DE102009029619A1

DE102009029619A1 - Verstärkte thermoplastische Strukturverbindungsanordnung für ein Fahrzeug

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Publication number: DE102009029619A1
Application number: DE102009029619A
Authority: DE
Inventors: John W. Dearborn Jaranson; Kedzie Davis New Boston Fernholz; Richard Howard Commerce Township Wykoff
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2008-09-25
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2010-04-01
Also published as: US20100074678A1; US9403319B2; CN201687812U; US20140015272A1

Abstract

Es wird eine Strukturverbindungsanordnung für ein Fahrzeug mit einem ersten thermoplastischen Verbundglied bereitgestellt, das einen Fasermaterial enthaltenden Vorsprung aufweist. Ein Verstärkungsglied ist mit einer Aufnahme zum Pass-Eingriff mit dem Vorsprung vorgesehen. Ein zweites thermoplastisches Glied ist über dem Vorsprung so an dem ersten thermoplastischen Glied angebracht, dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen, aber nicht dazwischen klebverbunden oder angeformt ist. Ein Verfahren zur Herstellung einer Strukturverbindungsanordnung und eine durch ein Verfahren hergestellte Strukturverbindungsanordnung werden offenbart. Die Verfahren umfassen Formen eines ersten thermoplastischen Glieds mit einem Vorsprung, der Fasermaterial enthält, und eines zweiten thermoplastischen Glieds. Ein Verstärkungsglied weist eine Aufnahme auf und wird an dem ersten thermoplastischen Glied angebracht. Die Aufnahme wird durch den Vorsprung ohne Klebverbindung oder Anformen festgehalten. Das zweite thermoplastische Glied wird mit dem ersten thermoplastischen Glied verbunden.

Description

HINTERGRUND
1. Technisches Gebiet
Verschiedene Ausführungsformen betreffen verstärkte thermoplastische Strukturverbindungsanordnungen für Fahrzeuge.
2. Hintergrund
Bei Kraftfahrzeugen werden in der Regel die verschiedensten Verbindungen verwendet, um ein Fahrzeug aus kleineren Bauteilen und Unterbauteilen zusammenzufügen. Verbindungen können flexibel sein, um eine Relativbewegung zwischen zwei oder mehr Gegenständen zu gestatten, oder starr sein, um eine geringe oder keine Bewegung zwischen zwei oder mehr Gegenständen zu gestatten. In vielen Fällen werden starke Verbindungen erwünscht, die mit langer Lebensdauer zuverlässig hergestellt werden können, so dass die Gesamtstruktur die speziellen Lasten über einen langen Zeitraum tragen kann.
KURZDARSTELLUNG
Bei einer Ausführungsform wird eine Strukturverbindungsanordnung mit einem ersten thermoplastischen Glied, das einen Fasermaterial enthaltenden Vorsprung aufweist, bereitgestellt. Ein Verstärkungsglied weist eine darin ausgebildete Aufnahme zum Pass-Eingriff mit dem Vorsprung auf. Ein zweites thermoplastisches Glied ist an dem ersten thermoplastischen Glied über dem Vorsprung angebracht, so dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermo plastischen Glied vorgesehen, aber nicht dazwischen klebverbunden oder angeformt ist.
Bei einer anderen Ausführungsform wird ein Verfahren zur Herstellung einer Strukturverbindungsanordnung offenbart. Ein erstes thermoplastisches Glied wird geformt, das mindestens einen Vorsprung mit darin vorgesehenem Fasermaterial aufweist. Ein zweites thermoplastisches Glied wird geformt. Ein Verstärkungsglied wird vorgesehen und so bemessen, dass es durch das erste thermoplastische Glied für einen Pass-Eingriff mit dem mindestens einen Vorsprung aufgenommen werden kann. Das Verstärkungsglied wird so an dem ersten thermoplastischen Glied angebracht, dass die Aufnahme des Verstärkungsglieds durch den Vorsprung ohne Klebverbindung oder Anformen festgehalten wird. Das zweite thermoplastische Glied wird an dem mindestens einen Vorsprung so mit dem ersten thermoplastischen Glied verbunden, dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen wird, wodurch die Tragfähigkeit erhöht wird.
