用于生产复合部件的方法技术

本发明专利技术涉及一种用于从至少一个空心型材基础元件和放置在该至少一个空心型材基础元件的内部中的至少一个支撑元件生产复合部件的方法。

Method for producing composite components

The present invention relates to a method for producing composite components from at least one hollow profile base element and at least one supporting element placed in the interior of the at least one hollow profile base element.

【技术实现步骤摘要】
用于生产复合部件的方法
本专利技术涉及一种用于从至少一个空心型材基础元件和放置在该至少一个空心型材基础元件的内部中的至少一个支撑元件生产复合部件的方法。
技术介绍
在许多情况下，复合部件现今已在机动车辆构造中使用。它们大多由金属管状型材或与至少一个单独生产的塑料元件连接的金属封闭空心型材生产。两个单独部件的生产以及最后这些至少两个部件的连接导致生产和组装的成本增加。为了将管状型材或空心型材连接到一个或多个塑料元件上，还需要以螺钉、螺母、铆钉等形式的附加连接装置，其进而通常需要更大的尺寸并导致更高的复合部件重量。仅由塑料构成的可比较的复合部件-即，空心型材和由塑料构成的元件二者-在其截面的尺寸适当时示出了较低的强度和刚度，但与类似的金属材料的部件相比，也具有在施加突然应力时在能量吸收方面的缺点。DE102014019724A1描述了一种用于由功能元件和纤维-塑料复合空心型材生产结构元件的方法，其中在限定轮廓的元件的底切区域中对该纤维-塑料复合空心型材进行局部加热通过任选地选择该限定轮廓的元件的插入和半成品结构元件的插入的顺序来进行。US2012/0189403A1涉及一种通过插入模制生产的带螺纹的插入件，该插入件包括柄部，在该柄部的轴向端部提供凸缘，这些凸缘限定了两个彼此相对设置的头部。将用于在插入模制之后轴向地阻挡插入件旋转的装置和用于在插入模制之后轴向地阻挡插入件平移的装置安排在该柄部的外侧上。该柄部具有至少一个具有较大轴向可变形性的可熔区域，该可熔区域被安排在轴向螺纹区段与轴向端面之一之间。该可熔区域被配置成使得施加在螺纹插入件的轴向端面上的轴向压制力将所述区域压成相对较小的轴向纵向尺寸而不引起轴向螺纹区段的变形。WO2009/077026A1描述了一种用于由空心型材和注射模制元件生产复合部件的方法，其中该注射模制元件被模制到型材上，使得型材在纵向方向上被受约束地包围，并且其中至少一个强制锁定(positive-locking)元件被构造在型材上并且在注射模制应用中接合，因为位于型材的端部之间的强制锁定元件在周向方向和纵向方向上被模制在内或外。在WO2009/077026A1中提出的解决方案的缺点是一方面涉及非常复杂和昂贵的方法，以及另一方面由于与工艺有关的考虑因素，注射模制的塑料部件与型材之间的机械连接的设计可能性受到严重限制。根据WO2009/077026A1，在使用注射模制方法来施加注射模制的元件之前，首先在组合工具中使用内部高压成形方法。由于这两种方法的连续组合，首先内部压力以及然后注射模制，在同一工具中，这限制了型材的壁厚的最小尺寸，这防止了现代轻型构造意义上的重量减轻。此外，两个部件之间的连接部位的配置存在限制，这最终导致注射模制的部件与型材的连接的剪切阻力和剪切刚度的急剧下降。由于WO2009/077026A1中的连接基于两个部件之间的强制锁定连接，所以所述连接可以仅通过周向模制呈环形式的型材来进行-参见WO2009/077026A1中作为外围刀片。然而，这种外围刀片的宽度是有限的，并且可能只有几毫米，因为这否则在内部高压成形过程期间可能导致型材壁的不希望的高变形并且甚至导致型材壁的破裂。根据WO2009/077026A1，因此仅通过沿着型材安排多个这种外围刀片就可以实现型材和注射模制的部件的连接刚度或连接强度的增加。在这种情况下，在两个外围刀片之间必须保持几毫米的最小距离。这个距离是通过芯在工具中产生的。然而，如果这些芯的宽度太小，则存在芯失效和型材破裂的风险，因为在管的内部高压成形期间，管壁径向扩张并且在腔体上轴向移动，并且型材因此必须在最大的可能区域上被支撑。根据WO2009/077026A1，仅至多50％的平均量可以被模制到100％的型材区域X上。因此，本专利技术的目的是提供一种用于生产复合部件的方法，其中公差敏感的薄壁空心型材基础元件以足够的间隙和无阻力引入到注射模制或压制工具中，并且其中然而至少一个腔体的密封被实现用于将塑料熔体施加到该空心型材基础元件上，并且任选地将其分布在该空心型材基础元件周围，其中所施加的塑料部件也连接到该空心型材基础元件的外部而不会使其整个外部形状变形，从而产生轴向强制锁定复合部件，该轴向强制锁定复合部件比现有技术的那些在机械上更加刚性并且更耐受应力。在本专利技术含义内的薄壁优选表示根据本专利技术使用的空心型材的直径与其壁厚的比率在5:1至300:1的范围内。在本专利技术含义内的间隙是指垂直于工具的闭合方向观察的注射模制或压制工具腔体的最小尺寸总是大于或在边界情况下等于该空心型材基础元件截面的公差敏感的外部尺寸-同样垂直于工具的闭合方向观察。此外，根据本专利技术生产的复合部件不应该表现出上述生产中的缺点或在其耐受性和刚性特性方面以及因此在其能量吸收特性方面的缺点，并且应当允许在系统或模块形成的意义上高的功能集成度，同时允许经济生产。
