DE102022213863A1 - Method and system for producing a bending beam - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Biegeträgers (15) mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form für einen Wankstabilisator (1), mit den Schritten:- Formen eines Grundgerüsts (16) mit einer fachwerkartigen Struktur aus zumindest einem endlosfaserverstärkten Faserstrang (17) in einem Wickelprozess (30), wobei der Faserstrang (17) aus mehreren in eine duromere Matrix (34) eingebetteten Filamenten (33) gebildet wird, wobei beim Formen des Grundgerüsts (16) der zumindest eine Faserstrang (17) in unidirektionalen Wickellagen (20, 21) und sich kreuzenden Wickellagen (19) mit einem Abstand zueinander um zumindest zwei zueinander beabstandete Stützelemente (23, 24) herum abgelegt wird, wobei in Bereichen zwischen den Stützelementen (23, 24) der Abstand der Wickellagen (19, 20) zueinander im Wesentlichen der Stärke des zumindest einen Faserstrangs (17) entspricht, wobei die unidirektionalen Wickellagen (20, 21) und die sich kreuzenden Wickellagen (19) beim Formen des Grundgerüsts (16) unkompaktiert in den Bereichen zwischen den Stützelementen (23, 24) abgelegt werden; und- Einbetten (31) des geformten Grundgerüsts (16) in eine faserverstärkte Kunststoffmasse (18).The invention relates to a method for producing a bending beam (15) with a predetermined three-dimensional shape for a roll stabilizer (1), comprising the steps of:- forming a basic framework (16) with a framework-like structure from at least one continuous fiber-reinforced fiber strand (17) in a winding process (30), wherein the fiber strand (17) is formed from a plurality of filaments (33) embedded in a duromer matrix (34), wherein during the formation of the basic framework (16) the at least one fiber strand (17) is laid in unidirectional winding layers (20, 21) and intersecting winding layers (19) with a distance from one another around at least two support elements (23, 24) spaced apart from one another, wherein in areas between the support elements (23, 24) the distance between the winding layers (19, 20) essentially corresponds to the thickness of the at least one fiber strand (17), wherein the unidirectional winding layers (20, 21) and the crossing winding layers (19) are deposited uncompacted in the areas between the support elements (23, 24) during the formation of the basic structure (16); and- embedding (31) the formed basic structure (16) in a fibre-reinforced plastic mass (18).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Biegeträgers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin ist ein System zur Herstellung eines Biegeträgers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 11 Gegenstand der Erfindung.The invention relates to a method for producing a bending beam according to the preamble of claim 1. Furthermore, a system for producing a bending beam according to the preamble of
Ein Biegeträger für einen Wankstabilisator ist aus der
Aus der
Aus der
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Biegeträgers bereitzustellen, welcher sich durch eine reduzierte Masse auszeichnet und dabei bestehende Anforderungen an die mechanische Belastbarkeit erfüllt.Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to provide a method for producing a bending beam which is characterized by a reduced mass and at the same time meets existing requirements for mechanical load-bearing capacity.
Diese Aufgabe wird aus verfahrenstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus vorrichtungstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 11 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.This problem is solved from a process engineering perspective based on the generic term of claim 1 in conjunction with its characterizing features. From a device engineering perspective, the problem is solved based on the generic term of the
Gemäß dem Anspruch 1 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Biegeträgers mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form für einen Wankstabilisator vorgeschlagen, mit den Schritten:
- - Formen eines Grundgerüsts mit einer fachwerkartigen Struktur aus zumindest einem endlosfaserverstärkten Faserstrang in einem Wickelprozess, wobei der Faserstrang aus mehreren in eine duromere Matrix eingebetteten Filamenten gebildet wird, wobei beim Formen des Grundgerüsts der zumindest eine Faserstrang in unidirektionalen, insbesondere schlaufenförmigen, Wickellagen und sich kreuzenden Wickellagen mit einem Abstand zueinander um zumindest zwei zueinander beabstandete Stützelemente herum abgelegt wird, wobei in Bereichen zwischen den Stützelementen der Abstand der Wickellagen zueinander im Wesentlichen der Stärke des zumindest einen Faserstrangs entspricht, wobei die unidirektionalen Wickellagen und die sich kreuzenden Wickellagen beim Formen des Grundgerüsts unkompaktiert in den Bereichen zwischen den Stützelementen abgelegt werden; und
- - Einbetten des geformten Grundgerüsts in eine faserverstärkte Kunststoffmasse.
- - forming a basic framework with a framework-like structure from at least one continuous fiber-reinforced fiber strand in a winding process, wherein the fiber strand is formed from several filaments embedded in a duromer matrix, wherein during the formation of the basic framework the at least one fiber strand is laid in unidirectional, in particular loop-shaped, winding layers and intersecting winding layers with a distance from one another around at least two support elements spaced apart from one another, wherein in areas between the support elements the distance between the winding layers essentially corresponds to the thickness of the at least one fiber strand, wherein the unidirectional winding layers and the intersecting winding layers are laid uncompacted in the areas between the support elements during the formation of the basic framework; and
- - Embedding the formed basic framework in a fibre-reinforced plastic mass.
Bislang ist es üblich, in bisherigen Bauweisen von kunstfaserverstärkten Bauteilen, die Bündel aus Fasersträngen, welche das endlosfaserverstärkte Grundgerüst bilden, zu kompaktieren, um die Kraftübertragungsfähigkeit im sich dadurch ausbildenden Laminat durch eine erhöhte Kraftübertragung zwischen den Fasern zu erhöhen.To date, it has been common practice in previous designs of synthetic fiber-reinforced components to compact the bundles of fiber strands that form the continuous fiber-reinforced basic structure in order to increase the force transmission capacity in the resulting laminate by increasing the force transmission between the fibers.
Hiervon abweichend wird beim vorschlagsgemäßen Verfahren zur Herstellung des Biegeträgers auf eine Kompaktierung der Wickellagen verzichtet. Vielmehr werden die Wickellagen unkompaktiert in einer fachwerkartigen Struktur und mit Abstand zueinander angeordnet, wodurch eine Vielzahl von Zwischenräumen ausbildet wird, um eine erheblich größere Anbindungsfläche an die faserverstärkte Kunststoffmasse zu ermöglichen, um diese formschlüssig und kraftschlüssig an die Wickellagen anzubinden.In contrast to this, the proposed process for producing the bending beam does not involve compacting the winding layers. Instead, the winding layers are uncompacted in a lattice-like structure and arranged at a distance from one another, thereby forming a large number of gaps in order to enable a considerably larger connection surface to the fibre-reinforced plastic mass in order to connect it to the winding layers in a form-fitting and force-fitting manner.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann der zumindest eine Faserstrang, der zum Wickeln des Grundgerüsts verwendetet wird, zumindest im äußeren Randbereich Filamente aufweisen, die unvollständig von der duromeren Matrix umschlossen sind. Der Faserstrang zeichnet sich durch eine unvollständige Harzsättigung, d.h. eine unvollständige Umschließung bzw. Benetzung mit der duromeren Matrix, aus. Hierzu kann im Rahmen eines Imprägniervorgangs mittels einer Imprägniereinheit Einfluss auf die Harzsättigung genommen werden. Unvollständig von der duromeren Matrix benetzte Filamente befinden sich dabei vorzugsweise in einem äußeren Randbereich des Faserstrangs. Dies ist bei der Anbindung der thermoplastischen Kunststoffmasse beim Vorgang des Einbettens vorteilhaft, da die Kunststoffmasse an trockenen bzw. unvollständig von der duromeren Matrix benetzten Filamenten besser anhaften kann. Die Harzsättigung ist abhängig vom Faservolumengehalt des Faserstranges, wobei mit zunehmenden Faservolumengehalt die Harzsättigung die Anzahl von Bereichen des Faserstranges, die während des Imprägniervorgangs unbenetzt bleiben, zunimmt. Alternativ kann anstelle eines zunehmenden Faservolumens ein Abstreifelement vorgesehen sein, welches nach dem Imprägniervorgang die duromere Matrix im äußeren Randbereich des Faserstrangs zumindest abschnittsweise abstreift.According to a preferred development, the at least one fiber strand used to wind the basic structure can have filaments that are incompletely enclosed by the thermosetting matrix, at least in the outer edge region. The fiber strand is characterized by incomplete resin saturation, i.e. incomplete enclosure or wetting with the thermosetting matrix. For this purpose, the resin saturation can be influenced by means of an impregnation unit as part of an impregnation process. Filaments that are incompletely wetted by the thermosetting matrix are preferably located in an outer edge region of the fiber strand. This is advantageous when bonding the thermoplastic material during the embedding process, since the plastic material can adhere better to dry filaments or filaments that are incompletely wetted by the thermosetting matrix. The resin saturation depends on the fiber volume content of the fiber strand, whereby with increasing fiber volume content the resin saturation increases the number of areas of the fiber strand that remain unwetted during the impregnation process. Alternatively, instead of an increasing fiber volume, a stripping element can be provided which strips the duromer matrix in the outer edge area of the fiber strand at least in sections after the impregnation process.
Alternativ oder zusätzlich kann auf den zumindest einen imprägnierten Faserstrang zumindest in Teilbereichen ein abschnittsweise parallel verlaufender trockener Faserstrang vor dem Wickeln des Grundgerüsts aufgepresst werden. Hierbei kann auf einen regulär imprägnierten Faserstrang ein zusätzlicher trockener, d.h. ohne Imprägnierung ausgeführter, Faserstrang aufgebracht werden, um direkte Andockbereiche an die Filamente zu schaffen. Hierfür kann eine spezielle Umspuleinrichtung verwendet werden, welche den trockenen Faserstrang auf den regulär imprägnierten Faserstrang als Hauptstrang aufpresst. Dies kann sowohl über die gesamte Länge als auch nur in Teilbereichen des als Hauptstrang ausgeführten Faserstrangs erfolgen.Alternatively or additionally, a dry fiber strand running parallel in sections can be pressed onto the at least one impregnated fiber strand at least in some areas before the basic structure is wound. In this case, an additional dry fiber strand, i.e. one without impregnation, can be applied to a regularly impregnated fiber strand in order to create direct docking areas for the filaments. A special rewinding device can be used for this, which presses the dry fiber strand onto the regularly impregnated fiber strand as the main strand. This can be done both over the entire length and only in parts of the fiber strand designed as the main strand.
Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Faserstrang vor der Ablage durch zumindest ein Kammelement oder zumindest ein Schneidelement geführt werden, durch welches der zumindest eine Faserstrang in mehrere Teilstränge aufgefächert wird. Die Verwendung zumindest eines Kammelementes oder zumindest eines Schneidelementes hat den Vorteil, dass die Oberfläche des aus dem in mehrere Teilstränge aufgefächerten Faserstrang gewickelten Grundgerüsts vergrößert wird. Unter mehreren Teilsträngen ist eine Anzahl größer als Drei zu verstehen.Alternatively or additionally, the at least one fiber strand can be guided through at least one comb element or at least one cutting element before being deposited, by which the at least one fiber strand is fanned out into several sub-strands. The use of at least one comb element or at least one cutting element has the advantage that the surface of the basic structure wound from the fiber strand fanned out into several sub-strands is increased. Several sub-strands is understood to mean a number greater than three.
Alternativ oder zusätzlich kann der zumindest eine Faserstrang vor der Ablage verdrillt werden. Der zumindest eine Faserstrang weist eine flache, im Wesentlichen bandförmige Form auf, d.h. die Breite des Faserstranges ist um ein Mehrfaches größer als dessen Höhe. Durch das Verdrillen des flachen Faserstranges kann dieser in eine im Wesentlichen spiralförmige Form überführt werden. Durch die im Wesentlichen spiralförmige Form des Faserstrangs wird eine vergrößerte Anlagefläche ausgebildet. Durch die vergrößerte Anlagefläche des spiralförmig verdrillten Faserstrangs wird eine Verbesserung des Formschlusses beim Einbetten in die Kunststoffmasse erreicht.Alternatively or additionally, the at least one fiber strand can be twisted before being deposited. The at least one fiber strand has a flat, essentially band-like shape, i.e. the width of the fiber strand is several times greater than its height. By twisting the flat fiber strand, it can be converted into an essentially spiral shape. The essentially spiral shape of the fiber strand creates an enlarged contact surface. The enlarged contact surface of the spirally twisted fiber strand improves the form fit when embedding in the plastic mass.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann das geformte Grundgerüst vor dem Einbetten zumindest abschnittsweise einer Oberflächenbehandlung unterzogen werden. Mittels der Oberflächenbehandlung kann eine Reinigung der Oberfläche des Grundgerüsts vor dessen Einbettung durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzliche kann mittels der Oberflächenbehandlung ein Ätzen und Strukturieren der Oberfläche durchgeführt werden. Dabei kann eine teilweise Freilegung von Filamenten durch die Entfernung der oberen Schicht der duromeren Matrix, d.h. der Entfernung des ausgehärteten, getrockneten Harzes, erreicht werden. Das Reinigen und/oder das Ätzen und Strukturieren der oberen Schicht der duromeren Matrix haben den Effekt, die kraftschlüssige Anbindung des Grundgerüsts beim Einbetten in die Kunststoffmasse zu verbessern.According to a preferred development, the formed basic structure can be subjected to a surface treatment at least in sections before embedding. The surface treatment can be used to clean the surface of the basic structure before it is embedded. Alternatively or additionally, the surface treatment can be used to etch and structure the surface. Partial exposure of filaments can be achieved by removing the upper layer of the duromer matrix, i.e. removing the hardened, dried resin. Cleaning and/or etching and structuring the upper layer of the duromer matrix have the effect of improving the force-fitting connection of the basic structure when embedding it in the plastic mass.
Insbesondere kann die Oberflächenbehandlung des Grundgerüsts mittels eines Plasmaverfahrens durchgeführt werden. Bevorzugt können als Verfahren zur Oberflächenbehandlung ein Niederdruckplasma-Prozess oder ein Atmosphärendruckplasma-Prozess verwendet werden. Der Niederdruckplasma-Prozess hat den Vorteil, dass die Aktivierung in einem abgeschlossenen Raum bei geringem Druck erfolgt, so dass auch filigran verzweigte Bereiche des Grundgerüsts der Oberflächenbehandlung beschädigungsfrei unterzogen werden können.In particular, the surface treatment of the basic structure can be carried out using a plasma process. Preferably, a low-pressure plasma process or an atmospheric pressure plasma process can be used as the surface treatment process. The low-pressure plasma process has the advantage that the activation takes place in a closed space at low pressure, so that even delicately branched areas of the basic structure can be subjected to surface treatment without damage.
Durch die Plasma-Behandlung des duroplastischen Grundgerüsts können definiert funktionelle Gruppen in der duroplastischen Oberfläche zur Anbindung der thermoplastischen Kunststoffmasse erzeugt werden.By plasma treatment of the thermosetting basic structure, defined functional groups can be created in the thermosetting surface for binding the thermoplastic polymer mass.
Bevorzugt kann das Grundgerüst kernlos im Freiform-Wickelverfahren erzeugt werden. Vorzugsweise wird ein innenliegendes Grundgerüst verwendet. Allerdings sind auch teilweise innen- und außenliegende Varianten des Grundgerüsts denkbar.Preferably, the basic framework can be produced without a core using the free-form winding process. Preferably, an internal basic framework is used. However, partially internal and external variants of the basic framework are also conceivable.
Vorzugsweise kann das Grundgerüst mittels eines Pressverfahrens oder mittels eines Spritzgussverfahrens oder mittels eines Druckgussverfahrens in die faserverstärkte Kunststoffmasse eingebettet werden.Preferably, the basic framework can be embedded in the fiber-reinforced plastic mass by means of a pressing process or by means of an injection molding process or by means of a die-casting process.
Insbesondere kann der Wickelprozess von zwei Robotern ausgeführt werden, wobei einer der Roboter den zumindest einen Faserstrang führt und der andere Roboter ein Werkzeug, an dem die zumindest zwei Stützelemente angeordnet sind, um die der zumindest eine Faserstrang abgelegt wird.In particular, the winding process can be carried out by two robots, wherein one of the robots guides the at least one fiber strand and the other robot guides a tool on which the at least two support elements are arranged, around which the at least one fiber strand is deposited.
Die eingangs gestellte Aufgabe wird gelöst durch ein System zur Herstellung eines Biegeträgers mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form für einen Wankstabilisator gemäß dem nebengeordneten Anspruch 11.The object posed at the outset is achieved by a system for producing a bending beam with a predetermined three-dimensional shape for a roll stabilizer according to the
Gemäß dem nebengeordneten Anspruch 11 wird ein System zur Herstellung eines Biegeträgers mit einer vorbestimmten dreidimensionalen Form für einen Wankstabilisator vorgeschlagen, welches zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche eingerichtet ist und/oder aufweist:
- - Mittel zum Formen eines Grundgerüsts mit einer fachwerkartigen Struktur aus zumindest einem endlosfaserverstärkten Faserstrang in einem Wickelprozess, wobei der Faserstrang aus mehreren in eine duromere Matrix eingebetteten Filamenten gebildet ist, wobei die Mittel dazu eingerichtet sind, beim Formen des Grundgerüsts den zumindest eine Faserstrang in unidirektionalen, insbesondere schlaufenförmigen, Wickellagen und sich kreuzenden Wickellagen mit einem Abstand zueinander um zumindest zwei zueinander beabstandete Stützelemente herum abzulegen;
- - wobei die Mittel zum Formen des Grundgerüsts zwei Roboter umfassen, von denen ein Roboter den zumindest einen Faserstrang führt und der andere Roboter ein Werkzeug mit den darauf angeordneten Stützelementen;
- - Mittel zum Einbetten des geformten Grundgerüsts in eine faserverstärkte Kunststoffmasse.
- - Means for forming a basic framework with a framework-like structure from at least one continuous fiber-reinforced fiber strand in a winding process, wherein the fiber strand is formed from several filaments embedded in a duromeric matrix, wherein the means are designed to lay down the at least one fiber strand in unidirectional, in particular loop-shaped, winding layers and intersecting winding layers at a distance from one another around at least two support elements spaced apart from one another during the formation of the basic framework;
- - wherein the means for forming the basic framework comprise two robots, of which one robot guides the at least one fiber strand and the other robot guides a tool with the support elements arranged thereon;
- - Means for embedding the shaped basic structure in a fibre-reinforced plastic mass.
Auf die Vorteile des erfindungsgemäßen Verfahrens darf verwiesen werden.Reference may be made to the advantages of the method according to the invention.
In einer Weiterbildung kann der den zumindest einen Faserstrang führende Roboter zur Zuführung des zumindest einen Faserstrangs ein Fadenauge aufweisen, welches ein Mittel zur Vergrößerung der Oberfläche des zumindest einen Faserstrangs aufweist. Das Mittel ist zur Beeinflussung der Oberflächenbeschaffenheit und/oder des strukturellen Aufbaus des zumindest einen Faserstrangs eingerichtet. Dadurch kann der Kraftschluss zwischen dem Grundgerüst und der Kunststoffmasse beim Einbetten verbessert werden, was für die Gesamtstabilität des Biegeträgers vorteilhaft ist.In a further development, the robot guiding the at least one fiber strand can have a thread eye for feeding the at least one fiber strand, which has a means for enlarging the surface of the at least one fiber strand. The means is designed to influence the surface quality and/or the structural design of the at least one fiber strand. This can improve the frictional connection between the basic structure and the plastic mass during embedding, which is advantageous for the overall stability of the bending beam.
Hierzu kann das Mittel als ein bogenförmiges oder ringförmiges Kammelement im Fadenauge ausgeführt sein. Der zu wickelnde Faserstrang läuft durch das Fadenauge hindurch und wird durch dieses während des dreidimensionalen Wickelprozesses geführt. Dabei wird der zumindest eine Faserstrang durch das Kammelement im Fadenauge aufgefächert und in einzelne Teilstränge zerlegt, die dann beim Wickeln des Grundgerüsts verarbeitet werden.For this purpose, the means can be designed as an arcuate or ring-shaped comb element in the thread eye. The fiber strand to be wound runs through the thread eye and is guided through it during the three-dimensional winding process. In this process, at least one fiber strand is fanned out by the comb element in the thread eye and broken down into individual strands, which are then processed when winding the basic structure.
Alternativ kann das Mittel als zumindest ein Schneidelement ausgeführt sein. Durch das zumindest eine Schneidelement kann der zumindest eine Faserstrang zerschnitten und in einzelne Teilstränge zerlegt werden. Bevorzugt kann das Schneidelement gitterförmig ausgeführt sein.Alternatively, the means can be designed as at least one cutting element. The at least one fiber strand can be cut and broken down into individual partial strands by the at least one cutting element. The cutting element can preferably be designed in the form of a grid.
Gemäß einer Weiterbildung kann der den zumindest einen Faserstrang führende Roboter zur Zuführung des zumindest einen Faserstrangs ein Fadenauge aufweisen, welches einen Außenrahmen und ein gegenüber dem Außenrahmen relativbewegliches Innenteil umfasst, welches rotierend angetrieben ist, wobei das Innenteil eine im Wesentlichen ovalen Öffnung zur Führung des zumindest einen Faserstrangs aufweisen. Hierzu kann das Innenteil kugelgelagert im Außenrahmen des Fadenauges angeordnet sein. Die Rotation kann durch einen elektrischen Antrieb realisiert werden. Der Antrieb des Innenteils kann dabei beispielsweise mittelbar durch einen Riemen erfolgen. Der Riemen kann die Rotation einer Antriebswelle des elektrischen Antriebs auf das Innenteil des Fadenauges übertragen. Die im Wesentlichen ovale Öffnung bildet einen flachen Auslass aus. Durch die Rotation des Innenteils des Fadenauges wird eine Verdrillung des von einer Spule oder dergleichen zugeführten, flachen Faserstrangs bewirkt. Dabei wird der zumindest eine zugeführte flache Faserstrang in eine Spiralform überführt, bevor dieser zur Bildung des Grundgerüsts abgelegt wird. Durch die Spiralform des zumindest einen Faserstrangs wird ein erhöhter Formschluss beim späteren Einbetten in die Kunststoffmasse erreicht.According to a further development, the robot guiding the at least one fiber strand can have a thread eye for feeding the at least one fiber strand, which comprises an outer frame and an inner part that is relatively movable relative to the outer frame and is driven in rotation, wherein the inner part has a substantially oval opening for guiding the at least one fiber strand. For this purpose, the inner part can be arranged in the outer frame of the thread eye with ball bearings. The rotation can be realized by an electric drive. The drive of the inner part can be carried out indirectly by a belt, for example. The belt can transfer the rotation of a drive shaft of the electric drive to the inner part of the thread eye. The substantially oval opening forms a flat outlet. The rotation of the inner part of the thread eye causes the flat fiber strand fed from a spool or the like to be twisted. The at least one fed flat fiber strand is converted into a spiral shape before it is laid down to form the basic structure. The spiral shape of the at least one fiber strand achieves an increased form fit during later embedding in the plastic mass.
Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebengeordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.The invention is not limited to the specified combination of features of the independent claims or those dependent thereon. In addition, there are possibilities to to combine individual features with one another, even if they emerge from the claims, the following description of preferred embodiments of the invention or directly from the drawings. The reference of the claims to the drawings by using reference symbols is not intended to limit the scope of protection of the claims.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
-
1 eine perspektivische Darstellung eines Wankstabilisators für eine Fahrerhauslagerung gemäß dem Stand der Technik; -
2 schematisch eine perspektivische, teilweise freigeschnittene Ansicht eines Biegeträgers; -
3 schematisch ein Grundgerüst des Biegeträgers; -
4 exemplarisch ein Ablauf des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Herstellung des Biegeträgers; -
5 eine schematische Darstellung eines Faserstrangs im Querschnitt mit teilweise unbenetzten Filamenten; -
6 eine schematische Darstellung eines Faserstrangs im Querschnitt mit einem zusätzlichen aufgepressten, unbenetzten Faserstrang; -
7 eine schematische Darstellung des Faserstrangs gemäß6 , der von einem zusätzlichen unbenetzten Faserstrang ummantelt ist; -
8 schematisch eine Darstellung eines Herstellungskonzepts fürden Biegeträger 15; -
9 schematisch eine Darstellung eines Fadenauges gemäß einer ersten Ausführungsform; -
10 schematisch eine Darstellung einer alternativen Ausführungsform des Fadenauges; -
11 schematisch eine Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Fadenauges; und -
12 eine schematische Darstellung eines verdrillten Faserstranges.
-
1 a perspective view of a roll stabilizer for a driver's cab suspension according to the prior art; -
2 schematically a perspective, partially cutaway view of a bending beam; -
3 schematically a basic framework of the bending beam; -
4 an example of a sequence of the method according to the invention for producing the bending beam; -
5 a schematic representation of a fiber strand in cross section with partially unwetted filaments; -
6 a schematic representation of a fiber strand in cross section with an additional pressed-on, unwetted fiber strand; -
7 a schematic representation of the fibre strand according to6 which is coated by an additional unwetted fibre strand; -
8th schematically a representation of a manufacturing concept for thebending beam 15; -
9 schematically shows a thread eye according to a first embodiment; -
10 schematically a representation of an alternative embodiment of the thread eye; -
11 schematically a representation of another embodiment of the thread eye; and -
12 a schematic representation of a twisted fiber strand.
In der nachfolgenden Beschreibung werden aus Vereinfachungsgründen und soweit für die Erläuterung der Gegenstände sinnvoll für identische bzw. funktionsgleiche Komponenten oder Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.In the following description, for reasons of simplification and to the extent that it is useful for explaining the objects, the same reference symbols are used for identical or functionally equivalent components or elements.
Die Darstellung in
Wie aus der Darstellung in
In
Des Weiteren sind zwischen der Lageraufnahme 14 in dem zweiten Endbereich 8 des Biegeträgers 15 und der jeweils gegenüberliegenden Aufnahme 12 bzw. Lageraufnahme 13 in dem ersten Endbereich 7 jeweils sich kreuzende Wickellagen 19 des Wickelmaterials angeordnet. Es entstehen somit Verbindungen mit diagonalen respektive sich kreuzenden Strängen des zumindest einen Endlosfaserstrangs 17 zwischen der Aufnahme 12 bzw. der Lageraufnahme 13 in dem ersten Endbereich 7 und der Lageraufnahme 14 in dem zweiten Endbereich 8 sowie der Aufnahme 12 und der Lageraufnahme 34 des Biegeträgers 15. Hierzu ist der zumindest eine Endlosfaserstrang 17 mit einer wechselnden Wickelrichtung gewickelt. Dabei bilden die Aufnahme 12 bzw. die Lageraufnahme 13 im ersten Endbereich 7 des Biegeträgers 15 und die Lageraufnahme 14 im zweiten Endbereich 8 des Biegeträgers 15 jeweils ein Paar von Umlenkpunkten für den zumindest einen Endlosfaserstrang 17.Furthermore, intersecting winding
Weiterhin ist aus den
In
Zumindest das Profilbauteil 23 weist eine unrunde Umfangskontur auf. Das Profilbauteil 23 der Aufnahme 12 weist dabei mindestens eine abschnittsweise abgeflachte Außenseitenfläche 25 auf. Die unrunde Umfangskontur kann dabei der unrunden Außenkontur 22 der Aufnahme 12 entsprechen. Insbesondere kann das Profilbauteil 23 die Umfangskontur eines Reuleaux-Dreiecks aufweisen.At least the
Beispielhaft ist in
Insbesondere ist vorgesehen, dass das Grundgerüst 16 vor dem Einbetten in die, insbesondere kurzfaserverstärkte thermoplastische, Kunststoffmasse 18 vollständig ausgehärtet ist. Dadurch kann eine Verschiebung der Fasern im Endlosfaserstrang 17 während des Einbettungsvorgangs vermieden werden.In particular, it is provided that the
Insbesondere ist vorgesehen, dass zwischen den schlaufenförmig verlaufenden und/oder sich kreuzenden Wickellagen 19, 20 des Grundgerüsts 16 Zwischenräume 29 verbleiben, welche die Kunststoffmasse 18 beim Einbetten des Grundgerüsts 16 ausfüllt. Dies wird durch die unkompaktierte Ablage der unidirektionalen Wickellagen 20 und der sich kreuzenden Wickellagen 19 beim Formen des Grundgerüsts 16 in den Bereichen zwischen den Stützelementen 23, 24 erreicht. Der Verzicht auf eine massive Ausführung des Grundgerüsts 16 durch eine Kompaktierung insbesondere der Wickellagen 19, 20 hat den Vorteil, dass der, in der Regel kostenintensivere, Endlosfaserstrang 17 nur in dem Maße verwendet werden muss, wie es zum Tragen der Lasten in Faserrichtung erforderlich ist. Wesentlich ist, dass sich zwischen den sich kreuzenden Wickellagen 19 und den schlaufenförmig verlaufenden Wickellagen 20 des zumindest eines Endlosfaserstranges Zwischenräume 29 unterschiedlicher Größe ausbilden. Diese Zwischenräume 29 sind entsprechend nach dem Einbetten mit Kunststoffmasse 18 gefüllt. Das Füllen der Zwischenräume 29 innerhalb und zwischen den Wickellagen 19, 20 trägt zu einer Verbesserung der mechanischen Stabilität bei.In particular, it is provided that
Die unkompaktierte Ablage der Wickellagen 19, 20 ist derart gesteuert, dass sich zudem innerhalb der sich kreuzenden und der schlaufenförmig verlaufenden Wickellagen Zwischenräume 29 bilden, in welche die Kunststoffmasse 18 eindringen kann. Zwischenräume 29 innerhalb der sich kreuzenden Wickellagen 19 können sich beispielsweise aufgrund der wechselnden Wickelrichtung bei deren Ablage ausbilden. Insbesondere in Kreuzungsbereichen der sich kreuzenden Wickellagen 19 können diese Abstände zueinander aufweisen, die maximal der Faserstrangstärke entsprechen. Durch eine abwechselnde Wicklung von sich kreuzenden und schlaufenförmig verlaufenden Wickellagen 19, 20 lassen sich zwischen diesen Zwischenräume 29 mit Abständen bereitstellen, die maximal der Faserstrangstärke entsprechen.The uncompacted deposition of the winding
Somit bilden sich zwischen und innerhalb der sich kreuzenden und schlaufenförmig verlaufenden unkompaktierten Wickellagen 19, 20 gegenüber einer kompaktierten Wicklung und Ablage größere Oberflächen aus. Die Zwischenräume 29 ermöglichen eine Verbesserung des Formschlusses bei der Einbettung des Grundgerüsts 16 in die Kunststoffmasse 18. Durch die größere Oberfläche wird der Kraftschluss zur Anbindung des zumindest eines Endlosfaserstranges 17 an die Kunststoffmasse 18 verbessert.Thus, larger surfaces are formed between and within the intersecting and loop-shaped uncompacted winding
In
Insbesondere die Wickellagen 19, 20 werden unkompaktiert in einer fachwerkartigen Struktur angeordnet, wodurch eine Vielzahl von Zwischenräumen 29 ausbildet wird, um eine erheblich größere Anbindungsfläche an die faserverstärkte Kunststoffmasse 18 zu ermöglichen, um diese formschlüssig und kraftschlüssig an die Wickellagen 19, 20 anzubinden. Im zweiten Prozessschritt 31 erfolgt das Einbetten des geformten Grundgerüsts 16 in die faserverstärkte Kunststoffmasse 18. Im zweiten Prozessschritt 31 wird das Grundgerüst 16 mittels eines Pressverfahrens oder mittels eines Spritzgussverfahrens oder mittels eines Druckgussverfahrens in die faserverstärkte Kunststoffmasse 18 eingebettet.In particular, the winding
Dem Wickelprozess gemäß dem Prozessschritt 30 kann ein optionaler Prozessschritt 32 vorgeschaltet sein. Der optionale Prozessschritt 32 kann den Vorgang des Imprägnierens des Faserstranges 17, d.h. des Einbettens von Filamenten 33 in die duromere Matrix 34 zum Gegenstand haben. In
Dabei kann der zumindest eine zum Wickeln des Grundgerüsts 16 verwendete Faserstrang 17 zumindest im äußeren Umfangsbereich Filamente 33 aufweisen, die unvollständig von der duromeren Matrix 34 umschlossen sind. Insbesondere werden während des Imprägniervorgangs im optionalen Prozessschritt 32 zumindest die im äußeren Umfangsbereich bzw. Randbereich befindlichen Filamente 33 nicht vollständig mit Harz als duromerer Matrix 34 benetzt, so dass sich trockene Bereiche 35 ausbilden können. Zur Veranschaulichung sind die Bereiche bzw. Filamente 33 des Faserstrangs 17, die mit der duromeren Matrix 34 benetzt sind, dunkel hinterlegt dargestellt, während die unbenetzten Bereiche 35 bzw. Filamente 33 des Faserstrangs 17 mit weißem Hintergrund dargestellt sind. Das Ausbilden von trockenen Bereichen 35, insbesondere im äußeren Randbereich des Faserstranges 17, ist bei der Anbindung der Kunststoffmasse 18 beim Vorgang des Einbettens vorteilhaft, da die Kunststoffmasse 18 an trockenen bzw. unvollständig benetzten Filamenten 33 besser anhaften kann.The at least one
Hierzu kann im Rahmen des Imprägniervorgangs im optionalen Prozessschritt 32 mittels einer Imprägniereinheit Einfluss auf die Harzsättigung genommen werden. Unvollständig mit dem Harz als duromere Matrix 34 benetzte Filamente 33 befinden sich dabei vorzugsweise im äußeren Randbereich des Faserstrangs 17. Die Harzsättigung lässt sich zudem durch den Faservolumengehalt des Faserstranges 17 beeinflussen. Mit zunehmendem Faservolumengehalt steigt die Anzahl von Bereichen des Faserstranges 17, die während des Imprägniervorgangs unbenetzt bleiben, wie beispielhaft anhand von
Alternativ oder zusätzlich kann in dem optionalen Prozessschritt 32 vorgesehen sein, dass auf den zumindest einen imprägnierten Faserstrang 17 zumindest in Teilbereichen ein abschnittsweise parallel verlaufender trockener Faserstrang 36 vor dem Wickeln des Grundgerüsts 16 aufgepresst wird, wie in
Alternativ oder zusätzlich kann in dem optionalen Prozessschritt 32 vorgesehen sein, dass der zumindest eine imprägnierte Faserstrang 17 von zumindest einem weiteren trockenen Faserstrang 36 vollständig ummantelt wird. Der zumindest eine imprägnierte Faserstrang 17 wird dabei in einer Hülle aufgenommen, die aus zumindest einem weiteren trockenen Faserstrang 36 gebildet wird.Alternatively or additionally, in the
Weiterhin kann dem zweiten Prozessschritt 31 des Einbettens ein weiterer optionaler Prozessschritt 37 vorgeschaltet sein. Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann das geformte Grundgerüst 16 vor dem Einbetten zumindest abschnittsweise einer Oberflächenbehandlung als optionaler Prozessschritt 37 unterzogen werden. Mittels der Oberflächenbehandlung kann eine Reinigung der Oberfläche des Grundgerüsts 16 vor dessen Einbettung durchgeführt werden. Alternativ oder zusätzliche kann mittels der Oberflächenbehandlung ein Ätzen und Strukturieren der Oberfläche durchgeführt werden. Dabei kann eine teilweise Freilegung von Filamenten 33 durch die Entfernung der oberen Schicht der duromeren Matrix 34, d.h. der Entfernung des getrockneten Harzes, erreicht werden. Das Reinigen und/oder das Ätzen und Strukturieren der oberen Schicht der duromeren Matrix 34 haben den Effekt, die kraftschlüssige Anbindung der Kunststoffmasse 18 an den Faserstrang 17 beim Einbetten zu verbessern.Furthermore, the
Insbesondere kann die Oberflächenbehandlung des Grundgerüsts 16 mittels eines Plasmaverfahrens durchgeführt werden. Bevorzugt können als Verfahren zur Oberflächenbehandlung ein Niederdruckplasma-Prozess oder ein Atmosphärendruckplasma-Prozess verwendet werden. Der Niederdruckplasma-Prozess hat den Vorteil, dass die Aktivierung in einem abgeschlossenen Raum bei geringem Druck erfolgt, so dass auch filigran verzweigte Bereiche des Grundgerüsts 16 der Oberflächenbehandlung beschädigungsfrei unterzogen werden können.In particular, the surface treatment of the
Durch die Plasma-Behandlung des duroplastischen Grundgerüsts 16 können definiert funktionelle Gruppen in der duroplastischen Oberfläche zur Anbindung der thermoplastischen Kunststoffmasse 18 erzeugt werden.By plasma treatment of the thermosetting
In dem Werkzeug 40 sind verschiedene - nicht dargestellte - Stützelemente angeordnet, um die herum der Faserstrang 17 abgelegt wird, um das Grundgerüst 16 des Biegeträgers 15 auszuformen. Die Stützelemente sind hier und vorzugsweise als die Profilbauteile 23, 24 ausgeführt, die nach Abschluss des Wickelprozesses im Grundgerüst 16 verbleiben. Eine Bewegungsrichtung des Werkzeugs 40 ist mit Pfeilen angedeutet. Das Herstellungskonzept ist hier nur sehr schematisch dargestellt und ist kein Beispiel für eine tatsächliche Ausformung einer Fertigungsstraße zur Herstellung des Biegeträgers 15.In the
Gemäß dem dargestellten Ausführungsbeispiel führt der zweite Roboter 39 die Stützelemente respektive Profilbauteile 23, 24, die in dem Werkzeug 40 angeordnet sind, in einem variablen Abstand zueinander um die Führung des zumindest einen Faserstrangs 17 durch den ersten Roboter 38. Alternativ dazu kann die Führung des Faserstrangs 17 durch den ersten Roboter 38 um die Stützelemente, die in dem Werkzeug 40 angeordnet sind, erfolgen. Der endlosfaserverstärkte Faserstrang 17 wird dabei gezielt um die Stützelemente, die in dem Werkzeug 40 angeordnet sind, geführt. Der zumindest eine Faserstrang 17 liegt während des Herstellungsprozesses des Grundgerüsts 16 als Nassfaser vor.According to the exemplary embodiment shown, the
Zum Führen des zu wickelnden Faserstrangs 17 ist an dem Roboter 37 ein Fadenauge 41 angeordnet. Neben den weiter oben bereits beschriebenen Maßnahmen zur Verbesserung der Anbindung der thermoplastischen Kunststoffmasse 18 an das duroplastische Grundgerüst 16 kann mittels des Fadenauges 41 zusätzlich während des Wickelprozesses im Prozessschritt 30 eine weitere Verbesserung bei der Anbindung erreicht werden. Hierzu weist der den zumindest einen Faserstrang 17 führende Roboter 38 zur Zuführung des zumindest einen Faserstrangs 17 ein Fadenauge 41 auf, welches ein Mittel zur Vergrößerung der Oberfläche des zumindest einen Faserstrangs 17 aufweist. Das Mittel ist zur Beeinflussung der Oberflächenbeschaffenheit und/oder des strukturellen Aufbaus des zumindest einen Faserstrangs 17 eingerichtet. Dadurch kann der Kraftschluss zwischen dem Grundgerüst 16 und der Kunststoffmasse 18 beim Einbetten verbessert werden, was für die Gesamtstabilität des Biegeträgers 15 vorteilhaft ist.A
