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Die vorliegende Erfindung betrifft eine tragende Struktur, beispielsweise eine Rahmenstruktur, die bei Fahrzeugen Anwendung finden kann. Insbesondere ist eine Anwendung bei straßengebundenen Fahrzeugen und Flugzeugen denkbar.
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Eine tragende Struktur kann beispielsweise eine Gitterrahmenstruktur sein, die aus Stahlprofilen gebildet ist.
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Die
US 5,435,869 A offenbart einen aus einem Faserverbundmaterial gebildeten Pedalarm für ein Fahrrad.
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Die
DE 29 23 535 A1 offenbart einen Solargenerator für einen Raumflugkörper.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine tragende Struktur bereitzustellen, welche eine geringe Masse aufweist und stabil ausgebildet ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine tragende Struktur gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Dadurch, dass erfindungsgemäß ein oder mehrere Stabelemente mit einem stabförmigen Grundkörper aus faserverstärktem Material sowie an dem Grundkörper festgelegte Anbindungselemente vorgesehen sind, kann ein stabiles Stabelement mit geringer Masse bereitgestellt werden, welches zudem vorzugsweise einfach und stabil an ein oder mehrere Knotenelemente anbindbar ist.
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Das Stabelement ist insbesondere ein stabförmiges Element, welches insbesondere länglich und dünn ausgebildet ist und vorzugsweise eine senkrecht zu einer Längsrichtung des Stabelements genommene geringe Querschnittsfläche aufweist.
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Eine Breite oder Dicke des Stabelements beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 20 %, beispielsweise höchstens ungefähr 10 %, insbesondere höchstens ungefähr 5 %, einer Länge des Stabelements.
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Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Stabelemente als Zugelemente ausgebildet sind.
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Ein Zugelement ist insbesondere ein auf Zug belastbares Element, bei welchem vorzugsweise die beiden Anbindungselemente in einander abgewandten Richtungen auseinandergezogen werden.
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Das Stabelement ist insbesondere ein Zugstab.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Stabelemente als Druckelemente ausgebildet sind.
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Ein solches Druckelement ist insbesondere auf Druck belastbar, wobei die Anbindungselemente derart mit einer Kraft beaufschlagt werden, dass diese aufeinanderzu gedrückt werden.
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Mittels des Grundkörpers wird vorzugsweise eine Zugkraft und/oder eine Druckkraft zwischen den Anbindungselementen übertragen.
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Günstig kann es sein, wenn die Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers die Anbindungselemente in einer Längsrichtung des jeweiligen Stabelements hintergreifen. Auf diese Weise kann eine besonders stabile Verbindung der Anbindungselemente mit dem Grundkörper realisiert werden. Insbesondere können mittels des Stabelements dann hohe Zugkräfte übertragen werden.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn die tragende Struktur mehrere Stabelemente und mehrere Knotenelemente umfasst.
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Mittels der Stabelemente und der Knotenelemente ist vorzugsweise eine Fachwerkstruktur gebildet.
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Vorteilhaft kann es sein, wenn mehrere Stabelemente an einem Knotenelement angeordnet sind.
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Eine Kraftübertragung von einem Stabelement auf ein oder mehrere weitere Stabelemente erfolgt vorzugsweise mittels eines oder mehrerer Knotenelemente.
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Das eine oder die mehreren Knotenelemente umfassen vorzugsweise ein metallisches Material, insbesondere Aluminium oder Stahl, oder sind aus einem metallischen Material, insbesondere Aluminium oder Stahl, gebildet.
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Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass die Anbindungselemente ein metallisches Material, insbesondere Aluminium oder Stahl, umfassen oder aus einem metallischen Material, insbesondere Aluminium oder Stahl, gebildet sind.
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Die Anbindungselemente und das eine oder die mehreren Knotenelemente sind vorzugsweise aus dem gleichen Material gebildet.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Anbindungselemente und das eine oder die mehreren Knotenelemente aus unterschiedlichen Materialien gebildet sind.
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Die Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers umfassen oder sind vorzugsweise Kohlenstofffasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern.
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Es kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Stabelemente einen hohlen Grundkörper aufweisen.
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Insbesondere ist oder umfasst der Grundkörper ein Hohlprofil oder ein Profilrohr.
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Die Anbindungselemente weisen eine Oberfläche auf, welche zumindest abschnittsweise kugelförmig ist.
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Vorzugsweise ist diese Oberfläche diejenige Oberfläche, auf welche die Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers gelegt sind.
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Die Anbindungselemente umfassen jeweils einen Wickelabschnitt, welcher mit den Fasern des faserverstärkten Materials umwickelt oder umwickelbar ist.
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Alternativ oder ergänzend hierzu umfassen die Anbindungselemente vorzugsweise jeweils einen Verbindungsabschnitt, mittels welchem die Anbindungselemente und/oder das jeweilige Stabelement an einem oder mehreren Knotenelementen festgelegt oder festlegbar sind.
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Der Wickelabschnitt ist zumindest abschnittsweise kugelschalenförmig ausgebildet.
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Günstig kann es sein, wenn der Wickelabschnitt zumindest abschnittsweise hohlzylindrisch ausgebildet ist.
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Der Wickelabschnitt bildet vorzugsweise eine Endkappe für einen Innenraum des Grundkörpers.
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Bei einer Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Wickelabschnitt vollständig innerhalb des Grundkörpers angeordnet ist.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der Grundkörper eine faserverstärkte Hülle umfasst oder durch eine faserverstärkte Hülle gebildet ist. Der Wickelabschnitt eines Anbindungselements ist vorzugsweise vollständig innerhalb der faserverstärkten Hülle des Grundkörpers angeordnet.
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Die Anbindungselemente umfassen jeweils einen Wickelabschnitt und einen Verbindungsabschnitt, wobei der Wickelabschnitt mit den Fasern des faserverstärkten Materials umwickelt ist und wobei der Verbindungsabschnitt aus dem Grundkörper herausragt.
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Ein Querschnitt des einen oder der mehreren Stabelemente kann beispielsweise rotationssymmetrisch sein. Der Grundkörper umfasst dabei vorzugsweise einen Kreiszylinderabschnitt, insbesondere einen Kreiszylindermantelabschnitt.
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Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Stabelemente einen nicht rotationssymmetrischen Querschnitt aufweisen.
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Beispielsweise kann vorgesehen sein, dass das eine oder die mehreren Stabelemente ein Rechteckprofil aufweisen, wobei eine, zwei, drei oder vier Kanten oder Ecken abgeflacht oder abgerundet sein können.
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Die erfindungsgemäße tragende Struktur eignet sich insbesondere zur Verwendung in einem Fahrzeug, beispielsweise einem Kraftfahrzeug, insbesondere einem Personenkraftwagen oder Lastkraftwagen.
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Ferner eignet sich die tragende Struktur zur Verwendung in Flugzeugen.
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Grundsätzlich ist die tragende Struktur überall dort einsetzbar, wo eine steife und stabile Struktur mit geringer Masse erforderlich ist.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung einer tragenden Struktur.
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Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereitzustellen, mittels welchem eine leichte und stabil ausgebildete tragende Struktur herstellbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 10 gelöst.
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Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise einzelne oder mehrere der im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen tragenden Struktur beschriebenen Merkmale und/oder Vorteile auf.
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Günstig kann es sein, wenn die Fasern des faserverstärkten Materials derart auf die Anbindungselemente gewickelt werden, dass die Fasern zumindest abschnittsweise mit einer parallel zu einer Längsmittelachse des Stabelements verlaufenden Achse einen spitzen Winkel einschließen.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass die Fasern des faserverstärkten Materials derart auf die Anbindungselemente gewickelt werden, dass die Fasern in einem Zylinderabschnitt des Grundkörpers, insbesondere einem Hohlzylinderabschnitt des Grundkörpers, mit einer parallel zu einer Längsmittelachse des Stabelements verlaufenden Achse einen spitzen Winkel einschließen.
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Der Winkel zwischen den Fasern und der parallel zur Längsmittelachse des Stabelements verlaufenden Achse, insbesondere im Bereich des Zylinderabschnitts oder Hohlzylinderabschnitts des Grundkörpers, beträgt vorzugsweise höchstens ungefähr 15°, insbesondere höchstens ungefähr 10°, beispielsweise höchstens ungefähr 7°. Dieser Winkel kann als Wickelwinkel bezeichnet werden.
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Um ein Abrutschen der Fasern von den Anbindungselementen zu vermeiden, werden die Fasern um einen Verbindungsabschnitt des Anbindungselements gewickelt. Insbesondere wird der Verbindungsabschnitt umwickelt, um ein Abrutschen zu vermeiden.
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Günstig kann es sein, wenn die Fasern des faserverstärkten Materials quasi-isotensoid, geodätisch und/oder quasi-polar auf die Anbindungselemente gewickelt werden.
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Unter einer quasi-isotensoiden Wicklung der Fasern ist insbesondere zu verstehen, dass die Fasern im Benutzungszustand des Stabelements, insbesondere im Falle einer Zugbelastung, über die gesamte Länge der Fasern hinweg im Wesentlichen gleichmäßig auf Zug belastet werden.
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Unter einer geodätischen Wicklung der Fasern ist insbesondere zu verstehen, dass die Fasern längs eines Oberflächenwegs gewickelt werden, welcher die lokal kürzeste Verbindung zwischen zwei Punkten auf der Oberfläche darstellt.
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Unter einer quasi-polaren Wicklung der Fasern ist insbesondere zu verstehen, dass die Fasern zumindest näherungsweise in Richtung oder aus Richtung eines Verbindungsabschnitts eines Anbindungselements gewickelt werden, wobei der Verbindungsabschnitt einen Pol des Wickelabschnitts des Anbindungselements bildet. Insbesondere ist hierbei ein kugelabschnittförmiges Wickelelement vorgesehen, welches mit einem an der Längsmittelachse des Stabelements angeordneten Verbindungsabschnitt als Pol versehen ist.
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Günstig kann es sein, wenn zur Herstellung der tragenden Struktur mehrere Stabelemente hergestellt werden, mehrere Knotenelemente bereitgestellt werden und die Stabelemente mittels Verbindungsabschnitten der Anbindungselemente an den Knotenelementen festgelegt werden. Insbesondere kann hierbei eine Fachwerkstruktur hergestellt werden.
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Zur Herstellung des Grundkörpers eines jeden Stabelements kann beispielsweise ein Zusatzelement vorgesehen sein, welches zwischen den zwei Anbindungselementen angeordnet oder anordenbar ist und die Anbindungselemente beim Umwickeln derselben mit den Fasern in einer vorgegebenen (Relativ-)Position hält.
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Dieses Zusatzelement kann nach erfolgtem Herstellen des Grundkörpers, insbesondere nach Aushärten eines Matrixmaterials des faserverstärkten Materials, entfernt werden oder in dem Grundkörper verbleiben.
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Günstig kann es sein, wenn ein oder mehrere Stabelemente, insbesondere sämtliche Stabelemente, jeweils ein oder mehrere Druckkraftübertragungselemente umfassen.
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Das Druckkraftübertragungselement bildet vorzugsweise einen Kern, auf welchen die Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers aufgewickelt werden oder aufgewickelt sind.
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Es kann vorgesehen sein, dass das Druckkraftübertragungselement an einander gegenüberliegend angeordneten Enden desselben mit den Anbindungselementen verbunden ist oder dass die Anbindungselemente an einander gegenüberliegenden Enden des Druckkraftübertragungselements an das Druckkraftübertragungselement angrenzen.
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Günstig kann es sein, wenn das Druckkraftübertragungselement im fertiggestellten Zustand des Stabelements innerhalb einer Hülle des Grundkörpers des Stabelements angeordnet ist.
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Das Druckkraftübertragungselement kann beispielsweise Bestandteil des Grundkörpers oder ein von dem Grundkörper verschiedenes Bauteil sein.
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Vorzugsweise grenzen die Anbindungselemente derart an das Druckkraftübertragungselement an, dass im Falle einer applizierten Druckkraft längs der Längsmittelachse diese Druckkraft von einem Anbindungselement auf das Druckkraftübertragungselement und von dem Druckkraftübertragungselement auf das weitere Anbindungselement übertragbar ist.
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Der Grundkörper eines jeden Stabelements bildet oder umfasst vorzugsweise ein Zugkraftübertragungselement.
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Vorzugsweise ist mittels des faserverstärkten Materials des Grundkörpers, insbesondere mittels einer aus dem faserverstärktem Material des Grundkörpers gebildeten Hülle des Grundkörpers, ein Zugkraftübertragungselement gebildet.
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Das Zugkraftübertragungselement umgibt vorzugsweise das Druckkraftübertragungselement und/oder die beiden Anbindungselemente, insbesondere die beiden Wickelabschnitte der beiden Anbindungselemente.
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Mittels des Zugkraftübertragungselements kann insbesondere eine Zugkraft, welche auf das Stabelement einwirkt, von einem Anbindungselement auf das andere Anbindungselement übertragen werden.
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Vorzugsweise ist eine Zugkraftübertragung entkoppelt von einer Druckkraftübertragung.
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Die Zugkraftübertragung erfolgt vorzugsweise mittels des Zugkraftübertragungselements, insbesondere mittels der Hülle des Grundkörpers.
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Die Druckkraftübertragung erfolgt vorzugsweise mittels des Druckkraftübertragungselements, insbesondere eines zwischen den Anbindungselementen angeordneten Kerns.
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Das eine oder die mehreren Stabelemente sind vorzugsweise derart ausgebildet, dass bei einer Druckkraftübertragung von einem Anbindungselement auf das weitere Anbindungselement keine oder lediglich eine geringe Kraftübertragung auf das Zugkraftübertragungselement oder mittels des Zugkraftübertragungselements erfolgt.
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Ferner ist vorzugsweise vorgesehen, dass bei einer Zugkraftübertragung von einem der Anbindungselemente auf das weitere Anbindungselement vorzugsweise keine oder lediglich eine geringe Kraftübertragung auf das Druckkraftübertragungselement oder mittels des Druckkraftübertragungselements erfolgt.
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Günstig kann es sein, wenn das Zugkraftübertragungselement und das Druckkraftübertragungselement zumindest geringfügig relativ zueinander bewegbar sind.
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Das faserverstärkte Material ist vorzugsweise ein faserverstärktes Kunststoffmaterial.
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Insbesondere zur Berücksichtigung von unterschiedlichen Biegeanforderungen kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Stabelemente nicht rotationssymmetrische Profile umfassen.
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Das eine oder die beiden Anbindungselemente eines jeden Stabelements sind vorzugsweise vollständig mit den Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers umwickelt. Hierdurch ergibt sich insbesondere eine optimale Abstützung der Anbindungselemente an dem Grundkörper bei axialer Belastung, insbesondere Zugbelastung.
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Zur Verbindung zwischen den Verbindungsabschnitten der Anbindungselemente und den Knotenelementen kann insbesondere eine Schraubverbindung, eine Schweißverbindung, eine Rastverbindung und/oder eine sonstige formschlüssige, kraftschlüssige und/oder stoffschlüssige Verbindung vorgesehen sein.
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Weitere bevorzugte Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung eines Ausführungsbeispiels.
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In den Zeichnungen zeigen:
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1 eine schematische Darstellung einer Ausführungsform einer tragenden Struktur, welche mehrere Stabelemente und mehrere Knotenelemente umfasst;
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2 eine vergrößerte Darstellung eines Stabelements der tragenden Struktur aus 1;
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3 eine vergrößerte Darstellung des Bereichs III in 2; und
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4 eine schematische Draufsicht auf ein Anbindungselement eines Stabelements bei der Herstellung des Stabelements, mit Blickrichtung in Richtung des Pfeils 4 in 2.
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Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
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Eine in den 1 bis 4 dargestellte Ausführungsform einer als Ganzes mit 100 bezeichneten tragenden Struktur kommt beispielsweise im Fahrzeugbau zur Anwendung.
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Die tragende Struktur 100 dient insbesondere der Aufnahme und Übertragung von Kräften. Beispielsweise kann die tragende Struktur 100 als Bestandteil einer Karosserie eines Kraftfahrzeugs vorgesehen sein.
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Die tragende Struktur 100 ist beispielsweise als eine Fachwerkstruktur 102 ausgebildet.
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Die tragende Struktur 100 umfasst mehrere Stabelemente 104 und mehrere Knotenelemente 106.
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Mittels der Knotenelemente 106 sind die Stabelemente 104 miteinander verbunden.
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Die Stabelemente 104 können in gleichen oder unterschiedlichen Längen L vorliegen und mit gleichen oder unterschiedlich ausgebildeten Knotenelementen 106 miteinander verbunden sein.
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Durch geeignete Auswahl der Stabelemente 104 und der Knotenelemente 106 können viele unterschiedliche Varianten von tragenden Strukturen 100 hergestellt werden. Insbesondere können hierbei vorgefertigte Standard-Stabelemente 104 und Standard-Knotenelemente 106 zur Herstellung unterschiedlicher tragender Strukturen 100 vorgesehen sein.
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Eine tragende Struktur 100 kann beispielsweise aus metallischen Werkstoffen gebildet sein.
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Insbesondere zur Gewichtsersparnis kann jedoch auch ein faserverstärktes Material eingesetzt werden.
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Insbesondere kann vorgesehen sein, dass einzelne Bauteile der tragenden Struktur 100, beispielsweise die Knotenelemente 106, aus einem metallischen Material gebildet sind. Die Stabelemente 104 können beispielsweise teilweise aus einem faserverstärktem Material und teilweise aus einem metallischen Material gebildet sein.
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Wie insbesondere 2 zu entnehmen ist, umfasst jedes Stabelement 104 vorzugsweise zwei Anbindungselemente 108, welche an einander gegenüberliegenden Seiten eines stabförmigen Kerns 110 des Stabelements 104 angeordnet sind.
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Die Anbindungselemente 108 umfassen vorzugsweise jeweils einen kuppelförmigen Wickelabschnitt 112 sowie einen Verbindungsabschnitt 114.
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Der Verbindungsabschnitt 114 ragt insbesondere längs einer Längsmittelachse 116 des Stabelements 104 von dem jeweiligen Wickelabschnitt 112 eines jeden Anbindungselements 108 weg.
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Die Anbindungselemente 108 sind an einander gegenüberliegenden Enden 118 des Stabelements 104 angeordnet.
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Das Stabelement 104 umfasst ferner einen Grundkörper 120, mittels welchem die beiden Anbindungselemente 108 miteinander verbunden sind.
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Der Grundkörper 120 umfasst insbesondere eine Hülle 122, welche die Anbindungselemente 108 und den Kern 110 des Stabelements 104 umgibt.
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Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, ist die Hülle 122 des Grundkörpers 120 insbesondere eine auf den Wickelabschnitten 112 der Anbindungselemente 108 sowie auf dem Kern 110 aufliegende Lage des Stabelements 104.
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Die Hülle 122 ist insbesondere aus einem faserverstärkten Material gebildet und umfasst somit eine Vielzahl von Fasern, welche sich längs einer Oberfläche 124 der Anbindungselemente 108 und des Kerns 110 erstrecken.
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Wie insbesondere den 3 und 4 zu entnehmen ist, sind die durch Pfeile angedeuteten Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers 120, insbesondere der Hülle 122 des Grundkörpers 120, auf die Anbindungselemente 108 und den Kern 110 aufgewickelt.
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Insbesondere sind die beiden Wickelabschnitte 112 der Anbindungselemente 108 im Wesentlichen vollständig mit den Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers 120 umwickelt, so dass die Hülle 122 im Bereich der Anbindungselemente 108 im Wesentlichen kuppelartige Endkappen aufweist.
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Im Bereich des Kerns 110 ist die Hülle 122 der Form des Kerns 110 entsprechend, insbesondere im Wesentlichen zylinderförmig, vorzugsweise hohlzylinderförmig.
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Wie insbesondere 3 zu entnehmen ist, ist ein Wickelwinkel α (alpha) der Fasern vorzugsweise so gewählt, dass dieser Wickelwinkel α zumindest im Bereich des Kerns 110 des Stabelements 104 mit parallel zur Längsmittelachse 116 verlaufenden Achsen oder Geraden einen spitzen Winkel einschließt. In 3 ist dieser spitze Winkel zur besseren Veranschaulichung vergrößert dargestellt. Tatsächlich beträgt dieser Wickelwinkel α vorzugsweise höchstens ungefähr 15°, beispielsweise ungefähr 7°.
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Wie insbesondere 4 zu entnehmen ist, ist der Verbindungsabschnitt 114 eines jeden Anbindungselements 108 im Übergangsbereich zu dem Wickelabschnitt 112 mit den Fasern umwickelt. Hierdurch kann insbesondere ein unerwünschtes Abrutschen der Fasern von dem Anbindungselement 108 auch bei sehr geringen Wickelwinkeln α verhindert werden.
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Im montierten Zustand der tragenden Struktur 100 dienen die Stabelemente 104 insbesondere der Kraftübertragung von einem Anbindungselement 108 auf das weitere Anbindungselement 108. Insbesondere wird dabei eine Kraft von dem einen Verbindungsabschnitt 114 des einen Anbindungselements 108 auf den weiteren Verbindungsabschnitt 114 des weiteren Anbindungselements 108 übertragen.
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Die Stabelemente 104 sind hierzu insbesondere mittels der Verbindungsabschnitte 114 an den Knotenelementen 106 festgelegt, beispielsweise mittels einer Schraubverbindung und/oder einer Schweißverbindung.
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Die Anbindungselemente 108, insbesondere die Verbindungsabschnitte 114, sind dabei vorzugsweise aus dem gleichen Material gebildet wie die Knotenelemente 106, beispielsweise aus einem metallischen Material.
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Eine Kraftübertragung mittels der Stabelemente 104 erfolgt vorzugsweise längs der Längsmittelachse 116 und somit in oder entgegen einer Längsrichtung 126 eines jeden Stabelements 104 (siehe 3).
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Wenn mittels eines Stabelements 104 beispielsweise eine Zugkraft übertragen werden soll, so wird diese Zugkraft beispielsweise zunächst auf ein Anbindungselement 108 aufgebracht, wodurch das Anbindungselement 108 von dem weiteren Anbindungselement 108 weggezogen wird.
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Aufgrund der Umwicklung der beiden Anbindungselemente 108 mit den Fasern des faserverstärkten Materials des Grundkörpers 120, insbesondere der Hülle 122 des Grundkörpers 120, wird vermieden, dass das eine Anbindungselement 108 von dem anderen Anbindungselement 108 entfernt werden kann. Insbesondere wird mittels der Hülle 122 eine Zugkraft von dem einen Anbindungselement 108 auf das weitere Anbindungselement 108 übertragen.
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Das weitere Anbindungselement 108 überträgt diese Zugkraft schließlich mittels des zugehörigen Verbindungsabschnitts 114 auf ein weiteres Knotenelement 106.
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Zur Übertragung von Zugkräften zwischen den Anbindungselementen 108 dient somit im Wesentlichen ausschließlich die Hülle 122 des Grundkörpers 120.
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Die Hülle 122 bildet somit insbesondere ein Zugkraftübertragungselement 128 des Stabelements 104.
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Der Kern 110 wirkt bei der Übertragung von Zugkräften vorzugsweise nicht mit.
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Zur Übertragung von Druckkräften von einem Anbindungselement 108 auf das weitere Anbindungselement 108 wird beispielsweise eine Druckkraft auf eines der Anbindungselemente 108 aufgebracht, welches folglich in der Längsrichtung 126 in Richtung des weiteren Anbindungselements 108 gedrückt wird.
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Diese Druckkraft wird dann von dem Anbindungselement 108 zunächst auf den Kern 110 und anschließend von dem Kern 110 auf das weitere Anbindungselement 108 übertragen.
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Der Kern 110 bildet somit ein Druckkraftübertragungselement 130 des Stabelements 104.
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Die Druckkraftübertragung erfolgt dabei insbesondere unabhängig von der Hülle 122 des Stabelements 104.
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Die Zugkraftübertragung und die Druckkraftübertragung sind somit vorzugsweise voneinander entkoppelt, so dass insbesondere eine stauchende Belastung des faserverstärkten Materials, welche zu einer Beschädigung desselben führen könnte, wirksam vermieden wird.
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Durch die Ausgestaltung des Zugkraftübertragungselements 128 als Hülle 122 aus einem faserverstärktem Material können vorzugsweise hohe Zugkräfte übertragen werden, insbesondere unter Erzielung einer möglichst geringen Masse der Stabelemente 104 und somit der gesamten tragenden Struktur 100.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- tragende Struktur
- 102
- Fachwerkstruktur
- 104
- Stabelement
- 106
- Knotenelement
- 108
- Anbindungselement
- 110
- Kern
- 112
- Wickelabschnitt
- 114
- Verbindungsabschnitt
- 116
- Längsmittelachse
- 118
- Ende
- 120
- Grundkörper
- 122
- Hülle
- 124
- Oberfläche
- 126
- Längsrichtung
- 128
- Zugkraftübertragungselement
- 130
- Druckkraftübertragungselement
- L
- Länge
- α (alpha)
- Wickelwinkel