技术实现思路
该目的通过以下实现：一种用于通过以下方式生产复合部件的方法：a)提供具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的工具尺寸A和垂直于闭合方向上的工具尺寸B的压制或铸造工具，b)提供至少一个空心型材基础元件，其直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，其外部尺寸C比工具尺寸A大0.1％至5％的范围并且其外部尺寸D比工具尺寸B小0.1％至5％的范围，其中关于C和D的数据与在该空心型材基础元件的纵轴方向上观察的90°有关，c)提供至少一个支撑元件，其外部尺寸或外部截面形状一致地对应于该空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状，d)将该至少一个支撑元件引入并且放置在该至少一个空心型材基础元件内的其中塑料的施加将在该空心型材基础元件外部发生的部位并且将其固定，e)将含有至少一个支撑元件的该空心型材基础元件插入该注射模制或压制工具的该至少一个腔体中，f)闭合该注射模制或压制工具的该至少一个腔体并在该至少一个腔体的闭合方向上压制该空心型材基础元件，g)将塑料以熔体的形式外部施加到该空心型材基础元件上并且使该空心型材基础元件变形，h)冷却在g)中施加到该空心型材基础元件上的该塑料熔体(凝固)，并且i)从该注射模制工具中取出该成品复合部件。出人意料地，根据本专利技术的方法允许在注射模制或压制工具中由空心型材基础元件与外部施加的塑料部件生产复合部件，而不使用工具技术相关的操作或使用内部压力以便实现在根据本专利技术使用的公差敏感的空心型材基础元件与注射模制或压制工具之间的密封，而且还同时提供足够的支撑，使得将外部施加的塑料部件以强制锁定的抗剪切和剪切刚度的方式连接到空心型材基础元件上，因为X＝100％、超过50％、优选75％至100％、并且特别优选90％至100％的空心型材基础元件的外表面区段优选通过施加注射模制、周向模制、包覆模制、在上面压制或在周围压制而与塑料粘合。因此，本专利技术还涉及一种复合部件，其含有至少一个具有空心型材截面的基础元件-以下称为空心型材基础元件-和至少一个塑料元件，该至少一个塑料元件在离散的连接部位处以强制锁定的方式连接到空心型材基础元件，以及在至少一个外部施加的塑料元件的离散的连接部位处放置在空心型材基础元件内部的至少一个支撑元件，其中空心型材基础元件具有在5:1至300:1的范围内的直径/壁厚比率。在一个实施例中，本专利技术涉本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于生产复合部件的方法，包括：步骤a，提供注射模制或压制工具，所述注射模制或压制工具具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的第一工具尺寸和垂直于所述闭合方向的第二工具尺寸，步骤b，提供至少一个空心型材基础元件，所述空心型材基础元件的直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，所述空心型材基础元件的第一外部尺寸比所述第一工具尺寸大0.1％至5％的范围并且所述空心型材基础元件的的第二外部尺寸比所述第二工具尺寸小0.1％至5％的范围，其中，关于所述第一外部尺寸和所述第二外部尺寸的数据与在所述空心型材基础元件的纵轴方向上观察的90°有关，步骤c，提供至少一个支撑元件，所述支撑元件的外部尺寸或外部截面形状一致地对应于所述空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状，步骤d，将至少一个所述支撑元件引入并且放置在至少一个所述空心型材基础元件内部的塑料的施加将在所述空心型材基础元件外部发生的部位处并且将至少一个所述支撑元件固定，步骤e，将含有至少一个所述支撑元件的所述空心型材基础元件插入所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体中，步骤f，闭合所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体并在至少一个所述腔体的所述闭合方向上压制所述空心型材基础元件，步骤g，将塑料以熔体的形式外部施加到所述空心型材基础元件上并且通过注射压力或压制力使所述空心型材基础元件变形，步骤h，冷却在步骤f中施加到所述空心型材基础元件上的塑料熔体，以及步骤i，从所述注射模制或压制工具中取出成品复合部件。...