Bei noch einer anderen Ausführungsformen wird eine durch ein Verfahren hergestellte Strukturverbindungsanordnung bereitgestellt. Ein erstes thermoplastisches Glied ist geformt, das mindestes einen Vorsprung mit darin vorgesehenem Fasermaterial aufweist. Ein zweites thermoplastisches Glied ist geformt. Ein Verstärkungsglied ist vorgesehen und so bemessen, dass es durch das erste thermoplastische Glied für einen Pass-Eingriff mit dem mindestens einen Vorsprung aufgenommen werden kann. Das Verstärkungsglied ist so an dem ersten thermoplastischen Glied angebracht, dass die Aufnahme des Verstärkungsglieds durch den Vorsprung ohne Klebverbindung oder Anformen festgehalten wird. Das zweite thermoplastische Glied ist an dem mindestens einen Vorsprung so mit dem ersten thermoplastischen Glied verbunden, dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen ist, wodurch die Tragfähigkeit erhöht wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine auseinander gezogene perspektivische Ansicht einer Ausführungsform der Strukturverbindungsanordnung;
2 ist eine andere perspektivische Ansicht der Strukturverbindungsanordnung nach 1, die teilweise zusammengefügt dargestellt ist;
3 ist eine perspektivische Ansicht der Strukturverbindungsanordnung von 1;
4a ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4b ist eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4c ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4d ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4e ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4f ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung;
4g ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung; und
4h ist eine Seitenansicht noch einer anderen Ausführungsform eines Teils einer Strukturverbindungsanordnung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN
Wie erforderlich, werden hier detaillierte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung offenbart; es versteht sich jedoch, dass die offenbarten Ausführungsformen nur beispielhaft für die Erfindung sind, die in verschiedenen und alternativen Formen ausgestaltet werden kann. Die Figuren sind nicht notwendigerweise maßstabsgetreu; einige Merkmale können übertrieben oder minimiert sein, um Einzelheiten bestimmter Bauteile zu zeigen. Deshalb sollen spezielle strukturelle und funktionale Einzelheiten, die hier offenbart werden, nicht als einschränkend interpretiert werden, sondern lediglich als eine veranschaulichende Basis für die Ansprüche und/oder als eine veranschaulichende Basis, um einem Fachmann die verschiedenartigen Verwendungen der vorliegenden Erfindung zu lehren.
Auf die 1–3 Bezug nehmend, wird eine Strukturverbindungsanordnung dargestellt und durch die Bezugszahl 10 allgemein bezeichnet. Die Strukturverbindungsanordnung 10 kann dazu eingesetzt werden, zwei oder mehr Bauteile miteinander zu verbinden und kann nach der Montage eine Last tragen. Im Allgemeinen ist die Strukturverbindungsanordnung 10 nicht flexibel, kann aber zumindest einen gewissen Grad an Bewegung zwischen den zwei oder mehr Bauteilen, die durch die Strukturverbindungsanordnung 10 verbunden sind, gestatten.
In einem nicht einschränkenden Beispiel ist die Strukturverbindungsanordnung 10 zum Anbringen an einer Fahrzeugdachbeplankung und einem Fahrzeugrahmen ausgeführt, um die Fahrzeugdachbeplankung und den Fahrzeugrahmen miteinander zu verbinden. Die Strukturverbindungsanordnung 10 kann für eine beliebige strukturelle oder halbstrukturelle thermoplastische Anwendung eingesetzt werden, wie unten besprochen. Natürlich kommt innerhalb des Schutzumfangs der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Form und Größe für die Strukturverbindungsanordnung 10 in Betracht.
Nunmehr auf 1 Bezug nehmend, wird die Strukturverbindungsanordnung 10 in einer nicht zusammengefügten Ausrichtung während eines Herstellungsprozesses gezeigt. Die Strukturverbindungsanordnung 10 ist mit einem ersten thermoplastischen Glied 12, einem Verstärkungsglied 14 und einem zweiten thermoplastischen Glied 16 versehen.
