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Hintergrund der Erfindung
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1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe bzw. Verbundwerkstoffkomponenten (im Weiteren kurz: Verbundwerkstoffe), die es einer oberen und einer unteren Platte erlaubt, die aus Verbundwerkstoff geformt sind, durch Schweißen miteinander verbunden zu werden.
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2. Beschreibung der bezogenen Technik
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Wenn eine Fahrzeugkarosserie aus Verbundwerkstoffen geformt wird, welche z.B. Kohlefasern aufweisen, besteht eine Notwendigkeit, die Verbundwerkstoffe miteinander zu verbinden. Insbesondere ist ein Schweißen als Verbindungsverfahren aufgrund der Materialcharakteristiken der Verbundwerkstoffe nicht möglich. Deshalb, obwohl ein Verbinden von Verbundwerkstoffen unter Verwendung von Klebstoff erfolgen kann, verursacht ein solches Verfahren einen Nachteil bezüglich gesteigerter Herstellungskosten und schlechter Produktivität. Zusätzlich ist die Verwendung von Nieten, um die Verbundwerkstoffe miteinander zu kuppeln, dahingehend beschränkt, dass es schwierig ist, eine notwendige Eingriffsfestigkeit (z.B. Festigkeit der Nietverbindung) zu erfüllen.
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Die in diesem Abschnitt offenbarten Sachverhalte dienen lediglich dem besseren Verständnis des allgemeinen Hintergrundes der Erfindung und sollen nicht als eine Bestätigung oder irgendeine Form von Vorschlag verstanden werden, dass diese Sachverhalte den Stand der Technik bilden, der dem Fachmann schon bekannt ist.
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Erläuterung der Erfindung
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Deshalb stellt die vorliegende Erfindung eine Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe bereit, welche es einer oberen und einer unteren Platte ermöglicht, die aus Verbundwerkstoff geformt sind, durch Schweißen miteinander verbunden zu werden.
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In Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung kann eine Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe eine obere Platte und eine untere Platte miteinander verbinden, welche angeordnet sind, um miteinander zu überlappen, und welche mit (z.B. einer Öffnung oder mehreren) Öffnungen ausgebildet sind, die den/die Überlappungsabschnitt/e davon vertikal durchtreten, wobei die obere Platte und die untere Platte aus Verbundwerkstoff geformt sind. Insbesondere kann die Verbindungseinheit aufweisen: einen ersten Verbinder (z.B. eine erste Verbindungskomponente), welcher einen ersten Zentral-Vorstehabschnitt und einen ersten Randflanschabschnitt aufweist, wobei der erste Vorstehabschnitt eingerichtet ist, um nach unten vorzustehen (z.B. ausgehend von einer Oberseite des ersten Randflanschabschnitts), um in die Öffnung in der oberen Platte von deren Oberseite aus eingesetzt zu sein, wobei der erste Vorstehabschnitt eine Schweißaussparung hat, die in einem oberen Ende davon ausgespart (z.B. eingedrückt) ist, und einen zweiten Verbinder (z.B. eine zweite Verbindungskomponente), der einen zweiten Zentral-Vorstehabschnitt und einen zweiten Randflanschabschnitt aufweist, wobei der zweite Vorstehabschnitt eingerichtet ist, um nach oben vorzustehen (z.B. ausgehend von einer Unterseite des zweiten Randflanschabschnitts), um in die Öffnung in der unteren Platte von deren Unterseite aus eingesetzt zu sein, wobei der zweite Vorstehabschnitt eine Schweißaussparung hat, die in einem unteren Ende davon ausgespart (z.B. eingedrückt) ist.
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Der zweite Vorstehabschnitt kann ein Ende haben, welches gegen ein Ende des ersten Vorstehabschnitts stößt, wenn der zweite Vorstehabschnitt in die untere Platte hinein eingesetzt ist, wobei die Kontaktenden des ersten Vorstehabschnitts und des zweiten Vorstehabschnitts miteinander verschweißt sein können, um die obere Platte und die untere Platte aneinander zu fixieren.
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Der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt können eingerichtet sein, um auf eine obere Fläche der oberen Platte bzw. auf eine untere Fläche der unteren Platte einen Druck auszuüben, wenn der erste Vorstehabschnitt und der zweite Vorstehabschnitt miteinander verschweißt sind. Der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt können mit einer oberen Fläche der oberen Platte bzw. mit einer unteren Fläche der unteren Platte ebene (z.B. glatte, bündige) Flächen ausbilden. Zusätzlich können sich der erste Flanschabschnitt und der zweite Flanschabschnitt ausgehend von einem Innenumfang der Öffnung in der oberen Platte und in der unteren Platte in die obere Platte bzw. in die untere Platte hinein erstrecken, um darin fixiert zu sein. Der erste Vorstehabschnitt und der zweite Vorstehabschnitt können miteinander in einer Fläche-Fläche-Art verschweißt sein und/oder können einem Punktschweißen unterzogen worden sein mittels der zugehörigen Schweißaussparungen davon.
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Ein Klebstoff kann zwischen der oberen und der unteren Platte aufgebracht sein, und die Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts und des zweiten Vorstehabschnitts kann die gleiche sein wie die Gesamttiefe der Öffnung(en), was es dem Ende des ersten Vorstehabschnitts und dem Ende des zweiten Vorstehabschnitts erlaubt, innerhalb der Öffnung(en) miteinander in Kontakt zu sein.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden von der folgenden detaillierten Beschreibung klarer verstanden werden, wenn diese zusammen mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet wird, in welchen:
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1 eine Draufsicht ist, die eine Verbindungseinheit zeigt, um eine obere Platte und eine untere Platte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander zu verbinden,
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2 eine Seitenansicht (z.B. eine Schnittansicht) ist, die die Verbindungseinheit zeigt, um die obere Platte und die untere Platte gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander zu verbinden,
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3 eine Ansicht ist, die einen ersten Verbinder und eine zweiten Verbinder gemäß der beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt,
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4 eine Ansicht (z.B. eine Schnittansicht) ist, die eine beispielhafte Ausführungsform zeigt, in welcher die Verbindungseinheit der vorliegenden Erfindung die obere Platte und die untere Platte miteinander verbindet,
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5 eine Ansicht (z.B. eine Schnittansicht) ist, die eine weitere beispielhafte Ausführungsform zeigt, in welcher die Verbindungseinheit der vorliegenden Erfindung die obere Platte und die untere Platte miteinander verbindet, und
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6 eine Seitenansicht (z.B. eine Schnittansicht) ist, die die Verbindungseinheit zeigt, um die obere Platte und die untere Platte gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung miteinander zu verbinden.
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Detaillierte Beschreibung
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Es ist zu verstehen, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Fahrzeug-...“ oder irgendein anderer ähnlicher Begriff, welcher hier verwendet wird, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen einschließt wie z.B. Personenkraftfahrzeuge, einschließlich sogenannter Sportnutzfahrzeuge (SUV), Busse, Lastwagen, zahlreiche kommerzielle Fahrzeuge, sowie z.B. Wasserfahrzeuge, einschließlich einer Vielzahl an Booten und Schiffen, sowie auch z.B. Flugzeuge und dergleichen, und ferner auch Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungs- und Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge und andere Fahrzeuge für alternative Treibstoffe (z.B. Treibstoffe, welche aus anderen Ressourcen als Erdöl hergestellt werden).
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Die hierin verwendete Terminologie dient lediglich dem Zweck des Beschreibens von bestimmten Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht, die Erfindung zu beschränken. Die wie hierin verwendeten Singularformen „ein“, „eine“ und „der“, „die“, „das“ sind dazu gedacht, auch die Pluralformen einzuschließen, außer der Kontext weist eindeutig auf etwas anderes hin. Ferner ist zu verstehen, dass die Begriffe „aufweisen“ und/oder „aufweisend“ bei Verwendung in dieser Beschreibung das Vorliegen von genannten Merkmalen, Ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen und/oder Komponenten spezifizieren, aber nicht die Anwesenheit oder den Zusatz von einem oder mehr anderen Merkmalen, Ganzen Zahlen, Schritten, Vorgängen, Elementen, Komponenten und/oder Gruppen davon ausschließen. Wie hierin verwendet, weist der Begriff „und/oder“ jede sowie alle Kombinationen von einem oder mehreren der dazugehörig aufgezählten Gegenstände auf.
