DE102016212437A1 - Bauteil - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Bauteil (2), das einen Grundkörper (4) aus Aluminium umfasst, wobei an einer Oberfläche des Grundkörpers (4) zumindest teilweise eine Schicht (6) aus einer Glaspressmasse aufgebracht ist, wobei das Bauteil mit mindestens einem weiteren Bauteil (2) aus einem Faserverbundwerkstoff zu verbinden ist, wobei die Schicht (6) auf der Oberfläche des Grundkörpers (4) als Kontaktfläche zu dem mindestens einen weiteren Bauteil vorgesehen ist.
Description
- Die Erfindung betrifft ein Bauteil.
- Bei einem Verbinden von zwei Bauteilen bzw. Werkstücken ist unter anderem zu berücksichtigen, dass diese beiden Bauteile bezüglich ihrer Form aneinanderpassen. Dabei kann bei dem Verbinden der beiden Bauteile bspw. vorgesehen sein, dass mindestens eines der beiden Bauteile dabei verformt und somit angepasst wird. Um jedoch eine dauerhafte Verbindung der mindestens zwei Bauteile bereitzustellen, sind auch Materialeigenschaften der beiden Bauteile zu berücksichtigen.
- Aus der Druckschrift
DE 2 307 032 A ist ein Verfahren zur Herstellung eines thermoplastischen Belags zur Selbstsicherung einer Metallschraube bekannt, wobei die Metallschraube auf eine Temperatur erwärmt wird, die über einem Schmelzpunkt des thermoplastischen Materials liegt, wobei in Gewindegänge der Metallschraube eine bestimmte Menge des thermoplastischen Materials aufgebracht und zum Schmelzen gebracht wird. - Aus der Druckschrift
EP 2 000 680 B1 ist ein Beschichtungsmittel zum Ausbilden einer Beschichtung für eine Gewindeschneidschraube bekannt, wobei als Beschichtungsmittel eine Thermoplastharz-Emulsion verwendet wird. - Ein als Schraube ausgebildetes Befestigungsmittel ist in der Druckschrift
EP 2 540 781 A1 beschrieben, wobei das Befestigungsmittel mit einer Beschichtungszusammensetzung beschichtet ist, die ein polymeres Bindemittel umfasst. - Vor diesem Hintergrund wird ein Bauteil mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs 1 vorgestellt. Ausführungsformen des Bauteils gehen aus den abhängigen Patentansprüchen und der Beschreibung hervor.
- Das erfindungsgemäße Bauteil umfasst einen Grundkörper aus Aluminium, wobei an mindestens einer Oberfläche bzw. Außenseite des Grundkörpers zumindest teilweise eine Schicht aus einer Glaspressmasse aufgebracht bzw. aufgetragen oder angeordnet ist, wobei das Bauteil mit mindestens einem weiteren Bauteil aus einem Faserverbundwerkstoff, bspw. einem faserverstärktem Kunststoff, zu verbinden ist, wobei die Schicht auf der Oberfläche des Grundkörpers als Kontaktfläche zu dem mindestens einen weiteren Bauteil vorgesehen ist. Dabei ist der Grundkörper bspw. als Lasteinleitungselement ausgebildet und/oder zu bezeichnen.
- Das vorgestellte Bauteil mit dem Grundkörper aus Aluminium und der darauf aufgebrachten Schicht aus Glaspressmasse ist bspw. als Verbindungselement und/oder Befestigungselement für das mindestens eine weitere Bauteil aus Faserverbundwerkstoff ausgebildet. So sind mit dem Bauteil bspw. zwei weitere Bauteile aus Faserverbundwerkstoff zu verbinden bzw. aneinander zu befestigen.
- Üblicherweise ist auf der Oberfläche eine duroplastische Glaspressmasse aufgebracht. Alternativ oder ergänzend ist als Glaspressmasse ein Reaktionsharz für den Faserverbundwerkstoff zu verwenden.
- Zum Herstellen des Bauteils ist der Grundkörper mit der Glaspressmasse zu umpressen und/oder zu umspritzen. Hierzu ist die Glaspressmasse auf eine Temperatur zu erhitzen, die mindestens so hoch wie ihr Schmelzpunkt ist. Weiterhin ist es möglich, auch den Grundkörper aus Aluminium mindestens auf die Schmelztemperatur der Glaspressmasse zu erhitzen. Dabei ist die Glaspressmasse in einem flüssigen Zustand auf dem Grundkörper aufzubringen. Danach wird das nunmehr fertiggestellte Bauteil abgekühlt.
- Ergänzend ist es möglich, dass die Schicht aus der Glaspressmasse an einer Oberfläche zusätzlich eine Struktur als formschlüssige Kontaktfläche zu dem mindestens einen weiteren Bauteil aufweist. Diese Struktur ist beim Aufbringen der Glaspressmasse auf den Grundkörper zu formen.
- In Ausgestaltung ist der Grundkörper rotationssymmetrisch ausgebildet, wobei die auf dem Grundkörper aufgebrachte Schicht aus Glaspressmasse zumindest teilweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
- Das vorgestellte, erfindungsgemäße Bauteil umfasst demnach den Grundkörper aus Aluminium, der mit der Glaspressmasse ummantelt ist, wobei dieses Bauteil für eine Struktur bzw. Anordnung einzusetzen und/oder zu verwenden ist, die das mindestens eine weitere Bauteil umfasst, das aus einem C-SMC-Material und somit einem shield molding compound bzw. einem duroplastischen Reaktionsharz für Faserverbundwerkstoffe gebildet ist.
- Bei dem vorgestellten Bauteil wird zur Lasteinleitung der Grundkörper aus Aluminium statt aus Stahl gebildet. Die Beschichtung aus der Glaspressmasse dient unter anderem dazu, eine Korrosion zu dem mindestens einen weiteren Bauteil aus dem C-SMC-Material zu vermeiden.
- Außerdem weist Aluminium eine geringere Dichte als Stahl auf, weshalb das vorgestellte Bauteil im Vergleich zu einem gleich großen Bauteil aus Stahl erheblich leichter ist. Demnach ist das Bauteil unter anderem auch für einen Einsatz in einem Fahrzeug, bspw. Kraftfahrzeug, geeignet.
- Durch die Ummantelung des Grundkörpers aus Aluminium mit einer dünnen duroplastischen Glaspressmasse ist es möglich, dieses Bauteil mit mindestens einem weiteren C-SMC Bauteil zu verbinden, wobei dieses mindestens eine weitere Bauteil faserverstärkt ist. In der Regel weist das mindestens eine weitere Bauteil Fasern aus Kohlenstoff auf. Durch die Glaspressmasse, mit der der Grundkörper des Bauteils aus Aluminium beschichtet bzw. ummantelt ist, kann eine Korrosion zwischen Aluminium und den Fasern aus Kohlenstoff vermieden werden. Als Glaspressmasse kann bspw. Glas BMC (bulk molding compound) und somit ein Faser-Matrix-Halbzeug bzw. Matrixmaterial für einen Faserverbundwerkstoff oder Glas SMC (shield molding compound) verwendet werden.
- Außerdem kann die Schicht auf der Oberfläche des Grundkörpers mit einer Struktur versehen werden, durch die ein Formschluss zu dem mindestens einen weiteren Bauteil bereitzustellen ist.
- Demnach wird zum Herstellen des Bauteils der Grundkörper als Lasteinleitungselement mit der verflüssigten Glaspressmasse umpresst und/oder umspritzt. Außerdem kann je nach Anwendung in die Schicht aus Glaspressmasse die voranstehend genannte entsprechende Struktur integriert werden.
- Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den beiliegenden Zeichnungen.
- Es versteht sich, dass die voranstehend 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.
- Die Erfindung ist anhand von Ausführungsformen in den Zeichnungen schematisch dargestellt und wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen schematisch und ausführlich beschrieben.
-
1 zeigt in schematischer Darstellung eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils. -
2 zeigt in schematischer Darstellung eine zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils. -
3 zeigt in schematischer Darstellung eine dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils. - Die Figuren werden zusammenhängend und übergreifend beschrieben, gleichen Komponenten sind dieselben Bezugsziffern zugeordnet.
- Die in
1 dargestellte erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils2 umfasst einen hier rotationssymmetrischen Grundkörper4 aus Aluminium, auf dem zumindest teilweise eine Schicht6 aus einer Glaspressmasse aufgebracht ist, wobei die Glaspressmasse zum Herstellen des Bauteils2 zunächst zumindest auf ihre Schmelztemperatur zu erwärmen und im flüssigen Zustand auf die Oberfläche des Grundkörpers4 aufgetragen wird. - Hierbei umfasst der rotationssymmetrische Grundkörper
4 zwei miteinander verbundene zylinderförmige Abschnitte, wobei hierbei ein erster Abschnitt als Kopf zu bezeichnen und/oder ausgebildet ist und einen ersten Durchmesser sowie eine erste Höhe aufweist. Der zweite Abschnitt des Grundkörpers4 ist hier als Stift bzw. Stab ausgebildet und/oder zu bezeichnen und umfasst einen zweiten Durchmesser sowie eine zweite Höhe. Die beiden Abschnitte des rotationssymmetrischen Grundkörpers4 unterscheiden sich zumindest bezüglich einer geometrischen Größe, das heißt bezüglich des Durchmessers und/oder der Höhe, voneinander. Bei der hier vorgestellten Ausführungsform des Bauteils2 ist vorgesehen, dass der hier als Kopf ausgebildete Abschnitt einen größeren Durchmesser als der als Stift ausgebildete Abschnitt aufweist, wohingegen der als Stift ausgebildete Abschnitt eine größere Höhe als der als Kopf ausgebildete Abschnitt aufweist. - Die in
2 schematisch dargestellte zweite Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils8 weist denselben Grundkörper4 aus Aluminium wie die erste Ausführungsform des Bauteils2 aus1 auf. Allerdings umfasst bei der zweiten Ausführungsform des Bauteils8 eine Schicht10 aus Glaspressmasse, die auf dem Grundkörper2 aufgetragen ist, eine zu einer Außenkorrektur eines weiteren daran auszuordneten Bauteils formschlüssige Struktur, hier zwei zueinander koaxial angeordnete Ringe12 ,14 , die hier den als Stift ausgebildeten Abschnitt des Grundkörpers4 umschließen. - Die in
3 schematisch dargestellte dritte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Bauteils16 weist hier einen rotationssymmetrischen Grundkörper18 aus Aluminium auf, der hier eine Form eines Rotationshyperboloids aufweist. Dabei ist auf der Oberfläche des Grundkörpers18 eine ebenfalls rotationssymmetrische Schicht20 aus Glaspressmasse aufgebracht, wobei hierbei vorgesehen ist, dass das gesamte Bauteil16 zylinderförmig ausgebildet ist und eine zylinderförmige Außenwand aus der Glaspressmasse aufweist. - ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 2307032 A [0003]
- EP 2000680 B1 [0004]
- EP 2540781 A1 [0005]
Claims (7)
- Bauteil, das einen Grundkörper (
4 ,18 ) aus Aluminium umfasst, wobei an einer Oberfläche des Grundkörpers (4 ,18 ) zumindest teilweise eine Schicht (6 ,10 ,20 ) aus einer Glaspressmasse aufgebracht ist, wobei das Bauteil mit mindestens einem weiteren Bauteil (2 ,8 ,16 ) aus einem Faserverbundwerkstoff zu verbinden ist, wobei die Schicht (6 ,10 ,20 ) auf der Oberfläche des Grundkörpers (4 ,18 ) als Kontaktfläche zu dem mindestens einen weiteren Bauteil vorgesehen ist. - Bauteil nach Anspruch 1, bei dem auf der Oberfläche eine duroplastische Glaspressmasse aufgebracht ist.
- Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Glaspressmasse ein Reaktionsharz für den Faserverbundwerkstoff ist.
- Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (
4 ,18 ) mit der Glaspressmasse umpresst ist. - Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (
4 ,18 ) mit der Glaspressmasse umspritzt ist. - Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem die Schicht (
6 ,10 ,20 ) aus der Glaspressmasse an einer Oberfläche eine Struktur als formschlüssige Kontaktfläche zu dem mindestens einen weiteren Bauteil aufweist. - Bauteil nach einem der voranstehenden Ansprüche, bei dem der Grundkörper (
4 ,18 ) rotationssymmetrisch ausgebildet ist, wobei die auf dem Grundkörper (4 ,18 ) aufgebrachte Schicht (6 ,10 ,20 ) aus Glaspressmasse zumindest teilweise rotationssymmetrisch ausgebildet ist.
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