Das erste thermoplastische Glied 12 ist zum Tragen eines ersten Bauteils ausgeführt, und das zweite thermoplastische Glied 16 ist zum Tragen eines zweiten Bauteils ausgeführt. Das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 können als eine Strukturverbindung 10 miteinander verbunden werden, um das erste Bauteil mit dem zweiten Bauteil zu verbinden. Das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 können miteinander verbunden werden, um Bauteile zu befestigen, die an dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 angebracht oder darin eingeformt werden können.
Das Verstärkungsglied 14 ist zwischen dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 vorgesehen, um die Tragfähigkeit der Strukturverbindungsanordnung 10 zu erhöhen.
Das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 können aus einem thermoplastischen Material oder einem thermoplastischen Verbundmaterial hergestellt werden. Zu nicht einschränkenden Beispielen für das thermoplastische Material gehören Polypropylen und Polyamid. Bei mindestens einer Ausführungsform werden das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 aus dem thermoplastischen Material oder dem thermoplastischen Verbundmaterial spritzgegossen. Natürlich können das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 aus identischen oder verschiedenen Materialen hergestellt werden.
Das Herstellen des ersten thermoplastischen Glieds 12 und des zweiten thermoplastischen Glieds 16 aus dem thermoplastischen Material oder dem thermoplastischen Verbundmaterial kann zu einem relativ geringen Gewicht für die Strukturverbindungsanordnung 10 führen, während geringe Produktions- und/oder Montagekosten im Vergleich zu Metallverbindungsanordnungen aufrechterhalten werden. Das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 weisen jeweils eine strukturelle Festigkeit auf, die durch Materialeigenschaften der zum Formen des ersten thermoplastischen Glieds 12 und des zweiten thermoplastischen Glieds 16 verwendeten Materialien bestimmt wird. Es kann dem thermoplastischen Material Fasermaterial hinzugefügt werden, um vor dem Formen des ersten thermoplastischen Glieds 12 und des zweiten thermoplastischen Glieds 16 ein thermoplastisches Verbundmaterial zu schaffen, um die strukturelle Festigkeit zu erhöhen. Bei einer Ausführungsform wird ein Glasfasermaterial zusammen mit dem thermoplastischen Material oder dem thermoplastischen Verbundmaterial spritzgegossen. Zwei nicht einschränkende Beispiele für ein thermoplastisches Material mit Fasermaterial sind glasfaserverstärktes Polyamid oder glasfaserverstärktes Polypropylen. Die Konfiguration sowohl des ersten thermoplastischen Glieds 12 als auch des zweiten thermoplastischen Glieds 16 gestattet eine allgemein gleichmäßige Verteilung des Fasermaterials in dem ganzen ersten thermoplastischen Glied 12 und zweiten thermoplastischen Glied 16.
Um eine erhöhte strukturelle Festigkeit für die Strukturverbindungsanordnung 10 zusätzlich zu der Verwendung von Fasermaterial in dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 zu erreichen, wird das Verstärkungsglied 14 zwischen dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 ausgerichtet.
Das Verstärkungsglied 14 kann aus einem Metallmaterial mit einer erhöhten Tragfähigkeit im Vergleich zu dem thermoplastischen Material oder dem thermoplastischen Verbundmaterial, aus dem das erste thermoplastische Glied 12 und das zweite thermoplastische Glied 16 geformt sind, hergestellt sein. Bei einer Ausführungsform ist das Metallverstärkungsglied 14 aus einem Stahlmaterial gefertigt. Bei einer anderen Ausführungsform ist das Metallverstärkungsglied 14 aus einem Aluminiummaterial hergestellt. Natürlich kann das Metallverstärkungsglied 14 aus einem Metallverbundmaterial hergestellt sein. Bei mindestens einer Ausführungsform ist das Verstärkungsglied 14 aus einem Kunststoff oder einem verstärkten Kunststoff (Verbundmaterial) hergestellt. Es kann ein beliebiges, geeignetes Metallmaterial, ein beliebiger geeigneter Kunststoff oder verstärkter Kunststoff mit einer relativ hohen Tragfähigkeit im Vergleich zu dem thermoplastischen Material oder dem thermoplastischen Verbundmaterial zum Formen des Verstärkungsglieds 14 verwendet werden.
