用于吸收撞击力的部件制造技术

本发明专利技术涉及一种由纤维复合材料制成的、碰撞元件形式的部件，其壁至少主要由碳纤维组成的束构成。碳纤维长丝在纤维束内彼此平行地布置，并且束嵌入聚合物基质中。在部件的壁内，束均匀地分布并且当沿垂直于第一表面和/或第二表面的方向看时具有基本上各向同性的取向。

Components for absorbing impact forces

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于吸收撞击力的部件
本专利技术涉及一种由纤维复合材料制成的构成本体的三维的部件，其用于布置在第一撞击元件和第二撞击元件之间，并且用于吸收由作用在第一撞击元件和第二撞击元件之间的撞击载荷产生的撞击能量。
技术介绍
在机动车辆的设计和制造中，在发生冲撞事件时保护机动车辆的车辆乘员以及保护车辆附近的人和物体是重要的方面。就发生冲撞事件时机动车辆的安全设计而言，重要的是在冲撞事件过程中，车辆减速度或当乘员约束系统有效时对车辆乘员作用的力不超过特定的阈值。在机动车辆发生冲撞事件时，冲撞车辆的有效质量、冲撞车辆的减速度与力之间存在一定关系，其中本体结构支承件—其在本文中通常也称为碰撞结构或变形元件—因塑性变形、弹性变形或脆性断裂而逐渐失效。这种变形元件可以例如附接在机动车辆的保险杠横梁和车架侧梁/边梁之间。利用变形元件的碰撞能量的可能的减少由关于可用变形路径的力曲线确定。在冲撞事件开始时，车辆的速度较高，使得必须降低相对较高的冲撞动能或撞击动能，并且包括本体结构支承件或变形元件的本体结构必须设计成使得本体结构支承件在合适的力水平下失效。本本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种构造成本体的三维的部件(1)，其由基于碳纤维的纤维复合材料形成、用于布置在第一撞击元件和第二撞击元件之间并且用于吸收由于具有撞击方向的、作用在所述第一撞击元件和所述第二撞击元件之间的撞击载荷而导致的撞击能量，/n-其中，所述部件具有：/n-至少一个第一端部(E1)和第二端部(E2)，/n-在所述端部之间延伸的纵向方向(L)，所述纵向方向能够基本上沿所述撞击方向布置，/n-第一表面(8)和第二表面(9)以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的壁，所述壁具有壁厚(10、10’)，/n-其特征在于，所述壁至少主要由碳纤维的多个束构成，在所述多个束内，形成所述碳纤维的碳纤维长丝彼此平行地布置...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20171030 EP 17199076.51.一种构造成本体的三维的部件(1)，其由基于碳纤维的纤维复合材料形成、用于布置在第一撞击元件和第二撞击元件之间并且用于吸收由于具有撞击方向的、作用在所述第一撞击元件和所述第二撞击元件之间的撞击载荷而导致的撞击能量，
-其中，所述部件具有：
-至少一个第一端部(E1)和第二端部(E2)，
-在所述端部之间延伸的纵向方向(L)，所述纵向方向能够基本上沿所述撞击方向布置，
-第一表面(8)和第二表面(9)以及在所述第一表面和所述第二表面之间延伸的壁，所述壁具有壁厚(10、10’)，
-其特征在于，所述壁至少主要由碳纤维的多个束构成，在所述多个束内，形成所述碳纤维的碳纤维长丝彼此平行地布置，
-其中，所述束和组成所述束的碳纤维嵌入聚合物基质中，所述聚合物基质主要包含一种或多种交联聚合物，
-其中，所述多个束在壁厚(10、10’)上基本上均匀地分布，当沿垂直于所述第一表面(8)和/或所述第二表面(9)的方向(S)观察时，所述多个束基本上各向同性地取向，当平行于所述第一表面(8)和/或所述第二表面(9)观察时，所述多个束与所述第一表面(8)和/或所述第二表面(9)的一部分形成交叉角，其中，当平行于所述第一表面(8)和/或所述第二表面(9)观察时，所述多个束在所述部件内分布为使得大部分的所述交叉角处于一范围内，在所述范围中，所述交叉角在0°与90°之间基本上均匀地分布直至大部分存在的、大于1°的交叉角，
-其中，所述壁中的所述碳纤维的纤维体积分数在35体积％至70体积％的范围内，
-其中，碳纤维的所述多个束的长度在3mm至100mm的范围内，和
-其中，所述部件(1)能够通过一种包括由碳纤维的所述多个束制成纤维预成型件的方法获得，以及可选地通过将基质体系随后通过注入、灌注、渗透或挤压而引入所述纤维预成型件中以及使所述基质体系交联来获得，其中，所述基质体系主要由一种或多种交联聚合物组成。


2.根据权利要求1所述的部件(1)，其特征在于，当沿与所述第一表面(8)和/或所述第二表面(9)垂直的方向(S)观察时，所述碳纤维在所述壁中处于拉伸状态。


3.根据权利要求1或2所述的部件(1)，其特征在于，在温度从20℃变化到100℃的情况下，根据ISO13586测得的、所述聚合物基质的断裂韧性最大变化了100％。


4.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的部件(1)，其特征在于，所述本体的内横截面(11’)和/或外横截面(11)呈波纹状形状、锯齿形形状、有角度的形状、曲线形或上述形式的混合。


5.根据权利要求1至3中的一项或多项所述的部件(1)，其特征在于，所述部件(1)具有作为本体的闭合的或开口的中空型材，所述中空型材具有在所述第一端部(E1)和所述第二端部(E2)之间延伸的内部空间，...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·沃尔曼，C·胡尼亚尔，M·施奈德，
申请(专利权)人：帝人碳纤维欧洲有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE