DE102016218025A1 - Generation of a fiber composite component complex - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Wickelkern (1) zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt (2) aufweisenden Faserverbundbauteils (3). Der Wickelkern (1) weist einen Kerngrundkörper (4) zur Aufnahme von Fasern zum Erzeugen eines Bauteilgrundkörpers (5) des Faserverbundbauteils (3) sowie einen Kernzusatzkörper (6) zur Aufnahme von Fasern zum Erzeugen des Anbindungsabschnitts (2) des Faserverbundbauteils (3) auf, wobei der Kernzusatzkörper (6) über einen Kopplungsabschnitt (7) mit dem Kerngrundkörper (4) derart verbunden ist, dass nach dem Anordnen der Fasern auf dem Wickelkern (1) der Kernzusatzkörper (6) an dem Kopplungsabschnitt (7) vom Kerngrundkörper (4) abtrennbar ist. Ferner betrifft die Erfindung ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils (3) mit einem Anbindungsabschnitt (2), ein Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes (14) sowie einen Faserverbundbauteilkomplex (14). The present invention relates to a winding core (1) for receiving fibers for producing a fiber composite component (3) having a connection section (2). The winding core (1) has a core body (4) for receiving fibers for producing a component base body (5) of the fiber composite component (3) and a core filler body (6) for receiving fibers for producing the connection portion (2) of the fiber composite component (3) wherein the core filler body (6) is connected to the core body (4) via a coupling portion (7) such that after arranging the fibers on the winding core (1), the core filler body (6) is attached to the coupling portion (7) from the core body (4 ) is separable. Furthermore, the invention relates to a manufacturing method for producing a fiber composite component (3) with a connection section (2), a production method for producing a fiber composite component complex (14) and a fiber composite component complex (14).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes. Insbesondere Betrifft die vorliegende Erfindung einen Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt zur Anbindung eines Anbindungsbauteils an das Faserverbundbauteil, ein Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes aus mindestens einem ersten Faserverbundbauteil und mindestens einem Anbindungsbauteil sowie einen Faserverbundbauteilkomplex aufweisend ein Faserverbundbauteil und ein Anbindungsbauteil. The present invention relates to an improved production of a fiber composite component complex. In particular, the present invention relates to a winding core for receiving fibers for the production of a connection portion having fiber composite component, a manufacturing method for producing a fiber composite component with a connection portion for connecting a connection component to the fiber composite component, a production method for producing a fiber composite component complex of at least one first fiber composite component and at least a connection component and a fiber composite component complex comprising a fiber composite component and a connection component.
Bei der Herstellung von Automobilen ist eine Reduzierung des Gesamtgewichts des Automobils von zunehmender Bedeutung, da ein reduziertes Gesamtgewicht in einem Zusammenhang mit einer Verbesserung einer Fahrdynamik, einer Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs sowie einer Reduzierung von Emissionen steht. Dieser Zusammenhang beruht auf dem physikalischen Gesetz der Massenträgheit, nach dem zum Beschleunigen einer Masse mit einer vorgegebenen Beschleunigung eine Kraft erforderlich ist, die proportional zur Masse ist. Eine Verringerung der Masse eines Fahrzeugs, wie z.B. eines Automobils, bedeutet somit eine geringere erforderliche Antriebskraft zum Erzielen einer vorgegebenen Beschleunigung. In the manufacture of automobiles, a reduction in the overall weight of the automobile is of increasing importance, as a reduced total weight is associated with an improvement in driving dynamics, a reduction in fuel consumption, and a reduction in emissions. This relationship is based on the physical law of inertia, which requires a force proportional to mass to accelerate a mass at a given acceleration. A reduction in the mass of a vehicle, such as e.g. of an automobile thus means less required driving force to achieve a given acceleration.
Zur Reduzierung des Fahrzeuggewichts ist es bekannt, Stahlblechbauteile, wie z.B. Rohre, Träger, Karosseriebleche oder dergleichen, durch Faserverbundbauteile, wie z.B. Faser-Kunststoff-Verbundbauteile (FVK-Bauteile), zu ersetzen. Faserverbundbauteile weisen gegenüber Blechbauteilen ein besonders geringes spezifisches Gewicht bei einer besonders hohen Steifigkeit auf. Faserverbundbauteile weisen einen Faserbestandteil auf, der von einem Matrixwerkstoff, wie z.B. einem Harz, durchsetzt bzw. imprägniert ist. Die Herstellung von Faserverbundbauteilen kann beispielsfolge mittels eines Harzinjektionsverfahrens, das auch als Spritzpressen oder „Resin Transfer Molding (RTM)“ bezeichnet wird oder eines Nasspressverfahrens erfolgen. To reduce the vehicle weight, it is known to use sheet steel components, e.g. Tubes, beams, body panels or the like, by fiber composite components, e.g. Fiber-plastic composite components (FRP components) to replace. Fiber composite components have a particularly low specific weight compared to sheet metal components with a particularly high rigidity. Fiber composite components comprise a fiber component derived from a matrix material, such as e.g. a resin, interspersed or impregnated. The production of fiber composite components, for example, by means of a resin injection process, which is also referred to as transfer molding or "Resin Transfer Molding (RTM)" or a wet pressing process.
Beim Spritzpressen wird ein Vorformling aus Fasermaterial in ein Spritzpresswerkzeug eingebracht und bei geschlossenem Spritzpresswerkzeug mit dem Matrixwerkstoff imprägniert bzw. durchsetzt. Beim Nasspressen wird der Vorformling zunächst mit dem Matrixwerkstoff imprägniert bzw. durchsetzt, z.B. in einem Tauchbad, und anschließend in einem Nasspresswerkzeug verdichtet. Bei beiden Verfahren kann der Vorformling beispielsweise durch einen Wickelprozess erfolgen, bei dem das Fasermaterial um einen Wickelkern gewickelt wird. In transfer molding, a preform made of fiber material is introduced into a transfer molding tool and impregnated or penetrated with the matrix material when the transfer molding tool is closed. In wet pressing, the preform is first impregnated with the matrix material, e.g. in a dip bath, and then compressed in a wet pressing tool. In both methods, the preform can be done, for example, by a winding process in which the fiber material is wound around a winding core.