Verstärkungsglieder nach dem Stand der Technik sind bei Verbindungsanordnungen nach dem Stand der Technik angeformt oder angeklebt. Der Anformprozess führt zu vielen Bedenken, darunter das Design, die Produktfunktion und Kosten betreffende Bedenken. Die Verstärkungen müssen während des Formprozesses in Position gehalten werden, was schwierig, teuer und zeitaufwendig ist. Darüber hinaus müssen die Verstärkungen vor dem Formen erwärmt werden, so dass das Metall nicht als Kühlkörper wirkt und hohe Spannungen in dem Thermoplast verursacht, wodurch der Prozess schwieriger, teurer und zeitaufwendiger wird. Darüber hinaus ist in verstärkten Thermoplasten das Konstanthalten von Fasermaterial um die Verstärkung herum schwierig zu steuern, und der Bereich um die Verstärkung herum kann eine geringere Konzentration aufweisen, was zu einer schwächeren Verbindung führt. Der Klebeprozess zwischen der Metallverstärkung und dem Thermoplast führt zu Bedenken hinsichtlich der Verhinderung von Oberflächenverunreinigung, Aufrechterhaltens einer ordnungsgemäßen Klebverbindungsdicke und Gewährleistung von Vertrauen in die Festigkeit der sich ergebenden Klebverbindung. Folglich wäre ein Herstellungsprozess, der eine Lastübertragung zwischen einer Metallverstärkung und dem Thermoplast gestatten würde und weder eine Anformung noch eine Klebverbindung erfordert, von großem Vorteil. Somit kann die Strukturverbindungsanordnung 10 ohne Anformung oder Klebverbindung hergestellt werden, während eine Strukturverbindungsanordnung 10 mit hoher Tragfähigkeit bereitgestellt wird.
Wie dargestellt, ist das erste thermoplastische Glied 12 mit Vorsprüngen 18 versehen. Die Vorsprünge 18 können integral in dem ersten thermoplastischen Glied 12 geformt sein. Die Vorsprünge 18 weisen, wie dargestellt, eine Kreisform auf, um eine große Oberfläche für die Vorsprünge 18 zu erzeugen.
Den in dem ersten thermoplastischen Glied 12 geformten Vorsprüngen 18 entsprechend, sind jeweilige Aufnahmen 20 in dem Verstärkungsglied 14 geformt. Die Aufnahmen 20 können integral mit dem Verstärkungsglied 14 geformt sein oder sie können in einem anschließenden Prozess nach der anfänglichen Formung des Verstärkungsglieds 14 geformt werden.
In 2 ist die Verbindungsanordnung 10 in einer teilweise zusammengefügten Ausrichtung während der Herstellung dargestellt. Wie dargestellt, kann das Verstärkungsglied 14 so an dem ersten thermoplastischen Glied 12 angebracht werden, dass die Vorsprünge 18 auf die Aufnahmen 20 ausgerichtet werden. Der Kontakt zwischen den Vorsprüngen 18 und den Aufnahmen 20 hält das Verstärkungsglied 14 an dem ersten thermoplastischen Glied 12, so dass das Verstärkungsglied 14 nicht an dem ersten thermoplastischen Glied 12 gehalten zu werden braucht.
Die Vorsprünge 18 können mit der Oberfläche des Verstärkungsglieds 14 allgemein bündig sein, wie dargestellt. Bei einer anderen Ausführungsform erstrecken sich die Vorsprünge 18 über die Oberfläche des Verstärkungsglieds 14 hinaus, um ein Verbinden des zweiten thermoplastischen Glieds 16 mit dem ersten thermoplastischen Glied 12 zu erleichtern, was weiter unten besprochen wird.
In 3 ist die Strukturverbindungsanordnung 10 nach Beendigung des Herstellungsprozesses dargestellt. Nach dem Anbringen des Verstärkungsglieds 14 an dem ersten thermoplastischen Glied 12 (in 2 gezeigt) wird das zweite thermoplastische Glied 16 an dem ersten thermoplastischen Glied 12 angebracht. Das Verstärkungsglied 14 ist allgemein zwischen dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 vorgesehen.
Bei einer Ausführungsform wird das zweite thermoplastische Glied 16 an den mehreren Vorsprüngen 18, die durch die Aufnahmen 20 im Verstärkungsglied 14 freiliegen, mit dem ersten thermoplastischen Glied 12 verbunden. Das zweite thermoplastische Glied 16 kann durch Thermoplast-Schweißen entlang Kontaktbereichen zwischen dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 mit dem ersten thermoplastischen Glied 12 verbunden werden. Die Kontaktbereiche entsprechen den Stellen der Vorsprünge 18. Zu Thermoplast-Schweißen gehören unter anderem Vibrationsschweißen, Ultraschallschweißen und Laserschweißen.
Die in 3 in einer zusammengefügten Ausrichtung dargestellte Strukturverbindungsanordnung 10 ist in ihrer Herstellung weniger teuer als die Anordnungen nach dem Stand der Technik mit äquivalenter Strukturtragfähigkeit, da das Metall nicht an den Thermoplast geklebt ist und ein Anformprozess nicht erforderlich ist. Darüber hinaus wäre ein Formen des ersten thermoplastischen Glieds 12 und des zweiten thermoplastischen Glieds 16 weniger kompliziert und weniger teuer, da Abschaltungen nicht erforderlich wären, um zu verhindern, dass Harz auf Teile des Metalls fließt, die frei von Polymer sein müssen. Des Weiteren ist es wahrscheinlicher, dass die Herstellung der Verbindungsanordnung 10 auf die hier beschriebene Weise zu einer angemessenen Faserverteilung des Fasermaterials in den Vorsprüngen 18 führt, wodurch eine stärkere Verbindungsanordnung 10 erzeugt werden kann, als in einer angeformten Konfiguration möglich ist. Schließlich gestattet dieses Herstellungsverfahren die Konstruktion und Herstellung der Anordnung mit einer Gleitebene, die es den Bauteilen der Anordnung gestattet, sich unabhängig auszudehnen und zu schrumpfen, ohne ein Verziehen in der Anordnung zu verursachen.
Bei mindestens einer Ausführungsform, die in den 1–3 dargestellt wird, weist das erste thermoplastische Glied 12 einen Kanal 22 auf, der durch ein Paar vorragender Flächen 24 definiert wird. Der Kanal 22 ist in dem ersten thermoplastischen Glied 12 eingelassen, so dass das Verstärkungsglied 14 in dem Kanal 22 verschachtelt werden kann.
Das zweite thermoplastische Glied 16 kann entlang dem Paar vorragender Flächen 24 mit dem ersten thermoplastischen Glied 12 verbunden sein. Bei einer anderen Ausführungsform sind die vorragenden Flächen 24 zusätzliche Vorsprünge und/oder Flansche zur Bereitstellung einer zusätzlichen Oberfläche zur Verbindung des ersten thermoplastischen Glieds 12 mit dem zweiten thermoplastischen Glied 16.
Wie in 1 dargestellt, können die Flansche 26 integral mit dem ersten thermoplastischen Glied 12 und dem zweiten thermoplastischen Glied 16 geformt sein. Die Flansche 26 können dazu eingesetzt werden, die Strukturverbindungsanordnung 10 mit Bauteilen zu verbinden. Die Flansche 26 können es der Verbindungsanordnung 10 gestatten, zur Verbindung von zwei oder mehr Materialien verwendet zu werden, so dass die Verbindungsanordnung 10 von den zwei oder mehr Materialien umgeben werden, so dass die Verbindungsanordnung 10 nicht sichtbar ist. Natürlich kommt jede beliebige Form, Größe und Anzahl für die Flansche 26 innerhalb des Schutzumfangs der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Betracht.
