專利名稱：蜂窩芯、蜂窩芯的制造方法以及帶有蜂窩芯的復合板的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種帶有柵格結構的蜂窩芯，所述蜂窩芯包括浸以樹脂的基質。此外，本發(fā)明涉及一種用于制造此蜂窩芯的方法以及包括此蜂窩芯的復合板。
背景技術：
前述類型的蜂窩芯和復合板在原理上是已知的。傳統(tǒng)上，此蜂窩芯和復合板使用在家具制造中，此技術也逐漸使用在另外的領域中，例如車輛制造、船舶和飛機制造，或在要求低重量和高構件剛度的通常情況下。通常，蜂窩芯可由任意的材料制造。所述蜂窩芯合適地包括樹脂在其中儲存在基質內(nèi)的復合材料。為此例如，DE102008062678A1公開一種帶有蜂窩結構的復合構件，所述復合構件由至少兩個相互連接的層組成，其中蜂窩結構的至少兩個層由不同的材料形成。此外，DE102005033949A1公開一種由帶有內(nèi)置的芯部分的復合板制成的發(fā)動機罩，所述芯部分由樹脂泡沫或蜂窩結構制成。為保護行人，芯部分形成硬度和/或厚度不同的區(qū)。此外，在發(fā)動機罩的整個寬度上形成了橫向的預期彎折區(qū)，通過所述預期彎折區(qū)實現(xiàn)了結構的削弱。預期彎折區(qū)是帶有更軟的芯部分的前方區(qū)和帶有更高強度的芯部分的后方區(qū)之間的邊界。此外，DE10136898A1公開了一種汽車的發(fā)動機罩,所述發(fā)動機罩包括由多個分段組成的成形元件，所述分段通過失效位置相互連接。在動態(tài)載荷下，如在頭部碰撞時所發(fā)生的情況，失效位置折斷，使得單獨的分段相互不受力地被移動。最后，DE10242185B3公開了一種包括夾層材料的塑料板，所述塑料板在不同的位置上以不粘合的嵌入件保存。以此，中斷在蜂窩芯或泡沫層和覆蓋層或強化層的至少一個之間的粘合，這導致削弱位置且因此導致在碰撞情況中的預期彎折位置。已知結構類型的蜂窩芯或復合板的問題是其相對昂貴的制造。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明所要解決的技術問題是給出一種改進的蜂窩芯或帶有此蜂窩芯的改進的復合板。尤其應給出控制此蜂窩芯或此復合板的剛度的可能性。該技術問題通過前述類型的蜂窩芯解決，其中基質以非均勻的方式浸以樹脂。此外，該技術問題通過一種用于制造帶有柵格結構的蜂窩芯的方法解決，所述柵格結構包括浸以樹脂的基質，其中基質a)僅局部地，和/或b)局部不同時長地，和/或c)局部不同強度地與樹脂或多個樹脂接觸。此外，該技術問題通過一種復合板解決，所述復合板包括前述類型的蜂窩芯和與之連接的覆蓋層。
根據(jù)本發(fā)明由此實現(xiàn)可很好地調節(jié)蜂窩芯或具有這種蜂窩芯的復合板的剛度。尤其可制造在不同的區(qū)域內(nèi)具有不同的剛度的蜂窩芯/復合板。本發(fā)明的優(yōu)點尤其顯露在例如將前述類型的蜂窩芯或復合板使用在汽車中的情況，例如用作發(fā)動機罩或用作內(nèi)部構件的情況。在兩個情況中，重要的是，人員在碰撞到所述構件上時不受傷或受傷不嚴重。借助于根據(jù)本發(fā)明的蜂窩芯現(xiàn)在實現(xiàn)了以簡單的方式使發(fā)動機罩具有不同的剛度。因此，可形成一些不同的區(qū)，當行人被汽車碰到時在這些不同的區(qū)上行人在所有可能性下以腿部、軀干或頭部撞擊在發(fā)動機罩上。