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Wenn es nicht anders ausgedrückt ist oder aus dem Kontext anderweitig klar ist, ist der hier verwendete Begriff „etwa / in etwa“ als „bei dieser Technik im Bereich der üblichen Toleranzen liegend“ zu verstehen, zum Beispiel als zweifache Normalabweichung vom Mittelwert. „Etwa / in etwa“ kann verstanden werden als innerhalb von 10 %, 9 %, 8 %, 7 %, 6 %, 5 %, 4 %, 3 %, 2 %, 1 %, 0,5 %, 0,1 %, 0,05 % oder 0,01 % des angegebenen Werts zu liegen. Außer es ist aus dem Kontext anderweitig klar, werden alle Zahlenwerte, welche hier bereitgestellt sind, mittels des Begriffs „etwa / in etwa“ modifiziert.
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Es wird nun im Detail Bezug auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung genommen, von welchen Beispiele in den begleitenden Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer es möglich ist bezeichnen durchgehend durch die Zeichnungen die gleichen Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile.
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Wie es in der 1 gezeigt ist, kann eine Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung eine obere Platte 10 und eine untere Platte 20 miteinander verbinden, welche angeordnet sind, um miteinander zu überlappen, und welche mit Öffnungen geformt sind, die durch den/die Überlappungsabschnitt/e davon (z.B. zumindest im Wesentlichen) vertikal hindurchtreten, wobei die obere Platte 10 und die untere Platte 20 aus Verbundwerkstoff geformt sind. Die Verbindungseinheit kann einen ersten Verbinder (z.B. eine erste Verbindungskomponente) 100 und einen zweiten Verbinder (z.B. eine zweite Verbindungskomponente) 200 aufweisen. Der erste Verbinder 100 kann einen ersten Zentral-Vorstehabschnitt 110 und einen ersten Randflanschabschnitt 120 aufweisen. Der erste Vorstehabschnitt 110 kann nach unten hervorstehen (z.B. ausgehend vom ersten Randflanschabschnitt 120; siehe z.B. 3), um in die Öffnung in der oberen Platte 10 von deren Oberseite aus hinein einsetzbar zu sein. Eine Schweißaussparung kann im oberen Ende des ersten Vorstehabschnitts 110 ausgespart (z.B. eingedrückt) sein (z.B. an dessen Oberseite).
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Weiter kann der zweite Verbinder 200 einen zweiten Zentral-Vorstehabschnitt 210 und einen zweiten Randflanschabschnitt 220 aufweisen. Der zweite Vorstehabschnitt 210 kann nach oben vorstehen (z.B. ausgehend vom zweiten Randflanschabschnitt 220; siehe z.B. 3), um in die Öffnung in der unteren Platte 20 von deren Unterseite aus hinein einsetzbar zu sein. Eine Schweißaussparung kann im unteren Ende des zweiten Vorstehabschnitts 210 ausgespart (z.B. eingedrückt) sein (z.B. an dessen Unterseite). Wenn der erste Vorstehabschnitt 110 und der zweite Vorstehabschnitt 210 in die obere Platte 10 bzw. die untere Platte 20 hinein eingesetzt sind, befinden sich die einander zugewandten Enden des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 220 miteinander in Kontakt. Dementsprechend, sobald die Kontaktenden des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 miteinander verschweißt sind, können die obere Platte 10 und die untere Platte 20 miteinander (z.B. aneinander) fixiert sein.