Zum Verbinden von mindestens zwei Faserverbundbauteile zu einem Faserverbundbauteilkomplex, beispielsweise im T-Stoß oder I-Stoß, sind zusätzliche Verbindungsvorrichtungen erforderlich, um eine ausreichende Stabilität der Anbindungsstelle der Faserverbundbauteile zu gewährleisten. Bei einem T-Stoß wird eine Stirnseite eines ersten Faserverbundbauteils an einer Längsseite eines zweiten Faserverbundbauteils angeordnet. Eine T-förmig ausgebildete Manschette wird seitlich an der Anbindungsstelle angeordnet und mit den beiden Faserverbundbauteilen verklebt. Zusätzlich kann eine weitere Manschette vorgesehen sein, die von einer entgegengesetzten Seite an der Anbindungsstelle angeklebt wird. Bei einem I-Stoß von zwei Rohrförmigen Faserverbundbauteilen werden die Faserverbundbauteile mit ihren Stirnseiten miteinander verbunden. Hierfür wird beispielsweise als Verbindungsvorrichtung ein Rohr mit einem Innendurchmesser verwendet, der den Außendurchmessern der zu verbindenden Faserverbundbauteile entspricht und mit diesen verklebt. Sowohl bei T-Stößen als auch bei I-Stößen kann als alternative Verbindungsvorrichtung Fasermaterial verwendet werden, das beispielsweise auf einen Bereich der Anbindungsstelle gewickelt und mit einen Matrixwerkstoff imprägniert wird. For connecting at least two fiber composite components to a fiber composite component complex, for example in the T-joint or I-joint, additional connection devices are required in order to ensure sufficient stability of the connection point of the fiber composite components. In a T-joint, an end face of a first fiber composite component is arranged on a longitudinal side of a second fiber composite component. A T-shaped cuff is arranged laterally at the connection point and glued to the two fiber composite components. In addition, a further sleeve may be provided, which is glued from an opposite side to the connection point. In an I-shock of two tubular fiber composite components, the fiber composite components are connected to each other with their end faces. For this purpose, for example, a pipe with an inner diameter is used as the connecting device, which corresponds to the outer diameters of the fiber composite components to be joined and glued to them. In both T-joints and I-joints, fibrous material can be used as an alternative bonding device, which, for example, is wound onto a region of the attachment site and impregnated with a matrix material.
Bekannte Verbindungsarten von Faserverbundbauteilen haben den Nachteil, dass zusätzliche Verbindungsvorrichtungen zum Verbinden der Faserverbundbauteile erforderlich sind. Diese Verbindungsvorrichtungen müssen in separaten Fertigungsprozessen hergestellt sowie gelagert, bereitgestellt und montiert werden. Hierdurch entstehen hohe Herstellungs- Lagerhaltungs- sowie Montagekosten. Ferner sind für unterschiedlich ausgebildete Anbindungsstellen jeweils spezielle Verbindungsvorrichtungen, insbesondere Manschetten oder Rohre, erforderlich, die sich in Form und Größe unterscheiden. Dies kann zu einer hohen Teilevielfalt und einer damit verbundenen Verwechslungsgefahr von Verbindungsvorrichtungen führen. Ferner stellt eine Anbindung der Verbindungsvorrichtung durch Kleben oftmals eine strukturelle Schwachstelle dar, die bei hoher Belastung zum Versagen des Faserverbundbauteilkomplexes an der Anbindungsstelle, insbesondere zu einem Abreißen der Manschette, führen kann. Schließlich erfordern Manschetten zur Gewährleistung einer ausreichenden Stabilität des Faserverbundbauteilkomplexes einen hohen zusätzlichen Materialaufwand und verursachen eine übermäßige lokale Umfangsvergrößerung des Faserverbundbauteilkomplexes im Bereich der Anbindungsstelle. Known types of connection of fiber composite components have the disadvantage that additional connecting devices for connecting the fiber composite components are required. These connection devices must be manufactured in separate manufacturing processes as well as stored, provided and assembled. This results in high manufacturing storage and assembly costs. Furthermore, special connection devices, in particular cuffs or tubes, are required for differently formed connection points, which differ in shape and size. This can lead to a high variety of parts and an associated risk of confusion of connecting devices. Furthermore, a connection of the connecting device by gluing is often a structural weak point, which can lead to failure of the fiber composite component complex at the connection point, in particular to a tearing of the cuff under high load. Finally, sleeves to ensure sufficient stability of the fiber composite component complex require a high additional cost of materials and cause an excessive local increase in size of the fiber composite component complex in the region of the connection point.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die voranstehend beschriebenen Nachteile bei einem Faserverbundbauteilkomplex bzw. im Rahmen der Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes zu beheben oder zumindest teilweise zu beheben. Insbesondere ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt, ein Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes aus mindestens einem ersten Faserverbundbauteil und mindestens einem Anbindungsbauteil sowie einen Faserverbundbauteilkomplex zu schaffen, die auf eine einfache und kostengünstige Art und Weise eine verbesserte, insbesondere platzsparende, materialsparende, sichere und/oder leicht herstellbare, Verbindung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsbauteil ermöglichen bzw. aufweisen. It is therefore an object of the present invention, the disadvantages described above in a fiber composite component complex or in the context of the production of a fiber composite component complex to fix or at least partially correct. In particular, it is the object of the present invention to provide a winding core for receiving fibers for producing a connection section having a fiber composite component, a manufacturing method for producing a fiber composite component with a connection portion, a production method for producing a fiber composite component of at least one first fiber composite component and at least one attachment component and a Fiber composite component complex to provide that in a simple and cost-effective manner, an improved, in particular space-saving, material-saving, safe and / or easy to produce, allow connection of a fiber composite component with a connection component or have.
Voranstehende Aufgabe wird durch die Patentansprüche gelöst. Demnach wird die Aufgabe durch einen Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt zur Anbindung eines Anbindungsbauteils an das Faserverbundbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 6, ein Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes aus mindestens einem ersten Faserverbundbauteil und mindestens einem Anbindungsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie durch einen Faserverbundbauteilkomplex mit mindestens einem Faserverbundbauteil und mindestens einem mit dem Faserverbundbauteil verbundenen Anbindungsbauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Dabei gelten Merkmale und Details, die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Wickelkern beschrieben sind, selbstverständlich auch im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren, dem erfindungsgemäßen Erzeugungsverfahren sowie dem erfindungsgemäßen Faserverbundbauteilkomplex und jeweils umgekehrt, so dass bezüglich der Offenbarung zu den einzelnen Erfindungsaspekten stets wechselseitig Bezug genommen wird beziehungsweise werden kann. The above problem is solved by the claims. Accordingly, the object is achieved by a winding core for receiving fibers for producing a fiber composite component having a connection portion having the features of
Gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils gelöst. Der Wickelkern weist einen Kerngrundkörper zur Aufnahme von Fasern zum Erzeugen eines Bauteilgrundkörpers des Faserverbundbauteils auf. Erfindungsgemäß weist der Wickelkern einen Kernzusatzkörper zur Aufnahme von Fasern zum Erzeugen des Anbindungsabschnitts des Faserverbundbauteils auf, wobei der Kernzusatzkörper über einen Kopplungsabschnitt mit dem Kerngrundkörper derart verbunden ist, dass nach dem Anordnen der Fasern auf dem Wickelkern der Kernzusatzkörper an dem Kopplungsabschnitt vom Kerngrundkörper abtrennbar ist. According to the first aspect of the invention, the object is achieved by a winding core for receiving fibers for the production of a fiber composite component having a connection portion. The winding core has a core body for receiving fibers for producing a component main body of the fiber composite component. According to the invention, the winding core has a core attachment body for receiving fibers for producing the connection section of the fiber composite component, the core attachment being connected to the core body via a coupling section in such a way that after the fibers have been arranged on the winding core, the core attachment can be separated from the core body at the coupling section.
