DE102014222984B4 - Method and tool for producing a wheel carrier and wheel carrier - Google Patents
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Abstract
Verfahren zur Herstellung eines Radträgers (10) mit den Schritten:- Bereitstellen eines flaschenartigen Hohlkörpers (1) in Form einer Flechtstruktur mit Fasern aus Matrixmaterial und Fasermaterial,- Bereitstellen eines Innenwerkzeuges im Halsbereich (7) des flaschenartigen Hohlkörpers (1),- Anlegen wenigstens zweier Außenwerkzeuge an der Außenseite des Bauchbereichs (8) des Hohlkörpers (1), wobei ein Außenwerkzeug eine Wölbung aufweist, sodass die Wand des Hohlkörpers (1) zur Bildung einer Höhlung (12) teilweise nach innen gedrückt wird, und- Entfernen des Innen- und der Außenwerkzeuge.Method for producing a wheel carrier (10) with the steps: - providing a bottle-like hollow body (1) in the form of a braided structure with fibers of matrix material and fiber material, - providing an internal tool in the neck region (7) of the bottle-like hollow body (1), - applying at least two outer tools on the outside of the abdominal region (8) of the hollow body (1), wherein an outer tool has a curvature, so that the wall of the hollow body (1) is partially pressed inwards to form a cavity (12); and the exterior tools.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Radträgers.The invention relates to a method for producing a wheel carrier.
Aufgrund der steigenden Sicherheits- und Komfortbedürfnisse der Kunden werden Kraftfahrzeuge mit immer mehr Komponenten ausgestattet. Damit das Gewicht eines Kraftfahrzeugs nicht im gleichen Maße steigt, werden Leichtbauwerkstoffe verwendet, um das Gewicht in etwa konstant zu halten.Due to the increasing safety and comfort needs of customers, motor vehicles are being equipped with more and more components. So that the weight of a motor vehicle does not rise to the same extent, lightweight materials are used to keep the weight approximately constant.
Einer dieser Leichtbauwerkstoffe ist faserverstärkter Kunststoff, im Folgenden auch FVK. Die Fasern bestehen dabei aus Glasfasern oder Carbonfasern, wobei die jeweiligen faserverstärkten Kunststoffe dann auch mit GFK und CFK abgekürzt werden. Bei faserverstärkten Kunststoffen macht der Kunststoff, auch Matrix genannt, oft den größten Teil des Volumens aus, die Steifigkeit kommt jedoch über die Fasern. Es sind aber auch Faservolumengehalte von über 50% darstellbar.One of these lightweight materials is fiber-reinforced plastic, hereinafter also FVK. The fibers consist of glass fibers or carbon fibers, the respective fiber-reinforced plastics are then also abbreviated to GFRP and CFRP. In fiber-reinforced plastics, the plastic, also called matrix, often accounts for most of the volume, but the stiffness comes through the fibers. However, fiber volume contents of more than 50% can also be represented.
Aus
Aus
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Anmeldung, weitere Kraftfahrzeugkomponenten, insbesondere einen Radträger, aus faserverstärktem Kunststoff sowie Verfahren zu deren Herstellung anzugeben.Proceeding from this, it is an object of the present application, further motor vehicle components, in particular a wheel carrier made of fiber-reinforced plastic and to provide methods for their preparation.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren zur Herstellung eines Radträgers nach Anspruch 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.To solve this problem, a method for producing a wheel carrier according to
Als Kern der Erfindung wird angesehen, dass der Radträger aus einem flaschenartigen Hohlkörper hergestellt wird. Dieser liegt als Flechtstruktur von Fasern aus Matrixmaterial und Fasermaterial vor. Durch geeignete Werkzeuge, zumindest ein Innenwerkzeug und wenigstens zweier Außenwerkzeuge, kann in die Flechtstruktur eine Höhlung eingebracht werden, so dass der Radträger zumindest von der Grundform her fertiggestellt ist. Diese weist den Vorteil auf, dass ausgehend von dem flaschenartigen Hohlkörper nur wenige Arbeitsschritte notwendig sind, um den Radträger herzustellen.As the core of the invention is considered that the wheel carrier is made from a bottle-like hollow body. This is present as a braided structure of fibers of matrix material and fiber material. By suitable tools, at least one inner tool and at least two outer tools, a cavity can be introduced into the braided structure, so that the wheel carrier is completed at least from the basic shape. This has the advantage that starting from the bottle-like hollow body only a few steps are necessary to produce the wheel carrier.
Vorzugsweise kann der Hohlkörper vor dem Zusammenschieben der Werkzeuge erwärmt werden, so dass die Fasern aus Matrixmaterial aufschmelzen. Es ist nicht notwendig, dass die Fasern aus Matrixmaterial vollständig aufschmelzen, es ist vielmehr bei diesem Verarbeitungsschritt auch ausreichend, wenn die Fasern aus Matrixmaterial anschmelzen, so dass sie die Fasern aus Fasermaterial miteinander verkleben.Preferably, the hollow body can be heated prior to the pushing together of the tools, so that the fibers melt from matrix material. It is not necessary that the fibers of matrix material completely melt, but it is also sufficient in this processing step, when the fibers of matrix material melt, so that they stick together the fibers of fiber material.
Vorzugsweise kann in die Wandung im Bauchbereich des flaschenförmigen Hohlkörpers eine Durchgangsöffnung eingebracht, insbesondere eingestanzt, werden. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Flechtstruktur um ein zweites, insbesondere zylindrisches, Innenwerkzeug herum geflochten wird, so dass die Durchgangsöffnung von Anfang an in der Flechtstruktur vorgesehen ist. Dieses Innenwerkzeug kann dann auch zur Führung der Außenwerkzeuge verwendet werden. Die Verwendung des Innenwerkzeuges zum Vorhalten der Durchgangsöffnung weist weiterhin den Vorteil auf, dass die Fasern des Fasermaterials nicht durchtrennt werden.Preferably, a passage opening can be introduced into the wall in the abdominal area of the bottle-shaped hollow body, in particular punched. Alternatively it can be provided that the braided structure is braided around a second, in particular cylindrical, inner tool, so that the through opening is provided in the braiding structure from the beginning. This inner tool can then also be used to guide the outer tools. The use of the inner tool for holding the passage opening has the further advantage that the fibers of the fiber material are not severed.
Vorzugsweise kann der Boden des Radträgers befüllt, insbesondere ausgegossen, werden. Durch das Befüllen des Bodens des Radträgers kann die Festigkeit erhöht werden, ohne das Gewicht wesentlich zu erhöhen.Preferably, the bottom of the wheel carrier can be filled, in particular poured, become. By filling the bottom of the wheel carrier can the strength can be increased without significantly increasing the weight.
Vorteilhafterweise können am Innenwerkzeug Gleitringe angeordnet sein, die im Rahmen der Herstellung am Hals des flaschenartigen Hohlkörpers befestigt werden. Die Gleitringe dienen zur Führung eines in den Radträger einzuschiebenden Schwingungsdämpfers. Durch die Anbringung der Gleitringe am Innenwerkzeug können diese in den Hals des flaschenartigen Hohlkörpers eingebracht werden, bevor dieser verfestigt wurde. Dadurch können die Gleitringe in die Wandung des Radträgers fest eingearbeitet werden. So kann auch verhindert werden, dass der Hals des Radträgers durch das Einbringen der Gleitringe Schaden nimmt.Advantageously, sliding rings can be arranged on the inner tool, which are fastened to the neck of the bottle-like hollow body during production. The slip rings serve to guide a vibration damper to be inserted into the wheel carrier. By attaching the seal rings on the inner tool they can be introduced into the neck of the bottle-like hollow body before it was solidified. As a result, the sliding rings can be firmly incorporated into the wall of the wheel carrier. It can also be prevented that the neck of the wheel carrier is damaged by the introduction of the slip rings.
Vorzugsweise kann nach dem Entfernen der Außenwerkzeuge ein Metalleinleger in die Höhlung des Radträgers eingeführt werden. Der Metalleinleger dient der Stabilisierung und Kraftverteilung der auf den Radträger speziell an der Öffnung wirkenden Kräfte. Durch den Metalleinleger, der eine Armierungsfunktion übernimmt, können die Kräfte auf den gesamten Bauchraum des flaschenartigen Hohlkörpers überführt werden.Preferably, after removing the outer tools, a metal insert can be inserted into the cavity of the wheel carrier. The metal insert serves to stabilize and distribute the forces acting on the wheel carrier especially at the opening forces. Through the metal insert, which performs a reinforcing function, the forces can be transferred to the entire abdominal cavity of the bottle-like hollow body.