【技术特征摘要】
2017.03.03 EP 17159057.3;2017.07.25 EP 17182925.21.一种用于生产复合部件的方法，包括：步骤a，提供注射模制或压制工具，所述注射模制或压制工具具有至少一个待打开的腔体以及在闭合方向上的第一工具尺寸和垂直于所述闭合方向的第二工具尺寸，步骤b，提供至少一个空心型材基础元件，所述空心型材基础元件的直径与壁厚的比率在5:1至300:1的范围内，所述空心型材基础元件的第一外部尺寸比所述第一工具尺寸大0.1％至5％的范围并且所述空心型材基础元件的的第二外部尺寸比所述第二工具尺寸小0.1％至5％的范围，其中，关于所述第一外部尺寸和所述第二外部尺寸的数据与在所述空心型材基础元件的纵轴方向上观察的90°有关，步骤c，提供至少一个支撑元件，所述支撑元件的外部尺寸或外部截面形状一致地对应于所述空心型材基础元件的内部尺寸或内部截面形状，步骤d，将至少一个所述支撑元件引入并且放置在至少一个所述空心型材基础元件内部的塑料的施加将在所述空心型材基础元件外部发生的部位处并且将至少一个所述支撑元件固定，步骤e，将含有至少一个所述支撑元件的所述空心型材基础元件插入所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体中，步骤f，闭合所述注射模制或压制工具的至少一个所述腔体并在至少一个所述腔体的所述闭合方向上压制所述空心型材基础元件，步骤g，将塑料以熔体的形式外部施加到所述空心型材基础元件上并且通过注射压力或压制力使所述空心型材基础元件变形，步骤h，冷却在步骤f中施加到所述空心型材基础元件上的塑料熔体，以及步骤i，从所述注射模制或压制工具中取出成品复合部件。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个皱褶从外部引入到所述空心型材基础元件的壁中。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤b之前、期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个孔从外部引入到所述空心型材基础元件的壁中。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d期间或之后，在至少一个所述支撑元件的区域中将至少一个孔引入到所述空心型材基础元件的壁中。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在所述方法的步骤d之后并且在所述方法的步骤e之前，将至少一个塑料熔体体积沉积在所述注射模制或压制工具中为此目的提供的至少一个所述腔体中，并且在所述方法的步骤f中，通过闭合所述注射模制或压制工具，将所述塑料熔体体积局部压缩并且从外部压靠在所述空心型材基础元件的壁上并且同时压靠在位于所述空心型材基础元件中的至少一个所述支撑元件上，或者围绕空心型材基础元...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲍里斯·科克，
申请(专利权)人：朗盛德国有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE