DE102017206687A1 - Method for producing a vehicle component and such a vehicle component or chassis component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbauteils (1, 13), bei dem eine Verbindung zwischen einem Metallbauteil (3, 4, 15, 16) und einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil (2, 14) realisiert wird. Um eine Verbindung zwischen dem Metallbauteil (3, 4, 15, 16) und dem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil (2, 14) zu verbessern, ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Verbindung (8, 21) mittels eines ausdehnbaren Matrixmaterials (12) des FKV-Bauteils (2, 14) hergestellt wirdThe invention relates to a method for producing a vehicle component (1, 13), in which a connection between a metal component (3, 4, 15, 16) and a fiber-plastic composite component (2, 14) is realized. In order to improve a connection between the metal component (3, 4, 15, 16) and the fiber-plastic composite component (2, 14), the method is characterized in that a positive connection (8, 21) by means of an expandable Matrix material (12) of the FKV component (2, 14) is produced

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbauteils, bei dem eine Verbindung zwischen einem Metallbauteil und einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil realisiert wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbauteil, insbesondere ein Fahrwerkbauteil, das gemäß einem solchen Verfahren hergestellt ist.The invention relates to a method for producing a vehicle component, in which a connection between a metal component and a fiber-plastic composite component is realized. Furthermore, the invention relates to a vehicle component, in particular a chassis component, which is manufactured according to such a method.

Ein derartiges Fahrwerkbauteil ist in der Gestalt eines Lenkers aus der DE 10 2014 214 827 A1 bekannt. Hierbei wird die Ausbildung eines Lenkers aus einem Materialmix vorgeschlagen. So kann eine Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur mit einem Mittel zur Aufnahme eines Lagers aus einem Leichtmetall verbunden werden. Hierbei wird zur Realisierung der Verbindung vorgeschlagen, die miteinander zu verbindenden Teile zu verkleben, zu vernieten und/oder mit einem Kunststoff zu umspritzen.Such a chassis component is in the form of a link from the DE 10 2014 214 827 A1 known. Here, the formation of a handlebar is proposed from a mix of materials. Thus, a fiber-plastic composite structure can be connected to a means for receiving a bearing made of a light metal. Here, it is proposed to realize the connection, to glue the parts to be joined together, to rivet and / or to overmold with a plastic.

Bei einer Verbindung eines Metallbauteils mit einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil ist von Nachteil, dass das Material des Metallbauteils einerseits und das Material des Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteils andererseits voneinander abweichende Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen. Dies führt zu der Gefahr, dass im Bereich der Verbindung der beiden Bauteile unerwünschte Spannungen und/oder Fehlstellen auftreten können. Des Weiteren müssen bei hohen Qualitätsanforderungen möglichst geringe Toleranzen bezüglich der Abmessungen der miteinander zu verbindenden Bauteile realisiert werden. Hierbei ist jedoch von Nachteil, dass eine Realisierung möglichst geringer Toleranzen eines Metallbauteils mit einem hohen Herstellungsaufwand verbunden ist. Um einen höheren Herstellungsaufwand für das Metallbauteil zu vermeiden, wäre es daher wünschenswert, wenn Toleranzabweichungen des Metallbauteils mittels des Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteils ausgeglichen werden könnten.When connecting a metal component with a fiber-plastic composite component is disadvantageous in that the material of the metal component on the one hand and the material of the fiber-plastic composite component on the other hand have different thermal expansion coefficients. This leads to the danger that unwanted stresses and / or defects may occur in the region of the connection of the two components. Furthermore, in the case of high quality requirements, the smallest possible tolerances with regard to the dimensions of the components to be joined together must be realized. However, this has the disadvantage that a realization of the smallest possible tolerances of a metal component is associated with a high production cost. In order to avoid a higher production cost for the metal component, it would therefore be desirable if tolerance deviations of the metal component could be compensated by means of the fiber-plastic composite component.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren, ein Fahrzeugbauteil und/oder ein Fahrwerkbauteil der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine Verbindung zwischen einem Metallbauteil und einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil verbessert ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.It is the object underlying the invention, a method, a vehicle component and / or a chassis component of the type mentioned in such a way that a connection between a metal component and a fiber-plastic composite component is improved. In particular, an alternative embodiment is to be provided.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mittels eines Fahrzeugbauteils oder Fahrwerkbauteils nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.The object underlying the invention is achieved by a method according to claim 1 and by means of a vehicle component or suspension component according to claim 12. Preferred developments of the invention can be found in the subclaims and in the following description.

Mittels des Verfahrens wird ein Fahrzeugbauteil hergestellt. Das Fahrzeugbauteil kann beispielsweise als ein Fahrwerkbauteil ausgebildet sein. Demnach kann das Fahrwerkbauteil als ein Bestandteil eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeuges vorgesehen sein. Gemäß dem Verfahren wird eine Verbindung zwischen einem Metallbauteil und einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil realisiert. Im Nachfolgenden wird der Begriff Faser-Kunststoff-Verbund mit FKV abgekürzt. Somit kann das Fahrzeugbauteil als ein Hybridbauteil aus unterschiedlichen Materialien, vorzugsweise aus Metall und einem faserverstärkten Kunststoff, realisiert werden. Insbesondere wird das Fahrzeugbauteil in einer Multimaterial-Bauweise hergestellt. Hierbei wird die Verbindung zwischen dem Metallbauteil und dem FKV-Bauteil als eine formschlüssige Verbindung realisiert. Die Herstellung der formschlüssigen Verbindung erfolgt mittels eines ausdehnbaren Matrixmaterials des FKV-Bauteils.By means of the method, a vehicle component is produced. The vehicle component may be formed, for example, as a chassis component. Accordingly, the chassis component may be provided as part of a chassis of a motor vehicle. According to the method, a connection between a metal component and a fiber-plastic composite component is realized. In the following, the term fiber-plastic composite is abbreviated to FKV. Thus, the vehicle component can be realized as a hybrid component made of different materials, preferably of metal and a fiber-reinforced plastic. In particular, the vehicle component is manufactured in a multi-material construction. Here, the connection between the metal component and the FKV component is realized as a positive connection. The positive connection is produced by means of an expandable matrix material of the FRP component.

Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund des ausdehnbaren Matrixmaterials zum Herstellen der Verbindung zwischen dem Metallbauteil und dem FKV-Bauteil auf den Einsatz zusätzlicher und/oder separater Verbindungsmittel verzichtet werden kann. Darüber hinaus gewährleistet eine formschlüssige Verbindung eine besonders zuverlässige und/oder dauerhafte Verbindung der beiden Bauteile miteinander. Insbesondere wird das ausdehnbare Matrixmaterial zum Betten eines Fasermaterials des FKV-Bauteils eingesetzt. Vorzugsweise ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter einem ausdehnbaren Matrixmaterial ein Matrixmaterial zu verstehen, das aus einem nicht-ausgedehnten Zustand in einen ausgedehnten Zustand wechseln und/oder überführt werden kann. Insbesondere nimmt das Matrixmaterial in seinem ausgedehnten Zustand ein größeres Volumen ein, als in seinem nicht-ausgedehnten Zustand.It is advantageous that due to the expandable matrix material for producing the connection between the metal component and the FKV component can be dispensed with the use of additional and / or separate connection means. In addition, a positive connection ensures a particularly reliable and / or permanent connection of the two components with each other. In particular, the expandable matrix material is used to bed a fiber material of the FRP component. For the purposes of the present application, an expandable matrix material is preferably to be understood as meaning a matrix material which can change from an unexpanded state into an expanded state and / or be transferred. In particular, the matrix material occupies a larger volume in its expanded state than in its unexpanded state.

Vorzugsweise wird das FKV-Bauteil in einem nicht-ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials teilweise in das Metallbauteil eingeführt, eingesteckt und/oder eingeschoben. Hiernach kann das ausdehnbare Matrixmaterial aus dem nicht-ausgedehnten Zustand in einen ausgedehnten Zustand überführt werden. Insbesondere ist die formschlüssige Verbindung in dem ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials fertiggestellt. Vorzugsweise ist das ausdehnbare Matrixmaterial nach der Überführung in den ausgedehnten Zustand nicht mehr, insbesondere zerstörungsfrei, in einen anderer oder den nicht-ausgedehnten Zustand zurückführbar.Preferably, in a non-expanded state of the expandable matrix material, the FRP component is partially inserted, inserted and / or inserted into the metal component. After that, the expandable matrix material can be transferred from the unexpanded state to an expanded state. In particular, the positive connection is completed in the expanded state of the expandable matrix material. Preferably, the expandable matrix material is no longer traceable, in particular non-destructive, to another or unexpanded state after being transferred to the expanded state.

Gemäß einer Weiterbildung wird das ausdehnbare Matrixmaterial beim Aushärten des FKV-Bauteils ausgedehnt. Hierdurch wird zugleich die formschlüssige Verbindung hergestellt. Insbesondere wird die Ausdehnung des ausdehnbaren Matrixmaterials aufgrund einer Erwärmung beim Aushärten des FKV-Bauteils verursacht. Somit kann die zum Aushärten des FKV-Bauteils eingesetzte Erwärmung des FKV-Bauteils zugleich zum Ausdehnen des ausdehnbaren Matrixmaterials und zum Herstellen der formschlüssigen Verbindung genutzt werden. Insbesondere wird das ausdehnbare Matrixmaterial in seinem ausgedehnten Zustand ausgehärtet. Hierdurch ist gewährleistet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial nach dem Aushärten des FKV-Bauteils nicht seinen ausgedehnten Zustand verlassen und beispielsweise wieder in den nicht-ausgedehnten Zustand zurückkehren kann. Insbesondere ist die formschlüssige Verbindung zwischen dem Metallbauteil und dem FKV-Bauteil nach dem Aushärten des ausgedehnten Matrixmaterials nicht zerstörungsfrei lösbar.According to a development, the expandable matrix material is expanded during curing of the FRP component. As a result, the positive connection is made at the same time. In particular, the expansion of the expandable matrix material is caused due to heating during curing of the FRP component. Thus, the heating of the FKV component used for curing the FKV component can be used at the same time for expanding the expandable matrix material and for producing the positive connection. In particular, the expandable matrix material is cured in its expanded state. This ensures that the expandable matrix material can not leave its expanded state after curing of the FRP component and, for example, can return to the unexpanded state. In particular, the positive connection between the metal component and the FRP component after curing of the expanded matrix material is not non-destructive solvable.

Gemäß einer Weiterbildung wird das ausdehnbare Matrixmaterial in einem Verbindungsbereich des FKV-Bauteils eingebracht. Insbesondere stellt der Verbindungsbereich lediglich einen Teilbereich des gesamten FKV-Bauteils dar. Vorzugsweise ist der Verbindungsbereich in einem Bereich eines freien Endes des FKV-Bauteils angeordnet. Der Verbindungsbereich kann innerhalb eines Aufnahmebereichs des Metallbauteils angeordnet werden. Insbesondere ist der Aufnahmebereich des Metallbauteils zum mindestens teilweisen oder vollständigen Aufnehmen des Verbindungsbereiches des FKV-Bauteils ausgebildet. Der Verbindungsbereich und der Aufnahmebereich können korrespondierend zueinander ausgebildet sein. Der Aufnahmebereich kann als eine Vertiefung, eine Hinterschneidung und/oder als ein Sackloch ausgebildet sein. Insbesondere ist der Aufnahmebereich möglichst groß und/oder tief ausgebildet. Je größer eine Verbindungsfläche zwischen dem Verbindungsbereich und dem Aufnahmebereich ist, desto besser ist eine Krafteinleitung und/oder eine Kraftübertragung zwischen dem Metallbauteil und dem FKV-Bauteil realisierbar. Der Verbindungsbereich kann als ein stiftartiger und/oder strebenartiger, insbesondere sich in Richtung einer Mittellängsachse des Fahrzeugbauteils erstreckender, Vorsprung ausgebildet sein. Das Metallbauteil kann aus einem Stahlmaterial, einem Leichtmetall oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein.According to a further development, the expandable matrix material is introduced in a connection region of the FRP component. In particular, the connection region represents only a partial region of the entire FRP component. Preferably, the connection region is arranged in a region of a free end of the FRP component. The connection region can be arranged within a receiving region of the metal component. In particular, the receiving region of the metal component is designed for at least partially or completely receiving the connection region of the FKV component. The connecting region and the receiving region can be formed corresponding to one another. The receiving area may be formed as a depression, an undercut and / or as a blind hole. In particular, the receiving area is as large as possible and / or deep. The larger a connection surface between the connection region and the receiving region, the better is a force introduction and / or a force transmission between the metal component and the FKV component feasible. The connecting region can be designed as a pin-like and / or strut-like projection, in particular extending in the direction of a central longitudinal axis of the vehicle component. The metal component may be made of a steel material, a light metal or an aluminum alloy.

Vorzugsweise wird das ausdehnbare Matrixmaterial zwischen Lagen eines Fasermaterials des FKV-Bauteils eingebracht. Insbesondere ist das Fasermaterial in dem Verbindungsbereich von dem ausdehnbaren Matrixmaterial umgeben und/oder mindestens teilweise in dem ausdehnbaren Matrixmaterial gebettet. Vorzugsweise ist das Fasermaterial des FKV-Bauteils, insbesondere das Fasermaterial im Verbindungsbereich, aus Endlosfasern gebildet. Hierbei können die Fasern als CarbonFasern oder Glas-Fasern ausgebildet sein. Des Weiteren kann das ausdehnbare Matrixmaterial ein ausdehnbarer Harzfilm und/oder ein ausdehnbarer Epoxidfilm sein. Somit kann das ausdehnbare Matrixmaterial auf einer Epoxidbasis beruhren. Das FKV-Bauteil kann aus einer einzigen Art eines Fasermaterials oder aus unterschiedlichen Arten von Fasermaterialien gebildet sein. Insbesondere weist das FKV-Bauteil einen Kern aus einem Faserverstärkten Kunststoff, einem Glas-Faserverstärkten-Kunststoff, aus Metall und/oder einem Leichtmetall auf. Dieser Kern kann mit einer Hülle aus einem Carbon-Faserverstärkten-Kunststoff umgeben und/oder stoffschlüssig mit dieser verbunden sein.Preferably, the expandable matrix material is introduced between layers of a fiber material of the FRP component. In particular, the fiber material in the connection region is surrounded by the expandable matrix material and / or at least partially embedded in the expandable matrix material. Preferably, the fiber material of the FKV component, in particular the fiber material in the connection region, is formed from continuous fibers. Here, the fibers may be formed as carbon fibers or glass fibers. Furthermore, the expandable matrix material may be an expandable resin film and / or an expandable epoxy film. Thus, the expandable matrix material may be in contact with an epoxy-based material. The FRP component may be formed from a single type of fiber material or from different types of fiber materials. In particular, the FKV component has a core of a fiber-reinforced plastic, a glass-fiber reinforced plastic, of metal and / or a light metal. This core may be surrounded by a sheath made of a carbon-fiber reinforced plastic and / or materially connected thereto.

Vorzugsweise wird das ausdehnbare Matrixmaterial in dem Verbindungsbereich des FKV-Bauteils eingesetzt, wobei außerhalb des Verbindungsbereichs ein nicht-ausdehnbares Matrixmaterial eingesetzt wird. Somit kann der Einsatz des ausdehnbaren Matrixmaterials auf den Verbindungsbereich beschränkt sein. Außerhalb des Verbindungsbereichs kann dagegen ein hiervon abweichendes, nämlich nicht-ausdehnbares Matrixmaterial, eingesetzt werden. Ein Teilbereich des Verbindungsbereiches kann ebenfalls das nicht-ausdehnbare Matrixmaterial aufweisen. Das ausdehnbare Matrixmaterial und das nicht-ausdehnbare Matrixmaterial können auf derselben Epoxidbasis beruhen. Über die in dem Verbindungsbereich eingesetzte Menge des ausdehnbaren Matrixmaterials kann ein Grad oder ein Maß der Ausdehnung eingestellt und/oder vorgegeben werden. Aufgrund der Verwendung eines nichtausdehnbaren Matrixmaterials außerhalb des Verbindungsbereichs ist die Gestalt des FKV-Bauteils besser definierbar und/oder vorgebbar.The expandable matrix material is preferably used in the connection region of the FRP component, wherein a non-expandable matrix material is used outside the connection region. Thus, the use of the expandable matrix material may be limited to the bonding area. By contrast, a deviating, namely non-expandable matrix material can be used outside the connection region. A portion of the connection region may also comprise the non-expandable matrix material. The expandable matrix material and non-expandable matrix material may be based on the same epoxy base. By way of the amount of expandable matrix material used in the connection region, a degree or a measure of the expansion can be set and / or predetermined. Due to the use of a non-expandable matrix material outside the connection region, the shape of the FKV component can be better defined and / or predefined.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird das ausdehnbare Matrixmaterial keilartig und/oder konusartig in dem Verbindungsbereich des FKV-Bauteils eingebracht. Insbesondere ist unter einem keilartigen Einbringen eine Anordnung des ausdehnbaren Matrixmaterials in mehreren Schichten zwischen mehreren Lagen von Fasermaterial zu verstehen, so dass das ausdehnbare Matrixmaterial eine im Wesentlichen keilartige Gestalt und/oder Form in dem Verbindungsbereich einnimmt. Hierbei kann jeweils eine Schicht des ausdehnbaren Matrixmaterials auf eine Lage des Fasermaterials folgen, so dass sich im Querschnitt ein iterativer Aufbau ergeben kann. Insbesondere verjüngt sich das ausdehnbare Matrixmaterial aufgrund der keilartigen Anordnung ausgehend von einer Stirnseite des FKV-Bauteils und in das Innere des FKV-Bauteils gerichtet. Vorzugsweise ist die Stirnseite des FKV-Bauteils einem Boden des Aufnahmebereichs des Metallbauteils zugewandt. Insbesondere liegen die Stirnseite des FKV-Bauteils und der Boden des Aufnahmebereichs mindestens nach Fertigstellung der formschlüssigen Verbindung bzw. im ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials aneinander an. Der Verbindungsbereich des FKV-Bauteils kann mindestens abschnittsweise oder vollständig keilartig, konusartig und/oder korrespondierend zur Anordnung des ausdehnbaren Matrixmaterials ausgebildet sein. Insbesondere ist der Verbindungsbereich bereits im nicht-ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials korrespondierend zu der Gestalt des Aufnahmebereichs ausgebildet. Hierdurch kann die Ausbildung der formschlüssigen Verbindung weiter verbessert werden.According to a further embodiment, the expandable matrix material is introduced in a wedge-like and / or conical manner in the connection region of the FRP component. In particular, a wedge-like insertion means an arrangement of the expandable matrix material in multiple layers between multiple layers of fibrous material so that the expandable matrix material assumes a substantially wedge-like shape and / or shape in the connection region. In this case, in each case one layer of the expandable matrix material can follow a position of the fiber material so that an iterative structure can result in cross section. In particular, due to the wedge-like arrangement, the expandable matrix material tapers, starting from an end face of the FKV component and directed into the interior of the FKV component. Preferably, the end face of the FKV component faces a bottom of the receiving region of the metal component. In particular, the end face of the FRP component and the bottom of the receiving region abut each other at least after completion of the positive connection or in the expanded state of the expandable matrix material. The connection area of the FRP component can be at least be formed in sections or completely wedge-like, conical and / or corresponding to the arrangement of the expandable matrix material. In particular, the connecting portion is already formed in the unexpanded state of the expandable matrix material corresponding to the shape of the receiving portion. As a result, the formation of the positive connection can be further improved.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird ein Aufnahmebereich des Metallbauteils zum Aufnehmen eines Verbindungsbereichs des FKV-Bauteils mit mindestens einer Hinterschneidung ausgebildet. Mittels einer solchen Hinterschneidung kann eine besonders sichere formschlüssige Verbindung realisiert werden. Insbesondere wird der Aufnahmebereich mit einer Öffnung in dem Metallbauteil ausgebildet. Hierbei dient die Öffnung zum Durchführen des FKV-Bauteils und/oder zum Einführen des Verbindungsbereichs in den Aufnahmebereich. Abgesehen von der Öffnung kann der Aufnahmebereich im Wesentlichen geschlossen ausgebildet sein. Insbesondere erweitert sich der Aufnahmebereich, vorzugsweise mindestens abschnittsweise oder vollständig keilartig oder konusartig, ausgehend von der Öffnung und in das Innere des Metallbauteils gerichtet. Der Aufnahmebereich kann als eine Vertiefung und/oder sacklochartig ausgebildet sein.According to a further embodiment, a receiving region of the metal component for receiving a connection region of the FKV component is formed with at least one undercut. By means of such an undercut, a particularly secure positive connection can be realized. In particular, the receiving area is formed with an opening in the metal component. In this case, the opening serves to pass through the FRP component and / or to insert the connection area into the receiving area. Apart from the opening of the receiving area may be formed substantially closed. In particular, the receiving area expands, preferably at least in sections or completely wedge-like or cone-like, starting from the opening and directed into the interior of the metal component. The receiving area may be formed as a depression and / or blind hole-like.

Vorzugsweise wird ein Verbindungsbereich des FKV-Bauteils mit einer Außenkontur und in einem nicht-ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials in den Aufnahmebereich eingeführt, wobei eine Innenkontur des Aufnahmebereichs in zur Außenkontur des Verbindungsbereichs korrespondierend ausgebildeten Bereichen oder Abschnitten eine größere Breite und/oder Weite als die Außenkontur aufweist. Somit kann der Verbindungsbereich berührungslos und/oder spannungsfrei in den Aufnahmebereich eingeführt und/oder eingesteckt werden. Insbesondere wird der Verbindungsbereich des FKV-Bauteils mit einem Außendurchmesser in den Aufnahmebereich eingeführt, der geringer ist, als der korrespondierende Innendurchmesser des Aufnahmebereichs. In einer alternativen Ausführungsform kann der maximale Außendurchmesser des Verbindungsbereichs in dem nicht-ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials kleiner als der Innendurchmesser der Öffnung sein. Hierdurch ist das Einführen des Verbindungsbereichs in den Aufnahmebereich erleichtert. Erst nach dem Einführen des Verbindungsbereichs in den Aufnahmebereich wird das Volumen des Verbindungsbereiches aufgrund eines Aushärteprozesses und/oder einer Erwärmung des ausdehnbaren Matrixmaterials vergrößert.Preferably, a connecting region of the FRP component with an outer contour and in an unexpanded state of the expandable matrix material is introduced into the receiving region, wherein an inner contour of the receiving region in regions or sections corresponding to the outer contour of the connecting region has a greater width and / or width than the one Having outer contour. Thus, the connection area can be inserted and / or plugged in contactless and / or stress-free into the receiving area. In particular, the connection region of the FKV component with an outer diameter is introduced into the receiving region, which is smaller than the corresponding inner diameter of the receiving region. In an alternative embodiment, in the unexpanded state of the expandable matrix material, the maximum outside diameter of the connection region may be smaller than the inside diameter of the opening. This facilitates the insertion of the connection area into the receiving area. Only after the insertion of the connection region into the receiving region, the volume of the connection region is increased due to a curing process and / or a heating of the expandable matrix material.

Insbesondere wird der Verbindungsbereich aufgrund einer Einführbewegung quer oder rechtwinklig zu einer Mittellängsachse des Fahrzeugbauteils und/oder des FKV-Bauteils in den Aufnahmebereich des Metallbauteils eingeführt und/oder eingesteckt. Hierdurch kann der Verbindungsbereich auch dann auf einfache Weise in den Aufnahmebereich eingeführt werden, wenn der Aufnahmebereich eine, insbesondere in Längsrichtung bzw. in Richtung der Mittellängsachse des Fahrzeugbauteils wirkende, Hinterschneidung aufweist.In particular, the connecting region is inserted and / or inserted into the receiving region of the metal component transversely or at right angles to a central longitudinal axis of the vehicle component and / or the FRP component due to an insertion movement. As a result, the connecting region can also be introduced into the receiving region in a simple manner even when the receiving region has an undercut acting in particular in the longitudinal direction or in the direction of the central longitudinal axis of the vehicle component.

Gemäß einer Weiterbildung weist das ausdehnbare Matrixmaterial Mikroballons auf. Insbesondere ist das ausdehnbare Matrixmaterial mit einer Vielzahl von Mikroballons durchsetzt. Mittels der Mikroballons kann das Ausdehnen des ausdehnbaren Matrixmaterials realisiert werden. Insbesondere wird mittels der Mikroballons ein Volumen des Matrixmaterials vergrößert. Aufgrund der Vergrößerung des Volumens des Matrixmaterials kann zugleich das Volumen des Verbindungsbereichs des FKV-Bauteils vergrößert werden. Insbesondere erfolgt die Vergrößerung des Volumens beim Aushärten und/oder aufgrund einer Erwärmung. Aufgrund des Einbringens einer hinreichend großen Wärmeenergie können sich die Mikroballons ausdehnen, so dass sich das Volumen der Mikroballons vergrößert. Hierdurch kann zugleich das Volumen des Matrixmaterials bzw. des Verbindungsbereichs vergrößert werden. Somit kann ein Ausdehnen des ausdehnbaren Matrixmaterials mittels einer Vergrößerung des Volumens der Mikroballons realisiert werden. Vorzugsweise ermöglichen die Mikroballons eine Ausdehnung des ausdehnbaren Matrixmaterials von bis zu 650 %. Insbesondere weist eine Epoxidmatrix und/oder ein Epoxidfilm entsprechend geeignet ausgebildete Mikroballons auf.According to a development, the expandable matrix material has microballoons. In particular, the expandable matrix material is interspersed with a multiplicity of microballoons. By means of the microballoons the expansion of the expandable matrix material can be realized. In particular, a volume of the matrix material is increased by means of the microballoons. Due to the increase in the volume of the matrix material, the volume of the connecting region of the FKV component can be increased at the same time. In particular, the increase in volume occurs during curing and / or due to heating. Due to the introduction of a sufficiently large heat energy, the microballoons can expand so that the volume of the microballoons increases. As a result, at the same time the volume of the matrix material or the connection region can be increased. Thus, expansion of the expandable matrix material can be realized by increasing the volume of the microballoons. Preferably, the microballoons allow expansion of the expandable matrix material of up to 650%. In particular, an epoxy matrix and / or an epoxy film has correspondingly suitably formed microballoons.

Nach einer weiteren Ausführungsform wird auf einer Außenseite eines Verbindungsbereichs des FKV-Bauteils ein Klebemittel und/oder ein Klebefilm aufgebracht. Mittels eines solchen Klebemittels und/oder Klebefilms kann die Verbindung zwischen dem Metallbauteil und dem FKV-Bauteil zusätzlich verbessert werden. Insbesondere wird das Klebemittel und/oder der Klebefilm zum Realisieren einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Außenseite des Verbindungsbereichs des FKV-Bauteils und einer Innenseite eines Aufnahmebereichs des Metallbauteils angeordnet bzw. eingesetzt. Hierdurch kann die Haftung des FKV-Bauteils an dem Metallbauteil, insbesondere innerhalb des Aufnahmebereichs, verbessert werden. Dadurch können größere Kräfte von der Verbindung des Metallbauteils mit dem FKV-Bauteil aufgenommen und/oder übertragen werden. Vorzugsweise basiert das Klebemittel und/oder der Klebefilm auf der gleichen Basis, insbesondere Epoxidbasis, wie das ausdehnbare Matrixmaterial. Hierdurch wird eine Kompatibilität mit dem Fasermaterial des FKV-Bauteils gewährleistet.According to a further embodiment, an adhesive and / or an adhesive film is applied on an outer side of a connection region of the FKV component. By means of such an adhesive and / or adhesive film, the connection between the metal component and the FKV component can be additionally improved. In particular, the adhesive and / or the adhesive film for realizing a material connection between the outside of the connecting portion of the FKV component and an inner side of a receiving region of the metal component is arranged or used. As a result, the adhesion of the FKV component to the metal component, in particular within the receiving area, can be improved. As a result, larger forces can be absorbed and / or transmitted by the connection of the metal component to the FRP component. Preferably, the adhesive and / or adhesive film is based on the same base, especially epoxy, as the expandable matrix material. This ensures compatibility with the fiber material of the FKV component.

Vorzugsweise wird das FKV-Bauteil mittels mehrerer der vorstehend erläuterten formschlüssigen Verbindungen mit dem Metallbauteil verbunden. Somit können mindestens zwei oder mehr formschlüssige Verbindungen vorhanden sein, um das Metallbauteil mit dem FKV-Bauteil dauerhaft zu verbinden. Hierbei können die mehreren formschlüssigen Verbindungen im Wesentlichen unabhängig und/oder räumlich voneinander beabstandet ausgebildet sein. Insbesondere wird die formschlüssige Verbindung, ein Verbindungsbereich des FKV-Bauteils und/oder ein Aufnahmebereich des Metallbauteils sacklochartig oder ringartig ausgebildet. Insbesondere weist der Aufnahmebereich eine Hinterschneidung zum Hintergreifen, vorzugsweise in Richtung der Mittellängsachse des Fahrzeugbauteils und/oder des FKV-Bauteils, des Aufnahmebereichs mit dem Verbindungsbereich auf.Preferably, the FKV component by means of several of the above-described positive Connections connected to the metal component. Thus, at least two or more positive connections may be present to permanently connect the metal component to the FKV component. In this case, the plurality of form-fitting connections may be designed to be substantially independent of one another and / or spatially spaced apart from one another. In particular, the positive connection, a connection region of the FKV component and / or a receiving region of the metal component is formed like a blind hole or ring. In particular, the receiving region has an undercut for engaging behind, preferably in the direction of the central longitudinal axis of the vehicle component and / or the FKV component, of the receiving region with the connection region.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrzeugbauteil oder Fahrwerkbauteil, das mittels eines erfindungsgemäßen Verfahrens hergestellt ist. Bei einem derartigen Fahrwerkbauteil kann es sich beispielsweise um einen Lenker, einen Radträger, eine Spurstange oder dergleichen handeln. Insbesondere ist das Fahrwerkbauteil als ein Zweipunktlenker, Dreipunktlenker, Mehrpunktlenker und/oder als ein Querlenker ausgebildet.Furthermore, the invention relates to a vehicle component or suspension component, which is produced by means of a method according to the invention. Such a chassis component may be, for example, a handlebar, a wheel carrier, a tie rod or the like. In particular, the chassis component is designed as a two-point link, three-point link, multi-point link and / or as a transverse link.

Bei einem Fahrwerkbauteil in der Gestalt eines Lenkers können mindestens zwei Metallbauteile mit einem bzw. demselben FKV-Bauteil mittels einer formschlüssigen Verbindung und unter Verwendung des ausdehnbaren Matrixmaterials verbunden sein. Insbesondere ist das FKV-Bauteil als eine Verbindungsstruktur und/oder strebenartig ausgebildet. An zwei voneinander abgewandten Enden des FKV-Bauteils kann jeweils ein Metallbauteil angeordnet und mit dem FKV-Bauteil verbunden sein. Das Metallbauteil kann eine Lageraufnahme oder ein Lagerauge zum Aufnehmen eines Gelenks aufweisen.In a chassis component in the form of a link, at least two metal components may be connected to one and the same FKV component by means of a positive connection and using the expandable matrix material. In particular, the FKV component is designed as a connecting structure and / or strut-like. At two opposite ends of the FKV component, in each case a metal component can be arranged and connected to the FKV component. The metal component may have a bearing receptacle or a bearing eye for receiving a joint.

Insbesondere handelt es sich bei dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugbauteil oder Fahrwerkbauteil um ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Fahrzeugbauteil oder Fahrwerkbauteil. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß allen im Zusammenhang mit den hier beschriebenem erfindungsgemäßen Fahrzeugbauteil oder Fahrwerkbauteil erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann das hier beschriebene Fahrzeugbauteil oder Fahrwerkbauteil gemäß allen im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.In particular, the vehicle component or chassis component produced according to the method according to the invention is a previously described vehicle component or chassis component according to the invention. Preferably, the method is developed in accordance with all embodiments explained in connection with the vehicle component or suspension component according to the invention described here. Furthermore, the vehicle component or suspension component described here can be further developed according to all embodiments explained in connection with the method.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

  • 1 einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen ersten Fahrwerkbauteils,
  • 2 einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen weiteren Fahrwerkbauteils,
  • 3 einen perspektivischen Ausschnitt einer Schicht eines ausdehnbaren Matrixmaterials zwischen zwei Lagen eines Fasermaterials,
  • 4 eine schematische Darstellung einer Folge von Herstellungsschritten für ein FKV-Bauteil für das erste Fahrwerkbauteil gemäß 1, und
  • 5 eine schematische Darstellung einer Folge von Herstellungsschritten zum Herstellen einer Verbindung zwischen einem FKV-Bauteil und einem Metallbauteil zum Ausbilden des weiteren Fahrwerkbauteils gemäß 2.
The invention will be explained in more detail with reference to the figures. Here, the same reference numerals refer to the same, similar or functionally identical components or elements. Show it:
  • 1 a schematic longitudinal section of a first chassis component according to the invention,
  • 2 a schematic longitudinal section of a further chassis component according to the invention,
  • 3 a perspective section of a layer of an expandable matrix material between two layers of a fiber material,
  • 4 a schematic representation of a sequence of manufacturing steps for a FKV component for the first suspension component according to 1 , and
  • 5 a schematic representation of a sequence of manufacturing steps for establishing a connection between a FKV component and a metal component for forming the further chassis component according to 2 ,

1 zeigt einen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen ersten Fahrwerkbauteils 1. Das Fahrwerkbauteil 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Zweipunktlenker ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil 1 hat ein FKV-Bauteil 2 und zwei Metallbauteile 3, 4. Das FKV-Bauteil 2 ist bei diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen strebenartig ausgebildet. Die Metallbauteile 3, 4 sind an zwei voneinander abgewandten freien Enden des FKV-Bauteils 2 mit diesem verbunden. Die Metallbauteile 3, 4 weisen jeweils eine Lageraufnahme 5 zum Aufnehmen eines hier nicht näher dargestellten Gelenks auf. Die Metallbauteile 3, 4 sind identisch ausgebildet und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. 1 shows a longitudinal section of a first chassis component according to the invention 1 , The chassis component 1 is formed in this embodiment as a two-point link. The chassis component 1 has a FKV component 2 and two metal components 3 . 4 , The FKV component 2 is formed in this embodiment substantially striven. The metal components 3 . 4 are at two opposite free ends of the FKV component 2 associated with this. The metal components 3 . 4 each have a bearing receiver 5 for picking up a joint not shown here. The metal components 3 . 4 are identically formed and arranged mirror-symmetrically to each other.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das FKV-Bauteil 2 aus Endlosfasern ausgebildet. Hierbei sind Carbonfasern als Fasermaterial eingesetzt. Das FKV-Bauteil 2 weist im Bereich seiner beiden voneinander abgewandten freien Enden jeweils einen Verbindungsbereich 6 auf. Der Verbindungsbereich 6 ist innerhalb eines Aufnahmebereichs 7 des jeweiligen Metallbauteils 3, 4 angeordnet. Der Verbindungsbereich 6 und der Aufnahmebereich 7 realisieren eine formschlüssige Verbindung 8 zwischen dem FKV-Bauteil 2 und dem jeweiligen Metallbauteil 3 bzw. 4. Der Verbindungsbereich 6 ist im Wesentlichen keilartig ausgebildet. Hierbei verjüngt sich der Verbindungsbereich 6 zumindest abschnittsweise ausgehend von einer Stirnseite 9 des FKV-Bauteils 2 in Richtung des Inneren des FKV-Bauteils 2.In this embodiment, the FKV component is 2 made of continuous fibers. Here, carbon fibers are used as fiber material. The FKV component 2 has in the region of its two mutually remote free ends each having a connection region 6 on. The connection area 6 is within a reception area 7 of the respective metal component 3 . 4 arranged. The connection area 6 and the recording area 7 realize a positive connection 8th between the FKV component 2 and the respective metal component 3 respectively. 4 , The connection area 6 is formed essentially wedge-like. Here, the connection area tapers 6 at least in sections starting from an end face 9 of the FKV component 2 in the direction of the interior of the FKV component 2 ,

Der Aufnahmebereich 7 weist eine Öffnung 10 auf. Das FKV-Bauteil 2 erstreckt sich durch die Öffnung 10 in den Aufnahmebereich 7, so dass der Verbindungsbereich 6 mit dem Aufnahmebereich 7 zum Bilden der formschlüssigen Verbindung 8 zusammenwirkt. Der im Wesentlichen bzw. zumindest abschnittsweise keilartig ausgebildete Aufnahmebereich 7 erweitert sich ausgehend von der Öffnung 10 in Richtung des Inneren des jeweiligen Metallbauteils 3 bzw. 4. Mit anderen Worten erweitert sich der Aufnahmebereich 7 ausgehend von der Öffnung 10 in Richtung eines Bodens 11 des Aufnahmebereichs 7. Hierbei stößt die Stirnseite 9 des FKV-Bauteils 2 an den Boden 11 des Aufnahmebereichs 7 an. Aufgrund der mindestens abschnittsweise keilartigen oder konusartigen Erweiterung des Aufnahmebereichs 7 bildet der Aufnahmebereich 7 zugleich im Bereich der Öffnung 10 eine Hinterschneidung 29, die mittels des Verbindungsbereichs 6 hintergriffen wird.The recording area 7 has an opening 10 on. The FKV component 2 extends through the opening 10 in the recording area 7 so that the connection area 6 with the recording area 7 for forming the positive connection 8th interacts. The substantially or at least partially wedge-shaped receiving area 7 expands starting from the opening 10 in the direction of the interior of the respective metal component 3 respectively. 4 , In other words, it widens reception area 7 starting from the opening 10 in the direction of a floor 11 of the recording area 7 , This hits the front page 9 of the FKV component 2 to the ground 11 of the recording area 7 at. Due to the at least partially wedge-like or conical extension of the receiving area 7 forms the reception area 7 at the same time in the area of the opening 10 an undercut 29 by means of the connection area 6 is engaged behind.

