DE102007039482A1 - Coupling device for motor vehicle, has tow rope or tow rod and motor vehicle to be towed is joined or connected, and is manufactured from fiber reinforced plastic after composite flow pressing process - Google Patents

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Abstract

The coupling device (1) has a tow rope or a tow rod and a motor vehicle to be towed is joined or connected. The coupling device is manufactured from fiber reinforced plastic after the composite flow pressing process. The coupling device is formed as towing lug or as towing hook. The plastic of the coupling device is a thermoplastic, particularly polyetheretherketone. The fibers (5) of the fiber reinforced plastic are formed as carbon fibers, aramide fibers or glass fibers.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Kopplungseinrichtung, welche einerseits mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange und andererseits mit einem abzuschleppenden Kraftfahrzeug verbunden oder verbindbar ist. Die Erfindung betrifft außerdem ein mit einer derartigen Kopplungseinrichtung ausgestattetes Kraftfahrzeug.The The present invention relates to a coupling device which on the one hand with a tow rope or a tow bar and on the other hand connected to a towed vehicle or connectable. The invention also relates to a with such Coupling device equipped motor vehicle.

Abschleppeinrichtungen, welche wie in vorigem Absatz erwähnt, zur Kopplung eines Kraftfahrzeuges mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange dienen, sind üblicherweise aus Metall ausgebildet und fest mit den tragenden Teilen einer Fahrzeugkarosserie verbunden. Die Ausbildung aus Metall wird dabei deshalb gewählt, da die Abschleppeinrichtung im Abschleppfall hohe Kräfte von dem Abschleppseil bzw. der Abschleppstange auf das Kraftfahrzeug übertragen muss. Die Ausbildung der Abschleppeinrichtung aus Metall birgt jedoch das Problem, dass stets zusätzliches Gewicht mit dem Fahrzeug bewegt werden muss, was über die Lebensdauer des Kraftfahrzeuges gesehen an nicht zu unterschätzenden Mehrbedarf an Energiekosten verursacht. Generell werden hierbei zwei unterschiedliche Varianten unterschieden, nämlich eine kontinuierlich fest mit dem Fahrzeug verbundene Abschleppeinrichtung sowie eine lediglich im Bedarfsfall mit dem Kraftfahrzeug verbindbare Abschleppeinrichtung. Bei den meisten Fahrzeugen sind dabei die genannten Abschleppeinrichtungen sowohl vorne als auch hinten angebracht bzw. anbringbar und üblicherweise zusätzlich seitenversetzt, um dem hinteren Fahrer eine verbesserte Sicht auf das Verkehrsgeschehen zu ermöglichen. Die versetzte Anordnung der Abschleppeinrichtungen bietet darüber hinaus den großen Vorteil, dass das Abschleppseil bzw. die Abschleppstange während des Abschleppvorganges gerade bleibt.Towing devices, which as mentioned in the previous paragraph, for coupling a motor vehicle with a tow rope or serve a tow bar are usually formed of metal and firmly connected to the supporting parts of a vehicle body. The training of metal is therefore chosen because the towing in the towing case high forces transmitted from the tow or the tow bar on the motor vehicle got to. However, the formation of the towing device made of metal harbors the problem that always additional Weight with the vehicle must be moved, what about the Life of the motor vehicle seen at not to be underestimated Increased demand for energy costs caused. Generally hereby distinguished two different variants, namely a continuously fixed connected to the vehicle towing device and a merely If necessary, connectable to the motor vehicle towing device. For most vehicles are the mentioned towing devices both front and rear mounted and usually and additionally offset to give the rear driver an improved view to enable the traffic. The staggered arrangement of the towing devices also offers the huge Advantage that the tow rope or the tow bar during the Towing process just remains.

Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine Kopplungseinrichtung zu schaffen, welche insbesondere leichter als eine vergleichbare aus Metall ausgebildete Abschleppeinrichtung ausgebildet ist.The present invention employs with the problem of providing a coupling device which especially lighter than a comparable made of metal Towing device is formed.

Die Erfindung löst diese Problem durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The Invention solves This problem is solved by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent Claims.

Die Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, die Kopplungseinrichtung nicht wie bisher üblich aus Metall, sondern aus faserverstärktem Kunststoff auszubilden und nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren herzustellen. Faserverstärkte Kunststoffe bestehen üblicherweise aus den Verstärkungsfasern, welche in eine Kunststoffmatrix eingebettet sind. Die Matrix umgibt dabei die Fasern, die durch Adhäsiv- oder Kohäsivkräfte an die Matrix gebunden sind. Mit derartigen Faserverbundwerkstoffen lassen sich hohe spezifische Steifigkeiten bzw. Festigkeiten erzielen bei gleichzeitig geringem Gewicht. Das Composite-Fließpressen ist dabei ein Net-shape-Verfahren mit nur einem Arbeitsschritt, welches die Verarbeitung von endlos faserverstärkten Kunststoffen mit hohem Faseranteil erlaubt. Beim Composite-Fließpressen wird ein endlos faserverstärkter Rohling über den Schmelzpunkt der Matrix erwähnt und durch axiales Pressen, axiale und radiale Verformung in die Form gepresst. Das Composite-Fließpressen zeichnet sich dabei durch eine gute funktionale Faserausrichtung sowie einen geringen Lunkergehalt der so hergestellten Bauteile aus. Darüber hinaus ist eine nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren herstellte Kopplungseinrichtung im Vergleich zu herkömmlichen metallischen Kopplungseinrichtungen korrosionsresistent, was insbesondere im Kraftfahrzeugbau von Bedeutung ist.The The invention is based on the general idea of the coupling device not as usual made of metal, but of fiber-reinforced plastic and after the composite flow-pressing process manufacture. fiber-reinforced Plastics usually exist from the reinforcing fibers, which are embedded in a plastic matrix. The matrix surrounds the fibers, which are covered by adhesive or cohesive forces to the Matrix are bound. With such fiber composites let high specific stiffnesses or strengths can be achieved at the same time low weight. The composite extrusion is a net shape process with only one step, which the processing of endless fiber-reinforced plastics with high Fiber content allowed. In composite extrusion, an endless fiber-reinforced blank over the Melting point of the matrix mentioned and by axial pressing, axial and radial deformation in the Mold pressed. The composite extrusion is characterized due to a good functional fiber orientation and a low voids content of the components thus produced. In addition, one is after the Composite flow-pressing method produced Coupling device compared to conventional metallic coupling devices Corrosion resistant, which is particularly important in the automotive industry.

Zweckmäßig sind die Fasern des faserverstärkten Kunststoffes als Kohlefasern, Aramidfasern, Glasfasern oder dgl. ausgebildet. Kohlefasern sind industriell hergestellten Fasern aus kohlenstoffhaltigen Ausgangsmaterialien, die üblicherweise durch Pyrolyse in grafitartig angeordneten Kohlenstoff umgewandelt werden. Beim üblichen Herstellungsprozess werden 1.000 bis 24.000 Einzelkohlefasern mit jeweils einem Durchmesser von ca. 5 bis 8 μm z einem Bündel, einem sogenannten Rowing, zusammengefasst. Typisch für Kohlefasern ist dabei deren hohe Zugfestigkeit bei gleichzeitig geringem Gewicht.Are useful the fibers of the fiber reinforced Plastic as carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or the like. educated. Carbon fibers are industrially manufactured fibers carbonaceous starting materials, usually by pyrolysis be converted into graphitic carbon. With the usual Manufacturing process will be 1,000 to 24,000 individual carbon fibers each a diameter of about 5 to 8 microns z a bundle, a so-called rowing, summarized. Typical for Carbon fibers is their high tensile strength at the same time low weight.

Zweckmäßig weist die Kopplungseinrichtung ein Außengewinde zur Befestigung an einem komplementären Innengewinde des Kraftfahrzeuges auf. Bei einer derartigen Ausführungsform wird die Kopplungseinrichtung, welche beispielsweise als Abschleppöse ausgebildet sein kann, als separates Bauteil gefertigt, welches lediglich im Abschleppfall mit dem Kraftfahrzeug fest verbunden wird. Um diese feste Verbindung herzustellen, weist die Kopplungseinrichtung besagtes Außengewinde auf, über welches die Kopplungseinrichtung in ein kraftfahrzeugseitiges Innengewinde einschraubbar ist. Vorzugsweise ist dabei die gesamte Kopplungseinrichtung aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildet und nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren hergestellt, wobei aber auch denkbar ist, dass insbesondere ein Gewindebereich aus Metall ausgebildet und fest mit übrigen aus faserverstärktem Kunststoff ausgebildeten Bereich der Kopplungseinrichtung verbunden ist.Appropriately points the coupling device an external thread for attachment to a complementary internal thread of the motor vehicle on. In such an embodiment is the coupling device, which is formed for example as towing can be made as a separate component, which only in the Towing the vehicle is firmly connected. To this firm Connect, the coupling means has said external thread up, over which the coupling device in a motor vehicle side internal thread can be screwed. Preferably, the entire coupling device is off fiber reinforced Plastic formed and after the composite flow-pressing process produced, but it is also conceivable that in particular a Threaded area made of metal and fixed with the rest fiber reinforced Plastic trained area of the coupling device connected is.

Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist der Kunststoff der Kopplungseinrichtung ein Thermoplast, insbesondere ein PEEK (Polyetheretherketon). Polyetheretherketone sind hochtemperaturbeständige thermoplastische Kunststoffe mit einer Schmelztemperatur von ca. 335°C sowie einer hohen Beständigkeit gegenüber organischen und anorganischen Chemikalien. Generell lässt sich ein derartiger Kunststoff in einem bestimmten Temperaturbereich einfach (thermoplastisch) verformen, wobei dieser Vorgang reversibel ist, das heißt er kann durch Abkühlung und Wiedererwärmung bis in den schmelzflüssigen Zustand beliebig oft wiederholt werden, solange nicht durch Überhitzung die sogenannte thermische Zersetzung des Materials einsetzt.In a further advantageous embodiment of the solution according to the invention, the plastic of the coupling device is a thermo plast, in particular a PEEK (polyetheretherketone). Polyetheretherketones are high-temperature-resistant thermoplastics with a melting temperature of approx. 335 ° C and a high resistance to organic and inorganic chemicals. In general, such a plastic in a certain temperature range easily (thermoplastic) deform, this process is reversible, that is, it can be repeated as many times by cooling and reheating to the molten state, as long as not by overheating the so-called thermal decomposition of the material starts.

Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus der Zeichnung und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnung.Further important features and advantages of the invention will become apparent from the Dependent claims, from the drawing and the associated Description of the figures with reference to the drawing.

Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It it is understood that the above and the following yet to be explained features not only in the specified combination, but also in other combinations or alone, without to leave the scope of the present invention.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.One preferred embodiment The invention is illustrated in the drawing and will be described in the following Description closer explained.

Die einzige Fig. zeigt eine erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung, welche als Abschleppöse ausgebildet ist.The only Fig. Shows a coupling device according to the invention, which designed as towing is.

In der Fig. ist eine erfindungsgemäße Kopplungseinrichtung 1 dargestellt, welche mit einem ersten Endbereich 2 mit einem nicht dargestellten Abschleppseil oder einer ebenfalls nicht dargestellten Abschleppstange und mit einem zweiten Endbereich 3 mit einem ebenfalls nicht dargestellten abzuschleppenden Kraftfahrzeug verbindbar ist. Der erste Endbereich 2 der Kopplungseinrichtung 1 ist dabei als Öse ausgebildet, weshalb die in der Fig. dargestellte Kopplungseinrichtung 1 auch als Abschleppöse bezeichnet werden kann. Denkbar sind selbstverständlich aber auch andere Ausgestaltungen, wie beispielsweise ein Abschlepphaken.In the figure is a coupling device according to the invention 1 shown, which with a first end 2 with a tow rope, not shown, or also not shown tow bar and with a second end portion 3 can be connected to a motor vehicle, also not shown towed. The first end area 2 the coupling device 1 is designed as an eyelet, which is why the coupling device shown in FIG 1 Also can be referred to as towing. Conceivable, of course, but other configurations, such as a towing hook.

An ihrem zweiten Endbereich 3 weist die Kopplungseinrichtung 1 ein Außengewinde 4 zur Befestigung an einem nicht dargestellten komplementären Innengewinde des Kraftfahrzeuges auf. An dem Außengewinde 4 sind zur Veranschaulichung lediglich drei Gewindegänge eingezeichnet, wobei jedoch klar ist, dass das Außengewinde 4 üblicherweise deutlich mehr Gewindegänge aufweist. Bei der dargestellten Abschleppöse handelt es sich somit um eine mit dem abzuschleppenden Kraftfahrzeug verbindbare, nämlich mit diesem verschraubbare, Kopplungseinrichtung 1, wobei auch denkbar ist, dass die Kopplungseinrichtung 1 fest mit einer Rahmentragstruktur des Kraftfahrzeuges verbunden ist, das heißt unlösbar am Kraftfahrzeug angeordnet ist.At its second end 3 has the coupling device 1 an external thread 4 for attachment to a not shown complementary internal thread of the motor vehicle. On the external thread 4 are shown for illustration only three threads, but it is clear that the external thread 4 usually has significantly more threads. In the towing eye shown, it is thus a connectable to the towed motor vehicle, namely screwed with this, coupling device 1 , wherein it is also conceivable that the coupling device 1 is firmly connected to a frame support structure of the motor vehicle, that is, non-releasably disposed on the motor vehicle.

Um die bei einem Abschleppvorgang hohen auftretenden Abschleppkräfte übertragen zu können, ist die Kopplungseinrichtung 1 aus faserverstärktem Kunststoff nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren hergestellt. Als Kunststoff kommt hierbei beispielsweise ein Thermoplast, insbesondere Polyetheretherketon (PEEK) in Betracht. Generell sind dabei in der gesamten Kopplungseinrichtung 1 Fasern 5 vorgesehen, welche lediglich schematisch an einer Stelle angedeutet sind. Die Fasern 5 können beispielsweise als Kohlefasern, Aramidfasern, Glasfasern oder dgl. ausgebildet sein und die sie umgebende Kunststoffmatrix verstärken bzw. aussteifen. Ebenso ist denkbar, dass die Fasern 5 des faserverstärkten Kunststoffes der Kopplungseinrichtung 1 als Endlosfasern ausgebildet und in einem sogenannten Rowing gebündelt beziehungsweise verwoben sind.In order to be able to transmit the high towing forces that occur during towing, the coupling device is 1 made of fiber-reinforced plastic according to the composite flow-pressing process. As plastic in this case, for example, a thermoplastic, in particular polyetheretherketone (PEEK) into consideration. Generally, these are in the entire coupling device 1 fibers 5 provided, which are indicated only schematically at one point. The fibers 5 For example, they may be formed as carbon fibers, aramid fibers, glass fibers, or the like, and reinforce or stiffen the plastic matrix surrounding them. It is also conceivable that the fibers 5 the fiber reinforced plastic of the coupling device 1 formed as continuous fibers and bundled in a so-called rowing or interwoven.

Durch die Herstellung der erfindungsgemäßen Kopplungseinrichtung 1 nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren kann eine gute funktionale Faserausrichtung erzielt werden, bei einem gleichzeitig geringen Lunker-, das heißt Fehlstellengehalt. Generell kann mit einer derartig ausgebildeten Kopplungseinrichtung 1 ein Kraftübertragungsmittel geschaffen werden, welches im Vergleich zu einer aus Metall ausgebildeten Kopplungseinrichtung ein deutlich geringeres Gewicht aufweist. Da die Kopplungseinrichtung 1 üblicherweise stets am Kraftfahrzeug angeordnet oder zumindest mit diesem bewegt wird, trägt eine hier erreichte Gewichtseinsparung über die gesamte Lebensdauer des Kraftfahrzeuges betrachtet zu einer nicht zu unterschätzenden Reduzierung des Energiebedarfs bei, was insbesondere bei den stetig steigenden Energiekosten von Bedeutung ist.By the production of the coupling device according to the invention 1 According to the composite flow-pressing method, a good functional fiber orientation can be achieved, with a simultaneously low void content, that is to say defect content. In general, with such a coupling device 1 a force transmission means are provided, which has a significantly lower weight compared to a metal coupling device. Since the coupling device 1 Usually always arranged on the motor vehicle or at least moved with this, a weight saving achieved here over the lifetime of the motor vehicle contributes to a not to be underestimated reduction in energy requirements, which is particularly important in the ever-increasing energy costs.

Claims (8)

Kopplungseinrichtung (1), welche einerseits mit einem Abschleppseil oder einer Abschleppstange und andererseits mit einem abzuschleppenden Kraftfahrzeug verbunden oder verbindbar ist, wobei die Kopplungseinrichtung (1) aus faserverstärktem Kunststoff nach dem Composite-Fließ-Pressverfahren hergestellt ist.Coupling device ( 1 ) which is connected or connectable on the one hand to a tow rope or a tow bar and on the other hand to a motor vehicle to be towed, the coupling device ( 1 ) made of fiber-reinforced plastic according to the composite flow-pressing method. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (1) als Abschleppöse oder als Abschlepphaken ausgebildet ist.Coupling device according to claim 1, characterized in that the coupling device ( 1 ) is designed as towing or as towing hook. Kopplungseinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, der Kunststoff der Kopplungseinrichtung (1) ein Thermoplast, insbesondere PEEK (Polyetheretherketon) ist.Coupling device according to claim 1 or 2, characterized in that the plastic of the coupling device ( 1 ) is a thermoplastic, in particular PEEK (polyetheretherketone). Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (5) des faserverstärkten Kunststoffes als Endlosfasern ausgebildet sind.Coupling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the fibers ( 5 ) of the fiber-reinforced plastic are formed as continuous fibers. Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Fasern (5) des faserverstärkten Kunststoffes als Kohlefasern, Aramidfasern, Glasfasern oder dgl. ausgebildet sind.Coupling device according to one of claims 1 to 4, characterized in that that the fibers ( 5 ) of the fiber-reinforced plastic are formed as carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or the like. Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (1) fester Bestandteil einer Karosserie des Kraftfahrzeuges ist.Coupling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coupling device ( 1 ) is an integral part of a body of the motor vehicle. Kopplungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kopplungseinrichtung (1) ein Außengewinde (4) zur Befestigung an einem komplementären Innengewinde des Kraftfahrzeugs aufweist.Coupling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the coupling device ( 1 ) an external thread ( 4 ) for attachment to a complementary internal thread of the motor vehicle. Kraftfahrzeug mit einer Kopplungseinrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7.Motor vehicle with a coupling device ( 1 ) according to one of claims 1 to 7.
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