[发明专利]纤维复合塑料构件

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具有力引入结构的纤维复合塑料构件的方法以及一种根据权利要求8的前序部分所述的这样的纤维复合塑料构件。

背景技术

这样的纤维复合塑料构件在车辆领域中例如被用作电池支架壁(Batterietraegerwand)，其例如被集成到车辆的后座壁中。车辆的牵引用电池可旋拧在这样的电池支架壁处，由此尤其在碰撞情况中高负载作用到电池支架壁的旋接点上。

在这种类型的现有技术中，这样的纤维复合塑料构件的材料结构设计成使得其一方面承受高碰撞负载而另一方面重量轻。这种类型的纤维复合塑料构件如此具有至少一个承载板件、例如有机板件以及由纤维强化的塑料物质(Kunststoffmasse)后注塑的力引入结构。在本申请中，有机板件应理解成由无端纤维强化的、热塑性的纤维复合塑料制成的板件。有机板件在此可由不同的无端纤维材料(例如碳、玄武岩)和不同的热塑性基质系统(例如聚酰胺、聚丙烯)构成。在现有技术中，为了提供旋接附件在加工技术上复杂地将容纳孔钻到力引入结构中，旋接套(Schraubbuchse)作为金属插入物可集成到容纳孔中，可将牵引用电池旋接在旋接套处。

例如由文件DE102011014538B3和WO2004/094175A1已知用于制造这样的纤维复合塑料构件的方法。

具有附加的金属插入物的上述纤维复合塑料构件的制造可在加工技术上复杂地执行并且因此不适合用于大批量加工方法。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于制造具有力引入结构的、尤其双层的纤维复合塑料构件的大批量的、成本有利的加工方法，亦即尤其具有集成的可高负载的力引入和/或腐蚀保护。

该目的通过权利要求1或8的特征来实现。在从属权利要求中公开了本发明的优选的改进方案。

在根据本发明的方法中，通常首先将第一承载板件、尤其有机板件作为插入物插入注塑模具(Spritzgusswerkzeug)的复制塑料构件的阴模(Negativform)的模腔中。这在释放注塑模具的复制力引入结构的阴模的子腔(Teilkammer)的情况下实现。接着，在注塑步骤中将纤维强化的塑料材料注入还空着的子腔中，由此形成后注塑的力引入结构。根据权利要求1的特征部分，为了提高构件刚度和强度在执行注塑步骤之前附加地将金属插入物(Metalleinleger)插入还空着的子腔中。然后在注塑步骤期间由塑料材料注塑包封金属插入物。以该方式在注塑步骤期间不仅形成力引入结构，而且附加地还将加强的金属插入物集成到力引入结构中。

上面概括说明的根据本发明的方法作为第四方法步骤集成在以下优选的工序中：

1.(例如借助于红外线辐射)将有机板坯(Organoblech-Zuschnitt)加热到处理温度上；

2.用于优选地由CFK制造具有装配孔的下部的有机板插入物的成形和冲裁过程；

3.(例如利用红外线辐射器)中间加热用于短纤维强化的注塑物质的更好的连结；

4.将至少一个金属的插入件(例如旋接套)插入注塑模具中，利用优选地由GFK构成的塑料材料来后注塑(Hinterspritzen)下部的有机板插入物，并且通过金属插入件的注塑包封在金属的插入件与下部的有机板插入物的碳纤维之间实现腐蚀保护；

5.在外部的成形工位(Umformstation)中使优选地由CFK构成的上部的有机板插入物成形；以及

6.使上部的有机板插入物和力引入结构焊接连接(例如通过镜面焊接(Spiegelschweissen))，焊上并且取出构件。

利用上述工序得到以下优点：如此可实现具有双层结构、后注塑的GFK肋结构和高负载的力引入元件以及腐蚀保护的集成的热塑性FVK金属复合构件。此外，在有机板成形时进行冲裁过程。在模具中导出冲裁余料。此外，可将金属力引入元件(也就是说金属的插入物)无腐蚀地与碳强化的有机板结合。此外，可通过红外线镜面焊接和压制将有机板和GFK力引入结构的接合副焊接在一起。

接下来再次特别强调本发明的另外的特征：如此对于双层的实施方案可将另外的第二承载板件(也就是说上面提及的上部的有机板插入物)与已形成的塑料构件拼接在一起。这优选地可在镜面焊接步骤中进行，在其中将第二承载板件与塑料构件材料配合地连接，亦即在中间置入金属插入物和注入的塑料材料的情况下以及在形成空心型材(Hohlprofil)(其被力引入结构、优选地桁架式肋结构贯穿)的情况下。