CN102734288B - 纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用 - Google Patents

纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用 Download PDF

Info

Publication number
CN102734288B
CN102734288B CN201210110591.9A CN201210110591A CN102734288B CN 102734288 B CN102734288 B CN 102734288B CN 201210110591 A CN201210110591 A CN 201210110591A CN 102734288 B CN102734288 B CN 102734288B
Authority
CN
China
Prior art keywords
node element
fiber
wall pieces
reinforced plastic
connection area
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201210110591.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN102734288A (zh
Inventor
T.奥尔
W.迪茨
C.克拉默
A.普雷兹勒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Magna Steyr Fahrzeugtechnik GmbH and Co KG
Original Assignee
Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG filed Critical Steyr Daimler Puch Fahrzeugtechnik AG and Co KG
Publication of CN102734288A publication Critical patent/CN102734288A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN102734288B publication Critical patent/CN102734288B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
    • B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C53/00—Shaping by bending, folding, twisting, straightening or flattening; Apparatus therefor
    • B29C53/56—Winding and joining, e.g. winding spirally
    • B29C53/58—Winding and joining, e.g. winding spirally helically
    • B29C53/76—Winding and joining, e.g. winding spirally helically about more than one axis, e.g. T-pieces, balls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D23/00—Combined superstructure and frame, i.e. monocoque constructions
    • B62D23/005—Combined superstructure and frame, i.e. monocoque constructions with integrated chassis in the whole shell, e.g. meshwork, tubes, or the like
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/04—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of synthetic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/524—Joining profiled elements
    • B29C66/5244—Joining profiled elements for forming fork-shaped connections, e.g. for making window frames or Y-shaped pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/524—Joining profiled elements
    • B29C66/5245—Joining profiled elements for forming cross-shaped connections, e.g. for making window frames or X-shaped pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/50—General aspects of joining tubular articles; General aspects of joining long products, i.e. bars or profiled elements; General aspects of joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; General aspects of joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/51—Joining tubular articles, profiled elements or bars; Joining single elements to tubular articles, hollow articles or bars; Joining several hollow-preforms to form hollow or tubular articles
    • B29C66/52—Joining tubular articles, bars or profiled elements
    • B29C66/524—Joining profiled elements
    • B29C66/5245—Joining profiled elements for forming cross-shaped connections, e.g. for making window frames or X-shaped pieces
    • B29C66/52451—Joining profiled elements for forming cross-shaped connections, e.g. for making window frames or X-shaped pieces with four right angles, e.g. for making +-shaped pieces
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C66/00—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts
    • B29C66/70—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material
    • B29C66/72—General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the structure of the material of the parts to be joined
    • B29C66/721—Fibre-reinforced materials
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2023/00—Tubular articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/24—Pipe joints or couplings
    • B29L2031/246—T-joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B7/00—Connections of rods or tubes, e.g. of non-circular section, mutually, including resilient connections
    • F16B7/04—Clamping or clipping connections
    • F16B7/044—Clamping or clipping connections for rods or tubes being in angled relationship
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/44—Three or more members connected at single locus
    • Y10T403/443—All encompassed

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Moulding By Coating Moulds (AREA)
  • Mutual Connection Of Rods And Tubes (AREA)

Abstract

本发明涉及一种由纤维增强塑料(2)组成的节点元件(1a...1f)，包括至少三个管状和/或型材状连接区(A...F)，节点元件有至少一个V形或U形的刚性壁件(3a、3b)，它安装在两个连接区(A...B、C...D)之间以及与纤维增强塑料(2)连接。此外本发明涉及这种节点元件(1a...1f)的制造方法，按此方法将V形或U形壁件(3a、3b)安置在阳型芯(5a...5c)上，用纤维缠绕已形成的结构，以及最后在加入或敷设交联塑料后硬化所述节点元件(1a...1f)。此外还涉及节点元件(1a...1f)在框架结构或在管道结构中的应用。

Description

纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用
技术领域
本发明涉及一种由纤维增强塑料组成的节点元件，包括至少三个管状和/或型材状连接区。此外本发明还涉及由纤维增强塑料组成有至少三个管状和/或型材状连接区的节点元件的制造方法。最后本发明涉及这种节点元件的应用。
背景技术
所述类型的节点元件原则上是已知的，它们例如在框架结构中使用。例如DE4423642C1公开了一种尤其用于汽车的按桁架结构形式的承力框架，它由一些单独预制的框架型材和将它们互相形状稳定地连接的纤维复合材料制成的节点元件组成。节点元件分别由机械化预制的具有三维连续纤维结构以及相关的框架成型件承接槽的纤维毛坯制成。纤维毛坯逐个与装入承接槽内的框架成型件一起，在一个围绕节点区以及位置准确地固定框架成型件的模具内，压实并固结成一个整体的纤维复合物节点结构。已知的这种节点结构的缺点是，它的制造比较麻烦，而且其刚度较低。
发明内容
因此本发明要解决的加上问题是，提供一种改进的制造方法和其有利的应用。尤其应为经济地制造比较刚性的节点元件创造可能性。
本发明的上述技术问题通过前言所述类型的节点元件得以解决，此节点元件包括至少一个V形或U形的刚性壁件，它安装在两个连接区之间和与纤维增强塑料连接。
此外本发明的技术问题通过一种用于制造由纤维增强塑料组成具有至少三个管状和/或型材状连接区的节点元件的制造方法得以解决，本方法包括下列步骤：
a)将V形或U形壁件安置在阳型芯上；
b)用纤维缠绕已形成的结构；以及
c)在加入或敷设交联塑料后硬化所述节点元件。
采用本发明可克服前言提及的先有技术的缺点，因为通过V形或U形的刚性壁件，一方面显著简化节点元件的制造，而且同时还十分有效地提高其刚度。
在本发明的范围内，“节点元件”理解为能连接多个杆或管的任何元件，在这里，分别连接杆或管的端部。尤其是，节点元件可以实现所述杆或管的角向刚性的连接。这些杆和管可以具有任意的横截面。
在本发明的范围内，“管状”连接区理解为具有一种横截面形状的任何连接区，在这种横截面形状时至少一个内部区被闭合的边界封闭。尤其是，所述边界可以是椭圆形或圆形以及多边形和矩形。但也可以是与这些具体列举的不同的形状，不受限制。
在本发明的范围内，“型材状”连接区理解为具有一种横截面形状的任何连接区，在这种横截面形状时不存在通过闭合的边界封闭内部区。对此尤其是指T型材、L型材、U型材和I型材。但并不受此限制，也可以是与这些具体已提及的不同的形状。
为了完整起还应指出，一个连接区也可以由管状和型材状连接区的一种混合的形式组成。例如两个彼此间隔的圆环形区段通过过梁连接等。此外在管状和型材状连接区之间的边界是可流畅的，此时一个连接区也可以包括开槽的管状区。此外应指出，管状区段或型材状区段没有必要必须有恒定的壁厚，而是也可以有变化的壁厚。
在本发明的范围内，“V形或U形”壁件理解为沿其纵向是V形或U形的壁件。对此尤其是还指那些模仿“V”或“U”的壁件，尤其V形包括多次弯曲，U形包括S形和直的区段以及由“U”和“V”组成的混合形状。壁件可以具有任何横截面，但尤其具有一种与上述杆或管的横截面匹配的横截面，从而使连接区的内部形状与杆或管的外部形状相对应。
下面由从属权利要求和由参见附图的说明中提供本发明有利的扩展设计和进一步发展。
有利的是，所述至少一个壁件构成节点元件的部分内壁。由此显著简化节点元件的制造，因为壁件可以直接安置在阳型芯上。
特别有利的是，纤维增强塑料构成V形或U形壁件的三角形覆盖区和/或底部区。由此一方面显著提高节点元件的刚性，另一方面还显著简化其制造，因为纤维可以不缠绕在节点元件的各个边腿上，而是可以跨越地缠绕在两个边腿上。
也特别有利的是，在壁件的V形或U形凹口内安置泡沫塑料体。由此可以更进一步提高节点元件的刚性。尤其是改善构成凹口边界的边腿彼此的角向刚度。还可以有效避免上述三角形覆盖区和/或底部区起拱。
此外特别有利的是，壁件在与纤维增强塑料的接触区内有梳状或城垛式结构。由此防止在节点元件硬化前纤维在阳型芯上滑动，从而可以更好地得到能再现的质量。优选地，梳齿或垛尖的高度与纤维增强塑料的壁厚基本一致，所以梳齿/垛尖不会从制成的节点元件伸出。
节点元件一种有利的设计包括三个连接区和一个壁件，因为此时用纤维缠绕阳模可以非常容易进行，例如节点元件的两个与壁件毗邻的边腿共同用纤维缠绕。
节点元件另一种有利的设计包括四个连接区和两个相对置的壁件，因为此时用纤维缠绕阳模可以非常容易进行，例如节点元件的两个与壁件毗邻的边腿共同用纤维缠绕。
有利的是，壁件用金属、木材或已硬化的塑料制成。由此可使壁件的特性与需要的型材良好匹配。
也有利的是，纤维增强塑料含有玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、碳纤维、植物纤维、岩石纤维或它们的混合物，其中，所述聚芳基酰胺纤维包括聚芳酰胺纤维。由此可以在宽大的界限内控制成品节点元件的机械性质。
此外有利的是，纤维增强塑料含有纤维束、纤维机织织物、纤维编织物、纤维针织物和/或纤维非织造织物。由此可以沿不同的方向控制成品节点元件的机械性质。尤其用机织织物、编织物、针织物和/或非织造织物比用纤维束更容易制成闭合面。尤其还可以使用专门为节点元件生产的机织织物、编织物、针织物和/或非织造织物。
有利的是，步骤c)在阴模内进行。由此一方面可以固定节点元件的外模，另一方面还可以压紧纤维增强塑料。
有利的是，由每个分模具组成的阳型芯制成每个连接区，在节点元件硬化后将它们沿其纵轴线从连接区拔出。因此阳型芯可容易地从制成的节点元件拆除并因而还可以重新使用。但当然也可以与之不同设想冲洗出阳型芯，因此尤其也可以采用整体阳型芯。
有利的是，阳型芯可以充气。这一方案带来的优点是，这种阳型芯可以重新使用。
特别有利的是，为至少一个连接区取代阳型芯而采用留在节点元件内的杆或留在其中的管。以此方式使节点元件在硬化后立刻与所述杆或所述管持久连接。因此为了将杆或管固定在节点元件连接区内的单独措施可成为多余。
在这方面特别有利的是，在步骤a)中将壁件形状配合式与所述杆或所述管连接。以此方式可以简化节点元件的制造，或也可以改善杆/管与节点元件之间的连接。形状配合式连接可例如借助榫、槽、销和/或钉构成。
有利的是，加入交联塑料通过用液态塑料浸渍纤维实现。加入交联塑料可通过用液态塑料(例如环氧树脂或聚酯树脂)浸渍敷设在阳型芯上的纤维实现，例如通过喷洒、滚压或涂抹。与之不同或除此之外，液态塑料也可以注入封闭的阴模内。
此外有利的是，为了硬化而加热节点元件。由此一方面加速硬化，另一方面可以尤其在使用环氧树脂或聚酯树脂时通过所谓的“退火”影响成品节点元件的机械性质。
