用于制造機動車車身的預成形元件的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種具有帶有預成形元件或預成形結構的車身的機動車，并且特別是涉及一種具有帶有如下預成形結構的車身的機動車，該預成形結構允許在兩個或更多個預成形元件之間的優化連接。
【背景技術】
[0002]在汽車工業領域中，隨著電驅動的車輛的增加，對用于提高能效的質量輕且節約資源的解決方案的需求也隨之升高。在輕質結構的范圍內，越來越多的纖維復合材料被確立。
[0003]由碳纖維增強塑料制成的構件基于它們的突出的機械特性而構成纖維復合材料下的大組。因此，碳纖維增強塑料構件相對于常規構件的大量優點(例如高的剛度、耐腐蝕性、符合應力的設計等)對于汽車工業也是具有吸引力的。
[0004]基于在汽車工業中的制造過程，應用所謂的已經形成與該應用相匹配的形狀的預成形坯或預成形元件。預成形坯、預成形元件或簡稱預成形件經常由纖維墊的層疊構建，所述纖維墊堆集在一起并且被切割并且已經形成必需的空間形狀。
[0005]由于在汽車制造中的局部復雜的結構，經常將兩個或更多個預成形坯或預成形元件組裝成一個整體結構。必須將各個預成形坯或預成形元件在邊界區域中進行連接。因為出于穩定性原因，對接焊接通常是不合適的，所以該連接通常通過將鄰接的邊緣區域進行搭接來完成。
[0006]盡管是搭接，在通常情況下也應該在所述連接的至少一側上避免階梯部。因為預成形坯或預成形元件具有一定的壁厚，所以在預成形元件中邊緣區域經常被凹曲、即具有雙折彎部，在該雙折彎部中，所述表面水平以鄰接的預成形元件的材料厚度凹進。
[0007]在該區域中，在纖維復合材料中、也特別是在碳纖維增強塑料中存在削弱材料的壁錯位。為了達到最低穩定性，在材料削弱的區域中需要進行增強，然而所述增強又導致重量增加。
【發明內容】
[0008]在該背景下，可以視為本發明的任務的是，提供一種預成形結構，該預成形結構在兩個或更多個預成形元件的連接方面在重量相同時具有更高的穩定性或者在穩定性相同時具有更小的重量。
[0009]按照本發明的一種示例性的實施方式，提供一種具有帶有預成形元件的車身的機動車，所述預成形元件具有多個纖維墊的第一堆疊件，所述預成形元件具有共同的第一外輪廓、第一預成形面、第一預成形邊緣區域和第一預成形棱邊。
[0010]第一預成形棱邊限定外輪廓的至少一部分，其中，第一邊緣區域在預成形面和第一預成形棱邊之間延伸，其中，預成形邊緣區域相對于鄰接到該預成形邊緣區域上的預成形面通過第一折彎部分開并且第一邊緣區域相對于鄰接到該第一邊緣區域上的第一預成形面傾斜。
[0011]以這種方式可以提供一種這樣的預成形元件，該預成形元件基于其傾斜且折彎的邊緣區域可以與另一個預成形元件的對應的部分連接，從而可以避免由凹曲部形成的薄弱部位。
[0012]按照本發明的另一種示例性的實施方式，提供一種具有帶有預成形結構的車身的機動車，該預成形結構具有如上描述的預成形元件并且具有第二預成形元件。第二預成形元件具有多個纖維墊的第二堆疊件，所述第二預成形元件具有共同的第二外輪廓、第二預成形面、第二預成形邊緣區域和第二預成形棱邊。
[0013]第二預成形棱邊限定第二外輪廓的至少一部分，其中，第二邊緣區域在第二預成形面和第二預成形棱邊之間延伸，其中，第一邊緣區域和第二邊緣區域形成搭接部。
[0014]以這種方式可以提供這樣一種預成形結構，該預成形結構例如由兩個預成形元件組成，其中，在第一預成形元件和第二預成形元件之間的連接區域上通過設計至少一個預成形元件的折彎且傾斜的邊緣區域可以避免預成形結構中的使材料削弱的凹曲部或雙階梯部。