同樣也適用于例如儀表板的內(nèi)部構件。在此處，也能以簡單的方式形成剛度不同的區(qū)。例如，容易制造的蜂窩芯或其柵格結構可包括多邊形的蜂窩，尤其是六邊形的蜂窩。在蜂窩芯的另外的容易制造的變型中，柵格結構包括波紋狀條，尤其是帶有布置在其間的直條的波紋狀條。在本發(fā)明的有利的實施形式中，蜂窩芯僅包括(此)柵格元件。柵格元件包括帶有嵌入其內(nèi)的和/或施加在其上的樹脂的基質，因此包括復合材料。與之相關地，“樹脂”適用作固態(tài)至液態(tài)的有機物的統(tǒng)稱?；|尤其可包括具有吸收能力的材料，例如包括紙板或纖維織物，由玻璃纖維、凱夫拉纖維、芳綸纖維、碳纖維或它們的混合物制成的纖維束或纖維編結物。本發(fā)明的另外的有利的構造和擴展現(xiàn)在從從屬權利要求以及從結合附圖的描述中得到。有利的是，基質由基本上均勻的材料制成。由此，能以簡單的方式制造基質。因此，蜂窩芯內(nèi)的非均勻性主要通過不同地浸以樹脂來實現(xiàn)。與之相關地，“基本上”意味著基質雖然可由不同的材料，例如纖維混合物制成，但基質在不同地浸以樹脂的區(qū)域內(nèi)的特征基本上相互不同或與不同的浸潰無關。有利的是，基質僅局部地浸以樹脂。由此，可特別簡單地制造蜂窩芯不同剛度的區(qū)域。也有利的是，將基質不同強度地浸以樹脂。以此方式，可實現(xiàn)不同地浸潰的區(qū)域的多個剛度梯度。此外，蜂窩芯的剛度可連續(xù)地在蜂窩芯上變化。特別有利的是，將基質浸以不同的樹脂。以此方式，同樣可實現(xiàn)不同地浸以樹脂的區(qū)域的多個剛度梯度，或也可使不同于剛度的特征改變。例如，浸以第一樹脂的區(qū)域例如可以是疏水的，而浸以第二樹脂的區(qū)域可以是非疏水的。特別有利的是，非均勻性二維地分布在柵格結構上。以此方式，可在蜂窩芯上或在復合板上形成剛度不同的區(qū)。例如，包括此蜂窩芯的發(fā)動機罩例如可以在被撞到的行人可能性特別大地以頭部撞擊的地方構造得特別軟。也特別有利的是，非均勻性分布在其高度上。以此方式，可例如調節(jié)蜂窩芯的相對于侵入到蜂窩芯內(nèi)或帶有此蜂窩芯的復合板內(nèi)的身體的漸增或漸減的特性。例如，蜂窩芯在身體侵入的方向上觀察時可逐漸更強地浸以樹脂。因此，侵入的身體受到逐漸變大的阻力(漸增特性)。同樣地，蜂窩芯在身體侵入的方向上觀察時可逐漸更弱地浸以樹脂。因此，侵入的身體受到逐漸變小的阻力(漸減特性)。用于制造蜂窩芯的有利的方法是將基質浸入在至少一種樹脂內(nèi)。因此，基質能以簡單的方式浸以樹脂。此外，通過部分地浸入，可將蜂窩芯局部地浸以樹脂。此外，可以利用在浸入到樹脂內(nèi)時的運動或在從樹脂中拉出時的運動來使蜂窩芯局部不同時長地與樹脂接觸。在與樹脂長時間接觸的區(qū)域內(nèi)，樹脂沉積更多，在僅與樹脂短時間接觸的區(qū)域內(nèi)，則樹脂沉積更少。以此方式，可實現(xiàn)樹脂在基質內(nèi)沉積的強度相對復雜的分布。所提及的運動可持續(xù)地或非持續(xù)地以及以恒定的或變化的速度執(zhí)行。當然，浸入過程可以以不同的樹脂重復，使得不同的區(qū)域相繼地進入到不同的樹脂內(nèi)。所提及的區(qū)域在此也可重疊。最后給出的有利方法是，以至少一種樹脂噴淋基質。