CN103732382A - 用于制造具有连接区域的纤维增强塑料部件的方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造纤维增强塑料部件（1、2）的方法，其特征在于，所述增强基体（3、4）在连接区域（5、6）中这样变形，即产生池状隆起（7、8），在隆起中放入占位元件，并且用塑料（9）在占位元件周围填满隆起，在所述连接区域中，要制造的塑料部件以后应能与另一部件（14）连接。

Description

用于制造具有连接区域的纤维增强塑料部件的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1前序部分的用于制造纤维增强塑料部件的方法。
背景技术
宝马股份公司长久以来致力于用于批量生产碳纤维增强车身部件的方法。在制造车身部件时，通常使用由纤维材料制成的增强基体，将增强基体放入注塑模具中，增强基体在注塑模具中被液态的可固化的合成树脂包围注塑及浸透。增强基体涉及“垫状”组织、如形式为纺织物、稀松布、针织物、编织物等。
在车身制造领域中所谓的“混合结构”构成巨大挑战，也就是说，由不同材料制成的构件的连接、例如碳纤维增强塑料部件与钢制或铝制构件的连接。不同材料彼此连接的一种可能性为粘接。
作为替换方案，纤维增强塑料部件和金属部件也可通过形锁合的连接元件彼此连接，但这通常要以两个要彼此连接的构件的至少一个具有通孔为前提。然而，出于稳定性原因在纤维增强塑料部件中应尽可能避免通孔。
发明内容
本发明的任务在于提供一种用于制造纤维增强塑料部件的方法，该塑料部件可以以简单的方式与另一部件连接并且要制造的塑料部件无需被穿孔。
该任务通过权利要求1的特征得以解决。本发明的有利方案和扩展方案由从属权利要求给出。
本发明的出发点在于一种用于制造纤维增强塑料部件的方法，其中，为了加固要制造的塑料部件，使用垫状的、由纤维材料制成的增强基体。增强基体中所含的“纤维”例如可以是碳纤维、玻璃纤维、金属丝等或不同纤维类型的组合。垫状组织、即增强基体例如可以形式为纺织物、稀松布、针织物、编织物等或这类结构的组合。
在第一步骤中，将垫状的增强基体放入模具中。模具可以是注塑模具（树脂转移模塑模具）。这种模具例如包括一个模具下部和一个可相对于模具下部移动的模具上部，在它们之间构成相应于要制造的塑料部件的几何形状的型腔。在放入增强基体之后闭合模具。然后注入液态的可固化的塑料，该塑料填满模具型腔并且浸透增强基体。模具在此可被加热。塑料尤其涉及可固化的合成树脂。
代替使用注塑模具（借助其将液态的塑料材料注入模具的型腔中），也可规定，使用用可固化的塑料材料浸渍、涂层或改变成份的增强基体作为原始材料或在模具之外例如用手为增强基体涂刷上这种塑料材料或以其它方式将塑料材料施加于增强基体上，并且随后将增强基体放入（湿压）模具中并且成型为塑料部件。
本发明的核心在于，使增强基体在“连接区域”中池状隆起，在所述连接区域中，要制造的塑料部件以后应能与另一部件连接。注塑模具或者说上模具或下模具为此在连接区域中具有相应的隆起或凹部。在注入塑料材料之前，在增强基体的池状隆起中放入“占位元件”。接着用液态的塑料填充包括池状隆起的模具型腔。“占位元件”的任务在于使要制造的塑料部件的预定区域没有塑料。
根据本发明的一种扩展方案，在塑料固化之后从产生的塑料部件中移除占位元件。由此在塑料部件中在占位元件所在的位置上形成杯状凹陷。接着可将连接元件放入所述杯状凹陷中，通过该连接元件，该塑料部件与另一部件、例如（另一）车身构件连接。
在塑料固化之后例如可简单地从凹陷中拔出占位元件。
作为替换方案，也可使用在外圆周上设有螺纹的占位元件，从而在用塑料填充隆起时产生具有相应的对应螺纹的杯状凹陷。可在塑料固化之后从该对应螺纹中拧出占位元件，因此形成具有对应螺纹的杯状凹陷。具有螺纹的杯状凹陷的优点在于，可将设有相应螺纹的连接元件直接拧入杯状凹陷中或者说杯状凹陷的对应螺纹中，由此可实现高的连接强度。连接元件可附加地粘接在杯状凹陷中，由此可进一步提高连接强度。当然，连接元件也可粘接在没有螺纹的杯状凹陷中。
根据本发明的一种扩展方案，使用这样的连接元件，其具有突出于杯状凹陷的头部。该头部例如可具有多边形的形状。作为替换方案，头部也可完全或部分具有球的形状或者完全或部分具有近似球的形状。球形头部或近似球的头部的优点在于，构成要与塑料部件连接的另一部件一部分的卡锁元件可以以简单的方式卡扣到该头部上。与多边形连接元件不同，具有球形头部或近似球形的头部的连接元件的优点在于几乎杜绝了与其共同作用的卡扣元件的钩住或者说卡住。
附图说明
下面结合附图详细说明本发明。图1至4示出根据本发明的不同实施例。
具体实施方式
图1示出两个要彼此连接的纤维增强塑料部件1、2。这两个塑料部件1、2中的每一个在其内部具有由纤维材料制成的增强基体3、4，所述增强基体借助在此已固化的塑料浸透及包围注塑。
在两个塑料部件1、2的连接区域5、6中所述塑料部件分别具有一个隆起7、8。但增强基体在隆起7或8的区域中不具有孔或类似物，因而塑料部件1、2的强度基本上不受隆起7、8的影响。
在制造塑料部件1、2时，首先将相关增强基体3或4放入注塑模具（树脂转移模塑模具）中，在此，增强基体3、4在连接区域5、6中相应于模具轮廓变形，由此形成隆起7、8。
接着，在隆起7或8的区域中设置占位元件（此处未示出）。所述占位元件例如可通过模具的滑动元件或通过从外部放入模具中的元件来定位。当占位元件被在隆起7或8区域中后，用液态的合成树脂填充模具型腔，由此整个增强基体3或4被塑料材料或者说合成树脂浸透。在此，相关隆起7或8也被填充合成树脂，从而产生处于占位元件周围的合成树脂床9或10。
在合成树脂固化之后从塑料部件1或2中移除占位元件。如占位元件是套筒状的、无侧凹的元件，则通过简单地拔出来完成移除。
替换地，作为占位元件也可使用圆柱状的、设有螺纹的元件，在塑料材料固化之后从合成树脂床9或10中拧出该元件，由此产生图1中所示的杯状凹陷11或12。当占位元件设有螺纹时，所述杯状凹陷11或12在其内圆周上具有与占位元件的螺纹互补的对应螺纹，在此未示出的设有互补螺纹的连接元件可拧入该对应螺纹中。
在图1所示的实施例中使用具有上连接区段13a和下连接区段13b的连接元件13。上连接区段13a被压入上杯状凹陷11中。下连接区段13b被压入塑料部件2的杯状凹陷12中。另外，连接区段13a、13b可粘接在凹陷11或12中。通过这种方式——如图1所示——例如两个纤维增强塑料部件可彼此连接。然而，由不同材料制成的部件、如纤维增强塑料部件与钢制或铝制构件也可以按类似方式彼此连接。
图2示出一种实施例，在其中，在塑料部件2的杯状凹陷12中压入一个连接元件13，从该连接元件上伸出一个金属板部件14。
图3示出一种实施例，在其中，在杯状凹陷12中压入一个连接元件13，从该连接元件上向上伸出一个螺纹杆15。
图4的实施例示出一个压入杯状凹陷12中的连接元件13，从该连接元件上伸出一个栓钉式的销16，该销具有多个依次设置的卡锁突起17。

