[发明专利]用于纤维复合构件局部增强的方法及相应的纤维复合构件

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有局部增强的连接部段的纤维复合构件，以适于局部的作用力导入；还涉及一种用于制造该纤维复合构件的方法。 

背景技术

纤维复合构件通常具有借助纤维增强的塑料基质。特别是在航空制造业中，而且也越来越多地在汽车制造业中采用这种构件，以提供特别轻便的但又很坚固的构件。 

尤其是，该纤维复合构件与其他结构和构件的连接是一个特别的挑战，因为尤其在这些区域内出现复杂的负载状况，这种负载状况要求对纤维构建结构的特别设计。在此方面，特别是需要防止纤维复合构件内的孔壁效应以及尤其在连接区域内对由于纤维材料之故迄今特别容易发生的收缩性加以控制。 

对此，紧凑的增强或连接构件具有特别的意义，诸如用于在机动车中各种不同应用场合的支撑条，它们构造成接合件、加强部件或连接结构并且得到特别大量的应用。 

再者，为了满足对功能性以及操作强度方面的复杂要求，通常这样复杂的连接优选为金属结构形式。然而该材料选择却带来了重量大的缺点。或者，作为另选方案，可使用由纤维复合材料制成的连接，然而为了对所述的材料特定的状况进行补偿，这些由纤维复合材料制成的连接通常要求复杂的构造，因而须花费巨大地和特别昂贵地加工制造。另外复杂的构造还要求相应高花费的制造方法和设备，这些又带来了高昂成本。 

发明内容

因此本发明的目的是，提供一种纤维复合构件以及用于制造该纤维复合构件的方法，该纤维复合构件具有尽可能简单的、可容易制造的以及工作特别稳固的连接部。 

上述目的通过按照权利要求1的制造方法以及具有权利要求12特征的纤维复合构件得以实现。 

据此提出一种用于纤维复合构件局部增强的方法，至少包括如下步骤： 

-提供纤维复合构件的纤维层， 

-翻折纤维层的第一边缘区域，以及 

-将翻折的第一边缘区域面状叠置到纤维层的待增强的、与该边缘区域邻接设置的连接部段上，以提供一种局部的多层的层叠结构， 

-将翻折的边缘区域与所述连接部段相连接，以使该连接部段得到增强。 

也就是说，将纤维层在第一边缘区域内翻折并置于连接部段上面，从而产生了材料重叠，该材料重叠在此区域内、即连接部段内构成了局部增强。在本发明的范围内，作为纤维层，应该是指纤维半成品，诸如纺织物（Gewebe）或稀松布（Gelege），该纤维半成品包括一层或多层纤维层。正如在下文中详细阐述的那样，此纤维半成品根据半成品的类型可以构成为单向的或者多向的。在此，作为纤维，应该是指所有适合于构件增强的纤维，优选碳纤维，以及玻璃纤维、芳族聚酰胺纤维或者天然纤维。 

所述的方法通过翻折实现了对折卷材料的一种特别简单的处理和定位，因为不必提供和安置单独的纤维半成品。取而代之地使用纤维层的已有的一部分。 

此外，根据另一个实施方式，所述方法包括其他的步骤： 

-翻折纤维层的至少一个第二边缘区域，以及 

-将翻折的第二边缘区域面状叠置到连接部段的背向所述翻折的第一边缘区域的一侧上或者叠置到所述翻折的第一边缘区域上， 

-将翻折的第二边缘区域与第一边缘区域和/或与连接部段相连接。 

也就是说，为了附加地通过第三层的纤维层产生对连接部段的进一步增强，在第一边缘区域之后同样对第二边缘区域进行翻折。可以通过如下方式翻折第二边缘区域：要么翻折到与第一边缘区域相同的一侧上，从而使两个边缘区域面状地彼此叠置；要么作为另选方案向相对于第一边缘区域而言相反的方向翻折，以便将该第二边缘区域设置于纤维层的相反一侧上。 

当然也可以定义两个以上的边缘区域，特别是第三和/或第四边缘区域，它们以类似的方式叠置并且相互连接，以便利用相应附加的层以多层来增强连接部段。 

此外，所述方法在翻折的步骤之前可以包括将纤维层的端部部段分开成至少第一边缘区域和第二边缘区域的步骤，特别是利用裁剪、冲裁或切割加以分开的步骤。 

也就是说，纤维层的端部部段利用所述方法被分开成第一和第二边缘区域（或更多），从而各边缘区域能够彼此独立地被翻折。例如可以利用一种热工具来实施该分开的步骤。这一点特别是在纤维层已经由热缩性基质包裹并且该基质必须与纤维层一起共同切分开时是有利的。为此下文将针对详细的构造设计加以阐述。 

另外，纤维层可以是单向的纤维层，此时，分开的步骤包括将端部部段沿着纤维取向分开。优选地，所述单向的纤维层的纤维可以是沿纤维层的纵向延伸定向的。