【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种车身部件。
技术介绍
1、在过去的几年里，对用于轻质构造的可持续材料的需要的意识不断增加。特别是汽车制造商在密集搜寻新的可持续材料，以改善他们车辆的二氧化碳平衡。据估计，如果用木基部件取代1％的钢基部件，全球每年可以减少约140,000吨温室气体(以二氧化碳当量测量)。可持续材料作为一种自然资源具有另外的益处：它们可以大量收获并且易于回收。然而，可持续材料还需要满足汽车工业的机械要求。
2、木材或其它天然纤维材料早已被证明具有优异的材料特性，同时具有对轻质构造有利的低密度。此外，木材具有如例如需要耗散碰撞能量所需的适当的可逆可变形特性。通过使用天然纤维复合材料，可以实现对成本和减重以及对碳足迹的宝贵贡献。这也是由于以下事实：例如木基部件的生产仅需要制造铝、塑料或钢部件所需能量的一小部分。
3、然而，木材的应用对于车身内的结构性、资源节约型和可持续部件结合有许多挑战和需求。在过去，汽车行业主要关注加工金属材料，从而在满足结构要求的同时，允许车身的非常特定的设计。为了以类似的方式使用木质部件，需要从根本上适应和改变工艺链。此外，当将木质结构实施为汽车车身时，需要考虑对于腐蚀的特定要求，诸如介质和温度稳定性。
技术实现思路
1、本专利技术涉及一种包括天然纤维材料的车身部件。车身部件可以例如是车辆的车顶元件或发动机罩。天然纤维材料可以为纤维素类型，诸如棉、木材、亚麻等。从而，天然纤维材料可以由按压和粘接在一起的松散纤维或由结构嵌入纤维形成。对于松散
2、在本专利技术中，车身部件包括顶板、底板和在顶板与底板之间布置的芯材，该芯材将顶板和底板机械地互连。由此，顶板和/或底板和/或芯材可以包括至少一层天然纤维材料。根据应用，至少该芯材至少包括至少一层天然纤维材料会是有利的。在其它应用中，备选地或另外，顶板和/或底板可以包括至少一层天然纤维材料。包括至少一层天然纤维材料的顶板对其中顶层从外部可见的应用是有利的。因此，顶层的至少一层天然纤维材料可以由木质饰面板(例如由杨木、桦木或榉木制成)形成。这是由于以下事实：木质饰面板具有良好的光学外观。木质饰面板可以理解为通过各种锯切和切割工艺从原木分离的木制片材。木质饰面板可以具有从0.5毫米到8毫米的厚度。如果芯材中布置了至少一层天然纤维材料，则可以使用所有种类的纤维材料(例如也是木质饰面板)。可以理解的是，顶板和/或底板和/或芯材可各自包括多层。这些层中的仅一小部分可以由天然纤维材料制成。
3、为了改善车身部件的机械特性以及成型性，该至少一层天然纤维材料包括至少一个第一凹口，该第一凹口从至少一层天然纤维材料的第一面在第一方向上延伸，其中，所述第一凹口具有小于至少一层天然纤维材料的厚度的第一深度。可以用填充物材料填充该第一凹口，该填充物材料改善车身部件的机械特性。填充物可以例如是粘接剂和/或树脂。如果存在多个凹口，填充物因此通过至少一层天然纤维材料形成矩阵。该矩阵可以改善车身部件的生产期间和之后的机械性能。