有利的是，在步骤b)中通过使用含有热塑纤维的纤维混合物加入交联塑料，以及在步骤c)中通过给纤维混合物加热实现硬化。以此方式可避免加入液态塑料，因而可在完全干燥的条件下实施塑料构件的生产。
尤其由于其高的刚度，按本发明一种有利的方案，节点元件在框架结构中应用于连接多个杆和/或管。此外还因为这种节点元件比较轻和通常防锈，所以它也能满足对汽车结构的高要求。
最后，出自于前面已提及的原因并因为节点元件尽管其高的刚度仍可设计为空心的，所以按本发明另一种有利的方案，节点元件在流体管道系统中应用于连接多个管。
本发明的上述设计和进一步发展可以任意方式组合。
附图说明
下面借助示意的附图中表示的实施例详细说明本发明。其中：
图1表示有V形壁件的节点元件的第一种实施形式；
图2表示节点元件第二种实施形式，其中纤维增强塑料沿V形壁件的覆盖区和底部区延伸；
图3如图2，但在壁件的V形凹口内有附加的泡沫塑料体；
图4表示阳型芯和安置在它上面的壁件；
图5如图4，但有安装在连接区内的杆；
图6表示有四个连接区和两个壁件的节点元件；
图7表示有六个在不同平面内的连接区的节点元件；以及
图8表示有U形壁件的节点元件。
图1表示由纤维增强塑料2组成的节点元件1a的第一种实施形式，它有三个管状连接区A…C。此节点元件1a包括V形的刚性壁件3a，它安装在两个连接区A与B之间并与纤维增强塑料2连接。在这里，壁件3a构成节点元件1a的部分内壁。壁件3a优选地由金属、木材或已硬化的塑料制成。此外，纤维增强塑料2有利地含有玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、碳纤维、植物纤维、岩石纤维或它们的混合物，其中，所述聚芳基酰胺纤维包括聚芳酰胺纤维，它们例如加工成纤维束、纤维机织织物、纤维编织物、纤维针织物和/或纤维非织造织物的形式。
图2表示节点元件1b另一种实施形式，它与图1所示的节点元件1a非常相似。与它的区别在于，纤维增强塑料2构成V形壁件3a的三角形覆盖区G和底部区H。因此这种节点元件1b特别稳定和非常容易制造，因为纤维增强塑料2的纤维可以跨越地缠绕在两个连接区A和B上。
为了更进一步提高稳定性，可以在壁件3a的V形凹口内安置泡沫塑料体4，如图3在节点元件1c中所表示的那样。
现在图4表示如何能制成节点元件1a…1c的一种方法。在第一步a)将V形壁件3a安置在阳型芯5a…5c上。在第二步b)用纤维缠绕如此形成的结构。最后，在加入或敷设交联塑料后硬化节点元件1a…1c。尤其是，步骤c)在阴模(未表示)内进行。有利地，为了硬化还加热节点元件1a…1c。
加入交联塑料可通过用液态塑料(例如环氧树脂或聚酯树脂)浸渍纤维实现，例如在步骤b)后通过用上述塑料喷洒、滚压或涂抹表示在图4中并已用纤维缠绕的结构。在这方面例如还可以设想，图中表示的阳型芯5a…5c已敷涂胶粘剂。
与之不同或除此之外，液态塑料的加入也可以通过向阴模(未表示)内浇注实现。作为塑料仍可考虑不同的树脂，以及例如还可以考虑热塑性塑料。
按本发明的一种有利的方案，在步骤b)中通过使用含有热塑纤维的纤维混合物加入交联塑料。然后通过其加热实现节点元件1a...1c的硬化，由此热塑纤维熔化以及耐热纤维(例如玻璃纤维、聚芳酰胺纤维、聚芳基酰胺纤维、碳纤维、植物纤维、岩石纤维或它们的混合物)交联。