Der Verbindungsbereich 6 des FKV-Bauteils 2 weist ein ausdehnbares Matrixmaterial 12 auf. Hier ist das ausdehnbare Matrixmaterial 12 in einem ausgedehnten und ausgehärteten Zustand dargestellt. Das ausdehnbare Matrixmaterial 12 ist im Wesentlichen keilartig in dem Verbindungsbereich 6 eingebracht. Hierbei verjüngt sich das ausdehnbare Matrixmaterial 12 aufgrund seiner keilartigen oder alternativ konusartigen Anordnung ausgehend von der Stirnseite 9 des FKV-Bauteils und in Richtung des Inneren des FKV-Bauteils 2. Außerhalb des Verbindungsbereichs 6 und bei diesem Ausführungsbeispiel zudem in einem Randbereich des Verbindungsbereichs 6 weist das FKV-Bauteil 2 ein nicht-ausdehnbares Matrixmaterial 30 auf.The connection area 6 of the FKV component 2 has an expandable matrix material 12 on. Here is the expandable matrix material 12 shown in a stretched and cured state. The expandable matrix material 12 is essentially wedge-shaped in the connection area 6 brought in. Here, the expandable matrix material tapers 12 due to its wedge-like or alternatively cone-like arrangement starting from the front side 9 of the FKV component and in the direction of the interior of the FKV component 2 , Outside the connection area 6 and in this embodiment also in an edge area of the connection area 6 has the FKV component 2 a non-expandable matrix material 30 on.

2 zeigt einen schematischen Längsschnitt eines erfindungsgemäßen weiteren Fahrwerkbauteils 13. Auch das Fahrwerkbauteil 13 ist als ein Zweipunktlenker ausgebildet und weist ein FKV-Bauteil 14 sowie zwei identisch ausgebildete und spiegelsymmetrisch zueinander angeordnete Metallbauteile 15, 16 auf. Hinsichtlich seines grundsätzlichen Aufbaus entspricht das Fahrwerkbauteil 13 weitgehend dem des Fahrwerkbauteils 1 gemäß 1. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiessen. 2 shows a schematic longitudinal section of a further chassis component according to the invention 13 , Also the suspension component 13 is designed as a two-point link and has a FKV component 14 and two identically formed and mirror-symmetrically arranged metal components 15 . 16 on. With regard to its basic structure corresponds to the chassis component 13 largely that of the chassis component 1 according to 1 , In that regard, the previous description will also be rejected.

Im Unterschied zu dem Beispiel gemäß 1 weist das FKV-Bauteil 14 nach 2 jedoch einen Kern 17 auf. Der Kern 17 erstreckt sich zwischen den beiden Metallbauteilen 15, 16, wobei voneinander abgewandte Stirnflächen des Kerns 17 jeweils an einer Außenseite des Metallbauteils 15 bzw. 16 anliegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Kern 17 aus einem Glas-Faserverstärkten-Kunststoff gebildet. Der Kern 17 ist von einer Hülle 18 umgeben. Die Hülle 18 ist aus einem Endlos-Faser-Kunststoff-Verbund gebildet. Des Weiteren ist die Hülle 18 stoffschlüssig mit dem Kern 17 verbunden.In contrast to the example according to 1 has the FKV component 14 to 2 but a core 17 on. The core 17 extends between the two metal components 15 . 16 , wherein facing away from each other end faces of the core 17 each on an outer side of the metal component 15 respectively. 16 issue. In this embodiment, the core is 17 made of a glass fiber reinforced plastic. The core 17 is from a shell 18 surround. The case 18 is made of an endless fiber-plastic composite. Furthermore, the shell 18 cohesively with the core 17 connected.

Das FKV-Bauteil 14 weist im Bereich der voneinander abgewandten freien Enden jeweils zwei Verbindungsbereiche 19 auf. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Merkmale mit einem Bezugszeichen versehen. Der Verbindungsbereich 19 wirkt jeweils mit einem Aufnahmebereich 20 des Metallbauteils 15 bzw. 16 zum Bilden einer formschlüssigen Verbindung 21 zusammen. Im Querschnitt entspricht der Verbindungsbereich 19, der Aufnahmebereich 20 und die formschlüssige Verbindung 21 im Wesentlichen dem Aufbau und der Funktionsweise der formschlüssigen Verbindung 8 gemäß 1. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.The FKV component 14 has in the region of the free ends remote from each two connection areas 19 on. For better clarity, not all features are provided with a reference numeral. The connection area 19 each acts with a recording area 20 of the metal component 15 respectively. 16 for forming a positive connection 21 together. In cross section corresponds to the connection area 19 , the reception area 20 and the positive connection 21 essentially the structure and operation of the positive connection 8th according to 1 , In that regard, reference is also made to the preceding description.

Der Verbindungsbereich 19 weist hierbei ebenfalls ein ausdehnbares Matrixmaterial 12 auf. Hierzu wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. The connection area 19 here also has an expandable matrix material 12 on. Reference is also made to the preceding description.

3 zeigt einen perspektivischen Ausschnitt einer Schicht 23 des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 zwischen zwei Lagen 24 eines Fasermaterials des Verbindungsbereichs 6 bzw. 19. Gemäß dem Teilausschnitt A der Schicht 23 weist das ausdehnbare Matrixmaterial Mikroballons 25 auf. Somit ist das ausdehnbare Matrixmaterial mit einer Vielzahl von Mikroballons 25 durchsetzt. Es sind die Mikroballons 25, die eine Ausdehnung des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 ermöglichen. Bei einer Erwärmung des Matrixmaterials 12, beispielsweise zum Aushärten des Matrixmaterials, wächst das Volumen der Mikroballons 25 aufgrund der eingebrachten Energie an. Hierdurch vergrößert sich zugleich das Volumen des ausdehnbaren Matrixmaterials 12. Sobald das Matrixmaterial 12 vollständig ausgehärtet ist, verbleibt dieses dauerhaft in seinem ausgedehnten Zustand. 3 shows a perspective section of a layer 23 of the expandable matrix material 12 between two layers 24 a fiber material of the connection region 6 respectively. 19 , According to the partial section A of the layer 23 The expandable matrix material has microballoons 25 on. Thus, the expandable matrix material is a multitude of microballoons 25 interspersed. It's the microballoons 25 that is an extension of the expandable matrix material 12 enable. Upon heating of the matrix material 12 For example, for curing the matrix material, the volume of the microballoons grows 25 due to the introduced energy. This also increases the volume of the expandable matrix material 12 , Once the matrix material 12 is fully cured, this remains permanently in its expanded state.

4 zeigt eine schematische Darstellung einer Folge von Herstellungsschritten A, B und C für das FKV-Bauteil 2 des Fahrwerkbauteils 1 gemäß 1. Unter Berücksichtigung der Darstellung gemäß 3 werden zunächst mehrere Lagen 24 eines Fasermaterials übereinander angeordnet. Hierbei werden im Bereich des Verbindungsbereichs 6 mehrere Schichten 23 des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 eingebracht. Insbesondere wird jeweils eine Schicht 23 zwischen zwei Lagen 24 angeordnet. Hierbei werden die mehreren Schichten 23 derart ausgebildet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial 12 in einer insgesamt keilartigen oder konusartigen Anordnung in dem Verbindungsbereich 6 angeordnet ist. 4 shows a schematic representation of a sequence of manufacturing steps A, B and C for the FKV component 2 of the chassis component 1 according to 1 , Taking into account the representation according to 3 be first several layers 24 a fiber material arranged one above the other. Here are in the range of the connection area 6 multiple layers 23 of the expandable matrix material 12 brought in. In particular, one layer at a time 23 between two layers 24 arranged. Here are the multiple layers 23 formed such that the expandable matrix material 12 in an overall wedge-like or cone-like arrangement in the connection area 6 is arranged.