Daneben betrifft die Erfindung einen Radträger aus faserverstärktem Kunststoff. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass er durch ein Verfahren wie beschrieben hergestellt ist. Vorzugsweise kann der faserverstärkte Kunststoff eine multiaxiale, insbesondere eine triaxiale, Struktur aufweisen. Durch die triaxiale Struktur kann die Steifigkeit des Radträgers quasi-isotrop eingestellt werden. Bevorzugt weisen sowohl die Fasern aus Matrixmaterial als auch die Fasern aus Fasermaterial eine multiaxiale, insbesondere eine triaxiale, Struktur auf.In addition, the invention relates to a wheel carrier made of fiber-reinforced plastic. This is characterized by being made by a method as described. Preferably, the fiber-reinforced plastic may have a multi-axial, in particular a triaxial, structure. Due to the triaxial structure, the rigidity of the wheel carrier can be adjusted quasi-isotropically. Both the fibers of matrix material and the fibers of fiber material preferably have a multiaxial, in particular a triaxial, structure.
Vorzugsweise kann der Radträger in seiner Höhlung einen Einleger aus Metall, insbesondere aus Aluminium, aufweisen. Dieser bewirkt, wie beschrieben, eine Verteilung der einwirkenden Kräfte.Preferably, the wheel carrier in its cavity a deposit made of metal, in particular of aluminum. This causes, as described, a distribution of the forces acting.
Daneben betrifft die Erfindung ein Werkzeug zur Herstellung eines Radträgers aus faserverstärktem Kunststoff. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Werkzeug wenigstens ein Innenwerkzeug und wenigstens zwei Außenwerkzeuge umfasst, wobei die Außenwerkzeuge einen Abschnitt des Radträgers alleine beaufschlagen. Vorzugsweise können die Außenwerkzeuge mit einem Innenwerkzeug geführt werden, das zum Freihalten einer Durchgangsöffnung vorgesehen ist.In addition, the invention relates to a tool for producing a wheel carrier made of fiber-reinforced plastic. This is characterized in that the tool comprises at least one inner tool and at least two outer tools, wherein the outer tools act on a portion of the wheel carrier alone. Preferably, the outer tools can be guided with an inner tool, which is provided to keep a passage opening free.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den im Folgenden beschriebenen Figuren und Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen:
-
1 eine flaschenförmige Flechtstruktur, -
2 einen Radträger in einer ersten Ansicht, -
3 einen Radträger in einer zweiten Ansicht, -
4 einen Radträger in einer dritten Ansicht, -
5 einen Radträger in einer vierten Ansicht, -
6 einen Metalleinleger, -
7 einen Radträger in einer fünften Ansicht, -
8 einen Radträger in einer sechsten Ansicht.
-
1 a bottle-shaped braiding structure, -
2 a wheel carrier in a first view, -
3 a wheel carrier in a second view, -
4 a wheel carrier in a third view, -
5 a wheel carrier in a fourth view, -
6 a metal insert, -
7 a wheel carrier in a fifth view, -
8th a wheel carrier in a sixth view.
Unabhängig vom Innenwerkzeug
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- flaschenförmiger Hohlkörperbottle-shaped hollow body
- 22
- Faserfiber
- 33
- Faserfiber
- 44
- Faserfiber
- 55
- Faserbündelfiber bundles
- 66
- Öffnungopening
- 77
- erster Bereichfirst area
- 88th
- zweiter Bereichsecond area
- 99
- Innenwerkzeuginternal tool
- 1010
- Radträgerwheel carrier
- 1212
- Höhlungcavity
- 1414
- DurchgangsöffnungThrough opening
- 1616
- Gleitringsliding ring
- 1818
- Bodenground
- 2020
- Federtellerspring plate
- 2222
- Einlegerdepositors
- 2424
- Keilwedge
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