4、对于其中车身部件包括弯曲部段的应用，第一凹口是更有利的。因为汽车车身部件常以特定的方式弯曲，诸如车顶部件或发动机罩之类的车身部件必须满足特定的几何要求。因此，车身部件常围绕至少一个空间方向(如果不是两个空间方向的话)弯曲。在本申请的上下文中，"围绕一个方向弯曲"理解成：在垂直于该方向的平面中限定曲率。(对于例如在一个平面中绘制的二维圆圈，该圆圈围绕垂直于所述圆圈的平面的空间方向是弯曲的。)对于本申请，弯曲部段优选围绕至少一个第一凹口的第一方向弯曲。优选地，至少一个第一凹口从而布置在所述弯曲部段中。因此，至少一个第一凹口的横截面可以由于弯曲部段的曲率而至少部分地缩小或扩展。如果该层天然纤维材料的第一面是该层天然纤维材料的凸侧，则相应凹口的横截面被至少部分地扩展。如果该层天然纤维材料的第一面是该层天然纤维材料的凹侧，则相应凹口的横截面至少部分地缩小。在横截面缩小的情况下，横截面也可以缩小至零，使得凹口本身在该层天然纤维材料的弯曲状态下折叠。该至少一层天然纤维材料也可包括相对于彼此平行延伸的多个第一凹口，这些凹口布置在弯曲部段中。这特别对于具有较高曲率的小半径、相应弯曲的部段是有利的。备选地或附加地，多个第一凹口的密度可以与弯曲部段的曲率相关，使得在具有较高曲率的区域中布置更多的第一凹口。然而，在存在多个均匀间隔的(第一)凹口的情况下，变体也是可能的，在这些变体中，仅弯曲部段中的凹口由于所述弯曲部段的曲率而具有缩小或扩展的横截面。局部曲率越高，放置在曲率较高的区域中的相应凹口的横截面就越缩小或扩展。
5、根据应用，至少一层天然纤维材料可以包括具有第二深度的至少一个第二凹口。优选地，第二凹口布置在与至少一层天然纤维材料的第一面相对的第二面中。从而，至少一个第二凹口可在第一方向或与第一方向垂直的第二方向上延伸。
6、根据应用，至少一个第一凹口和至少一个第二凹口可以彼此交叉。因此，第一深度和第二深度可以构造成使得形成在交叉处延伸穿过该至少一层天然纤维材料的至少一个开口。当第一深度和第二深度一起大于该至少一层天然纤维材料的厚度时，这一点得以实现。然而，优选地，第一深度和/或第二深度至少为至少一层天然纤维材料的厚度的60％，特别是80％。
7、如果该至少一层天然纤维材料由木材制成，则总体纤维方向可以与该层天然纤维材料相关联。总体纤维方向通常与木材源自其的树干、树枝或树根的轴线对准。这是由于以下事实：随着树生长，由细长的纤维束构成的大部分木材细胞使它们自身与所述轴线对准。对于该层天然纤维材料的进一步加工，如果总体纤维方向布置在至少一个第一凹口的第一方向上，这是有利的。
8、对于在车辆(诸如汽车)上的应用，车身部件可以进一步包括用于将车身部件与车辆底盘互连的框架。从而，框架可与复合结构，特别是底板互连(特别是粘接)。框架优选由金属制成。框架可以沿着复合结构的外边缘(特别是沿着底板的外边缘)延伸。
9、在一个可能的变体中，在车身部件的芯材中布置至少一层天然纤维材料，优选至少两层纤维材料。第一面可以面朝底板或朝顶板来布置。尤其是对于具有弯曲部段的车身部件，芯材包括以弯曲的方式粘接在一起的至少两层纤维材料会是有利的。在那种情况下，相应层纤维材料的第一面可以面向同一方向或不同方向。为了获得良好的可变形性，至少两层纤维材料可各自具有至少一个第一凹口和/或至少一个第二凹口，使得通过芯材形成凹口的三维矩阵。凹口的三维矩阵可以形成一个或多个互通的凹口系统。从而，可以通过至少一个互通的凹口系统用填充物(诸如树脂)填充凹口。...
