由碳纤维增强塑料制成的面状的车身构件及其固定装置

摘要

按本发明，由碳纤维增强塑料(CFK)制成的面状的车身构件(1)具有至少一个肋条(3)，该肋条从面状的车身(1)向上伸出，并且该肋条仅由基体材料即环氧树脂制成。装配件(4)力锁合地至少部分地包围肋条(3)，使得该装配件夹紧固定在肋条(3)上。装配件(4)具有至少一个孔(9)，该孔能用于固定另一构件。这允许另外的构件按习惯的方式固定在孔(9)中，而由CFK制成的车身构件(1)不必具有相应的孔。所述至少一个肋条(3)能在制造车身构件(1)的同时一体地一起成型，使得因此实际上没有额外消耗。

说明书

技术领域

本发明涉及一种按权利要求1的前序部分所述的由碳纤维增强塑 料制成的面状的车身构件。

背景技术

在机动车结构中在近几十年轻型结构的意义持续增大，因为对于 相同的行驶特性较轻的机动车需要较小的驱动功率。因此轻型结构有 助于降低燃料消耗和节约原料。因此在车身结构中除了轻金属之外塑 料的使用显著增多。在此结合塑料的重量，碳纤维增强塑料(CFK) 具有最高的刚度。

碳纤维增强塑料(CFK)包括至少一层碳纤维，所述碳纤维嵌入 到由塑料构成的基体中。基体大部分情况下由热固塑料例如环氧树脂 构成。不利的是，由CFK制成的构件的造型由材料引起地明显受限。 因此由CFK制成的构件不能具有急的弯曲。其它的构件固定在CFK 构件上也困难。在机动车结构中构件经常彼此夹紧、铆接或者螺纹联 接。因此要被固定有另外的构件的车身构件必须具有相应的孔。但是 不同于在金属板构件中所述孔在CFK构件中不能简单地进行冲裁， 而是必须耗费地进行铣削。在此，碳纤维在孔的区域中切断，使得CFK 构件在孔的区域中具有明显较小的刚度。

发明内容

本发明的目的是，实现用于将构件固定在面状的CFK构件上的 可能性，而CFK的刚度在构件的固定区域中没有显著的损失。

该目的通过具有权利要求1的特征的、由碳纤维增强塑料制成的 面状的车身构件解决。

按本发明由碳纤维增强塑料制成的面状的车身构件具有至少一个 肋条，该肋条由面状的车身向上伸出，并且该肋条仅由基体材料即环 氧树脂制成。装配件力锁合地至少部分地包围肋条，使得该装配件夹 紧固定在肋条上。装配件具有至少一个孔，该孔能用于固定另一构件。 这允许另外的构件按惯常的方式固定在孔中，而由CFK制成的车身 构件不必具有相应的孔。所述至少一个肋条能在制造车身构件的同时 一体地一起成型，使得为此实际上不需要额外消耗。仅装配件在一定 程度上作为适配件需要首先夹紧在所述至少一个肋条上。之后其它的 构件能按传统的且证实合适的方式固定在装配件上。

装配件有利地由金属板制成。由此构件如在传统由钢板构成的车 身中也固定在金属板的至少一个孔中。这样所有已经被试验过的固定 元件(螺钉、夹子等)能够不改变地被使用。

优选装配件这样构成，使得该装配件为了安装在面状的车身构件 上能通过力从上方套装到所述至少一个肋条上。有利地，装配件具有 至少一个夹紧部段，该夹紧部段贴靠在肋条上，并且该夹紧部段具有 多个齿，所述齿朝向肋条。在此，齿这样构成，即所述齿的齿面使得 套装到肋条上变得容易，相反在装配件从肋条拔出时所述齿钩入肋条。 肋条由环氧树脂制成，该环氧树脂具有小的弹性。由此，由于力锁合 的夹紧，齿能紧紧抓住肋条。

其它有利的结构是从属权利要求的主题。

附图说明

在附图中描述本发明的实施例，下面借助于该实施例详细描述本 发明。各个附图按示意性的描述形式显示如下：

图1a显示具有用于另一构件的第一固定可能性的、由CFK制成 的车身构件的透视图；

图1b显示图1a的透视图的剖视图；

图2a显示具有用于另一构件的第二固定可能性的、由CFK制成 的车身构件的透视图；

图2b显示图2a的透视图的剖视图；

图3a显示具有用于另一构件的第三固定可能性的、由CFK制成 的车身构件的透视图；

图3b显示图3a的透视图的剖视图。

具体实施方式

在图1a和1b中描述由碳纤维增强塑料(CFK)制成的机动车车 身的面状的车身构件1。该车身构件1具有盆形的凹槽2。在盆形的凹 槽2中设置两个以90°的角度交叉的径向肋条3。这两个肋条3在中 间区域中断。肋条3仅由环氧树脂制成，该环氧树脂也用作为碳纤维 增强塑料的基体，由这种碳纤维增强塑料制成面状的车身构件1。肋 条3由盆形的凹槽2的底部向上伸出。这些肋条一体地成型到面状的 车身构件1上。