Die Verbindungsanordnung 10 kann in einer beliebigen strukturellen oder halbstrukturellen Thermoplast-Anwendung auf dem Kraftfahrzeuggebiet verwendet werden, darunter unter anderem Polycarbonatverglasungen, Verbundsitze, thermoplastische Heckklappen-/Hecktüren-Konstruktionen, Frontpartiemodule. Bei mindestens einer Ausführungsform wird die Verbindungsanordnung 10 in einer Kraftfahrzeuganwendung so verwendet, dass die Verbindungsanordnung 10 von einem Insassen nicht äußerlich sichtbar ist, so dass die Verbindungsanordnung 10 Oberflächendefekte aufweisen kann, die für den Insassen nicht sichtbar sind. Natürlich kann die Verbindungsanordnung 10 angesichts des immer weiter zunehmenden Einsatzes Thermoplasten in halbstrukturellen Anwendungen in jeder beliebigen strukturellen oder halbstrukturellen Thermoplast-Anwendung verwendet werden.
Nunmehr auf die 4a–4g Bezug nehmend, werden mehrere Ausführungsformen, die das an dem ersten thermoplastischen Glied 12 angebrachte Verstärkungsglied 14 zeigen, dargestellt.
In 4a werden mehrere polygonal geformte Vorsprünge 18 zusammen mit entsprechenden polygonal geformten Aufnahmen 20 gezeigt. Bei einer Ausführungsform sind die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 weiterhin als Rechtecke definiert. Die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 können für eine leichte Herstellung abgerundete Ecken aufweisen.
In 4b werden mehrere dreieckige Vorsprünge 18 zusammen mit entsprechenden dreieckigen Aufnahmen 20 dargestellt. Wie dargestellt, können die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 an das Paar vorragender Flächen 24 anstoßen. Bei mindestens einer Ausführungsform bilden die Vorsprünge 18 eine durchgehende Fläche mit dem Paar vorragender Flächen 24.
In 4c werden mehrere polygonal geformte Vorsprünge 18 zusammen mit entsprechenden polygonal geformten Aufnahmen 20 gezeigt. Bei der dargestellten Ausführungsform sind die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 weiterhin als Rechtecke definiert. Die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 können für eine leichte Herstellung abgerundete Ecken aufweisen.
In 4d werden mehrere unregelmäßig geformte Vorsprünge 18 zusammen mit entsprechenden unregelmäßig geformten Aufnahmen 20 dargestellt. Die Vorsprünge 18 und die Aufnahmen 20 können für eine leichte Herstellung abgerundete Ecken aufweisen.
Nunmehr auf die 4e–g Bezug nehmend, werden mehrere kreisförmige Vorsprünge 18 zusammen mit entsprechenden kreisförmigen Aufnahmen 20 dargestellt. Natürlich kommen innerhalb des Schutzumfangs der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine beliebige Menge und Position für die Vorsprünge 18 und die entsprechenden Aufnahmen 20 in Betracht.
Nunmehr auf 4h Bezug nehmend, sind Vorsprünge 18 in dem ersten thermoplastischen Glied 12 und Aufnahmen 20 mit einer verschiedenen Größe in dem Verstärkungsglied 14 geformt. Mindestens eine Aufnahme 20 kann zur Aufnahme mindestens einen der Vorsprünge 18 bemessen sein, so dass das Verstärkungsglied 14 an dem ersten thermoplastischen Glied 12 befestigt wird. Eine oder mehrere Aufnahmen 20 können bezüglich der Vorsprünge 18 überdimensioniert sein, um eine Wärmeausdehnung des ersten thermoplastischen Glieds 12 zu gestatten, da das erste thermoplastische Glied 12 eine andere Ausdehnungsrate als das Verstärkungsglied 14 haben kann. Die überdimensionierten Aufnahmen 20 können jeweils eine Länge aufweisen, die größer ist als die Länge der Vorsprünge 18, während sie eine Breite aufweisen, die Kontakt zwischen den Vorsprüngen 18 und den Aufnahmen 20 gestattet.