Der Wickelkern ist für die Formgebung der Fasern, wie z.B. Kohlefasern, Aramidfasern, Glasfasern oder dergleichen, ausgebildet. Durch Wickeln oder Flechten sind die Fasern auf dem Wickelkern anordenbar. Der Wickelkern definiert somit einen faserfreien Raum bzw. einen von Fasern umgebenen Hohlraum. Erfindungsgemäß weist der Wickelkern zwei Abschnitte auf, einen Kerngrundkörper und mindestens einen Kernzusatzkörper, der über eine Kopplungsschnittstelle an den Kerngrundkörper angebunden ist, beispielsweise einteilig mit diesem ausgebildet, an diesen angeklebt, mit dem Kerngrundkörper verhakt, verschraubt oder ähnliches. Somit ist der Kernzusatzkörper an der Kopplungsschnittstelle mit einfachen Mitteln vom Kerngrundkörper abtrennbar. The winding core is useful for shaping the fibers, e.g. Carbon fibers, aramid fibers, glass fibers or the like formed. By winding or braiding the fibers can be arranged on the winding core. The winding core thus defines a fiber-free space or a cavity surrounded by fibers. According to the invention, the winding core has two sections, a core body and at least one core attachment, which is connected via a coupling interface to the core body, for example, integrally formed with this, glued to this, hooked to the core body, bolted or the like. Thus, the core additive body is separable at the coupling interface with simple means of the core body.
Der Kerngrundkörper entspricht einem Wickelkern zur Herstellung eines herkömmlichen Faserverbundbauteils, das keinen Anbindungsabschnitt aufweist. Vorzugsweise ist der Kerngrundkörper derart ausgebildet, dass dieser vom fertigen Faserverbundbauteil wieder leicht entnehmbar ist, ohne dass hierdurch das Faserverbundbauteil beschädigt werden muss. Es ist daher bevorzugt, dass der Kerngrundkörper eine Form aufweist, die ein Herausziehen aus dem Faserverbundbauteil ermöglicht. Alternativ oder zusätzlich kann der Kerngrundkörper leicht zerstörbar ausgebildet sein, so dass dieser durch Zerstörung aus dem Faserverbundbauteil entnehmbar ist. Der Kerngrundkörper ist vorzugsweise als Schaum oder als wassergefüllter Körper ausgebildet. The core body corresponds to a winding core for producing a conventional fiber composite component, which has no connection portion. Preferably, the core body is formed such that it is easily removed again from the finished fiber composite component, without thereby the fiber composite component must be damaged. It is therefore preferred that the core body has a shape that allows extraction from the fiber composite component. Alternatively or additionally, the core body may be easily destructible, so that it can be removed by destruction of the fiber composite component. The core body is preferably formed as a foam or as a water-filled body.
Der Kernzusatzkörper ist für die Herstellung eines Anbindungsabschnitts des Faserverbundbauteils ausgebildet. Mittels des Kernzusatzkörpers ist zumindest eine Faseranordnung erzielbar, aus der der Anbindungsabschnitt, z.B. mittels eines Preformwerkzeugs in einem Preformprozess, formbar ist. Fasern sind zu diesem Zweck an dem Kernzusatzkörper anordenbar, z.B. um diesen wickelbar bzw. flechtbar. Ein Anbindungsabschnitt ist ein Abschnitt, der zur Anbindung eines Anbindungsbauteils, wie z.B. eines weiteren Faserverbundbauteils ausgebildet ist. Der Anbindungsabschnitt weist eine Anlagefläche zur Anlage des Anbindungsbauteils auf. Vorzugsweise ist der Anbindungsabschnitt derart ausgebildet, das Anbindungsbauteil formschlüssig in mehrere Richtungen relativ zum Faserverbundbauteil zu halten, vorzugsweise derart, dass das Anbindungsbauteil in lediglich eine Fügerichtung an dem Anbindungsabschnitt anordenbar sowie in eine der Fügerichtung entgegengesetzte Trennrichtung von dem Anbindungsabschnitt entnehmbar ist. Der Anbindungsabschnitt ersetzt somit eine herkömmliche Verbindungsvorrichtung, wie z.B. eine Manschette, eine Halteplatte oder dergleichen. The core supplement body is designed for the production of a connection portion of the fiber composite component. By means of the core additional body at least one fiber arrangement can be achieved, from which the connection section, for example by means of a preforming tool in a preforming process, can be shaped. Fibers can be arranged for this purpose on the core filler body, for example, to this wound or braided. An attachment section is a section that is designed to connect a connection component, such as a further fiber composite component. The connection section has a contact surface for the attachment of the connection component. Preferably, the connection portion is formed to hold the attachment member positively in a plurality of directions relative to the fiber composite component, preferably such that the attachment member can be arranged in only one joining direction to the attachment portion as well as in a joining direction opposite separation direction of the Connection section is removable. The attachment section thus replaces a conventional connection device, such as a collar, a retaining plate or the like.
Des Weiteren ist der Kernzusatzkörper vom Kerngrundkörper sowie von den angeordneten Fasern entnehmbar ausgebildet. Hierfür weist der Kernzusatzkörper beispielsweise eine entsprechende Form auf, die ein Herausziehen des umwickelten Kernzusatzkörpers aus den Fasern begünstigt bzw. zumindest nicht behindert, z.B. durch Hinterschneidungen. Alternativ oder zusätzlich kann der Kernzusatzkörper leicht zerstörbar ausgebildet sein, so dass dieser durch Zerstörung aus dem Fasern entnehmbar ist. Unter einem leicht zerstörbaren Kernzusatzkörper wird erfindungsgemäß auch ein Kernzusatzkörper verstanden, der durch thermische Einwirkung, insbesondere Wärmezufuhr, aufschmelzbar und/oder verdampfbar bzw. diffundierbar ist. Vorzugsweise bedeutet ein leicht zerstörbarer Kernzusatzkörper im Rahmen der Erfindung, dass der Kernzusatzkörper leichter zerstörbar als der Kerngrundkörper ist. Furthermore, the core filler body is formed removable from the core body and from the arranged fibers. For this purpose, the core filler body, for example, a corresponding shape, which promotes extraction of the wound core additive body of the fibers or at least not hindered, e.g. by undercuts. Alternatively or additionally, the core filler body can be easily destroyed, so that it can be removed by destruction from the fibers. Under an easily destructible core additive body according to the invention, a core additive body understood that by thermal action, in particular heat, meltable and / or vaporizable or diffusible. Preferably, an easily destructible core filler in the context of the invention means that the core filler is easier to destroy than the core body.
Der Kernzusatzkörper ist vorzugsweise als Schaum, wassergefüllter Körper oder einfaches Kunststoffteil ausgebildet. The core filler body is preferably formed as a foam, water-filled body or simple plastic part.
