DE102013219328A1 - Faserverstärkte Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur und Herstellungsverfahren derselben - Google Patents

Faserverstärkte Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur und Herstellungsverfahren derselben Download PDF

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Abstract

Eine faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur enthält einen ersten Rahmen aus faserverstärktem Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff und mit mehreren Abschnitten, und einen zweiten Rahmen, der sich von einem Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kontinuierlich erstreckt.

Description

  • HINTERGRUND
  • (a) Gebiet
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine faserverstärkte Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur und genauer eine faserverstärkte Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur.
  • (b) Beschreibung der verwandten Technik
  • Herkömmlich wird Stahl zum Herstellen der Bauteile einer Fahrzeugkarosserie verwendet. In den letzten Jahren wird stattdessen jedoch faserverstärkter Kunststoff (FRP; engl. fiber-reinforced plastic) oder kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFRP; engl. carbon fiber-reinforced plastic) für Fahrzeugkarosseriestrukturen verwendet, was die moderne Tendenz zu leichteren Fahrzeugen reflektiert, die den Kraftstoffverbrauch verbessert haben.
  • Bei der Herstellung einer Fahrzeugkarosseriestruktur unter Verwendung des faserverstärkten Kunststoffs oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffs wird die Fahrzeugkarosseriestruktur durch das Vorbereiten eines Schaumkerns mit einer vorbestimmten Form, Umhüllen bzw. Umwickeln des Schaumkerns mit Prepregfasern, Einführen des umwickelten Schaumkerns in eine Form und dann Anwenden von Wärme und Druck auf die Form geformt.
  • Nach dem Formen einer leichten Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur, wie oben beschrieben wurde, wird jeder Teil, der eine Fahrzeugkarosserie bildet, mit anderen Fahrzeugkarosseriestrukturen verbunden und dadurch die Fahrzeugkarosserie ausgebildet.
  • 1 zeigt ein Beispiel beim Konfigurieren eines Teils einer Fahrzeugkarosserie durch Verbinden einer zweiten Fahrzeugkarosseriestruktur 20, die eine Vielzahl von Sperrrippen 22 aufweist, mit einer ersten Fahrzeugkarosseriestruktur 10, die einen in etwa Π-förmigen Kanal aufweist, wobei ein Verbindungsflansch 24, der sich in der Breite erstreckt, an dem Kopfende der zweiten Fahrzeugkarosseriestruktur 20 ausgebildet ist.
  • Als nächstes wird ein Klebstoff 26 auf den Verbindungsflansch 24 aufgetragen, um den Verbindungsflansch 24 und die erste Fahrzeugkarosseriestruktur 10 miteinander zu verbinden. Um die Verbindung zu stärken, wird auch eine Schraube oder ein Bolzen an dem Verbindungsflansch 24 befestigt, um die erste Fahrzeugkarosseriestruktur 10 und zweite Fahrzeugkarosseriestruktur 20 miteinander zu verbinden.
  • Wenn eine Fahrzeugkarosserie durch das Verbinden von zwei Fahrzeugkarosseriestrukturen 10 und 20, die in 1 gezeigt sind, konfiguriert ist, indem dieselben mit einem Klebstoff verbunden und mechanisch befestigt werden, ist die Kohlenstofffaser, die die zwei Fahrzeugkarosseriestrukturen 10 und 20 verbindet, diskontinuierlich und verschlechtert folglich die physikalischen Eigenschaften und Festigkeit der Verbindungsabschnitte.
  • Zudem besteht ein Risiko, dass die Verbindungsabschnitte aufgrund der durch externe Lasten verursachten Beanspruchung bzw. Spannung beschädigt werden können oder kaputt gehen können, und der sich ergebenden Herabsetzung der Festigkeit derselben. Außerdem kann die Kollisions- oder Aufprallbeständigkeit herabgesetzt werden, da das Ladegewicht zwischen der ersten Fahrzeugkarosseriestruktur 10 und zweiten Fahrzeugkarosseriestruktur 20 nicht richtig verteilt sein kann. Zudem kann sich eine Abnahme der Produktivität oder Zunahme der Produktionskosten aufgrund dessen ergeben, dass ein zusätzlicher Prozess zum Verbinden der ersten und zweiten Fahrzeugkarosseriestrukturen 10 und 20 durchgeführt werden muss.
  • ZUSAMMENFASSUNG
  • Die vorliegende Offenbarung betrifft eine faserverstärkte Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur und ein Verfahren zum Herstellen solch einer Fahrzeugkarosseriestruktur. In einer Ausführungsform besteht eine Fahrzeugkarosseriestruktur aus mehreren faserverstärkten Kunststoffabschnitten, die verbunden sind, um eine kontinuierliche und nahtlose oder einheitliche Struktur zu bilden, und die relativen physikalischen Eigenschaften, Festigkeit und den Designfreiheitsgrad der Fahrzeugkarosseriestruktur erhöhen.
  • Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung liefert eine faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur mit Folgendem: einem ersten Rahmen aus einem faserverstärkten Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff und mit mehreren Abschnitten; und einen zweiten Rahmen, der sich von einem Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kontinuierlich erstreckt.
  • Die mehreren Abschnitte des ersten Rahmens können drei oder mehr Abschnitte enthalten, die miteinander verbunden sind.
  • Die mehreren Abschnitte des ersten Rahmens können trapezförmig oder dreieckig sein.
  • Der zweite Rahmen kann zum ersten Rahmen senkrecht sein und eine L-Form bilden.
  • Ein Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kann der Abschnitt sein, der sich auf der rechten Seite der L-Form befindet.
  • Der erste und zweite Rahmen können verbunden sein, um einen kontinuierlichen Rahmen in eine T-Form auszubilden.
  • Jeder Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kann derart konfiguriert sein, dass ein Schaumkern mit dem faserverstärkten Kunststoff oder dem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff beschichtet ist.
  • Der erste Rahmen kann zwei horizontale Rahmen enthalten, der zweite Rahmen kann zwei vertikale Rahmen, die die Endabschnitte der zwei horizontalen Rahmen einstückig verbinden, und einen Mittelrahmen enthalten, der mit dem ersten Rahmen in der Mitte entlang der Längsrichtung der horizontalen Rahmen verbunden ist, und der erste Rahmen und der zweiten Rahmen können Schleifen- bzw. Lochschienen (loop rails) ausbilden. Ein Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kann als Mittelabschnitt ausgewählt werden.
  • Eine andere Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung liefert ein Verfahren zum Herstellen einer faserverstärkten Fahrzeugkarosseriestruktur, wobei das Verfahren die folgenden Schritte enthält: Vorbereiten einer Vielzahl von Schaumkernen; Umwickeln und Beschichten der Vielzahl von Schaumkernen mit Prepreg; Vorbereiten einer vorläufigen Baugruppe bzw. Anordnung durch Laminieren der Vielzahl von Schaumkernen, die mit dem Prepreg beschichtet sind; Anordnen der vorläufigen Anordnung auf einer Form; Einführen der Form in eine Formgebungsmaschine und Anwenden von Wärme und Druck; und Herausnehmen des geformten Endprodukts.
  • Die Vielzahl von Schaumkernen kann aus geschäumtem Kunststoffmaterial bestehen.
  • Das Prepreg kann durch Imprägnieren einer faserverstärkten Kunststofffolie oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststofffolie mit Epoxydharz vorbereitet werden.
  • Die Vielzahl von Schaumkernen kann einen Hauptschaumkern und einen mehrteiligen Schaumkern enthalten.
  • Der Hauptschaumkern kann Folgendes enthalten: einen rechteckigen stabähnlichen Hauptkörper; und einen dreieckigen stabähnlichen Subkörper, und der mehrteilige Schaumkern kann eine dreieckige stabähnliche Form aufweisen.
  • Die Form kann Folgendes enthalten: eine Matrize bzw. ein Formwerkzeug (die), auf dem die vorläufige Anordnung montiert wird; und einen Vakuumbeutel zum Umhüllen und Abdichten der vorläufigen Anordnung.
  • Die Formgebungsmaschine kann Folgendes enthalten: eine Druckkammer mit einem Gehäuseraum zum Unterbringen der Form; ein Heizgerät zum Erhitzen der Druckkammer; einen Kompressor zum Zuführen von Luft oder Gas zur Kompressionskammer, um Druck anzulegen; und einen Vakuumgenerator zum Ansaugen der Luft oder des Gases innerhalb des Vakuumbeutels.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • 1 veranschaulicht die Verbindung der Fahrzeugkarosseriestrukturen aus faserverstärktem Kunststoff nach der herkömmlichen Technik.
  • 2 ist eine Perspektivansicht einer Fahrzeugkarosseriestruktur aus faserverstärktem Kunststoff, die einen Teil einer Fahrzeugkarosserie bildet.
  • 3 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts C der Fahrzeugkarosseriestruktur, die in 2 gezeigt ist.
  • 4 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie A-A der in 2 gezeigten Fahrzeugkarosseriestruktur genommen wurde.
  • 5 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Abschnitts D der in 2 gezeigten Fahrzeugkarosseriestruktur.
  • 6 ist eine Querschnittsansicht, die entlang der Linie B-B der in 2 gezeigten Fahrzeugkarosseriestruktur genommen wurde.
  • 7 ist eine auseinandergezogene Perspektivansicht eines T-förmigen mehrteiligen Schaumkerns nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 8 ist eine Perspektivansicht, die einen T-förmigen mehrteiligen Schaumkern, der mit Prepreg umwickelt ist, nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 9 ist eine Perspektivansicht, die eine vorläufige Anordnung, die durch Umwickeln und Laminieren eines T-förmigen mehrteiligen Schaumkerns mit Prepreg vorbereitet wird, nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • 10 ist eine Querschnittsansicht, die zeigt, dass eine vorläufige Anordnung, die durch Umwickeln und Laminieren eines T-förmigen mehrteiligen Schaumkerns mit Prepreg vorbereitet wird, auf einer Form angeordnet ist, nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 11 ist ein Zustandsdiagramm, das zeigt, dass eine vorläufige Anordnung, die durch Umwickeln und Laminieren eines T-förmigen mehrteiligen Schaumkerns mit Prepreg vorbereitet wird, auf einer Form angeordnet und in eine Formgebungsmaschine eingeführt ist, nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • 12 ist eine Perspektivansicht, die eine endbearbeitete T-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur nach einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.
  • DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
  • Nachstehend wird die vorliegende Offenbarung unter Verwendung beispielhafter Ausführungsformen in Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen detailliert beschrieben werden. In einer Ausführungsform ist eine faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur unter Verwendung mehrerer Abschnitte ausgebildet, die ohne jegliche Nahte kontinuierlich verbunden sind. Die faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur kann, wie für eine bestimmte Implementierung erwünscht, in eine bestimmte Form, wie beispielsweise eine L- oder T-Form, ausgebildet sein. Die faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur und Herstellungstechniken, die hierin offenbart sind, liefern mehrere Vorteile gegenüber herkömmlichen Lösungen. Zunächst umgeht die offenbarte faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur die Notwendigkeit eine andere Zielstruktur zum Abschwächen der Herabsetzung der physikalischen Eigenschaft und Spannungskonzentration an Verbindungsabschnitten, die durch externe Lasten verursacht werden, zu verbinden. Zudem ermöglicht die faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur der vorliegenden Offenbarung, dass der Aufprall oder das Gewicht einer externen Last von einem Teil der Fahrzeugkarosserie zu einem Anderen durch die kontinuierlichen Abschnitte adäquat übertragen wird. Dies verbessert auch die Fähigkeit der Fahrzeugkarosseriestruktur den Aufprall einer externen Last während einer Kollision effektiv zu handhaben.
  • Zudem können jegliche Verbindungsprozesse zum Verbinden mit anderen Fahrzeugkarosseriestrukturen oder jegliche zusätzlichen mechanischen Prozesse verwendet werden, da kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff durch Verwenden von Kunststoffschaum in eine bestimmte Form geformt werden kann. Folglich kann die Produktivität erhöht werden während die Herstellungskosten verringert werden können.
  • Zudem kann, wie nachstehend detaillierter beschrieben werden wird, die relative Festigkeit oder Beanspruchbarkeit verschiedener Teile der Fahrzeugkarosseriestruktur durch Variieren der Form mehrerer Abschnitte gemäß dem spezifischen Zweck jedes Teils der Fahrzeugkarosseriestruktur eingestellt werden, was einen größeren Designfreiheitsgrad liefert.
