構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，包括第一構(gòu)件和第二構(gòu)件，其中至少一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)預(yù)成形坯。
【背景技術(shù)】
[0002]在當(dāng)今的車(chē)輛制造中，要做出很大努力來(lái)降低車(chē)輛的消耗/油耗。對(duì)此，降低總重量起著重要的作用，因?yàn)檐?chē)輛的質(zhì)量(車(chē)重)直接影響消耗/油耗。所使用的材料起著決定性作用，因?yàn)樗鼈儾粌H對(duì)于構(gòu)件重量而且還對(duì)于構(gòu)件剛性有貢獻(xiàn)。最近時(shí)期，纖維增強(qiáng)塑料進(jìn)入到車(chē)輛制造當(dāng)中。在這些材料中，在由環(huán)氧樹(shù)脂構(gòu)成的塑料基質(zhì)內(nèi)埋置有增強(qiáng)纖維。在車(chē)輛制造中作為結(jié)構(gòu)構(gòu)件使用的大型纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)件是由多個(gè)單體預(yù)成形坯一次集中(ineinem Schuss)制成的。這種預(yù)成形還是干燥的纖維墊，這些纖維墊在先前的成型工序中被剪裁成接近最終輪廓并被成型為預(yù)定的幾何結(jié)構(gòu)。為了實(shí)現(xiàn)重量?jī)?yōu)化和腳料減少的生產(chǎn)，而需要具有不同壁厚和分層構(gòu)造的各種不同預(yù)成形坯。在后續(xù)的工藝步驟中用構(gòu)成基質(zhì)的塑料或樹(shù)脂浸潤(rùn)所述預(yù)成形還，例如在樹(shù)脂傳遞模塑成型模具(Resin-Transfer-Molding-Werkzeug)中。由于是一次集中地加工制造相連的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，所以需要實(shí)施預(yù)成形坯搭接。
[0003]由現(xiàn)有技術(shù)已知的是，例如在車(chē)輛側(cè)框的總成組件中，在A柱接靠于頂框上的區(qū)域內(nèi)產(chǎn)生一種單重相交的(ein-schnittig)預(yù)成形還搭接。
[0004]由于這種在一側(cè)的或單重相交的預(yù)成形坯搭接之故，相應(yīng)地只能將限定的力從一個(gè)構(gòu)件傳遞到另一構(gòu)件上。在這些位置，僅僅通過(guò)純樹(shù)脂進(jìn)行力傳遞，這便導(dǎo)致了在總成組件側(cè)框內(nèi)的預(yù)成形坯搭接處產(chǎn)生薄弱點(diǎn)。
[0005]為了克服這些薄弱點(diǎn)，在現(xiàn)有技術(shù)中試圖在預(yù)成形坯搭接的區(qū)域內(nèi)增加搭接長(zhǎng)度。然而單重相交的或者說(shuō)在一側(cè)的預(yù)成形坯搭接帶來(lái)下述缺點(diǎn):需要大幅度的S-彎節(jié)(S-Schlag)，該彎節(jié)導(dǎo)致構(gòu)件很大的功能喪失。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]從上述現(xiàn)有技術(shù)出發(fā)，本發(fā)明的目的是提供一種簡(jiǎn)化的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，借其克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)。另外，本發(fā)明的一個(gè)特別的目的是提供一種構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，該構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)在兩構(gòu)件的連接區(qū)域內(nèi)體現(xiàn)出機(jī)械特性值高的特點(diǎn)。
[0007]此目的通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1所述特征的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)得以實(shí)現(xiàn)。從屬權(quán)利要求說(shuō)明了本發(fā)明的一些有益的實(shí)施方式。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其包括第一和第二構(gòu)件，其中至少一個(gè)構(gòu)件具有多個(gè)預(yù)成形坯。此外，在兩構(gòu)件的連接區(qū)域內(nèi)，第二構(gòu)件的任一預(yù)成形坯由第一構(gòu)件的多個(gè)預(yù)成形坯搭接。于是，代替單重相交的預(yù)成形坯搭接，產(chǎn)生了一種兩重或多重相交的(zwe1-oder mehrschnittig)預(yù)成形還搭接，由此增大了搭接面(搭接面積)，亦即一個(gè)構(gòu)件的預(yù)成形坯與第二構(gòu)件的預(yù)成形坯接觸的面(面積)。這一點(diǎn)改善了構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)的機(jī)械特性值，使得該構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)可以承受更高的作用力。
[0009]此外，所述構(gòu)件可以構(gòu)造成纖維增強(qiáng)構(gòu)件，具有由熱固性或熱塑性材料構(gòu)成的基質(zhì)，在該基質(zhì)中埋置有由碳、玻璃、芳族聚酰胺和/或玄武巖構(gòu)成的增強(qiáng)纖維。
[0010]另外，所述構(gòu)件可以是用于車(chē)輛的結(jié)構(gòu)構(gòu)件，這些結(jié)構(gòu)構(gòu)件由多個(gè)預(yù)成形坯構(gòu)成。本發(fā)明的意義下的結(jié)構(gòu)構(gòu)件尤其可以是縱梁、A柱增強(qiáng)件、B柱增強(qiáng)件、C柱增強(qiáng)件、D柱增強(qiáng)件、頂篷弓形架、側(cè)框內(nèi)側(cè)或外側(cè)的環(huán)托架、端壁、槽道(Tunnel)、底板和/或側(cè)檻的增強(qiáng)件。
[0011]在本發(fā)明的第一實(shí)施方式中，第一構(gòu)件為車(chē)輛的A柱，而第二構(gòu)件為車(chē)輛的頂框。這些構(gòu)件中的每一個(gè)都可以由一個(gè)或多個(gè)預(yù)成形坯構(gòu)成。
[0012]此外，A柱可以構(gòu)造成兩件式的，具有內(nèi)殼板和外殼板，其中每個(gè)殼板包括至少兩個(gè)預(yù)成形坯。由此，該A柱具有一種四層的構(gòu)造，通過(guò)這種構(gòu)造可以實(shí)現(xiàn)在搭接部段內(nèi)大的接觸面。通過(guò)將A柱分為兩個(gè)或多個(gè)單體的預(yù)成形坯，可以這樣地減小這些單體的預(yù)成形坯的壁厚:使得分開(kāi)的預(yù)成形坯的壁厚總和與按照現(xiàn)有技術(shù)以?xún)H僅一個(gè)單重相交式搭接固定在頂框上的一預(yù)成形坯的壁厚大致相當(dāng)。
[0013]另外，頂框可以構(gòu)造成多件式的并且至少具有一個(gè)內(nèi)殼板和一個(gè)外殼板。這些殼板中的每一個(gè)又都可以再具有一個(gè)或多個(gè)預(yù)成形坯，這些預(yù)成形坯可以在搭接部段內(nèi)與A柱的預(yù)成形坯相接觸。
【附圖說(shuō)明】
[0014]下文將借助針對(duì)附圖的說(shuō)明詳細(xì)地闡釋本發(fā)明。權(quán)利要求書(shū)、附圖和說(shuō)明書(shū)包含了大量的特征，下文結(jié)合本發(fā)明的示例性說(shuō)明的實(shí)施方式對(duì)這些特征進(jìn)行闡述。本領(lǐng)域技術(shù)人員也可對(duì)這些特征單獨(dú)考慮和按照別的組合方式來(lái)考慮，以構(gòu)成其他一些匹配于本發(fā)明相應(yīng)應(yīng)用的實(shí)施方式。
[0015]在示意圖中示出:
[0016]圖1為側(cè)框的側(cè)視圖；
[0017]圖2為按照現(xiàn)有技術(shù)的由圖1沿著剖切線A-A的剖視圖，和
[0018]圖3為按照本發(fā)明的依圖1所示剖切線A-A的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]在圖1中示出了一個(gè)側(cè)框的總成組件。在此，幾何結(jié)構(gòu)應(yīng)該僅僅具有代表性示意的性質(zhì)，而并不限制本發(fā)明。在前部的車(chē)輛區(qū)域中，如圖1中在左側(cè)所示，側(cè)框10具有一個(gè)A柱，該A柱在其上端部與頂框12連接。
[0020]如在圖2中所示，該連接是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)構(gòu)造設(shè)計(jì)的。A柱構(gòu)造成雙殼式的，具有一個(gè)外殼板I Ia和一個(gè)內(nèi)殼板Ili。頂框12同樣構(gòu)造成雙殼式的，具有一個(gè)外殼板12a和一個(gè)內(nèi)殼板12i。所有殼板均由纖維增強(qiáng)塑料材料構(gòu)成。在連接區(qū)域V內(nèi)，各個(gè)殼板元件相互搭接，它們?cè)谝粋€(gè)接觸面上相接觸。
[0021]在圖3中示出了與之區(qū)別開(kāi)來(lái)的本發(fā)明。如從中可以看出的那樣，A柱11同樣構(gòu)造成雙殼式的，具有一個(gè)外殼板和一個(gè)內(nèi)殼板。夕卜殼板則又由兩個(gè)預(yù)成形還I Ial和I la2構(gòu)成。內(nèi)殼板同樣包括兩個(gè)預(yù)成形還I Ii I和11 i2。頂框12在此也構(gòu)造成雙殼式的，具有一個(gè)外殼板12a和一個(gè)內(nèi)殼板12i，它們分別由一個(gè)預(yù)成形坯構(gòu)成。在連接區(qū)域V內(nèi)，A柱11的預(yù)成形坯局部地搭接頂框12的預(yù)成形坯。如從中可以看出的那樣，A柱的外殼板的預(yù)成形坯Ilal和lla2在兩側(cè)搭接頂框的外殼板的預(yù)成形坯12a。由此，預(yù)成形坯12a在其外側(cè)面上與A柱11的預(yù)成形坯Ilal接觸并且在其內(nèi)側(cè)面上與A柱11的外殼板的預(yù)成形坯lla2相接觸。從而，與單重相交式連接相比，在兩側(cè)、從后面交接(hinterschnittig)連接的情況中，接觸面是兩倍那么大。與此類(lèi)似，A柱11的內(nèi)殼板的預(yù)成形坯I Iil和1Π2在兩側(cè)圍抱頂框的內(nèi)殼板的預(yù)成形坯12i。如從圖3中可以看出的那樣，A柱11的內(nèi)側(cè)預(yù)成形坯1Π2較長(zhǎng)并且與內(nèi)側(cè)預(yù)成形坯Ilil相比在更長(zhǎng)的區(qū)段上搭接頂框12的內(nèi)側(cè)預(yù)成形坯12i。
[0022]原則上，A柱11的預(yù)成形坯不必對(duì)稱(chēng)地包圍頂框12的預(yù)成形坯，而是可以在一側(cè)上具有比在另一側(cè)上更大的接觸面，如其在圖3中示例性地和代表性地通過(guò)預(yù)成形坯Ilil和1Π2示出的那樣。通過(guò)本發(fā)明，可以顯著降低在搭接部段或者說(shuō)連接部段內(nèi)薄弱點(diǎn)的危險(xiǎn)。此外，還顯著降低了在這種連接位置處的幾何/結(jié)構(gòu)剛度突變。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，包括第一構(gòu)件(11)和第二構(gòu)件(12)，其中至少一個(gè)構(gòu)件(11)具有多個(gè)預(yù)成形坯(llil，lli2，Ilal，lla2)，其特征在于:在兩個(gè)構(gòu)件(11，12)的連接區(qū)域(V)內(nèi)，第二構(gòu)件(12)的任一預(yù)成形坯由第一構(gòu)件(11)的多個(gè)預(yù)成形坯(llil，lli2，Ilal，lla2)搭接。2.如權(quán)利要求1所述的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其特征在于:所述構(gòu)件(11，12)為纖維增強(qiáng)構(gòu)件，具有由熱固性或熱塑性材料構(gòu)成的基質(zhì)，在該基質(zhì)中埋置有由碳、玻璃、芳族聚酰胺和/或玄武巖構(gòu)成的增強(qiáng)纖維。3.如權(quán)利要求1或2之任一項(xiàng)所述的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其特征在于:所述構(gòu)件(11，12)為用于車(chē)輛的結(jié)構(gòu)構(gòu)件。4.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其特征在于:第一構(gòu)件(11)為車(chē)輛的A柱并且第二構(gòu)件(12)為車(chē)輛的頂框。5.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其特征在于:A柱構(gòu)造成兩件式的，具有內(nèi)殼板(IIi)和外殼板(IIa)，其中每個(gè)殼板(11a，IIi)包括至少兩個(gè)預(yù)成形還(llil，Ili2，llal，lla2)06.如前述權(quán)利要求之任一項(xiàng)所述的構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，其特征在于:頂框(12)構(gòu)造成多件式的并且至少具有一個(gè)內(nèi)殼板12i和一個(gè)外殼板12a。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種構(gòu)件設(shè)置系統(tǒng)，包括第一構(gòu)件(11)和第二構(gòu)件(12)，其中至少一個(gè)構(gòu)件(11)具有多個(gè)預(yù)成形坯(11i1，11i2，11a1，11a2)，其特征在于：在兩個(gè)構(gòu)件(11，12)的連接區(qū)域(V)內(nèi)，第二構(gòu)件(12)的任一預(yù)成形坯由第一構(gòu)件(11)的多個(gè)預(yù)成形坯(11i1，11i2，11a1，11a2)搭接。
【IPC分類(lèi)】B29C65/00, B62D25/04, B62D25/02, B29L31/30, B29C70/30
【公開(kāi)號(hào)】CN105473312
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201480046984
【發(fā)明人】T·施瑙費(fèi)爾, A·貝爾, S·施皮策
【申請(qǐng)人】寶馬股份公司
【公開(kāi)日】2016年4月6日
【申請(qǐng)日】2014年10月9日
【公告號(hào)】DE102013221168A1, WO2015055492A1