Mittels eines derartigen Wickelkerns lassen sich mit einfachen Mitteln sowie Kostengünstig Faserverbundbauteile herstellen, die einen Anbindungsabschnitt zum Anbinden eines Anbindungsbauteils, wie z.B. eines weiteren Faserverbundbauteils, aufweisen. Zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes ist somit die Verwendung zusätzlicher Verbindungsvorrichtungen nicht mehr erforderlich. Somit können Arbeitsschritte beim Erzeugen des Faserverbundbauteilkomplexes eingespart werden. Ferner ist mittels des Anbindungsabschnitts ein Materialeinsatz zur Erzeugung des Faserverbundbauteilkomplexes reduzierbar, da für die Herstellung des Anbindungsabschnitts weniger Werkstoff erforderlich ist als für die Herstellung einer Verbindungsvorrichtung. Hierdurch können Kosten weiter gesenkt werden. Überdies ermöglicht die einteilige Ausbildung des Anbindungsabschnitts mit dem Faserverbundbauteil eine Verbesserung der Festigkeit des Faserverbundbauteilkomplexes. Des Weiteren weisen die somit erzeugbaren Faserverbundbauteilkomplexe am Anbindungsabschnitt geringere äußere Abmessungen als herkömmliche Faserverbundbauteilkomplexe mit zusätzlichen Verbindungsvorrichtungen auf. By means of such a winding core, fiber composite components can be produced in a simple and cost-effective manner, which have a connection section for connecting a connection component, such as a connection element. a further fiber composite component, have. For the production of a fiber composite component complex, the use of additional connecting devices is thus no longer necessary. Thus, work steps can be saved in the production of the fiber composite component complex. Furthermore, by means of the connecting portion, a material insert for producing the fiber composite component complex can be reduced, since less material is required for the production of the connecting portion than for the production of a connecting device. This can further reduce costs. Moreover, the integral formation of the attachment portion with the fiber composite component enables improvement in the strength of the fiber composite component complex. Furthermore, the fiber composite component complexes that can thus be produced have smaller external dimensions at the connection section than conventional fiber composite component complexes with additional connection devices.
Gemäß einer bevorzugten Weiterentwicklung der Erfindung kann bei einem Wickelkern vorgesehen sein, dass der Kernzusatzkörper einen dem Kerngrundkörper zugewandten Endabschnitt und mindestens einen dem Kerngrundkörper abgewandten Zwischenabschnitt aufweist, wobei der Zwischenabschnitt in mindestens eine Richtung quer zu einer Längserstreckungsrichtung des Kernzusatzkörpers eine größere Erstreckung als eine Erstreckung des Endabschnitts aufweist. Unter einer Längserstreckung des Kernzusatzkörpers wird erfindungsgemäß insbesondere eine Richtung verstanden, die von dem Kerngrundkörper weg weist. Eine Richtung quer zur Längserstreckung verläuft vorzugsweise parallel bzw. im Wesentlichen parallel zu einer Längsrichtung des Kerngrundkörpers. Besonders bevorzugt weist der Kernzusatzkörper eine gradierende Veränderung der Erstreckung vom Endabschnitt zum Zwischenabschnitt auf. Hierdurch wird ein Entfernen des Kernzusatzkörpers aus den Fasern erleichtert. According to a preferred further development of the invention, it can be provided in a winding core that the core additive body has an end section facing the core body and at least one intermediate section facing away from the core body, wherein the intermediate section has a greater extension than an extension of the body in at least one direction transverse to a longitudinal extension direction of the core attachment End section has. According to the invention, a longitudinal extension of the core additional body is understood in particular to mean a direction which points away from the core body. A direction transverse to the longitudinal extent preferably runs parallel or substantially parallel to a longitudinal direction of the core body. Particularly preferably, the core filler body has a grading change of the extension from the end portion to the intermediate portion. This facilitates removal of the core filler from the fibers.
Vorzugsweise weist der Kernzusatzkörper eine Kernzusatzkörperdicke auf, die geringer als eine Kerngrundkörperdicke des Kerngrundkörpers ist. Der Kerngrundkörper ist demnach vorzugsweise zur Herstellung eines Hohlbauteils und der Kernzusatzkörper zur Herstellung einer Wand, die durch Preformen zu dem Anbindungsabschnitt verformbar ist. Preferably, the core filler has a core filler thickness that is less than a core body thickness of the core body. The core base body is therefore preferably for producing a hollow component and the core filler body for producing a wall which is deformable by preforming to the connection portion.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass der Kopplungsabschnitt als Sollbruchstelle ausgebildet ist. Eine derartige Sollbruchstelle weist vorzugsweise eine geometrische Ausbildung mit erhöhter Kerbwirkung, wie z.B. mindestens einen spitzen Winkel bzw. mindestens eine Kerbe mit spitzem Winkel, auf. Alternativ oder zusätzlich kann die Sollbruchstelle eine reduzierte Querschnittsfläche aufweisen. Die Sollbruchstelle kann im Rahmen alternativ oder zusätzlich eine veränderte chemische Zusammensetzung als der Kerngrundkörper bzw. der Kernzusatzkörper aufweisen, wie z.B. ein relativ schwach haftender Klebstoff, der zwischen Kerngrundkörper und Kernzusatzkörper angeordnet ist. Ein schwach haftender Klebstoff ist beispielsweise ein Klebstoff, der eine Verbindung ausbildet, die sich leicht lösen lässt, wie z.B. manuell, vorzugsweise ohne zusätzliche Hilfsmittel, durch Erwärmung oder durch Vibrationen. Sollbruchstellen haben den Vorteil, dass ein Ablösen des Kernzusatzkörpers vom Kerngrundkörper somit erleichtert ist. Das Risiko einer Beschädigung der Faseranordnung infolge eines Ablösens des Kernzusatzkörpers vom Kerngrundkörper wird somit reduziert. It is inventively preferred that the coupling portion is formed as a predetermined breaking point. Such a predetermined breaking point preferably has a geometric configuration with increased notch effect, such. at least one acute angle or at least one notch at an acute angle, on. Alternatively or additionally, the predetermined breaking point may have a reduced cross-sectional area. The predetermined breaking point may alternatively or additionally comprise an altered chemical composition as the core body or the core filler body, such as e.g. a relatively weak adhesive, which is arranged between the core body and core filler body. For example, a low adhesion adhesive is an adhesive that forms a bond that is easy to dissolve, such as adhesive. manually, preferably without additional aids, by heating or by vibrations. Predetermined breaking points have the advantage that a detachment of the core filler body from the core body is thus facilitated. The risk of damage to the fiber assembly due to detachment of the core filler from the core body is thus reduced.
Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Kernzusatzkörper an einer Stirnseite oder an einem Flankenbereich des Kerngrundkörpers angeordnet ist. Auf diese Weise sind unterschiedlich ausgestaltete Verbindungen zwischen Faserverbundbauteilen erzielbar. Besonders bevorzugt ist eine Anordnung des Kernzusatzkörpers an einer Stirnseite des Kerngrundkörpers, da somit eine gute Anbindung eines Flankenbereichs eines Anbindungsbauteils erzielbar ist. It may be provided according to the invention that the core filler body is arranged on an end face or on a flank region of the core body. In this way, differently configured connections between fiber composite components can be achieved. Particularly preferred is an arrangement of the core additive body on an end face of the core body, since thus a good connection of a flank region of a connection component can be achieved.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt zur Anbindung eines Anbindungsbauteils an das Faserverbundbauteil gelöst. Das Herstellungsverfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Bereitstellen eines erfindungsgemäßen Wickelkerns,
- – Erzeugen einer Faseranordnung durch Anordnen von Fasern auf dem Wickelkern, wobei auf dem Kerngrundkörper eine Grundfaseranordnung und auf dem Kernzusatzkörper eine Zusatzfaseranordnung erzeugt wird,
- – Entfernen des Kernzusatzkörpers des Wickelkerns von der Zusatzfaseranordnung,
- – Preformen der Zusatzfaseranordnung mittels eines Formwerkzeugs,
- – Imprägnieren der Faseranordnung mit einem Matrixwerkstoff, und
- – Aushärten des Matrixwerkstoffs zur Herstellung des Faserverbundbauteils.
- Providing a winding core according to the invention,
- Producing a fiber arrangement by arranging fibers on the winding core, wherein a base fiber arrangement is produced on the core body and an additional fiber arrangement is produced on the core attachment body,
- Removing the core filler of the winding core from the additional fiber arrangement,
- Preforms of the additional fiber arrangement by means of a molding tool,
- - Impregnating the fiber assembly with a matrix material, and
- - Hardening of the matrix material for producing the fiber composite component.
Der erfindungsgemäße Wickelkern wird vorzugsweise auf einer Faseranordnungsvorrichtung zum Anordnen von Fasern auf dem Wickelkern, wie z.B. einer Wickelvorrichtung oder einer Flechtvorrichtung, bereitgestellt. Anschließend wird mittels der Faseranordnungsvorrichtung eine Faseranordnung auf dem Kerngrundkörper und dem Kernzusatzkörper durch Hinzufügen von Fasern, insbesondere von Endlosfasern, erzeugt. Die auf dem Kerngrundkörper angeordnete Faseranordnung wird als Grundfaseranordnung und die auf dem Kernzusatzkörper angeordnete Faseranordnung als Zusatzfaseranordnung bezeichnet. Das Erzeugen der Faseranordnung kann beispielsweise durch Flechten, Wickeln oder dergleichen erfolgen. The winding core according to the invention is preferably mounted on a fiber arranging device for arranging fibers on the winding core, e.g. a winding device or a braiding device provided. Subsequently, by means of the fiber arranging device, a fiber arrangement is produced on the core body and the core filler by adding fibers, in particular continuous filaments. The fiber arrangement arranged on the core body is referred to as a base fiber arrangement and the fiber arrangement arranged on the core supplementary body as an additional fiber arrangement. The generation of the fiber arrangement can be effected for example by braiding, winding or the like.
Anschließend wird der Kernzusatzkörper vom Grundkörper getrennt. Dies erfolgt vorzugsweise zu einem Zeitpunkt, an dem die Zusatzfaseranordnung fertiggestellt bzw. im Wesentlichen fertiggestellt ist. Anschließend wird der Kernzusatzkörper von der Zusatzfaseranordnung entfernt. Das Entfernen kann erfindungsgemäß auch während des Preformens erfolgen. Als entfernt gilt im Rahmen der Erfindung auch ein Kernzusatzkörper, der im Rahmen des Preformens deformiert und somit Bestandteil des Anbindungsabschnitts wird. Subsequently, the core additive body is separated from the body. This is preferably done at a time when the additional fiber assembly is completed or substantially completed. Subsequently, the core additive body is removed from the additional fiber assembly. The removal can also take place according to the invention during preforming. In the context of the invention, a core filler body which is deformed in the context of preforming and thus becomes part of the connection section is also considered removed.
In einem anschließenden Verfahrensschritt wird mittels eines Preformwerkzeugs der Anbindungsabschnitt aus der Zusatzfaseranordnung durch Preformen erzeugt. Dabei werden die Fasern der Zusatzfaseranordnung vorzugsweise verdichtet und in eine Form des Anbindungsabschnitts gebracht. Der Anbindungsabschnitt weist vorzugsweise eine konkave bzw. im Wesentlichen konkave Form zur sicheren Aufnahme des Anbindungsbauteils auf. Somit ist ein Ablösen des Anbindungsbauteils vom Anbindungsabschnitt zumindest in mehrere Richtungen formschlüssig begrenzt. Vorzugsweise erfolgt das Preformen im Wesentlichen lokal mit der Zusatzfaseranordnung. In a subsequent method step, the connection section is produced from the additional fiber arrangement by preforms by means of a preforming tool. In this case, the fibers of the additional fiber arrangement are preferably compressed and brought into a shape of the connection section. The attachment portion preferably has a concave or substantially concave shape for secure reception of the attachment component. Thus, detachment of the connection component from the connection section is limited in a form-fitting manner, at least in several directions. The preforming preferably takes place substantially locally with the additional fiber arrangement.
Dabei kann vorgesehen sein, dass beim Preformen einen Teilbereich der Grundfaseranordnung, welcher der Zusatzfaseranordnung benachbart ist, ebenfalls pregeformt wird. It can be provided that during preforming a portion of the base fiber assembly, which is adjacent to the additional fiber assembly is also pre-formed.
Die Faseranordnung, also die Grundfaseranordnung sowie die pregeformte Zusatzfaseranordnung werden anschließend mit einem Matrixwerkstoff, wie z.B. einem duroplastischen Matrixwerkstoff, insbesondere einem Harz oder einem thermoplastischen Matrixwerkstoff, imprägniert. Dies erfolgt vorzugsweise in einem Spritzpresswerkzeug. Es kann auch vorgesehen sein, dass das Imprägnieren vor oder während des Preformens erfolgt. Nach dem Aushärten des Matrixwerkstoffs ist ein Faserverbundbauteil mit Anbindungsabschnitt fertig. Erfindungsgemäß können noch weitere Bearbeitungsschritte, wie z.B. Entnehmen des Kerngrundkörpers aus dem Faserverbundbauteil, Pressen des Bauteilgrundkörpers bzw. des Bauteilgrundkörpers und des Anbindungsabschnitts vor und/oder während und/oder nach dem Imprägnieren, Beschneiden überstehender Fasern, Entgraten oder dergleichen, zur Verbesserung des Faserverbundbauteils im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens vorgesehen sein. Vorzugsweise erfolgt die Fertigstellung des Faserverbundbauteils mittels eines Spritzpressverfahrens. The fiber assembly, that is the base fiber assembly, as well as the pre-formed auxiliary fiber assembly are then bonded to a matrix material, such as e.g. a thermosetting matrix material, in particular a resin or a thermoplastic matrix material, impregnated. This is preferably done in a transfer molding tool. It can also be provided that the impregnation takes place before or during the preforming. After curing of the matrix material, a fiber composite component with connection portion is finished. According to the invention, further processing steps, such as e.g. Removing the core body from the fiber composite component, pressing the component body or the component body and the connection portion before and / or after and / or after impregnation, trimming of protruding fibers, deburring or the like, be provided to improve the fiber composite component in the production process of the invention. Preferably, the completion of the fiber composite component takes place by means of a transfer molding process.
Bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Folglich lassen sich mittels des derartigen erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens Faserverbundbauteile mit einfachen Mitteln sowie Kostengünstig herstellen, die einen Anbindungsabschnitt zum Anbinden eines Anbindungsbauteils, wie z.B. eines weiteren Faserverbundbauteils, aufweisen. Zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes ist somit die Verwendung zusätzlicher Verbindungsvorrichtungen nicht mehr erforderlich. Somit können Arbeitsschritte beim Erzeugen des Faserverbundbauteilkomplexes eingespart werden. Ferner ist mittels des Anbindungsabschnitts ein Materialeinsatz zur Erzeugung des Faserverbundbauteilkomplexes reduzierbar, da für die Herstellung des Anbindungsabschnitts weniger Werkstoff erforderlich ist als für die Herstellung einer Verbindungsvorrichtung. Hierdurch können Kosten weiter gesenkt werden. Überdies ermöglicht die einteilige Ausbildung des Anbindungsabschnitts mit dem Faserverbundbauteil eine Verbesserung der Festigkeit des Faserverbundbauteilkomplexes. Des Weiteren weisen die somit erzeugbaren Faserverbundbauteilkomplexe am Anbindungsabschnitt geringere äußere Abmessungen als herkömmliche Faserverbundbauteilkomplexe mit zusätzlichen Verbindungsvorrichtungen auf. In the described manufacturing method, all advantages that have already been described for a winding core for receiving fibers for the production of a connection portion having fiber composite component according to the first aspect of the invention. Consequently, by means of the inventive manufacturing method according to the invention fiber composite components can be produced by simple means as well as cost-effective, which have a connection section for connecting a connection component, such as another fiber composite component. For the production of a fiber composite component complex, the use of additional connecting devices is thus no longer necessary. Thus, work steps can be saved in the production of the fiber composite component complex. Furthermore, by means of the connecting portion, a material insert for producing the fiber composite component complex can be reduced, since less material is required for the production of the connecting portion than for the production of a connecting device. This can further reduce costs. Moreover, the integral formation of the attachment portion with the fiber composite component enables improvement in the strength of the Fiber composite component complex. Furthermore, the fiber composite component complexes that can thus be produced have smaller external dimensions at the connection section than conventional fiber composite component complexes with additional connection devices.
Vorzugsweise wird die Faseranordnung mittels Flechten erzeugt. Dies erfolgt vorzugsweise auf einer hierfür ausgebildeten Flechtvorrichtung. Durch das Flechten wird ein Geflecht erzeugt, bei dem die Fasern miteinander verflochten sind. Derartige Geflechte können beispielsweise besonders vorteilhafte isotrope und/oder anisotrope mechanische Eigenschaften aufweisen. Hierdurch sind Faserverbundbauteile herstellbar, die optimal auf bestimmte Belastungszustände ausgelegt sind. Ferner ist mittels Flechtens eine Faseranordnung erzeugbar, die eine hohe Eigenstabilität sowie hohe mechanische Belastbarkeit aufweist und für eine Weiterverarbeitung zu einem Faserverbundbauteil besonders geeignet ist. Preferably, the fiber assembly is created by braiding. This is preferably done on a braiding device designed for this purpose. By braiding, a braid is created in which the fibers are intertwined. Such braids may, for example, have particularly advantageous isotropic and / or anisotropic mechanical properties. As a result, fiber composite components can be produced, which are optimally designed for certain load conditions. Furthermore, by means of braiding a fiber arrangement can be produced, which has a high intrinsic stability and high mechanical strength and is particularly suitable for further processing into a fiber composite component.
Es ist erfindungsgemäß bevorzugt, dass die Grundfaseranordnung und Zusatzfaseranordnung als eine durchgängige Faseranordnung erzeugt wird. Unter einer durchgängigen Faseranordnung wird im Rahmen der Erfindung eine Faseranordnung verstanden, bei der zumindest ein Teil der Fasern sowohl der Grundfaseranordnung als auch der Zusatzfaseranordnung zugehörig ist. Diese Fasern erstrecken sich somit teilweise über die Grundfaseranordnung und teilweise über die Zusatzfaseranordnung. Vorzugsweise ist die Faseranordnung dabei derart ausgebildet, dass zwischen der Grundfaseranordnung und der Zusatzfaseranordnung keine Trennfugen ausgebildet sind. Hierdurch wird ein Zusammenhalt von Grundfaseranordnung und Zusatzfaseranordnung verbessert. It is inventively preferred that the base fiber assembly and additional fiber assembly is produced as a continuous fiber assembly. In the context of the invention, a continuous fiber arrangement is understood to mean a fiber arrangement in which at least part of the fibers is associated both with the base fiber arrangement and with the additional fiber arrangement. These fibers thus extend partially across the base fiber assembly and partially over the additional fiber assembly. Preferably, the fiber arrangement is designed such that between the base fiber array and the additional fiber array no joints are formed. As a result, a cohesion of base fiber assembly and additional fiber assembly is improved.
In einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird vor dem Preformen zumindest an der Zusatzfaseranordnung ein Bindemittel aufgebracht. Das Bindemittel ist dabei derart ausgebildet, die Fasern der Zusatzfaseranordnung aneinander zu binden, so dass die Zusatzfaseranordnung eine erhöhte Formstabilität als Fasern ohne Bindemittel aufweist. Das Aufbringen des Bindemittels erfolgt erfindungsgemäß zumindest bevor das Preformen beendet ist. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass der Kernzusatzkörper das Bindemittel bereits vor dem Erzeugen der Faseranordnung aufweist, bzw. als Bindemittel ausgebildet ist. Weiter bevorzugt erfolgt das Preformen derart, dass das Bindemittel beim Preformen aushärtet bzw. zumindest teilweise aushärtet. Hierdurch wird mit einfachen Mitteln sowie kostengünstig gewährleistet, dass sich die Zusatzfaseranordnung nach dem Preformen nicht wieder entspannt und sich somit der Anbindungsabschnitt verformt. In an advantageous development of the production method according to the invention, a binder is applied at least on the additional fiber arrangement prior to preforming. The binder is designed to bind the fibers of the additional fiber assembly to each other, so that the additional fiber assembly has an increased dimensional stability than fibers without binder. The application of the binder is carried out according to the invention at least before the preforming is completed. It can be provided according to the invention that the core additive body already has the binder before the fiber arrangement is produced, or is formed as a binder. More preferably, the preforms are made such that the binder hardens during preforming or at least partially cures. As a result, it is ensured by simple means as well as inexpensively that the additional fiber arrangement does not relax again after the preforms and thus the connection section deforms.