  • 2 veranschaulicht eine beispielhafte Fahrzeugkarosseriestruktur 100 aus faserverstärktem Kunststoff, die mit anderen Teilen der Fahrzeugkarosserie gekoppelt werden kann, um einen Teil der Fahrzeugkarosserie zu bilden. Die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 in diesem Beispiel bildet Lochschienen, die mit einer seitlichen Fahrzeugkarosserie 200 zu koppeln sind. Es sollte jedoch erwähnt werden, dass die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 nicht darauf beschränkt ist und dass die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 andere Teile der Fahrzeugkarosserie bilden kann, beispielsweise eine seitliche Fahrzeugkarosserie, ein Rahmen oder eine Platte.
  • Wie in 2 gezeigt, ist die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 rechteckig. Die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 enthält zwei horizontale Rahmen 110 (oder einen ersten Rahmen), die sich entlang der Länge des Fahrzeugs der Länge nach erstrecken. Die horizontalen Rahmen 110 sind entlang der Breite des Fahrzeugs voneinander beabstandet. Die Fahrzeugkarosseriestruktur 100 enthält auch zwei vertikale Rahmen 120 (oder einen zweiten Rahmen), die sich entlang der Breite des Fahrzeugs erstrecken. Die zwei vertikalen Rahmen 120 sind entlang der Länge des Fahrzeugs der Länge nach beabstandet und verbinden einstückig die Kopfenden der zwei horizontalen Rahmen.
  • Die Kopfenden der horizontalen Rahmen 110 und vertikalen Rahmen 120 treffen sich, um vier L-förmige Verbindungsabschnitte 130 zu bilden.
  • Zudem ist ein Mittelrahmen 140 (oder ein dritter Rahmen) entlang der Breite des Fahrzeugs in der Mitte entlang der Längsrichtung der horizontalen Rahmen 110 ausgebildet, damit T-förmige Verbindungsabschnitte 150 an Stellen ausgebildet sind, an denen der Mittelrahmen 140 und die horizontalen Rahmen 110 sich treffen.
  • Die 3 und 4 veranschaulichen, dass die L-förmigen Verbindungsabschnitte 130 des Abschnitts C der Fahrzeugkarosseriestruktur, die in 2 gezeigt ist, nicht durch Verbinden der Kopfenden der horizontalen Rahmen 110 und vertikalen Rahmen 120 miteinander ausgebildet sind, sondern stattdessen ohne Nähte einstückig ausgebildet sind.
  • Wie in 4 gezeigt, können alle L-förmigen Verbindungsabschnitte 130 jeweils drei Abschnitte 131, 132 und 133 enthalten, die miteinander verbunden sind. Alle drei Abschnitte 131, 132 und 133 können auf solch eine Weise konfiguriert sein, dass ein Prepreg um einen Schaumkern, der später zu beschreiben ist, herumgewickelt ist.
  • Die drei Abschnitte 131, 132 und 133 können beispielsweise in die Form eines annähernden Trapezes ausgebildet sein.
  • Ein Abschnitt der drei Abschnitte 131, 132 und 133 kann ein Verbindungsabschnitt sein.
  • D. h., der Verbindungsabschnitt 133 kann eine L-Form aufweisen, die den horizontalen Rahmen 110 und den vertikalen Rahmen 120 einstückig und kontinuierlich verbindet.
  • Wenn der Verbindungsabschnitt 133 L-förmig ausgebildet ist, kann der Verbindungsabschnitt 133 vorgesehen sein, um der Abschnitt an einer Seite (z. B. die rechte Seite) der L-Form zu sein, um ein so geringes Moment wie möglich aufzunehmen.
  • In Bezug auf die 5 und 6 sind die T-förmigen Verbindungsabschnitte 150 nicht durch Verbinden der horizontalen Rahmen 110 und des Mittelrahmens 140 miteinander ausgebildet, sondern jeder dieser Verbindungsabschnitte 150 ist stattdessen ohne Nähte einstückig ausgebildet.
