[发明专利]用于制造金属-纤维复合物-构件的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的、用于制造金属-纤维复合物-构件的方法，该金属-纤维复合物-构件包括至少一个金属部件和纤维复合物部件，本发明还涉及一种根据权利要求9的前序部分所述的、按照本发明方法制造的用于车辆车身的金属-纤维复合物-构件。

背景技术

尤其在汽车制造中，现代的轻型结构要求使用纤维复合物构件，以在零部件重量显著减轻的同时满足高强度的要求，其中，挑战尤其表现为在金属结构例如车辆车身上的连接。

由WO 2008/110835A1已知了一种用于制造金属-纤维复合物-构件的方法，其中金属部件的平的面设计为局部地具有规则布置的尖刺形突起部，且在成型工具/模具中被多个经预浸渍的纤维层、即所谓的“预浸料坯”覆盖。在此，突起部穿透入该预浸料坯中并在借助于真空袋通风和随后在压力和加热的情况下实施硬化后形成了与树脂的高强度的连接，这是因为树脂在压力和加热的情况下发生与突起部的深入的接触并在此时增大了接触面积。这样制造的部件例如形成了用于飞机机翼的翼片蒙皮，其中金属部件用于连接其它部件。金属部件的一个面上的突起部借助于选出的粉末涂层利用借助于激光的随后的熔融来实现。

WO 2009/003207描述了一种用于连接一用于吸收拉力和/或扭力的长形元件(例如绳索状、缆线状或杆状的用于帆船帆具的牵引元件或扭力轴)和另一部件例如金属的传力元件的布置结构。传力元件和长形元件之间的连接借助于由纤维复合材料制成的包覆物来进行。在此，传力元件和包覆物之间的力传递通过尖刺形的突起部来进行，该突起部布置在传力元件的外表面上，包覆物的编织结构和/或卷绕结构可以接合在该突起部中。这些突起部至少部分地穿透入包覆物中，并因此负责长形元件和传力元件之间的连接。设置在传力元件上的突起部可以与传力元件一体形成，或者通过熔焊、钎焊、粘接或螺旋拧紧与传力元件相连接。

然而，在汽车制造尤其是车身制造中，纤维复合物部件通过金属部件连接在周围结构上的这种已知的连接可能性并不总是导致令人满意的结果，这是因为在那里，面结构例如车身钢板必须利用面状的纤维复合物部件连接至环境即车辆车身上。

发明内容

因此，本发明的目的在于，如此改进用于制造开头所述类型的金属-纤维复合物-构件的方法，使得利用这种金属-纤维复合物-构件能简单且价廉地连接至面状的金属结构、尤其是车辆车身上。

该目的通过具有权利要求1所述的特征的方法来实现。

在这种用于制造包括至少一个金属部件和纤维复合物部件的金属-纤维复合物-构件的方法中，所述金属部件至少局部地具有表面结构，用纤维材料覆盖所述表面结构，接着浸渍并硬化该纤维材料，根据本发明，金属部件设计为在被纤维材料覆盖的区域中具有至少一个伸出的连接板，所述连接板如此被纤维材料包围、编织或裹缠，使得所述连接板从纤维材料突出。

利用根据本发明的方法制造出一种金属-纤维复合物-构件，该金属-纤维复合物-构件优选借助于多个分布在金属部件上的连接板实现了在多个点处的载荷传递，从而可以借助于这些连接板利用标准化的连接技术建立与面状的周围结构、例如车辆车身的连接。

由于金属部件和纤维复合物部件的大面积的连接，且该连接的质量还额外地通过表面结构得以改进，所以根据本发明的金属-纤维复合物-构件得到了高机械强度、高负载能力以及在被施加高载荷的情况下伴随着提高的延展性得到良好的疲劳强度/耐久性，并因此尤其适合应用在汽车制造中。

根据本发明的设计方案，金属部件作为面状的金属板部件可以具有不同的形状。因此对板形的金属板部件来说，所述至少一个连接板设计为在边缘侧伸出，并位于钢板部件的平面中。另一个设计方案建议了一种面状的U形的金属板部件，其中所述至少一个连接板在U形形状的腿部上在边缘侧伸出。这种金属板例如可以通过压制或变形制成。此外，根据设计方案，金属部件可以——例如通过内部高压变形——构造成空心型材式的，其中所述至少一个连接板从外表面伸出。

可以在剪裁这种金属板部件时就生成形成在边缘侧的连接板。根据改进方案，由金属板部件的平的表面突出的连接板可以通过从该金属部件的平的表面区域剪开和通过随后的从该平面翻折出来而制成。

在本发明的一种设计方案中，通过借助芯部至少局部地对金属部件多层裹覆(umlaminieren)并由此将金属部件作为金属插入件内置在纤维复合物部件中，将金属-纤维复合物-构件制造成具有闭合周侧的空心体。