Vorzugsweise wird als Bindemittel ein thermoplastischer Klebstoff verwendet. Ein thermoplastischer Klebstoff hat den Vorteil, dass dieser durch Erwärmung aufweichbar bzw. verflüssigbar und durch Abkühlung erhärtbar bzw. verfestigbar ist. Mittels eines derartigen thermoplastischen Klebstoffs ist ein Preformen unter Temperaturzufuhr leicht möglich. Ferner ist durch Abkühlung des pregeformten Anbindungsabschnitts eine Formstabilität des Anbindungsabschnitts erzielbar. Preferably, a thermoplastic adhesive is used as the binder. A thermoplastic adhesive has the advantage that it can be softened or liquefied by heating and can be hardened or hardened by cooling. By means of such a thermoplastic adhesive is a preforming under temperature easily possible. Furthermore, a dimensional stability of the connection section can be achieved by cooling the pre-formed connection section.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung des Verfahrens wird beim Preformen Wärme in die Zusatzfaseranordnung eingebracht. Dies ist insbesondere bei der Verwendung eines thermoplastischen Bindemittels von Vorteil, da eine Viskosität des Bindemittels durch Erwärmen reduzierbar ist. According to a preferred embodiment of the method, heat is introduced into the additional fiber arrangement during preforming. This is particularly advantageous when using a thermoplastic binder, since a viscosity of the binder can be reduced by heating.
Bevorzugt ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Preformen und Imprägnieren in demselben Formwerkzeug, wie z.B. einem Spritzpresswerkzeug, durchgeführt werden. Vorzugsweise wird das Formwerkzeug zwischen dem Preformen und dem Imprägnieren nicht geöffnet. Ein derartiges Formwerkzeug hat den Vorteil, dass weniger Arbeitsschritte zur Durchführung des Verfahrens erforderlich sind. Eine Entnahme der Faseranordnung nach dem Preformen aus einem Preformwerkzeug sowie ein einlegen der Faseranordnung in ein Spritzpresswerkzeug entfallen. Hierdurch können mit einfachen Mitteln Herstellungskosten von Faserverbundbauteilen reduziert werden. It is preferably provided according to the invention that the preforming and impregnation are carried out in the same molding tool, such as e.g. a transfer molding tool. Preferably, the mold is not opened between the preforming and the impregnation. Such a molding tool has the advantage that fewer work steps are required to carry out the method. Removal of the fiber arrangement after preforming from a preforming tool and insertion of the fiber arrangement in a transfer molding tool are eliminated. As a result, manufacturing costs of fiber composite components can be reduced by simple means.
Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch ein Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes aus mindestens einem ersten Faserverbundbauteil und mindestens einem Anbindungsbauteil gelöst. Das Erzeugungsverfahren weist die folgenden Schritte auf:
- – Herstellen mindestens eines einen Anbindungsabschnitt aufweisendes ersten Faserverbundbauteils mittels eines erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens, und
- – Anordnen und Fixieren des Anbindungsbauteils an dem Anbindungsabschnitt des ersten Faserverbundbauteils.
- - Producing at least one connecting portion having a first fiber composite component by means of a manufacturing method according to the invention, and
- - Arranging and fixing the connection component at the connection portion of the first fiber composite component.
Bei dem beschriebenen Erzeugungsverfahren ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung sowie bei einem Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Folglich lassen sich mittels des erfindungsgemäßen Erzeugungsverfahrens Faserverbundbauteilkomplexe mit einfachen Mitteln sowie Kostengünstig herstellen, bei denen mindestens ein Faserverbundbauteil über einen Anbindungsabschnitt mit einem Anbindungsbauteil, wie z.B. einem weiteren Faserverbundbauteil, verbunden ist. Zur Erzeugung des Faserverbundbauteilkomplexes ist die Verwendung zusätzlicher Verbindungsvorrichtungen nicht erforderlich. Somit können Arbeitsschritte beim Erzeugen des Faserverbundbauteilkomplexes eingespart werden. Ferner ist mittels des Anbindungsabschnitts ein Materialeinsatz zur Erzeugung des Faserverbundbauteilkomplexes reduzierbar, da für die Herstellung des Anbindungsabschnitts weniger Werkstoff erforderlich ist als für die Herstellung einer Verbindungsvorrichtung. Hierdurch können Kosten weiter gesenkt werden. Überdies ermöglicht die einteilige Ausbildung des Anbindungsabschnitts mit dem Faserverbundbauteil eine Verbesserung der Festigkeit des Faserverbundbauteilkomplexes. Des Weiteren weisen die somit erzeugten Faserverbundbauteilkomplexe am Anbindungsabschnitt geringere äußere Abmessungen als herkömmliche Faserverbundbauteilkomplexe mit zusätzlichen Verbindungsvorrichtungen auf. In the described production method, all the advantages already described for a winding core for receiving fibers for the production of a connection portion having fiber composite component according to the first aspect of the invention and in a manufacturing method for producing a fiber composite component with a connection portion according to the second aspect of the invention have been. Consequently, by means of the generation method according to the invention fiber composite component complexes can be produced by simple means as well as inexpensively, in which at least one fiber composite component is connected via a connection portion to a connection component, such as a further fiber composite component. To produce the fiber composite component complex, the use of additional connectors is not required. Thus, work steps can be saved in the production of the fiber composite component complex. Furthermore, by means of the connecting portion, a material insert for producing the fiber composite component complex can be reduced, since less material is required for the production of the connecting portion than for the production of a connecting device. This can further reduce costs. Moreover, the integral formation of the attachment portion with the fiber composite component enables improvement in the strength of the fiber composite component complex. Furthermore, the fiber composite component complexes thus produced have smaller external dimensions at the connection portion than conventional fiber composite component complexes with additional connection devices.
Es ist bevorzugt, dass das Anbindungsbauteil als zweites Faserverbundbauteil ausgebildet ist. Das Zweite Faserverbundbauteil kann einen Anbindungsabschnitt zur Anbindung eines weiteren Anbindungsbauteils aufweisen. Es kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, dass das zweite Faserverbundbauteil keinen Anbindungsabschnitt aufweist. Der Faserverbundbauteilkomplex weist vorzugsweise eine Mehrzahl von zweiten Faserverbundbauteilen auf, die über derartige Anbindungsabschnitte, die jeweils einteilig mit einem ersten Faserverbundbauteil ausgebildet sind, mit den ersten Faserverbundbauteilen verbunden sind. It is preferred that the connection component is formed as a second fiber composite component. The second fiber composite component may have a connection section for connecting a further connection component. It can be inventively provided that the second fiber composite component has no connection portion. The fiber composite component complex preferably has a plurality of second fiber composite components, which are connected to the first fiber composite components via such attachment portions, which are each formed integrally with a first fiber composite component.
Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe durch einen Faserverbundbauteilkomplex gelöst. Der Faserverbundbauteilkomplex weist ein erstes Faserverbundbauteil mit einem Bauteilgrundkörper sowie einem Anbindungsabschnitt und ein Anbindungsbauteil auf, das an dem Anbindungsabschnitt befestigt ist. Der Faserverbundbauteilkomplex ist mittels eines erfindungsgemäßen Erzeugungsverfahrens hergestellt. Der Anbindungsabschnitt ist somit integral mit dem Bauteilgrundkörper ausgebildet. According to a fourth aspect of the invention, the object is achieved by a fiber composite component complex. The fiber composite component complex has a first fiber composite component with a component main body and a connection portion and a connection component, which is attached to the connection portion. The fiber composite component complex is produced by means of a production method according to the invention. The connection portion is thus formed integrally with the component main body.
Bei dem beschriebenen Faserverbundbauteilkomplex ergeben sich sämtliche Vorteile, die bereits zu einem Wickelkern zur Aufnahme von Fasern für die Herstellung eines einen Anbindungsabschnitt aufweisenden Faserverbundbauteils gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung, bei einem Herstellungsverfahren zur Herstellung eines Faserverbundbauteils mit einem Anbindungsabschnitt gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung sowie einem Erzeugungsverfahren zur Erzeugung eines Faserverbundbauteilkomplexes gemäß dem dritten Aspekt der Erfindung beschrieben worden sind. Folglich ist der erfindungsgemäße Faserverbundbauteilkomplex mit einfachen Mitteln sowie Kostengünstig herstellbar. Überdies weist der Faserverbundbauteilkomplex eine hohe Stabilität auf, da mindestens ein Faserverbundbauteil über einen Anbindungsabschnitt mit einem Anbindungsbauteil, wie z.B. einem weiteren Faserverbundbauteil, verbunden ist. Der Faserverbundbauteilkomplex benötigt keine zusätzlichen Verbindungsvorrichtungen. Somit können Arbeitsschritte beim Erzeugen des Faserverbundbauteilkomplexes eingespart werden. Ferner ist mittels des Anbindungsabschnitts ein Materialeinsatz zur Erzeugung des Faserverbundbauteilkomplexes reduziert, da für die Herstellung des Anbindungsabschnitts weniger Werkstoff erforderlich ist als für die Herstellung einer Verbindungsvorrichtung. Hierdurch können Kosten weiter gesenkt werden. Überdies ermöglicht die einteilige Ausbildung des Anbindungsabschnitts mit dem Faserverbundbauteil eine Verbesserung der Festigkeit des Faserverbundbauteilkomplexes. Des Weiteren weist der erfindungsgemäße Faserverbundbauteilkomplex am Anbindungsabschnitt geringere äußere Abmessungen als ein herkömmlicher Faserverbundbauteilkomplex mit einer zusätzlichen Verbindungsvorrichtung auf. In the described fiber composite component complex, all the advantages already present for a winding core for receiving fibers for the production of a connection portion having fiber composite component according to the first aspect of the invention, in a manufacturing method for producing a fiber composite component with a connection portion according to the second aspect of the invention and a production method for producing a fiber composite component complex according to the third aspect of the invention have been described. Consequently, the fiber composite component complex according to the invention can be produced by simple means as well as inexpensively. Moreover, the fiber composite component complex has high stability because at least one fiber composite component is connected via a connection portion to a connection component such as a connection member. another fiber composite component is connected. The fiber composite component complex does not require any additional connection devices. Thus, work steps can be saved in the production of the fiber composite component complex. Furthermore, by means of the connecting portion, a material insert for producing the fiber composite component complex is reduced, since less material is required for the production of the connection portion than for the production of a connecting device. This can further reduce costs. Moreover, the integral formation of the attachment portion with the fiber composite component enables improvement in the strength of the fiber composite component complex. Furthermore, the fiber composite component complex according to the invention has smaller external dimensions at the connection section than a conventional fiber composite component complex with an additional connection device.
Eine erfindungsgemäßer Wickelkern sowie ein erfindungsgemäßes Herstellungsverfahren werden nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch: An inventive winding core and an inventive manufacturing method will be explained in more detail with reference to drawings. Each show schematically:
Elemente mit gleicher Funktion und Wirkungsweise sind in den
In
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Wickelkern winding core
- 22
- Anbindungsabschnitt connecting section
- 33
- Faserverbundbauteil Fiber composite component
- 3a 3a
- erstes Faserverbundbauteil first fiber composite component
- 3b 3b
- zweites Faserverbundbauteil second fiber composite component
- 44
- Kerngrundkörper Core body
- 55
- Bauteilgrundkörper Component base
- 66
- Kernzusatzkörper Core additional body
- 77
- Kopplungsabschnitt coupling portion
- 88th
- Endabschnitt end
- 99
- Zwischenabschnitt intermediate section
- 10 10
- Stirnseite front
- 11 11
- Anbindungsbauteil connection component
- 12 12
- Faseranordnung fiber arrangement
- 12a 12a
- Grundfaseranordnung Base fiber arrangement
- 12b 12b
- Zusatzfaseranordnung Additional fiber arrangement
- 13 13
- Formwerkzeug mold
- 14 14
- Faserverbundbauteilkomplex Fiber composite component complex
- 15 15
- Schneidwerkzeug cutting tool
- GG
- Kerngrundkörperdicke Core body thickness
- LL
- Längserstreckungsrichtung Longitudinal extension
- RR
- Richtung direction
- SS
- Schneidrichtung cutting direction
- ZZ
- Kernzusatzkörperdicke Additional core body thickness
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102016218025.8A DE102016218025A1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Generation of a fiber composite component complex |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE102016218025.8A DE102016218025A1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Generation of a fiber composite component complex |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102016218025A1 true DE102016218025A1 (en) | 2018-03-22 |
Family
ID=61302398
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102016218025.8A Pending DE102016218025A1 (en) | 2016-09-20 | 2016-09-20 | Generation of a fiber composite component complex |
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102016218025A1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2537251B2 (en) | 1975-08-21 | 1980-04-24 | Woco Franz Josef Wolf & Co, 6483 Bad Soden-Salmuenster | Process for the production of a hollow body open on several sides and a single-piece mold core for carrying out this process |
EP1342556A1 (en) | 2002-03-09 | 2003-09-10 | Airbus Deutschland GmbH | Process for producing a fiber reinforced composite component |
DE102013206237A1 (en) | 2013-04-09 | 2014-10-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Profilic fiber composite body |
DE102014217042A1 (en) | 2014-08-27 | 2016-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Process for producing a hollow component made of fiber-reinforced plastic |
-
2016
- 2016-09-20 DE DE102016218025.8A patent/DE102016218025A1/en active Pending
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2537251B2 (en) | 1975-08-21 | 1980-04-24 | Woco Franz Josef Wolf & Co, 6483 Bad Soden-Salmuenster | Process for the production of a hollow body open on several sides and a single-piece mold core for carrying out this process |
EP1342556A1 (en) | 2002-03-09 | 2003-09-10 | Airbus Deutschland GmbH | Process for producing a fiber reinforced composite component |
DE102013206237A1 (en) | 2013-04-09 | 2014-10-09 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Profilic fiber composite body |
DE102014217042A1 (en) | 2014-08-27 | 2016-04-21 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Process for producing a hollow component made of fiber-reinforced plastic |
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