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Wenn eine Fahrzeugkarosserie aus Verbundwerkstoffen geformt wird, welche z.B. Kohlefasern aufweisen, besteht eine Notwendigkeit, die Verbundwerkstoffe miteinander zu verbinden. Insbesondere kann ein Schweißen nicht möglich sein aufgrund der Materialcharakteristiken der Verbundwerkstoffe. Deshalb, obwohl ein Verbinden der Verbundwerkstoffe unter Verwendung eines Klebstoffs (30, siehe 2) ausführbar sein kann, ist dies dahingehend nachteilig, dass die Herstellungskosten gesteigert sind und die Produktivität schlecht ist. Darüber hinaus ist die Verwendung von Nieten, um die Verbundwerkstoffe miteinander zu kuppeln, dahingehend beschränkt, dass es schwierig sein kann die erforderliche Eingriffsfestigkeit (z.B. Verbindungsfestigkeit) zu erreichen.
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Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung können die obere Platte 10 und die untere Platte 20, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, Öffnungen aufweisen, welche gleichzeitig in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 geformt werden können (z.B. können die obere Platte 10 und die untere Platte 10 auch vorgefertigte Öffnungen haben, welche, wenn die Platten miteinander überlappen, zueinander korrespondieren). Insbesondere können die Öffnungen, welche gleichzeitig in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 geformt werden, als der Bereich dienen, in welchem die obere Platte 10 und die untere Platte 20 miteinander verbunden werden soll. Um die obere Platte 10 und die untere Platte 20 miteinander zu verbinden, sind der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 bereitgestellt. Beim ersten Verbinder 100 kann der erste Vorstehabschnitt 110 ausgehend von der Mitte (z.B. einer Oberseite des der ersten Flanschabschnitts 120) nach unten vorstehen (z.B. napfartig) und kann der erste Flanschabschnitt 120, welcher den ersten Vorstehabschnitt 110 umgibt (z.B. in der Art eines Kragens), in etwa mit einem rechten Winkel relativ zum ersten Vorstehabschnitt 110 gebogen/gekrümmt sein (z.B. können der erste Flanschabschnitt 120 und ein Unterseitenbereich des ersten Vorstehabschnitts 110 z.B. zumindest im Wesentlichen zueinander parallel sein).
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Der erste Vorstehabschnitt 110 kann die gleiche Querschnittsgestalt wie die Öffnung haben. Um eine stabile/feste Verbindung zwischen dem ersten Verbinder 100 und der oberen Platte 10 beizubehalten, kann der Querschnittsbereich des ersten Vorstehabschnitts 110 gleich oder größer sein als der Querschnittsbereich der Öffnung, um es dem ersten Vorstehabschnitt 110 des ersten Verbinders 100 zu erlauben, in der oberen Platte 10 pressgefügt zu sein. Der erste Flanschabschnitt 120 kann in etwa mit einem rechten Winkel relativ zum ersten Vorstehabschnitt 110 gekrümmt/gebogen sein, so wie es oben beschrieben ist, um auf die obere Fläche der oberen Platte 10 einen Druck auszuüben, wenn der erste Vorstehabschnitt 110 in die Öffnung in der oberen Platte 10 hinein eingesetzt ist. Die Schweißaussparung kann im oberen Ende des ersten Vorstehabschnitts 110 bis zu einer Tiefe geformt sein, welche etwa die gleiche ist, wie die Länge, mit welcher der erste Vorstehabschnitt 110 vorsteht.