在本例中，由每个分模具组成的阳型芯5a...5c制成每个连接区A...C。这些分模具5a...5c可以移位(用双向箭头象征性表示)，以及在节点元件1a...1c硬化后沿其纵轴线从连接区A...C拔出。为了更好理解，成品节点元件1a...1c的外形用细线表示。与之不同或除此之外，阳型芯5a...5c可设计为可以充气。在这种情况下并不一定要求分割阳型芯5a...5c，因为可充气的阳型芯能够通过其中一个连接区A...C拔出。还可设想，阳型芯有单独的中心区，它在纤维增强塑料2硬化后可以留在节点元件1a...1c内。此时阳型芯5a...5c可相应地设计得比较短。有利地，使如此得到的节点元件1a...1c的中心区更加稳定。
由图4还可以清楚看出，壁件3a在与纤维增强塑料2的接触区内有梳状或城垛式结构J，所以纤维不会轻易滑动，以及在图4中表示的结构在加入液态塑料前和加入液态塑料时更好地保持其形状。优选地，梳齿或垛尖的高度与纤维增强塑料的壁厚相对应，所以梳齿/垛尖不会从制成的节点元件1a...1c伸出。
图5表示节点元件1a...1c的另一种制造方法。在这里为连接区A取代阳型芯5a采用可留在节点元件1a...1c内的杆6(在这里缩短表示)。与之不同，也可以采用留在其中的管。有利地，节点元件1a...1c在硬化后立刻与杆6持久连接。当然也可以更多个或甚至全部连接区A...C配备有这种杆或管。为了能方便地制造节点元件1a...1c，或也为了能改善杆6与节点元件1a...1c之间的连接，壁件3a在步骤a)中形状配合式与所述杆6或所述管连接，尤其如这里表示的那样借助销钉7。但也可以设想借助榫、槽和/或钉形状配合式连接。
图6表示另一种方案的节点元件1d，包括四个连接区A...D和两个互相对置的壁件3a。除此之外节点元件1d的结构与图4所示节点元件1c类似，以及也可以按相同的方式制造。
图7表示节点元件1e的一种方案，它类似于图6所示的节点元件1d。与它 的差别是，节点元件1e有两个附加的连接区E和F。也就是说，连接区A...F并非必须处于一个平面内。
最后，图8表示节点元件1f的一种方案，它有一个在俯视图中为U形的壁件3b。除了图中表示的壁件3a和3b外，“V形或U形”壁件还可以理解为模仿“V”或“U”的其他形状，尤其包括多次弯曲的V形，包括S形和直段的U形以及由“U”和“V”组成的混合形状。
在图中表示的壁件3a和3b有矩形横截面，当应连接矩形管或杆时这种横截面是有利的。当然壁件3a和3b也可以局有其他形状的横截面，例如半圆形横截面，它可以与圆形横截面的管或杆连接。此外壁件3a和3b也可以包括型材状横截面(例如有U型材、L型材、I型材或T型材)以及一种管状/型材状混合的横截面。
图中表示的节点元件1a...1f可有利地在框架结构中，尤其在汽车结构中，应用于连接多个杆和/或管。还可以考虑，所述的节点元件1a...1f在流体管道系统中应用于连接多个管。
最后应指出，附图中的组成部分有可能未按正确的比例表示，以及在图中表示的个别方案也可以构成一项独立发明的技术主题。有关位置的说明，如“右”、“左”、“上”、“下”等，涉及各构件在图中所示的位置，而当所述位置改变时可想象相应地调整。还应指出，图中所表示的节点元件1a...1f的形状当然纯粹是举例，不应当用来限制专利权利的保护范围。专业人员可将在这里公开的思想方便地使用于任何构件形状。

Claims (22)

1.一种由纤维增强塑料(2)组成的节点元件(1a…1f)，包括至少三个管状连接区(A…F)，其特征在于至少一个V形或U形的刚性壁件(3a、3b)，它安装在两个连接区(A…B、C…D)之间以及与纤维增强塑料(2)连接。
2.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，所述至少一个刚性壁件(3a、3b)构成所述节点元件(1a…1f)的部分内壁。
3.按照权利要求1或2所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，纤维增强塑料(2)构成V形或U形的刚性壁件(3a、3b)的三角形覆盖区(G)和/或底部区(H)。
4.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，在刚性壁件(3a、3b)的V形或U形凹口内安置泡沫塑料体(4)。
5.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，刚性壁件(3a、3b)在与纤维增强塑料(2)的接触区内有梳状或城垛式结构(J)。
6.按照权利要求5所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，梳齿或垛尖的高度与纤维增强塑料(2)的壁厚基本一致。
7.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征在于所述连接区(A…C)为三个和所述刚性壁件(3a、3b)为一个。
8.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征在于所述连接区(A…D)为四个和所述刚性壁件(3a、3b)为两个且互相对置。
9.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，刚性壁件(3a、3b)用金属、木材或已硬化的塑料制成。
10.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，纤维增强塑料(2)含有玻璃纤维、聚芳基酰胺纤维、碳纤维、植物纤维、岩石纤维或它们的混合物。
11.按照权利要求1所述的节点元件(1a…1f)，其特征为，纤维增强塑料(2)含有纤维束、纤维机织织物、纤维编织物、纤维针织物和/或纤维非织造织物。
12.一种用于制造由纤维增强塑料(2)组成的节点元件(1a…1f)的制造方法，所述节点元件有至少三个管状连接区(A…F)，方法包括下列步骤：
a)将V形或U形的刚性壁件(3a、3b)安置在阳型芯(5a…5c)上；
b)用纤维缠绕已形成的结构；以及
c)在加入或敷设交联塑料后硬化所述节点元件(1a…1f)。
13.按照权利要求12所述的方法，其特征为，步骤c)在阴模内进行。
14.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，由每个分模具组成的阳型芯(5a…5c)制成每个连接区(A…C)，在节点元件(1a…1f)硬化后将所述阳型芯沿其纵轴线从连接区(A…C)拔出。
15.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，所述阳型芯(5a…5c)可以充气。
16.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，为至少一个连接区(A…F)取代阳型芯(5a…5c)而采用留在节点元件(1a…1f)内的杆(6)或留在其中的管。
17.按照权利要求16所述的方法，其特征为，在步骤a)中将刚性壁件(3a、3b)形状配合式与所述杆(6)或所述管连接。
18.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，加入交联塑料通过用液态塑料浸渍纤维实现。
19.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，为了硬化而加热节点元件(1a…1f)。
20.按照权利要求12或13所述的方法，其特征为，在步骤b)中通过使用含有热塑纤维的纤维混合物加入交联塑料，以及在步骤c)中通过给纤维混合物加热实现硬化。
21.一种按照权利要求1至11之一所述的节点元件(1a…1f)的应用，其在框架结构中应用于连接多个杆和/或管。
22.一种按照权利要求1至11之一所述的节点元件(1a…1f)的应用，其在流体管道系统中应用于连接多个管。
CN201210110591.9A 2011-04-14 2012-04-16 纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用 Expired - Fee Related CN102734288B (zh)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201161475370P 2011-04-14 2011-04-14
US61/475,370 2011-04-14
EP11189092.7A EP2511084B1 (de) 2011-04-14 2011-11-15 Knotenelement aus faserverstärktem Kunststoff sowie Herstellungsverfahren und Verwendung dafür
EP11189092.7 2011-11-15

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN102734288A CN102734288A (zh) 2012-10-17
CN102734288B true CN102734288B (zh) 2015-06-10

Family

ID=45315480

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201210110591.9A Expired - Fee Related CN102734288B (zh) 2011-04-14 2012-04-16 纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用

Country Status (3)

Country Link
US (1) US9168706B2 (zh)
EP (1) EP2511084B1 (zh)
CN (1) CN102734288B (zh)

Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101940192B1 (ko) * 2010-01-15 2019-01-18 스카이벤쳐 인터내셔널 (유케이) 엘티디 풍동 터닝 베인 열 교환기
KR101484203B1 (ko) * 2012-12-27 2015-01-16 현대자동차 주식회사 섬유 강화 수지 차체 구조체 및 그 제조방법
DE102013225909A1 (de) * 2013-12-13 2015-06-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Trägerkonstruktion in Fachwerkbauweise und Verfahren zu deren Herstellung
DE102014104638A1 (de) * 2014-04-02 2015-10-08 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verfahren zum Verbinden von Hohlprofilen
US9731773B2 (en) 2015-03-11 2017-08-15 Caterpillar Inc. Node for a space frame
CN108263494A (zh) * 2016-12-31 2018-07-10 郑州吉田专利运营有限公司 包卷的碳纤维缠绕结构件及其制备的立体框架和应用
EP3441156B1 (de) * 2017-08-09 2019-10-09 FELSS Systems GmbH Verfahren zur herstellung einer umformmatrize zum druckumformen von werkstücken
US11306751B2 (en) * 2017-08-31 2022-04-19 Divergent Technologies, Inc. Apparatus and methods for connecting tubes in transport structures
CN108621445A (zh) * 2018-04-04 2018-10-09 中山市卡邦碳纤维材料制品有限公司 一种聚合形变碳纤维组件结构及其制作方法
DE102018210119A1 (de) 2018-06-21 2019-12-24 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Faserverbundkörper sowie Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkörpers
CN108891041B (zh) * 2018-06-26 2020-10-16 哈尔滨工程大学 一种一体成型复合材料三角刚架及其制备方法
DE102018127011A1 (de) * 2018-10-30 2020-04-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugstrukturbauteil, Baukastensystem und Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugstrukturbauteilen
CN109703624B (zh) * 2018-12-29 2021-03-30 吉林大学 一种具有抗弯特性的汽车顶盖横梁及其制作方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104976B (zh) * 1986-08-08 1988-07-27 挪威国家石油公司 用于管道联结的装置
CN2035034U (zh) * 1988-02-11 1989-03-29 广东省建筑科研设计所 夹层纤维增强塑料输送管
DE4423642C1 (de) * 1994-07-06 1995-10-12 Daimler Benz Aerospace Ag Tragrahmen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
CN1134331C (zh) * 1996-06-13 2004-01-14 富士重工业株式会社 由纤维增强塑料复合材料制造的圆柱形零件及其制造方法
CN1803435A (zh) * 2005-01-12 2006-07-19 深圳市沃尔核材股份有限公司 交联塑料和或其废弃物作为回用材料或改性剂

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CH293838A (de) * 1942-04-01 1953-10-15 Daimler Benz Ag Verdrehungssteifer Wagenkasten, insbesondere für Grossraumfahrzeuge.
US5213391A (en) * 1990-10-25 1993-05-25 Nissan Motor Co., Ltd. Body skeleton element of vehicle and manufacturing method thereof
US5466485A (en) * 1995-01-30 1995-11-14 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for batch-plating aramid fibers
US6270600B1 (en) * 1996-07-03 2001-08-07 Henkel Corporation Reinforced channel-shaped structural member methods
US5806919A (en) * 1996-11-04 1998-09-15 General Motors Corporation Low density-high density insert reinforced structural joints
ZA983068B (en) * 1997-04-11 1998-10-13 Joalto Design Inc Vehicle chassis and body construction
WO2001032496A1 (en) 1999-10-29 2001-05-10 Joalto Design, Inc. Structural assembly including a retention member and method for forming the assembly
US6296301B1 (en) * 1999-12-21 2001-10-02 Daimlerchrysler Corporation Motor vehicle body structure using a woven fiber
IT1320526B1 (it) * 2000-07-07 2003-12-10 Fiat Ricerche Giunto di interconnessione di elementi strutturali.
JP2002068013A (ja) * 2000-09-05 2002-03-08 Honda Motor Co Ltd 骨格部材の接合方法
CA2472727C (en) * 2002-01-22 2010-10-26 Dow Global Technologies Inc. Reinforced structural body and manufacturing method thereof
DE10301520B4 (de) 2002-11-29 2012-06-21 Lanxess Deutschland Gmbh Kunststoff-Metall-Verbundbauteil
MXPA04000445A (es) * 2003-01-16 2004-11-12 Dana Corp Nodo de aluminio fundido para conectar miembros de bastidor de vehiculos y metodo para su fabricacion.
CN1261638C (zh) * 2003-11-05 2006-06-28 北京航空航天大学 聚芳酰胺纤维表面改性方法
US7828329B2 (en) * 2006-06-01 2010-11-09 Philip Biscan Transport frame
US7488022B2 (en) * 2007-01-08 2009-02-10 Ford Global Technologies, Llc Universal structural joint for automotive frames
US8020926B2 (en) 2009-04-08 2011-09-20 Enns John L Vehicular structural frame assembly