  • Wie in 6 gezeigt, können alle T-förmigen Verbindungsabschnitte 150 jeweils drei Abschnitte 151, 152 und 153 enthalten, die miteinander verbunden sind. Alle drei Abschnitte 151, 152 und 153 können auf solch eine Weise konfiguriert sein, dass ein Prepreg um einen Schaumkern, der später zu beschreiben ist, herumgewickelt ist.
  • Die drei Abschnitte 151, 152 und 153 können in die Form eines annähernden Trapezes ausgebildet sein.
  • Ein Abschnitt der drei Abschnitte 151, 152 und 153 kann ein Verbindungsabschnitt sein.
  • D. h., der Verbindungsabschnitt 152 kann eine T-Form aufweisen, die einen horizontalen Rahmen 110 und den Mittelrahmen 140 einstückig und kontinuierlich verbindet.
  • Wenn der Verbindungsabschnitt 152 T-förmig ausgebildet ist, kann der Verbindungsabschnitt 152 konfiguriert sein, um der Abschnitt in der Mitte zu sein, wobei das Moment berücksichtigt wird.
  • Der Verbindungsabschnitt 152 kann einen Verbindungsabschnitt 152a enthalten, der sich über die gesamte Breite des Mittelrahmens 140 horizontal erstreckt und mit dem horizontalen Rahmen 110 einstückig verbunden ist.
  • Die in den 7 bis 12 veranschaulichten Beispiele werden zum Beschreiben verschiedener Schritte eines beispielhaften Verfahrens zum Herstellen einer faserverstärkten Kunststoff-Fahrzeugkarosseriestruktur verwendet werden.
  • In Bezug auf 7 wird als Erstes die Form einer Fahrzeugkarosseriestruktur ausgewählt und dann ein Schaumkern vorbereitet.
  • Zwar veranschaulicht 7 eine T-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur, aber eine L-förmige oder andere Fahrzeugkarosseriestruktur kann hergestellt werden.
  • Bei diesem Beispiel wird eine T-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur durch separates Vorbereiten eines T-förmigen Schaumkerns 300 (oder Hauptschaumkerns) und eines oder mehrerer mehrteiligen/mehrteiliger Schaumkerns/Schaumkerne 310 gebildet.
  • zwar werden in 7 zwei mehrteilige Schaumkerne 310 gezeigt, aber zusätzliche mehrteilige Schaumkerne können, wie für eine bestimmte Implementierung erwünscht, vorbereitet werden.
  • Wie in 7 gezeigt, enthält der T-förmige Schaumkern 300 einen rechteckigen stabähnlichen Hauptkörper 302 und einen dreieckigen stabähnlichen Subkörper, der sich von dem Hauptkörper vertikal und einstückig erstreckt.
  • Die zwei mehrteiligen Schaumkerne 310 weisen die gleiche dreieckige stabähnliche Form wie der Subkörper 304 auf.
  • Die Schaumkerne 300 und 310 können aus geschäumtem Kunststoffmaterial bestehen.
  • In 8 ist ein Prepreg 320 um die Außenseitenflächen des T-förmigen Schaumkerns 300 und der mehrteiligen Schaumkerne 310 herumgewickelt.
  • Das Prepreg 320 ist eine semigehärtete Formmasse, die durch Vorimprägnieren einer Folie aus faserverstärktem Kunststoff (FRP) oder einer Folie aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP) mit Epoxydharz vorbereitet wird. Es sollte erwähnt werden, dass die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs aus Kohlenstoff oder jeglicher Art von verschiedenen anderen Arten von Materialien hergestellt werden können, die beispielsweise und ohne Beschränkung Glas, Basalt und Ähnliches enthalten.
  • In Bezug auf 9 werden die mehrteiligen Schaumkerne 310, die mit dem Prepreg 320 umwickelt sind, auf beide Seitenflächen des Subkörpers 304 des mit dem Prepreg 320 umwickelten T-förmigen Schaumkerns 300 laminiert und dadurch eine vorläufige Anordnung 330 vorbereitet.
  • Sobald die mehrteiligen Schaumkerne 310 auf den T-förmigen Schaumkern 300 laminiert sind, wird ein mehrteiliges Trapez durch Verbinden von drei dreieckigen Abschnitten miteinander ausgebildet.