Gemäß Schritt B kann der Verbindungsbereich 6 durch Anordnung geeignet ausgebildeter Lagen 24 eine keilartige oder konusartige Gestalt oder Kontur aufweisen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das ausdehnbare Matrixmaterial 12 lediglich auf einen Teilbereich des Verbindungsbereichs 6 beschränkt. Außerhalb des Bereichs mit dem ausdehnbaren Matrixmaterial 12, insbesondere außerhalb des Verbindungsbereichs 6, wird an Stelle des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 das hiervon abweichend ausgebildete und nicht-ausdehnbare Matrixmaterial 30 eingesetzt.According to step B, the connection area 6 by arranging suitably formed layers 24 have a wedge-shaped or conical shape or contour. In this embodiment, the expandable matrix material is 12 only to a portion of the connection area 6 limited. Outside the area with the expandable matrix material 12 , especially outside the connection area 6 , is used in place of the expandable matrix material 12 the deviating formed and non-expandable matrix material 30 used.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird gemäß Schritt C zusätzlich auf einer Außenseite 26 des Verbindungsbereichs 6 ein Klebemittel 27 in der Gestalt eines Klebstofffilms aufgebracht. Hierdurch wird die Haftung des Verbindungsbereichs 6 an dem Aufnahmebereich 7 zusätzlich verbessert. Für eine hinreichende Kompatibilität der miteinander zu verbindenden Materialien basieren das Klebemittel 27, das ausdehnbare Matrixmaterial 12 und das nicht-ausdehnbare Matrixmaterial 30 auf der selben Epoxidbasis.In this embodiment, according to step C, in addition, on an outer side 26 of connecting region 6 an adhesive 27 applied in the form of an adhesive film. This will increase the adhesion of the joint area 6 at the reception area 7 additionally improved. For adequate compatibility of the materials to be joined together, the adhesive is based 27 , the expandable matrix material 12 and the non-expandable matrix material 30 on the same epoxy basis.

Der Verbindungsbereich 19 gemäß 2 ist jeweils analog zu den vorstehend genannten Erläuterungen ausgebildet.The connection area 19 according to 2 is formed in each case analogously to the above explanations.

5 zeigt eine schematische Darstellung einer Folge von Herstellungsschritten A und B zum Herstellen einer Verbindung zwischen dem FKV-Bauteil 14 und dem Metallbauteil 16 zum Ausbilden des weiteren Fahrwerkbauteils 13 gemäß 2. Zunächst ist das FKV-Bauteil 14 mit den Verbindungsbereichen 19 hergestellt worden, wobei sich das ausdehnbare Matrixmaterial 12 in den Verbindungsbereichen 19 in einem nicht-ausgedehnten Zustand befindet. 5 shows a schematic representation of a sequence of manufacturing steps A and B for establishing a connection between the FKV component 14 and the metal component 16 for forming the further chassis component 13 according to 2 , First, the FKV component 14 with the connection areas 19 with the expandable matrix material 12 in the connection areas 19 is in a non-expanded state.

In diesem nicht-ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 weist der jeweilige Verbindungsbereich 19 eine Außenkontur auf, die korrespondierend zu einer Innenkontur des Aufnahmebereichs 20 ausgebildet ist. Hierbei ist die Außenkontur des Verbindungsbereichs 19 jedoch derart ausgebildet, dass der Verbindungsbereich 19 berührungslos oder spannungsfrei in den zugehörigen Aufnahmebereich einführbar oder einsteckbar ist. Hierdurch kann der Verbindungsbereich 19 auf einfache Weise in den Aufnahmebereich 20 eingesteckt werden. Das Anordnen des Verbindungsbereichs 19 in den Aufnahmebereich 20 erfolgt hierbei aufgrund einer Relativbewegung des Metallbauteils 16 und des FKV-Bauteils 14 rechtwinklig zur Mittellängsachse 22. Somit wirkt die Hinterschneidung 29 bei diesem Ausführungsbeispiel in Längsrichtung der Mittellängsachse 22.In this non-expanded state of the expandable matrix material 12 indicates the respective connection area 19 an outer contour corresponding to an inner contour of the receiving area 20 is trained. Here, the outer contour of the connection area 19 However, formed such that the connection area 19 contactless or stress-free inserted or plugged into the associated receiving area. This allows the connection area 19 in a simple way in the recording area 20 be plugged in. Arranging the connection area 19 in the recording area 20 takes place here due to a relative movement of the metal component 16 and the FKV component 14 perpendicular to the central longitudinal axis 22 , Thus, the undercut works 29 in this embodiment, in the longitudinal direction of the central longitudinal axis 22 ,

Sodann wird gemäß Schritt A mittels einer Vorrichtung 28 eine hinreichende Wärmeenergiemenge in den Verbindungsbereich 19 eingebracht. Aufgrund der Erwärmung wächst das Volumen der Mikroballons 25 in dem ausdehnbaren Matrixmaterial 12 an. Zugleich erfolgt aufgrund der eingebrachten Wärmeenergie ein Aushärteprozess, aufgrund dessen das ausdehnbare Matrixmaterial 12 ausgehärtet wird.Then, according to step A by means of a device 28 a sufficient amount of heat energy in the connection area 19 brought in. Due to the warming, the volume of microballoons increases 25 in the expandable matrix material 12 at. At the same time due to the introduced heat energy, a curing process, due to which the expandable matrix material 12 is cured.

Wie gemäß Schritt B schematisch angedeutet, drückt sich der Verbindungsbereich 19 aufgrund der Ausdehnung an den Aufnahmebereich 20 an. Nach erfolgter vollständiger Aushärtung des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 ist ein unerwünschtes Lösen des FKV-Bauteils von dem Metallbauteil 16 aufgrund der gebildeten formschlüssigen Verbindung 21 verhindert.As indicated schematically in step B, the connection area is expressed 19 due to the expansion to the receiving area 20 at. After complete curing of the expandable matrix material 12 is an undesirable release of the FKV component of the metal component 16 due to the formed positive connection 21 prevented.

Die vorstehenden Erläuterungen gelten analog auch für die formschlüssige Verbindung 8 gemäß 1.The above explanations apply analogously to the positive connection 8th according to 1 ,

Mittels des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 kann eine zuverlässige formschlüssige Verbindung 8 bzw. 21 realisiert werden. Hierbei ist zudem von Vorteil, dass mittels des ausdehnbaren Matrixmaterials 12 zugleich Toleranzen des Metallbauteils 3, 4, 15, 16 ausgeglichen werden können.By means of the expandable matrix material 12 can be a reliable positive connection 8th respectively. 21 will be realized. It is also advantageous that by means of the expandable matrix material 12 at the same time tolerances of the metal component 3 . 4 . 15 . 16 can be compensated.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Fahrwerkbauteilchassis component
22
FKV-BauteilFRP component
33
Metallbauteilmetal component
44
Metallbauteilmetal component
55
Lageraufnahmebearing seat
66
Verbindungsbereichconnecting area
77
Aufnahmebereichreception area
88th
formschlüssige Verbindungpositive-locking connection
99
Stirnseitefront
1010
Öffnungopening
1111
Bodenground
1212
ausdehnbares Matrixmaterialexpandable matrix material
1313
Fahrwerkbauteilchassis component
1414
FKV-BauteilFRP component
1515
Metallbauteilmetal component
1616
Metallbauteilmetal component
1717
Kerncore
1818
Hülleshell
1919
Verbindungsbereichconnecting area
2020
Aufnahmebereichreception area
2121
formschlüssige Verbindungpositive-locking connection
2222
Mittellängsachsecentral longitudinal axis
2323
Schichtlayer
2424
Lagelocation
2525
Mikroballonmicroballoon
2626
Außenseiteoutside
2727
Klebemitteladhesive
2828
Vorrichtungcontraption
2929
Hinterschneidungundercut
3030
nicht-ausdehnbares Matrixmaterialnon-expandable matrix material

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 102014214827 A1 [0002]DE 102014214827 A1 [0002]

Claims (12)