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN86104976B (zh) * 1986-08-08 1988-07-27 挪威国家石油公司 用于管道联结的装置
CN2035034U (zh) * 1988-02-11 1989-03-29 广东省建筑科研设计所 夹层纤维增强塑料输送管
DE4423642C1 (de) * 1994-07-06 1995-10-12 Daimler Benz Aerospace Ag Tragrahmen, insbesondere für ein Kraftfahrzeug
CN1134331C (zh) * 1996-06-13 2004-01-14 富士重工业株式会社 由纤维增强塑料复合材料制造的圆柱形零件及其制造方法
CN1803435A (zh) * 2005-01-12 2006-07-19 深圳市沃尔核材股份有限公司 交联塑料和或其废弃物作为回用材料或改性剂

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
侯发亮.纤维增强塑料在建筑工程中应用的历史与现状.《建筑结构粘结加固的理论与实践》.武汉大学出版社,2006,第4-第10页. *
推荐一种新型施工方法--气橡胶芯模;李有林;《水利天地》;19870630(第6期);第24页 *
玻璃纤维增强塑料在加固工程中的应用;徐任华;《化学建材》;20040731(第7期);第24-25页 *

Also Published As

Publication number Publication date
US9168706B2 (en) 2015-10-27
EP2511084A1 (de) 2012-10-17
CN102734288A (zh) 2012-10-17
US20120263521A1 (en) 2012-10-18
EP2511084B1 (de) 2014-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN102734288B (zh) 纤维增强塑料组成的节点元件和制造方法及其应用
CN101992566B (zh) 纤维增强塑料结构以及生产纤维增强塑料结构的方法
US8101035B2 (en) Composite mandrel
US4397048A (en) Reinforced plastics artificial limb component and method for making same
RU2009103204A (ru) Способ изготовления конструктивного компонента из армированного волокнами композиционного материала, предназначенного для авиакосмической отрасли, формовочный стержень для изготовления такого компонента и конструктивный компонент, полученный этим способом и/или посредством этого стержня
US8444900B2 (en) Method and system for forming composite geometric support structures
RU2496638C2 (ru) Способ изготовления детали с полым корпусом из композитного материала
RU2009102870A (ru) Способ изготовления конструктивного компонента из армированного волокнами композиционного материала с использованием складного формовочного стержня и формовочный стержень
EP3218170B1 (de) Faserverbundwerkstoffbauteil sowie verfahren zur herstellung eines faserverbundwerkstoffbauteils
JP6835842B2 (ja) バー部材
CN101758923B (zh) 一种复合材料盒形肋及其制作方法
ITTO20070557A1 (it) Procedimento di fabbricazione di un elemento curvo in materiale composito
CN101084335B (zh) 附合编织物
RU2007131691A (ru) Волокнистый композитный конструктивный элемент и способ изготовления волокнистого композитного конструктивного элемента
CN109311240A (zh) 用于生产至少部分具有轮廓的纤维增强塑料型材的方法、具有轮廓的纤维增强塑料型材及其用途
JP7309073B2 (ja) 複合材料車体、複合材料舗装構造及び舗装方法
RU2018123523A (ru) Способ и устройство для изготовления арматурной сетки
CA2526472C (en) Method for the production of a fibre composite material component and intermediate product for such a method
JP7017672B2 (ja) 繊維製セル構造コンクリートの製造方法
EA023958B1 (ru) Арматурная сетка из композитного материала
WO2010133216A2 (de) Verfahren zur herstellung eines bauteils aus einem verbundwerkstoff
WO2015144612A2 (de) Faserverbundbauteil und verfahren zum herstellen eines faserverbundbauteils
EP3460114A2 (de) Faserverbundstruktur, verzweigungsknoten zum gebäudebau sowie verfahren zur herstellung des verzweigungsknotens zum gebäudebau
RU2544067C1 (ru) Способ изготовления профилированной ферменной конструкции из волокнистого композиционного материала
RU2492048C1 (ru) Способ изготовления корпуса транспортно-пускового контейнера из композиционных материалов (варианты)

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20150610

Termination date: 20200416