Wie dargestellt, ist eine Aufnahme 20 zum Aufnehmen eines Vorsprungs 18 bemessen und sind zwei Aufnahmen 20 im Vergleich zu den Vorsprüngen 18 überdimensioniert. Die überdimensionierten Aufnahmen 20 gestatten eine Wärmeausdehnung des ersten thermoplastischen Glieds 12 in durch nahe dem ersten thermoplastischen Glied 12 vorgesehene Pfeile angezeigte Richtungen. Bei einer anderen Ausführungsform ist eine Aufnahme 20 dazu bemessen, einen Vorsprung 18 an einem Ende des ersten thermoplastischen Glieds 12 aufzunehmen, wobei zwei überdimensionierte Aufnahmen 20 eine Wärmeausdehnung in nur einer Richtung gegenüber dem Ende mit dem angebrachten Vorsprung 18 und der Aufnahme 20 gestatten. Natürlich kommt jede beliebige Kombination von Aufnahmen 20, angebrachten Vorsprüngen 18 und überdimensionierten Aufnahmen 20 innerhalb des Schutzumfangs der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Betracht.
Es wurden zwar Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dargestellt und beschrieben, jedoch sollen diese Ausführungsformen nicht alle möglichen Formen der Erfindung darstellen und beschreiben. Stattdessen dienen die in der Beschreibung verwendeten Ausdrücke der Beschreibung und nicht der Einschränkung, und es versteht sich, dass verschiedene Änderungen durchgeführt werden können, ohne von dem Gedanken und Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

Strukturverbindungsanordnung, die Folgendes umfasst: ein erstes thermoplastisches Glied mit einem Fasermaterial enthaltenden Vorsprung; ein Verstärkungsglied mit einer darin geformten Aufnahme zum Pass-Eingriff mit dem Vorsprung; und ein zweites thermoplastisches Glied, das an dem ersten thermoplastischen Glied an dem Vorsprung angebracht ist, so dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen, aber nicht dazwischen klebverbunden oder angeformt ist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste thermoplastische Glied einen darin ausgebildeten Kanal aufweist, so dass der mindestens eine Vorsprung darin geformt ist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 2, wobei das Verstärkungsglied in dem Kanal des ersten thermoplastischen Glieds festgehalten wird.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste thermoplastische Glied ein Paar vorragender Flächen aufweist, die nahe einem Umfang des ersten thermoplastischen Glieds vorgesehen sind, so dass das zweite thermoplastische Glied an dem Paar vorragender Flächen an dem ersten thermoplastischen Glied angebracht ist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei das erste thermoplastische Glied und/oder das zweite thermoplastische Glied zum Anbringen an einem Kraftfahrzeug ausgeführt sind.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 5, wobei das erste thermoplastische Glied und/oder das zweite thermoplastische Glied zum Anbringen an einer Fahrzeugdachbeplankung ausgeführt sind/ist und das jeweils andere Glied, das erste thermoplastische Glied oder das zweite thermoplastische Glied, zum Anbringen an einem Fahrzeugrahmen ausgeführt ist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 5, wobei das erste thermoplastische Glied und das zweite thermoplastische Glied für einen Insassen nicht äußerlich sichtbar sind.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vorsprung des ersten thermoplastischen Glieds eine allgemein polygonale Form aufweist und die in dem Verstärkungsglied ausgebildete Aufnahme eine entsprechende allgemein polygonale Form aufweist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 8, wobei der mindestens eine Vorsprung des ersten thermoplastischen Glieds eine allgemein polygonale Form mit abgerundeten Ecken aufweist und die in dem Verstärkungsglied ausgebildete Aufnahme eine entsprechende allgemein polygonale Form mit abgerundeten Ecken aufweist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vorsprung des ersten thermoplastischen Glieds eine Kreisform aufweist und die in dem Verstärkungsglied ausgebildete Aufnahme eine entsprechende Kreisform aufweist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vorsprung des ersten thermoplastischen Glieds eine Rechteckform aufweist und die in dem Verstärkungsglied ausgebildete Aufnahme eine entsprechende Rechteckform aufweist.