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Darüber hinaus kann analog zum ersten Verbinder 100 beim zweiten Verbinder 200 der zweite Vorstehabschnitt 210 ausgehend von der Mitte nach oben vorstehen und kann der zweite Flanschabschnitt 220, welcher den zweiten Vorstehabschnitt 210 umgibt, in etwa mit einem rechten Winkel relativ zum zweiten Vorstehabschnitt 210 gekrümmt/gebogen sein. Der zweite Vorstehabschnitt 210 kann dieselbe Querschnittsgestalt haben wie die Öffnung. Um die stabile/feste Verbindung zwischen dem zweiten Verbinder 200 und der unteren Platte 20 beizubehalten, kann der Querschnittsbereich des zweiten Vorstehabschnitts 210 gleich oder größer sein als der Querschnittsbereich der Öffnung, um es dem zweiten Vorstehabschnitt 210 des zweiten Verbinders 200 zu erlauben, in der unteren Platte 20 pressgefügt zu sein. Der zweite Flanschabschnitt 220 kann in etwa mit einem rechten Winkel ausgehend vom zweiten Vorstehabschnitt 210 gekrümmt/gebogen sein, so wie es oben beschrieben ist, um einen Druck auf die untere Fläche der unteren Platte 20 auszuüben, wenn der zweite Vorstehabschnitt 210 in die Öffnung in der unteren Platte 20 hinein eingesetzt ist.
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Die Schweißaussparung kann im unteren Ende des zweiten Vorstehabschnitts 110 bis zu einer Tiefe geformt sein, welche in etwa dieselbe ist wie die Länge, mit welcher der zweite Vorstehabschnitt 210 vorsteht. Das Ende des ersten Vorstehabschnitts 110 des ersten Verbinders 100, welches in die Öffnung in der oberen Platte 10 von der Oberseite aus hinein eingesetzt ist, und das zweite Ende des zweiten Vorstehabschnitts 210 des zweiten Verbinders 200, welches in die Öffnung in die untere Platte 20 von der Unterseite aus hinein eingesetzt ist, können miteinander innerhalb der Öffnung in Kontakt gebracht werden, wenn die obere Platte 10 und die untere Platte 20 miteinander überlappen. Der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 können aus z.B. Stahl geformt sein können miteinander durch Verschweißen der aneinander stoßenden Enden des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 gekuppelt sein, die miteinander innerhalb der Öffnung in Kontakt stehen.
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Obwohl der erste Vorstehabschnitt 110 des ersten Verbinders 100 und der zweite Vorstehabschnitt 210 des zweiten Verbinders 200 nicht darauf beschränkt sind, mit der gleichen Länge vorzustehen, kann die Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 in etwa die gleiche sein, wie die Gesamttiefe der zwei Öffnungen in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20. Insbesondere, wenn der erste Vorstehabschnitt 110 und der zweite Vorstehabschnitt 210 innerhalb der Öffnungen gleichzeitig miteinander in Kontakt kommen/stehen (z.B. aneinander stoßen), kann der erste Flanschabschnitt 120 eingerichtet sein, um einen Druck auf die obere Fläche der oberen Platte 10 auszuüben, und kann der zweite Flanschabschnitt 220 eingerichtet sein, um einen Druck auf die untere Fläche der unteren Platte 20 auszuüben, was die obere Platte 10 und die untere Platte 20 im Überlappungszustand beibehält (z.B. zusammendrückt).
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Wie es oben beschrieben ist, durch Herstellen oder Ausgestalten der Öffnungen in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 und Ausführen des Schweißens an den Kontaktabschnitten des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200, welche in die Öffnungen hinein eingesetzt sind, um innerhalb der Öffnungen miteinander in Kontakt zu kommen/stehen, und welche aus Stahl geformt sind, können die obere Platte 10 und die untere Platte 20, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, ohne die Verwendung von Klebstoff oder Nieten miteinander verbunden werden/sein.
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Da die Positionen, an welchen die Öffnungen geformt sind, nicht auf die Enden (z.B. Ränder) der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 beschränkt sind, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, sondern sich überall befinden können, wo das Kuppeln gewünscht ist, ist dahingehend ein Vorteil vorhanden, dass die Verbindungsart der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 nicht eingeschränkt ist. Zusätzlich kann die Verbindung der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, unter Verwendung des Verschweißens des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200, wie es oben beschrieben ist, eine gesteigerte Verbindungsteifigkeit und Haltbarkeit verglichen mit einer Verbindung haben, welche einen Klebstoff 30 verwendet. Die obere Platte 10 und die untere Platte 20 können unter Verwendung des Klebstoffs 30 primär (z.B. als erstes) miteinander verbunden werden und können mittels des Verschweißens des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200 sekundär (z.B. als zweites) miteinander verbunden werden.
