DE102016223383A1 - Load transfer member - Google Patents
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Abstract
Lastübertragungsbauteil mit wenigstens einem Krafteinleitungsbereich (3), der ein von einer Fasern (26) umfassenden Ummantelung (8) ummanteltes Krafteinleitungselement (7) aus Kunststoff und an dem Krafteinleitungselement (7) vorgesehene metallische Vorsprünge (12) aufweist, die in die Ummantelung (8) eingreifen, wobei ein oder wenigstens ein in das Krafteinleitungselement (7) eingebetteter, metallischer Einleger (10) vorgesehen ist, mittels welchem die oder mehrere der Vorsprünge (12) fest miteinander verbunden sind.Load transfer component having at least one force introduction region (3) which comprises a plastic introduction element (7) surrounded by a sheathing (8), and metallic protrusions (12) provided on the force introduction element (7), which are inserted in the sheath (8 ), wherein one or at least one in the force introduction element (7) embedded, metallic inserter (10) is provided, by means of which the one or more of the projections (12) are fixedly connected together.
Description
Die Erfindung betrifft ein Lastübertragungsbauteil mit wenigstens einem Krafteinleitungsbereich, der ein von einer Fasern umfassenden Ummantelung ummanteltes Krafteinleitungselement aus Kunststoff und an dem Krafteinleitungselement vorgesehene metallische Vorsprünge aufweist, die in die Ummantelung eingreifen.The invention relates to a load transfer component having at least one force introduction region, which has a force introduction element made of plastic encased in a sheath comprising a fiber and metallic protrusions provided on the force introduction element, which engage in the sheath.
Ein Lastübertragungsbauteil bildet beispielsweise einen Fahrwerklenker in einem Personenkraftwagen (PKW), wobei der Fahrwerklenker kinematische Punkte in einer Radaufhängung verbindet und Bewegungen und Kräfte überträgt. Zur Einleitung von Kräften in den Fahrwerklenker sind an diesem Krafteinleitungselemente vorgesehen, in denen insbesondere Gelenkfunktionen integriert sind. Fahrwerklenker können zumindest teilweise aus Verbundwerkstoff bestehen, wobei unterschiedliche Verfahren zur Integration von Krafteinleitungselementen in ein aus Verbundwerkstoff hergestelltes Lastübertragungsbauteil bekannt sind.A load transfer component forms, for example, a suspension link in a passenger car (PKW), wherein the suspension link kinematic points in a suspension connects and transmits movements and forces. For the introduction of forces in the suspension arms are provided on this force introduction elements, in which in particular joint functions are integrated. Suspension links may at least partially consist of composite material, wherein different methods for the integration of force introduction elements in a made of composite material load transmission component are known.
In der Fahrwerktechnik sind Krafteinleitungselemente häufig anzutreffen, wobei Multimaterialverbindungen in diesem Bereich im Vergleich zu reinen Werkstoffen erhebliche Gewichtseinsparungen bei gleichzeitig einfachem Design ermöglichen. Die zurzeit genutzten Multimaterialverbindungen besitzen aber auch mehrere Nachteile. Bei einer Kombination von einem Metallbauteil mit einem Endlosfaser-KunststoffVerbund (E-FKV) können zwar hohe Festigkeiten erzielt werden, die Langzeitbeständigkeit kann aufgrund folgender Punkte allerdings beschränkt sein:
- - Korrosionsbeständigkeit: Zwischen Metall und Endlosfasern kann Kontaktkorrosion auftreten. Bisher wird diese Problematik insbesondere durch den Einsatz von Haftvermittlern bzw. durch die Einbringung einer Grenzschicht (Glasfaser-Textil) gelöst, was allerdings mit zusätzlichen Arbeitsschritten und Kosten verbunden ist.
- - Haftung: Die gewünschten Haftungseigenschaften zwischen den beiden Fügepartnern (Metallbauteil, E-FKV) werden z.B. durch teure Vorbehandlungsverfahren oder durch zusätzliche Formschlüsse an den Oberflächen der Fügepartner realisiert, wodurch hohe Kosten und lange Taktzeiten verursacht werden.
- - Ausdehnungskoeffizienten: Die beiden Fügepartner besitzen in der Regel unterschiedliche Ausdehnungskoeffizienten, was bei thermischen Belastungen und beim Abkühlen während der Fertigung oder im späteren Betrieb zu Eigenspannungen im Lastübertragungsbauteil führen kann, sodass z.B. die Klimawechselbeständigkeit nicht gewährleistet ist.
- - Inhomogene Materialeigenschaften: Es können Steifigkeits- und/oder Festigkeitssprünge durch unterschiedliche E-Module bzw. Zug- und Druckfestigkeiten der verwendeten Materialien auftreten. Beispielsweise wird bei einer Verbindung von einem Sheet Moulding Compound (SMC) oder Bulk Moulding Compound (BMC) mit einem E-FKV in der Regel nur ein Stoffschluss realisiert, da das SMC im ausgehärteten Zustand mit dem E-FKV verbunden wird. Durch den reinen Stoffschluss kann aber ein unangekündigtes, spontanes Versagen der Verbindung auftreten.
- - Corrosion resistance: Contact corrosion may occur between metal and continuous fibers. So far, this problem is solved in particular by the use of adhesion promoters or by the introduction of a boundary layer (glass fiber textile), which is associated with additional steps and costs.
- - Adhesion: The desired adhesion properties between the two joining partners (metal component, E-FKV) are realized, for example, by expensive pretreatment processes or by additional form-fitting on the surfaces of the joining partners, which causes high costs and long cycle times.
- - Expansion coefficients: The two joining partners usually have different coefficients of expansion, which can lead to residual stresses in the load transfer component during thermal stress and during cooling during manufacture or during subsequent operation, so that, for example, the climatic resistance is not guaranteed.
- - Inhomogeneous material properties: Stiffness and / or strength jumps can occur due to different E-modules or tensile and compressive strengths of the materials used. For example, in a compound of a Sheet Molding Compound (SMC) or Bulk Molding Compound (BMC) with an E-FKV usually only one material connection is realized because the SMC is connected in the cured state with the E-FKV. Due to the pure material connection but an unannounced, spontaneous failure of the compound can occur.
Die
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, das Vorsehen der Vorsprünge an dem Krafteinleitungselement vereinfachen zu können.Proceeding from this, the object of the invention is to be able to simplify the provision of the projections on the force introduction element.
Diese Aufgabe wird durch ein Lastübertragungsbauteil nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Lastübertragungsbauteils sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.This object is achieved by a load transfer component according to
Das Lastübertragungsbauteil umfasst einen oder wenigstens einen Krafteinleitungsbereich, der ein von einer Fasern umfassenden Ummantelung ummanteltes Krafteinleitungselement aus Kunststoff und an dem Krafteinleitungselement vorgesehene metallische Vorsprünge aufweist, die in die Ummantelung eingreifen, wobei ein oder wenigstens ein in das Krafteinleitungselement eingebetteter, metallischen Einleger vorgesehen ist, mittels welchem die oder mehrere der Vorsprünge fest miteinander verbunden sind.The load transfer component comprises one or at least one force introduction region, which comprises a plastic force introduction element encased in a sheath comprising a fiber and provided on the force introduction element has metallic projections which engage in the casing, wherein one or at least one embedded in the force introduction element, metallic inserter is provided by means of which the one or more of the projections are firmly connected to each other.
Da die oder die mehreren Vorsprünge durch den Einleger fest miteinander verbunden sind, bildet der Einleger zusammen mit den oder den mehreren Vorsprüngen insbesondere ein eigenständiges Bauteil, welches z.B. auch als Einlegerbauteil bezeichnet wird. Somit ist es möglich, durch das Einbetten des Einlegers in das Krafteinleitungselement gleichzeitig die oder die mehreren Vorsprünge an dem Krafteinleitungselement vorzusehen. Dies ist mit deutlich weniger Aufwand verbunden, als die metallischen Vorsprünge einzeln an dem Krafteinleitungselement aus Kunststoff zu befestigen. Ferner kann der Aufwand für das Herstellen des Einlegerbauteils vergleichsweise gering gehalten werden, da dieses insbesondere ein rein metallisches Bauteil bildet und beispielswiese aus Blech gefertigt werden kann.In particular, because the one or more protrusions are fixedly connected to each other by the insert, the insert together with the one or more protrusions forms an independent component, e.g. Also referred to as Einlegerbauteil. Thus, by embedding the insert in the force input member, it is possible to simultaneously provide the one or more projections on the force input member. This is associated with significantly less effort than to fasten the metallic projections individually to the force introduction element made of plastic. Furthermore, the cost of producing the Einlegerbauteils can be kept relatively low, since this particular forms a purely metallic component and example meadow can be made of sheet metal.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Lastübertragungsbauteil einen Bauteilkörper. Insbesondere ist das Krafteinleitungselement, vorzugsweise fest und/oder starr, mit dem Bauteilkörper verbunden. Der Bauteilkörper umfasst bevorzugt die Ummantelung und/oder ist vorzugsweise durch die Ummantelung gebildet und/oder mit dieser, insbesondere fest und/oder starr, verbunden. Vorteilhaft umfasst der Bauteilkörper ein Kernelement, welches insbesondere von der Ummantelung ummantelt ist. Bevorzugt ist das Krafteinleitungselement, vorzugsweise fest und/oder starr, mit dem Kernelement verbunden. Insbesondere ist das Krafteinleitungselement formschlüssig mit dem Kernelement verbunden.According to one embodiment, the load-transfer component comprises a component body. In particular, the force introduction element, preferably fixed and / or rigid, is connected to the component body. The component body preferably comprises the sheath and / or is preferably formed by the sheath and / or connected thereto, in particular fixed and / or rigid. Advantageously, the component body comprises a core element, which is in particular sheathed by the sheath. The force introduction element, preferably fixed and / or rigid, is preferably connected to the core element. In particular, the force introduction element is positively connected to the core element.
Das Lastübertragungsbauteil ist bevorzugt für ein Fahrzeug und/oder für ein Fahrwerk des oder eines Fahrzeugs vorgesehen. Insbesondere ist das Lastübertragungsbauteil ein Fahrzeugbauteil, vorzugsweise ein Fahrwerkbauteil. Vorteilhaft ist das Lastübertragungsbauteil in das oder ein Fahrzeug oder in das oder ein Fahrwerk des oder eines Fahrzeugs eingebaut oder einbaubar. Beispielsweise ist das Lastübertragungsbauteil eine Spurstange, eine Pendelstütze oder ein Fahrwerklenker, wie z.B. ein Querlenker, ein Längslenker, ein Dreiecklenker oder Dreipunktlenker, ein Vierpunktlenker oder ein anderer Mehrpunktlenker. Bei dem Fahrzeug handelt es sich insbesondere um ein Kraftfahrzeug, vorzugsweise um einen Personenkraftwagen.The load transfer component is preferably provided for a vehicle and / or for a chassis of the or of a vehicle. In particular, the load-transfer component is a vehicle component, preferably a chassis component. Advantageously, the load-transfer component is installed or installed in the or a vehicle or in the or a chassis of the or a vehicle. For example, the load transfer member is a tie rod, a pendulum support, or a suspension link, such as a suspension link. a wishbone, a trailing arm, a wishbone or three-point link, a four-point link or another multi-point handlebars. The vehicle is in particular a motor vehicle, preferably a passenger car.
Die Ummantelung weist bevorzugt eine Kunststoff-Matrix auf, in welche die Fasern der Ummantelung eingebettet sind. Bei der Kunststoff-Matrix der Ummantelung handelt es sich z.B. um eine polymere Kunststoff-Matrix. Vorzugsweise ist die Kunststoff-Matrix der Ummantelung eine thermoplastische oder duroplastische Kunststoff-Matrix. Die Fasern der Ummantelung sind vorzugsweise Endlosfasern. Beispielsweise bestehen die Fasern der Ummantelung aus Kohlenstoff und/oder Glas und/oder Aramid und/oder Basalt und/oder aus einem anderen geeigneten Faserwerkstoff. Die Ummantelung ist vorzugsweise als flächige Ummantelung ausgebildet und/oder bildet bevorzugt eine flächige Struktur. Insbesondere umfasst das Lastübertragungsbauteil und/oder der oder der wenigstens eine Krafteinleitungsbereich die Ummantelung.The sheath preferably has a plastic matrix in which the fibers of the sheath are embedded. The plastic matrix of the sheath is e.g. around a polymeric plastic matrix. Preferably, the plastic matrix of the sheath is a thermoplastic or thermosetting plastic matrix. The fibers of the sheath are preferably continuous fibers. For example, the fibers of the sheath of carbon and / or glass and / or aramid and / or basalt and / or other suitable fiber material. The sheath is preferably formed as a flat sheath and / or preferably forms a planar structure. In particular, the load transfer component and / or the or the at least one force introduction region comprises the casing.
Das Krafteinleitungselement weist bevorzugt eine Oberfläche auf. Diese Oberfläche bildet insbesondere eine äußere Begrenzungsfläche des Krafteinleitungselements. Vorzugsweise besteht das Krafteinleitungselement aus einem faserverstärktem Kunststoff, der insbesondere Fasern, wie z.B. Kurzfasern und/oder Langfasern, umfasst. Die Fasern des faserverstärkten Kunststoffs des Krafteinleitungselements bestehen z.B. aus Kohlenstoff und/oder Glas und/oder Aramid und/oder Basalt und/oder aus einem anderen geeigneten Faserwerkstoff. Der Kunststoff des Krafteinleitungselements ist z.B. ein Polymer. Insbesondere ist der Kunststoff des Krafteinleitungselements ein Thermoplast oder ein Duroplast. Vorzugsweise umfasst das Lastübertragungsbauteil das Krafteinleitungselement.The force introduction element preferably has a surface. This surface forms in particular an outer boundary surface of the force introduction element. Preferably, the force introduction element consists of a fiber-reinforced plastic, which in particular fibers, such. Short fibers and / or long fibers. The fibers of the fiber-reinforced plastic of the force introduction element consist e.g. of carbon and / or glass and / or aramid and / or basalt and / or of another suitable fiber material. The plastic of the force introduction element is e.g. a polymer. In particular, the plastic of the force introduction element is a thermoplastic or a duroplastic. The load transfer component preferably comprises the force introduction element.
Die Vorsprünge stehen insbesondere von dem Krafteinleitungselement und/oder von der Oberfläche des Krafteinleitungselements vor oder hervor. Bevorzugt sind die Vorsprünge mit ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden und/oder Endbereichen an oder in dem Krafteinleitungselements angeordnet. Beispielsweise erstrecken sich die Vorsprünge mit ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden und/oder Endbereichen in das Krafteinleitungselement hinein. Vorzugsweise sind die Vorsprünge, insbesondere an ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden und/oder Endbereichen, fest und/oder starr mit dem Krafteinleitungselement verbunden.The projections protrude or protrude in particular from the force introduction element and / or from the surface of the force introduction element. Preferably, the projections with their force introduction element facing the ends and / or end regions are arranged on or in the force introduction element. By way of example, the projections extend into the force introduction element with their ends and / or end regions facing the force introduction element. Preferably, the projections, in particular at their the force introduction element facing ends and / or end portions, fixed and / or rigidly connected to the force introduction element.
Bevorzugt erstrecken sich die Vorsprünge in die Ummantelung hinein. Das Merkmal, dass die Vorsprünge in die Ummantelung eingreifen, bedeutet insbesondere, dass die Vorsprünge sich in die Ummantelung hinein erstrecken. Vorteilhaft erstrecken sich die Vorsprünge aber nicht durch die Ummantelung hindurch. Insbesondere enden die Vorsprünge innerhalb der Ummantelung. Somit kann ein Eindringen von Feuchtigkeit in den Kontaktbereich zwischen den Vorsprüngen und der Ummantelung vermieden und folglich ein Auftreten von Kontaktkorrosion zwischen den Vorsprüngen den Fasern der Ummantelung verhindert werden. Vorzugsweise umfasst das Lastübertragungsbauteil die Vorsprünge.Preferably, the projections extend into the casing. The feature that the projections engage in the casing means in particular that the projections extend into the casing. Advantageously, however, the projections do not extend through the sheath. In particular, the projections end within the casing. Thus, penetration of moisture into the contact area between the protrusions and the cladding can be avoided, and hence occurrence of contact corrosion between the protrusions and the cladding fibers can be prevented. Preferably, the load transfer member comprises the projections.
Die Vorsprünge sind bevorzugt senkrecht zur Oberfläche des Krafteinleitungselements ausgerichtet und/oder orientiert. Alternativ sind die Vorsprünge schräg zur Oberfläche des Krafteinleitungselements ausgerichtet und/oder orientiert. Beispielsweise schließen die Vorsprünge mit der Oberfläche des Krafteinleitungselements einen Winkel von 60° oder 45° ein. Vorteilhaft sind die Vorsprünge parallel zueinander ausgerichtet und/oder orientiert. Ferner ist es möglich, dass die Vorsprünge unterschiedlich, insbesondere zueinander und/oder zur Oberfläche des Krafteinleitungselements, orientiert und/oder ausgerichtet sind. The projections are preferably aligned and / or oriented perpendicular to the surface of the force introduction element. Alternatively, the projections are aligned and / or oriented obliquely to the surface of the force introduction element. For example, the projections with the surface of the force introduction element at an angle of 60 ° or 45 °. Advantageously, the projections are aligned parallel to each other and / or oriented. Furthermore, it is possible for the projections to be oriented and / or aligned differently, in particular relative to one another and / or to the surface of the force introduction element.
Die Vorsprünge weisen an ihren dem Krafteinleitungselement abgewandten Enden bevorzugt jeweils einen Kopfbereich auf. Vorzugsweise weisen die Vorsprünge an ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden jeweils einen Fußbereich auf. Vorteilhaft weisen die Vorsprünge jeweils einen sich von dem jeweiligen Fußbereich bis zu dem jeweiligen Kopfbereich erstreckenden Schaftbereich auf.The projections preferably have at their ends facing away from the force introduction element in each case a head region. Preferably, the projections each have a foot region at their ends facing the force introduction element. Advantageously, the projections each have a shank region extending from the respective foot region to the respective head region.
Bevorzugt sind die Vorsprünge und/oder die Schaftbereiche jeweils gerade oder näherungsweise gerade ausgebildet. Beispielsweise sind die Vorsprünge und/oder die Schaftbereiche jeweils stiftförmig oder nadelförmig ausgebildet. Die Vorsprünge und/oder die Schaftbereiche sind vorzugsweise rechteckig, quaderförmig, zylindrisch, kegelförmig, pilzförmig oder pfeilförmig ausgebildet. Beispielsweise weisen die Vorsprünge und/oder die Schaftbereiche jeweils einen quadratischen, rechteckigen oder kreisförmigen Querschnitt auf. Vorteilhaft weist jeder Kopfbereich die gleiche geometrische Form wie der jeweilige Schaftbereich auf. Alternativ weisen die oder mehrere der Kopfbereiche jeweils eine von der geometrischen Form des jeweiligen Schaftbereichs abweichende geometrische Form auf. Beispielsweise sind die oder die mehreren Kopfbereiche kugelförmig oder hakenförmig oder pfeilförmig ausgebildet.Preferably, the projections and / or the shaft portions are each formed straight or approximately straight. For example, the projections and / or the shaft regions are each formed in a pin-shaped or needle-shaped manner. The projections and / or the shaft regions are preferably rectangular, cuboid, cylindrical, conical, mushroom-shaped or arrow-shaped. For example, the projections and / or the shaft regions each have a square, rectangular or circular cross section. Advantageously, each head region has the same geometric shape as the respective shaft region. Alternatively, the one or more of the head regions each have a geometric shape deviating from the geometric shape of the respective shank region. For example, the one or more head areas are spherical or hook-shaped or arrow-shaped.
Gemäß einer Weiterbildung sind die Vorsprünge jeweils als Stift oder als Nadel ausgebildet. Die Vorsprünge können aber auch als Haken oder Schnapphaken ausgebildet sein. Vorteilhaft sind die Vorsprünge zu mehreren Gruppen zusammengefasst, wobei die Vorsprünge jeder Gruppe bevorzugt zu einer, insbesondere geraden, Reihe angeordnet sind. Vorzugsweise verlaufen die Reihen oder mehrere der Reihen parallel zueinander.According to a development, the projections are each formed as a pin or as a needle. The projections can also be designed as hooks or snap hooks. Advantageously, the projections are combined into several groups, wherein the projections of each group are preferably arranged to one, in particular straight, row. Preferably, the rows or more of the rows are parallel to each other.
Die Vorsprünge weisen insbesondere einen Abstand zueinander auf und/oder sind im Abstand zueinander angeordnet. Bevorzugt bestehen die Vorsprünge aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Beispielsweise bestehen die Vorsprünge aus Blech, insbesondere aus Metallblech.The projections in particular have a distance from one another and / or are arranged at a distance from one another. Preferably, the protrusions are made of metal, for example of aluminum, of magnesium or of a ferrous material, such as e.g. Stole. For example, the projections of sheet metal, in particular of sheet metal.
Bevorzugt bildet der oder der wenigstens eine Einleger zusammen mit den oder den mehreren Vorsprüngen ein oder wenigstens ein eigenständiges und/oder monolithisches und/oder separates und/oder einstückiges Bauteil, welches insbesondere als Einlegerbauteil bezeichnet wird. Vorzugsweise sind die oder die mehreren Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen Einleger formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise sind die oder die mehreren Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen Einleger verschweißt, verschraubt, vernietet oder verklebt oder durch Sintern verbunden. Das Verbinden der oder der mehreren Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen Einleger erfolgt z.B. durch CMT-Schweißen oder durch selektives Laserschmelzen (SLM). Vorteilhaft gehen die oder die mehreren Vorsprünge materialhomogen in den oder den wenigstens einen Einleger über. Beispielsweise sind die oder die mehreren Vorsprünge von dem oder dem wenigstens einen Einleger abgebogen. Insbesondere enden die oder die mehreren Vorsprünge mit ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden und/oder mit ihren Fußbereichen an dem oder dem wenigstens einen Einleger oder im Bereich des oder des wenigstens einen Einlegers. Vorteilhaft umfasst das Lastübertragungsbauteil und/oder der oder der wenigstens eine Krafteinleitungsbereich den oder den wenigstens einen Einleger. Insbesondere ist der oder der wenigstens eine Einleger fest und/oder starr mit dem Krafteinleitungselement verbunden.Preferably, the or at least one insert forms together with the one or more projections or at least one independent and / or monolithic and / or separate and / or one-piece component, which is referred to in particular as Einlegerbauteil. Preferably, the one or more projections are positively and / or materially connected to the or at least one insert. For example, the one or more protrusions are welded, screwed, riveted or glued or connected by sintering to the or at least one insert. The joining of the one or more protrusions to the one or more inserts is e.g. by CMT welding or by selective laser melting (SLM). Advantageously go the one or more projections material homogeneous in or at least one insert. For example, the one or more protrusions are bent away from the one or more inserts. In particular, the one or more projections end with their ends facing the force introduction element and / or with their foot regions on the or at least one insert or in the region of or at least one insert. Advantageously, the load transfer component and / or the or the at least one force introduction region comprises at least one insert. In particular, the or the at least one insert is fixed and / or rigidly connected to the force introduction element.
Bevorzugt besteht der oder der wenigstens eine Einleger aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Beispielsweise besteht der oder der wenigstens eine Einleger aus Blech, insbesondere aus Metallblech.Preferably, the or at least one insert is made of metal, for example aluminum, magnesium or a ferrous material, e.g. Stole. For example, the or at least one insert made of sheet metal, in particular of sheet metal.
Vorteilhaft bildet und/oder umfasst der oder der wenigstens eine Einleger ein oder wenigstens ein flächiges Bauteil und/oder eine oder wenigstens eine flächige Struktur. Bevorzugt besteht der oder der wenigstens eine Einleger aus einem oder wenigstens einem Blech, welches insbesondere ein gestanztes Blech ist. In dem oder dem wenigstens einen Blech können, insbesondere durch das Stanzen, umbiegbare oder abbiegbare Bereiche geschaffen werden, die von dem oder dem wenigstens einen Blech und/oder von dem restlichen Bereich des oder des wenigstens einen Blechs abgebogen werden können, um die oder die mehreren Vorsprünge zu bilden. Die oder die mehreren Vorsprünge sind bevorzugt von dem oder dem wenigstens einen Einleger und/oder von dem oder dem wenigstens einen Blech abgebogen.Advantageously, the or at least one insert forms and / or comprises one or at least one planar component and / or one or at least one planar structure. Preferably, the or at least one insert from one or at least one sheet, which is in particular a stamped sheet metal. In the or at least one sheet metal, bendable or deflectable areas can be created, in particular by stamping, which can be bent away from the or at least one sheet and / or from the remaining area of the or at least one sheet to the or to form several protrusions. The one or more protrusions are preferably bent from the or at least one insert and / or from the or at least one sheet.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die oder die mehreren Vorsprünge zu mehreren, insbesondere geraden, Reihen angeordnet, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Die oder die mehreren Vorsprünge weisen insbesondere einen Abstand zueinander auf und/oder sind im Abstand zueinander angeordnet.According to one embodiment, the one or more projections are arranged in a plurality, in particular straight, rows, which preferably run parallel to one another. The one or more In particular, protrusions are at a distance from one another and / or are arranged at a distance from one another.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Krafteinleitungselement einen Endabschnitt mit einem Lagerauge auf, welches sich, insbesondere entlang einer Lageraugenachse, in den Endabschnitt hinein und/oder durch den Endabschnitt hindurch erstreckt. Das Lagerauge ist bevorzugt eine, insbesondere zylindrische, Ausnehmung, die vorzugsweise eine durchgehende Ausnehmung ist. Vorteilhaft ist das Lagerauge und/oder die Ausnehmung bezüglich der Lageraugenachse rotationssymmetrisch. Bevorzugt ist oder sind die Ummantelung und/oder die Fasern der Ummantelung um den Endabschnitt herumgeführt.According to a development, the force introduction element has an end section with a bearing eye, which extends, in particular along a bearing eye axis, into the end section and / or through the end section. The bearing eye is preferably a, in particular cylindrical, recess, which is preferably a continuous recess. Advantageously, the bearing eye and / or the recess is rotationally symmetrical with respect to the bearing eye axis. Preferably, the sheath and / or fibers of the sheath are or are passed around the end portion.
Das Lagerauge dient vorzugsweise zur Aufnahme eines Lagers, eines Gelenks, eines Verbindungsbauteils oder einer Welle. Bevorzugt ist in dem Lagerauge ein Lager, ein Gelenk, ein Verbindungsbauteil oder eine Welle angeordnet und/oder gelagert. Das Gelenk ist z.B. ein Kugelgelenk oder ein Kugelhülsengelenk. Das Lager ist z.B. ein Gummilager oder Elastomerlager. Das Verbindungsbauteil ist z.B. ein Bolzen, eine Schraube oder eine Hülse. Die Welle ist z.B. eine Welle des Antriebsstrangs und/oder eine Kardanwelle des oder eines Fahrzeugs. Mittels des Gelenks oder des Lagers oder des Verbindungsbauteils ist das Lastübertragungsbauteil z.B. mit einem oder einem anderen Fahrzeugbauteil, einem oder einem anderen Fahrwerkbauteil, einem Radträger, einem Achsschenkel, einem Wankstabilisator, einem Lenkungsbauteil, einem Fahrzeugaufbau, einem Karosserieteil, einer Fahrzeugsäule, wie z.B. einer B-Säule, einem Fahrschemel oder einem Hilfsrahmen des oder eines Fahrzeugs verbunden oder verbindbar.The bearing eye is preferably used for receiving a bearing, a joint, a connecting member or a shaft. Preferably, a bearing, a joint, a connecting component or a shaft is arranged and / or stored in the bearing eye. The joint is e.g. a ball joint or a ball and socket joint. The bearing is e.g. a rubber bearing or elastomeric bearing. The connection component is e.g. a bolt, a screw or a sleeve. The shaft is e.g. a shaft of the drive train and / or a propeller shaft of the or a vehicle. By means of the hinge or the bearing or the connecting component, the load transfer component is e.g. with one or another vehicle component, one or another chassis component, a wheel carrier, a steering knuckle, a roll stabilizer, a steering component, a vehicle body, a body part, a vehicle pillar, such as a vehicle body. a B-pillar, a subframe or subframe of the or a vehicle connected or connectable.
Bevorzugt weist das Krafteinleitungselement einen sich an den Endabschnitt anschließenden Anschlussabschnitt auf. Der Anschlussabschnitt erstreckt sich insbesondere quer zur Lageraugenachse. Vorteilhaft erstreckt sich der Anschlussabschnitt, vorzugsweise quer zur Lageraugenachse, von dem Endabschnitt weg. Das Krafteinleitungselement ist mit seinem Anschlussabschnitt insbesondere dem Bauteilkörper und/oder dem Kernelement zugewandt. Vorzugsweise ist das Krafteinleitungselement in oder an oder mit seinem Anschlussabschnitt mit dem Bauteilkörper und/oder mit dem Kernelement verbunden. Bevorzugt ist oder sind der oder der wenigstens eine Einleger und/oder das oder das wenigstens eine Einlegerbauteil und/oder die oder die mehreren Vorsprünge und/oder ein Teil der oder der mehreren Vorsprünge an oder zumindest an dem Anschlussabschnitt vorgesehen. Der Anschlussabschnitt ist vorzugsweise keilförmig und kann somit auch als keilförmiger Abschnitt bezeichnet werden. Der Anschlussabschnitt und/oder keilförmige Abschnitt verjüngt sich insbesondere mit zunehmendem Abstand zur Lageraugenachse.The force introduction element preferably has a connecting section adjoining the end section. The connection section extends in particular transversely to the bearing eye axis. Advantageously, the connection section, preferably transversely to the bearing axis, extends away from the end section. The force introduction element faces in particular the component body and / or the core element with its connection section. The force introduction element is preferably connected in or on or with its connection section to the component body and / or to the core element. Preferably, the or at least one insert and / or the one or more insert members and / or the one or more projections and / or part of the one or more projections is or are provided on or at least on the connection portion. The connection section is preferably wedge-shaped and can thus also be referred to as a wedge-shaped section. The connection section and / or wedge-shaped section tapers in particular with increasing distance to the bearing eye axis.
Gemäß einer Ausgestaltung ist ein oder wenigstens ein in das Krafteinleitungselement eingebetteter, anderer metallischer Einleger vorgesehen, mittels welchem andere der Vorsprünge fest miteinander verbunden sind. Bevorzugt besteht der oder der wenigstens eine andere Einleger aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Beispielsweise besteht der oder der wenigstens eine andere Einleger aus Blech, insbesondere aus Metallblech.According to one embodiment, one or at least one embedded in the force introduction element, other metallic insert is provided by means of which other of the projections are firmly connected to each other. Preferably, the or at least one other insert is made of metal, for example of aluminum, of magnesium or of a ferrous material, such as e.g. Stole. For example, the or at least one other depositors made of sheet metal, in particular of sheet metal.
Bevorzugt bildet der oder der wenigstens eine andere Einleger zusammen mit den anderen Vorsprüngen ein oder wenigstens ein eigenständiges und/oder monolithisches und/oder separates und/oder einstückiges Bauteil, welches insbesondere als anderes Einlegerbauteil bezeichnet wird. Vorzugsweise sind die anderen Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise sind die anderen Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger verschweißt, verschraubt, vernietet oder verklebt oder durch Sintern verbunden. Das Verbinden der anderen Vorsprünge mit dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger erfolgt z.B. durch CMT-Schweißen oder durch selektives Laserschmelzen (SLM). Vorteilhaft gehen die anderen Vorsprünge materialhomogen in den oder den wenigstens einen anderen Einleger über. Beispielsweise sind die anderen Vorsprünge von dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger abgebogen. Insbesondere enden die anderen Vorsprünge mit ihren dem Krafteinleitungselement zugewandten Enden und/oder mit ihren Fußbereichen an dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger oder im Bereich des oder des wenigstens einen anderen Einlegers. Vorteilhaft umfasst das Lastübertragungsbauteil und/oder der oder wenigstens eine Krafteinleitungsbereich den oder den wenigstens einen anderen Einleger. Insbesondere ist der oder der wenigstens eine andere Einleger fest und/oder starr mit dem Krafteinleitungselement verbunden.Preferably, the one or more other inserts forms together with the other projections or at least one independent and / or monolithic and / or separate and / or one-piece component, which is referred to in particular as another insert component. Preferably, the other projections are positively and / or materially connected to the one or more other depositor. For example, the other protrusions are welded, screwed, riveted or glued or connected by sintering to the or at least one other insert. The joining of the other protrusions to the or at least one other insert takes place e.g. by CMT welding or by selective laser melting (SLM). Advantageously, the other projections go material homogeneous in the or at least one other depositors over. For example, the other projections are bent from the or at least one other depositor. In particular, the other projections end with their ends facing the force introduction element and / or with their foot regions on the or at least one other inserter or in the region of or at least one other inserter. Advantageously, the load transfer component and / or the or at least one force introduction region comprises at least one other inserter. In particular, the or at least one other insert is fixed and / or rigidly connected to the force introduction element.
Beispielsweise bildet und/oder umfasst der oder der wenigstens eine andere Einleger ein oder wenigstens ein flächiges Bauteil und/oder eine oder wenigstens eine flächige Struktur. Bevorzugt besteht der oder der wenigstens eine andere Einleger aus einem oder wenigstens einem (anderen) Blech, welches insbesondere ein gestanztes Blech ist. In dem oder dem wenigstens einen (anderen) Blech können, insbesondere durch das Stanzen, umbiegbare oder abbiegbare Bereiche geschaffen werden, die von dem oder dem wenigstens einen (anderen) Blech und/oder von dem restlichen Bereich des oder des wenigstens einen (anderen) Blechs abgebogen werden können, um die anderen Vorsprünge zu bilden. Die anderen Vorsprünge sind bevorzugt von dem oder dem wenigstens einen anderen Einleger und/oder von dem oder dem wenigstens einen (anderen) Blech abgebogen. Um dieses (andere) Blech von dem zuvor genannten Blech zu unterscheiden, kann es auch als „anderes Blech“ bezeichnet werden. Alternativ kann der Ausdruck „(anderen)“ vor dem Ausdruck „Blech“ aber auch weggelassen werden, insbesondere, wenn keine Verwechslungen zu befürchten sind.By way of example, the or at least one other inserter forms and / or comprises one or at least one planar component and / or one or at least one planar structure. Preferably, the or at least one other insert from one or at least one (other) sheet, which is in particular a stamped sheet metal. In the or the at least one (other) sheet metal, bendable or bendable areas can be created, in particular by stamping, which can be provided by the or at least one (other) sheet and / or the remaining area of the or at least one (other) Sheet metal bent can be used to form the other tabs. The other projections are preferably bent from the or at least one other inserter and / or from the or the at least one (other) sheet metal. To distinguish this (other) sheet from the aforementioned sheet, it may also be referred to as "other sheet". Alternatively, however, the term "(other)" may be omitted before the term "sheet", especially if no confusion is to be feared.
Gemäß einer Ausgestaltung sind die anderen Vorsprünge zu mehreren, insbesondere geraden, Reihen angeordnet, die vorzugsweise parallel zueinander verlaufen. Die anderen Vorsprünge weisen insbesondere einen Abstand zueinander auf und/oder sind im Abstand zueinander angeordnet.According to one embodiment, the other projections are arranged in a plurality, in particular straight, rows, which preferably run parallel to one another. The other projections in particular have a distance from one another and / or are arranged at a distance from one another.
Bevorzugt sind die Einleger bezüglich einer die Lageraugenachse umfassenden Symmetrieebene symmetrisch zueinander angeordnet und/oder ausgebildet. Die Einleger sind und/oder umfassen insbesondere den oder den wenigstens einen Einleger und den oder den wenigstens einen anderen Einleger. Vorteilhaft ist oder sind der oder der wenigstens eine andere Einleger und/oder das oder das wenigstens eine andere Einlegerbauteil und/oder die anderen Vorsprünge und/oder ein Teil der anderen Vorsprünge an oder zumindest an dem Anschlussabschnitt vorgesehen.The inserts are preferably arranged and / or configured symmetrically relative to one another with respect to a plane of symmetry encompassing the bearing eye axis. The inserts are and / or comprise in particular the one or more inserts and the at least one other inserter. Advantageously, the one or more other inserts and / or the at least one other insert component and / or the other projections and / or part of the other projections is or are provided on or at least at the connection portion.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des Lastübertragungsbauteils, wobei
- - der oder der wenigstens eine die oder die mehreren Vorsprünge fest miteinander verbindende Einleger hergestellt wird,
- - anschließend das Krafteinleitungselement hergestellt und dabei der oder der wenigstens eine Einleger in das Krafteinleitungselement eingebettet wird, sodass die oder die mehreren Vorsprünge von dem Krafteinleitungselement vorstehen, und
- - anschließend das Krafteinleitungselement mit der Ummantelung ummantelt wird, sodass die oder die mehreren Vorsprünge in die Ummantelung eingreifen.
- - the or at least one of the one or more protrusions firmly interconnecting inserts is made,
- - Subsequently, the force introduction element produced while the or the at least one insert is embedded in the force introduction element, so that the one or more projections of the force introduction element project, and
- - Then the force introduction element is coated with the sheath, so that the or more projections engage in the sheath.
Das Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit dem Lastübertragungsbauteil erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein oder werden. Ferner kann das Lastübertragungsbauteil gemäß allen im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein oder werden.The method can be developed according to all embodiments explained in connection with the load transfer component. Furthermore, the load transfer component can be developed according to all embodiments explained in connection with the method.
Bevorzugt wird der oder der wenigstens eine Einleger in Form eines oder wenigstens eines die oder die mehreren Vorsprünge umfassenden Bauteils hergestellt, welches insbesondere ein eigenständiges und/oder monolithisches und/oder separates und/oder einstückiges Bauteil ist oder bildet. Dieses oder dieses wenigstens eine Bauteil ist oder bildet insbesondere ein oder wenigstens ein oder das oder das wenigstens eine Einlegerbauteil.Preferably, the or at least one insert is produced in the form of one or at least one component comprising the one or more projections, which component is or is an independent and / or monolithic and / or separate and / or one-piece component. This or this at least one component is or forms, in particular, one or at least one or the or at least one insert component.
Gemäß einer Weiterbildung wird der oder der wenigstens eine Einleger und/oder das oder das wenigstens eine Einlegerbauteil aus einem Blech hergestellt, in welchem, insbesondere durch Stanzen, abbiegbare Bereiche geschaffen werden, die zum Ausbilden der oder der mehreren Vorsprünge von dem Blech abgebogen werden.According to a further development, the or at least one insert and / or the or at least one insert component is produced from a metal sheet in which, in particular by punching, bendable regions are created which are bent away from the metal sheet to form the one or more projections.
Beispielsweise wird das Krafteinleitungselement im Spritzgussverfahren hergestellt, wobei der oder der wenigstens eine Einleger insbesondere mit dem Kunststoff des Krafteinleitungselements umspritzt und dadurch in das Krafteinleitungselement eingebettet wird. Das Spritzgießen erfolgt insbesondere in einem und/oder mittels eines Spritzgusswerkezugs. Gemäß einer Alternative wird z.B. zum Herstellen des Krafteinleitungselements ein Faser-Matrix-Halbzeug bereitgestellt und, insbesondere in einem und/oder mittels eines Werkzeug, zu dem Krafteinleitungselement, beispielsweise durch Heißpressen oder Fließpressen, geformt und/oder umgeformt, wobei, insbesondere gleichzeitig, der oder der wenigstens eine Einleger, vorzugsweise innerhalb und/oder mittels des Werkzeugs, in das Krafteinleitungselement eingebettet wird. Gemäß der Alternative wird das Krafteinleitungselement bevorzugt im Heißpressverfahren oder Fließpressverfahren hergestellt. Das Werkzeug ist z.B. ein formgebendes Werkzeug und/oder ein Umformwerkzeug. Insbesondere ist das Werkzeug ein Presswerkezug, beispielsweise ein Heißpresswerkezug oder ein Fließpresswerkzeug. Das Faser-Matrix-Halbzeug ist z.B. ein Sheet Moulding Compound (SMC), ein Bulk Moulding Compound (BMC), ein Faser-Matrix-Halbzeug aus langfaserverstärktem Kunststoff (LFT) oder ein anderes geeignetes Faser-Matrix-Halbzeug.For example, the force introduction element is produced by injection molding, wherein the or at least one insert is in particular encapsulated with the plastic of the force introduction element and thereby embedded in the force introduction element. The injection molding takes place in particular in one and / or by means of an injection molding train. According to an alternative, e.g. for producing the force introduction element, a fiber-matrix semifinished product is provided and, in particular in and / or by means of a tool to the force introduction element, for example by hot pressing or extrusion molding, molded and / or formed, wherein, in particular at the same time, the or at least one depositors , preferably within and / or by means of the tool, is embedded in the force introduction element. According to the alternative, the force introduction element is preferably produced by hot pressing or extrusion molding. The tool is e.g. a shaping tool and / or a forming tool. In particular, the tool is a press shop train, for example a hot press train or an extrusion press tool. The fiber matrix semifinished product is e.g. a sheet molding compound (SMC), a bulk molding compound (BMC), a fiber-matrix semi-finished product made of long fiber reinforced plastic (LFT) or another suitable fiber matrix semifinished product.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der oder der wenigstens eine die anderen Vorsprünge fest miteinander verbindende andere Einleger hergestellt, wonach bei der Herstellung des Krafteinleitungselements auch der oder der wenigstens eine andere Einleger in das Krafteinleitungselement eingebettet wird, sodass die anderen Vorsprünge von dem Krafteinleitungselement vorstehen. Insbesondere wird bei dem Ummanteln des Krafteinleitungselements mit der Ummantelung das Krafteinleitungselement derart mit der Ummantelung ummantelt, dass auch die anderen Vorsprünge in die Ummantelung eingreifen.According to one embodiment, the or at least one of the other protrusions firmly interconnecting other insert produced, after which the or the at least one other insert is embedded in the force introduction element in the manufacture of the force introduction element, so that the other projections project from the force introduction element. In particular, in the sheathing of the force introduction element with the sheathing, the force introduction element is encased in such a way with the sheath that the other protrusions also engage in the sheathing.
Bevorzugt wird der oder der wenigstens eine andere Einleger in Form eines oder wenigstens eines die anderen Vorsprünge umfassenden Bauteils hergestellt, welches insbesondere ein eigenständiges und/oder monolithisches und/oder separates und/oder einstückiges Bauteil ist oder bildet. Dieses oder dieses wenigstens eine Bauteil ist oder bildet insbesondere ein oder wenigstens ein oder das oder das wenigstens eine andere Einlegerbauteil.Preferably, the or at least one other insert in the form of one or at least one of the other projections is included Component, which is in particular an independent and / or monolithic and / or separate and / or one-piece component or forms. This or this at least one component is or forms in particular one or at least one or the or at least one other Einlegerbauteil.
Das Lastübertragungsbauteil und/oder die hier vorgestellte Multimaterialbauweise sowie deren Herstellungsverfahren löst insbesondere die oder mehrere der zum Stand der Technik genannten Probleme. Bevorzugt verfolgt dieser Ansatz die Fertigung eines hybriden Krafteinleitungselementes (z.B. Kurz-/Lang-Faser-KunststoffVerbund-Struktur + Metall-Verbindungstruktur), wobei während der Herstellung des Kunststoffbauteils im Urformprozess ein oder wenigstens ein oder mehrere metallische Einleger mit einer, vorzugsweise die Vorsprünge umfassenden, Verbindungstruktur eingelegt werden.The load transfer component and / or the multimaterial construction presented here, as well as their production method, solves in particular one or more of the problems mentioned in relation to the prior art. This approach preferably pursues the production of a hybrid force introduction element (eg short / long fiber plastic composite structure + metal connection structure), wherein during the production of the plastic component in the primary molding process one or at least one or more metallic inserts with one, preferably the projections , Connection structure are inserted.
Diese Art der Verbindung erzeugt insbesondere eine form- und stoffschlüssige Verbindung mit der Ummantelung und/oder den außen angebrachten Endlosfasern der Ummantelung, die vorzugsweise in einem separaten Prozess eingebracht werden. Der oder der wenigstens eine metallische Einleger wird bevorzugt vom Kunststoff des Krafteinleitungselements in einem definierten Bereich umschlossen und dient vorzugsweise zur Verstärkung wenigstens eines kritischen Bereichs im Kurz-/Lang-Faser-Kunststoff-Verbundbauteil. Ferner unterbindet der oder der wenigstens eine Einleger insbesondere ein spontanes Versagen des Lastübertragungsbauteils in dem oder dem wenigstens einen kritischen Bereich. Vorteilhaft ermöglicht der oder der wenigstens eine Einleger ferner eine formschlüssige Verbindung mit der oder den in einem späteren Prozess hinzugefügten Ummantelung und/oder Endlosfasern der Ummantelung.This type of connection produces in particular a positive and cohesive connection with the sheathing and / or the externally attached continuous fibers of the sheath, which are preferably introduced in a separate process. The or at least one metallic insert is preferably enclosed by the plastic of the force introduction element in a defined region and preferably serves to reinforce at least one critical region in the short / long fiber-plastic composite component. In addition, the at least one inserter in particular prevents a spontaneous failure of the load-transfer component in the one or more critical areas. Advantageously, the or at least one insert further enables a form-fitting connection with the sheathing and / or continuous fibers of the sheath added in a later process.
Bevorzugt kann der Aufbau des oder des wenigstens einen Einlegers je nach Lastfall optimiert werden. Dabei können je nach Lastfall/Anwendung insbesondere folgende Designänderungen erfolgen:
- - Anzahl der Vorsprünge,
- - Ausrichtung der Vorsprünge (z.B. normal zur Oberfläche, 60°, 45° etc.),
- - Geometrie der Vorsprünge (z.B. rechteckig, zylindrisch, zylindrisch + Kugelkopf, Kegel, Pfeil etc.),
- - Integration von Funktion in die Vorsprünge (z.B. Schnapphaken, etc.).
- - number of protrusions,
- Orientation of the projections (eg normal to the surface, 60 °, 45 ° etc.),
- Geometry of the projections (eg rectangular, cylindrical, cylindrical + ball head, cone, arrow etc.),
- - Integration of function in the projections (eg snap hook, etc.).
Der oder der wenigstens eine Einleger kann insbesondere durch unterschiedliche Verfahren herstellt werden, von denen einige nachfolgend angegeben sind:
- - Variante 1: Gestanztes Blech, von welchem in einem weiteren Schritt die Vorsprünge umgebogen werden,
- - Variante 2: Mehrere Drahteinzelstücke, die durch den Einleger miteinander in Reihe verbunden werden und die Vorsprünge bilden,
- - Variante 3: Verbinden der Vorsprünge mit dem Einleger durch Aufschweißen/Sintern (Cold-Metal-Transfer (CMT), etc.),
- - Variante 4: Verbinden der Vorsprünge mit dem Einleger durch generative Verfahren (Selective Laser Melting (SLM), etc.).
- Variant 1: stamped sheet metal, from which the projections are bent in a further step,
- Variant 2: a plurality of pieces of wire which are connected in series by the insert and which form projections;
- Variant 3: bonding of the projections to the insert by welding / sintering (cold metal transfer (CMT), etc.),
- Variant 4: connecting the projections to the insert by means of generative methods (Selective Laser Melting (SLM), etc.).
Bevorzugt kann das, vorzugsweise umschließende und/oder dreidimensional formgebende, Polymer oder Polymersystem des Krafteinleitungselements je nach Anforderung z.B. thermoplastisch oder duroplastisch gewählt werden. Vorteilhaft sind im Polymer oder Polymersystem des Krafteinleitungselements Fasern zur Festigkeitssteigerung enthalten. Um die Position des oder des wenigstens einen Einlegers auszurichten, sind insbesondere Aussparungen in einem Werkzeug vorgesehen, mittels welchem das Krafteinleitungselement hergestellt wird. Somit kann der oder der wenigstens eine Einleger insbesondere nur in einer bestimmten Position liegen und fixiert werden. Verfahrenstechnisch lassen sich die Varianten vorzugsweise in die beiden nachfolgend angegeben Herstellungsverfahren einteilen:
- - Heißpressverfahren (SMC, BMC, LFT, etc.).
- - Spritzprozess (thermoplastisch, duroplastisch, etc.).
- - Hot pressing process (SMC, BMC, LFT, etc.).
- - Spraying process (thermoplastic, thermosetting, etc.).
Nachfolgend werden beispielhaft mehrere Prozessschritte zur Herstellung eines, insbesondere hybriden, Krafteinleitungselementes aus SMC angegeben:
- - Herstellung des oder des wenigstens einen Einlegers und/oder Einlegerbauteils und eines SMC-Zuschnitts,
- - Einlegen der SMC-Masse und des oder des wenigstens einen Einlegers und/oder Einlegerbauteils in ein Werkzeug,
- - Schließen des Werkzeuges,
- - Aushärtung,
- - Öffnen des Werkzeuges,
- - Entnahme des Krafteinleitungselements,
- - Anbringen der außenliegenden Ummantelung und/oder Endlosfasern.
- The manufacture of the at least one insert and / or insert component and of an SMC blank,
- Inserting the SMC mass and the or at least one insert and / or insert component into a tool,
- - closing the tool,
- - curing,
- - opening the tool,
- Removal of the force introduction element,
- - Attaching the outer sheath and / or continuous fibers.
Beispiele für die Wahl und das Design des Aufbaus des oder des wenigstens einen metallischen Einlegers werden nachfolgend angegeben. Wie oben bereits beschrieben, können folgende Parameter geändert werden:
- - Anzahl der Vorsprünge,
- - Ausrichtung der Vorsprünge (z.B. normal zur Oberfläche, 60°, 45° etc.),
- - Geometrie der Vorsprünge (z.B. rechteckig, zylindrisch, zylindrisch + Kugelkopf, Kegel, Pfeil etc.),
- - Integration von Funktion in die Vorsprünge (z.B. Schnapphaken, etc.).
- - number of protrusions,
- Orientation of the projections (eg normal to the surface, 60 °, 45 ° etc.),
- Geometry of the projections (eg rectangular, cylindrical, cylindrical + ball head, cone, arrow etc.),
- - Integration of function in the projections (eg snap hook, etc.).
Nachfolgend wird ein Beispiel für die Wahl der Werkstoffe angegeben:
Je nach Anforderung besteht die Möglichkeit, unterschiedlichen Fasertypen (z.B. Kohlenstoff, Glas, Aramid, Basalt, etc.) und unterschiedliche Matrices (z.B. thermoplastisch oder duroplastisch) zu verwenden.Below is an example of the choice of materials:
Depending on the requirements, it is possible to use different fiber types (eg carbon, glass, aramid, basalt, etc.) and different matrices (eg thermoplastic or duroplastic).
Nachfolgend werden einige Beispiele für Anwendungsmöglichkeiten des Lastübertragungsbauteils und/oder des Krafteinleitungselements angegeben:
- - Krafteinleitungselement für die Integration eines Gummilagers,
- - Krafteinleitungselement für die Integration eines Kugelgelenks (z.B. Flanschgelenk),
- - Krafteinleitungselement im Antriebsstrang (z.B. Kardanwelle),
- - Hybrides Karosserieteil (z.B. B-Säule).
- - force introduction element for the integration of a rubber bearing,
- - force introduction element for the integration of a ball joint (eg flange joint),
- - force introduction element in the drive train (eg cardan shaft),
- - Hybrid body part (eg B-pillar).
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht eines Lastübertragungsbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform, -
2 eine perspektivische und teilweise transparente Darstellung eines Krafteinleitungsbereichs des Lastübertragungsbauteils, aus der ein von einer Ummantelung ummanteltes Krafteinleitungselement mit zwei Einlegern ersichtlich ist, die jeweils Vorsprünge aufweisen, -
3 eine Seitenansicht des mit den Einlegern versehenen Krafteinleitungselements, -
4 eine perspektivische Darstellung des mit den Einlegern versehenen Krafteinleitungselements in einem schematisch angedeuteten Werkzeug, -
5 eine Draufsicht auf ein gestanztes Blech zur Herstellung eines der Einleger, -
6 eine Seitenansicht des aus dem gestanzten Blech hergestellten Einlegers, -
7 eine schematische Darstellung eines Beschichtungsvorgangs, in dem das Krafteinleitungselement mit der Ummantelung versehen wird, -
8 eine Seitenansicht einer Abwandlung des aus dem gestanzten Blech hergestellten Einlegers, -
9 eine Seitenansicht eines mit Einlegern gemäß einer zweiten Ausführungsform versehenen Krafteinleitungselements, -
10 mehrere Teilansichten von Einlegern gemäß einer dritten, einer vierten, einer fünften und einer sechsten Ausführungsform und -
11 eine Seitenansicht eines mit Einlegern gemäß einer siebten Ausführungsform versehenen Krafteinleitungselements.
-
1 a perspective view of a load transfer member according to a first embodiment, -
2 3 is a perspective and partially transparent representation of a force introduction region of the load transfer component, from which a force introduction element, which is surrounded by a sheath, can be seen, with two inserts, which respectively have projections, -
3 a side view of the provided with the inserts force application element, -
4 3 is a perspective view of the force introduction element provided with the inserts in a schematically indicated tool, -
5 a top view of a stamped sheet metal for the production of one of the depositors, -
6 a side view of the insert produced from the stamped sheet, -
7 a schematic representation of a coating process in which the force introduction element is provided with the sheath, -
8th a side view of a modification of the insert produced from the stamped sheet metal, -
9 3 is a side view of a force introduction element provided with inserts according to a second embodiment, -
10 a plurality of partial views of inserts according to a third, a fourth, a fifth and a sixth embodiment, and -
11 a side view of provided with inserts according to a seventh embodiment of the force introduction element.
Aus
Das Krafteinleitungselement
Aus
Gemäß einer ersten Variante wird das Krafteinleitungselement
Gemäß einer zweiten Variante wird das Krafteinleitungselement
Wie insbesondere aus
Aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- LastübertragungsbauteilLoad transfer member
- 22
- Bauteilkörper des LastübertragungsbauteilsComponent body of the load transfer component
- 33
- Krafteinleitungsbereich des LastübertragungsbauteilsForce introduction region of the load transfer component
- 44
- Krafteinleitungsbereich des LastübertragungsbauteilsForce introduction region of the load transfer component
- 55
- Krafteinleitungsbereich des LastübertragungsbauteilsForce introduction region of the load transfer component
- 66
- Kugelgelenkball joint
- 77
- KrafteinleitungselementForce application element
- 88th
- Ummantelungjacket
- 99
- Lagerauge des KrafteinleitungselementsBearing eye of the force introduction element
- 1010
- Einlegerdepositors
- 1111
- Einlegerdepositors
- 1212
- Vorsprung / VorsprüngeProjection / projections
- 1313
- Vorsprung / VorsprüngeProjection / projections
- 1414
- Endabschnitt des KrafteinleitungselementsEnd portion of the force introduction element
- 15 15
- Anschlussabschnitt des KrafteinleitungselementsConnecting portion of the force introduction element
- 1616
- LageraugenachseBearing eye axis
- 1717
- Kernelement des BauteilkörpersCore element of the component body
- 1818
- Ausnehmung im AnschlussabschnittRecess in the connection section
- 1919
- Symmetrieebeneplane of symmetry
- 2020
- WerkzeugTool
- 2121
- Reihe von VorsprüngenRow of tabs
- 2222
- Reihe von VorsprüngenRow of tabs
- 2323
- Blechsheet
- 2424
- abbiegbarer Bereich des Blechsbendable area of the sheet
- 2525
- restlicher Bereich des Blechs / Basisbereich des Blechsremaining area of the sheet / base area of the sheet
- 2626
- Endlosfaserncontinuous fibers
- 2727
- Pfeilarrow
- 2828
- entgegengesetzter Vorsprung / entgegengesetzte Vorsprüngeopposite projection / opposite projections
- 2929
- Einlegerdepositors
- 3030
- Vorsprung / VorsprüngeProjection / projections
- 3131
- Faserlagefiber layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2009/003207 A1 [0004]WO 2009/003207 A1 [0004]
Claims (15)
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