DE102018126998A1 - Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff Download PDF

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Pascal Beckmann
Helmut Kammel
Burkhard Tiemann
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff, wobei wenigstens eine einen Innenraum (8) umschließende Wicklung (3) aus einem Endlosfasermaterial (1) gebildet und durch zwei in deren Innenraum (8) im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper (6) gespannt wird, sodass die Wicklung (3) eine längliche Form annimmt, an deren Enden jeweils einer der beiden Lagerkörper (6) im Innenraum (8) der Wicklung (3) angeordnet ist, wonach die Wicklung (3) zusammen mit den in ihrem Innenraum (8) angeordneten Lagerkörpern (6) mit einer plastifizierten Kunststoffmasse aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen wird, die nach ihrem Erstarren einen die Wicklung (3) und die Lagerkörper (6) umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper (13) bildet.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff.
  • Aus dem Stand der Technik ist ein Faserverbundlenker in Schalenbauweise bekannt, wobei flächige und textile Halbzeuge in einem Formgebungsverfahren an die Lenkerkontur angepasst und in einem weiteren Prozessschritt zu einer komplexen Geometrie hybridisiert werden. So wird beispielsweise Organoblech zu einer flächigen, überwiegend dreieckigen Form vorkonfektioniert, erhitzt umgeformt und mit thermoplastischem Spritzgussmaterial angespritzt. Ebenfalls ist dem Stand der Technik eine lokale Aufdickung dieser Organobleche durch auch als Tapes bezeichnete Endlosfaser-Halbzeuge zu entnehmen, die lokale Spannungspfade nachbilden, um die Steifigkeit und die Festigkeit des Lenkers zu verbessern. Ferner sind duroplastische Fertigungsverfahren bekannt, bei denen trockene Fasern entlang der Lastpfade abgelegt und in einem Tränkungsverfahren in Matrix eingebettet werden. Auch ist dem Stand der Technik das Wickeln von vorkonsolidierten Endlosfasern, beispielsweise in Form von Prepregs oder Tapes, zu entnehmen, die direkt in die Lastpfade des Lenkers eingebracht werden.
  • Endlosfasern bieten ein hohes Leichtbaupotential für Lenker, sofern diese entlang der Lastpfade des Bauteils angeordnet sind. Die lastpfadgenaue Ablage der Endlosfasern erfordert dabei entweder:
    • - Eine hohe Wandstärke bei der Verwendung von Organoblechen, da die Steuerung der Faserorientierung infolge der Drapierung nur bedingt möglich ist.
    • - Eine lange Fertigungsdauer und hohe Anforderungen an die Qualitätssicherung bei der Verwendung von einzeln abgelegten Tapes, weil Tapes orientiert und fixiert werden müssen.
    • - Den Einsatz von Duroplastmatrix zur Mikro-Tränkung des Fasermaterials bei der Verwendung von trockenen Faserrovingen, die lastpfadorientiert eingebracht werden, was zu langen Prozesszyklen und damit verbundenen geringen Stückzahlen führt.
    • - Eine Einschränkung der Geometriefreiheit auf wickelbare Ablagen bei der Verwendung der Wickeltechnik.
  • Insbesondere besteht somit ein Konflikt zwischen Massendurchsatz der Endlosfaser, Materialeffizienz der Endlosfaser (lastpfadorientierter Fasereinbringung) und Stückzahlfähigkeit.
  • Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein für die Serienproduktion geeignetes Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff zu schaffen.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
  • Das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch weitergebildet, dass
    • - eine oder wenigstens eine einen Innenraum umschließende Wicklung aus einem Endlosfasermaterial gebildet und durch zwei in deren Innenraum im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper gespannt wird, sodass die Wicklung eine längliche Form annimmt, an deren Enden jeweils einer der beiden Lagerkörper im Innenraum der Wicklung angeordnet ist,
    • - wonach die Wicklung zusammen mit den in ihrem Innenraum angeordneten Lagerkörpern mit einer, vorzugsweise thermisch, plastifizierten Kunststoffmasse aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen wird, die nach ihrem Erstarren einen die Wicklung und die Lagerkörper umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper bildet.
  • Das Bilden der Wicklung ist z.B. durch ein Wickelverfahren möglich und kann insbesondere mit einem hohen Massendurchsatz des Endlosfasermaterials erfolgen. Ferner kann der Wicklung eine gewünschte Form verliehen werden, was im einfachsten Fall z.B. durch das Spannen und ggf. zusätzlich durch wenigstens einen nachfolgenden Umform- oder Drapierschritt erfolgt. Somit besteht insbesondere eine größere Geometriefreiheit als bei einem reinen Wickelverfahren.
  • Die Wicklung wird bevorzugt durch Aufwickeln des Endlosfasermaterials auf einen Kern gebildet. Beispielsweise wird die Wicklung dadurch gebildet, dass das Endlosfasermaterial, insbesondere einfach oder mehrfach, auf der Oberfläche des oder eines Kerns abgelegt wird. Dabei wird das Endlosfasermaterial vorzugsweise um den Kern herum geführt oder gewickelt, sodass es den Kern umringt. Nach ihrem Bilden wird die Wicklung bevorzugt von dem Kern abgenommen. Der Innenraum der Wicklung bildet somit insbesondere einen freien Innenraum. Bevorzugt werden, insbesondere nach dem Abnehmen der Wicklung von dem Kern, in den Innenraum der Wicklung die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper eingebracht und/oder angeordnet, durch welche insbesondere das Spannen der Wicklung erfolgt. Vorzugsweise wird die Wicklung, insbesondere nach ihrem Abnehmen von dem Kern, auf die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper aufgespannt. Durch das Aufspannen der Wicklung auf die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper erfolgt insbesondere das Einbringen und/oder Anordnen dieser beiden Lagerkörper in den Innenraum der Wicklung und/oder das Spannen der Wicklung durch diese beiden Lagerkörper, vorzugsweise derart, dass die Wicklung die längliche Form annimmt, an deren Enden jeweils einer der beiden Lagerkörper im Innenraum der Wicklung angeordnet ist. Gemäß einer Alternative ist oder wird der Kern z.B. durch die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper gebildet, vorzugsweise derart, dass die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper durch das Bilden der Wicklung in deren Innenraum eingebracht und/oder angeordnet werden. In diesem Fall ist ein Abnehmen der Wicklung von dem Kern insbesondere nicht erforderlich.
  • Bevorzugt ist die Oberfläche des Kerns einfach gekrümmt, beispielsweise elliptisch oder kreisförmig. Vorzugsweise ist die Oberfläche des Kerns zylindrisch. Beispielsweise handelt es sich bei dem Kern um einen Zylinder oder Hohlzylinder. Insbesondere ist der Kern starr und/oder formstabil ausgebildet.
  • Die Wicklung bildet bevorzugt eine Schlaufe, eine Bandschlinge oder einen Reif oder Ring. Vorzugsweise ist die Wicklung, insbesondere unter Wärmezufuhr und/oder im erwärmten oder erhitzten Zustand, flexibel oder biegeschlaff und/oder die Wicklung kann, z.B. durch Erwärmen oder Erhitzen oder Wärmezufuhr, in einen flexiblen oder biegeschlaffen Zustand überführt werden. Insbesondere wird die Wicklung als einlagige oder mehrlagige Wicklung gebildet. Bevorzugt werden die Enden der Wicklung oder wird zumindest eines der Enden der Wicklung, vorzugsweise bei oder nach dem Bilden der Wicklung und/oder vor dem Spannen der Wicklung und/oder vor dem Abnehmen der Wicklung von dem Kern, aneinander oder an der Wicklung, insbesondere stoffschlüssig, fixiert. Das Fixieren erfolgt z.B. durch Schweißen oder Kleben. Durch das Fixieren kann insbesondere verhindert werden, dass sich die Enden der Wicklung oder das zumindest eine Ende der Wicklung von der Wicklung abheben oder abhebt. Bevorzugt ist die Wicklung beim Spannen biegeschlaff und/oder das Spannen der Wicklung erfolgt bevorzugt in einem biegeschlaffen Zustand der Wicklung. Insbesondere ist es somit auf einfache Weise möglich, der Wicklung durch das Spannen die längliche Form zu verleihen. Bevorzugt wird, beispielsweise bei oder nach dem Spannen, das Endlosfasermaterial der Wicklung vor oder zu oder bei dem Umschließen mit der Kunststoffmasse auf Zugspannung belastet. Hierdurch kann insbesondere die Ausrichtung der Endlosfasern des Endlosfasermaterials verbessert werden.
  • Bevorzugt sind oder werden die Lagerkörper, insbesondere zunächst und/oder zu oder bei dem Spannen oder zu Beginn des Spannens, gleich ausgerichtet. Danach wird z. B. einer oder wenigstens einer der Lagerkörper, insbesondere vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, vorzugsweise zusammen mit der Wicklung oder mit einem oder wenigstens einem Bereich der Wicklung, verdreht, beispielsweise derart, dass die Lagerkörper quer zueinander ausgerichtet sind oder werden. Alternativ bleiben die Lagerkörper insbesondere dauerhaft gleich ausgerichtet.
  • Der Kunststoffkörper ist z.B. länglich ausgebildet und/oder weist z.B. eine längliche Form auf. Beispielsweise erfolgt das Umschließen mit der Kunststoffmasse derart, dass die gespannte und/oder längliche Wicklung, insbesondere zusammen mit den beiden in ihrem Innenraum, vorzugsweise an ihren Enden, angeordneten Lagerkörpern, mit der Kunststoffmasse umschlossen wird. Insbesondere sind oder werden die beiden Lagerkörper, vorzugsweise somit, an den Enden des Kunststoffkörpers angeordnet. Beispielsweise ist oder verläuft der Kunststoffkörper zwischen den beiden Lagerkörpern gerade oder im Wesentlichen gerade. Der hergestellte Lenker oder Lenkerkörper ist oder bildet z.B. einen Zwei-Punkt-Lenker oder einen Lenkerkörper für einen Zwei-Punkt-Lenker.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird, insbesondere vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse und/oder bei oder nach dem Spannen der Wicklung durch die beiden in deren Innenraum im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper, in den Innenraum der, vorzugsweise gespannten und/oder länglichen, Wicklung zwischen die beiden Lagerkörper und im Abstand zu diesen ein dritter Lagerkörper eingebracht oder angeordnet, um den die, vorzugsweise gespannte und/oder längliche, Wicklung, insbesondere zusammen mit den beiden anderen in ihrem Innenraum, vorzugsweise an ihren Enden, angeordneten Lagerkörpern, drapiert wird, sodass die Wicklung eine zwei Schenkel aufweisende, abgewinkelte Form annimmt, an deren Scheitel der dritte Lagerkörper in dem Innenraum der Wicklung angeordnet ist. Bei den beiden anderen Lagerkörpern handelt es sich insbesondere um die beiden im Innenraum der Wicklung im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper, durch welche die Wicklung gespannt wird, wurde oder worden ist. An den dem Scheitel abgewandten Enden der Schenkel ist bevorzugt jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper in dem Innenraum der Wicklung angeordnet. Vorzugsweise wird, insbesondere vor dem Drapieren, der dritte Lagerkörper mit den beiden anderen Lagerkörpern auf einer Gerade liegend angeordnet. Vorteilhaft wird, insbesondere vor dem Drapieren, der dritte Lagerkörper mittig zwischen den beiden anderen Lagerkörpern angeordnet. Bevorzugt ist die Wicklung beim Drapieren biegeschlaff und/oder das Drapieren der Wicklung erfolgt bevorzugt in einem biegeschlaffen Zustand der Wicklung. Insbesondere ist es somit auf einfache Weise möglich, der Wicklung durch das Drapieren die abgewinkelte Form zu verleihen. Bevorzugt ist oder wird der dritte Lagerkörper gleich zu den beiden anderen Lagerkörpern ausgerichtet. Danach werden z.B. die beiden anderen Lagerkörper, insbesondere vor oder bei oder nach dem Drapieren und/oder vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, vorzugsweise zusammen mit, insbesondere die Schenkel bildenden, Bereichen der Wicklung, verdreht, beispielsweise derart, dass die beiden anderen Lagerkörper quer zu dem dritten Lagerkörper ausgerichtet sind oder werden. Alternativ bleiben die Lagerkörper insbesondere dauerhaft gleich ausgerichtet. Die beiden Schenkel laufen vorzugsweise in dem Scheitel zusammen. Vorteilhaft verlaufen die Schenkel jeweils gerade oder im Wesentlichen gerade. Vorzugsweise schließen die beiden Schenkel, insbesondere am Scheitel, einen Winkel ein, der größer als Null und kleiner als 180°, vorzugsweise kleiner oder gleich 90° ist. Beispielsweise ist die abgewinkelte Form der Wicklung eine dreieckige Form mit einer dem Scheitel gegenüberliegenden offenen Seite.
  • Bevorzugt wird die Wicklung auch zusammen mit dem in ihrem Innenraum angeordneten dritten Lagerkörper mit der Kunststoffmasse umschlossen, sodass der Kunststoffkörper auch den dritten Lagerkörper umschließt. Vorzugsweise wird das Endlosfasermaterial der Wicklung nach dem Drapieren und vor oder zu oder bei dem Umschließen mit der Kunststoffmasse auf Zugspannung belastet. Hierdurch kann insbesondere die Ausrichtung der Endlosfasern des Endlosfasermaterials verbessert werden. Der Kunststoffkörper weist bevorzugt eine zwei Schenkel aufweisende, abgewinkelte Form auf. Vorzugsweise ist an dem Scheitel des Kunststoffkörpers der dritte Lagerkörper angeordnet. Vorteilhaft ist an den dem Scheitel des Kunststoffkörpers abgewandten Enden der Schenkel des Kunststoffkörpers jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper angeordnet. Die beiden Schenkel des Kunststoffkörpers laufen insbesondere in dem Scheitel des Kunststoffkörpers zusammen. Vorzugsweise verlaufen die Schenkel des Kunststoffkörpers jeweils gerade oder im Wesentlichen gerade. Vorteilhaft schließen die beiden Schenkel des Kunststoffkörpers, insbesondere am Scheitel des Kunststoffkörpers, einen Winkel ein, der größer als Null und kleiner als 180°, vorzugsweise kleiner oder gleich 90° ist. Beispielsweise ist die abgewinkelte Form des Kunststoffkörpers eine dreieckige Form mit einer dem Scheitel des Kunststoffkörpers gegenüberliegenden offenen Seite. Der, insbesondere gemäß dieser Ausgestaltung, hergestellte Lenker oder Lenkerkörper ist oder bildet z.B. einen Drei-Punkt-Lenker oder einen Lenkerkörper für einen Drei-Punkt-Lenker.
  • Gemäß einer Weiterbildung werden
    • - zwei, jeweils einen Innenraum umschließende Wicklungen aus dem oder einem Endlosfasermaterial gebildet, ineinander geschoben und quer oder schräg zueinander durch jeweils zwei in ihren Innenräumen im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper gespannt, sodass jede Wicklung eine längliche Form annimmt, an deren Enden jeweils einer der Lagerkörper in ihrem Innenraum angeordnet ist,
    • - wonach die Wicklungen zusammen mit den in ihren Innenräumen angeordneten Lagerkörpern mit der oder einer, vorzugsweise thermisch, plastifizierten Kunststoffmasse aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen werden, die nach ihrem Erstarren einen die Wicklungen und die Lagerkörper umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper bildet. Der so hergestellte Lenker oder Lenkerkörper bildet insbesondere einen Vier-Punkt-Lenker oder einen Lenkerkörper für einen Vier-Punkt-Lenker.
  • Durch das oder beim Umschließen mit der Kunststoffmasse wird oder werden die Wicklung und/oder deren Endlosfasermaterial vorzugsweise in die Kunststoffmasse eingebettet. Bevorzugt erfolgt beim Umschließen mit der Kunststoffmasse eine Formgebung des Kunststoffkörpers. Nach dem Umschließen mit der Kunststoffmasse wird die Kunststoffmasse insbesondere abgekühlt oder kühlt insbesondere die Kunststoffmasse ab, vorzugsweise derart, dass die Kunststoffmasse nach ihrem Abkühlen den die Wicklung oder Wicklungen und die Lagerkörper umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper bildet. Durch das Abkühlen erstarrt insbesondere die Kunststoffmasse.
  • Die Kunststoffmasse aus thermoplastischem Kunststoff wird z.B. auch als thermoplastische Kunststoffmasse bezeichnet. Bevorzugt wird die Kunststoffmasse thermisch und/oder durch Erhitzen und/oder durch Erwärmen plastifiziert. Die plastifizierte Kunststoffmasse ist insbesondere fließfähig und/oder plastisch verformbar. Beispielsweise besteht die Kunststoffmasse aus Polyamid (PA) und/oder aus Polyarylamid (PAM) und/oder aus Polyoxymethylen (POM) und/oder aus Polypropylen (PP). Das Erstarren der Kunststoffmasse erfolgt vorzugsweise durch Abkühlen, insbesondere durch Abkühlen der, vorzugsweise plastifizierten, Kunststoffmasse. Bevorzugt erstarrt die Kunststoffmasse nach dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, vorzugsweise derart, dass die Kunststoffmasse nach ihrem Erstarren den die Wicklung oder Wicklungen und die Lagerkörper umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper bildet.
  • Bevorzugt ist oder wird die Kunststoffmasse, vorzugsweise vor oder während des Umschließens mit der Kunststoffmasse, mit Fasern, insbesondere mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern, versetzt. Vorzugsweise liegt die Länge der Fasern der Kunststoffmasse, insbesondere durchschnittlich, in einem Bereich zwischen 0,01 mm und 4mm oder in einem Bereich zwischen 0,01 mm und 10mm. Die Kunststoffmasse umfasst und/oder die Fasern der Kunststoffmasse sind oder umfassen z.B. Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Basaltfasern und/oder Naturfasern.
  • Das Endlosfasermaterial umfasst insbesondere Endlosfasern. Bevorzugt umfasst das Endlosfasermaterial unidirektionale Endlosfasern. Der Ausdruck „unidirektional“ wird z.B. auch mit dem Ausdruck „UD“ abgekürzt. Das Endlosfasermaterial umfasst und/oder die Endlosfasern sind oder umfassen vorzugsweise Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Basaltfasern und/oder Naturfasern.
  • Das Endlosfasermaterial umfasst beispielsweise trockene Endlosfasern oder Commingled Yarn, welches z.B. auch als Mischgarn oder als Mischfasern bezeichnet wird. In diesem Fall wird das Endlosfasermaterial der oder jeder Wicklung beim Umschließen mit der Kunststoffmasse bevorzugt mit der Kunststoffmasse durchtränkt. Alternativ ist oder wird das Endlosfasermaterial beispielsweise durch ein, vorzugsweise flächiges, Faser-Matrix-Halbzeug aus Endlosfasern gebildet, die in einer Kunststoffmatrix eingebettet oder mit dieser getränkt sind und/oder mit Kunststoff vorimprägniert sind. Ein derartiges Endlosfasermaterial wird z.B. als Prepreg bezeichnet. Bevorzugt ist die Kunststoffmatrix eine thermoplastische Kunststoffmatrix und/oder der Kunststoff der Kunststoffmatrix ist insbesondere ein thermoplastischer Kunststoff. Ein derartiges Endlosfasermaterial wird z.B. als Organoblech oder als, vorzugsweise vorkonsolidiertes, thermoplastisches Tape bezeichnet. Handelt es sich bei den Endlosfasern um unidirektionale Endlosfasern, wird ein derartiges Endlosfasermaterial auch als, vorzugsweise vorkonsolidiertes, thermoplastisches UD-Tape bezeichnet. Dem Ausdruck „vorkonsolidiert“ kommt insbesondere die Bedeutung zu, dass die thermoplastische Kunststoffmatrix bei Raumtemperatur in der Regel fest ist, was dem Endlosfasermaterial eine gewisse Steifigkeit verleiht. Beispielsweise wird das Endlosfasermaterial vor oder zu oder bei dem Bilden der oder jeder Wicklung erwärmt und/oder erhitzt, vorzugsweise derart, dass die thermoplastische Kunststoffmatrix erweicht und/oder schmilzt. Hierdurch kann z.B. das Bilden der Wicklung oder Wicklungen erleichtert werden. Bevorzugt wird die oder jede Wicklung vor oder zu oder bei dem Spannen oder Aufspannen und/oder vor oder zu oder bei dem Drapieren erwärmt und/oder erhitzt, vorzugsweise derart, dass die thermoplastische Kunststoffmatrix erweicht und/oder schmilzt. Somit ist es insbesondere möglich, die oder jede Wicklung in einen biegeschlaffen Zustand zu versetzten und/oder zu überführen. Das Spannen oder Aufspannen erfolgt z.B. in einem Ofen. Beim Umschließen mit der Kunststoffmasse geht die thermoplastische Kunststoffmatrix des Endlosfasermaterials der oder jeder Wicklung mit der Kunststoffmasse bevorzugt eine stoffschlüssige Verbindung ein. Bei dem oder durch das Umschließen mit der Kunststoffmasse werden die thermoplastische Kunststoffmatrix des Endlosfasermaterials der oder jeder Wicklung und die Kunststoffmasse und/oder der Kunststoffkörper bevorzugt stoffschlüssig miteinander verbunden.
  • Gemäß einer Weiterbildung bilden die Lagerkörper jeweils eine Lagerhülse und/oder einen beidseitig oder zumindest einseitig offenen Hohlkörper. Insbesondere sind oder werden die Lagerkörper jeweils rotationssymmetrisch ausgebildet. Vorteilhaft sind oder werden die Lagerköper jeweils zylindrisch oder hohlzylindrisch ausgebildet. Beispielsweise sind oder werden die Lagerköper identisch ausgebildet. Vorteilhaft sind die Lagerkörper jeweils starr oder formstabil ausgebildet. Die Lagerkörper bestehen bevorzugt jeweils aus Metall und/oder werden bevorzugt jeweils aus Metall hergestellt. Vorzugsweise sind oder werden die Lagerkörper jeweils, insbesondere zumindest an ihrem Außenumfang, vorzugsweise vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung versehen und/oder umspritzt. Diese Beschichtung besteht z.B. aus Kunststoff. Somit kann eine Kontaktkorrosion zwischen dem Metall der Lagerkörper und den Fasern des Endlosfasermaterials und/oder der Kunststoffmasse vermieden werden. Vorteilhaft ist oder wird jeder Lagerkörper und/oder ist oder wird die elektrisch isolierende Beschichtung jedes Lagerkörpers mit wenigstens einem, vorzugsweise von diesem abstehenden, Aufnahmeelement und/oder mit wenigstens einer Aufnahmekontur versehen, welches oder welche insbesondere mit einem Handhabungsgerät, wie z.B. mit einem Roboter, erfasst werden kann.
  • Das Umschließen mit der Kunststoffmasse erfolgt bevorzugt durch Spritzgießen. Insbesondere erfolgt, vorzugsweise somit, das Umschließen mit der Kunststoffmasse durch Umspritzen mit der Kunststoffmasse. Alternativ erfolgt das Umschließen mit der Kunststoffmasse z.B. im Pressverfahren. Dies ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Kunststoffmasse mit Langfasern versetzt ist.
  • Das Umschließen mit der Kunststoffmasse erfolgt insbesondere in einem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug. Bevorzugt wird, vorzugsweise vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, die oder jede, insbesondere gespannte, Wicklung zusammen mit den in ihrem Innenraum an ihren Enden angeordneten Lagerkörpern dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug zugeführt. Vorteilhaft wird danach in dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug die oder jede Wicklung zusammen mit den in ihrem Innenraum angeordneten Lagerkörpern mit der Kunststoffmasse umschlossen. Bevorzugt erfolgt in dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug eine Formgebung der Kunststoffmasse und/oder des Kunststoffkörpers. Das Zuführen der oder jeder, insbesondere gespannten, Wicklung zusammen mit den in ihrem Innenraum an ihren Enden angeordneten Lagerkörpern zu dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug erfolgt vorzugsweise mittels des oder eines Handhabungsgeräts, welches dazu insbesondere an den Lagerkörpern und/oder an den Aufnahmeelementen oder Aufnahmekonturen der Lagerkörper angreift. Im Falle der beiden Wicklungen erfolgt das Zuführen und/oder das Umschließen mit der Kunststoffmasse vorzugsweise gemeinsam.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird, vorzugsweise nach Zuführen zu dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug und/oder vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, im Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug in den Innenraum der, vorzugsweise gespannten und/oder länglichen, Wicklung zwischen die beiden Lagerkörper und im Abstand zu diesen der dritte oder ein dritter Lagerkörper eingebracht oder angeordnet, um den die, vorzugsweise gespannte und/oder längliche, Wicklung, insbesondere zusammen mit den beiden anderen in ihrem Innenraum, vorzugsweise an ihren Enden, angeordneten Lagerkörpern, drapiert wird, sodass die Wicklung die die beiden Schenkel aufweisende, abgewinkelte Form annimmt, an deren Scheitel der dritte Lagerkörper in dem Innenraum der Wicklung angeordnet ist. Vorzugsweise wird in dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug das Endlosfasermaterial der Wicklung nach dem Drapieren und vor oder zu oder bei dem Umschließen mit der Kunststoffmasse auf Zugspannung belastet.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird die oder jede Wicklung vor, zu oder bei dem Spannen erhitzt, sodass deren thermoplastische Kunststoffmatrix erweicht und/oder schmilzt. Das Endlosfasermaterial der oder jeder Wicklung wird somit insbesondere biegeschlaff. Bevorzugt wird, vorzugsweise vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, die oder jede gespannte und erhitzte Wicklung zusammen mit den in ihrem Innenraum an ihren Enden angeordneten Lagerkörpern dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug zugeführt. Im Falle der beiden Wicklungen erfolgt das Zuführen vorzugsweise gemeinsam.
  • Bevorzugt ist die Beschaffenheit des Endlosfasermaterials beim Umschließen mit der Kunststoffmasse derart, dass es beim Umschließen mit der Kunststoffmasse mit der Kunststoffmasse eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Beispielsweise ist beim Umschließen mit der Kunststoffmasse die Temperatur oder Restwärme der oder jeder, insbesondere dem Spritzgusswerkzeug oder Presswerkzeug zugeführten, Wicklung derart hoch, dass die Temperatur der Kunststoffmatrix beim Kontakt mit der Kunststoffmasse im Kontaktbereich bei oder über ihrer Schmelztemperatur liegt.
  • Gemäß einer Ausgestaltung sind oder werden die Lagerkörper, vorzugsweise vor oder nach dem Spannen und/oder vor oder nach dem Drapieren und/oder vor oder nach dem Umspritzen mit der Kunststoffmasse und/oder vor oder nach dem Erstarren der Kunststoffmasse, jeweils mit einem Gelenk versehen. Bevorzugt ist oder wird, insbesondere dazu, vorzugsweise vor oder nach dem Spannen und/oder vor oder nach dem Drapieren und/oder vor oder nach dem Umspritzen mit der Kunststoffmasse und/oder vor oder nach dem Erstarren der Kunststoffmasse, in jeden Lagerkörper jeweils ein oder das jeweilige Gelenk montiert und/oder eingebracht und/oder eingepresst und/oder integriert. Vorteilhaft sind oder bilden die Gelenke jeweils ein Gummilager. Alternativ ist es möglich, dass das Gelenk des dritten Lagerkörpers ein Kugelgelenk ist oder bildet und die Gelenke der anderen Lagerkörper jeweils ein Gummilager sind oder bilden.
  • Jedes Gummilager umfasst bevorzugt ein, insbesondere formstabiles, Lagerinnenteil und einen dieses umringenden Elastomerkörper. Vorteilhaft umfasst jedes Gummilager eine seinen Elastomerkörper umringende Außenhülse. Die Innenteile bestehen bevorzugt jeweils aus Metall. Die Elastomerkörper bestehen vorzugsweise jeweils aus einem Elastomer, wie z.B. Gummi. Vorzugsweise ist oder wird jedes Gummilager und/oder dessen Elastomerkörper von dem jeweiligen Lagerkörper umringt.
  • Sofern das Kugelgelenk vorhanden ist, weist dieses bevorzugt einen, insbesondere formstabilen, Kugelzapfen mit einem Kugelkopf und eine diesen, insbesondere zumindest teilweise, umschließende Kugelpfanne auf, in welcher der Kugelzapfen mit seinem Kugelkopf beweglich gelagert ist. Der Kugelzapfen besteht bevorzugt aus Metall. Die Kugelpfanne kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein. Bevorzugt besteht die Kugelpfanne aus Kunststoff. Beispielsweise bildet die Kugelpfanne eine Kugelschale. Vorzugsweise ist oder wird das Kugelgelenk und/oder dessen Kugelpfanne von dem dritten Lagerkörper umringt.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird das Endlosfasermaterial der Wicklung, vorzugsweise vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse, in wenigstens einem Bereich oder in mehreren Bereichen lokal aufgedickt und/oder mit einer größeren Dicke versehen, in dem oder denen z.B. eine Rissbildung im Betrieb des Lenkers eintreten könnte. Somit lässt sich insbesondere das Energieabsorptionsverhalten des Lenkers steigern.
  • Gemäß einer Ausgestaltung wird der Lenker in eine Maschine oder in ein Fahrzeug eingebaut. Bevorzugt werden die Gelenke jeweils mit einem Maschinenteil oder Fahrzeugteil verbunden. Beispielsweise werden die Gelenke jeweils mit einem Fahrwerkbauteil eines Fahrzeugs verbunden. Vorzugsweise wird eines oder zumindest eines der Gelenke mit einem Motor eines Kraftfahrzeugs verbunden, wobei der Lenker insbesondere zur Motoraufhängung im Kraftfahrzeug verwendet wird.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
    • 1 eine schematische Ansicht eines Endlosfasermaterials,
    • 2 eine schematische Ansicht eines Kerns, auf dessen Oberfläche das Endlosfasermaterial zu einer Wicklung aufgewickelt ist,
    • 3 eine schematische Ansicht auf die von dem Kern abgenommene Wicklung in einem auf zwei Lagerkörper aufgespannten Zustand,
    • 4 eine schematische Einzelansicht eines der Lagerkörper nach 3 mit integriertem Gummilager,
    • 5 eine schematische Draufsicht auf einen Lenker gemäß einer ersten Ausführungsform,
    • 6 eine schematische Ansicht einer um einen dritten Lagerkörper drapierten Wicklung gemäß einer zweiten Ausführungsform,
    • 7 eine schematische Draufsicht auf einen Lenker gemäß der zweiten Ausführungsform,
    • 8 eine schematische Ansicht auf die von dem Kern abgenommene Wicklung in einem auf zwei Lagerkörper aufgespannten Zustand,
    • 9 eine schematische Einzelansicht eines der Lagerkörper nach 8,
    • 10 eine schematische Ansicht einer um einen dritten Lagerkörper drapierten Wicklung gemäß einer dritten Ausführungsform,
    • 11 eine perspektivische Ansicht eines Lenkerkörpers gemäß der dritten Ausführungsform und
    • 12 eine Draufsicht auf den Lenkerkörper gemäß der dritten Ausführungsform.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 5 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff gemäß einer ersten Ausführungsform erläutert. Ein aus 1 ersichtliches Endlosfasermaterial 1, welches in eine thermoplastische Kunststoffmatrix 20 eingebettete Endlosfasern 21 umfasst, wird auf einen Kern 2 aufgewickelt, sodass das Endlosfasermaterial 1 eine einlagige Wicklung 3 bildet, die aus 2 ersichtlich ist. Alternativ ist es möglich, eine mehrlagige Wicklung zu bilden. Bevorzugt werden die Enden 4 der Wicklung 3 stoffschlüssig aneinander fixiert, was schematisch durch Punkte 5 angedeutet ist. Die so gebildete, vorzugsweise an ihren Enden 4 fixierte, Wicklung 3 wird nun von dem Kern 2 abgenommen und anschließend, vorzugsweise in einem Ofen, auf zwei im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper 6 aufgespannt und erhitzt, sodass die thermoplastische Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 erweicht oder schmilzt, wobei die der Wicklung 3 zum Erhitzen zugeführte Wärme schematisch durch Pfeile 7 angedeutet ist. Die Wicklung 3 nimmt durch das Spannen eine längliche Form an, an deren Enden jeweils einer der Lagerkörper 6 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet ist, was aus 3 ersichtlich ist. Die Lagerkörper 6 sind identisch ausgebildet und bilden jeweils eine zylindrische, metallische Hülse, die an ihrem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 9 aus Kunststoff versehen ist. Ferner ist in jeden Lagerkörper 6 ein Gelenk 10 in Form eines Gummilagers integriert, welches ein metallisches Lagerinnenteil 11 und einen diesen umringenden Elastomerkörper 12 aufweist, der von dem jeweiligen Lagerkörper 6 umringt ist. Einer der Lagerkörper 6 ist in schematischer Draufsicht in 4 gezeigt.
  • Anschließend wird, vorzugsweise mittels eines Handhabungsgeräts, die durch die Lagerkörper 6 gespannte und durch das Erhitzen biegeschlaffe Wicklung 3 zusammen mit den Lagerkörpern 6 einem Spritzgusswerkzeug zugeführt und zusammen mit den Lagerkörpern 6 im Spritzgussverfahren mit einer fließfähigen Kunststoffmasse aus plastifiziertem, thermoplastischem Kunststoff umschlossen, die vorzugsweise mit Fasern versetzt ist, wobei die Kunststoffmasse mit der thermoplastischen Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Nach ihrem Erstarren bildet die Kunststoffmasse einen die Wicklung 3 und die Lagerkörper 6 umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper 13, was aus 5 ersichtlich ist, die einen nach dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform hergestellten Lenker 14 in Form eines Zwei-Punkt-Lenkers zeigt. Der Kunststoffkörper 13 weist eine längliche Form auf, an deren Enden jeweils einer der Lagerkörper 6 angeordnet ist. Ferner ist die in den Kunststoffkörper 13 eingebettete Wicklung 3 schematisch angedeutet.
  • Gemäß einer Abwandlung der ersten Ausführungsform werden die Gelenke 10 erst nach dem Bilden des Kunststoffkörpers 13 in den Lagerkörpern 6 montiert. In diesem Fall wird nach dem Verfahren gemäß der ersten Ausführungsform zunächst ein Lenkerkörper gebildet, der die Wicklung 3, die Lagerkörper 6 und den die Wicklung 3 und die Lagerkörper 6 umschließenden Kunststoffkörper 13 umfasst, wonach die Gelenke 10 in den Lagerkörpern 6 montiert werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 4 und 6 bis 7 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff gemäß einer zweiten Ausführungsform erläutert. Dabei sind zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale insbesondere mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet.
  • Ein aus 1 ersichtliches Endlosfasermaterial 1, welches in eine thermoplastische Kunststoffmatrix 20 eingebettete Endlosfasern 21 umfasst, wird auf einen Kern 2 aufgewickelt, sodass das Endlosfasermaterial 1 eine einlagige Wicklung 3 bildet, die aus 2 ersichtlich ist. Alternativ ist es möglich, eine mehrlagige Wicklung zu bilden. Bevorzugt werden die Enden 4 der Wicklung 3 stoffschlüssig aneinander fixiert, was schematisch durch Punkte 5 angedeutet ist. Die so gebildete, vorzugsweise an ihren Enden 4 fixierte, Wicklung 3 wird nun von dem Kern 2 abgenommen und anschließend, vorzugsweise in einem Ofen, auf zwei im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper 6 aufgespannt und erhitzt, sodass die thermoplastische Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 erweicht oder schmilzt, wobei die der Wicklung 3 zum Erhitzen zugeführte Wärme schematisch durch Pfeile 7 angedeutet ist. Die Wicklung 3 nimmt durch das Spannen eine längliche Form an, an deren Enden jeweils einer der Lagerkörper 6 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet ist, was aus 3 ersichtlich ist.
  • Die Lagerkörper 6 sind identisch ausgebildet und bilden jeweils eine zylindrische, metallische Hülse, die an ihrem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 9 aus Kunststoff versehen ist. Ferner ist in jeden Lagerkörper 6 ein Gelenk 10 in Form eines Gummilagers integriert, welches ein metallisches Lagerinnenteil 11 und einen diesen umringenden Elastomerkörper 12 aufweist, der von dem jeweiligen Lagerkörper 6 umringt ist. Einer der Lagerkörper 6 ist in schematischer Draufsicht in 4 gezeigt.
  • Anschließend wird, vorzugsweise mittels eines Handhabungsgeräts, die durch die Lagerkörper 6 gespannte und durch das Erhitzen biegeschlaffe Wicklung 3 zusammen mit den Lagerkörpern 6 einem Spritzgusswerkzeug zugeführt. Dort wird zwischen die beiden Lagerkörper 6 und im Abstand zu diesen in den Innenraum 8 der Wicklung 3 ein dritter Lagerkörper 15 eingebracht, um den die gespannte Wicklung 3 drapiert wird, sodass diese eine zwei Schenkel 16 aufweisende, abgewinkelte Form annimmt, an deren Scheitel 17 der dritte Lagerkörper 15 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet ist, was aus 6 ersichtlich ist. An den dem Scheitel 17 abgewandten Enden 18 der Schenkel 16 ist dabei jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper 6 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet. Gemäß der zweiten Ausführungsform bildet der dritte Lagerkörper 15 eine zylindrische, metallische Hülse, die an ihrem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung aus Kunststoff versehen ist. Ferner ist in den dritten Lagerkörper 15 ein Gelenk 10 integriert, vorzugsweise in Form eines Gummilagers, welches ein metallisches Lagerinnenteil und einen diesen umringenden Elastomerkörper aufweist, der von dem dritten Lagerkörper 15 umringt ist. Beispielsweise ist der dritte Lagerkörper 15 identisch zu den beiden anderen Lagerkörpern 6 ausgebildet.
  • Anschließend wird die Wicklung 3 zusammen mit den Lagerkörpern 6 und 15 im Spritzgussverfahren mit einer fließfähigen Kunststoffmasse aus plastifiziertem, thermoplastischem Kunststoff umschlossen, die vorzugsweise mit Fasern versetzt ist, wobei die Kunststoffmasse mit der thermoplastischen Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Nach ihrem Erstarren bildet die Kunststoffmasse einen die Wicklung 3 und die Lagerkörper 6 und 15 umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper 13, was aus 7 ersichtlich ist, die einen nach dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform hergestellten Lenker 19 in Form eines Drei-Punkt-Lenkers zeigt. Der Kunststoffkörper 13 weist eine zwei Schenkel 22 aufweisende, abgewinkelte Form auf, an deren Scheitel 23 der dritte Lagerkörper 15 angeordnet ist. Ferner ist an den dem Scheitel 23 des Kunststoffkörpers 13 abgewandten Enden 24 der Schenkel 22 des Kunststoffkörpers 13 jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper 6 angeordnet.
  • Gemäß einer ersten Abwandlung der zweiten Ausführungsform ist in den dritten Lagerkörper 15 kein Gummilager, sondern ein Kugelgelenk integriert.
  • Gemäß einer zweiten Abwandlung der zweiten Ausführungsform werden die Gelenke 10 erst nach dem Bilden des Kunststoffkörpers 13 in den Lagerkörpern 6 und 15 montiert. In diesem Fall wird nach dem Verfahren gemäß der zweiten Ausführungsform zunächst ein Lenkerkörper gebildet, der die Wicklung 3, die Lagerkörper 6 und 15 sowie den die Wicklung 3 und die Lagerkörper 6 und 15 umschließenden Kunststoffkörper 13 umfasst, wonach die Gelenke 10 in den Lagerkörpern 6 und 15 montiert werden.
  • Unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 und 8 bis 11 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff gemäß einer dritten Ausführungsform erläutert. Dabei sind zu den vorherigen Ausführungsformen identische oder ähnliche Merkmale insbesondere mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen bezeichnet.
  • Ein aus 1 ersichtliches Endlosfasermaterial 1, welches in eine thermoplastische Kunststoffmatrix 20 eingebettete Endlosfasern 21 umfasst, wird auf einen Kern 2 aufgewickelt, sodass das Endlosfasermaterial 1 eine einlagige Wicklung 3 bildet, die aus 2 ersichtlich ist. Alternativ ist es möglich, eine mehrlagige Wicklung zu bilden. Bevorzugt werden die Enden 4 der Wicklung 3 stoffschlüssig aneinander fixiert, was schematisch durch Punkte 5 angedeutet ist. Die so gebildete, vorzugsweise an ihren Enden 4 fixierte, Wicklung 3 wird nun von dem Kern 2 abgenommen und anschließend, vorzugsweise in einem Ofen, auf zwei im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper 6 aufgespannt und erhitzt, sodass die thermoplastische Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 erweicht oder schmilzt, wobei die der Wicklung 3 zum Erhitzen zugeführte Wärme schematisch durch Pfeile 7 angedeutet ist. Die Wicklung 3 nimmt durch das Spannen eine längliche Form an, an deren Enden jeweils einer der Lagerkörper 6 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet ist, was aus 8 ersichtlich ist. Die Lagerkörper 6 sind identisch ausgebildet und bilden jeweils eine zylindrische, metallische Hülse, die an ihrem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung 9 aus Kunststoff versehen ist. Einer der Lagerkörper 6 ist in schematischer Draufsicht in 9 gezeigt.
  • Anschließend wird, vorzugsweise mittels eines Handhabungsgeräts, die durch die Lagerkörper 6 gespannte und durch das Erhitzen biegeschlaffe Wicklung 3 zusammen mit den Lagerkörpern 6 einem Spritzgusswerkzeug zugeführt. Dort wird zwischen die beiden Lagerkörper 6 und im Abstand zu diesen in den Innenraum 8 der Wicklung 3 ein dritter Lagerkörper 15 eingebracht, um den die gespannte Wicklung 3 drapiert wird, sodass diese eine zwei Schenkel 16 aufweisende, abgewinkelte Form annimmt, an deren Scheitel 17 der dritte Lagerkörper 15 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet ist, was aus 10 ersichtlich ist. An den dem Scheitel 17 abgewandten Enden 18 der Schenkel 16 ist dabei jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper 6 in dem Innenraum 8 der Wicklung 3 angeordnet. Gemäß der dritten Ausführungsform bildet der dritte Lagerkörper 15 eine zylindrische, metallische Hülse, die an ihrem Außenumfang mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung aus Kunststoff versehen ist. Beispielsweise ist der dritte Lagerkörper 15 identisch zu den beiden anderen Lagerkörpern 6 ausgebildet. Die beiden Lagerkörper 6 werden, insbesondere vor oder bei oder nach dem Drapieren, bevorzugt zusammen mit die Schenkel 16 bildenden Bereichen der Wicklung 3, vorzugsweise relativ zu dem dritten Lagerkörper 15, verdreht, sodass die beiden Lagerkörper 6 quer zu dem dritten Lagerkörper 15 ausgerichtet sind. Die Längsachsen 26 der beiden Lagerkörper 6 verlaufen somit insbesondere quer oder jeweils quer zur Längsachse 27 des dritten Lagerkörpers 15.
  • Anschließend wird die Wicklung 3 zusammen mit den Lagerkörpern 6 und 15 im Spritzgussverfahren mit einer fließfähigen Kunststoffmasse aus plastifiziertem, thermoplastischem Kunststoff umschlossen, die vorzugsweise mit Fasern versetzt ist, wobei die Kunststoffmasse mit der thermoplastischen Matrix 20 des Endlosfasermaterials 1 der Wicklung 3 eine stoffschlüssige Verbindung eingeht. Nach ihrem Erstarren bildet die Kunststoffmasse einen die Wicklung 3 und die Lagerkörper 6 und 15 umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper 13, was aus 11 ersichtlich ist, die einen nach dem Verfahren gemäß der dritten Ausführungsform hergestellten Lenkerkörper 25 für einen Drei-Punkt-Lenker zeigt. Der Kunststoffkörper 13 weist eine zwei Schenkel 22 aufweisende, abgewinkelte Form auf, an deren Scheitel 23 der dritte Lagerkörper 15 angeordnet ist. Ferner ist an den dem Scheitel 23 des Kunststoffkörpers 13 abgewandten Enden 24 der Schenkel 22 des Kunststoffkörpers 13 jeweils einer der beiden anderen Lagerkörper 6 angeordnet. Aus 12, die eine Draufsicht auf den Lenkerkörper 25 gemäß der dritten Ausführungsform zeigt, ist ersichtlich, dass die Längsachsen 26 der beiden Lagerkörper 6 quer zur Längsachse 27 des dritten Lagerkörpers 15 verlaufen. In 12 verläuft die Längsachse 27 des dritten Lagerkörpers 15 insbesondere senkrecht zur Zeichenebene.
  • Anschließend wird in die beiden Lagerkörper 6 jeweils ein Gummilager und in den dritten Lagerkörper 15 ein Kugelgelenk montiert.
  • Bezugszeichenliste
  • 1
    Endlosfasermaterial
    2
    Kern
    3
    Wicklung
    4
    Ende der Wicklung
    5
    Fixierungspunkt
    6
    Lagerkörper
    7
    Wärme
    8
    Innenraum der Wicklung
    9
    elektrisch isolierende Beschichtung
    10
    Gelenk
    11
    Lagerinnenteil
    12
    Elastomerkörper
    13
    Kunststoffkörper
    14
    Lenker / Zwei-Punkt-Lenker
    15
    Lagerkörper / dritter Lagerkörper
    16
    Schenkel der Wicklung
    17
    Scheitel der Wicklung
    18
    Enden der Schenkel der Wicklung
    19
    Lenker / Drei-Punkt-Lenker
    20
    Thermoplastische Matrix des Endlosfasermaterials
    21
    Endlosfasern des Endlosfasermaterials
    22
    Schenkel des Kunststoffkörpers
    23
    Scheitel des Kunststoffkörpers
    24
    Enden der Schenkel des Kunststoffkörpers
    25
    Lenkerkörper
    26
    Längsachse
    27
    Längsachse

Claims (10)

  1. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers oder Lenkerkörpers aus endlosfaserverstärktem Kunststoff, wobei - wenigstens eine einen Innenraum (8) umschließende Wicklung (3) aus einem Endlosfasermaterial (1) gebildet und durch zwei in deren Innenraum (8) im Abstand zueinander angeordnete Lagerkörper (6) gespannt wird, sodass die Wicklung (3) eine längliche Form annimmt, an deren Enden jeweils einer der beiden Lagerkörper (6) im Innenraum (8) der Wicklung (3) angeordnet ist, - wonach die Wicklung (3) zusammen mit den in ihrem Innenraum (8) angeordneten Lagerkörpern (6) mit einer plastifizierten Kunststoffmasse aus thermoplastischem Kunststoff umschlossen wird, die nach ihrem Erstarren einen die Wicklung (3) und die Lagerkörper (6) umschließenden, formstabilen Kunststoffkörper (13) bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wicklung (3) durch Aufwickeln des Endlosfasermaterials (1) auf einen Kern (2) gebildet wird, wonach die Wicklung (3) von dem Kern (2) abgenommen und auf die beiden im Abstand zueinander angeordneten Lagerkörper (6) aufgespannt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Umschließen mit der Kunststoffmasse in den Innenraum (8) der Wicklung (3) zwischen die beiden Lagerkörper (6) und im Abstand zu diesen ein dritter Lagerkörper (15) eingebracht wird, um den die Wicklung (3) drapiert wird, sodass diese eine zwei Schenkel (16) aufweisende, abgewinkelte Form annimmt, an deren Scheitel (17) der dritte Lagerkörper (15) in dem Innenraum (8) der Wicklung (3) angeordnet ist.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffmasse mit Fasern versetzt ist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Endlosfasermaterial (1) durch ein Faser-Matrix-Halbzeug aus in einer thermoplastischen Kunststoffmatrix eingebetteten Endlosfasern gebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörper (6, 15) jeweils eine Lagerhülse bilden.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörper (6, 15) jeweils aus Metall bestehen.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörper (6, 15) mit einer elektrisch isolierenden Beschichtung (9) versehen sind.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerkörper (6, 15) jeweils mit einem Gelenk (10) versehen werden.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (10) jeweils ein Gummilager bilden.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113043621A (zh) * 2021-02-09 2021-06-29 博戈橡胶塑料(株洲)有限公司 一种异形环状增强件的成型方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050012298A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-20 Campagnolo, S.R.L. Bicycle component and method for manufacturing such a component
DE102011000105A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken Verfahren zum Formen eines Prepreg-Teils aus einem Endlosfaden
DE102016219303A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Zf Friedrichshafen Ag Fahrwerksbauteil in Faserkunststoffverbund-Monobauweise mit duroplastischem Matrixwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016223323A1 (de) * 2016-11-24 2018-05-24 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Herstellung eines Lenkers, sowie Lenker und Radaufhängung
DE102018105280A1 (de) * 2017-03-10 2018-09-13 Grob Aircraft Se Verfahren für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20050012298A1 (en) * 2003-06-11 2005-01-20 Campagnolo, S.R.L. Bicycle component and method for manufacturing such a component
DE102011000105A1 (de) * 2010-02-01 2011-08-04 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha, Aichi-ken Verfahren zum Formen eines Prepreg-Teils aus einem Endlosfaden
DE102016219303A1 (de) * 2016-10-05 2018-04-05 Zf Friedrichshafen Ag Fahrwerksbauteil in Faserkunststoffverbund-Monobauweise mit duroplastischem Matrixwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102016223323A1 (de) * 2016-11-24 2018-05-24 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren zur Herstellung eines Lenkers, sowie Lenker und Radaufhängung
DE102018105280A1 (de) * 2017-03-10 2018-09-13 Grob Aircraft Se Verfahren für die Herstellung eines faserverstärkten Bauteils

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113043621A (zh) * 2021-02-09 2021-06-29 博戈橡胶塑料(株洲)有限公司 一种异形环状增强件的成型方法
CN113043621B (zh) * 2021-02-09 2022-02-22 博戈橡胶塑料(株洲)有限公司 一种异形环状增强件的成型方法

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