通過對于蜂窩芯的不同的區(qū)域以樹脂噴淋的持續(xù)時間和/或強度的變化，同樣可實現(xiàn)基質的不均勻的浸潰。不同的區(qū)域尤其可相繼地或也同時地以不同的樹脂噴淋。在本發(fā)明的有利的變型中，蜂窩芯包括由在節(jié)點位置相互連接的多個柵格元件制成的柵格結構，其中至少一個柵格元件僅松弛地接觸相鄰的柵格元件，或其中在它們之間提供縫隙或其中將柵格元件中斷。這意味著許多柵格元件相互不連接。根據(jù)定義，在本發(fā)明的范圍內(nèi)，多個“柵格元件”在幾何意義上形成了 “柵格結構”或在立體意義上形成了“蜂窩芯”。因此，存在另一個用于影響蜂窩芯的剛度的參數(shù)。蜂窩芯在此主要相對于橫向于中斷或縫隙作用的載荷被削弱，而蜂窩芯相對于平行于中斷或縫隙的方向作用的載荷的剛度幾乎不下降。特別有利的是將蜂窩芯一體式構造。以此方式，與其中將多個蜂窩芯構造在復合板內(nèi)的方法相比，明顯地簡化了蜂窩芯的操作以及復合板的制造。有利的是，蜂窩芯包括至少一個節(jié)點位置，在其處形成此節(jié)點位置的所有柵格元件相互僅松弛地接觸或在其間提供縫隙。以此方式，蜂窩芯在有關的位置處特別地軟。此外有利的是，至少在兩個相鄰的節(jié)點位置之間平行地走向的柵格元件相互僅松弛地接觸或在其間提供縫隙。因此產(chǎn)生了用于控制其中柵格元件通常相互平面地粘合的蜂窩芯的剛度的另外的參數(shù)。那么這例如可以是如下情況，即蜂窩芯由相互粘合的單獨的蜂窩(例如，六邊形蜂窩)構造。如果相鄰的蜂窩的單獨的柵格元件相互粘合，則在柵格結構內(nèi)形成了按計劃的削弱位置。有利的是，在柵格結構內(nèi)布置至少一個松弛的接觸位置或縫隙。以此，能以簡單的方式加工蜂窩芯，因為在邊緣處不出現(xiàn)可能彎曲或撕開的松弛的柵格元件。特別有利的是，多個松弛的接觸位置或縫隙二維地分布在柵格結構上。以此方式，可在蜂窩芯上或在復合板上形成剛度不同的區(qū)。例如，包括此蜂窩芯的發(fā)動機罩在被碰到的行人很大可能性地以頭部撞擊的位置處可構造得特別軟。本發(fā)明的以上的構造和擴展設計能以任意的方式組合。


本發(fā)明在下文中根據(jù)在附圖的示意圖中給出的實施例詳細解釋。各圖為:圖1在傾斜視圖中示出了帶有多邊形蜂窩的蜂窩芯；圖2在截面中示出了帶有此蜂窩芯的復合板；圖3示出了豎直地浸入到以樹脂填充的容器內(nèi)的蜂窩芯；圖4示出了局部浸以樹脂的蜂窩芯；圖5示出了復合板，其中蜂窩芯以樹脂的浸潰不均勻地分布在平面上；圖6示出了平置地浸入填充以樹脂的容器內(nèi)的蜂窩芯；圖7示出了復合板，其中蜂窩芯以樹脂的浸潰在其高度上不均勻地分布；
圖8示出了以樹脂噴淋的蜂窩芯；圖9示出了帶有波紋狀條的蜂窩芯；圖10示出了帶有波紋狀條和布置在波紋狀條之間的直條的蜂窩芯；圖11示出了蜂窩芯的截面，其中柵格元件在接觸位置上僅松弛地接觸相鄰的柵格元件；圖12如圖11，但僅帶有一個縫隙；圖13示出了蜂窩芯的截面，其中一個節(jié)點的所有柵格元件相互僅松弛地接觸；圖14如圖13，只是帶有一個縫隙；圖15示出了帶有中斷的柵格元件的蜂窩芯的截面；圖16示出了蜂窩芯的截面，其中在兩個相鄰的節(jié)點位置之間平行地走向的柵格元件相互僅松弛地接觸；和圖17示出了帶有分布在平面上的中斷的蜂窩芯。
