用于制造機(jī)動(dòng)車車身的預(yù)成形元件的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種具有帶有預(yù)成形元件或預(yù)成形結(jié)構(gòu)的車身的機(jī)動(dòng)車，并且特別是涉及一種具有帶有如下預(yù)成形結(jié)構(gòu)的車身的機(jī)動(dòng)車，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)允許在兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)成形元件之間的優(yōu)化連接。
【背景技術(shù)】
[0002]在汽車工業(yè)領(lǐng)域中，隨著電驅(qū)動(dòng)的車輛的增加，對(duì)用于提高能效的質(zhì)量輕且節(jié)約資源的解決方案的需求也隨之升高。在輕質(zhì)結(jié)構(gòu)的范圍內(nèi)，越來越多的纖維復(fù)合材料被確立。
[0003]由碳纖維增強(qiáng)塑料制成的構(gòu)件基于它們的突出的機(jī)械特性而構(gòu)成纖維復(fù)合材料下的大組。因此，碳纖維增強(qiáng)塑料構(gòu)件相對(duì)于常規(guī)構(gòu)件的大量?jī)?yōu)點(diǎn)(例如高的剛度、耐腐蝕性、符合應(yīng)力的設(shè)計(jì)等)對(duì)于汽車工業(yè)也是具有吸引力的。
[0004]基于在汽車工業(yè)中的制造過程，應(yīng)用所謂的已經(jīng)形成與該應(yīng)用相匹配的形狀的預(yù)成形坯或預(yù)成形元件。預(yù)成形坯、預(yù)成形元件或簡(jiǎn)稱預(yù)成形件經(jīng)常由纖維墊的層疊構(gòu)建，所述纖維墊堆集在一起并且被切割并且已經(jīng)形成必需的空間形狀。
[0005]由于在汽車制造中的局部復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，經(jīng)常將兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)成形坯或預(yù)成形元件組裝成一個(gè)整體結(jié)構(gòu)。必須將各個(gè)預(yù)成形坯或預(yù)成形元件在邊界區(qū)域中進(jìn)行連接。因?yàn)槌鲇诜€(wěn)定性原因，對(duì)接焊接通常是不合適的，所以該連接通常通過將鄰接的邊緣區(qū)域進(jìn)行搭接來完成。
[0006]盡管是搭接，在通常情況下也應(yīng)該在所述連接的至少一側(cè)上避免階梯部。因?yàn)轭A(yù)成形坯或預(yù)成形元件具有一定的壁厚，所以在預(yù)成形元件中邊緣區(qū)域經(jīng)常被凹曲、即具有雙折彎部，在該雙折彎部中，所述表面水平以鄰接的預(yù)成形元件的材料厚度凹進(jìn)。
[0007]在該區(qū)域中，在纖維復(fù)合材料中、也特別是在碳纖維增強(qiáng)塑料中存在削弱材料的壁錯(cuò)位。為了達(dá)到最低穩(wěn)定性，在材料削弱的區(qū)域中需要進(jìn)行增強(qiáng)，然而所述增強(qiáng)又導(dǎo)致重量增加。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]在該背景下，可以視為本發(fā)明的任務(wù)的是，提供一種預(yù)成形結(jié)構(gòu)，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)在兩個(gè)或更多個(gè)預(yù)成形元件的連接方面在重量相同時(shí)具有更高的穩(wěn)定性或者在穩(wěn)定性相同時(shí)具有更小的重量。
[0009]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，提供一種具有帶有預(yù)成形元件的車身的機(jī)動(dòng)車，所述預(yù)成形元件具有多個(gè)纖維墊的第一堆疊件，所述預(yù)成形元件具有共同的第一外輪廓、第一預(yù)成形面、第一預(yù)成形邊緣區(qū)域和第一預(yù)成形棱邊。
[0010]第一預(yù)成形棱邊限定外輪廓的至少一部分，其中，第一邊緣區(qū)域在預(yù)成形面和第一預(yù)成形棱邊之間延伸，其中，預(yù)成形邊緣區(qū)域相對(duì)于鄰接到該預(yù)成形邊緣區(qū)域上的預(yù)成形面通過第一折彎部分開并且第一邊緣區(qū)域相對(duì)于鄰接到該第一邊緣區(qū)域上的第一預(yù)成形面傾斜。
[0011]以這種方式可以提供一種這樣的預(yù)成形元件，該預(yù)成形元件基于其傾斜且折彎的邊緣區(qū)域可以與另一個(gè)預(yù)成形元件的對(duì)應(yīng)的部分連接，從而可以避免由凹曲部形成的薄弱部位。
[0012]按照本發(fā)明的另一種示例性的實(shí)施方式，提供一種具有帶有預(yù)成形結(jié)構(gòu)的車身的機(jī)動(dòng)車，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)具有如上描述的預(yù)成形元件并且具有第二預(yù)成形元件。第二預(yù)成形元件具有多個(gè)纖維墊的第二堆疊件，所述第二預(yù)成形元件具有共同的第二外輪廓、第二預(yù)成形面、第二預(yù)成形邊緣區(qū)域和第二預(yù)成形棱邊。
[0013]第二預(yù)成形棱邊限定第二外輪廓的至少一部分，其中，第二邊緣區(qū)域在第二預(yù)成形面和第二預(yù)成形棱邊之間延伸，其中，第一邊緣區(qū)域和第二邊緣區(qū)域形成搭接部。
[0014]以這種方式可以提供這樣一種預(yù)成形結(jié)構(gòu)，該預(yù)成形結(jié)構(gòu)例如由兩個(gè)預(yù)成形元件組成，其中，在第一預(yù)成形元件和第二預(yù)成形元件之間的連接區(qū)域上通過設(shè)計(jì)至少一個(gè)預(yù)成形元件的折彎且傾斜的邊緣區(qū)域可以避免預(yù)成形結(jié)構(gòu)中的使材料削弱的凹曲部或雙階梯部。
[0015]在此有意義是，可以分開預(yù)制造各預(yù)成形元件，并且所述預(yù)成形元件可以按預(yù)制成的形狀相互連接。通過設(shè)計(jì)之前描述的具有預(yù)成形元件的預(yù)成形結(jié)構(gòu)特別是可以避免，例如各個(gè)纖維層在兩個(gè)預(yù)成形元件的邊緣區(qū)域中彼此交替地搭接。
[0016]相反于上述實(shí)施方式，在兩個(gè)鄰接的纖維層堆疊件的各個(gè)纖維層相互搭接的情況下，預(yù)成形件的制造是不可能的。其實(shí)是必須將各個(gè)纖維層鄰接地搭接地逐個(gè)放置，這原則上意味著高的勞動(dòng)耗費(fèi)。然而在預(yù)成形件的情況下則按照纖維層堆疊件的形狀和大小完成預(yù)制造。
[0017]因此，預(yù)成形元件的連接必須以不同于各個(gè)層的相互搭接的方式完成。特別是按照本發(fā)明的預(yù)成形結(jié)構(gòu)也可以在大量制造時(shí)使用，這是因?yàn)樘貏e是可以通過特別地設(shè)計(jì)以傾斜部和折彎部與鄰接的預(yù)成形面劃界的預(yù)成形邊緣區(qū)域來避免鄰接的纖維層堆疊件的耗時(shí)的交替搭接。
[0018]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，纖維墊是碳纖維墊。
[0019]以這種方式可以提供輕的材料，該輕的材料具有高的穩(wěn)定性并且按照如今的認(rèn)識(shí)在環(huán)境方面和健康方面都是毫無問題的。
[0020]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，碳纖維墊是紡織的。
[0021 ] 以這種方式可以提供纖維墊的自身已經(jīng)預(yù)穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。此外可以使用不同的織造圖案，所述不同的織造圖案特別是在纖維墊堆疊件應(yīng)采用不同形狀時(shí)予以考慮。
[0022]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，碳纖維墊放置成，使得碳纖維基本上相同地定向并且被橫向縫合。
[0023]特別是當(dāng)用于橫向縫合的紗線薄于縫合的碳纖維結(jié)構(gòu)時(shí)，以這種方式可以通過稀松結(jié)構(gòu)避免碳纖維墊的增厚。
[0024]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，第二預(yù)成形邊緣區(qū)域相對(duì)于鄰接到該第二預(yù)成形邊緣區(qū)域上的第二預(yù)成形面通過第二折彎部分開并且第二邊緣區(qū)域相對(duì)于鄰接到該第二邊緣區(qū)域上的第二預(yù)成形面傾斜。
[0025]以這種方式，所述至少兩個(gè)預(yù)成形元件一致地具有折彎的邊緣區(qū)域，從而可以在搭接區(qū)域中建立基本對(duì)稱的連接。
[0026]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，第一預(yù)成形邊緣區(qū)域和第二預(yù)成形邊緣區(qū)域分別在與相應(yīng)的折彎方向背離的一側(cè)上搭接地彼此貼靠。
[0027]以這種方式可以建立這樣一種連接，在該連接中，兩個(gè)彼此鄰接的預(yù)成形元件的兩個(gè)預(yù)成形面可以在一個(gè)平面上彼此沒有錯(cuò)位，而預(yù)成形邊緣區(qū)域可以通過折彎部彼此搭接。
[0028]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，第二邊緣區(qū)域朝第二預(yù)成形棱邊的方向具有第二預(yù)成形元件的材料厚度的逐步減小。
[0029]以這種方式可以實(shí)現(xiàn)，所述預(yù)成形結(jié)構(gòu)在搭接區(qū)域中在一側(cè)上不隆起并且因此兩個(gè)預(yù)成形面和搭接區(qū)域可以具有相同且一致的水平。
[0030]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，搭接部在結(jié)構(gòu)棱邊區(qū)域中朝預(yù)成形結(jié)構(gòu)的棱邊的方向加寬。
[0031]以這種方式可以實(shí)現(xiàn)，特別是在通常被更強(qiáng)地加負(fù)荷的棱邊區(qū)域中存在更大的搭接部，并且因此預(yù)成形結(jié)構(gòu)的棱邊穩(wěn)定性特別是在從第一預(yù)成形元件向第二預(yù)成形元件的過渡區(qū)域中增強(qiáng)。
[0032]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，第一邊緣區(qū)域和第二邊緣區(qū)域之中的至少一個(gè)邊緣區(qū)域具有比相應(yīng)的鄰接的預(yù)成形面的材料厚度更小的材料厚度，使得在相應(yīng)的折彎部上在與折彎方向背離的一側(cè)上形成凹進(jìn)的階梯部。
[0033]以這種方式，搭接區(qū)域可以更薄地設(shè)計(jì)，從而搭接區(qū)域具有比在第一預(yù)成形面區(qū)域中的材料厚度和在第二預(yù)成形面區(qū)域中的材料厚度的總和更小的厚度。換句話說，可以在兩個(gè)預(yù)成形面的材料厚度一致時(shí)將搭接區(qū)域設(shè)計(jì)為比雙倍的材料厚度更薄。
[0034]按照本發(fā)明的一種示例性的實(shí)施方式，第一邊緣區(qū)域沿側(cè)向朝結(jié)構(gòu)棱邊的方向并且直到結(jié)構(gòu)棱邊過渡到第一邊緣棱邊區(qū)域中，并且第二邊緣區(qū)域沿側(cè)向朝結(jié)構(gòu)棱邊的方向并且直到結(jié)構(gòu)棱邊過渡到第二邊緣棱邊區(qū)域中。
[0035]第一邊緣棱邊區(qū)域和第二邊緣棱邊區(qū)域之中的一個(gè)邊緣棱邊區(qū)域相對(duì)于相應(yīng)的鄰接的預(yù)成形面未折彎地伸展并且第一邊緣棱邊區(qū)域和第二邊緣棱邊區(qū)域之中