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugbauteils (1, 13), bei dem eine Verbindung zwischen einem Metallbauteil (3, 4, 15, 16) und einem Faser-Kunststoff-Verbund-Bauteil (2, 14) realisiert wird, dadurch gekennzeichnet, dass eine formschlüssige Verbindung (8, 21) mittels eines ausdehnbaren Matrixmaterials (12) des FKV-Bauteils (2, 14) hergestellt wird.A method for producing a vehicle component (1, 13), in which a connection between a metal component (3, 4, 15, 16) and a fiber-plastic composite component (2, 14) is realized, characterized in that a form-fitting Connection (8, 21) by means of an expandable matrix material (12) of the FKV component (2, 14) is produced. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial (12) beim Aushärten des FKV-Bauteils (2, 14) und zum Herstellen der formschlüssigen Verbindung (8, 21), insbesondere aufgrund einer Erwärmung, ausgedehnt und in seinem ausgedehnten Zustand ausgehärtet wird.Method according to Claim 1 , characterized in that the expandable matrix material (12) during curing of the FKV component (2, 14) and for producing the positive connection (8, 21), in particular due to heating, is expanded and cured in its expanded state. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial (12) in einen Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) eingebracht wird, wobei der Verbindungsbereich (6, 19) innerhalb eines Aufnahmebereichs (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 16) angeordnet wird, insbesondere wird das ausdehnbare Matrixmaterial (12) zwischen Lagen (24) eines Fasermaterials des FKV-Bauteils (2, 14) eingebracht.Method according to Claim 1 or 2 , characterized in that the expandable matrix material (12) is introduced into a connection region (6, 19) of the FRP component (2, 14), wherein the connection region (6, 19) within a receiving region (7, 20) of the metal component (12). 3, 4, 15, 16) is arranged, in particular the expandable matrix material (12) between layers (24) of a fiber material of the FKV component (2, 14) is introduced. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial (12) in einem Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) und ein nicht-ausdehnbares Matrixmaterial (30) außerhalb des Verbindungsbereichs (6, 19) eingesetzt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expandable matrix material (12) in a connection region (6, 19) of the FRP component (2, 14) and a non-expandable matrix material (30) outside the connection region (6, 19 ) is used. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial (12) keilartig und/oder konusartig in einem Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) eingebracht wird, wobei sich das ausdehnbare Matrixmaterial (12) aufgrund der keilartigen Anordnung ausgehend von einer Stirnseite (9) des FKV-Bauteils (2, 14) und in das Innere des FKV-Bauteils (2, 14) gerichtet verjüngt, insbesondere ist der Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) mindestens abschnittsweise keilartig, konusartig und/oder korrespondierend zur Anordnung des ausdehnbaren Matrixmaterials (12) ausgebildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expandable matrix material (12) is introduced wedge-like and / or conical in a connecting region (6, 19) of the FRP component (2, 14), wherein the expandable matrix material (12) due to the wedge-like arrangement starting from an end face (9) of the FKV component (2, 14) and directed into the interior of the FKV component (2, 14) tapers, in particular the connection region (6, 19) of the FKV component ( 2, 14) formed at least in sections in a wedge-like, conical and / or corresponding to the arrangement of the expandable matrix material (12). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmebereich (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 16) zum Aufnehmen eines Verbindungsbereichs (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) mit mindestens einer Hinterschneidung (29) ausgebildet wird, insbesondere wird der Aufnahmebereich (7, 20) mit einer Öffnung (10) in dem Metallbauteil (3, 4, 15, 16) und zum Einführen des Verbindungsbereichs (6, 19) ausgebildet, wobei sich der Aufnahmebereich (7, 20), vorzugsweise mindestens abschnittsweise keilartig und/oder konusartig, ausgehend von der Öffnung (10) und in das Innere des Metallbauteils (3, 4 15, 16) gerichtet erweitert.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a receiving region (7, 20) of the metal component (3, 4, 15, 16) for receiving a connecting region (6, 19) of the FKV component (2, 14) with at least one Undercut (29) is formed, in particular, the receiving area (7, 20) with an opening (10) in the metal component (3, 4, 15, 16) and for introducing the connecting portion (6, 19) is formed, wherein the receiving area (7, 20), preferably wedge-like and / or cone-like, at least in sections, starting from the opening (10) and directed into the interior of the metal component (3, 4, 15, 16). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmebereich (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 16) eine Öffnung (10) aufweist, ein Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) mit einer Außenkontur und in einem nicht ausgedehnten Zustand des ausdehnbaren Matrixmaterials (12) in den Aufnahmebereich (7, 20) eingeführt wird, wobei eine Innenkontur des Aufnahmebereichs (7, 20) in zur Außenkontur des Verbindungsbereichs (6, 19) korrespondierend ausgebildeten Bereichen eine größere Breite und/oder Weite als die Außenkontur aufweist.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a receiving region (7, 20) of the metal component (3, 4, 15, 16) has an opening (10), a connecting region (6, 19) of the FRP component (2, 14) having an outer contour and in an unexpanded state of the expandable matrix material (12) is introduced into the receiving region (7, 20), an inner contour of the receiving region (7, 20) being formed corresponding to the outer contour of the connecting region (6, 19) Regions has a greater width and / or width than the outer contour. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Verbindungsbereich (6, 19) aufgrund einer Einführbewegung quer oder rechtwinklig zu einer Mittellängsachse des Fahrzeugbauteils (1, 13) in einen Aufnahmebereich (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 6) eingeführt und/oder eingesteckt wird.Method according to one of the preceding claims, characterized in that a connecting region (6, 19) due to an insertion transverse or perpendicular to a central longitudinal axis of the vehicle component (1, 13) in a receiving area (7, 20) of the metal component (3, 4, 15 , 6) is introduced and / or inserted. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das ausdehnbare Matrixmaterial (12) Mikroballons (25) aufweist, wobei mittels der Mikroballons (25) ein Volumen des Matrixmaterials (12), insbesondere beim Aushärten und/oder aufgrund einer Erwärmung, vergrößert wird, vorzugsweise ermöglichen die Mikroballons (25) eine Ausdehnung des ausdehnbaren Matrixmaterials (12) von bis zu 650%.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the expandable matrix material (12) microballoons (25), wherein by means of the microballoons (25) a volume of the matrix material (12), in particular during curing and / or due to heating, is increased Preferably, the microballoons (25) allow expansion of the expandable matrix material (12) of up to 650%. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auf einer Außenseite (26) eines Verbindungsbereichs (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) ein Klebemittel (12) und/oder ein Klebefilm aufgebracht wird, insbesondere wird das Klebemittel (12) und/oder der Klebefilm zum Realisieren einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der Außenseite (26) des Verbindungsbereichs (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) und einer Innenseite eines Aufnahmebereichs (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 16) angeordnet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that on an outer side (26) of a connecting region (6, 19) of the FKV component (2, 14) an adhesive (12) and / or an adhesive film is applied, in particular the adhesive (12) and / or the adhesive film for realizing a material connection between the outer side (26) of the connecting region (6, 19) of the FRP component (2, 14) and an inner side of a receiving region (7, 20) of the metal component (3, 4, 15, 16). Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das FKV-Bauteil (2,14) mittels mehrerer der formschlüssigen Verbindungen (8, 21) mit dem Metallbauteil (3, 4, 15, 16) verbunden wird, insbesondere wird die formschlüssige Verbindung (8, 21), ein Verbindungsbereich (6, 19) des FKV-Bauteils (2, 14) und/oder ein Aufnahmebereich (7, 20) des Metallbauteils (3, 4, 15, 16) sacklochartig ausgebildet.Method according to one of the preceding claims, characterized in that the FKV component (2,14) by means of several of the positive connections (8, 21) with the metal component (3, 4, 15, 16) is connected, in particular, the positive connection (8, 21), a connecting region (6, 19) of the FKV component (2, 14) and / or a receiving region (7, 20) of the metal component (3, 4, 15, 16) formed like a blind hole. Fahrzeugbauteil, insbesondere Fahrwerkbauteil, hergestellt mittels eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Vehicle component, in particular chassis component, produced by means of a method according to one of the preceding claims.
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