[0015]在此有意義是，可以分開預制造各預成形元件，并且所述預成形元件可以按預制成的形狀相互連接。通過設計之前描述的具有預成形元件的預成形結構特別是可以避免，例如各個纖維層在兩個預成形元件的邊緣區域中彼此交替地搭接。
[0016]相反于上述實施方式，在兩個鄰接的纖維層堆疊件的各個纖維層相互搭接的情況下，預成形件的制造是不可能的。其實是必須將各個纖維層鄰接地搭接地逐個放置，這原則上意味著高的勞動耗費。然而在預成形件的情況下則按照纖維層堆疊件的形狀和大小完成預制造。
[0017]因此，預成形元件的連接必須以不同于各個層的相互搭接的方式完成。特別是按照本發明的預成形結構也可以在大量制造時使用，這是因為特別是可以通過特別地設計以傾斜部和折彎部與鄰接的預成形面劃界的預成形邊緣區域來避免鄰接的纖維層堆疊件的耗時的交替搭接。
[0018]按照本發明的一種示例性的實施方式，纖維墊是碳纖維墊。
[0019]以這種方式可以提供輕的材料，該輕的材料具有高的穩定性并且按照如今的認識在環境方面和健康方面都是毫無問題的。
[0020]按照本發明的一種示例性的實施方式，碳纖維墊是紡織的。
[0021 ] 以這種方式可以提供纖維墊的自身已經預穩定的結構。此外可以使用不同的織造圖案，所述不同的織造圖案特別是在纖維墊堆疊件應采用不同形狀時予以考慮。
[0022]按照本發明的一種示例性的實施方式，碳纖維墊放置成，使得碳纖維基本上相同地定向并且被橫向縫合。
[0023]特別是當用于橫向縫合的紗線薄于縫合的碳纖維結構時，以這種方式可以通過稀松結構避免碳纖維墊的增厚。
[0024]按照本發明的一種示例性的實施方式，第二預成形邊緣區域相對于鄰接到該第二預成形邊緣區域上的第二預成形面通過第二折彎部分開并且第二邊緣區域相對于鄰接到該第二邊緣區域上的第二預成形面傾斜。
[0025]以這種方式，所述至少兩個預成形元件一致地具有折彎的邊緣區域，從而可以在搭接區域中建立基本對稱的連接。
[0026]按照本發明的一種示例性的實施方式，第一預成形邊緣區域和第二預成形邊緣區域分別在與相應的折彎方向背離的一側上搭接地彼此貼靠。
[0027]以這種方式可以建立這樣一種連接，在該連接中，兩個彼此鄰接的預成形元件的兩個預成形面可以在一個平面上彼此沒有錯位，而預成形邊緣區域可以通過折彎部彼此搭接。
[0028]按照本發明的一種示例性的實施方式，第二邊緣區域朝第二預成形棱邊的方向具有第二預成形元件的材料厚度的逐步減小。
[0029]以這種方式可以實現，所述預成形結構在搭接區域中在一側上不隆起并且因此兩個預成形面和搭接區域可以具有相同且一致的水平。
[0030]按照本發明的一種示例性的實施方式，搭接部在結構棱邊區域中朝預成形結構的棱邊的方向加寬。
[0031]以這種方式可以實現，特別是在通常被更強地加負荷的棱邊區域中存在更大的搭接部，并且因此預成形結構的棱邊穩定性特別是在從第一預成形元件向第二預成形元件的過渡區域中增強。
[0032]按照本發明的一種示例性的實施方式，第一邊緣區域和第二邊緣區域之中的至少一個邊緣區域具有比相應的鄰接的預成形面的材料厚度更小的材料厚度，使得在相應的折彎部上在與折彎方向背離的一側上形成凹進的階梯部。
[0033]以這種方式，搭接區域可以更薄地設計，從而搭接區域具有比在第一預成形面區域中的材料厚度和在第二預成形面區域中的材料厚度的總和更小的厚度。換句話說，可以在兩個預成形面的材料厚度一致時將搭接區域設計為比雙倍的材料厚度更薄。
[0034]按照本發明的一種示例性的實施方式，第一邊緣區域沿側向朝結構棱邊的方向并且直到結構棱邊過渡到第一邊緣棱邊區域中，并且第二邊緣區域沿側向朝結構棱邊的方向并且直到結構棱邊過渡到第二邊緣棱邊區域中。
[0035]第一邊緣棱邊區域和第二邊緣棱邊區域之中的一個邊緣棱邊區域相對于相應的鄰接的預成形面未折彎地伸展并且第一邊緣棱邊區域和第二邊緣棱邊區域之中