Strukturverbindungsanordnung nach Anspruch 1, wobei der mindestens eine Vorsprung des ersten thermoplastischen Glieds eine Dreiecksform aufweist und die in dem Verstärkungsglied ausgebildete Aufnahme eine entsprechende Dreiecksform aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Strukturverbindungsanordnung, das Folgendes umfasst: Formen eines ersten thermoplastischen Glieds mit mindestens einem Vorsprung, in dem Fasermaterial vorgesehen ist; Formen eines zweiten thermoplastischen Glieds; Bereitstellen eines Verstärkungsglieds, das zur Aufnahme durch das erste thermoplastische Glied bemessen ist und eine Aufnahme für einen Pass-Eingriff mit dem mindestens einen Vorsprung aufweist; Anbringen des Verstärkungsglieds an dem ersten thermoplastischen Glied, so dass die Aufnahme des Verstärkungsglieds durch den Vorsprung ohne Klebverbindung oder Anformen festgehalten wird; und Verbinden des zweiten thermoplastischen Glieds mit dem ersten thermoplastischen Glied an dem mindestens einen Vorsprung derart, dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen wird, wodurch die Tragfähigkeit erhöht wird.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Schweißen des zweiten thermoplastischen Glieds an das erste thermoplastische Glied umfasst.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Versehen des ersten thermoplastischen Glieds mit mehreren Vorsprüngen; und Versehen des Verstärkungsglieds mit mehreren Aufnahmen, die den mehreren Vorsprüngen des ersten thermoplastischen Glieds entsprechen.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Versehen des ersten thermoplastischen Glieds mit mehreren Vorsprüngen, die eine Kreisform aufweisen; und Versehen des Verstärkungsglieds mit mehreren Aufnahmen, die den mehreren Vorsprüngen des ersten thermoplastischen Glieds entsprechen und eine Kreisform aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Versehen des ersten thermoplastischen Glieds mit mehreren Vorsprüngen, die eine Rechteckform aufweisen; und Versehen des Verstärkungsglieds mit mehreren Aufnahmen, die den mehreren Vorsprüngen des ersten thermoplastischen Glieds entsprechen und eine Rechteckform aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin Folgendes umfasst: Versehen des ersten thermoplastischen Glieds mit mehreren Vorsprüngen, die eine Dreiecksform aufweisen; und Versehen des Verstärkungsglieds mit mehreren Aufnahmen, die den mehreren Vorsprüngen des thermoplastischen Glieds entsprechen und eine Dreiecksform aufweisen.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei das Verstärkungsglied weiterhin als ein Metallverstärkungsglied definiert wird, wodurch die Tragfähigkeit weiter erhöht wird.
Strukturverbindungsanordnung, die durch ein Folgendes umfassendes Verfahren hergestellt wird: Formen eines ersten thermoplastischen Glieds mit mindestens einem Vorsprung, in dem Fasermaterial vorgesehen ist; Formen eines zweiten thermoplastischen Glieds; Bereitstellen eines Verstärkungsglieds, das zur Aufnahme durch das erste thermoplastische Glied bemessen ist und eine Aufnahme für einen Pass-Eingriff mit dem mindestens einen Vorsprung aufweist; Anbringen des Verstärkungsglieds an dem ersten thermoplastischen Glied, so dass die Aufnahme des Verstärkungsglieds durch den Vorsprung ohne Klebverbindung oder Anformen festgehalten wird; und Verbinden des zweiten thermoplastischen Glieds mit dem ersten thermoplastischen Glied an dem mindestens einen Vorsprung derart, dass das Verstärkungsglied zwischen dem ersten thermoplastischen Glied und dem zweiten thermoplastischen Glied vorgesehen wird, wodurch die Tragfähigkeit erhöht wird.