Claims (10)

1.用于制造纤维增强塑料部件（1、2）的方法，包括以下步骤：
提供垫状的、由纤维材料制成的增强基体（3、4），
将增强基体（3、4）放入模具、尤其是注塑模具中，
闭合模具，
其特征在于，
所述增强基体在连接区域（5、6）中如此变形，即产生池状隆起（7、8），在隆起（7、8）中放入占位元件，并且用塑料（9）在占位元件周围填满隆起，在所述连接区域中，要制造的塑料部件以后应能与另一部件（14）连接。
2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在塑料（9）固化之后从产生的塑料部件（1、2）中移除占位元件，由此在占位元件所在的位置上形成杯状凹陷（11、12）。
3.根据权利要求2的方法，其特征在于，在塑料（9）固化之后从凹陷（11、12）中拔出占位元件。
4.根据权利要求2的方法，其特征在于，使用在外圆周上设有螺纹的占位元件，从而在填充隆起（7、8）时产生具有相应的对应螺纹的杯状凹陷（11、12），从该对应螺纹中拧出占位元件。
5.根据权利要求3至4之一的方法，其特征在于，在所述杯状凹陷（11、12）中放入连接元件（13），通过该连接元件塑料部件（1、2）能与所述另一部件（14）连接。
6.根据权利要求4或5之一的方法，其特征在于，使用具有螺纹的连接元件（13），将该连接元件拧入对应螺纹中。
7.根据权利要求5或6之一的方法，其特征在于，使用这样的连接元件，其具有突出于杯状凹陷（11、12）的头部，该头部完全或部分具有球的形状或者完全或部分具有近似球的形状，构成所述另一部件（14）一部分的卡扣元件卡扣到该头部上。
8.根据权利要求5至7之一的方法，其特征在于，所述连接元件（13）粘接到杯状凹陷（11、12）中。
9.根据权利要求5至8之一的方法，其特征在于，所述连接元件（13）与所述另一部件（14）是已连接的或者进行连接。
10.根据权利要求5至7之一的方法，其特征在于，在模具闭合时将液态的可固化的塑料注入注塑模具中，在此时增强基体（3、4）被塑料浸透。
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