  • D. h., die vorläufige Anordnung 330 ist auf solch eine Weise konfiguriert, dass ein Verbindungskörper 334 mit einer mehrteiligen Trapezform mit dem rechteckigen stabähnlichen Hauptkörper 332 einstückig verbunden ist, der mit dem Prepreg 320 umwickelt ist.
  • In 10 ist die vorläufige Anordnung 330 auf einer Form 400 montiert. Bei diesem Beispiel kann die Form 400 ein Formwerkzeug 410, auf dem die vorläufige Anordnung 300 montiert ist, und einen Vakuumbeutel 420 zum Bedecken und Umhüllen der auf dem Formwerkzeug 410 montierten vorläufigen Anordnung 330 und Abdichten derselben enthalten.
  • In Bezug auf 11 ist die Form 400, auf der die vorläufige Anordnung 330 montiert ist, wie oben beschrieben wurde, in eine Formgebungsmaschine 500 eingeführt.
  • Die Formgebungsmaschine 500 enthält eine Druckkammer 510, die ungefähr kreisförmig ist und einen Gehäuseraum zum Unterbringen der Form 400 aufweist.
  • Ein Heizgerät 520 ist innerhalb der Druckkammer 510 zum Erhitzen der Druckkammer 510 installiert.
  • Zudem ist ein Kompressor 530 in der Druckkammer 510 installiert. Der Kompressor 530 kann beispielsweise zum Verdichten und Zuführen von Gas oder Luft zur Druckkammer 510 vorgesehen sein. Ein Vakuumgenerator (nicht gezeigt) kann auch zum Absaugen oder Ansaugen der Luft oder des Gases innerhalb des Vakuumbeutels 420 installiert sein. Die Innenseite des Vakuumbeutels 520 ist mit dem Vakuumbeutel 420 über einen Vakuumschlauch oder eine Vakuumpumpe 540 verbunden.
  • Die Formgebungsmaschine 500 ist zum Formen der vorläufigen Anordnung 330 in ein Endprodukt durch Anwenden von Wärme und Druck auf die vorläufige Anordnung 330, die in derselben montiert ist, durch das Heizgerät 520 und den Kompressor 530 adaptiert.
  • Der zuvor erwähnte Vakuumgenerator kann auch zum Ansaugen und Beseitigen von Luftblasen oder Gas dienen, die/das erzeugt werden können, wenn Wärme und Druck auf die vorläufige Anordnung 330 angewendet werden.
  • Nachdem die Formgebungsmaschine 500 das Formen der vorläufigen Anordnung 330 erledigt hat, ist das durch die Formgebungsmaschine 500 produzierte Endprodukt eine vollständige Fahrzeugkarosseriestruktur 100, die aus faserverstärktem Kunststoff oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff besteht und in 12 gezeigt ist.
  • Zwar wurde das Herstellungsverfahren der Fahrzeugkarosseriestruktur der vorliegenden Offenbarung in Bezug auf die T-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur veranschaulicht, aber Fahrzeugkarosseriestrukturen in einer Form von verschiedenen Formen können hergestellt werden, die eine L-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur, eine kombinierte Fahrzeugkarosseriestruktur, wie beispielsweise Lochschienen, die die L-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur und die T-förmige Fahrzeugkarosseriestruktur kombinieren, eine seitliche Fahrzeugkarosseriestruktur, eine Platte oder einen Rahmen enthalten, aber nicht darauf beschränkt sind.
