[发明专利]由纤维复合材料制成的用于机动车的车身面构件

说明书

本发明涉及一种用于机动车的车身面构件，其构造为纤维复合层压板，该纤维复合层压板具有由纤维增强塑料构成的固化的主层压板(1)和粘合在该主层压板上的附加纤维层(2)，所述附加纤维层(2)当力作用于车身面构件上时能够在部分区段与所述主层压板(1)脱离，该附加纤维层(2)由非延性的、未以树脂或塑料浸透的纤维纺织品构成，所述纤维纺织品由碳纤维、芳族聚酰胺纤维或玻璃纤维构成。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车的车身面构件，其构造为纤维复合层压板，该纤维复合层压板具有由纤维增强塑料构成的主层压板和紧固在该主层压板上的附加纤维层，所述附加纤维层当力作用于车身面构件上时能够与所述主层压板脱离，该附加纤维层由纤维纺织品构成。

背景技术

在属于现有技术的车身构件所用的纤维复合层压板中，当有大的力作用时，例如在事故情况中，可能发生开裂。该开裂造成不同的层压板层的层离，因此而产生碎片，这些碎片对于乘员形成危险。构造材料(通常为碳纤维)的延性不足以维持结构和防止开裂，然而比起相当的车身钢板，由于纺织的结构组织之故，裂纹发展是在高得多的阻力下进行。

由现有技术已知一些解决方案，其中，将由纤维增强塑料构成的单独的层用作保护层或用作碎片防护，例如在动力推进设备或在赛车运动中。还已知的是，往主层压板上敷设弹性的附加层，所述附加层应该在碰撞情况中发生延展并捕集碎片，然而却无助于构件的结构整体性。

在相关技术领域中，作为出版物现有技术存在着如下文献：DE 3934555 C2、DE4002062 A、DE 102004042282 B4、DE 102011107512 A和DE 102008036175 A。

发明内容

针对这样的背景，本发明的目的是提供一种以纤维复合材料为基础的材料系统，旨在应用于有侵入及撞击危险的车身面构件。在此情况下，继而应该鉴于结构整体性和碎片特性以及密封性对层合性能加以改善。此外，还应该保证相对于相当的钢结构或铝结构而言的重量优势。

根据本发明，提出一种用于机动车的车身面构件，其构造为纤维复合层压板，该纤维复合层压板具有由纤维增强塑料(特别是环氧塑料)构成的固化的主层压板和粘合在主层压板上的附加纤维层，所述附加纤维层当力作用于车身面构件上时能够与主层压板脱离，该附加纤维层由非延性的、干燥的纤维织物构成。未以树脂或塑料浸透的、固化的纤维织物定义为干燥的纤维织物。所述纤维纺织品由碳纤维、芳族聚酰胺纤维或玻璃纤维构成。

本发明的第一解决方案是涉及附加纤维层往主层压板上的剪切韧性(schubweich，滑移韧性)的接合。通过从周围主层压板到附加纤维层中渐进的力分布，较长的纤维区段受到加载，由此车身面构件的变形能力便得以提高。在此，既可以单面也可以双面使用所述附加纤维层。对于车身应用来说，为避免在内室中出现碎片或者裂口棱缘，有益的是：将附加纤维层在与可能发生的碰撞相背离的那面(亦即朝向车辆内室)设置在主层压板上，使得可以将力流引导到所述附加纤维层上。

所述附加纤维层的非延性的、干燥的纤维纺织品并不形成由现有技术部分已知的弹性柔韧性作为置于主层压板下游的延性的层，而是通过使用抗剪模数小或者说抗剪强度小的柔软的粘合材料能使织物的单纤维后滑(Nachgleiten)到碰撞位置。在这种情况下，织物结构组织由于沿着撞击方向受拉伸的单纤维而发生变化。所述附加纤维层造成了纤维在侵入位置上的压实、纤维沿着拉力方向或者说侵入方向的定向以及因此造成了网络效应，其中，通过碰撞导入的力不是被弹性特性所吸收，而是在周围区域内往回传递到主层压板上(作用力等于反作用力)。

有益地使用UP(不饱和聚酯树脂)基或PU(聚氨酯)基的薄膜粘合剂作为粘合材料，用以将附加纤维层剪切韧性地接合到主层压板上。另外，下述实施方式是有益的，其中：UP基或PU基的粘合材料的厚度为附加纤维层的层厚的40％至60％。粘合材料的该厚度有助于实现附加纤维层相对于主层压板的可相对运动性。