DE102016216146A1 - Metal bolt and method for producing a bolt-shaped composite component - Google Patents

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    • B29L2001/002—Bolts

Abstract

Ein für die Herstellung eines faserumwickelten bolzenförmigen Verbundteils geeigneter Metallbolzen weist mindestens einen stirnseitigen Bord (3) mit einem nicht polygonförmigen Querschnitt auf.A suitable for the production of a fiber-wrapped bolt-shaped composite part metal bolt has at least one frontal board (3) with a non-polygonal cross-section.

Description

Die Erfindung betrifft einen für die Herstellung eines faserumwickelten bolzenförmigen Verbundbauteils geeigneten Metallbolzen. Weiter betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines bolzenförmigen Verbundbauteils.The invention relates to a suitable for the production of a fiber-wrapped bolt-shaped composite component metal bolt. Furthermore, the invention relates to a method for producing a bolt-shaped composite component.

Aus der EP 0 449 245 A2 ist ein bolzenförmiges Teil mit einem Kern aus Metall und einer Faserumwicklung bekannt.From the EP 0 449 245 A2 is known a bolt-shaped part with a core of metal and a fiber wrap.

Ein Verfahren zur Umwicklung eines Metallteils, welches ein Außengewinde aufweist, mit Fasern, ist zum Beispiel in der US 3,713,932 A offenbart.A method of wrapping a metal part having an external thread with fibers is disclosed, for example, in US Pat US 3,713,932 A disclosed.

Die DE 10 2009 024 973 B4 offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines schalenförmigen Bauteils, wobei eine Wandung des Bauteils durch Aufwickeln eines mit einem adhäsiven Medium versehenen Fasermaterials auf einen sich um eine Rotationsachse drehenden Körper erzeugt wird.The DE 10 2009 024 973 B4 discloses a method of manufacturing a cup-shaped member wherein a wall of the member is produced by winding a fibrous material provided with an adhesive medium onto a body rotating about a rotation axis.

Aus der DE 10 2011 088 286 A1 ist ein Verbundbauteil bekannt, bei welchem Bauteile aus verschiedenen Werkstoffen durch eine Klebeverbindung miteinander verbunden sind.From the DE 10 2011 088 286 A1 a composite component is known in which components made of different materials are joined together by an adhesive bond.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Fertigung von bolzenförmigen Verbundteilen mit metallischem Kern und Faserumwicklung gegenüber dem Stand der Technik weiterzuentwickeln. The invention has for its object to further develop the production of bolt-shaped composite parts with metallic core and Faserumwicklung over the prior art.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch einen für die Herstellung eines faserumwickelten bolzenförmigen Verbundteils geeigneten Metallbolzen mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Ferner wird die Aufgabe gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verbundbauteils gemäß Anspruch 4. Im Folgenden im Zusammenhang mit dem Herstellungsverfahren erläuterte Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gelten sinngemäß auch für die Vorrichtungen, das heißt den Metallbolzen sowie das diesen umfassende Verbundbauteil, und umgekehrt.This object is achieved by a suitable for the production of a fiber-wrapped bolt-shaped composite part metal bolt having the features of claim 1. Further, the object is achieved by a method for producing such a composite component according to claim 4. In the following in connection with the manufacturing method described embodiments and Benefits of the invention apply mutatis mutandis to the devices, that is the metal bolt and the composite component comprising this, and vice versa.

Der Metallbolzen weist mindestens einen stirnseitigen Bord mit einem nicht polygonförmigen Querschnitt auf. Insbesondere ist der Querschnitt des Bordes nicht rechteckig oder dreieckig. Vielmehr weist der Bord zumindest abschnittsweise eine gekrümmte Kontur auf. Diese gekrümmte Kontur sorgt dafür, dass die Faser mit einem besonders günstigen Verlauf, was die mechanische Beanspruchung betrifft, bei der Fertigung des Verbundbauteils um den Metallbolzen gelegt werden können. Spannungsspitzen innerhalb der Faserumwicklung werden durch den nicht polygonförmigen, zumindest abschnittsweise gekrümmten Querschnitt des Bordes vermieden oder im Vergleich zu herkömmlichen Lösungen zumindest signifikant reduziert.The metal bolt has at least one frontal board with a non-polygonal cross-section. In particular, the cross section of the board is not rectangular or triangular. Rather, the board has at least partially a curved contour. This curved contour ensures that the fiber can be placed around the metal bolt in the production of the composite component with a particularly favorable profile as far as the mechanical stress is concerned. Voltage peaks within the Faserumwicklung be avoided by the non-polygonal, at least partially curved cross section of the board or at least significantly reduced compared to conventional solutions.

In bevorzugter Ausgestaltung weist der Metallbolzen, welcher zur Herstellung des bolzenförmigen Verbundbauteils verwendet wird, an jeder Stirnseite einen Bord auf. Diese Borde können gleichartig oder verschiedenartig profiliert sein. Jeder Bord kann entweder einen symmetrischen oder einen asymmetrischen Querschnitt aufweisen.In a preferred embodiment, the metal bolt, which is used for the production of the bolt-shaped composite component, on each end face on a board. These shelves can be profiled similar or different. Each shelf can have either a symmetrical or an asymmetrical cross-section.

Bei dem Metallbolzen handelt es sich vorzugsweise um ein durch spanende Metallbearbeitung erzeugtes Werkstück, das heißt um ein Drehteil. Das den Metallbolzen aufweisende Verbundbauteil ist beispielsweise in einem CFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff)-gewickelten Hybridradlager verwendbar.The metal bolt is preferably a workpiece produced by machining metal machining, that is to say a turned part. The composite component having the metal bolt is usable in, for example, a CFRP (carbon fiber reinforced plastic) wound hybrid wheel bearing.

Nachfolgend werden zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen:Two embodiments of the invention will be explained in more detail with reference to a drawing. Herein show:

1 das Profil eines Bordes eines Metallbolzens, welcher für die Herstellung eines faserumwickelten Verbundbauteils vorgesehen ist, 1 the profile of a board of a metal bolt, which is intended for the production of a fiber-wound composite component,

2 eine alternative Profilierung eines Bordes eines für die Herstellung eines faserumwickelten bolzenförmigen Verbundbauteils vorgesehenen Metallbolzens. 2 an alternative profiling of a Bordes a provided for the production of a fiber-wrapped bolt-shaped composite component metal bolt.

Die nachfolgenden Erläuterungen beziehen sich, soweit nicht anders angegeben, auf beide Ausführungsbeispiele.The following explanations relate, unless stated otherwise, to both embodiments.

Ein nur ausschnittsweise angedeuteter Metallbolzen 1 weist einen zylindrischen Abschnitt 2 auf, an welchen sich ein in Form eines Flansches nach außen gerichteter Bord 3 anschließt. In nicht dargestellter Weise befindet sich jeweils ein Bord 3 spiegelsymmetrisch an beiden Stirnseiten des Metallbolzens 1.An only partially indicated metal bolt 1 has a cylindrical section 2 on which there is a directed in the form of a flange outboard 3 followed. In a manner not shown is in each case a board 3 mirror-symmetrical at both ends of the metal bolt 1 ,

Im Ausführungsbeispiel nach 1 ist die Kontur des Bordes 3 ausgehend vom zylindrischen Abschnitt 2 bis zur Stirnseite des Metallbolzens 1 durchgehend gekrümmt, wobei verschiedene Krümmungsradien ineinander übergehen.In the embodiment according to 1 is the contour of the board 3 starting from the cylindrical section 2 to the front of the metal bolt 1 continuously curved, with different radii of curvature merge into each other.

Im Unterschied hierzu weist der Bord 3 im Ausführungsbeispiel nach 2 sowohl gekrümmte Abschnitte 4 als auch gerade Abschnitte 5 auf. In contrast, the board indicates 3 in the exemplary embodiment 2 both curved sections 4 as well as straight sections 5 on.

In beiden Ausführungsbeispielen kann eine nicht dargestellte Faserumwicklung des Metallbolzens 1, mit welcher das jeweilige bolzenförmige Verbundbauteil komplettiert wird, in Radialrichtung über den Bord 3 hinausragen. In jedem Fall liegen Fasern unmittelbar am Bord 3 an. Durch die abgerundete Querschnittsgeometrie des Bordes 3 ist eine beanspruchungsgerechte Konstruktion des den Metallbolzen 1 aufweisenden Verbundbauteils, insbesondere bei Verwendung in einem Hybridradlager, gegeben.In both embodiments, an unrepresented Faserumwicklung the metal bolt 1 , with which the respective bolt-shaped composite component is completed, in the radial direction over the board 3 protrude. In any case, fibers are directly on board 3 at. By the rounded Cross-sectional geometry of the board 3 is a stress-based construction of the metal bolt 1 composite component, in particular when used in a hybrid wheel bearing given.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Metallbolzen metal studs
22
zylindrischer Abschnitt cylindrical section
33
Bord shelf
44
gekrümmter Abschnitt curved section
55
gerader Abschnitt straight section

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0449245 A2 [0002] EP 0449245 A2 [0002]
  • US 3713932 A [0003] US 3713932A [0003]
  • DE 102009024973 B4 [0004] DE 102009024973 B4 [0004]
  • DE 102011088286 A1 [0005] DE 102011088286 A1 [0005]

Claims (4)

Metallbolzen für die Herstellung eines faserumwickelten bolzenförmigen Verbundteils, mit mindestens einem stirnseitigen Bord (3), welcher einen nicht polygonförmigen Querschnitt aufweist.Metal bolt for the production of a fiber-wound bolt-shaped composite part, with at least one front-side board ( 3 ), which has a non-polygonal cross-section. Metallbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (3) einen asymmetrischen Querschnitt aufweist.Metal bolt according to claim 1, characterized in that the board ( 3 ) has an asymmetrical cross-section. Metallbolzen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Bord (3) einen symmetrischen Querschnitt aufweist.Metal bolt according to claim 1, characterized in that the board ( 3 ) has a symmetrical cross-section. Verfahren zur Herstellung eines bolzenförmigen Verbundbauteils, mit folgenden Schritten: – Ein bolzenförmiges Metallteil, welches mindestens einen stirnseitigen Bord (3) mit einem nicht polygonförmigen Querschnitt aufweist, wird bereitgestellt, – auf das bolzenförmige Metallteil wird ein Fasermaterial aufgewickelt.Method for producing a bolt-shaped composite component, comprising the following steps: - a bolt-shaped metal part, which has at least one frontal board ( 3 ) having a non-polygonal cross-section is provided, - a fibrous material is wound onto the bolt-shaped metal part.
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