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Im Gegensatz zu dem Fall, in welchem die obere Platte 10 und die untere Platte 20, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, nur durch die Verwendung des Klebstoffes 30 miteinander verbunden sind, kann das Verschweißen des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200 vorteilhaft Beschränkungen in den Verbindungsbedingungen eliminieren, wie z.B. einer Zeit(dauer) und einer Temperatur (z.B. zum Erstellen einer Klebeverbindung), was in einer reduzierten Verarbeitungszeit resultiert. Mit anderen Worten, im Gegensatz zum Klebstoff 30, kann das Verschweißen des ersten Verbinders 100 und des zweiten Verbinders 200 in Fertigungslinien zum elektrostatischen Beschichten und Lackieren umgesetzt werden aufgrund der Robustheit gegenüber einer Temperaturvariation, was deshalb eine Reduktion der Verarbeitungszeit realisieren kann und zu einer Verbesserung der Produktivität beiträgt.
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Die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Merkmal haben, wobei der erste Flanschabschnitt 120 und der zweite Flanschabschnitt 220 eingerichtet sind, um Druck auf die obere Fläche der oberen Platte 10 und auf die untere Fläche der unteren Platte 20 auszuüben, wenn der erste Vorstehabschnitt 110 und der zweite Vorstehabschnitt 210 miteinander verschweißt sind. Wenn der erste Vorstehabschnitt 110 und der zweite Vorstehabschnitt 210 miteinander mittels des Schweißens verbunden sind, kann der erste Flanschabschnitt 120 eingerichtet sein, um auf die obere Fläche der oberen Platte 10 einen Druck auszuüben, und kann der zweite Flanschabschnitt 220 eingerichtet sein, um auf die untere Fläche der unteren Platte 20 einen Druck auszuüben, und deshalb können die obere Platte 10 und die untere Platte 20 ausgehend von oben und von unten einen Druck erfahren (z.B. zusammengedrückt sein), was das Beibehalten der festen/stabilen Verbindung der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 ermöglicht.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, so wie es in der 4 gezeigt ist, können der erste Flanschabschnitt 120 und der zweite Flanschabschnitt 220 ebene (z.B. glatte, bündige) Flächen mit der oberen Fläche der oberen Platte 10 bzw. mit der unteren Fläche der und unteren Platte 20 bilden. Die Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 kann geringer sein als die Gesamttiefe der Öffnungen in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20. Dementsprechend kann der erste Flanschabschnitt 120 eingerichtet sein, um einen größeren Druck auf die obere Fläche der oberen Platte 10 auszuüben, und kann der zweite Flanschabschnitt 220 eingerichtet sein, um einen größeren Druck auf die untere Fläche der unteren Platte 20 auszuüben. Dementsprechend kann der erste Flanschabschnitt 120 eine ebene (z.B. glatte, bündige) Fläche mit der oberen Fläche der oberen Platte 10 bilden und kann der zweite Flanschabschnitt 220 eine ebene (z.B. glatte, bündige) Fläche mit der unteren Fläche der unteren Platte 20 bilden, wodurch eine festere, durchgängige Verbindung zwischen der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 sichergestellt wird.
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In einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, so wie es in der 5 gezeigt ist, können sich der erste Flanschabschnitt 120 und der zweite Flanschabschnitt 220 ausgehend vom Innenumfang der Öffnungen in der oberen Platte 10 und in der unteren Platte 20 in die obere Platte 10 bzw. in die untere Platte 20 hinein erstrecken, um darin fixiert zu sein. Weiter, bei der Herstellung der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20, welche aus Verbundwerkstoff geformt sind, kann der erste Verbinder 100 einem Einspritzformen unterzogen werden, wenn die obere Platte 10 geformt wird, und kann der zweite Verbinder 200 einem Einspritzformen unterzogen werden, wenn die untere Platte 20 geformt wird. Mit diesem Verfahren kann sich der erste Flanschabschnitt 120 ausgehend vom Innenumfang der Öffnungen in der oberen Platte 10 in der Richtung (z.B. zumindest im Wesentlichen) parallel zur Verbindungsfläche der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 erstrecken, um in die obere Platte 10 hinein einzudringen, und kann sich der zweite Flanschabschnitt 220 ausgehend vom Innenumfang der Öffnungen in der unteren Platte 10 in der Richtung (z.B. zumindest im Wesentlichen) parallel zur Verbindungsfläche der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 erstrecken, um in die untere Platte 20 hinein einzudringen.
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Wenn der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 miteinander in einer Art verbunden sind, dass der erste Flanschabschnitt 120 und der zweite Flanschabschnitt 220 in die obere Platte 10 bzw. die untere Platte 20 hinein eingesetzt sind, können der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 vorteilhaft die feste und stabile Verbindung zwischen der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 ohne ein Risiko des Separierens der oberen Platte 10 von der unteren Platte 20 beibehalten. Insbesondere können in der Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe gemäß der vorliegenden Erfindung der erste Vorstehabschnitt 110 und der zweite Vorstehabschnitt 210 miteinander in einer Fläche-Fläche-Kontaktart miteinander verschweißt sein. Das Verschweißen des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210, wenn sich diese in einem Fläche-Fläche-Kontaktzustand befinden, kann den Schweißbereich steigern (z.B. die Fläche, welche verschweißt wird), wodurch eine festere Verbindung zwischen dem ersten Verbinder 100 und dem zweiten Verbinder 200 sichergestellt wird.
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Darüber hinaus kann beim ersten Vorstehabschnitt 110 und beim zweiten Vorstehabschnitt 210 ein Punktschweißen mittels der Schweißaussparungen umgesetzt werden. Die zugehörigen Schweißaussparungen können entgegengesetzt zum Kontaktbereich des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 angeordnet sein (z.B. bezogen auf den Kontaktbereich auf der anderen Seite des zugehörigen Vorstehabschnitts). Wenn Elektroden einer Schweißvorrichtung 300, welche das Punktschweißen ausführt, in die Schweißaussparungen hinein eingeführt werden, um einen (z.B. elektrischen) Strom aufzubringen, können der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 miteinander mittels Verschweißens durch Widerstandserwärmung fixiert werden.
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In einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, so wie es in der 2 gezeigt ist, kann ein Klebstoff 30 zwischen die obere Platte 10 und die untere Platte 20 aufgebracht sein, um die obere Platte 10 und die untere Platte 20 miteinander zu verbinden. Dann können die obere Platte 10 und die untere Platte 20 zusätzlich fester miteinander verbunden werden/sein durch die Verwendung der Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe, welche den ersten Verbinder 100 und den zweiten Verbinder 200 aufweist, deren Verbindungsenden miteinander verschweißt werden/sind. Alternativ, wie es in der 6 gezeigt ist, können die obere Platte 10 und die untere Platte 20 aneinander anstoßen, ohne dass der Klebstoff 30 dazwischen angeordnet ist, und können miteinander verbunden sein unter Verwendung der Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe, wie sie oben beschrieben ist.
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Wenn sowohl der Klebstoff 30 als auch die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe verwendet werden, kann die Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts 110 des ersten Verbinders 100 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 des zweiten Verbinders 200 basierend auf der Dicke des Klebstoffes 30 festgelegt sein, anstatt gleich zur Gesamttiefe der Öffnungen in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20 festgelegt zu sein. Durch Festlegen der Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts 110 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 der Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe auf einen Wert größer als oben beschrieben, können die Oberseiten- und Unterseitenposition der Verbindungseinheit eingestellt werden, wie es auf der linken Seite in der 2 zu sehen ist.
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Durch Einrichten des zweiten Verbinders 200 der Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe, welcher in die untere Platte 20 hinein einzusetzen ist, wie es auf der rechten Seite der 2 gesehen werden kann, können Links- und Rechtspositionen der Verbindungseinheit eingestellt werden. Insbesondere, wenn sowohl der Klebstoff 30 wie auch die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe verwendet werden, können der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 als Führungen verwendet werden, basierend auf den Ausgestaltungen davon, um die Oberseiten- und Unterseitenposition und die Links- und Rechtsposition (z.B. der oberen und der unteren Platte 10, 20) einzustellen. Darüber hinaus können der erste Verbinder 100 und der zweite Verbinder 200 ebenfalls als Abstandshalter verwendet werden. Darüber hinaus, wenn die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe allein verwendet wird, kann die Summe der Vorstehlänge des ersten Vorstehabschnitts 110 des ersten Verbinders 100 und des zweiten Vorstehabschnitts 210 des zweiten Verbinders 200 die gleiche sein wie eine Gesamttiefe der Öffnungen in der oberen Platte 10 und der unteren Platte 20, wie es oben beschrieben ist, wodurch der erste Flanschabschnitt 120 eingerichtet sein kann, um auf die obere Fläche der oberen Platte 10 einen Druck auszuüben, und der zweite Flanschabschnitt 220 eingerichtet sein kann, um einen Druck auf die untere Fläche der unteren Platte 20 auszuüben.
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Weiter kann sowohl der Klebstoff 30 wie auch die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe an ausgewählten Bereichen (z.B. Rändern, einer Mitte, etc. der Platten) verwendet werden, wo eine insbesondere starke Verbindung notwendig ist, und die Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe kann ebenfalls allein an anderen Bereichen verwendet werden. Mit anderen Worten, der Klebstoff 30 kann lediglich auf besondere Bereiche aufgebracht sein, wohingegen die Verbindungseinheit für alle Bereiche verwendbar ist. Solch eine Konfiguration kann einen Anstieg der Herstellungskosten verhindern, welcher durch ein exzessives Verwenden des Klebstoffs 30 verursacht wird, während der starke Verbindungszustand beibehalten wird.
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Wie es von der obigen Beschreibung klar ist, gemäß einer Verbindungseinheit für Verbundwerkstoffe der vorliegenden Erfindung, sind die Positionen, an welchen Öffnungen geformt sind, nicht auf Enden einer oberen Platte und einer unteren Platte beschränkt, sondern können sich überall dort befinden, wo ein Kuppeln erwünscht ist. Folglich hat die vorliegende Erfindung dahingehend einen Vorteil, dass die Ausgestaltungsart der Verbindung der oberen Platte und der unteren Platte nicht beschränkt ist.
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Darüber hinaus hat die vorliegende Erfindung den Effekt des Steigerns der Verbindungsteifigkeit und der Haltbarkeit verglichen mit Verbindungen, welche Klebstoffe verwenden. Im Gegensatz zu Verbindungen, welche Klebstoffe verwenden, kann eine Verbindung, welche die Verbindungseinheit der vorliegenden Erfindung verwendet, vorteilhaft die Beschränkungen der Verbindungsbedingungen eliminieren, wie z.B. eine Zeit(dauer) und eine Temperatur (z.B. zum Erstellen einer Klebeverbindung), was in einer reduzierten Verarbeitungszeit resultiert. Mit anderen Worten, im Gegensatz zu Verbindungen, welche Klebstoffe verwenden, kann eine Schweißverbindung in Fertigungslinien zum elektrostatischen Beschichten und Lackieren umgesetzt werden aufgrund einer Robustheit gegenüber einer Temperaturvariation, was deshalb eine Reduktion in der Verarbeitungszeit umsetzen kann und zu einer Verbesserung der Produktivität beitragen kann.
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Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für darstellende Zwecke offenbart wurden, ist es dem Fachmann klar, dass zahlreiche Modifikationen, Zusätze und Substitutionen möglich sind, ohne vom Umfang und vom Geist der Erfindung abzuweichen, wie sie angehängten Ansprüchen offenbart sind.