  • Zwar wurde der Gegenstand der vorliegenden Offenbarung unter Verwendung beispielhafter Ausführungsformen hierin beschrieben, aber es sollte klar sein, dass dieser Gegenstand nicht auf die offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern im Gegensteil verschiedene Modifikationen und äquivalente Anordnungen decken soll, die innerhalb des Wesens und Bereiches der beiliegenden Ansprüche enthalten sind, die nachstehend dargelegt sind.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Fahrzeugkarosseriestruktur
    110
    Horizontaler Rahmen
    120
    Vertikaler Rahmen
    130
    L-förmiger Verbindungsabschnitt
    140
    Mittelrahmen
    150
    T-förmiger Verbindungsabschnitt
    200
    Seitliche Fahrzeugkarosserie
    300
    T-förmiger Schaumkern
    310
    Mehrteiliger Schaumkern
    320
    Prepreg
    330
    Vorläufige Anordnung
    400
    Form
    410
    Formwerkzeug
    420
    Vakuumbeutel
    500
    Formgebungsmaschine
    510
    Druckkammer
    520
    Heizgerät
    530
    Kompressor
    540
    Vakuumpumpe

Claims (17)

  1. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur mit: einem ersten Rahmen mit mehreren Abschnitten aus faserverstärktem Kunststoff, die ohne Nähte miteinander verbunden sind; und einem zweiten Rahmen, der sich von zumindest einem Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens kontinuierlich erstreckt.
  2. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei die mehreren Abschnitte des ersten Rahmens drei oder mehr Abschnitte aufweisen, die miteinander verbunden sind.
  3. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei die mehreren Abschnitte des ersten Rahmens trapezförmig oder dreieckig sind.
  4. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei der zweite Rahmen zum ersten Rahmen senkrecht ist und eine L-Form bildet.
  5. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 4, wobei ein Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens der Abschnitt an der Seite der L-Form ist.
  6. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei der zweite Rahmen eine T-Form zusammen mit einem Mittelabschnitt des ersten Rahmens bildet.
  7. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 6, wobei ein Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens als Mittelabschnitt bezeichnet werden kann.
  8. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei jeder Abschnitt der mehreren Abschnitte des ersten Rahmens auf solch eine Weise konfiguriert ist, dass ein Schaumkern mit dem faserverstärkten Kunststoff beschichtet ist.
  9. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei: der erste Rahmen zwei horizontale Rahmen aufweist; der zweite Rahmen zwei vertikale Rahmen, die die Kopfenden der zwei horizontalen Rahmen einstückig verbinden, und einen Mittelrahmen aufweist, der mit dem ersten Rahmen in der Mitte entlang der Längsrichtung der horizontalen Rahmen verbunden ist; und der erste Rahmen und zweite Rahmen Lochschienen bilden.
  10. Faserverstärkte Fahrzeugkarosseriestruktur nach Anspruch 1, wobei der faserverstärkte Kunststoff kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff ist.
  11. Herstellungsverfahren einer faserverstärkten Fahrzeugkarosseriestruktur, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: Vorbereiten einer Vielzahl von Schaumkernen; Umwickeln und Beschichten der Vielzahl von Schaumkernen mit Prepreg; Vorbereiten einer vorläufigen Anordnung durch Laminieren der Vielzahl von Schaumkernen, die mit dem Prepreg beschichtet sind; Anordnen der vorläufigen Anordnung auf einer Form; Einführen der Form in eine Formgebungsmaschine und Anwenden von Wärme und Druck; und Herausnehmen eines geformten Endprodukts.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Schaumkernen aus geschäumten Kunststoffmaterial besteht.
  13. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Prepreg durch Imprägnieren einer faserverstärkten Kunststofffolie oder kohlenstofffaserverstärkten Kunststofffolie mit Epoxydharz vorbereitet wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Vielzahl von Schaumkernen einen Hauptschaumkern und einen mehrteiligen Schaumkern aufweist.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, wobei: der Hauptschaumkern einen rechteckigen stabähnlichen Hauptkörper und einen dreieckigen stabähnlichen Subkörper aufweist; und der mehrteilige Schaumkern eine dreieckige stabähnliche Form hat.
  16. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Form ein Formwerkzeug, auf dem die vorläufige Anordnung montiert ist, und einen Vakuumbeutel zum Umhüllen und Abdichten der vorläufigen Anordnung aufweist.
  17. Verfahren nach Anspruch 11, wobei die Formgebungsmaschine Folgendes aufweist: eine Druckkammer mit einem Gehäuseraum zum Unterbringen der Form; ein Heizgerät zum Erhitzen der Druckkammer; einen Kompressor zum Zuführen von Luft oder Gas zur Kompressionskammer, um Druck anzulegen; und einen Vakuumgenerator zum Ansaugen der Luft oder des Gases innerhalb des Vakuumbeutels.
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