具體實施例方式圖1示出了具有由在節(jié)點位置K處相互連接的多個柵格元件2a組成的柵格結構的蜂窩芯la。在此實施例中，蜂窩芯Ia或其柵格結構包括多邊形的蜂窩，具體而言是六邊形的蜂窩。圖2示出了復合板3，所述復合板3包括蜂窩芯Ia和與之連接的覆蓋層4和5。為控制蜂窩芯Ia或復合板3的剛度，將一個作為柵格結構的組成部分的、浸以樹脂的基質以非均勻的方式浸以樹脂。如果蜂窩芯Ia或包括蜂窩芯Ia的復合板3受到載荷，則此所提及的非均勻性導致蜂窩芯Ia/復合板3不同地變形。為此，基質可a)僅局部地，和/或b)局部不同時長地，和/或c)局部不同強度地與一種樹脂或多種樹脂接觸。為此，基質如在圖3中所圖示例如可以浸入到填充以樹脂的容器6內(nèi)。如果基質僅部分地浸入，則基質因此僅局部地浸以樹脂。以此方式，可制造例如在圖4中所圖示的在區(qū)域A內(nèi)浸以樹脂而在區(qū)域B內(nèi)不浸以樹脂的蜂窩芯。也可考慮，在另外的步驟中將區(qū)域B浸以另外的樹脂。當然，與不同的樹脂接觸的區(qū)域也可相交。此外，可以利用在浸入過程中基質的運動來以不同的方式浸潰基質。例如，基質可完全地浸入到樹脂內(nèi)且以不同的速度以及連續(xù)地或非連續(xù)地又從該樹脂中拉出。當然，也可改變在浸入到容器6內(nèi)時的運動。以此方式，基質局部地不同時長地與樹脂接觸，使得樹脂不同地沉積在基質上。圖5示出了樹脂的強度I可如何分布在蜂窩芯Ia或在復合板3上的示例。如從圖5中可容易看出，非均勻性二維地分布在柵格結構上。當然，此方法也可對于不同的樹脂使用。圖6示出了另外的方法，其中基質平置地浸入到填充以樹脂的容器6內(nèi)。類似于圖4和圖5所述的方法，基質可僅部分地浸入，以僅將基質局部地浸潰。同樣，基質在浸入過程期間的運動可改變。以此方式，基質又局部地不同時長地與樹脂接觸，使得樹脂不同地沉積在基質內(nèi)。圖7示出了樹脂的強度I可如何分布在蜂窩芯Ia或在復合板3上的示例。如從圖7中可容易看出，非均勻性分布在蜂窩芯Ia的高度上。圖8示出了另外的方法，其中基質通過兩個噴頭7和8被噴淋以樹脂。以此方式，基質局部地不同強度地與樹脂接觸。例如，樹脂在基質的朝向噴頭7和8的邊緣區(qū)域內(nèi)比在中心處沉積更多。當然也可考慮，由噴頭7施加與噴頭8不同的樹脂。通過基質的水平運動，也可以控制可在蜂窩芯Ia的平面上不均勻的浸潰。在此處應注意到的是以上所論述的變型可任意地相互組合。例如，基質可浸入到樹脂內(nèi)且以另外的樹脂噴淋。以上的示例根據(jù)帶有六邊形蜂窩的蜂窩芯Ia闡述。其應用當然絕不是強制的。當然，也可使用帶有其他數(shù)量的頂點的多邊形蜂窩。尤其也可將不同的多邊形，例如八邊形與四邊形相互組合。圖9示出了蜂窩芯Ib的另外的變型，其中柵格結構包括波紋狀條。雖然在制造此結構時通常將單獨的波紋狀條相互連接，但幾何上也可將此柵格結構理解為包括多個在節(jié)點位置相互連接的柵格元件。圖10示出了帶有柵格結構的蜂窩芯lc，所述柵格結構包括帶有布置在其間的直條的波紋狀條。此柵格結構也可理解為包括在節(jié)點位置K上相互連接的多個柵格元件2a。原理上，在制造復合板3時覆蓋 層4和5也以非均勻的形式(例如通過為此提供的不同的粘合劑)施加在蜂窩芯Ia…Ic上。但這可以在大多情況下通過蜂窩芯Ia…Ic的非均勻的浸潰省掉，使得復合板3的制造簡化。優(yōu)選地，基質包括基本上均勻的材料，以此復合板也可以以簡單的方式制造。為控制蜂窩芯Ia…Ic或復合板3的剛度，作為將柵格結構非均勻地浸以樹脂的補償或替代還可以建議，至少一個柵格元件僅松弛地接觸相鄰的柵格元件或在它們之間提供縫隙或使柵格元件中斷。這意味著所述的柵格元件相互不連接。如果蜂窩芯Ia或包括蜂窩芯Ia的復合板3在處在圖4的圖面中的方向上受到載荷，則這些相互不連接的柵格元件導致蜂窩芯Ia/復合板3在此位置特別地軟。蜂窩芯Ia/復合板3的剛度能以此方式很好地被控制。如果蜂窩芯Ia/復合板3垂直于所述圖面受到載荷，則所述蜂窩芯Ia/復合板3的剛度與不具有此中斷的蜂窩芯/復合板的剛度無不同或僅略微不同。為此，圖11示出了帶有六邊形蜂窩的蜂窩芯的截面，其中柵格元件2a在接觸位置C處僅松弛地接觸相鄰的柵格元件2a。此外，在圖12中在位置C處構造縫隙。圖13示出了另外的蜂窩芯的截面，所述蜂窩芯具有節(jié)點位置K，在所述節(jié)點位置K處形成此節(jié)點位置K的所有柵格元件2a相互僅松弛地接觸。此外，在圖14中在它們之間提供了縫隙。圖15示出了其中柵格元件2a在位置C處中斷的蜂窩芯的截面。此外，所涉及的柵格元件2a的端部傾斜，使其在壓力載荷下可容易地相互從旁邊滑過。但這不強制，端部也構造為直的。相反，在圖11至圖14中所圖示的中斷也可是傾斜的。圖16示出了其中在兩個相鄰的節(jié)點位置之間平行走向的柵格元件2a相互僅松弛地接觸的蜂窩芯的截面。在接觸位置D(以虛線圖示)是這種情況。替代地，也可在位置D處提供縫隙。圖17示出了以“X”標記的中斷可如何二維地分布在蜂窩芯Id的柵格結構上的示例。在圖17中，中斷X不均勻地分布，當然所述中斷也可根據(jù)應用情況而規(guī)則地分布。此夕卜，在圖17中，中斷X布置在柵格結構內(nèi)，使得在柵格結構的邊緣上不出現(xiàn)松弛的柵格元件2a。從圖17中也顯見蜂窩芯Id—體式構造。以此方式，蜂窩芯的加工或復合板3的制造特別地簡單。以上的示例根據(jù)帶有六邊形的蜂窩芯Ia闡述。其應用當然不是強制的。當然也可使用帶有另外的頂點數(shù)的多邊形。最后，帶有波紋狀條(圖9)或帶有其間布置了直條的波紋狀條(圖10)的柵格結構也可具有此中斷。例如，這可通過在所涉及的節(jié)點位置K處在粘合條時不涂覆粘合劑來制造。在此情況中，四個在此節(jié)點位置K處界定的柵格元件2b、2c的各兩個柵格元件2b、2c相互連接。在附圖中示出的措施能以任何方式組合。因此，圖17中的蜂窩芯Id例如可以如圖4中的蜂窩芯Ia浸以樹脂。或如在圖14中所圖示，蜂窩芯如在圖8中所圖示以樹脂噴淋。專業(yè)人員可容易地將所公開的教導應用于另外的示例。蜂窩芯Ia…Id或復合板3可例如使用在汽車制造中，例如作為發(fā)動機罩或作為內(nèi)部構件。在兩種情況下，重要的是人員在碰撞到所述的構件時不受傷或受傷不嚴重。用于控制蜂窩芯Ia…Id的強度的措施現(xiàn)在提供了如下可能性，即以簡單的方式構造汽車的剛度不同的發(fā)動機罩。因此，可形成不同的區(qū)，當行人被汽車碰到時在所述區(qū)上行人在所有可能性下以腿部、軀干或頭部撞擊在發(fā)動機罩上。這也適用于內(nèi)部構件，例如儀表板。在此，也能以簡單的方式形成剛度不同的區(qū)。最后應理解的是附圖的組成部分必要時未按比例繪制，且單獨地在附圖中圖示的變型也可形成獨立的發(fā)明的主題。如“右”、“左”、“上”、“下”等的位置說明涉及各部件的圖示的位置，且在所述位置改變時應考慮相應地 匹配。
