结构构件的制作方法

本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的结构构件。

背景技术：

1、如果面状构件是平面的，那么面状构件可以容易地弯曲。在此，弯曲方向可以自由选择。在单曲面的情况下，弯曲方向通过存在的弯曲部来规定。在双曲面的情况下，弯曲也是可能的，但是这关系到提高的力消耗。

2、变形导致在构件中的应力。这些应力可以是弯曲应力或者附加的膜应力。在纯弯曲载荷的情况下在类似的变型幅值时向系统中的能量输入低于在包括弯曲载荷和膜载荷的组合时的能量输入。沿着一条线的有意的壁厚降低在塑料部件中是常见的，并且称为“薄膜铰链”。在这种情况下，弯曲应力仅仅出现在壁厚减小的区域中。由于高的材料延伸率，薄膜铰链的剩余壁厚需要非常小。在没有局部壁厚降低的情况下大面积地出现具有相当小的材料延伸率的弯曲应力。

3、原则上适用：为了将构件变形而需要使用的力越大，所述构件需要吸收的能量越多。在此，在循环载荷的意义中要注意到，吸收的能量应该是纯弹性类型。如果变形应借助于执行器产生，那么值得追求的是，将变形所需的力最小化。因此可以节约成本和重量。同样地，改进要被变形的构件的寿命。

4、在工业标准中，人们寻找如下的结构构件：

5、-结构构件通过直线的壁厚减小而允许定义的变形；

6、-结构构件包括定义的区域，所述定义的区域最大程度地具有单曲面并且在没有局部的壁厚减小的情况下允许定义的变形；

7、-结构构件通过褶皱区域而加固，例如在纸张中的褶皱机制。

8、针对一般性的技术领域，例如参见德国实用新型de202018103730u1。由该实用新型已知一种具有弹簧锁的罐子。建议一种封闭系统，该封闭系统具有三维结构，该三维结构具有要被封闭的开口，并且该封闭系统具有用于套装到三维结构上的盖子，以便封闭所述开口，所述盖子包括：

9、-端壁，所述端壁以双稳态方式能在一个在插套方向上拱曲的第一状态与一个逆着插套方向拱曲的第二状态之间变形；和

10、-环形的边缘区段，所述边缘区段在双稳态的第一状态中比在双稳态的第二状态中具有更大的外周长，并且因此设计成用于，实现所述盖子在所述开口的壁区域上的夹紧固定，方式为，所述边缘区域在第一状态中在内部挤压所述壁区域并且在第二状态中在外部挤压所述壁区域；

11、-其中，所述三维结构配置成用于，将在多个预定义的部位上从外部施加到封闭系统上的力如此传递，使得所述力导致所述盖子从两个双稳态的状态之中的一个状态突然转换到另一个状态。

12、构件的另一种定义的变形由德国公开文件de102011001690a1已知。在该公开文件中说明一种具有提高的碰撞安全性的用于车辆的内饰件，其包括可变形的内饰元件，该内饰元件设置在接纳元件上。至少在内饰元件下方构成空腔，该内饰元件构造成，使得该内饰元件在碰撞体的碰撞时至少部分地变形进入到所述空腔中。为此规定，在内饰元件的结构中，在至少一个区域中设置材料凹部，内饰元件的变形特性通过材料凹部影响，使得在力从一个作用方向作用到内饰元件上时内饰元件的至少一个区域在所述力的作用方向的侧向移位。

13、另外由欧洲专利申请ep2455169a1尤其是已知一种用于将板形材料成型为三维物体的方法。在此，板形材料通过施加压力在该板形材料的背离凹模的一侧上而在凹模上成型。按照该发明的方法的特点在于，在板形材料中，在板形材料的要被成型的区域中，在成型之前，在背离凹模的一侧上，进行材料厚度的减小。也建议一种用于将板形材料成型为三维物体的方法。该板形材料沿着一个或多个弯折线弯折，在该板形材料中，在该板形材料的要被成型的区域中，在成型之前，进行材料厚度的线状的减小，并且紧接着将板形材料沿着该线状的材料厚度减小部手动地弯折。

14、除了具有非常简单机制的少量特殊情况之外，如今针对具有复杂几何形状的、带有多个定义的区域(薄膜铰链)的面，没有工业应用，在所述定义的区域中壁厚减小，以便允许借助于一种机制(按确定的顺序激活不同的薄膜铰链)以小阻力来变形。