在肋条3上力锁合地夹紧由钢板制成的装配件4。该装配件4具 有平行于车身构件1的、面状的部段5。由面状的部段5向下伸出四 个弯曲的夹紧部段6。所述夹紧部段6伸到盆形的凹槽2内。所述夹 紧部段的侧边缘7在侧面贴靠在肋条3上。每两个夹紧部段6的两个 彼此相邻的侧边缘7力锁合地支撑在一个肋条3上。贴靠在肋条3上 的侧边缘7分别具有多个锯齿形地构成的齿8。在此，齿8的齿面这 样构成，以便所述齿面使得装配件4易于压紧到肋条3上以进行装配， 而在可能导致拆卸的拉力作用到装配件4上时齿钩入肋条3。这是可 能的，因为由环氧树脂制成的肋条3具有小的弹性，使得齿能正确地 钩入这些肋条。此外在安装装配件4时夹紧部段6容易弹性变形，使 得该夹紧部段6在预紧的情况下贴靠在肋条3上。

装配件4的面状的部段5在中间的区域中具有孔9，该孔由夹子 10从背后卡住，该夹子用于固定另一构件例如隔板。在此可以涉及常 用的夹子10，该夹子经过多年在传统的车身结构中已经证实是可行 的。由于装配件4，对于夹子连接存在如在与由钢板制成的车身构件 传统地夹紧的情况下相同的条件。在这两种情况中与由钢板制成的构 件实现夹紧，在本发明的情况中与由钢板制成的装配件4实现夹紧。 因此不必要研制出新的夹子，更确切地说可以继续使用久经考验的夹 子10。此外，装配件4的面状的部段5刚好在包围的车身构件1的高 度上。这通过盆形的凹槽和装配件4的深度的相应尺寸设计是可能的。

一种这样的夹紧的前提是，在孔9的下方有相应的结构空间用于 夹子10的从背后卡住孔的部段。所以在孔9的下方没有肋条3延伸， 并且车身构件1在夹紧的区域中具有盆形的凹槽2，使得夹子10能以 该夹子的下面的部段伸入凹槽2中。

另一构件能按证实合适的方式与装配件4并且从而与由CFK制 成的车身构件1连接，而孔不必耗费地加工入到由CFK制成的车身 构件1中，这样的孔会明显削弱车身构件1的刚度。装配件4在面状 的车身构件1上的位置通过肋条3精确地确定。

除了在图1a和图1b中显示的实施形式之外还存在许多其他的可 能性。在图2a和图2b中描述另一种方案。在此，肋条3′不设置在盆 形的凹槽2′中，而是设置在其侧旁。圆形的装配件4′的直径大于盆形 的凹槽2′的直径。该装配件环绕盆形的凹槽2′面状地贴靠在车身构件 1′上。在两个彼此对置的肋条3′的区域中装配件4′分别径向从外部切 入并且弯曲。所述朝上弯曲的部段用作为夹紧部段6′，这些夹紧部段 力锁合地贴靠在各肋条3′上，并且这样使装配件4′夹紧在所述肋条上。 两个另外的弯曲的部段用作为定位部段11′并且分别支承在肋条3′的 端侧上。所述定位部段确定装配件4沿两个肋条3′的纵向方向的精确 的位置。在此，装配件4也具有带有孔9′的面状的部段5′，该孔能由 夹子10′从背后卡住，用于固定另一构件。

在图1a至2b显示的方案中，总是直的肋条3、3′成型在由CFK 制成的面状的车身构件1、1′中。在图3a和3b显示的第三实施例中， 肋条3″是环形的。肋条3″环绕地包围盆形的凹槽2″。装配件4″类似 于翻转过来的汤盘。该装配件具有带有孔9″的圆形的面状的部段5″， 以及具有环形地向下延伸的边缘12′，该边缘在外部贴靠在肋条3″上。 朝下延伸的边缘12″具有多个向内朝肋条3″伸出的夹紧部段6″，这些 夹紧部段在预紧的情况下贴靠在各肋条3″上。常用的夹子10″在孔9″ 中卡住，该夹子能用于将另一构件固定在装配件4″上并且从而固定在 面状的车身构件1″上。

所有三个方案允许另一构件能以常用的固定机构10、10′、10″安 置在由金属板制成的装配件4、4′、4″的孔9、9′、9″中。装配件4、 4′、4″固定地夹紧在由CFK制成的车身构件1、1′、1″中。所以另一 构件能固定在由CFK制成的车身构件1、1′、1″上，而车身构件1、 1′、1″为此不必具有孔，该孔会至少在孔的区域中降低刚度。因此在 车身构件1、1′、1″上仅需要至少一个肋条3、3′、3″，该肋条能在由 CFK制造车身构件1、1′、1′时由基体材料一体地一起成型。装配件4、 4′、4″因此具有夹紧部段6、6′、6″，所述夹紧部段在预紧的情况下贴 靠在所述至少一个肋条3、3′、3″上，并且这样使装配件4、4′、4″力 锁合地夹紧固定。