【技术保护点】
1.一种车身部件(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的车身部件(1)，其中，所述车身部件(1)包括围绕所述第一方向弯曲的弯曲部段(10)，并且其中，所述至少一个第一凹口(8)布置在所述弯曲部段(10)中。
3.根据权利要求2所述的车身部件(1)，其中，所述至少一个第一凹口(8)的横截面由于所述弯曲部段(10)的曲率而至少部分地缩小或扩展。
4.根据权利要求2或3所述的车身部件(1)，其中，所述至少一层天然纤维材料(5)包括多个第一凹口(8)，所述多个第一凹口(8)相对于彼此平行延伸并且布置在所述弯曲部段(10)中。
5.根据权利要求4所述的车身部件(1)，其中，所述多个第一凹口(8)的密度与所述弯曲部段(10)的所述曲率相关，使得更多的第一凹口(8)布置在具有较大曲率的区域中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，至少一层天然纤维材料(5)包括至少一个第二凹口(9)，所述至少一个第二凹口(9)具有第二深度并且布置在与所述至少一层天然纤维材料(5)的所述第一面(6)相对的第二面(7)中。
8.根据权利要求6或7所述的车身部件(1)，其中，所述第一深度和/或第二深度至少为所述至少一层天然纤维材料(5)的所述厚度的60％，特别是80％。
9.根据权利要求7或8所述的车身部件(1)，其中，至少一个第一凹口(8)和至少一个第二凹口(9)彼此交叉，并且所述第一深度和所述第二深度构造成使得至少一个开口(11)在所述交叉处延伸穿过所述至少一层天然纤维材料(5)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车身部件(1)，其中，所述至少一层天然纤维材料(5)由木质饰面板制成。
11.根据权利要求10所述的车身部件(1)，其中，所述木质饰面板包括木质纤维(12)，所述木质纤维(12)具有布置在所述第一方向上的总体纤维方向。
12.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，所述车身部件(1)包括用于将所述车身部件(1)与车辆底盘互连的框架(13)，并且其中，所述框架(13)与所述底板(3)互连，特别是粘接。
13.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，至少一层天然纤维材料(5)布置在所述车身部件(1)的所述芯材(4)中。
14.根据权利要求13所述的车身部件(1)，其中，所述芯材(4)包括以弯曲的方式粘接在一起的至少两层天然纤维材料(5)。
15.根据权利要求14所述的车身部件(1)，其中，所述至少两层天然纤维材料(5)具有至少一个第一凹口(8)和/或至少一个第二凹口(9)，使得通过所述芯材(4)形成凹口的三维矩阵。
16.根据权利要求13-15中任一项所述的车身部件(1)，其中，所述顶板(2)和/或所述底板(3)由增强纤维制成。
17.根据前述权利要求1-15中任一项所述的车身部件(1)，其中，至少一层天然纤维材料(5)布置在所述车身部件(1)的所述顶板(2)中，并且/或者至少一层天然纤维材料(5)布置在所述车身部件(1)的所述底板(3)中。
18.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，在非弯曲状态下的所述至少一层天然纤维材料(5)包括在所述第二方向上从外边缘延伸到所述至少一层天然纤维材料中的楔形切口，所述楔形切口具有第一楔形表面和与之相对的第二楔形表面，所述第一楔形表面和所述第二楔形表面构造成彼此互连以便形成曲率。
19.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，所述车身部件(1)是车辆的车顶元件或发动机罩。
...【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种车身部件(1)，包括：
2.根据权利要求1所述的车身部件(1)，其中，所述车身部件(1)包括围绕所述第一方向弯曲的弯曲部段(10)，并且其中，所述至少一个第一凹口(8)布置在所述弯曲部段(10)中。
3.根据权利要求2所述的车身部件(1)，其中，所述至少一个第一凹口(8)的横截面由于所述弯曲部段(10)的曲率而至少部分地缩小或扩展。
4.根据权利要求2或3所述的车身部件(1)，其中，所述至少一层天然纤维材料(5)包括多个第一凹口(8)，所述多个第一凹口(8)相对于彼此平行延伸并且布置在所述弯曲部段(10)中。
5.根据权利要求4所述的车身部件(1)，其中，所述多个第一凹口(8)的密度与所述弯曲部段(10)的所述曲率相关，使得更多的第一凹口(8)布置在具有较大曲率的区域中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的车身部件(1)，其中，至少一层天然纤维材料(5)包括至少一个第二凹口(9)，所述至少一个第二凹口(9)具有第二深度并且布置在与所述至少一层天然纤维材料(5)的所述第一面(6)相对的第二面(7)中。
7.根据权利要求6所述的车身部件(1)，其中，所述至少一个第二凹口(9)在所述第一方向或与所述第一方向垂直的第二方向上延伸。
8.根据权利要求6或7所述的车身部件(1)，其中，所述第一深度和/或第二深度至少为所述至少一层天然纤维材料(5)的所述厚度的60％，特别是80％。
9.根据权利要求7或8所述的车身部件(1)，其中，至少一个第一凹口(8)和至少一个第二凹口(9)彼此交叉，并且所述第一深度和所述第二深度构造成使得至少一个开口(11)在所述交叉处延伸穿过所述至少一层天然纤维材料(5)。
10.根据前述权利要求中的任一项所述的车身部件(1)，其中，所述至少一层天然纤维材料(5)由木质饰面板...
【专利技术属性】
技术研发人员：C·雷纳，M·L·费彻，
申请(专利权)人：慕贝尔碳纤维技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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