DE102017208097B3

DE102017208097B3 - Verfahren zur Herstellung eines Gelenkbauteils

Info

Publication number: DE102017208097B3
Application number: DE102017208097.3A
Authority: DE
Inventors: Ignacio Lobo Casanova
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-05-15
Filing date: 2017-05-15
Publication date: 2018-09-06
Anticipated expiration: 2037-05-16
Also published as: WO2018210488A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Gelenkbauteils (1) mit einem ein Gelenkaußenteil (3) und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil (4) umfassenden Gelenk (2), einem das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließenden Einsatz (5) und einem Gelenkaufnahmebauteil (6) aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz (5) eingebettet ist, wobei
- in einem Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenk (2) hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil (3) und das Gelenkinnenteil (4) gefertigt werden, welches beweglich in dem Gelenkaußenteil (3) gelagert wird,
- in einem Einsatz-Herstellungsschritt (23, 25, 26) der Einsatz (5) hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil (3) des hergestellten Gelenks (2) zumindest teilweise von einem mit ersten Fasern (53) in Form von Kurzfasern oder Langfasern versetzten ersten Kunststoffmaterial (12) umschlossen wird, wonach das erste Kunststoffmaterial (12) aushärtet, welches nach seinem Aushärten den Einsatz (5) bildet,
- in einem Vorformling-Herstellungsschritt ein Vorformling (29) aus zweiten Fasern (13) in Form von Langfasern oder Endlosfasern hergestellt und mit einer Ausnehmung (30) versehen wird,
- in einem Einsatz-Einsetzschritt (28) der das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließende Einsatz (5) zusammen mit dem Gelenk (2) in die Ausnehmung (30) des Vorformlings (29) eingesetzt wird und
- in einem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) der Vorformling (29), in dessen Ausnehmung (30) der das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließende Einsatz (5) zusammen mit dem Gelenk (2) eingesetzt ist, mit einem zweiten Kunststoffmaterial (14) durchtränkt wird, wodurch der Einsatz (5) in das zweite Kunststoffmaterial (14) eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den zweiten Fasern (13) das Gelenkaufnahmebauteil (6) bildet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkbauteils mit einem ein Gelenkaußenteil und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil umfassenden Gelenk, einem das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließenden Einsatz und einem Gelenkaufnahmebauteil aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz eingebettet ist. Ferner betrifft die Erfindung ein solches Gelenkbauteil.
Aus der DE 20 2004 019 733 U1 ist ein Kugelgelenk bekannt, bei dem ein Kugelgelenkgehäuse ein von einer Kugel des Kugelgelenks beabstandetes Gehäuseteil aufweist, ein Zwischenraum zwischen der Kugel und dem Gehäuseteil mit Kunststoff gefüllt und das Gehäuseteil zumindest teilweise von Kunststoff umschlossen ist.
Der DE 10 2014 214 827 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers zu entnehmen, bei dem eine Preform-Struktur mit lastangepasster Faserorientierung erstellt wird, die Preform-Struktur in ein formgebendes Werkzeug eingebracht wird, die Preform-Struktur konsolidiert wird und der Lenker anschließend entnommen sowie weiterverarbeitet wird.
Aus der DE 10 2011 079 263 A1 ist eine Verbindungsanordnung bekannt, bei der aus einem Lagerelement und einem Verbindungsbereich eine Einlage gebildet ist, die mittels eines Gussteils umschlossen ist, aus welchem sich ein Strukturbauteil und ein Gelenkinnenteil heraus erstrecken.
In der Automobilbranche, speziell im Fahrwerksbereich, treten Faserkunststoffverbundwerkstoffe (FKV-Werkstoffe) immer mehr in den Vordergrund. Ihre spezifischen Eigenschaften ermöglichen beachtliche Gewichtsersparnisse bei gleichzeitig identischen oder sogar besseren Materialeigenschaften gegenüber konventionellen Werkstoffen. Darüber hinaus besteht die Möglichkeit der Funktionsintegration während des Herstellungsprozesses. Um äußere Lasten aufnehmen oder Fahrwerksbauteile integrieren zu können, werden in faserverstärkten Kunststoffbauteilen Krafteinleitungselemente eingesetzt. Diese bestehen aufgrund des komplexen Spannungszustandes im Einleitungspunkt oft aus Metall. Im FKV-Bereich wird grundlegend zwischen außen angebrachten Krafteinleitungselementen (Onserts) und eingebetteten Krafteinleitungselementen (Inserts) unterschieden. Speziell die Integration von Inserts in Faserverbundbauteile stellt aktuell eine große Herausforderung dar. Um in ein Faserverbundbauteil eine Gelenkfunktion zu integrieren, werden im Moment überwiegend metallische Inserts/Onserts eingesetzt. Diese erhöhen jedoch das Gesamtgewicht des Bauteils und werden in der Regel im Rahmen eines zusätzlichen Fertigungsschrittes (Kleben, Nieten, Verschrauben etc.) integriert. Zusätzlich besteht ein Problem in der Integration metallischer Elemente im Harzinjektionsverfahren, welches auch als RTM-Verfahren bezeichnet wird, wobei die Abkürzung RTM für den englischen Ausdruck „Resin Transfer Molding“ steht. Um beim Entformen ein Anhaften des Harz-Härter-Gemisches am metallischen Werkzeug zu verhindern, wird dem Gemisch ein additives Trennmittel beigefügt. Durch Einsatz dieses Trennmittels kann die gesamte Prozesszeit verkürzt werden, da der Reinigungsaufwand verringert wird. Dieser Effekt tritt unerwünschter Weise aber auch bei den eingesetzten metallischen Inserts im Bauteil auf. Eine weitere Problematik stellen die unterschiedlichen thermischen Ausdehnungskoeffizienten der verschiedenen Materialien dar. Durch diese verschiedenen Ausdehnungskoeffizienten werden aufgrund der hohen Temperaturen während des RTM-Prozesses Eigenspannungen in das Bauteil eingebracht. Außerdem treten im Feldeinsatz der Fahrwerkskomponente Probleme aufgrund äußerer Einflüsse auf. Durch eine Potentialdifferenz zwischen Kohlenstofffasern und Metall, wie z.B. Aluminium, entsteht Korrosion, welche die mechanischen Eigenschaften negativ beeinflusst. Um dies zu unterbinden, wird bisher entweder die MetallOberfläche des Inserts durch das Auftragen sogenannter Primer nachbehandelt oder der Korrosion mit Hilfe von Zwischenlagen aus Glasfaser entgegengewirkt.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, zumindest einige der vorgenannten Probleme vermeiden zu können.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 und durch ein Gelenkbauteil nach Anspruch 13 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen dieses Verfahrens und/oder dieses Gelenkbauteils sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung eines Gelenkbauteils mit einem ein Gelenkaußenteil und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil umfassenden Gelenk, einem das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließenden Einsatz und einem Gelenkaufnahmebauteil aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz eingebettet ist, wird dadurch realisiert, dass

- in einem Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenk hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil und das Gelenkinnenteil gefertigt werden, welches beweglich und/oder gleitfähig in dem Gelenkaußenteil gelagert wird,
- in einem Einsatz-Herstellungsschritt der Einsatz hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil des hergestellten Gelenks zumindest teilweise von einem mit ersten Fasern in Form von Kurzfasern und/oder Langfasern versetzten ersten Kunststoffmaterial umschlossen wird, wonach das erste Kunststoffmaterial aushärtet, welches nach seinem Aushärten den Einsatz bildet,
- in einem Vorformling-Herstellungsschritt ein Vorformling aus zweiten Fasern in Form von Langfasern und/oder Endlosfasern hergestellt und mit einer, vorzugsweise durchgehenden, Ausnehmung versehen wird,
- in einem Einsatz-Einsetzschritt der das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließende Einsatz zusammen mit dem Gelenk in die Ausnehmung des Vorformlings eingesetzt wird und
- in einem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt der Vorformling, in dessen Ausnehmung der das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließende Einsatz zusammen mit dem Gelenk eingesetzt ist, mit einem zweiten Kunststoffmaterial durchtränkt wird, wodurch der Einsatz in das zweite Kunststoffmaterial eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den zweiten Fasern das Gelenkaufnahmebauteil bildet.

Da im Einsatz-Einsetzschritt der das Gelenkaußenteil umschließende Einsatz zusammen mit dem Gelenk in die Ausnehmung eingesetzt wird, wird im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt eine, vorzugsweise stoffschlüssige, Verbindung zwischen dem Einsatz und dem zweiten Kunststoffmaterial und/oder dem Gelenkaufnahmebauteil hergestellt. Diese Verbindung wird durch ein ggf. in das zweite Kunststoffmaterial eingebrachtes Trennmittel nicht beeinträchtigt, da der Einsatz aus Kunststoff und nicht aus Metall besteht. Insbesondere ist es für die Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Gelenkaufnahmebauteil unerheblich, ob das Gelenkaufnahmebauteil metallisch ausgebildet ist oder nicht. Ferner bewirkt der Einsatz eine elektrische Isolation des Gelenkaußenteils von den Endlosfasern. Somit kann eine Korrosion selbst dann verhindert werden, wenn das Gelenkaußenteil metallisch ausgebildet ist und die Endlosfasern durch Kohlenstofffasern gebildet sind.
Bevorzugt wird das Gelenkaußenteil, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, mit dem Einsatz und/oder mit dem mit den ersten Fasern versetzten ersten Kunststoffmaterial, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder fest, verbunden. Vorteilhaft wird, insbesondere im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, der Einsatz mit dem Gelenkaufnahmebauteil und/oder mit dem zweiten Kunststoffmaterial, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder fest, verbunden. Der Einsatz bildet insbesondere ein Krafteinleitungselement und/oder Insert. Der Vorformling kann beispielsweise auch als Preform bezeichnet werden.
Die in dem Vorformling vorgesehene Ausnehmung ist bevorzugt eine runde und/oder kreisrunde und/oder kreisförmige und/oder ovale und/oder eckige und/oder zylindrische Ausnehmung. Insbesondere ist die in dem Vorformling vorgesehene Ausnehmung eine durchgehende Ausnehmung. Vorteilhaft werden im Vorformling-Herstellungsschritt die zweiten Fasern um die Ausnehmung herum geführt und/oder an der Ausnehmung vorbeigeführt. Somit kann ein Unterbrechen der zweiten Fasern zum Vorsehen der Ausnehmung vermieden werden. Dies wirkt sich z.B. günstig auf die Stabilität des Gelenkaufnahmebauteil und/oder des Gelenkbauteils aus.
Der Vorformling ist bevorzugt ein flächiger Vorformling. Insbesondere ist der Vorformling eben oder im Wesentlichen eben. Das Gelenkaufnahmebauteil ist vorzugsweise ein flächiges Bauteil. Vorteilhaft ist das Gelenkaufnahmebauteil eben oder im Wesentlichen eben.
Der in dem Vorformling vorgesehenen Ausnehmung und/oder dem Gelenk und/oder dem Einsatz ist bevorzugt eine Mittelachse zugeordnet, die sich insbesondere in einer axialen Richtung erstreckt. Vorzugsweise wird bzw. werden die Ausnehmung und/oder das Gelenk und/oder der Einsatz bezüglich der Mittelachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Vorteilhaft begrenzt die Ausnehmung eine Ausnehmungsfläche. Vorzugsweise verläuft oder verlaufen die Mittelachse und/oder die axiale Richtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zu der Ausnehmungsfläche. Beispielsweise verläuft oder verlaufen die Mittelachse und/oder die axiale Richtung senkrecht oder im Wesentlichen senkrecht zur Fläche und/oder zur Oberfläche des Vorformlings und/oder des Gelenkaufnahmebauteils. Insbesondere wird im Einsatz-Einsetzschritt der das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließende Einsatz zusammen mit dem Gelenk in axialer Richtung und/oder in Richtung der Mittelachse in die Ausnehmung eingesetzt. Die axiale Richtung kann somit z.B. auch als Einsetzrichtung bezeichnet werden. Die oder jedwede quer zur Mittelachse und/oder zur axialen Richtung verlaufende Richtung wird insbesondere als radiale Richtung bezeichnet.
Der Einsatz-Herstellungsschritt erfolgt bevorzugt nach dem Gelenkherstellungsschritt. Ferner erfolgt der Einsatz-Einsetzschritt vorzugsweise nach dem Einsatz-Herstellungsschritt und/oder nach dem Vorformling-Herstellungsschritt. Vorteilhaft erfolgt der Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt nach dem Einsatz-Einsetzschritt.
Die aus dem Gelenk und dem das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließenden Einsatz gebildete Baugruppe wird insbesondere als Gelenkbaugruppe bezeichnet. Die Gelenkbaugruppe wird im Einsatz-Herstellungsschritt hergestellt und/oder ausgebildet. Im Einsatz-Herstellungsschritt wird der Einsatz unter Ausbildung der Gelenkbaugruppe hergestellt, die das Gelenk und den das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließenden Einsatz umfasst. Im Einsatz-Einsetzschritt wird die Gelenkbaugruppe mit dem Einsatz in die Ausnehmung des Vorformlings eingesetzt. Im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt wird der Vorformling, in dessen Ausnehmung die Gelenkbaugruppe mit dem Einsatz eingesetzt ist, mit einem zweiten Kunststoffmaterial durchtränkt, wodurch der Einsatz und/oder die Gelenkbaugruppe mit dem Einsatz in das zweite Kunststoffmaterial eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den zweiten Fasern das Gelenkaufnahmebauteil bildet.
Der Einsatz bildet einen um das Gelenkaußenteil herum verlaufenden Abstandhalter, der einen direkten Kontakt zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Vorformling und/oder dem Gelenkaufnahmebauteil verhindert.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Gelenkaußenteil eine Gelenkaußenteilöffnung. Vorzugsweise wird im Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenkaußenteil mit der Gelenkaußenteilöffnung versehen. Bevorzugt erstreckt sich das Gelenkinnenteil durch die Gelenkaußenteilöffnung hindurch aus dem Gelenkaußenteil heraus. Vorteilhaft wird im Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenkinnenteil derart in dem Gelenkaußenteil gelagert, dass sich das Gelenkinnenteil, insbesondere durch die Gelenkaußenteilöffnung hindurch, aus dem Gelenkaußenteil heraus erstreckt. Das Gelenkaußenteil ist oder umfasst bevorzugt eine Lagerschale. Insbesondere besteht die Lagerschale aus Kunststoff, vorzugsweise aus einem thermoplastischen Kunststoff. Beispielsweise besteht die Lagerschale aus Polyoxymethylen (POM), aus Polyamid (PA) oder Polyetheretherketon (PEEK). Die Lagerschale ist bevorzugt eine Kugelschale.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst das Gelenkaußenteil ein die Lagerschale zumindest teilweise umschließendes Gelenkgehäuse. Das Gelenkgehäuse besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere als Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstroff, wie z.B. Stahl.
Das Gelenkinnenteil umfasst bevorzugt einen Lagerbereich. Insbesondere wird im Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenkinnenteil mit dem oder einem Lagerbereich versehen. Vorzugsweise wird, insbesondere im Gelenk-Herstellungsschritt, das Gelenkinnenteil mit seinem Lagerbereich beweglich und/oder gleitfähig in dem Gelenkaußenteil und/oder in der Lagerschale gelagert. Das Gelenkinnenteil besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Vorzugsweise bildet der Lagerbereich eine Gelenkkugel. Vorteilhaft bildet das Gelenkinnenteil einen Kugelzapfen. Insbesondere bildet das Gelenk ein Kugelgelenk.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst der Einsatz eine Zapfenöffnung. Vorzugsweise wird im Einsatz-Herstellungsschritt der Einsatz mit der oder einer Zapfenöffnung versehen. Bevorzugt erstreckt sich das Gelenkinnenteil durch die Zapfenöffnung hindurch aus dem Einsatz heraus. Vorteilhaft wird im Einsatz-Herstellungsschritt das Gelenkaußenteil, insbesondere zumindest teilweise, von dem mit den ersten Fasern versetzten ersten Kunststoffmaterial derart umschlossen, dass sich das Gelenkinnenteil, vorzugsweise durch die Zapfenöffnung hindurch, aus dem ersten Kunststoffmaterial und/oder dem Einsatz heraus erstreckt.
Bevorzugt wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, in den Einsatz im Bereichder Zapfenöffnung ein Verstärkungselement eingebettet. Das Verstärkungselementist vorzugsweise als Ring und/oder ringförmig ausgebildet. Vorteilhaft besteht das Verstärkungselement aus Metall. Durch das Verstärkungselement kann insbesondere die Auszugskraft für das Gelenkinnenteil erhöht werden.
Bevorzugt wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, an dem Einsatz im Bereich der Zapfenöffnung eine Anbindungskontur zur Anbindung eines Dichtungsbalgs vorgesehen. Beispielsweise umfasst die Anbindungskontur eine Ringnut. Vorzugsweise wird, insbesondere nach dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, an dem Gelenk ein Dichtungsbalg montiert, der an der Anbindungskontur festgelegt wird. Insbesondere greift der Dichtungsbalg dazu in die Ringnut ein. Bevorzugt umringt der Dichtungsbalg die Anbindungskontur und/oder das Gelenkinnenteil. Vorzugsweise erstreckt sich der Dichtungsbalg von der Anbindungskontur bis zu dem Gelenkinnenteil. Insbesondere liegt der Dichtungsbalg dichtend an der Anbindungskontur und/oder an dem Gelenkinnenteil an.
Bevorzugt wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, in den Einsatz wenigstens ein Sensor eingebettet und/oder integriert, mittels welchem z.B. ein Zustand des Gelenks erfassbar ist. Der Zustand umfasst z.B. den Verschleiß des Gelenks und/oder die Auslenkung des Gelenks.
Gemäß einer Ausgestaltung wird im Einsatz-Herstellungsschritt das Gelenk zusammen mit dem mit den ersten Fasern versetzten ersten Kunststoffmaterial in ein, vorzugsweise erstes, Werkzeug eingebracht. Bevorzugt wird im Einsatz-Herstellungsschritt das mit den ersten Fasern versetzte erste Kunststoffmaterial erwärmt. Dieses Erwärmen kann z.B. vor und/oder nach dem Einbringen des mit den ersten Fasern versetzten ersten Kunststoffmaterials in das, vorzugsweise erste, Werkzeug erfolgen. Beispielsweise wird das mit den ersten Fasern versetzte erste Kunststoffmaterial durch das, vorzugsweise erste, Werkzeug erwärmt. Das, vorzugsweise erste, Werkzeug weist hierzu insbesondere eine Heizung auf. Bevorzugt wird im Einsatz-Herstellungsschritt, vorzugsweise unter Ausbildung der Gelenkbaugruppe, das mit den ersten Fasern versetzte erste Kunststoffmaterial, insbesondere im erwärmten Zustand und/oder unter Druck, durch das, vorzugsweise erste, Werkzeug derart umgeformt, dass es das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließt. Das, vorzugsweise erste, Werkzeug ist z.B. ein Presswerkzeug und/oder Umformwerkzeug.
Das mit den ersten Fasern versetzte erste Kunststoffmaterial ist bevorzugt ein Sheet Molding Compound oder ein Bulk Molding Compound. Vorzugsweise sind oder umfassen die ersten Fasern Glasfasern und/oder Aramidfasern. Die ersten Fasern sind oder umfassen insbesondere Kurzfasern und/oder Langfasern. Kurzfasern weisen z.B. eine Länge von 0,1 mm bis 1 mm auf. Langfasern weisen z.B. eine Länge von 1 mm bis 50 mm auf. Das erste Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein Harz oder Kunstharz. Beispielsweise ist das erste Kunststoffmaterial ein duroplastisches oder ein thermoplastisches Harz oder Kunstharz. Bevorzugt ist das erste Kunststoffmaterial frei von Trennmittel, mittels welchem ein Anhaften des ersten Kunststoffmaterials an Metall erschwert oder verhindert wird. Vorteilhaft ist das erste Kunststoffmaterial elektrisch isolierend.
Nach dem Gelenk-Herstellungsschritt und/oder vor oder in dem Einsatz-Herstellungsschritt und/oder zwischen dem Gelenk-Herstellungsschritt und dem Einsatz-Herstellungsschritt erfolgt bevorzugt ein Bereitstellungsschritt, in dem das Gelenk und das mit den ersten Fasern versetzte Kunststoffmaterial, beispielsweise in Form des Sheet Molding Compound oder Bulk Molding Compound, bereitgestellt werden. Ferner kann der wenigstens eine Sensor im Bereitstellungsschritt bereitgestellt werden.
Gemäß einer Weiterbildung erfolgt in dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt das Durchtränken des Vorformlings mit dem zweiten Kunststoffmaterial nach dem Harzinjektionsverfahren. Das Harzinjektionsverfahren wird z.B. auch als Resin Transfer Molding oder kurz als RTM oder RTM-Verfahren bezeichnet. Das Harzinjektionsverfahren hat sich insbesondere für duroplastische Harze bewährt. Durch das Durchtränken des Vorformlings mit dem zweiten Kunststoffmaterial im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt werden insbesondere die zweiten Fasern mit dem zweiten Kunststoffmaterial imprägniert.
Gemäß einer Ausgestaltung wird im Vorformling-Herstellungsschritt der Vorformling in eine Kavität eines, vorzugsweise zweiten, Werkzeugs eingebracht. Das, vorzugsweise zweite, Werkzeug weist insbesondere ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil auf, in dem bevorzugt die Kavität vorgesehen ist. Ferner weist das Werkzeugoberteil vorzugsweise einen Vorsprung auf, der in die Kavität eintauchen kann. Nachdem der Vorformling in die Kavität eingebracht ist, wird bevorzugt im Einsatz-Einsetzschritt der das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließende Einsatz zusammen mit dem Gelenk und/oder die Gelenkbaugruppe, insbesondere mit dem Einsatz, in die Ausnehmung des Vorformlings eingesetzt. Vorteilhaft werden anschließend im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt die Werkezugteile (Werkzeugoberteil und Werkzeugunterteil), vorzugsweise unter Druck und/oder unter Wärmezufuhr, zusammengefahren, sodass der Vorsprung in die Kavität eintaucht, wonach das zweite Kunststoffmaterial in die Kavität injiziert wird und den Vorformling durchtränkt. Dabei wird insbesondere auch der Einsatz von dem zweiten Kunststoffmaterial umströmt und somit in das zweite Kunststoffmaterial eingebettet. Bevorzugt härtet anschließend das zweite Kunststoffmaterial aus. Das Aushärten erfolgt z.B. unter Druck und/oder unter Wärmezufuhr. Insbesondere werden nach dem Aushärten die Werkzeugteile auseinander gefahren und das so hergestellte Gelenkbauteil wird dem, vorzugsweise zweiten, Werkzeugs entnommen. Das Werkzeugoberteil und/oder dessen Vorsprung weist bevorzugt eine Werkzeugoberteil-Ausnehmung auf, in welche das Gelenk und/oder der Einsatz und/oder die Gelenkbaugruppe beim Zusammenfahren der Werkzeugteile eintaucht oder eintauchen kann. Das, vorzugsweise zweite, Werkzeug ist z.B. ein Presswerkzeug und/oder Umformwerkzeug.
Vorzugsweise sind oder umfassen die zweiten Fasern Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern. Die zweiten Fasern sind oder umfassen insbesondere Langfasern und/oder Endlosfasern. Langfasern weisen z.B. eine Länge von 1 mm bis 50 mm auf. Endlosfasern weisen z.B. eine Länge von mehr als 50 mm auf. Das zweite Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein Harz oder Kunstharz. Beispielsweise ist das zweite Kunststoffmaterial ein duroplastisches oder ein thermoplastisches Harz oder Kunstharz. Bevorzugt umfasst das zweite Kunststoffmaterial ein Trennmittel, mittels welchem ein Anhaften des zweiten Kunststoffmaterials an Metall erschwert oder verhindert wird. Das erste Kunststoffmaterial und das zweite Kunststoffmaterial, sind vorzugsweise derart aufeinander abgestimmt, dass sie eine stoffschlüssige Verbindung miteinander eingehen können.
Gemäß einer Weiterbildung wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, der Einsatz mit wenigstens einem Befestigungsloch oder mit mehreren Befestigungslöchern versehen. Bevorzugt wird dieses wenigstens eine oder jedes Befestigungsloch, insbesondere im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, mit dem zweiten Kunststoffmaterial durchsetzt. Hierdurch wird der Einsatz mit dem Gelenkaufnahmebauteil insbesondere formschlüssig verbunden. Insbesondere bildet das das wenigstens eine oder jedes Befestigungsloch durchsetzende zweite Kunststoffmaterial einen oder jeweils einen Kunststoffniet.
Gemäß einer Ausgestaltung wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, der Einsatz mit einem Ringflansch versehen. Bevorzugt wird der Ringflansch, insbesondere im Einsatz-Einsetzschritt, entweder in die Ausnehmung eingesetzt oder auf den Vorformling aufgesetzt. Vorteilhaft wird das zumindest eine oder jedes Befestigungsloch in dem Ringflansch des Einsatzes vorgesehen. Wird der Ringflansch des Einsatzes in die Ausnehmung eingesetzt, weist dieser Ringflansch insbesondere einen Außendurchmesser auf, der kleiner oder gleich dem Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung ist. Wird der Ringflansch des Einsatzes hingegen auf den Vorformling aufgesetzt, weist dieser Ringflansch vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der größer als der Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung ist.
Gemäß einer Weiterbildung wird, insbesondere in einem Fixierungsschritt, der, vorzugsweise in die Ausnehmung eingesetzte, Ringflansch des Einsatzes mit einer oder zumindest einer Faserlage bedeckt, die sich, insbesondere radial, über den Ringflansch des Einsatzes hinaus erstreckt und sowohl auf dem Ringflansch des Einsatzes als auch auf einem an den Ringflansch des Einsatzes angrenzenden Bereich des Vorformlings aufliegt. Hierdurch wird z.B. der Einsatz in der Ausnehmung fixiert. Vorteilhaft wird, insbesondere in dem oder einem Fixierungsschritt, der, vorzugsweise in die Ausnehmung eingesetzte, Ringflansch des Einsatzes auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer oder zumindest einer Faserlage bedeckt, die sich, insbesondere radial, über den Ringflansch des Einsatzes hinaus erstreckt und sowohl auf dem Ringflansch des Einsatzes als auch auf einem an den Ringflansch angrenzenden Bereich des Vorformlings aufliegt. Auch hierdurch wird z.B. der Einsatz, insbesondere beidseitig, in der Ausnehmung fixiert. Bevorzugt wird nach dem Fixierungsschritt, insbesondere im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, die oder jede Faserlage zusammen mit dem Vorformling mit dem zweiten Kunststoffmaterial durchtränkt. Vorteilhaft wird, insbesondere somit, die oder jede Faserlage sowohl mit dem Ringflansch und/oder dem Einsatz als auch mit dem zweiten Kunststoffmaterial und/oder dem Gelenkaufnahmebauteil, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder fest, verbunden. Hierdurch kann die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Einsatz und dem Gelenkaufnahmebauteil erhöht werden. Der Fixierungsschritt erfolgt vorzugsweise nach dem Einsatz-Einsetzschritt und/oder vor dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt. Die oder jede Faserlage ist vorzugsweise rund und/oder kreisförmig und/oder ringförmig. Insbesondere wird die oder jede Faserlage bezüglich der Mittelachse und/oder der axialen Richtung rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Fasern der oder jeder Faserlage bestehen bevorzugt aus demselben Material wie die zweiten Fasern.
Gemäß einer Ausgestaltung wird der auf den Vorformling aufgesetzte Ringflansch des Einsatzes, insbesondere im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, mit dem zweiten Kunststoffmaterial und/oder dem Gelenkaufnahmebauteil, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder fest, verbunden.
Gemäß einer Weiterbildung wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, der Einsatz mit einer Montageöffnung versehen, vorzugsweise derart, dass durch die Montageöffnung hindurch ein in dem Einsatz angeordneter und/oder freiliegender Anlagebereich des Gelenkaußenteils zugänglich ist. Bevorzugt wird, insbesondere in einem Verschlusselement-Herstellungsschritt, aus einem dritten Kunststoffmaterial ein Verschlusselement hergestellt und/oder vorgesehen, welches in die Montageöffnung einsetzbar oder eingesetzt ist. Vorteilhaft wird, insbesondere in einem Verschlusselement-Montageschritt, das Verschlusselement in die Montageöffnung eingesetzt und bevorzugt an den Anlagebereich des Gelenkaußenteils angelegt. Vorzugsweise ist, insbesondere nach dem Verschlusselement-Montageschritt, das Verschlusselement in die Montageöffnung eingesetzt und liegt bevorzugt an dem Anlagebereich des Gelenkaußenteils an.
Die Montageöffnung wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, z.B. einer Zapfenöffnung des Einsatzes gegenüberliegend vorgesehen. Alternativ wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, die Montageöffnung z.B. durch die Zapfenöffnung des Einsatzes gebildet. Beispielsweise ist, insbesondere im Verschlusselement-Herstellungsschritt, das Verschlusselement ringförmig ausgebildet. Vorteilhaft wird, insbesondere im Verschlusselement-Montageschritt, das Gelenkinnenteil durch das ringförmige Verschlusselement hindurch geführt.
Der Verschlusselement-Montageschritt erfolgt insbesondere nach dem Verschluss-element-Herstellungsschritt. Ferner erfolgt der Verschlusselement-Montageschritt vorzugsweise nach dem Einsatz-Herstellungsschritt. Bevorzugt erfolgt der Verschlusselement-Montageschritt vor dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt und/oder der Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt erfolgt bevorzugt nach dem Verschlusselement-Montageschritt. Vorteilhaft erfolgt der Verschlusselement-Montageschritt vor oder während oder nach dem Einsatz-Einsetzschritt.
Gemäß einer Ausgestaltung ist das dritte Kunststoffmaterial mit dritten Fasern, vorzugsweise in Form von Kurzfasern und/oder Langfasern, versetzt. Das mit den dritten Fasern versetzte dritte Kunststoffmaterial ist bevorzugt ein Sheet Molding Compound oder ein Bulk Molding Compound. Vorzugsweise sind oder umfassen die dritten Fasern Glasfasern und/oder Aramidfasern. Die dritten Fasern sind oder umfassen insbesondere Kurzfasern und/oder Langfasern. Kurzfasern weisen z.B. eine Länge von 0,1 mm bis 1 mm auf. Langfasern weisen z.B. eine Länge von 1 mm bis 50 mm auf. Das dritte Kunststoffmaterial ist vorzugsweise ein Harz oder Kunstharz. Beispielsweise ist das dritte Kunststoffmaterial ein duroplastisches oder ein thermoplastisches Harz oder Kunstharz. Bevorzugt ist das dritte Kunststoffmaterial frei von Trennmittel, mittels welchem ein Anhaften des ersten Kunststoffmaterials an Metall erschwert oder verhindert wird. Vorteilhaft ist das dritte Kunststoffmaterial elektrisch isolierend. Bevorzugt ist das dritte Kunststoffmaterial identisch mit oder gleich zu dem ersten Kunststoffmaterial.
Gemäß einer Weiterbildung wird im Verschlusselement-Herstellungsschritt das mit den dritten Fasern versetzte dritte Kunststoffmaterial in ein, vorzugsweise drittes, Werkzeug eingebracht. Bevorzugt wird im Verschlusselement-Herstellungsschritt das mit den dritten Fasern versetzte dritte Kunststoffmaterial erwärmt. Dieses Erwärmen kann z.B. vor und/oder nach dem Einbringen des mit den dritten Fasern versetzten dritten Kunststoffmaterials in das, vorzugsweise dritte, Werkzeug erfolgen. Beispielsweise wird das mit den dritten Fasern versetzte dritte Kunststoffmaterial durch das, vorzugsweise dritte, Werkzeug erwärmt. Das, vorzugsweise dritte, Werkzeug weist hierzu insbesondere eine Heizung auf. Bevorzugt wird im Verschlusselement-Herstellungsschritt das mit den dritten Fasern versetzte dritte Kunststoffmaterial, insbesondere im erwärmten Zustand und/oder unter Druck, durch das, vorzugsweise dritte, Werkzeug zu dem Verschlusselement umgeformt. Das, vorzugsweise dritte, Werkzeug ist z.B. ein Presswerkzeug und/oder Umformwerkzeug.
Gemäß einer Ausgestaltung wird, insbesondere im Verschlusselement-Herstellungsschritt, das Verschlusselement mit einem Ringflansch versehen. Vorteilhaft werden, insbesondere im Einsatz-Einsetzschritt und/oder im Verschlusselement-Montageschritt, der Einsatz und das Verschlusselement mit ihren Ringflanschen auf unterschiedlichen Seiten des Vorformlings auf den Vorformling aufgesetzt, sodass der Vorformling zwischen den Ringflanschen eingeschlossen ist oder wird. Der Ringflansch des Verschlusselements weist vorzugsweise einen Außendurchmesser auf, der größer als der Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung ist. Bevorzugt wird der auf den Vorformling aufgesetzte Ringflansch des Verschlusselements, insbesondere im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt, mit dem zweiten Kunststoffmaterial und/oder dem Gelenkaufnahmebauteil, vorzugsweise stoffschlüssig und/oder fest, verbunden. Vorteilhaft umfasst der Einsatz-Einsetzschritt den Verschlusselement-Montageschritt und/oder der Verschlusselement-Montageschritt erfolgt insbesondere gleichzeitig mit dem Einsatz-Einsetzschritt.
Gemäß einer Weiterbildung wird in einem Subvorformling-Bildungsschritt, insbesondere unter Ausbildung eines Subvorformlings, das Verschlusselement mit seinem Ringflansch auf einer ersten Seite des Vorformlings auf den Vorformling aufgesetzt. Anschließend wird im Einsatz-Einsetzschritt der Einsatz mit seinem Ringflansch auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Vorformlings auf den Vorformling aufgesetzt, wobei gleichzeitig das Verschlusselement in die Montageöffnung eingesetzt und an den Anlagebereich des Gelenkaußenteils angelegt wird. Der Verschlusselement-Montageschritt erfolgt somit insbesondere gleichzeitig mit dem Einsatz-Einsetzschritt. Der Subvorformling-Bildungsschritt erfolgt insbesondere nach dem Vorformling-Herstellungsschritt und/oder nach dem Verschlusselement-Herstellungsschritt. Vorteilhaft erfolgt der Subvorformling-Bildungsschritt vor dem Einsatz-Einsetzschritt und/oder der Einsatz-Einsetzschritt erfolgt insbesondere nach dem Subvorformling-Bildungsschritt.
Gemäß einer Ausgestaltung werden, insbesondere im Verschlusselement-Montageschritt, der Einsatz und das Verschlusselement, vorzugsweise mit wenigstens einer Clip-Verbindung und/oder Schnappverbindung, formschlüssig miteinander verbunden. Dazu werden, insbesondere im Einsatz Herstellungsschritt und/oder im Verschlusselement-Herstellungsschritt, bevorzugt Eingriffselemente an dem Einsatz und/oder an dem Verschlusselement vorgesehen, die, vorzugsweise im Verschlusselement-Montageschritt, miteinander und/oder mit dem jeweils anderen Teil, insbesondere formschlüssig, in Eingriff gebracht werden. Die Eingriffselemente oder mehrere der Eingriffselemente werden z.B. als Schnapphaken ausgebildet. Ergänzend oder alternativ werden mehrere der Eingriffselemente z.B. als Vorsprünge ausgebildet. Ergänzend oder alternativ werden mehrere oder mehrere andere der Ein- griffselemente z.B. als Rücksprünge oder Aussparungen ausgebildet. Vorteilhaft wird, insbesondere im Vorformling-Herstellungsschritt, der Vorformling mit, insbesondere durchgehenden, Eingriffselementlöchern versehen. Bevorzugt werden, insbesondere im Einsatz-Einsetzschritt und/oder im Verschlusselement-Montageschritt, die oder ein Teil der Eingriffselemente durch die in dem Vorformling vorgesehene Ausnehmung und/oder durch die in dem Vorformling vorgesehenen Eingriffselementlöcher hindurchgeführt. Vorzugsweise wird, insbesondere im Verschlusselement-Herstellungsschritt, das Verschlusselement mit, insbesondere durchgehenden, Eingriffselementlöchern versehen. Bevorzugt werden, insbesondere im Einsatz-Einsetzschritt und/oder im Verschlusselement-Montageschritt, die oder ein Teil der Eingriffselemente durch die in dem Verschlusselement vorgesehenen Eingriffselementlöcher hindurchgeführt. Beispielsweise wird, insbesondere im Einsatz-Herstellungsschritt, der Einsatz mit, insbesondere durchgehenden, Eingriffselementlöchern versehen. Bevorzugt werden, insbesondere im Einsatz-Einsetzschritt und/oder im Verschlusselement-Montageschritt, die oder ein Teil der Eingriffselemente durch die in dem Einsatz vorgesehenen Eingriffselementlöcher hindurchgeführt.
Die Erfindung betrifft insbesondere ferner ein Gelenkbauteil mit einem ein Gelenkaußenteil und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil umfassenden Gelenk, einem das Gelenkaußenteil zumindest teilweise umschließenden Einsatz und einem Gelenkaufnahmebauteil aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz eingebettet ist, wobei

- der Einsatz aus einem mit ersten Fasern in Form von Kurzfasern und/oder Langfasern verstärkten ersten Kunststoffmaterial besteht, und
- das Gelenkaufnahmebauteil aus einem mit zweiten Fasern in Form von Langfasern und/oder Endlosfasern verstärkten zweiten Kunststoffmaterial besteht.

Insbesondere wird das Gelenkbauteil nach dem zuvor beschriebenen Verfahren hergestellt. Ferner kann das Gelenkbauteil gemäß allen im Zusammenhang mit dem zuvor beschriebenen Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Auch kann das zuvor beschriebene Verfahren gemäß allen im Zusammenhang mit dem Gelenkbauteil erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Bevorzugt bildet der Einsatz einen um das Gelenkaußenteil herum verlaufenden Abstandhalter, durch welchen ein direkter Kontakt zwischen dem Gelenkaußenteil und dem Gelenkaufnahmebauteil verhindert ist.
Das Gelenkbauteil ist oder bildet insbesondere ein Fahrzeugbauteil und/oder Fahrwerksbauteil, wie z.B. einen Fahrwerkslenker. Bevorzugt ist oder wird das Gelenkinnenteil mit einem anderen Fahrzeugbauteil und/oder Fahrwerksbauteil verbunden. Vorteilhaft ist oder wird das Gelenkaufnahmebauteil mit einem weiteren Fahrzeugbauteil und/oder Fahrwerksbauteil verbunden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 mehrere Verfahrensschritte zur Herstellung des Gelenkbauteils nach 1, wobei zunächst eine Gelenkbaugruppe mit einem Einsatz hergestellt wird,
3 weitere Verfahrensschritte zur Herstellung des Gelenkbauteils nach 1, wobei die Gelenkbaugruppe mit ihrem Einsatz in einen Vorformling eingesetzt und schließlich das Gelenkbauteil ausgebildet wird,
4 eine Draufsicht auf den Vorformling nach 3 mit eingesetzter Gelenkbaugruppe,
5 die Draufsicht nach 4, nachdem ein Ringflansch des Einsatzes der Gelenkbaugruppe mit einer Faserlage bedeckt worden ist,
6 eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform,
7 eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform,
8 eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils gemäß einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform,
9 eine Schnittansicht eines teilweise fertiggestellten Gelenkbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform und
10 eine Schnittansicht eines teilweise fertiggestellten Gelenkbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform.

Aus 1 ist eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ersichtlich, welches ein Gelenk 2 mit einem Gelenkaußenteil 3 und einem Gelenkinnenteil 4, einen das Gelenkaußenteil 3 teilweise umschließenden Einsatz 5 und ein Gelenkaufnahmebauteil 6 aufweist, in welches der Einsatz 5 eingebettet ist. Das Gelenkinnenteil 4 ist mit einem Lagerbereich 7 versehen, mit welchem das Gelenkinnenteil 4 beweglich in dem Gelenkaußenteil 3 gelagert ist. Gemäß der ersten Ausführungsform ist das Gelenkinnenteil 4 ein Kugelzapfen, dessen Lagerbereich 7 durch eine Gelenkkugel gebildet ist. Das Gelenkaußenteil 3 ist zweiteilig aufgebaut und umfasst eine Lagerschale 8, in welcher das Gelenkinnenteil 4 mit seinem Lagerbereich 7 gleitfähig sitzt. Gemäß der ersten Ausführungsform ist die Lagerschale 8 eine Kugelschale und besteht aus Kunststoff. Ferner umfasst das Gelenkaußenteil 3 ein die Lagerschale 8 teilweise umschließendes Gelenkgehäuse 9 aus Metall. Das Gelenkinnenteil 4 erstreckt sich durch eine in dem Gelenkaußenteil 3 vorgesehene Gelenkaußenteilöffnung 10 hindurch aus dem Gelenkaußenteil 3 heraus. Ferner ist der Einsatz 5 mit einer Zapfenöffnung 11 versehen, durch welche hindurch sich das Gelenkinnenteil 4 aus dem Einsatz 5 heraus erstreckt.
Der Einsatz 5 besteht aus einem faserverstärkten ersten Kunstharz 12, welches schematisch angedeutete Fasern 53 in Form von Kurzfasern oder Langfasern umfasst, die beispielsweise Glasfasern sind. Ferner besteht das Gelenkaufnahmebauteil 6 aus einem Faserverbundwerkstoff, der Fasern 13 und eine Matrix aus einem zweiten Kunstharz 14 umfasst. Bei den Fasern 13 handelt es sich um Endlosfasern oder Langfasern, beispielsweise um Kohlenstofffasern. Der Einsatz 5 umfasst einen Ringflansch 15, der in das Gelenkaufnahmebauteil 6 eingreift und stoffschlüssig mit dem zweiten Kunstharz 14 verbunden ist. Somit ist auch der Einsatz 5 stoffschlüssig mit dem Gelenkaufnahmebauteil 6 verbunden. Ferner ist der Ringflansch 15 mit mehreren durchgehenden Befestigungslöchern 16 versehen, die von dem zweiten Kunstharz 14 durchsetzt sind. Der Einsatz 5 ist somit zusätzlich formschlüssig mit dem Gelenkaufnahmebauteil 6 verbunden.
Im Bereich der Zapfenöffnung 11 ist an dem Einsatz 5 eine Anbindungskontur 17 mit einer Ringnut 18 vorgesehen, die zur Anbindung eines Dichtungsbalgs (nicht gezeigt) dient. Ferner ist dem Einsatz 5 eine in einer axialen Richtung x verlaufende Mittelachse 19 zugeordnet, bezüglich welcher der Einsatz 5 rotationssymmetrisch ist. Auch das Gelenkaußenteil 3 ist bezüglich der Mittelachse 19 rotationssymmetrisch.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die 2 bis 5 ein Verfahren zur Herstellung des Gelenkbauteils 1 gemäß der ersten Ausführungsform beschrieben.
Zunächst wird das Gelenk 2 in einem Gelenk-Herstellungsschritt hergestellt, indem das Gelenkaußenteil 3 und das Gelenkinnenteil 4 gefertigt werden, welches mit seinem Lagerbereich 7 beweglich in dem Gelenkaußenteil 3 gelagert wird. Gemäß der ersten Ausführungsform bildet das Gelenk 2 dann eine sogenannte Gelenkpatrone. Das metallische Gelenkgehäuse kann gemäß einer Variante der ersten Ausführungsform aber auch weggelassen werden, sodass das Gelenk lediglich das Gelenkinnenteil 4 und die Lagerschale 8 umfasst. Ein gemäß der Variante der ersten Ausführungsform hergestelltes Gelenk ist in 2 mit dem Bezugszeichen 20 bezeichnet.
Aus 2 sind mehrere Verfahrensschritte zur Herstellung des Einsatzes 5 dargestellt, wobei in einem Bereitstellungsschritt 21 das Gelenk 2 oder das Gelenk 20 gemäß der Variante bereitgestellt werden. Nachfolgend wird lediglich auf das Gelenk 2 verwiesen, wobei das Gelenk 2 allerdings durch das Gelenk 20 gemäß der Variante ersetzt werden kann. Ferner wird im Bereitstellungsschritt 21 das faserverstärkte erste Kunstharz 12 in Form eines Sheet Molding Compounds oder eines Bulk Molding Compounds bereitgestellt. Optional wird im Bereitstellungsschritt 21 zusätzlich ein Sensor 22 zur Erfassung der Auslenkung des Gelenks 2 bereitgestellt.
Anschließend werden in einem Einlegeschritt 23 das Gelenk 2 und das faserverstärkte erste Kunstharz 12 sowie optional der Sensor 22 in ein Presswerkzeug 24 eingebracht und positioniert. In einem Umformschritt 25 werden das faserverstärkte erste Kunstharz 12 erwärmt und das Presswerkzeug 24 zusammengefahren und/oder geschlossen, sodass das faserverstärkte erste Kunstharz 12 aufweicht und/oder sich verflüssigt und in die Form des Einsatzes 5 gebracht wird, wobei das Gelenkaußenteil 3 von dem faserverstärkten ersten Kunstharz 12 umschlossen und somit in den Einsatz 5 eingebettet wird. Optional wird dabei ferner der Sensor 22 in den Einsatz 5 eingebettet. Anschließend erfolgt ein Aushärten des faserverstärkten ersten Kunstharzes 12.
Nachfolgend wird in einem Entnahmeschritt 26 das Presswerkzeug 24 auseinandergefahren und/oder geöffnet und die aus dem Einsatz 5 und dem in ihm eingebetteten Gelenk 2 gebildete Gelenkbaugruppe 27 dem Presswerkzeug 24 entnommen. Optional umfasst die Gelenkbaugruppe 26 auch den Sensor 22. Die Schritte 23, 25 und 26 bilden zusammen insbesondere einen Einsatz-Herstellungsschritt. Zusätzlich kann der Einsatz-Herstellungsschritt z.B. auch den Schritt 21 umfassen. Bevorzugt wird das Gelenkaußenteil 3 im Einsatz-Herstellungsschritt und/oder im Umformschritt 25 stoffschlüssig mit dem faserverstärkten ersten Kunstharz 12 und/oder mit dem Einsatz 5 verbunden. Ist das Gellenkgehäuse 9 vorhanden, erfolgt dieser Stoffschluss insbesondere mit dem Gelenkgehäuse 9. Ist das Gelenkgehäuse nicht vorhanden, erfolgt dieser Stoffschluss bevorzugt mit der Lagerschale 8.
Aus 3 sind weitere Verfahrensschritte zur Herstellung des Gelenkbauteils 1 nach 1 dargestellt, wobei in einem Einsatz-Einsetzschritt 28 die Gelenkbaugruppe 27 mit ihrem Einsatz 5 in eine in einem Vorformling 29 vorgesehene Ausnehmung 30 eingesetzt wird. Dabei wird der Einsatz 5 mit seinem Ringflansch 15 in die Ausnehmung 30 eingesetzt, dessen Außendurchmesser kleiner oder gleich dem Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung 30 ist. Der Vorformling 29 wird zuvor in einem Vorformling-Herstellungsschritt aus den Fasern 13 hergestellt und mit der Ausnehmung 30 versehen. Eine Draufsicht auf die in die Ausnehmung 30 eingesetzte Gelenkbaugruppe 27 ist aus 4 ersichtlich.
Nach dem Einsatz-Einsetzschritt 28 wird in einem Fixierungsschritt 31 der Ringflansch 15 des Einsatzes 5 auf einander gegenüberliegenden Seiten jeweils mit einer ringförmigen Faserlage 32 bedeckt, die sich radial über den Ringflansch 15 hinaus erstreckt und sowohl auf dem Ringflansch 15 als auch auf einem an den Ringflansch 15 angrenzenden Bereich des Vorformlings 29 aufliegt. Die so gebildete Baugruppe, die auch als fixierte Baugruppe bezeichnet werden kann, ist mit dem Bezugszeichen 33 gekennzeichnet und in Draufsicht aus 5 ersichtlich.
Nach dem Fixierungsschritt 31 wird die Baugruppe 33 in einem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt 34 einem Harzinjektionsverfahren (RTM) unterzogen, in welchem der Vorformling 29 mit dem zweiten Kunstharz 14 durchtränkt wird, wodurch die Löcher 16 mit dem zweiten Kunstharz 14 durchsetzt werden und der Einsatz 5 in das zweite Kunstharz 14 eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den Fasern 13 das Gelenkaufnahmebauteil 6 bildet. Somit ist oder wird das Gelenkbauteil 1 gemäß der ersten Ausführungsform hergestellt.
Aus den 6 bis 8 sind Abwandlungen der ersten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind.
6 zeigt eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils 1 gemäß einer ersten Abwandlung der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wurde bei der Herstellung des Einsatzes 5 im Bereich der Zapfenöffnung 11 ein Verstärkungselement 35 in Form eines Metallrings in den Einsatz 5 eingebettet. Ferner wurde bei dem Gelenkaußenteil 3 das metallische Gelenkgehäuse weggelassen.
7 zeigt eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils 1 gemäß einer zweiten Abwandlung der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wurde bei der Herstellung des Einsatzes 5 im Bereich der Zapfenöffnung 11 ein Verstärkungselement 36 in Form eines Blechrings in den Einsatz 5 eingebettet. Ferner wurde bei dem Gelenkaußenteil 3 das metallische Gelenkgehäuse weggelassen.
8 zeigt eine Schnittansicht eines Gelenkbauteils 1 gemäß einer dritten Abwandlung der ersten Ausführungsform. Im Unterschied zur ersten Ausführungsform wurde die Anbindungskontur 17 ohne Ringnut gestaltet. Ferner wurde bei dem Gelenkaußenteil 3 das metallische Gelenkgehäuse weggelassen.
Abgesehen von diesen Unterschieden stimmen die vorgenannten Abwandlungen der ersten Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform überein, sodass zur weiteren Beschreibung dieser Abwandlungen auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen wird.
Aus 9 ist eine Schnittansicht eines teilweise fertiggestellten Gelenkbauteils gemäß einer zweiten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind.
Gemäß der zweiten Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Ringflansches 15 größer als der Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung 30, sodass im Einsatz-Einsetzschritt der Einsatz 5 mit seinem Ringflansch 15 auf den Vorformling 29 aufgesetzt wird. Ferner ist der Einsatz 5 mit einer Montageöffnung 37 versehen, in die ein Verschlusselement 38 eingesetzt ist, welches an einen in dem Einsatz 5 angeordneten Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 anliegt. Die Montageöffnung 37 ist dabei der Zapfenöffnung des Einsatzes 5 axial gegenüberliegend vorgesehen. Das Verschlusselement 38 besteht aus einem faserverstärkten dritten Kunstharz und wird in einem Verschlusselement-Herstellungsschritt aus einem Sheet Molding Compound oder einem Bulk Molding Compound hergestellt.
Das Gelenkaußenteil 3 weist kein metallisches Gelenkgehäuse auf, sondern besteht lediglich aus der Lagerschale, die insbesondere stoffschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden ist. Alternativ kann das Gelenkaußenteil 3 aber ein Gelenkge- häuse aus Metall aufweisen, welches dann vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden ist. Ferner weist der Ringflansch 15 mehrere Eingriffselemente 40 und 41 in Form von Schnapphaken auf, wobei die Eingriffselemente 40 die Ausnehmung 30 und in dem Verschlusselement 38 vorgesehene Löcher 42 durchgreifen sowie das Verschlusselement 38 formschlüssig hintergreifen, und wobei die Eingriffselemente 41 in dem Vorformling 29 vorgesehene Löcher 43 und in dem Verschlusselement 38 vorgesehene Löcher 44 durchgreifen sowie das Verschlusselement 38 formschlüssig hintergreifen. Das Verschlusselement 38 weist einen Ringflansch 45 auf, in dem die Löcher 42 und 44 vorgesehen sind. Die Ringflansche 15 und 45 liegen auf einander gegenüberliegenden Seiten des Vorformlings 29 an dem Vorformling 29 an und schließen diesen zwischen sich ein.
Die Herstellung des Einsatzes 5 und/oder der Gelenkbaugruppe erfolgt in dem oder einem Einsatz-Herstellungsschritt, vorzugsweise analog zur ersten Ausführungsform. Die Löcher 16 gemäß der ersten Ausführungsform können jedoch weggelassen werden. Vor dem Einsetzen des Verschlusselements 38 in die Montageöffnung 37 liegt der in dem Einsatz 5 angeordnete Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 insbesondere frei und ist durch die Montageöffnung 37 hindurch zugänglich.
In einem vor dem Einsatz-Einsetzschritt erfolgenden Subvorformling-Bildungsschritt wird unter Ausbildung eines Subvorformlings das Verschlusselement 38 mit seinem Ringflansch 45 auf einer ersten Seite des Vorformlings 29 auf den Vorformling 29 aufgesetzt. Der Subvorformling besteht somit aus dem Vorformling 29 und dem Verschlusselement 38, welches mit seinem Ringflansch 45 auf der ersten Seite des Vorformlings 29 aufgesetzt ist. Anschließend wird im Einsatz-Einsetzschritt der Einsatz 5 in die Ausnehmung 30 des Vorformlings 29 eingesetzt und mit seinem Ringflansch 15 auf einer der ersten Seite gegenüberliegenden Seite des Vorformlings 29 auf den Vorformling 29 aufgesetzt, wobei gleichzeitig das Verschlusselement 38 in die Montageöffnung 37 eingesetzt und an den Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 angelegt wird. Dabei wird das Verschlusselement 38 gleichzeitig formschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden, indem die Eingriffselemente 40 und 41 die Ausnehmung 30 und die Löcher 42, 43 und 44 durchgreifen und den Einsatz 5 hintergreifen. Ein Verschlusselement-Montageschritt, in welchem des Verschlusselement 38 in die Montageöffnung 37 eingesetzt und an den Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 angelegt wird, erfolgt somit gleichzeitig mit dem Einsatz-Einsetzschritt. Somit liegt die aus 9 ersichtlich Baugruppe 46 vor.
Anschließend wird die Baugruppe 46 im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt einem Harzinjektionsverfahren unterzogen, in welchem der Vorformling 29 mit dem zweiten Kunstharz 14 durchtränkt wird, wodurch der Einsatz 5 das Verschlusselement 38,insbesondere und im Bereich der Ringflansche 15 und 45, durch das zweite Kunstharz 14 miteinander verklebt werden und der Einsatz 5 in das zweite Kunstharz 14 eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den Fasern 13 das Gelenkaufnahmebauteil 6 bildet. Somit ist oder wird das Gelenkbauteil gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellt.
Zur weiteren Beschreibung des Gelenkbauteils und/oder des Verfahrens zur Herstellung des Gelenkbauteils gemäß der zweiten Ausführungsform wird insbesondere auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Ferner kann, analog zu den 6 und 7, ein Verstärkungselement in den Einsatz 5 eingebettet werden.
Aus 10 ist eine Schnittansicht eines teilweise fertiggestellten Gelenkbauteils gemäß einer dritten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform bezeichnet sind.
Gemäß der dritten Ausführungsform ist der Außendurchmesser des Ringflansches 15 größer als der Durchmesser oder Innendurchmesser der Ausnehmung 30, sodass im Einsatz-Einsetzschritt der Einsatz 5 mit seinem Ringflansch 15 auf den Vorformling 29 aufgesetzt wird. Ferner ist der Einsatz 5 mit einer Montageöffnung 37 versehen, in die ein Verschlusselement 38 eingesetzt ist, welches an einen in dem Einsatz 5 angeordneten Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 anliegt. Die Montageöffnung 37 ist durch die Zapfenöffnung des Einsatzes 5 gebildet, sodass das Verschlusselement 38 ringförmig ausgebildet ist und das Gelenkinnenteil 4 sich durch das Verschlusselement 38 hindurch erstreckt. Das Verschlusselement 38 besteht aus einem faserverstärkten dritten Kunstharz und wird in einem Verschlusselement-Herstellungsschritt aus einem Sheet Molding Compound oder einem Bulk Molding Compound hergestellt.
Das Gelenkaußenteil 3 weist kein metallisches Gelenkgehäuse auf, sondern besteht lediglich aus der Lagerschale, die insbesondere stoffschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden ist. Alternativ kann das Gelenkaußenteil 3 aber ein Gelenkgehäuse aus Metall aufweisen, welches dann vorzugsweise stoffschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden ist. Ferner sind in dem Ringflansch 15 mehrere Löcher 16 vorgesehen, die mit in dem Vorformling 29 vorgesehenen Löchern 47 fluchten und/oder zur Überdeckung gebracht sind.
Der Einsatz 5 weist ein oder wenigstens ein Eingriffselement 48 in Form eines oder wenigstens eines Vorsprungs auf, das in der Montageöffnung 37 vorgesehen ist und in Richtung auf das Verschlusselement 38, insbesondere nach radial Innen, vorsteht. Beispielsweise ist das Eingriffselement 48 ringförmig. Ferner weist der Einsatz 5 im axialen Abstand zu dem oder dem wenigstens einen Eingriffselement 48 ein oder wenigstens ein weiteres Eingriffselement 49 in Form eines oder wenigstens eines Vorsprungs auf, das in der Montageöffnung 37 vorgesehen ist und in Richtung auf das Verschlusselement 38, insbesondere nach radial Innen, vorsteht. Beispielsweise ist das Eingriffselement 49 ringförmig. Das Verschlusselement 38 weist an seinem Außenumfang einen oder wenigstens einen Rücksprung 50 auf, in den das oder das wenigstens eine Eingriffselement 48 eingreift. Beispielsweise ist der Rücksprung 50 durch eine Ringnut gebildet. Zusätzlich weist das Verschlusselement 38 an seinem dem Einsatz 5 abgewandten axialen Ende einen weiteren Rücksprung 51 auf, in den das oder das wenigstens eine weitere Eingriffselement 49 eingreift und dabei das Verschlusselement 38 hintergreift. Der Rücksprung 51 ist insbesondere im axialen Abstand zu dem Rücksprung 50 vorgesehen. Beispielsweise ist der Rücksprung 51 umlaufend ausgebildet. Der Ringflansch 15 liegt auf einer ersten Seite des Vorformlings 29 an dem Vorformling 29 an.
Die Herstellung des Einsatzes 5 und/oder der Gelenkbaugruppe erfolgt in dem oder einem Einsatz-Herstellungsschritt, vorzugsweise analog zur ersten Ausführungsform. Vor dem Einsetzen des Verschlusselements 38 in die Montageöffnung 37 liegt der in dem Einsatz 5 angeordnete Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils insbesondere frei und ist durch die Montageöffnung 37 hindurch zugänglich.
Im Einsatz-Einsetzschritt wird der Einsatz 5 in die Ausnehmung 30 des Vorformlings 29 eingesetzt und mit seinem Ringflansch 15 auf der ersten Seite des Vorformlings 29 auf den Vorformling 29 aufgesetzt. Anschließend wird in einem Verschlusselement-Montageschritt das Verschlusselement 38 in die Montageöffnung 37 eingesetzt und an den Anlagebereich 39 des Gelenkaußenteils 3 angelegt. Dabei wird das Verschlusselement 38 gleichzeitig formschlüssig mit dem Einsatz 5 verbunden, indem die Vorsprünge 48 und 49 in die Rücksprünge 50 und 51 einrücken. Somit liegt die aus 10 ersichtliche Baugruppe 52 vor.
Anschließend wird die Baugruppe 52 im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt einem Harzinjektionsverfahren unterzogen, in welchem der Vorformling 29 mit dem zweiten Kunstharz 14 durchtränkt wird, wodurch die Löcher 16 und 47 mit dem zweiten Kunstharz 14 durchsetzt werden und der Einsatz 5 in das zweite Kunstharz 14 eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den Fasern 13 das Gelenkaufnahmebauteil 6 bildet. Somit ist oder wird das Gelenkbauteil gemäß der dritten Ausführungsform hergestellt.
Zur weiteren Beschreibung des Gelenkbauteils und/oder des Verfahrens zur Herstellung des Gelenkbauteils gemäß der dritten Ausführungsform wird insbesondere auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen. Ferner kann, analog zu den 6 und 7, in den Einsatz 5 und/oder in das Verschlusselement 38 ein oder jeweils ein Verstärkungselement eingebettet werden.
Bezugszeichenliste

1: Gelenkbauteil
2: Gelenk
3: Gelenkaußenteil
4: Gelenkinnenteil
5: Einsatz
6: Gelenkaufnahmebauteil
7: Lagerbereich des Gelenkinnenteils
8: Lagerschale
9: Gelenkgehäuse
10: Gelenkaußenteilöffnung
11: Zapfenöffnung
12: erstes Kunstharz
13: Fasern
14: zweites Kunstharz
15: Ringflansch des Einsatzes
16: Loch im Ringflansch des Einsatzes
17: Anbindungskontur
18: Ringnut
19: Mittelachse
20: Gelenk gemäß einer Variante
21: Bereitstellungsschritt
22: Sensor
23: Einlegeschritt
24: Presswerkzeug
25: Umformschritt
26: Entnahmeschritt
27: Gelenkbaugruppe
28: Einsatz-Einsetzschritt
29: Vorformling
30: Ausnehmung im Vorformling
31: Fixierungsschritt
32: Faserlage
33: Baugruppe
34: Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt
35: Verstärkungselement / Metallring
36: Verstärkungselement / Blechring
37: Montageöffnung
38: Verschlusselement
39: Anlagebereich des Gelenkaußenteils
40: Eingriffselement
41: Eingriffselement
42: Loch im Verschlusselement
43: Loch im Vorformling
44: Loch im Verschlusselement
45: Ringflansch des Verschlusselements
46: Baugruppe
47: Loch im Vorformling
48: Vorsprung / Eingriffselement
49: Vorsprung / Eingriffselement
50: Rücksprung
51: Rücksprung
52: Baugruppe
53: Fasern
x: axiale Richtung
RTM: Harzinjektionsverfahren / Resin Transfer Molding

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Gelenkbauteils (1) mit einem ein Gelenkaußenteil (3) und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil (4) umfassenden Gelenk (2), einem das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließenden Einsatz (5) und einem Gelenkaufnahmebauteil (6) aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz (5) eingebettet ist, wobei - in einem Gelenk-Herstellungsschritt das Gelenk (2) hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil (3) und das Gelenkinnenteil (4) gefertigt werden, welches beweglich in dem Gelenkaußenteil (3) gelagert wird, - in einem Einsatz-Herstellungsschritt (23, 25, 26) der Einsatz (5) hergestellt wird, indem das Gelenkaußenteil (3) des hergestellten Gelenks (2) zumindest teilweise von einem mit ersten Fasern (53) in Form von Kurzfasern oder Langfasern versetzten ersten Kunststoffmaterial (12) umschlossen wird, wonach das erste Kunststoffmaterial (12) aushärtet, welches nach seinem Aushärten den Einsatz (5) bildet, - in einem Vorformling-Herstellungsschritt ein Vorformling (29) aus zweiten Fasern (13) in Form von Langfasern oder Endlosfasern hergestellt und mit einer Ausnehmung (30) versehen wird, - in einem Einsatz-Einsetzschritt (28) der das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließende Einsatz (5) zusammen mit dem Gelenk (2) in die Ausnehmung (30) des Vorformlings (29) eingesetzt wird und - in einem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) der Vorformling (29), in dessen Ausnehmung (30) der das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließende Einsatz (5) zusammen mit dem Gelenk (2) eingesetzt ist, mit einem zweiten Kunststoffmaterial (14) durchtränkt wird, wodurch der Einsatz (5) in das zweite Kunststoffmaterial (14) eingebettet wird, welches anschließend aushärtet und nach seinem Aushärten zusammen mit den zweiten Fasern (13) das Gelenkaufnahmebauteil (6) bildet.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das mit den ersten Fasern (53) versetzte erste Kunststoffmaterial (12) ein Sheet Molding Compound oder ein Bulk Molding Compound ist.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Fasern (53) Glasfasern sind oder umfassen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) das Durchtränken des Vorformlings (29) mit dem zweiten Kunststoffmaterial (14) nach dem Harzinjektionsverfahren (RTM) erfolgt.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Fasern (13) Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern sind oder umfassen.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einsatz-Herstellungsschritt (23, 25, 26) der Einsatz (5) mit wenigstens einem Befestigungsloch (16) versehen wird, welches im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) mit dem zweiten Kunststoffmaterial (14) durchsetzt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Einsatz-Herstellungsschritt (23, 25, 26) der Einsatz (5) mit einem Ringflansch (15) versehen wird, der im Einsatz-Einsetzschritt (23, 25, 26) entweder in die Ausnehmung (30) eingesetzt oder auf den Vorformling (29) aufgesetzt wird.
Verfahren nach den Ansprüchen 6 und 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Befestigungsloch (16) in dem Ringflansch (15) des Einsatzes (5) vorgesehen wird.
Verfahren nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Fixierungsschritt (31) der Ringflansch (15) des Einsatzes (5) mit zumindest einer Faserlage (32) bedeckt wird, die sich über den Ringflansch (15) des Einsatzes (5) hinaus erstreckt und sowohl auf dem Ringflansch (15) des Einsatzes (5) als auch auf einem an den Ringflansch (15) des Einsatzes (5) angrenzenden Bereich des Vorformlings (29) aufliegt, wonach im Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) die wenigstens eine Faserlage (32) zusammen mit dem Vorformling (29) mit dem zweiten Kunststoffmaterial (14) durchtränkt wird.
Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - im Einsatz-Herstellungsschritt (23, 25, 26) der Einsatz (5) mit einer Montageöffnung (37) versehen wird, durch welche hindurch ein in dem Einsatz (5) freiliegender Anlagebereich (39) des Gelenkaußenteils (3) zugänglich ist, - in einem Verschlusselement-Herstellungsschritt aus einem mit dritten Fasern in Form von Kurzfasern oder Langfasern versetzten dritten Kunststoffmaterial ein Verschlusselement (38) hergestellt wird, welches in die Montageöffnung (37) einsetzbar ist, - in einem vor dem Gelenkaufnahmebauteil-Bildungsschritt (34) liegenden Verschluss-element-Montageschritt das Verschlusselement (38) in die Montageöffnung (37) eingesetzt und an den Anlagebereich (39) des Gelenkaußenteils (3) angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 10 und nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass - im Verschlusselement-Herstellungsschritt das Verschlusselement (38) mit einem Ringflansch (45) versehen wird, - im Verschlusselement-Montageschritt der Einsatz (5) und das Verschlusselement (38) mit ihren Ringflanschen (15, 45) auf unterschiedlichen Seiten des Vorformlings (29) auf den Vorformling (29) aufgesetzt werden, sodass der Vorformling (29) zwischen den Ringflanschen (15, 45) eingeschlossen wird.
Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet dass im Verschlusselement-Montageschritt der Einsatz (5) und das Verschlusselement (38) mit wenigstens einer Clip-Verbindung oder Schnappverbindung formschlüssig miteinander verbunden werden.
Gelenkbauteil mit einem ein Gelenkaußenteil (3) und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil (4) umfassenden Gelenk (2), einem das Gelenkaußenteil (3) zumindest teilweise umschließenden Einsatz (5) und einem Gelenkaufnahmebauteil (6) aus Faserverbundwerkstoff, in welches der Einsatz (5) eingebettet ist, wobei - der Einsatz (5) aus einem mit ersten Fasern in Form von Kurzfasern oder Langfasern verstärkten ersten Kunststoffmaterial (12) besteht, und - das Gelenkaufnahmebauteil (6) aus einem mit zweiten Fasern (13) in Form von Langfasern oder Endlosfasern verstärkten zweiten Kunststoffmaterial (14) besteht.