[发明专利]用于纤维复合塑料构件的联结元件

说明书

本发明涉及一种用于集成到纤维织物垫组件中以用于制造纤维复合塑料构件的联结元件，包括带有外边缘区域的盘片，外边缘区域限制内部的连接区域，其中，外边缘区域(21)设有强化纤维，其以突出的纤维线(3)或纤维线束(31)的形式向外延伸。本发明此外涉及带有至少一个这样的联结元件的纤维复合塑料构件以及用于制造带有至少一个这样的联结元件的纤维复合塑料构件的方法。

技术领域

本发明涉及一种根据专利权利要求1的前序部分的用于集成在纤维织物垫组件中以用于制造纤维复合塑料构件的联结元件。本发明此外涉及一种根据专利权利要求7的带有这样的联结元件的纤维复合塑料构件以及一种根据专利权利要求11的用于连接多个间隔开处于相叠布置的联结元件的间隔元件。本发明此外涉及一种根据专利权利要求15的用于在使用这样的联结元件的情况下制造纤维复合塑料构件的方法。

背景技术

为了制造由纤维强化的塑料、尤其由碳纤维强化的塑料构成的构件(CFK-构件)，将强化纤维、例如聚丙烯晴纤维扭转并且进一步加工成具有带有以在不同纤维方向的层的不同的织巢(Gelege)的织物垫。该纤维垫被嵌入到塑料基质中并且接下来被硬化。对于塑料基质而言优选地使用环氧树脂(Epoxidharz)，因为其确保在纤维处的非常良好的附着并且由此确保在纤维之间的良好的荷载分布。纤维织物在利用基质树脂浸润之后要么通过手工积层、也就是说以接下来的硬化将树脂浸润的纤维垫定位在模型上，要么还在湿压法中通过硬化在压力加载的模型中加工。在较大件数的情况中，通常借助于树脂传递模塑成型(RTM)法实现制造，在其中将剪裁的纤维垫带到封闭的模型中，其首先被排空，之后以液态树脂填充并且接下来被硬化。为了制造高品质的构件，还使用预浸渍的纤维垫、所谓的预浸垫。该通常作为压延材料(Rollenmaterial，有时称为卷料)以环氧树脂预浸润的垫可直接被剪裁到对于待制造的构件所需的形状中，直至期望的构件厚度相叠定位并且之后在挤压压力和温度的情况下硬化。由纤维强化的塑料构成的构件、尤其CFK构件除了不同寻常的机械特征如拉伸强度、弹性和刚性之外在极其小的厚度的情况下还具有高的耐腐蚀性和非常低的热膨胀性，因此该材料在航空和航天科技中以及在汽车制造中越来越有意义。

为了将CFK构件与另外的构件相连接，常常使其设有孔以用于穿引螺钉或铆钉，孔要么通过冲压要么通过钻孔来带入。由此在CFK构件处在孔眼部位处产生弱化部，由此由于在孔眼处的断裂或撕裂存在螺钉或铆钉连接的失效的危险。由于纤维复合材料的基质优势，在压力荷载的情况中纤维复合物的孔壁强度非常小。塑料基质具有的任务是，支撑纤维并且将力导引到纤维中、纤维之间并且从层导引至层。由于压力荷载，垂直于纤维的应力和剪应力提高。由于在该方向上的小的强度，引起基质或纤维基质连结的早的失效。

发明内容

这里本发明实现补救。本发明所基于的任务是，提供一种用于集成到纤维织物垫组件中以用于制造纤维复合塑料构件的联结元件，其实现CFK构件的可靠的铆钉连接、螺栓连接或螺钉连接。根据本发明通过带有专利权利要求1的特征部分的特征的联结元件来解决该任务。

利用本发明提供一种用于集成在纤维织物垫组件中以用于制造纤维复合塑料构件的联结元件，其实现CFK构件的可靠的铆钉连接、螺钉连接或螺栓连接。通过布置盘片，在其外边缘区域中布置有以突出的纤维线的形式向外延伸的强化纤维或强化纤维束、尤其碳纤维或碳纤维束(Carbonbaserbündel)，通过将该纤维线(Fahrerfaden)带入到纤维织物垫塑料基质复合物中实现该盘片的集成。在构件硬化之后于是将联结元件经由纤维线集成到该构件中。该联结元件的操纵，例如通过钻孔的带入连同紧接着的螺栓或铆钉的穿引如此不引起CFK原料的直接弱化，由此实现高的孔壁强度。优选地，盘片是金属盘片。

在本发明的改进方案中，通过带入到盘片中的孔引导纤维和/或纤维束，其优选地环绕地与盘片外边缘间隔开地布置。由此实现纤维或纤维束与盘片的可靠的连接。

在本发明的设计方案中，盘片的连接区域具有用于穿引螺栓或铆钉的钻孔。连接区域还可直接构造有例如以螺栓、螺纹螺栓或还有铆钉件或螺母的形式的连接件。