技术实现思路

1、本发明的目的是，提供一种由塑料制成的结构构件，该结构构件能够以非常小的要被施加的力变形。

2、所述目的按本发明通过权利要求1的特征部分中的特征达到。

3、本发明的有利的进一步方案在从属权利要求中说明。

4、本发明涉及结构构件，所述结构构件具有多个区域，这些区域具有不同壁厚，并且所述结构构件具有由于局部的壁厚减小而定义的变形可能性。尤其是，所述壁厚减小的区域不构成直线的节段，而是构成自由形状几何结构(freiformgeometrie)，它们理想地适配于表面几何结构。应用是多方面的，并且可以涉及远远超出汽车领域之外的产品。

5、在开发范畴内，例如在保险杠护板的开发范畴内，力求按照运行状态的不同情况来提供开口。在没有可见的翻盖的情况下(所述翻盖作为附加构件在铰链上运动)，存在如下可能性：在覆盖构件中形成接缝，以及借助于执行器使构件变形，使得从接缝中构成开口，例如空气入口。本发明以有利方式实现，按照外观期望来形成面，所述面允许以执行器的小的力来变形，并且所述面在变形状态下没有塑性拉伸。

6、按权利要求2的方案，内部区域能由执行器可逆地枢转，该方案对于本发明证实为特别积极的，因为执行器仅需要施加小的力，这节约重量和成本。

7、按权利要求3的方案，减小的材料厚度为结构构件的完整的材料厚度的10％与90％之间，尤其是10％与60％之间，这是特别优选的材料厚度范围。

8、按权利要求4，所述内部区域能被执行器相对于位置固定的结构构件枢转0°与100°之间，这实现实际上不可见的翻盖的打开和关闭。

9、特别优选地，按权利要求5，所述结构构件是注射成型件或者深拉构件，按权利要求6，优选使用热塑性塑料。在此例如涉及丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(abs)、聚酰胺(pa)、聚甲基丙烯酸甲酯(pmma)、聚碳酸酯(pc)、聚对苯二酸乙二醇酯(pet)、聚乙烯(pe)、聚苯烯(pp)、聚苯乙烯(ps)等等。

10、按权利要求7的方案，所述执行器是机电的或者液压的或者气动的执行器，这是三种优选实施例，其中，执行器不需要施加大的力。

11、按权利要求8的方案，所述结构构件是机动车的保险杠护板的至少一个区段，这是除了许多另外的实施例之外的一种优选实施例。

12、按权利要求9的方案，所述内部区域是空气入口，这也是一种优选实施方案，借此例如能够执行冷措施。

13、按权利要求10的方案，所述结构构件的完整的材料厚度处于1mm与6mm之间，这在一系列测试中已证实为特别积极的。

技术特征：

1.一种由塑料制成的结构构件(1)，所述结构构件用于机动车(2)的车身的外壳，其特征在于，所述结构构件(1)具有分离接缝(3)，所述分离接缝将所述结构构件(1)分成内部区域(4)和外部区域(5)，所述内部区域(4)为了用减小的力消耗实现定义的可枢转性而具有多个三维区域，所述三维区域具有减小的材料厚度(6)。

2.根据权利要求1所述的结构构件(1)，其特征在于，所述内部区域(4)能由执行器(7)可逆地枢转。

3.根据权利要求1或2所述的结构构件(1)，其特征在于，所述减小的材料厚度(6)处于所述结构构件(1)的完整的材料厚度的10％与90％之间，尤其是10％与60％之间。

4.根据权利要求2或3所述的结构构件(1)，其特征在于，所述内部区域(4)能被执行器(7)相对于位置固定的结构构件(1)枢转0°与100°之间。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述结构构件(1)是注射成型件或者深拉构件。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述结构构件(1)由热塑性塑料制成。

7.根据权利要求2至6中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述执行器(7)是机电的或者液压的或者气动的执行器(7)。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述结构构件(1)是机动车(2)的保险杠护板的至少一个区段。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述内部区域(4)是空气入口。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的结构构件(1)，其特征在于，所述结构构件(1)的完整的材料厚度处于1mm与6mm之间。

技术总结
本发明涉及一种由塑料制成的结构构件，所述结构构件用于机动车的车身的外壳，所述结构构件具有分离接缝，所述分离接缝将所述结构构件分成内部区域和外部区域，所述内部区域为了用减小的力消耗实现定义的可枢转性而具有多个三维区域，所述三维区域具有减小的材料厚度。由于按本发明的设计，为了内部区域的打开或关闭，需要明显较小的力消耗。

技术研发人员：L·莫伦霍夫,A·克舍尔,M·霍贾特,R·万卡,A·科勒
受保护的技术使用者：宝马股份公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12