[发明专利]车身模块构件及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种车身模块构件及其制造方法。

背景技术

如今，大面积的由纤维-塑料复合材料构成的车身结构（例如底板结构）由纺织半成品（如织物或束状物）通过多个单独步骤制造而成，首先加工成构件-粗加工品，然后例如在RTM-技术中加工成构件。这种FVK-结构具有相对较低的纤维含量（约占体积的45%），并因此有条件地具有较低的E-模型。因此，不能最佳地充分利用纤维-塑料复合材料，换言之，从经济角度讲还没有达到最大的轻型构造潜能。此外，RTM-技术不适合适超过5000单位的数量，因此只能受限地用于大批量生产。

此外，由纤维复合-塑料构成的结构元件（例如挤拉物或用来构成机动车结构构件的型材）要借助非常耗时的接合技术（例如粘结或螺纹连接）才能接合在一起。因此，产生了额外的构件重量和成本。此外，还很难尺寸稳定地接合FVK-结构元件。

DE102008020527A1描述了一种用于自承载的机动车车身的底板的框架结构，其具有较轻的重量。在此框架结构上，由纤维增强的塑料材料构成的前方和后方的底部元件粘结在一起，它们的纤维成份占重量的20%和40%。此外，在该处设置有接头以连接单个的框架元件，它们可由铝压铸件制成。

同样，在DE19506160B4中公开了由管状框架元件构成的用于机动车的框架结构，它为降低重量建议用通过铝制接头接合的挤压的铝管型材，来代替钢制结构。在此，该框架结构由单个的框架模块构成，它们可指底部结构，如前方框架、尾部框架、框架-车厢、框架-车辆底盘和顶部框架。前方框架的底部结构借助结构元件（如冷却器、通风器、挡风玻璃、前大灯或保险杆预制成前方模块，然后精确地直接或通过接头元件连接到其余（同样预制的）机动车框架上。

发明内容

在现有技术的基础上提出的目的是，以轻型构造的方式由纤维增强的塑料材料成本划算地制造车身模块构件，因此在达到最大的轻型结构潜能的同时，实现最低的制造成本，并因此更加充分地利用材料。

此目的通过具有权利要求1特征的车身模块构件得以实现。

适合大批量地制造这种车身模块构件这一目的借助具有权利要求9特征的方法得以实现。

该车身模块构件以及该方法的改进方案在各个从属权利要求中进行阐述。

第一实施例涉及一种车身模块构件，它是三维构形的并且由至少两个车身模块节段组接而成。该车身模块节段是连续挤拉的纤维-塑料复合物-挤拉物的部段。在此，每个挤拉物都具有基本结构，该基本结构由根据构件的预设几何结构按照力线/力流铺设的无端部纤维构成。这种挤拉物在构造方面尤其有利地以几何结构简单的形式制成，它们可通过定长切断来划分部段，因此这些部段可按本发明有利地组接成复杂的车身模块构件。

按本发明现在规定，构件的基本结构具有一个或多个通道，它们在制好的车身模块节段中作为缺口或孔口存在，例如用来容纳连接装置，车身模块节段借助该连接装置可组接在一起，或者用来例如借助螺纹连接装置固定在另一构件上。

挤拉物的“构造几何结构方面简单的形状”在此指基本上平坦或只是略微弯曲的表面节段，它通过相互接合创造出复杂的三维构形的车身模块构件。

基本纤维结构的按照力线/力流铺设的纤维因此围绕预设通道铺设，这是一种由纤维构成的、围绕这个或这些通道设置的稳定结构。因此，可有利地提供无端部纤维增强的车身模块节段，该节段具有孔口和缺口，其中通过无端部纤维的力线不被损坏了纤维的孔口中断。

按本发明围绕通道设置的稳定结构一方面包含节段的机械性能，它通过按照力线进行铺设的无端部纤维实现，另一方面该稳定结构还额外地增强了孔口区域，它例如作为与另一节段的连接点提高了力引导。因此，能有利地实现对材料最大程度的利用，从而提高这样构成的节段的经济性，并且提高其应用的多样性。也就是说，可完全充分地利用由无端部纤维增强的塑料的有利的材料性能，因为未中断的无端部纤维的优点不会在事后由于纤维的损坏而消失。因此，可在构件成本最低的情况下，可在重量方面来优化该节段。

这样构成的车身模块节段因此以通道具有固定装置，各车身模块节段借助该固定装置可以直接或间接地彼此相连，例如应用穿透通道的连接装置，用来构成车身模块构件。因此，在实现正确的力引导和力传递的情况下，纤维复合塑料结构可经济地接合在一起。

如果用来构成车身模块构件的车身模块节段不是直接相互连接，则可应用接头/节点/结元件，车身模块节段通过该接头元件接合在一起。该接头元件则具有用于连接装置的通孔，它们与车身模块节段的通道相匹配。