權利要求
1.一種帶有柵格結構的蜂窩芯(la-1d)，所述蜂窩芯(Ia-1d)包括浸以樹脂的基質，其特征在于，所述基質以非均勻的方式浸以所述樹脂。
2.根據(jù)權利要求1所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述基質由基本上均勻的材料制成。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述基質僅局部地浸以樹脂。
4.根據(jù)權利要求1至3中一項所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述基質不同強度地浸以樹脂。
5.根據(jù)權利要求1至4中一項所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述基質浸以不同的樹脂。
6.根據(jù)權利要求1至5中一項所述的蜂窩芯(Ia…Id)，其特征在于，非均勻性二維地分布在柵格結構上。
7.根據(jù)權利要求1至6中一項所述的蜂窩芯(Ia…Id),其特征在于,非均勻性分布在其高度上。
8.根據(jù)權利要求1至7中一項所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述柵格結構包括多邊形的蜂窩。
9.根據(jù)權利要求1至8中一項所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述柵格結構包括波紋狀條。
10.根據(jù)權利要求9所述的蜂窩芯(la-1d)，其特征在于，所述柵格結構包括其間布置有直條的波紋狀條。
11.一種復合板(3)，所述復合板包括蜂窩芯(Ia-1d)和與之連接的覆蓋層(4、5)，其特征在于，所述蜂窩芯(Ia…Id)根據(jù)權利要求1至10中任一項構造。
12.一種用于制造帶有柵格結構的蜂窩芯(Ia-1d)的方法，所述蜂窩芯(Ia-1d)包括浸以樹脂的基質，其特征在于，所述基質 a)僅局部地,和/或 b)局部不同時長地，和/或 c)局部不同強度地 與一種樹脂或多種樹脂接觸。
13.根據(jù)權利要求12所述的方法，其特征在于，所述基質浸入所述至少一種樹脂內(nèi)。
14.根據(jù)權利要求12或13所述的方法，其特征在于，所述基質噴淋有至少一種樹脂。
15.一種根據(jù)權利要求1至10中一項所述的蜂窩芯(Ia…Id)或根據(jù)權利要求11所述的復合板(13)在汽車制造中的應用。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種帶有柵格結構的蜂窩芯(1a…1d)，所述蜂窩芯包括浸以樹脂的基質，其中基質以非均勻的方式浸以樹脂。此外，給出一種用于制造此蜂窩芯(1a…1d)的方法。最后，給出一種帶有此蜂窩芯(1a…1d)的復合板(3)，以及此蜂窩芯(1a…1d)或此復合板(3)在汽車制造中的應用。
文檔編號B62D25/00GK103201096SQ201180053993
公開日2013年7月10日 申請日期2011年11月7日 優(yōu)先權日2010年11月9日
發(fā)明者W.迪茨, C.克雷默 申請人:馬格納斯泰爾汽車技術兩合公司