DE102018208268A1 - Method for producing an adhesive connection and an axle strut for a vehicle - Google Patents
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Abstract
Es wird ein Verfahren zum Herstellen einer Klebeverbindung 13 zwischen einem ersten und einem zweiten Fügebauteil 2, 3, vorgeschlagen, bei dem die beiden Fügebauteil 2, 3 bereitgestellt werden, wobei das erste Fügebauteil 2 einen Einsteckabschnitt 12 und das zweite Fügebauteil 3 einen Aufnahmeabschnitt 7 aufweist; ein Klebstoff 14 entsprechend der Kontur des Aufnahme- und/oder des Einsteckabschnitts 7, 12 vorgeformt wird, sodass ein Klebevorformling 16 hergestellt wird; der Klebevorformling 16 zwischen den beiden Abschnitten 7, 12 angeordnet wird; die beiden Fügebauteile 2, 3 dadurch miteinander verbunden werden, dass der Einsteckabschnitt 12 in den Aufnahmeabschnitt 7 eingesteckt und der Klebevorformling 16 an den Einsteckabschnitt 12 und den Aufnahmeabschnitt 7 zur Anlage gebracht wird, sodass die Klebeverbindung 13 ausgebildet wird.A method is proposed for producing an adhesive bond 13 between a first and a second joining component 2, 3, in which the two joining components 2, 3 are provided, the first joining component 2 having a plug-in portion 12 and the second joining component 3 having a receiving portion 7 ; an adhesive 14 is preformed according to the contour of the receiving and / or the insertion portion 7, 12, so that a Klebeforformling 16 is prepared; the adhesive preform 16 is placed between the two sections 7, 12; the two joining components 2, 3 are connected to one another by inserting the insertion section 12 into the receiving section 7 and bringing the adhesive preform 16 into abutment with the insertion section 12 and the receiving section 7, so that the adhesive connection 13 is formed.
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Klebeverbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf eine Achstrebe für ein Fahrzeug.The invention relates to a method for producing an adhesive bond with the features of the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to an axle strut for a vehicle.
Fahrwerksstreben in Fahrzeugen dienen zur Aufnahme von Zug-, Druck- oder Biegebeanspruchungen. Derartige Fahrwerkstreben weisen in der Regel eine Strebe auf, wobei beidseitig jeweils eine Lagerstelle mit einem Lagerauge angeordnet ist. Ferner sind mehrteilige Fahrwerkstreben bekannt, wobei die Lagerstellen beispielsweise über eine Klebeverbindung mit der Fahrwerksstrebe verbunden sind.Suspension struts in vehicles are used to absorb tensile, compressive or bending stresses. Such suspension struts usually have a strut, wherein on both sides in each case a bearing point is arranged with a bearing eye. Furthermore, multi-part suspension struts are known, wherein the bearings are connected for example via an adhesive connection to the suspension strut.
Die Druckschrift
Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welches sich durch eine prozesssichere Herstellung einer Klebeverbindung auszeichnet. Ferner ist es Aufgabe der Erfindung eine entsprechende Achsstrebe vorzuschlagen.The invention has for its object to provide a method of the type mentioned, which is characterized by a process-reliable production of an adhesive bond. It is another object of the invention to propose a corresponding axle strut.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 sowie durch die Merkmale des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung.This object is achieved by the features of claim 1 and by the features of
Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer Klebeverbindung vorgeschlagen. Insbesondere können die einzelnen Verfahrensschritte automatisiert und/oder automatisch und/oder manuell umgesetzt werden. Die beiden Fügebauteile können prinzipiell aus dem gleichen Material gefertigt sein. Alternativ können die beiden Fügebauteil aus unterschiedlichen Materialien gefertigt sein. Bevorzugt sind die beiden Fügebauteile über die Klebeverbindung stoffschlüssig miteinander gefügt.A method for producing an adhesive bond is proposed. In particular, the individual method steps can be automated and / or implemented automatically and / or manually. The two joining components can in principle be made of the same material. Alternatively, the two joining component can be made of different materials. Preferably, the two joining components are joined together in a material-locking manner via the adhesive bond.
In einem ersten Verfahrensschritt werden die beiden Fügebauteile bereitgestellt. Insbesondere können das erste und/oder das zweite Profilbauteil in einer Haltevorrichtung positioniert werden. Bevorzugt werden die beiden Profilbauteile getrennt voneinander bereitgestellt. Die nachfolgenden Verfahrensschritte können in beliebiger Reihenfolge abgehandelt und/oder miteinander kombiniert werden.In a first method step, the two joining components are provided. In particular, the first and / or the second profile component can be positioned in a holding device. Preferably, the two profile components are provided separately from each other. The subsequent method steps can be discussed in any order and / or combined with each other.
Das erste Fügebauteil weist einen Einsteckabschnitt und das zweite Fügebauteil einen Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des Einsteckabschnitts auf. Der Aufnahmeabschnitt ist mindestens in einem Einführungsbereich offen und in einem Bodenbereich geschlossen ausgebildet. Bevorzugt wird der Einsteckabschnitt über den Einführungsbereich in den Aufnahmeabschnitt eingesteckt. Der Einsteckabschnitt ist insbesondere der Bereich des ersten Fügebauteils, welcher im eingesteckten Zustand innerhalb des Aufnahmeabschnitts aufgenommen ist. Insbesondere kann eines der beiden Fügebauteile mit seiner Längsachse und/oder Symmetrieachse und/oder Rotationsachse und/oder Mittenachse etc. eine Hauptachse definieren. Bevorzugt begrenzt der Bodenbereich den Aufnahmeabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse.The first joining component has a plug-in section and the second joining component has a receiving section for receiving the plug-in section. The receiving portion is open at least in an insertion region and formed closed in a bottom region. The insertion section is preferably inserted into the receiving section via the introduction region. The insertion section is in particular the region of the first joining component which is received in the inserted state within the receiving section. In particular, one of the two joining components with its longitudinal axis and / or axis of symmetry and / or axis of rotation and / or center axis etc. can define a main axis. Preferably, the bottom portion limits the receiving portion in the axial direction with respect to the main axis.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird ein Klebstoff entsprechend der Kontur des Aufnahmeabschnitts und/oder des Einsteckabschnitts vorgeformt, sodass ein Klebevorformling hergestellt wird. Insbesondere wird der Klebstoff plastisch verformt. Bevorzugt wird der Klebstoff außerhalb der eigentlichen Klebefuge vorgeformt. Bevorzugt wird der Klebstoff an eine Außenkontur des Einsteckabschnitts und/oder an eine Innenkontur des Aufnahmeabschnitts vorgeformt. Die Formgebung des Klebevorformlings erfolgt dabei vorzugsweise außerhalb des eigentlichen Klebespalts.In a further method step, an adhesive is preformed in accordance with the contour of the receiving portion and / or the insertion portion, so that an adhesive preform is produced. In particular, the adhesive is plastically deformed. Preferably, the adhesive is preformed outside the actual glue joint. The adhesive is preferably preformed on an outer contour of the insertion section and / or on an inner contour of the receiving section. The shaping of the adhesive preform is preferably carried out outside the actual adhesive gap.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Klebevorformling zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Einsteckabschnitt angeordnet. Bevorzugt ist der Klebevorformling in diesem Zustand nicht oder nur in einem geringen Maße ausgehärtet. Im Speziellen entspricht die Geometrie des Klebevorformlings größtenteils der Geometrie der späteren Klebeschicht, welche die Klebeverbindung bildet, sodass der Klebevorformling nur noch geringfügig während des Fügens der beiden Fügebauteile umgeformt wird.In a further method step, the adhesive preform is arranged between the receiving section and the insertion section. Preferably, the adhesive preform is not cured in this state or only to a small extent. In particular, the geometry of the adhesive preform largely corresponds to the geometry of the subsequent adhesive layer which forms the adhesive bond, so that the adhesive preform is only slightly remodulated during the joining of the two joining components.
In einem weiteren Verfahrensschritt werden das erste und das zweite Fügebauteil dadurch miteinander verbunden, dass der Einsteckabschnitt in den Aufnahmeabschnitt eingesteckt wird. Insbesondere werden die beiden Fügebauteile zum Einstecken relativ zueinander in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse zueinander bewegt. Im Speziellen können das erste und/oder das zweite Fügebauteil in der Haltevorrichtung in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse geradgeführt sein.In a further method step, the first and the second joining component are connected to one another in that the insertion portion is inserted into the receiving portion. In particular, the two joining components are moved relative to each other for insertion in the axial direction with respect to the main axis to each other. In particular, the first and / or the second joining component may be straight in the holding device in the axial direction with respect to the main axis.
Der Klebevorformling wird an den Einsteckabschnitt und den Aufnahmeabschnitt zur Anlage gebracht, sodass die Klebeverbindung zwischen dem Einsteckabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt ausgebildet wird. Insbesondere wird die Klebeverbindung während oder nach dem Einstecken des Einsteckabschnitts in den Aufnahmeabschnitt ausgebildet. Besonders bevorzugt wird der Klebevorformling flächig und/oder passgenau an den Aufnahmeabschnitt und/oder den Einsteckabschnitt zur Anlage gebracht.The adhesive preform is abutted against the male portion and the female portion brought so that the adhesive connection between the male portion and the receiving portion is formed. In particular, the adhesive connection is formed during or after the insertion of the insertion portion in the receiving portion. Particularly preferably, the adhesive preform is brought into contact with the receiving section and / or the insertion section flat and / or precisely fitting.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch das Vorformen der Klebeschicht außerhalb des Klebespalts sichergestellt werden kann, dass der Hohlraum zwischen dem ersten und dem zweiten Fügebauteil vollständig und porenfrei gefüllt wird. Insbesondere kann vor dem Fügen der beiden Fügebauteile eine einfache Qualitätssicherung erfolgen, da die Geometrie der Klebstoffschicht nicht erst beim Einstecken des Einsteckabschnitts gebildet wird. Durch das hohe Maß an Reproduzierbarkeit wird ein besonders kostengünstiges Herstellungsverfahren vorgeschlagen, wobei zudem die Eigenschaften der Klebeverbindung deutlich verbessert sind. Ferner kann durch das Vorformen der Klebstoffschicht sichergestellt werden, dass das Volumen des Klebespalts zwischen den beiden Fügebauteilen vollständig mit dem Klebestoff ausgefüllt wird.The advantage of the invention is that it can be ensured by preforming the adhesive layer outside the adhesive gap, that the cavity between the first and the second joining component is filled completely and free of pores. In particular, a simple quality assurance can be carried out before the joining of the two joining components, since the geometry of the adhesive layer is not formed until the insertion section is inserted. Due to the high degree of reproducibility, a particularly cost-effective production method is proposed, wherein in addition the properties of the adhesive bond are significantly improved. Furthermore, by preforming the adhesive layer it can be ensured that the volume of the adhesive gap between the two joining components is completely filled with the adhesive.
In einer bevorzugten Umsetzung ist vorgesehen, dass als Klebstoff ein hochviskoser Klebstoff verwendet wird, wobei der Klebstoff eine pastöse Konsistenz aufweist. Bevorzugt weist der Klebstoff eine Viskosität von mehr als 200 Pa*s, vorzugsweise mehr als 250 Pa*s, im Speziellen mehr als 300 Pa*s auf. Durch die hohe Zähigkeit bleibt der Klebstoff bzw. der Klebstoffrohling nach dem Formgebungsprozess formstabil.In a preferred implementation it is provided that a high-viscosity adhesive is used as the adhesive, wherein the adhesive has a pasty consistency. Preferably, the adhesive has a viscosity of more than 200 Pa * s, preferably more than 250 Pa * s, especially more than 300 Pa * s. Due to the high toughness, the adhesive or the adhesive blank remains dimensionally stable after the shaping process.
In einer konkreten Realisierung ist vorgesehen, dass der Klebevorformling in einem separaten Formwerkzeug hergestellt wird. Der Klebstoff wird in dem Formwerkzeug kontinuierlich vorgeformt. Insbesondere wird der Klebevorformling in einem Strangpressverfahren kontinuierlich hergestellt. In der einfachsten Ausgestaltung ist das Formwerkzeug vorzugsweise als eine Matrize ausgebildet, wobei der Klebstoff zur Herstellung des Klebevorformlings durch die Matrize hindurchgedrückt wird. Im Speziellen wird der Klebevorformling als Endlosware bereitgestellt, wobei der Klebevorformling auf eine beliebige Länge abgelängt werden kann. Durch den kontinuierlichen Formgebungsprozess kann ein Klebevorformling mit einer profilartigen Geometrie hergestellt werden, wobei zudem eine einfache und kostengünstige Herstellung des Vorformlings umgesetzt wird.In a concrete implementation, it is provided that the adhesive preform is produced in a separate molding tool. The adhesive is preformed continuously in the mold. In particular, the adhesive preform is continuously produced in an extrusion process. In the simplest embodiment, the molding tool is preferably designed as a die, wherein the adhesive for the production of the adhesive preform is pressed through the die. In particular, the adhesive preform is provided as an endless product, wherein the adhesive preform can be cut to any length. Through the continuous forming process, an adhesive preform can be made with a profile-like geometry, in addition, a simple and cost-effective production of the preform is implemented.
Alternativ wird der Klebstoff diskontinuierlich vorgeformt. Insbesondere wird der Klebstoff in einem in einem Spritzgussverfahren oder einem Pressformverfahren diskontinuierlich hergestellt. In der einfachsten Ausgestaltung kann das Formwerkzeug zweiteilig ausgebildet sein. Bevorzugt ist das Formwerkzeug als ein Gesenk oder ein Spritzgusswerkzeug ausgebildet. Vorzugsweise weist das Formwerkzeug mindestens eine erste und eine zweite Werkzeughälfte auf, wobei die beiden Werkzeughälften vorzugsweise eine Kavität bilden. Der Klebstoff wird insbesondere zwischen den beiden Werkzeughälften in der Kavität durch Urformen oder Umformen vorgeformt. Durch den diskontinuierlichen Formgebungsprozess kann eine deutlich komplexere Geometrie des Klebevorformlings als bei dem kontinuierlichen Fertigungsprozess umgesetzt werden. Durch die Verwendung des hochviskosen Klebstoffes ist nur eine geringfügige oder keine Abdichtung des Formwerkzeugs nötig.Alternatively, the adhesive is preformed discontinuously. In particular, the adhesive is produced batchwise in one of an injection molding process and a compression molding process. In the simplest embodiment, the mold may be formed in two parts. Preferably, the mold is designed as a die or an injection molding tool. Preferably, the mold has at least a first and a second mold half, wherein the two mold halves preferably form a cavity. The adhesive is in particular preformed between the two mold halves in the cavity by prototyping or forming. Due to the discontinuous shaping process, a significantly more complex geometry of the adhesive preform can be implemented than in the continuous production process. By using the high-viscosity adhesive only a slight or no sealing of the mold is necessary.
In einer konkreten Weiterbildung kann vorgesehen sein, dass der Klebevorformling durch das Formwerkzeug an dem Aufnahmeabschnitt oder an dem Einsteckabschnitt vorgeformt wird. Bevorzugt wird der Klebevorformling direkt an dem ersten oder dem zweiten Fügebauteil in Form gepresst. Insbesondere bildet der Aufnahmeabschnitt oder der Einsteckabschnitt einen Teil des Formwerkzeugs. Der Aufnahmeabschnitt kann beispielsweise als eine Art Matrize dienen. Der Einsteckabschnitt kann beispielsweise als eine Art Stempel dienen. Bevorzugt verbleibt der Klebevorformling nach dem Formgebungsprozess an dem Aufnahmeabschnitt bzw. dem Einsteckabschnitt, wobei das Formwerkzeug entfernt wird.In a specific development it can be provided that the adhesive preform is preformed by the molding tool on the receiving portion or on the insertion portion. Preferably, the adhesive preform is pressed directly on the first or the second joining component in the form. In particular, the receiving portion or the insertion portion forms part of the mold. The receiving portion may serve as a kind of template, for example. The plug-in section can serve, for example, as a kind of stamp. Preferably, the adhesive preform remains after the forming process at the receiving portion or the insertion portion, wherein the mold is removed.
In einer weiteren Konkretisierung wird eine Werkzeugtemperatur während der Vorformung des Klebevorformlings gesteuert, wobei auf Basis der Werkzeugtemperatur eine Vorvernetzung des Klebstoffes eingestellt werden kann. Insbesondere wird dem Formwerkzeug zur Einstellung der Werkzeugtemperatur Wärme zugehführt. Vorzugsweise wird durch die Steuerung der Werkzeugtemperatur der Grad der Vorvernetzung so eingestellt, dass eine Anhaftung des Klebevorformlings an dem Formwerkzeug reduziert oder verhindert wird. Optional ergänzend kann durch die Steuerung der Werkzeugtemperatur die Handhabung des Klebstoffs bzw. des Klebevorformlings verbessert werden.In a further concretization, a tool temperature is controlled during the preforming of the adhesive preform, it being possible to set a pre-crosslinking of the adhesive on the basis of the tool temperature. In particular, heat is added to the mold to adjust the mold temperature. Preferably, the degree of pre-crosslinking is adjusted by the control of the tool temperature so that an adhesion of the adhesive preform to the mold is reduced or prevented. As an additional option, the handling of the adhesive or of the adhesive preform can be improved by controlling the tool temperature.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass der Aufnahmeabschnitt und/oder der Einsteckabschnitt vor dem Einstecken mit dem Klebevorformling versehen wird. Insbesondere wird der Klebevorformling in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet, wobei anschließend der Einsteckabschnitt in den Klebevorformling eingesteckt wird. Alternativ wird der Klebevorformling an dem Einsteckabschnitt angeordnet, wobei anschließend der Einsteckabschnitt zusammen mit dem Klebevorformling in den Aufnahmeabschnitt eingesteckt werden.It is preferably provided that the receiving portion and / or the insertion portion is provided prior to insertion with the adhesive preform. In particular, the adhesive preform is arranged in the receiving portion, wherein subsequently the insertion portion is inserted into the adhesive preform. Alternatively, the adhesive preform is arranged on the insertion portion, wherein subsequently the insertion portion are inserted together with the adhesive preform in the receiving portion.
Durch das Einstecken des Einsteckabschnitts in den Aufnahmeabschnitt wird der Klebevorformling an den Aufnahmeabschnitt und/oder an den Einsteckabschnitt angeformt. Insbesondere wird das erste und/oder das zweite Fügebauteil beim Einstecken in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse mit einer Druckkraft beaufschlagt, wodurch der Klebevorformling geringfügig verformt wird und sich an die Oberfläche des Aufnahmeabschnitts und/oder Einsteckabschnitts flächig anlegt. Dadurch wird eine optimale Verteilung des Klebstoffs in dem Klebespalt umgesetzt, wodurch die Eigenschaften der Klebeverbindung deutlich verbessert werden können. Alternativ kann der Klebevorformling derart vorgeformt sein, sodass dieser den Klebespalt zwischen dem Einsteckabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt ohne eine weitere Verformung vollständig ausbildet. By inserting the insertion portion in the receiving portion of the adhesive preform is integrally formed on the receiving portion and / or on the insertion portion. In particular, the first and / or the second joining component is subjected to a pressing force in the axial direction with respect to the main axis, as a result of which the adhesive preform is slightly deformed and lies flat against the surface of the receiving section and / or insertion section. As a result, an optimal distribution of the adhesive is implemented in the adhesive gap, whereby the properties of the adhesive bond can be significantly improved. Alternatively, the adhesive preform may be preformed such that it completely forms the adhesive gap between the male portion and the female portion without further deformation.
In einer konkreten Ausführung ist vorgesehen, dass der Klebevorformling auf eine Fügetemperatur erhitzt wird, wobei der Klebevorformling während oder bei Erreichen der Fügetemperatur ausgehärtet wird. Insbesondere beträgt die Fügetemperatur mehr als 100 °C, vorzugsweise mehr als 150 °C, Im Speziellen mehr als 200 °C. Bevorzugt härtet der Klebevorformling bei Erreichen der Fügetemperatur vollständig aus, sodass die Klebeverbindung gebildet wird. Bevorzugt ist der Klebstoff bei einer Raumtemperatur formbar, wobei vorzugsweise eine Vernetzungsreaktion erst beim Erhitzen des Klebstoffes stattfindet.In a concrete embodiment, it is provided that the adhesive preform is heated to a bonding temperature, wherein the adhesive preform is cured during or when the bonding temperature is reached. In particular, the bonding temperature is more than 100 ° C, preferably more than 150 ° C, especially more than 200 ° C. Preferably, the adhesive preform fully hardens upon reaching the bonding temperature, so that the adhesive bond is formed. Preferably, the adhesive is moldable at a room temperature, preferably a crosslinking reaction takes place only upon heating of the adhesive.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass das erste und/oder das zweite Fügebauteil in einem Pultrusionsprozess hergestellt wird. Insbesondere wird bei dem Pultrusionsprozess ein Verstärkungsstoff in eine Matrix eingebettet, sodass ein faserverstärkter Werkstoff, insbesondere ein faserverstärkter Kunststoff, gebildet wird. In dem Pultrusionsprozess werden das erste und/oder das zweite Fügebauteil nur teilweise ausgehärtet wird, wobei das erste und/oder das zweite Fügebauteil während oder nach der Ausbildung der Klebeverbindung vollständig, insbesondere zusammen mit der Klebeverbindung, ausgehärtet werden. Insbesondere verfügt das erste bzw. das zweite Fügebauteil eine restliche Reaktivität von mehr als 2%, vorzugsweise mehr als 5%, im Speziellen mehr als 10%, welche vorzugsweise bei der Aushärtung vollständig umgesetzt wird. Dadurch kann eine Anbindung der Klebeverbindung an dem ersten und/oder dem zweiten Fügebauteil deutlich verbessert werden.It is preferably provided that the first and / or the second joining component is produced in a pultrusion process. In particular, in the pultrusion process, a reinforcing material is embedded in a matrix, so that a fiber-reinforced material, in particular a fiber-reinforced plastic, is formed. In the pultrusion process, the first and / or the second joining component is only partially cured, wherein the first and / or the second joining component during or after the formation of the adhesive bond are cured completely, in particular together with the adhesive bond. In particular, the first or the second joining component has a residual reactivity of more than 2%, preferably more than 5%, in particular more than 10%, which is preferably completely reacted during the curing. As a result, a connection of the adhesive bond to the first and / or the second joining component can be significantly improved.
In einer konkreten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der Aufnahmeabschnitt mindestens einen Abstand zu dem Einsteckabschnitt aufweist. Der Abstand ist insbesondere durch eine angepasste Ausformung, vorzugsweise eine Aussparung und/oder Einsenkung, in dem Bodenbereich und/oder dem Einführungsbereich gebildet. Bevorzugt ist der Abstand in axialer Richtung und/der in radialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Einsteckabschnitt gebildet. Der Klebevorformling ist zumindest bereichsweise in dem Abstand aufgenommen. Bevorzugt wird der Klebevorformling in axialer Richtung oder in Querrichtung zu der Hauptachse in den Aufnahmeabschnitt eingeschoben.In a specific embodiment, it is provided that the receiving portion has at least one distance from the insertion portion. The distance is in particular formed by an adapted formation, preferably a recess and / or depression, in the bottom region and / or the introduction region. Preferably, the distance in the axial direction and / or in the radial direction with respect to the main axis between the receiving portion and the insertion portion is formed. The adhesive preform is at least partially received in the distance. Preferably, the adhesive preform is inserted in the axial direction or in the transverse direction to the main axis in the receiving portion.
Bei einem Abkühlungsprozess wird im Bereich des Abstandes ein erhöhter Druck auf den Klebstoffvorformling aufgeprägt, sodass eine Anbindung des Klebstoffs an den Aufnahmeabschnitt und/oder den Einsteckabschnitt verbessert wird. Im Speziellen erfolgt der Abkühlungsprozess nach Erreichen der Fügetemperatur. Vorzugsweise erfolgt aufgrund der Abkühlung eine thermische Volumenreduktion und somit ein Schrumpf des ersten und/oder des zweiten Fügebauteils, wodurch der Klebespalt zwischen dem Einsteckabschnitt und dem Aufnahmeabschnitt reduziert wird. Der Klebevorformling, insbesondere die Klebeverbindung, weist in dem Abstand eine erhöhte Klebschichtdicke auf, wobei beim Abkühlen ein erhöhter Druck aufgrund der erhöhten Klebschichtdicke auf den Klebevorformling aufgeprägt wird, wodurch der Klebstoff weiter in dem Klebespalt verteilt wird. Durch den erzeugten Druck wird die allseitige Anbindung der Klebeverbindung an dem Einsteckabschnitt und/oder den Aufnahmeabschnitt zusätzlich verbessert. Zudem kann der Klebstoff weitere in dem Klebespalt verteilt werden, wodurch die Gefahr einer Luftblasenbildung bzw. Porenbildung verhindert wird.In a cooling process, an increased pressure on the adhesive preform is impressed in the region of the distance, so that a connection of the adhesive to the receiving portion and / or the insertion portion is improved. In particular, the cooling process takes place after reaching the joining temperature. Preferably, due to the cooling, a thermal volume reduction and thus a shrinkage of the first and / or the second joining component, whereby the adhesive gap between the male portion and the receiving portion is reduced. The adhesive preform, in particular the adhesive bond, has an increased adhesive layer thickness at a distance, wherein upon cooling an increased pressure is imparted to the adhesive preform due to the increased adhesive layer thickness, whereby the adhesive is further distributed in the adhesive gap. Due to the pressure generated, the all-sided connection of the adhesive bond to the insertion section and / or the receiving section is additionally improved. In addition, the adhesive can be further distributed in the adhesive gap, whereby the risk of air bubbles or pore formation is prevented.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft eine Achsstrebe für ein Fahrzeug, welche vorzugsweise durch das bereits zuvor beschriebene Verfahren hergestellt wurde. Die Achsstrebe kann in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs verwendet werden, z. B. in einem NKW, LKW oder PKW. Die Achsstrebe wird in einem Fahrbetrieb größtenteils axial entlang der Hauptachse, insbesondere durch Druck- und/oder Zugkräfte, und/oder in bei einer auftretenden Wanklast des Fahrzeugs auf Torsion beansprucht.Another object of the invention relates to a Achsstrebe for a vehicle, which was preferably prepared by the method previously described. The axle strut can be used in a chassis of a vehicle, for. B. in a commercial vehicle, truck or car. The axle strut is claimed in a driving operation largely axially along the main axis, in particular by pressure and / or tensile forces, and / or in at a occurring roll load of the vehicle to torsion.
Die die Achsstrebe weist mindestens ein Lasteinleitbauteil als das erste Fügebauteil und ein Profilbauteil als das zweite Fügebauteil auf. Das Profilbauteil kann eine längliche Form aufweisen, wobei insbesondere ein Längenmaß größer ist als ein Breitenmaß des Profilbauteils. Das Profilbauteil definiert vorzugsweise mit seiner Längsachse die Hauptachse, wobei der Einsteckabschnitt in Bezug auf die Hauptachse am axialen Ende des Profilbauteils gebildet ist. Besonders bevorzugt weist das Profilbauteil beidseitig den Einsteckabschnitt auf, wobei jedem der beiden Einsteckabschnitte jeweils ein Lasteinleitbauteil zugeordnet ist.The axle strut has at least one load introduction component as the first joining component and a profile component as the second joining component. The profile component may have an elongated shape, wherein in particular a length dimension is greater than a width dimension of the profile component. The profile component preferably defines the main axis with its longitudinal axis, wherein the insertion portion is formed with respect to the main axis at the axial end of the profile component. Particularly preferably, the profile component on both sides of the insertion portion, wherein each of the two Einsteckabschnitte is assigned in each case a Lasteinleitbauteil.
Das Lasteinleitbauteil ist vorzugsweise als ein Insert ausgebildet. Das Lasteinleitbauteil hat somit die Funktion der Kraft- bzw. Lasteinleitung in das Profilbauteil. Bevorzugt weist die Achsstrebe genau zwei der Lasteinleitbauteile auf, wobei die beiden Lasteinleitbauteile jeweils endseitig des Profilbauteils angeordnet sind. Im Speziellen sind die beiden Lasteinleitbauteile identisch oder baugleich ausgebildet. Das Lasteinleitbauteil weist eine Aussparung, insbesondere ein sogenanntes Lagerauge, für eine Lagereinrichtung auf. Beispielsweise kann die Lagereinrichtung als ein Gummi-Metall-Lager, eine Bolzenverbindung oder ein Elastomerlager ausgebildet sein. Besonders bevorzugt weisen beide Lasteinleitbauteile gleichförmig ausgeformte Aufnahmeabschnitte auf. Alternativ können die Aufnahmeabschnitte jedoch auch voneinander unterschiedlich ausgeformte Aufnahmeabschnitte aufweisen.The load introduction component is preferably designed as an insert. The Lasteinleitbauteil thus has the function of force or load introduction into the Profile component. Preferably, the axle strut has exactly two of the load introduction components, wherein the two load introduction components are each arranged on the end side of the profile component. In particular, the two Lasteinleitbauteile identical or identical. The load introduction component has a recess, in particular a so-called bearing eye, for a bearing device. For example, the bearing device may be formed as a rubber-metal bearing, a bolt connection or an elastomer bearing. Particularly preferably, both Lasteinleitbauteile on uniformly shaped receiving portions. Alternatively, however, the receiving sections may also have differently shaped receiving sections.
Das Profilbauteil weist einen Einsteckabschnitt und das Lasteinleitbauteil einen Aufnahmeabschnitt auf, wobei der Einsteckabschnitt in dem Aufnahmeabschnitt aufgenommen und durch die Klebeverbindung mit dem Aufnahmeabschnitt verbunden ist. Das Profilbauteil wird mit dem mindestens einen Lasteinleitbauteil dadurch zu der Achsstrebe verbunden, dass der Einsteckabschnitt in den Aufnahmeabschnitt eingesteckt wird. Prinzipiell können die beiden Lasteinleitbauteile zeitgleich mit dem Profilbauteil verbunden werden. Alternativ werden die beiden Lasteinleitbauteile nacheinander mit dem Profilbauteil verbunden.The profile component has a plug-in section and the load introduction component has a receiving section, wherein the plug-in section is received in the receiving section and connected to the receiving section by the adhesive connection. The profile component is connected to the at least one load introduction component by the axle strut in that the insertion section is inserted into the receiving section. In principle, the two Lasteinleitbauteile can be connected at the same time with the profile component. Alternatively, the two Lasteinleitbauteile be connected in succession with the profile component.
In einem bevorzugten Vorbereitungsprozess wird das Lasteinleitbauteil vor dem Fügen in einem ersten Reinigungsschritt gereinigt, in einem Beizschritt gebeizt, in einem zweiten Reinigungsschritt gereinigt und anschließend in einem Trocknungsschritt getrocknet. Insbesondere wird das Lasteinleitbauteil in dem ersten Reinigungsschritt von Verschmutzungen befreit. Insbesondere wird in dem Beizschritt die Oberfläche, insbesondere des Aufnahmeabschnitts, gebeizt, wodurch eine Aktivierung der Oberfläche umgesetzt wird. Nach dem Beizschritt wird das Lasteinleitbauteil in dem zweiten Reinigungsschritt vorzugsweise mit destilliertem Wasser gereinigt. Nach dem Trocknungsschritt ist das Lasteinleitbauteil lagerstabil und für die Verklebung mit dem Profilbauteil vorbereitet.In a preferred preparation process, the load introduction component is cleaned before joining in a first cleaning step, pickled in a pickling step, cleaned in a second cleaning step and then dried in a drying step. In particular, the load introduction component is freed from contamination in the first cleaning step. In particular, in the pickling step, the surface, in particular of the receiving portion, is pickled, whereby an activation of the surface is implemented. After the pickling step, the load introduction component is preferably cleaned with distilled water in the second cleaning step. After the drying step, the load introduction component is storage-stable and prepared for bonding to the profile component.
Alternativ oder optional ergänzend wird das Profilbauteil in einem weiteren bevorzugten Vorbereitungsprozess vor dem Fügen in einem weiteren Reinigungsschritt gereinigt und in einem anschließenden weiteren Trocknungsschritt getrocknet. Besonders bevorzugt wird das Profilbauteil vorzugsweise mit einem Reinigungsmittel, z.B. Isopropanol, gereinigt. Nach dem weiteren Trocknungsschritt ist das Profilbauteil lagerstabil und für die Verklebung mit dem Lasteinleitbauteil vorbereitet.Alternatively or optionally in addition, the profile component is cleaned in a further preferred preparation process prior to joining in a further purification step and dried in a subsequent further drying step. Particularly preferably, the profile component is preferably treated with a cleaning agent, e.g. Isopropanol, cleaned. After the further drying step, the profile component is storage-stable and prepared for bonding to the load introduction component.
Die Klebeverbindung ist gleichmäßig zwischen dem Aufnahmeabschnitt und dem Einsteckabschnitt verteilt. Der Einsteckabschnitt und der Aufnahmeabschnitt sind vorzugsweise flächig über die Klebeverbindung miteinander verbunden. Insbesondere kontaktiert die Klebeverbindung einerseits den Aufnahmeabschnitt und andererseits den Einsteckabschnitt flächig. Bevorzugt kann die flächige Klebeverbindung an jeder Stelle des Klebespalts eine einheitliche Klebschichtstärke, im Sinne einer räumlichen Ausdehnung des Klebstoffs, aufweisen.The adhesive bond is distributed evenly between the receiving portion and the insertion portion. The plug-in section and the receiving section are preferably connected to one another in a flat manner via the adhesive connection. In particular, the adhesive connection on the one hand contacted the receiving portion and on the other hand, the plug-in portion surface. Preferably, the two-dimensional adhesive bond at each point of the adhesive gap, a uniform adhesive layer thickness, in the sense of a spatial extent of the adhesive having.
Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Klebeverbindung im Bereich des Abstands eine erhöhte Klebschichtdicke aufweist. Insbesondere liegt der Klebstoff im Bereich des Abstands dicker vor als an einer anderen Stelle. Durch die erhöhte Klebschichtdicke der Klebeverbindung ist an dieser Stelle eine höhere Elastizität sowie eine höhere Duktilität bzw. Bruchdehnung ausgebildet.It is preferably provided that the adhesive bond in the region of the distance has an increased adhesive layer thickness. In particular, the adhesive is thicker in the region of the distance than at another location. Due to the increased adhesive layer thickness of the adhesive bond, a higher elasticity and a higher ductility or elongation at break are formed at this point.
In einer weiteren konstruktiven Konkretisierung ist vorgesehen, dass das das Profilbauteil aus mindestens einem Längsprofil und mindestens einem Querprofil gebildet ist. Bevorzugt ist das Längsprofil mit dem Querprofil verbunden. Insbesondere ist das Profilbauteil einstückig oder mehrteilig ausgeformt. Bei einer einstückigen Ausformung wird das Profilbauteil in einem Stück hergestellt, ist also nicht aus verschiedenen Bauelementen zusammengefügt. Beispielsweise kann das Profilbauteil mittels des Pultrusionsverfahrens oder mittels eines Pulwindingverfahrens hergestellt werden. Das einstückige Profilbauteil kann nicht zerstörungsfrei zerlegt werden. Bei einer mehrteiligen Ausformung ist das Profilbauteil aus mehreren Bauelementen, vorzugsweise stoffschlüssig, zusammengefügt. Besonders bevorzugt ist das Profilbauteil aus mehreren, insbesondere genau drei, parallel zueinander verlaufenden Längsprofilen gebildet, welche jeweils über mindestens ein, vorzugsweise genau zwei, Querprofile miteinander verbunden sind. Das mindestens eine Längsprofil und/oder das mindestens eine Querprofil sind vorzugsweise als ein dünner Materialstreifen ähnlich einer rechteckigen Platte ausgeformt. Besonders bevorzugt ist das Profilbauteil rohrförmig ausgebildet, wobei das Profilbauteil insbesondere einen rechteckigen Öffnungsquerschnitt aufweist.In a further constructive specification, it is provided that the profile component is formed from at least one longitudinal profile and at least one transverse profile. Preferably, the longitudinal profile is connected to the transverse profile. In particular, the profile component is formed in one piece or in several parts. In a one-piece molding, the profile component is made in one piece, so it is not assembled from different components. For example, the profile component can be produced by means of the pultrusion method or by means of a pultrusion method. The one-piece profile component can not be disassembled nondestructively. In a multi-part molding, the profile component of several components, preferably cohesively, joined together. Particularly preferably, the profile component of several, in particular exactly three, mutually parallel longitudinal profiles formed, which are connected to each other via at least one, preferably exactly two, transverse profiles. The at least one longitudinal profile and / or the at least one transverse profile are preferably formed as a thin strip of material similar to a rectangular plate. Particularly preferably, the profile component is tubular, wherein the profile component in particular has a rectangular opening cross-section.
Der Aufnahmeabschnitt ist aus mindestens einer Quernut und/oder mindestens einer Längsnut gebildet, wobei das mindestens eine Längsprofil in der mindestens einen Längsnut und/oder das mindestens einer Querprofil in der mindestens einen Quernut aufgenommen ist. Insbesondere weist der Aufnahmeabschnitt die gleiche Anzahl an Längsnuten auf wie das Profilbauteil an Längsprofilen aufweist und/oder die gleiche Anzahl an Quernuten wie das Profilbauteil an Querprofilen aufweist. Insbesondere ist jedes der Längsprofile jeweils in einer separaten Längsnut und/oder jedes der Querprofile jeweils in einer separaten Quernut aufgenommen.The receiving portion is formed from at least one transverse groove and / or at least one longitudinal groove, wherein the at least one longitudinal profile is received in the at least one longitudinal groove and / or the at least one transverse profile in the at least one transverse groove. In particular, the receiving portion has the same number of longitudinal grooves as the profile component has on longitudinal profiles and / or has the same number of transverse grooves as the profile component on transverse profiles. In particular, each of the longitudinal profiles is in each case received in a separate longitudinal groove and / or each of the transverse profiles in each case in a separate transverse groove.
Bevorzugt sind die Quernuten und/oder die Längsnuten als durchlaufende Nuten ausgebildet, welche endseitig offen ausgestaltet sind. Bevorzugt sind alle Längsnuten und/oder alle Quernuten gleichmäßig voneinander beabstandet und/oder parallel zueinander in das Lasteinleitelement eingebracht. Besonders bevorzugt sind die Längsnuten und die Quernuten gleich tief in das Lasteinleitelement eingebracht. Insbesondere erstrecken sich die Quernuten quer zu den Längsnuten, sodass alle Längsnuten mindestens einmal durch die Quernuten geschnitten werden. Preferably, the transverse grooves and / or the longitudinal grooves are formed as continuous grooves, which are designed to be open at the ends. Preferably, all the longitudinal grooves and / or all transverse grooves are uniformly spaced from each other and / or parallel to each other introduced into the Lasteinleitelement. Particularly preferably, the longitudinal grooves and the transverse grooves are introduced equally deep into the load introduction element. In particular, the transverse grooves extend transversely to the longitudinal grooves, so that all longitudinal grooves are cut at least once through the transverse grooves.
In einer bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist das Profilbauteil aus einem faserverstärkten Kunststoffverbundmaterial ausgeformt. Insbesondere ist das Profilbauteil aus einem endlosfaserverstärkten Kunststoff gefertigt, wobei insbesondere das mindestens eine Längsprofile und/oder das mindestens eine Querprofil eine unidirektionale Faserverstärkung aufweisen. Bevorzugt sind die Fasern in axialer Richtung in Bezug auf die Hauptachse ausgerichtet. Das Profilbauteil kann aus einem carbonfaserverstärkten Kunststoffverbund (CFK) oder einem glasfaserverstärkten Kunststoffverbund (GFK) oder aus einem aramidverstärkten Kunststoffverbund (AFK) ausgeformt sein.In a preferred specific embodiment, the profile component is formed from a fiber-reinforced plastic composite material. In particular, the profile component is made of a continuous fiber-reinforced plastic, wherein in particular the at least one longitudinal profile and / or the at least one transverse profile have a unidirectional fiber reinforcement. Preferably, the fibers are aligned in the axial direction with respect to the major axis. The profile component may be formed from a carbon fiber reinforced plastic composite (CFRP) or a glass fiber reinforced plastic composite (GRP) or from an aramid reinforced plastic composite (AFK).
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert, wobei weitere Vorteile, Merkmale und Wirkungen der Figurenbeschreibung zu entnehmen sind. Es zeigen:
-
1 in einer dreidimensionalen Darstellung eine Achsstrebe für ein Fahrzeug als ein Ausführungsbeispiel der Erfindung; -
2 einen Querschnitt eines Profilbauteils der Achsstrebe aus1 ; -
3 in einer dreidimensionalen Darstellung ein Lasteinleitelement der Achsstrebe aus1 ; -
4 eine Detailansicht der Klebeverbindung zwischen dem Profilbauteil und dem Lasteinleitelement; -
5 in einer dreidimensionalen Darstellung einen Klebevorformling zur Herstellung einer Klebeverbindung der Achsstrebe aus1 ; -
6 eine weitere Detailansicht der Klebeverbindung zwischen dem Profilbauteil und dem Lasteinleitelement.
-
1 in a three-dimensional representation of an axle brace for a vehicle as an embodiment of the invention; -
2 a cross section of a profile component of the axle strut1 ; -
3 in a three-dimensional representation of a Lasteinleitelement the Achsstrebe1 ; -
4 a detailed view of the adhesive bond between the profile member and the Lasteinleitelement; -
5 in a three-dimensional representation of an adhesive preform for producing an adhesive joint of the axle strut1 ; -
6 a further detailed view of the adhesive bond between the profile component and the load-introducing element.
Die Achsstrebe
Das Profilbauteil
Die beiden Lasteinleitelemente
Die
Die Längsprofile
Die Längsnuten
Die Längsnuten
Das Lasteinleitbauteil
Während des Fügeprozesses müssen die Längs- und die Quernuten
Anschließend wird der Klebstoff
Der Klebevorformling
Der Abstand
Bei einer Abkühlung des Lasteinleitbauteils
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- AchsstrebeTorque rod
- 22
- Profilbauteilprofile component
- 33
- LasteinleitbauteilLasteinleitbauteil
- 44
- Lageraugebearing eye
- 55
- Querprofilecross sections
- 66
- Längsprofilelongitudinal profiles
- 77
- Aufnahmeabschnittreceiving portion
- 88th
- Längsnutenlongitudinal grooves
- 99
- Quernutentransverse grooves
- 1010
- Einführungsbereichintroduction section
- 1111
- Bodenbereichfloor area
- 1212
- Einsteckabschnittinsertion section
- 1313
- Klebeverbindungadhesive bond
- 1414
- Klebstoffadhesive
- 1515
- Klebespaltbonding gap
- 1616
- KlebevorformlingAdhesive preform
- 1717
- Abstanddistance
- 1818
- weiterer Abstand further distance
- HH
- Hauptachsemain axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 4441220 A1 [0003]DE 4441220 A1 [0003]
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