DE102017215921A1

DE102017215921A1 - Verfahren zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils

Info

Publication number: DE102017215921A1
Application number: DE102017215921.9A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: BASF SE
Current assignee: BASF SE
Priority date: 2017-09-08
Filing date: 2017-09-08
Publication date: 2019-03-14

Abstract

Es wird ein Verfahren zum Herstellen eines gebogenen, aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils (10) vorgeschlagen. Das Verfahren umfasst:- Bereitstellen eines aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils (10),- Anordnen eines schmelzbaren Materials (14) in oder auf dem Strangprofil (10), wobei das schmelzbare Material (14) geeignet ist, den Verbundwerkstoff in Form zu halten, und eine Schmelztemperatur aufweist, die bevorzugt niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist,- Biegen des Strangprofils (10) durch Kaltumformung,- Aushärten des gebogenen Strangprofils (10) zusammen mit dem schmelzbaren Material (14) durch Tempern bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur desschmelzbaren Materials (14) und unterhalb der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs und- Entfernen des schmelzbaren Materials (14) durch Schmelzen, bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils.
In vielen technischen Bereichen kommen gebogene Strangprofile zum Einsatz. So werden beispielsweise im kraftfahrzeugtechnischen Bereich Schraubenfedern für Fahrwerke aus Metallstäben hergestellt und die Stäbe entsprechend in Form der Feder gebogen. Es gibt jedoch Bedarf, das Gewicht von gebogenen Strangprofilen zu verringern. Beispielsweise besteht Bedarf das Gewicht von Federn für Fahrwerke zu verringern, um auf diese Weise das Gewicht des Fahrzeugs insgesamt zu verringern, was wiederum den Schadstoffausstoß reduzieren kann.
Gewicht lässt sich beispielsweise durch die Verwendung faserverstärkter Werkstoffe (Faserverbundwerkstoffe) verringern. Faserverstärkte Werkstoffe enthalten als wesentliche Komponenten Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem bzw. Matrixmaterial, in das die Fasern eingebettet sind. Typischerweise basieren die Fasern auf Glas, Kohlenstoff, Aramid, Polyacrylnitril, Polyester oder Polyamid. Als Matrixsystem kommen meist duroplastische Polymere, beispielsweise Polyesterharze, Vinylesterharze, Polyurethanharze oder Epoxidharze, oder thermoplastische Polymere wie Polyamide, Polypropylene oder Polyethylene zum Einsatz.
Zur Herstellung von faserverstärkten Strangprofilen sind verschiedene Verfahren bekannt. Beim typischen Strangziehverfahren (Pultrusionsverfahren) werden die Fasern von Spulen abgerollt, mit dem Matrixsystem getränkt oder anderweitig benetzt, in die gewünschte Profilform gebracht und ausgehärtet. Dabei können die Fasern selbst die Profilform bilden oder sie können auf einen Grundkörper aufgebracht werden. Das Verfahren wird üblicherweise kontinuierlich durchgeführt, indem das durch die getränkten Fasern gebildete Werkstück kontinuierlich durch die Anlage gezogen wird.
Beim so genannten Filamentwindingverfahren werden die Fasern ebenfalls von Spulen abgerollt und mit dem Matrixsystem getränkt oder anderweitig benetzt. Hierbei handelt es sich allerdings um ein diskontinuierliches Verfahren, bei dem ein zu ummantelnder Kern oder Grundkörper rotiert und die Fasern durch eine axiale Hin- und Herbewegung so lange auf das Werkstück geführt und auf dieses aufgewickelt werden, bis die gewünschte Dicke der Faser-Kunststoff-Schicht erreicht ist.
Das so genannte Pullwindingverfahren stellt eine Kombination des Strangziehens und Filamentwindingverfahrens dar. Ein strangförmiges Werkstück wird durch die Anlage gezogen, während Faserspulen um das Werkstück rotieren, die Fasern getränkt oder benetzt werden und die benetzten Fasern auf dem Werkstück abgelegt werden. Dabei kann die Benetzung auch erst auf dem Werkstück stattfinden Das strangförmige Werkstück kann ein vorgeformter Grundkörper sein, beispielsweise ein Rohr, es kann aber auch durch Fasern gebildet werden, die in einer ersten Stufe, beispielsweise im Strangziehverfahren in eine Profilform gebracht werden.
Ungehärtete faserverstärkte Werkstoffe sind derart elastisch, dass diese nicht in eine neue Form, wie beispielsweise eine Feder, gebogen werden können, ohne dass sie in dieser Form während des Aushärteprozesses fixiert sein müssen, da sie sich ansonsten verformen würden. Dies wird üblicherweise mit einer inneren oder äußeren Form zum Fixieren der Form des Werkstücks realisiert. Entsprechend erlauben die bisher bekannten Verfahren keine MassenHerstellung von gebogenen faserverstärkten Strangprofilen. Zudem muss für jede Form des Werkstücks eine eigene innere und äußere Form verwendet werden, so dass eine flexible Änderung der Form des Werkstücks nicht möglich ist.
JP S52-33962 A beschreibt ein Verfahren, bei dem Aluminium um einen Kern aus einem faserverstärkten Werkstoff extrudiert, der so beschichtete Kern dann in Form einer Schraubenfeder gebogen und das Aluminium anschließend durch Lösen in Säure entfernt wird. Das Aluminium als Stützmaterial geht dabei verloren und kann nicht wieder verwendet werden, so dass dieses Verfahren ökonomische Nachteile aufweist.
JP S54-35235 U beschreibt ein Verfahren, bei dem ein Kern aus einem faserverstärkten Werkstoff in ein aus Aluminium hergestelltes Rohr eingebracht, der so ummantelte Kern dann in Form einer Schraubenfeder gebogen und das Aluminium anschließend durch Lösen in Säure oder einer alkalischen Lösung entfernt wird. Das Aluminium als Stützmaterial geht dabei verloren und kann nicht wieder verwendet werden, so dass dieses Verfahren ökonomische Nachteile aufweist.
JP S61-295031 A beschreibt ein Verfahren, bei dem ein aus einer niedrigschmelzenden Legierung hergestellter Kern mit einem faserverstärkten Werkstoff in Form einer Matte ummantelt, der so ummantelte Kern dann in Form einer Schraubenfeder gebogen, ausgehärtet und der Kern durch Ausschmelzen in einem Ölbad entfernt wird. Dieses Verfahren ist nur diskontinuierlich durchführbar, da der faserverstärkte Werkstoff in Form der Matte in einer vorbestimmten Größe hergestellt wird und um einen Kern gleicher Größe herumgewickelt werden muss. Außerdem erfolgt das Aushärten und Entfernen des Kerns in unterschiedlichen Vorrichtungen, was die Anzahl der für das Durchführen des Verfahrens benötigten Vorrichtungen und somit die Gesamtkosten erhöht.
Die DE 10 2012 112 937 A1 beschreibt eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer Feder aus Faserverbundwerkstoff.
Es stellt sich daher die Aufgabe, bekannte Verfahren zur Herstellung von gebogenen faserverstärkten Strangprofilen dahingehend weiterzubilden, dass gebogene faserverstärkte Strangprofile günstig und kontinuierlich bzw. in Serienfertigung herstellbar sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.
Ein Grundgedanke der vorliegenden Erfindung ist, das Strangprofil mittels eines vergleichsweise leicht entfernbaren Stützgerüsts bereits während des Biegens zu stützen, damit dieses nicht in seine Ausgangsform zurück oder eine andere ungewollte Form geht, und solange während der Herstellung zu stützen, bis das Strangprofil ausgehärtet und somit formstabil ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen eines gebogenen, aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils umfasst die folgenden Schritte, bevorzugt in der angegebenen Reihenfolge:

- Bereitstellen eines aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils,
- Anordnen eines schmelzbaren Materials in oder auf dem Strangprofil, wobei das schmelzbare Material geeignet ist, den Verbundwerkstoff in Form zu halten, und eine Schmelztemperatur aufweist,
- Biegen des Strangprofils durch Kaltumformung,
- Aushärten des gebogenen Strangprofils zusammen mit dem schmelzbaren Material durch Tempern bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials und unterhalb der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs, und
- Entfernen des schmelzbaren Materials durch Schmelzen.

Entsprechend wird zunächst ein elastisches, da ungehärtetes, und somit nicht formstabiles Strangprofil bereitgestellt. Das Strangprofil kann dabei als quasi endloses Strangprofil bereitgestellt werden. Üblicherweise erfolgt das Bereitstellen so, dass sich das Strangprofil gerade bzw. länglich erstreckt. Durch das Vorsehen des schmelzbaren Materials in oder außen auf dem Strangprofil, wird das Strangprofil in Form gehalten. Das schmelzbare Material ist dabei ein biegsames Material, so dass das Strangprofil gemeinsam mit dem schmelzbaren Material gebogen werden kann. Das schmelzbare Material ist dabei nicht elastisch, sondern plastisch verformbar, so dass das schmelzbare Material in seiner gebogenen Form verbleibt. Dadurch wird auch das Strangprofil in seiner gebogenen Form gehalten. Durch das anschließende Tempern wird der faserverstärkte Verbundwerkstoff ausgehärtet und ist anschließend formstabil.
Bevorzugt weist das schmelzbare Material eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Dies ist jedoch keine zwingende Voraussetzung. Sofern das schmelzbare Material eine Schmelztemperatur aufweist, die höher als die Aushärte- oder Temper-Temperatur des Faserverbundwerkstoffes ist, wird ein vorzeitiges Verflüssigen bzw. Schmelzen des schmelzbaren Materials während des Temperns verhindert. Dadurch kann das Strangprofil während des Temperns in Form gehalten werden. Nach dem Tempern des Strangprofils und somit des Aushärtens des faserverstärkten Verbundwerkstoffs verbleibt das Strangprofil in seiner gebogenen Form, so dass das schmelzbare Material durch Schmelzen entfernt werden kann.
Das nachfolgende Schmelzen erfolgt bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Faserverbundwerkstoffes, so dass dieser in Form bleibt. Das Schmelzen entfernt das schmelzbare Material dabei vorzugsweise rückstandsfrei. Auf diese Weise lassen sich gebogene Strangprofile für eine Vielzahl von Anwendungen mit geringem Gewicht und in Serienfertigung herstellen. Es wird explizit betont, dass das schmelzbare Material zum Entfernen durch Schmelzen nicht vollständig verflüssigt werden muss. So ist unter Schmelzen das Erwärmen auf eine Temperatur zu verstehen, bei der das schmelzbare Material derart verformbar oder fließfähig ist, dass das Material von dem Strangprofil lösbar ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist es grundsätzlich möglich, das Tempern und Entfernen des schmelzbaren Materials durch Schmelzen in derselben Vorrichtung, wie beispielsweise einem Ofen, durchzuführen. So kann nach dem Tempern bei der Aushärtetemperatur die Temperatur in dieser Vorrichtung, wie beispielsweise dem Ofen, auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des Materials und unterhalb der Glasübergangstemperatur des Faserverbundwerkstoffes erhöht werden, um das schmelzbare Material zu schmelzen.
In Abhängigkeit von dem jeweiligen Material des faserverstärkten Verbundwerkstoffs ist das Verfahren auch mit schmelzbaren Materialien ausführbar, die eine Schmelztemperatur oberhalb der Glasübergangstemperatur haben. So führt beispielsweise eine höhere Schmelztemperatur in Abhängigkeit von der Dauer und der Temperatur für das Ausschmelzen nicht zu einer Materialschädigung des faserverstärkten Verbundwerkstoffs, da dieser nicht schlagartig erweicht, sondern in einem vergleichsweisen langsamen Prozess. So lässt sich das Ausschmelzen schneller durchführen als eine Materialschädigung des faserverstärkten Verbundwerkstoffs eintritt.
Unter einem Strangprofil ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Werkstück zu verstehen, das durch Abwickeln von Fasern, Tränken der Fasern mit einem Matrixmaterial und Formen der Fasern zu einem vorbestimmten Profil gebildet ist. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist das Strangprofil insbesondere ein durch ein Strangziehverfahren, Filamentwindingverfahren oder Pullwindingverfahren hergestelltes Werkstück. Das Werkstück kann vorab auf eine bestimmte Länge zugeschnitten sein, es kann aber auch als Schlauchware in zunächst unbestimmter Länge vorliegen. Das Querschnittsprofil des Werkstücks kann über seine Länge konstant oder variabel sein. Beschränkt ist das Querschnittsprofil lediglich dadurch dass seine größte Ausdehnung kleiner sein muss als ein Querschnitt einer Durchgangsbohrung einer Vorrichtung zum Herstellen des Strangprofils. Das Werkstück kann hohl oder kompakt sein.
Unter einer Faser ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein lineares, flexibles, elementares Gebilde zu verstehen, das aus einem Faserstoff besteht und eine äußere Faserform hat, die im Verhältnis zu ihrer Länge dünn ist. Die Faser kann (quasi-) endlos oder längenbegrenzt sein.
Fasern können - ohne Abstützung durch eine umhüllende Matrix - in Längsrichtung keine Druckkräfte, sondern nur Zugkräfte aufnehmen, da sie bei Druckbelastung knicken.
Unter einem Matrix-Material ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung jedes Material zu verstehen, das geeignet ist, die Fasern nach Ablage in ihrer Position zu fixieren. Als Matrix-Material kommen meist duroplastische Polymere, beispielsweise Polyesterharze, Vinylesterharze, Polyurethanharze oder Epoxidharze, oder thermoplastische Polymere wie Polyamide, Polypropylene oder Polyethylene zum Einsatz, die bevorzugt hohe Erweichungstemperatur, Medienbeständigkeit, Ermüdungsfestigkeit und einfache Verarbeitbarkeit vereinbaren.
Zum Tränken der Fasern wird ein Tränkmittel verwendet. Unter einem Tränkmittel ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung grundsätzlich jedes Matrix-Material zu verstehen, das durch Aushärtung, wie beispielsweise durch Polymerisation, zur Verklebung der Fasern und Schichten untereinander und damit zu einer Verfestigung des Faserverbundwerkstoffes führt. Als Tränkmittel wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung insbesondere eine Monomer- oder Polymer-basierte Flüssigkeit verwendet. Insbesondere kann das Tränkmittel ein bei der Verarbeitung flüssiges Matrix-Material, wie beispielsweise ein reaktionsfähiges, flüssiges Duroplast-System auf Basis von beispielsweise Polyurethan, Polyester, Vinylester, Epoxidharz, oder ein reaktionsfähiges Thermoplast-System auf Basis von Caprolactam, Polyacryl, oder eine Thermoplast-Schmelze beispielsweise auf Basis von Polypropylen, Polyethylen, Polyamid sein.
Unter der Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Temperatur zu verstehen, bei der das Material schmilzt, das heißt vom festen in den flüssigen Aggregatzustand übergeht. Die Schmelztemperatur ist abhängig vom Material, im Gegensatz zur Siedetemperatur aber nur sehr wenig vom Druck.
Unter der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung diejenige Temperatur des faserverstärkten Verbundwerkstoffs zu verstehen, bei deren Überschreiten der Verbundwerkstoff erweicht.
Unter Kaltumformung ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung das plastische Umformen unterhalb der Rekristallisationstemperatur zu verstehen. Die Rekristallisationstemperatur ist dabei die Rekristallisationstemperatur des schmelzbaren Materials. Als Rekristallisationstemperatur wird diejenige Temperatur bezeichnet, bei der ein Werkstoff innerhalb einer Betrachtungszeit vollständig rekristallisiert. Bei der Rekristallisation bilden sich innerhalb eines Kristalls neue Körner. Die Rekristallisationstemperatur liegt bei reinem Metall bei 40 % und bei Legierungen bei etwa 60 % der absoluten Schmelztemperatur. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung wird das Biegen durch Kaltumformung bevorzugt bei Raumtemperatur und somit 20 °C bis 25 °C durchgeführt. Wird das Strangprofil nach dem Aufbringen des schmelzbaren Materials gebogen, muss zum Biegen keine Erwärmung des Strangprofils zusammen mit dem schmelzbaren Material stattfinden. Wird das Strangprofil vor dem Aufbringen des schmelzbaren Materials gebogen, muss zum Biegen keine Erwärmung des Strangprofils stattfinden, da der faserverstärkte Verbundwerkstoff des Strangprofils ausreichend elastisch zum Biegen ist. Bei der letzteren Variante ist es möglich, das Strangprofil mit einem Formwerkzeug zu formen und dann von innen und/oder außen mit dem schmelzbaren Material in einem flüssigen Zustand zu benetzen und /oder füllen. Das schmelzbare Material erstarrt anschließend und hält das Strangprofil nach dem Entfernen des Formwerkzeugs für den Temperschritt in Form. Diese Variante ist somit auch mit sehr spröden schmelzbaren Stoffen, die nicht gut zu biegen sind, wie SnBi oder auch Zucker (Saccharose), realisierbar.
Die Kaltumformung erlaubt eine Änderung der Form des gebogenen Strangprofils, da sich der Krümmungsradius verändern lässt, ohne dass dafür eine neue innere und/oder äußere Form benötigt wird, die die gewünschte Form vorgeben. Entsprechend erlaubt das erfindungsgemäße Verfahren eine erhöhte Flexibilität hinsichtlich der Formenvielfalt, da mit ein und derselben Vorrichtung verschiedene Formen zu biegen sind.
Das Strangprofil kann mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs gebogen werden. Dadurch lässt sich das Strangprofil auch in Serie und nicht nur in Einzelfertigung biegen.
Unter Freiformen ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Umformverfahren zu verstehen. Das Freiformen ist eine Druckumformung mit freiem Werkstofffluss quer zur Werkzeugbewegung. Die verwendeten Werkzeuge enthalten keine oder nur einige Formelemente des Werkstücks.
Unter einem Formwerkzeug ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Werkzeug zu verstehen, das die gewünschte Form des zu formenden Werkstücks vorgibt. Dies kann beispielsweise ein Zylinder mit einer Nut auf seiner Außenseite sein, die die Form für das zu biegende Strangprofil vorgibt, wie beispielsweise eine Spiralform.
Das Tempern wird derart durchgeführt werden, dass der Verbundwerkstoff aushärtet. Dadurch wird ein formstabiler Verbundwerkstoff ausgebildet.
Unter Tempern ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung das Erhitzen eines Materials und genauer des Verbundwerkstoffs über einen längeren Zeitraum zu verstehen. Das Ende dieses Zeitraums bestimmt sich anhand des Zeitpunkts, zu dem der Verbundwerkstoff vollständig ausgehärtet ist.
Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials. Dadurch wird ein vorzeitiges Schmelzen des schmelzbaren Materials verhindert und das Strangprofil wird bis zum ausgehärteten Zustand in Form gehalten.
Das schmelzbare Material kann ein Metall, eine Legierung oder ein Nichtmetall mit einer Schmelztemperatur umfassen, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Dadurch lässt sich das schmelzbare Material nach dem Biegen und Tempern wieder vom Strangprofil bei einer Temperatur entfernen, bei der ein Materialveränderung oder Materialschädigung des faserverstärkten Verbundwerkstoffs verhindert wird.
Das schmelzbare Material kann als stabförmiger Kern bereitgestellt werden, wobei das Strangprofil in Form eines Schlauchs auf dem Kern angeordnet wird. Dadurch wird das Strangprofil von innen durch das schmelzbare Material gestützt.
Grundsätzlich gibt es verschiedene Möglichkeiten, das Strangprofil auf dem Kern anzuordnen. Der Schlauch kann mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Kern aufgebracht werden. Alternativ kann der Kern in den Schlauch eingeschoben werden.
Unter einem Kern ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Bauteil oder Element zu verstehen, das zur Ablage der Fasern vorgesehen ist. Mit anderen Worten kann ein Kern jedes Bauteil oder Element sein, das eine Ablagefläche aufweist, auf der Fasern abgelegt werden können.
Der Kern kann dabei hohl sein. Dies kann das Biegen erleichtern.
Der Kern kann in einem festen Zustand in den Schlauch eingebracht werden. Dadurch wird ein ungewolltes vorzeitiges Biegen oder Knicken des Strangprofils verhindert.
Der Kern kann einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen. Entsprechend kann die Querschnittsform des Kerns beliebig gewählt werden, solange diese ein Biegen des Kerns zusammen mit dem Strangprofil zulässt.
Das Strangprofil kann auf einem Stützkern angeordnet werden. Dadurch wird das Strangprofil zusätzlich gestützt. Unter einem Stützkern ist im Rahmen der vorliegenden Erfindung ein Kern zu verstehen, der geeignet ist, das Strangprofil in seiner Form zu stützen. Ein solcher Stützkern wird auch als Inliner bezeichnet. Der Stützkern kann gegebenenfalls im fertig gebogenen Strangprofil verbleiben. Der Stützkern kann grundsätzlich aus Kunststoff, Metall oder einer Legierung hergestellt sein. Beispielsweise ist der Stützkern aus Metall oder einem Composite-Material hergestellt. Der Stützkern kann schlauchförmig ausgebildet sein.
Das Strangprofil kann mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern aufgebracht werden.
Das schmelzbare Material kann als stabförmiger Kern bereitgestellt wird, wobei der Kern in einem festen Zustand in den Stützkern eingebracht werden kann. Dadurch wird das Strangprofil besonders gut beim Biegen gestützt.
Der Kern kann einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweisen. Die Außenform des Kerns ist bevorzugt der Innenform des Stützkerns angepasst, damit das Einbringen des Kerns in den Stützkern erleichtert wird.
Das schmelzbare Material kann als Rohr bereitgestellt werden, wobei das Rohr vor dem Biegen auf das Strangprofil aufgeschoben wird. Dadurch wird eine Alternative zu dem Stützen des Strangprofils von innen angegeben. Durch das Aufschieben des Rohrs wird das Strangprofil von außen gestützt.
Das Strangprofil kann zusammen mit dem schmelzbaren Material gebogen werden. Folglich lässt sich das Strangprofil gemeinsam mit dem schmelzbaren Material bei Raumtemperatur biegen, was Vorrichtungen zum Erwärmen dieses Verbunds entfallen lässt.
Das schmelzbare Material kann in einem flüssigen Zustand in oder auf dem Strangprofil angeordnet werden. Dadurch lässt sich das schmelzbare Material gezielt in oder auf dem Strangprofil anordnen.
Das schmelzbare Material kann derart angeordnet werden, dass das Strangprofil auf einer Innenfläche beschichtet oder auf einer Außenfläche umhüllt wird. Dadurch lässt sich das schmelzbare Material gezielt auf der Innenseite oder auf der Außenseite des Strangprofils anordnen.
Das schmelzbare Material kann einen Innenraum des Strangprofils vollständig ausfüllen oder eine Außenfläche des Strangprofils vollständig bedecken. Dadurch lässt sich das Strangprofil besonders gut gegen Knicken beim Biegen stützen.
Das schmelzbare Material kann mit einer Temperatur in oder auf dem Strangprofil angeordnet werden, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Dadurch lässt sich das schmelzbare Material auf dem oder in dem Strangprofil bei einer Temperatur anordnen, bei der eine thermische Zersetzung des faserverstärkten Verbundwerkstoffs verhindert wird.
Das schmelzbare Material kann in einem flüssigen Zustand mit einer Temperatur in dem Stützkern angeordnet werden, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Stützkerns ist. Dadurch wird eine Materialschädigung des Stützkerns verhindert.
Das schmelzbare Material kann vor dem Biegen des Strangprofils in oder auf dem Strangprofil angeordnet werden. Alternativ kann das schmelzbare Material nach dem Biegen des Strangprofils in oder auf dem Strangprofil angeordnet werden. Wird das Strangprofil nach dem Aufbringen des schmelzbaren Materials gebogen, muss zum Biegen keine Erwärmung des Strangprofils zusammen mit dem schmelzbaren Material stattfinden. Wird das Strangprofil vor dem Aufbringen des schmelzbaren Materials gebogen, muss zum Biegen keine Erwärmung des Strangprofils stattfinden, da der faserverstärkte Verbundwerkstoff des Strangprofils ausreichend elastisch zum Biegen ist. Bei der letzteren Variante ist es möglich, das Strangprofil mit einem Formwerkzeug zu formen und dann von innen und/oder außen mit dem schmelzbaren Material in einem flüssigen Zustand zu benetzen und /oder füllen. Das schmelzbare Material erstarrt anschließend und hält das Strangprofil nach dem Entfernen des Formwerkzeugs für den Temperschritt in Form. Diese Variante ist somit auch mit sehr spröden schmelzbaren Stoffen, die nicht gut zu biegen sind, wie SnBi oder auch Zucker, wie beispielsweise Saccharose, realisierbar.
Der faserverstärkte Verbundwerkstoff kann Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, insbesondere ein Polymer, aufweisen, in das die Fasern eingebettet sind. Ein solches Material eignet sich für eine Vielzahl von Anwendungen, insbesondere im kraftfahrzeugtechnischen Bereich.
Das Strangprofil kann in Form einer Feder, insbesondere einer Schraubenfeder, gebogen werden. Dadurch lässt sich insbesondere eine gebogene Schraubenfederform realisieren.
Die Feder kann für den Einsatz in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ausgebildet werden. Entsprechend können durch die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten gebogenen Strangprofile die herkömmlichen, aus Metall oder Stahl hergestellten Federn für Kraftfahrzeuge ersetzt werden.
Die Erfindung wird im Folgenden mit Verweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen sind als Prinzipdarstellungen zu verstehen. Sie stellen keine Beschränkung der Erfindung dar, beispielsweise im Hinblick auf konkrete Abmessungen oder Ausgestaltungsvarianten.
Es zeigen

1A-1D einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
2 eine Prinzipdarstellung eines Freiformverfahrens,
3A-3D einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4A-4E einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5A-5E einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6A-6E einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
7A-7E einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung und
8A-8E einzelne Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen faserverstärkten Strangprofils gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
1A-1D zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam.
In dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der ersten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 als stabförmiger Kern 16 bereitgestellt. Der Kern 16 weist einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt auf. Beispielsweise weist der Kern 16 einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Schlauch 12 wird auf dem Kern 16 angeordnet. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf dem Kern 16 ausgebildet. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Kern 16 auf. Dieser Zustand ist in 1A gezeigt.
1B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 in dem Strangprofil 10, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie nachstehend ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben wird. Es versteht sich, dass das Biegen auch bei anderen Temperaturen erfolgen kann. Die Temperatur während des Biegens ist in jedem Fall niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 gebogen ist, ist in 1B gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
1C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 aus diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte. Das Tempern erfolgt beispielsweise in einem Ofen.
1D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil unterhalb der Glasübergangstemperatur. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des Entfernens des schmelzbaren Materials 14 innen hohl. Bevorzugt erfolgt das Tempern und Ausschmelzen des schmelzbaren Materials 14 in der gleichen Vorrichtung, wie beispielsweise einem Ofen. Das Ausschmelzen kann dann durch eine Erhöhung der Temperatur im Vergleich zu der Temperatur während des Temperns erfolgen, wobei diese zweite Temperatur für das Entfernen des schmelzbaren Materials 14 bevorzugt oberhalb der Schmelztemperatur des Materials und unterhalb der Glasübergangstemperatur des Faserverbundwerkstoffes liegt.
2 zeigt eine Prinzipdarstellung eines Freiformverfahrens zum Biegen eines Strangprofils 10. Gezeigt ist in 2 ein Strangprofil 10, das mittels gegenläufig rotierender Rollen gebogen wird. Beispielsweise sind drei gegenläufig rotierende Rollen 18, 20, 22 vorgesehen, von denen eine erste Rolle 18 und eine dritte Rolle 22 in der gleichen Richtung, aber in der entgegengesetzten Richtung wie eine zweite Rolle 20 rotieren. Das Strangprofil 10 wird zwischen den Rollen 18, 20, 22 hindurchgeführt und wird dabei von den Rollen 18, 20, 22 berührt. Während des Hindurchführens wird das Strangprofil 10 aufgrund der gegenläufigen Drehbewegung der Rollen 18, 20, 22 gebogen, wie beispielsweise spiralförmig gebogen. Dadurch ergibt sich entsprechend eine spiralförmige Ausbildung des Strangprofils 10 beim Verlassen der Rollen 18, 20, 22. Durch eine Änderung der Orientierung bzw. Position der Rollen 18, 20, 22 relativ zueinander können der Krümmungsradius und die Steigung des Strangprofils 10 verändert werden. Dadurch lasen sich unterschiedliche gebogene Formen des Strangprofils 10 mit der gleichen Vorrichtung realisieren. Das Biegen kann dabei grundsätzlich bei Raumtemperatur erfolgen. Es versteht sich, dass das Biegen auch bei anderen Temperaturen erfolgen kann. Die Temperatur während des Biegens ist in jedem Fall niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14.
3A-3D zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu dem Verfahren gemäß der vorhergehenden Ausführungsform beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 3A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam.
In dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Alternativ ist das schmelzbare Material eine Legierung mit einer Schmelztemperatur, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Auch andere Materialien kommen grundsätzlich in Betracht, wie beispielsweise Zucker. Bei der zweiten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 als stabförmiger Kern 16 bereitgestellt. Der Kern 16 weist einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt auf. Beispielsweise weist der Kern 16 einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Kern 16 ist dabei hohl. Der Schlauch 12 wird auf dem Kern 16 angeordnet. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Kern 16 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Kern 16 auf. Dieser Zustand ist in 3A gezeigt.
3B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 in dem Strangprofil 10, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Auch davon abweichende Temperaturen während des Biegens sind möglich, sofern diese unterhalb der Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14 sind. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 gebogen ist, ist in 3B gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
3C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 aus diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
3D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des Entfernens des schmelzbaren Materials 14 innen hohl.
4A-4E zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu den Verfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 4A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam. Das Strangprofil 10 bzw. der Schlauch 12 wird auf einem Stützkern 24 angeordnet. Der Stützkern 24 ist hohl. Der Stützkern 24 kann aus einem Composite-Material hergestellt sein, beispielsweise aus Fasern und einer Matrix. Ein solcher Stützkern 24 ist auf dem technischen Gebiet der Erfindung auch als Inliner bekannt. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern 24 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Stützkern 24 auf. Dieser Zustand ist in 4A gezeigt.
4B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. In dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der dritten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 als stabförmiger Kern 16 bereitgestellt. Der Kern 16 weist einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt auf. Beispielsweise weist der Kern 16 einen kreisrunden Querschnitt auf. Der Kern 16 ist dabei in einem festen Zustand und wird in das Strangprofil 10 eingebracht. Genauer wird der Kern 16 in den Stützkern 24 eingebracht, insbesondere eingeschoben.
4C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 in dem Strangprofil 10, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 gebogen ist, ist in 4C gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
4D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 aus diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
4E zeigt einen fünften Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des Entfernens des schmelzbaren Materials 14 innen hohl. Der Stützkern 24 kann in dem Strangprofil 10 verbleiben oder gegebenenfalls entfernt werden.
5A-5E zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu den Verfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 5A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam. Das Strangprofil 10 bzw. der Schlauch 12 wird auf einem Stützkern 24 angeordnet. der Stützkern 24 ist hohl. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern 24 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Stützkern 24 auf. Dieser Zustand ist in 5A gezeigt.
5B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. In dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der vierten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 in einem flüssigen Zustand in dem Strangprofil 10 und genauer in dem Stützkern 24 angeordnet. Das schmelzbare Material 14 wird dabei derart angeordnet, dass das Strangprofil 10 auf einer Innenfläche 26 beschichtet wird. Das schmelzbare Material 14 füllt dabei einen Innenraum 28 des Strangprofils 10 vollständig aus. Genauer wird das schmelzbare Material 14 in einem flüssigen Zustand mit einer Temperatur in dem Stützkern 24 angeordnet, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Stützkerns 24 ist.
5C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 in dem Strangprofil 10 und dessen Erstarren, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 gebogen ist, ist in 5C gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
5D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 aus diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
5E zeigt einen fünften Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des Entfernens des schmelzbaren Materials 14 innen hohl. Der Stützkern 24 kann in dem Strangprofil 10 verbleiben oder gegebenenfalls entfernt werden. Es wird explizit betont, dass das Strangprofil 10 zuerst gebogen werden kann, beispielsweise mittels eines Formwerkzeugs, und dann das schmelzbare Material 14 in einem flüssigen Zustand in dem Strangprofil 10 angeordnet wird. Das schmelzbare Material 14 erstarrt dann und kann so das Strangprofil 10 während des Temperns in seiner gebogenen Form halten.
6A-6E zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu den Verfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 6A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam. Das Strangprofil 10 bzw. der Schlauch 12 wird auf einem Stützkern 24 angeordnet. Der Stützkern 24 ist hohl. Alternativ kann der Stützkern 24 massiv ausgebildet sein. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern 24 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Stützkern 24 auf. Dieser Zustand ist in 6A gezeigt.
6B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. Auf dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der fünften Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 als Rohr 30 bereitgestellt. Das Rohr 30 wird vor einem Biegen des Strangprofils 10 auf das Strangprofil 10 aufgeschoben.
6C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 auf dem Strangprofil 10, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 gebogen ist, ist in 6C gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
6D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 von diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
6E zeigt einen fünften Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des hohlen Stützkerns 24 innen hohl. Der Stützkern 24 kann in dem Strangprofil 10 verbleiben oder gegebenenfalls entfernt werden.
7A-7E zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu den Verfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 7A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam. Das Strangprofil 10 bzw. der Schlauch 12 wird auf einem Stützkern 24 angeordnet. Der Stützkern 24 ist hohl. Alternativ kann der Stützkern 24 massiv ausgebildet sein. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern 24 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Stützkern 24 auf. Dieser Zustand ist in 7A gezeigt.
7B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. Auf dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der sechsten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 in einem flüssigen Zustand auf dem Strangprofil 10 angeordnet. Das schmelzbare Material 14 wird dabei derart angeordnet, dass das Strangprofil 10 auf einer Außenfläche 32 umhüllt wird. Das schmelzbare Material 14 bedeckt dabei die Außenfläche 32 des Strangprofils 10 vollständig.
7C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 auf dem Strangprofil 10 und dessen Erstarren, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 gebogen ist, ist in 7C gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
7D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 verflüssigt und vor dem Aushärten des Strangprofils 10 von diesem entfernt wird, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
7E zeigt einen fünften Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 durch Ausschmelzen entfernt. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des hohlen Stützkerns 24 innen hohl. Der Stützkern 24 kann in dem Strangprofil 10 verbleiben oder gegebenenfalls entfernt werden. Es wird explizit betont, dass das Strangprofil 10 zuerst gebogen werden kann, beispielsweise mittels eines Formwerkzeugs, und dann das schmelzbare Material 14 in einem flüssigen Zustand auf dem Strangprofil 10 angeordnet wird. Das schmelzbare Material 14 erstarrt dann und kann so das Strangprofil 10 während des Temperns in seiner gebogenen Form halten.
8A-8E zeigen Schritte eines Verfahrens zum Herstellen eines gebogenen Strangprofils 10 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Nachstehend werden insbesondere die Unterschiede zu den Verfahren gemäß den vorhergehenden Ausführungsformen beschrieben und identische Verfahrensschritte werden nicht explizit oder ausführlich erläutert. 8A zeigt dabei einen ersten Schritt des Verfahrens. Bei dem Verfahren wird zunächst das aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestelltes Strangprofil 10 bereitgestellt. Der faserverstärkte Verbundwerkstoff weist Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, in das die Fasern eingebettet sind, auf. Das Matrixsystem ist beispielsweise ein Polymer. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 als Schlauch 12 bereitgestellt, der sich geradlinig bzw. in einer Längserstreckungsrichtung erstrecken kann. Entsprechend ist das Strangprofil 10 bei der ersten Ausführungsform ein kreiszylindrischer, länglicher Hohlkörper. Das Strangprofil 10 ist zunächst ungetempert und somit in seiner Form nicht stabil. Das Strangprofil 10 ist entsprechend formelastisch bzw. biegsam. Das Strangprofil 10 bzw. der Schlauch 12 wird auf einem Stützkern 24 angeordnet. Der Stützkern 24 ist hohl. Der Schlauch 12 wird beispielsweise mittels eines Strangwickelverfahrens auf den Stützkern 24 aufgebracht. Der Schlauch 12 liegt somit mit seiner Innenfläche auf dem Stützkern 24 auf. Dieser Zustand ist in 8A gezeigt.
8B zeigt einen zweiten Schritt des Verfahrens. In dem Strangprofil 10 wird ein schmelzbares Material 14 angeordnet, wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird. Das schmelzbare Material 14 ist geeignet, das Strangprofil 10 in Form zu halten und weist eine Schmelztemperatur auf, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Das schmelzbare Material 14 kann grundsätzlich jedes Material sein, das die genannten Materialeigenschaften erfüllt. Das schmelzbare Material 14 kann insbesondere ein Metall oder eine Legierung mit einer Schmelztemperatur sein, die niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist. Bei der siebten Ausführungsform wird das schmelzbare Material 14 in einer Hülle 34 angeordnet. Die Hülle 34 weist einen Querschnitt auf, der der Form des Inneren des Stützkerns 24 angepasst ist. Die Hülle 34 weist beispielsweise einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt auf. Beispielsweise weist die Hülle 34 einen kreisrunden Querschnitt auf. Das schmelzbare Material 14 kann in einem festen Zustand oder in einem flüssigen Zustand in der Hülle 34 angeordnet werden. Beispielsweise wird das schmelzbare Material 14 als stabförmiger Kern 16 bereitgestellt und von der Hülle 34 ummantelt, so dass die Form der Hülle 34 der Form des Kerns 16 angepasst wird. Alternativ wird die Hülle 34 in einem Formwerkzeug oder einer Matrize bereitgestellt und das schmelzbare Material 14 in die Hülle 34 in einem flüssigen Zustand eingebracht bzw. eingefüllt. Dabei wird die Form des schmelzbaren Materials 14 der Form der Hülle 34 angepasst. Das Material der Hülle 34 kann grundsätzlich jedes Material sein, dessen Glasübergangstemperatur bzw. Schmelztemperatur höher als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14 ist. Beispielsweise ist die Hülle 34 ein flexibler Metallschlauch oder ein faserverstärkter Kunststoffschlauch. Die Hülle 34 wird zusammen mit dem schmelzbaren Material 14, das dabei in einem festen Zustand ist, in das Strangprofil 10 eingebracht. Genauer wird die Hülle 34 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 in den Stützkern 24 eingebracht insbesondere eingeschoben. Das schmelzbare Material 14 ist dabei von der Hülle 34 vollständig bzw. allseitig umgeben.
8C zeigt einen dritten Schritt des Verfahrens. Nach dem Anordnen des schmelzbaren Materials 14 in dem Strangprofil 10, wird das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 in der Hülle 34 und dem Stützkern 24 durch Kaltumformung gebogen. Das Biegen kann dabei grundsätzlich mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs bei Raumtemperatur erfolgen, wie zuvor ausführlicher unter Bezugnahme auf 2 beschrieben ist. Der Zustand, in dem das Strangprofil 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14 und dem Stützkern 24 gebogen ist, ist in 8C gezeigt. Beispielsweise wird das Strangprofil 10 in Form einer Feder bzw. spiralförmig gebogen.
8D zeigt einen vierten Schritt des Verfahrens. Nach dem gemeinsamen Biegen des Strangprofils 10 und des schmelzbaren Material 14 erfolgt ein Tempern des bereits gebogenen Strangprofils 10 zusammen mit dem schmelzbaren Material 14. Das Tempern wird derart durchgeführt, dass der Verbundwerkstoff des Strangprofils 10 aushärtet. Dabei ist die Temperatur während des Temperns niedriger als die Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14. Dadurch wird verhindert, dass sich das schmelzbare Material 14 vor dem Aushärten des Strangprofils 10 verflüssigt, was ansonsten ein Verformen des Strangprofils 10 aufgrund dessen elastischer Eigenschaften zur Folge hätte.
8E zeigt einen fünften Schritt des Verfahrens. Nach dem Tempern ist das Strangprofil 10 ausgehärtet und somit formstabil. Mit anderen Worten behält das Strangprofil 10 nach dem Tempern bzw. Aushärten seine Form, die bei dem hier beschriebenen Beispiel eine gebogene Form ist. Anschließend wird das schmelzbare Material 14 zusammen mit der Hülle 34 durch Ausschmelzen entfernt. 8E zeigt einen Zustand, in dem das schmelzbare Material 14 zusammen mit der Hülle 34 teilweise aus dem Strangprofil 10 entfernt ist. Das schmelzbare Material 14 verbleibt dabei in der Hülle 34. Dabei muss das schmelzbare Material 14 nicht vollständig verflüssigt sein. Es ist ausreichend, wenn dieses derart verformbar ist, dass es der gebogenen Form des Strangprofils 10 folgend zusammen mit der Hülle 34 aus diesem herausgezogen werden kann. Dadurch entsteht ein hartes, formstabiles, gebogenes faserverstärktes Strangprofil 10. Das gebogene, faserverstärkte Strangprofil 10 ist dabei aufgrund des Entfernens des schmelzbaren Materials 14 innen hohl. Der Stützkern 24 kann in dem Strangprofil 10 verbleiben oder gegebenenfalls entfernt werden. Bei dem Verfahren der siebten Ausführungsform wird verhindert, dass schmelzbares Material 14 an dem Strangprofil 10 bzw. dem Stützkern 24 anhaftet, da das schmelzbare Material 14 aufgrund des Vorsehens der Hülle 34 keinen direkten Kontakt zu dem Strangprofil 10 bzw. dem Stützkern 24. Darüber hinaus kann das schmelzbare Material 14 mehrfach verwendet werden, in dem dieses wieder in seine stabförmige Form durch Erwärmen und Umformen gebracht und in der Hülle 34 angeordnet wird. Bei Verwendung einer flexiblen, querschnittsstabilen Hülle 34 kann das schmelzbare Material 14 dauerhaft in derselben Hülle 34 bleiben. Die Kombination der Hülle 34 mit der Füllung durch das schmelzbare Material 14 ist oberhalb der Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials 14 flexibel und unterhalb der Schmelztemperatur starr und plastisch verformbar.
Mit allen zuvor beschriebenen Ausführungsformen lässt sich das Strangprofil 10 in Form einer Feder biegen. Beispielsweise wird eine solche Feder für den Einsatz in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ausgebildet.
Beispielsweise wurde das Verfahren gemäß dem in den 8A bis 8E mit folgenden Parametern durchgeführt. Ein Strangprofil 10 wurde als Schlauch 12 bereitgestellt, der aus einem Glas-Epoxy-Verbundwerkstoff hergestellt ist, mit einem Außendurchmesser von 20 mm und einem Innendurchmesser von 10 mm. Das Epoxy-System des Schlauchs 12 besteht aus Harz Bisphenol-A-Diglycidylether mit 22 Gew.%, Butandiol-Diglycidylether und dem Härter Dicyanamid (56 Gew.%) + Methylcyclohexyl-Diamin (26 Gew.-%) + Uron 3,3'-(4-Methyl-1,3-Phenylen) BIS (1,1-Dimethylharnstoff), erhältlich unter dem Markennamen Dyhard UR500, (18 Gew.%) im Mischungsverhältnis 100 : 11. Das Glas des Schlauchs ist 2400 tex Roving. Als schmelzbares Material 14 wurde Sn42Bi58 und Sn41Ag1Bi58 mit einer Schmelztemperatur von ca. 138°C verwendet. Der Stützkern 24 ist aus Polyethylen hergestellt mit einem Außendurchmesser von 10 mm und einem von Innendurchmesser 8 mm. Die Hülle 34 ist aus Polytetrafluorethylen hergestellt mit einem: Außendurchmesser von 8 mm und einem Innendurchmesser von 6 mm. Gebogen wurde das Strangprofil 10 zu einer Feder mit einem Federdurchmesser von ca. 90 mm. Das Tempern erfolgte bei ca. 120°C und das Ausschmelzen bei ca. 150°C. Die maximale Anzahl an Windungen, die so realisiert wurden, waren 0,25 Windungen mit allen Komponenten Schlauch 12, Stützkern 24, Hülle 34 und schmelzbares Material 14, 1,5 Windungen nur mit Stützkern 24, Hülle 34 und schmelzbares Material 14 und 4,75 Windungen mit Schlauch 12, Stützkern 24, Hülle 34 und einem nicht ausschmelzbaren Stahlkern.
Zitierte Literatur

JP S52-33962 A
JP S54-35235 U
JP S61-295031 A
DE 10 2012 112 937 A1

Bezugszeichenliste

10: Strangprofil
12: Schlauch
14: schmelzbares Material
16: stabförmiger Kern
18: Rolle
20: Rolle
22: Rolle
24: Stützkern
26: Innenfläche
28: Innenraum
30: Rohr
32: Außenfläche
34: Hülle

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 52033962 A [0008, 0096]
JP 54035235 U [0009, 0096]
JP 61295031 A [0010, 0096]
DE 102012112937 A1 [0011, 0096]

Claims

Verfahren zum Herstellen eines gebogenen, aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils (10), umfassend: - Bereitstellen eines aus einem faserverstärkten Verbundwerkstoff hergestellten Strangprofils (10), wobei der faserverstärkte Verbundwerkstoff Fasern als Verstärkungsmaterial und ein Matrixsystem, insbesondere ein Polymer, aufweist, in das die Fasern eingebettet sind, - Anordnen eines schmelzbaren Materials (14) in oder auf dem Strangprofil (10), wobei das schmelzbare Material (14) geeignet ist, den Verbundwerkstoff in Form zu halten, und eine Schmelztemperatur aufweist, die bevorzugt niedriger als die Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs ist, - Biegen des Strangprofils (10) durch Kaltumformung, - Aushärten des gebogenen Strangprofils (10) zusammen mit dem schmelzbaren Material (14) durch Tempern bei einer Temperatur unterhalb der Schmelztemperatur des schmelzbaren Materials (14) und unterhalb der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs und - Entfernen des schmelzbaren Materials (14) durch Schmelzen, bevorzugt bei einer Temperatur unterhalb der Glasübergangstemperatur des Verbundwerkstoffs.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Strangprofil (10) mittels Freiformens oder mittels eines Formwerkzeugs gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das schmelzbare Material (14) als stabförmiger, hohler oder massiver Kern (16) mit kreisrundem, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt bereitgestellt wird, wobei das Strangprofil (10) in Form eines Schlauchs (12) auf dem Kern (16) angeordnet wird, insbesondere mittels eines Strangwickelverfahrens oder wobei der Kern (16) in einem festen Zustand in den Schlauch (12) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das Strangprofil (10) auf einem massiven oder hohlen Stützkern (24) angeordnet wird, insbesondere mittels eines Strangwickelverfahrens.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das schmelzbare Material (14) als stabförmiger Kern (16) bereitgestellt wird, wobei der Kern (16) einen kreisrunden, ovalen, quadratischen, rechteckigen oder polygonalen Querschnitt aufweist und in einem festen Zustand in den Stützkern (24) eingebracht wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das schmelzbare Material (14) als Rohr (30) bereitgestellt wird, wobei das Rohr (30) vordem Biegen auf das Strangprofil (10) aufgeschoben wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Strangprofil (10) zusammen mit dem schmelzbaren Material (14) gebogen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das schmelzbare Material (14) in einem flüssigen Zustand vor oder nach dem Biegen des Strangprofils (10) in oder auf dem Strangprofil (10) derart angeordnet wird, dass das Strangprofil (10) auf einer Innenfläche (26) beschichtet oder auf einer Außenfläche (32) umhüllt wird, wobei das schmelzbare Material (14) einen Innenraum (28) des Strangprofils (10) vollständig ausfüllt oder eine Außenfläche (32) des Strangprofils (10) vollständig bedeckt, wobei das schmelzbare Material (14) in einem flüssigen Zustand mit einer Temperatur in dem Stützkern (24) angeordnet wird, die niedriger als die Schmelztemperatur oder die Glasübergangstemperatur des Stützkerns (24) ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei das schmelzbare Material (14) in einer Hülle (34) angeordnet wird, wobei die Hülle (34) zusammen mit dem schmelzbaren Material (14) in dem Strangprofil (10) angeordnet wird, wobei das Strangprofil (10) danach zusammen mit dem schmelzbaren Material (14) in der Hülle (34) gebogen wird, wobei danach das schmelzbare Material (14) beim Entfernen durch Schmelzen in der Hülle (34) verbleibt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Bauteil in Form einer Feder gebogen wird, wobei die Feder insbesondere für den Einsatz in einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs ausgebildet wird.