In
In
Die Verwendung des Kammelementes 43 oder des Schneidelementes 44 hat den Vorteil, dass die Oberfläche des aus dem in mehrere Teilstränge aufgefächerten Faserstrang 17 gewickelten Grundgerüsts 16 vergrößert wird. Unter mehreren Teilsträngen ist dabei eine Anzahl größer als Drei zu verstehen.The use of the
In
Der zumindest eine Faserstrang 17 weist eine flache, im Wesentlichen bandförmige Form auf, d.h. die Breite des Faserstranges 17 ist um ein Mehrfaches größer als dessen Höhe. Durch das Verdrillen des flachen Faserstranges 17 wird dieser in eine spiralförmige Form überführt, wie in
BezugszeichenReference symbols
- 11
- WankstabilisatorRoll stabilizer
- 22
- DrehstabfederTorsion bar spring
- 33
- BiegeträgerBending beam
- 44
- PressstopfenPress plug
- 55
- Erster EndabschnittFirst final section
- 66
- Zweiter EndabschnittSecond final section
- 77
- Erster EndbereichFirst end area
- 88th
- Zweiter EndbereichSecond end area
- 99
- Lagercamp
- 1010
- FahrzeugrahmenVehicle frame
- 1111
- FahrerhausDriver's cab
- 1212
- AufnahmeRecording
- 1313
- LageraufnahmeStock recording
- 1414
- LageraufnahmeStock recording
- 1515
- BiegeträgerBending beam
- 1616
- GrundgerüstBasic framework
- 1717
- EndlosfaserstrangContinuous fiber strand
- 1818
- KunststoffmassePlastic mass
- 1919
- WickellageWrapping position
- 2020
- WickellageWrapping position
- 2121
- WickellageWrapping position
- 2222
- AußenkonturOuter contour
- 2323
- Profilbauteil/StützelementProfile component/support element
- 2424
- Profilbauteil/StützelementProfile component/support element
- 2525
- AußenseitenflächeOutside surface
- 2626
- DrehmomentTorque
- 2727
- DruckkraftPressure force
- 2828
- Zugkrafttraction
- 2929
- ZwischenraumSpace
- 3030
- Erster ProzessschrittFirst process step
- 3131
- Zweiter ProzessschrittSecond process step
- 3232
- Optionaler ProzessschrittOptional process step
- 3333
- FilamentFilament
- 3434
- Duromere Matrix/HarzThermosetting matrix/resin
- 3535
- Trockener Bereich von 17Dry area of 17
- 3636
- Trockener FaserstrangDry fiber strand
- 3737
- Optionaler ProzessschrittOptional process step
- 3838
- Roboterrobot
- 3939
- Roboterrobot
- 4040
- WerkzeugTool
- 4141
- FadenaugeThread eye
- 4242
- AußenrahmenOuter frame
- 4343
- KammelementComb element
- 4444
- SchneidelementCutting element
- 4545
- Innenteilinner part
- 4646
- Öffnungopening
- 4747
- Antriebdrive
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2018095662 A1 [0002]WO 2018095662 A1 [0002]
- DE 102018115539 A1 [0003]DE 102018115539 A1 [0003]
- DE 102019101472 A1 [0004]DE 102019101472 A1 [0004]
Claims (15)
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Publications (1)
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1560899C3 (en) | 1963-07-05 | 1975-11-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Co., Saint Paul, Minn. (V.St.A.) | Impregnated, unconsolidated laminate in sheet or sheet form |
DE102011011577A1 (en) | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Daimler Ag | Manufacturing torsion bar spring or rolling stabilizer for motor vehicle with tubular cross-section, comprises producing component by braiding and/or wrapping core with fiber bundles and thermal melting of matrix material |
DE102012020184A1 (en) | 2012-10-13 | 2013-03-28 | Daimler Ag | Rod element e.g. torsion bar spring for motor vehicle e.g. passenger car, has fiber reinforced plastic (FRP) tube whose bending point is non-circular cross-section shaped and provided with adjacent layers |
DE102014019080A1 (en) | 2014-12-18 | 2015-07-02 | Daimler Ag | Process for producing a fiber-reinforced structural component |
DE102016223321A1 (en) | 2016-11-24 | 2018-05-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for producing a handlebar, and handlebar and suspension |
WO2018095662A1 (en) | 2016-11-23 | 2018-05-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Driver's cab stabilizer |
DE102017011461A1 (en) | 2017-12-12 | 2018-06-28 | Daimler Ag | Method for producing a component from a fiber structure and component from a fiber structure |
DE102018115539A1 (en) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | GM Global Technology Operations LLC | CONTINUOUS FIBER GRILLE FOR REINFORCING POLYMER COMPOSITES |
DE102018210119A1 (en) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fiber composite body and method for producing a fiber composite body |
DE102019101472A1 (en) | 2019-01-22 | 2020-07-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Flange component for a wheel bearing of a motor vehicle |
DE102021105040B3 (en) | 2021-03-03 | 2021-12-09 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method and device for producing a fiber composite component |
-
2022
- 2022-12-19 DE DE102022213863.5A patent/DE102022213863A1/en active Pending
-
2023
- 2023-11-30 WO PCT/EP2023/083684 patent/WO2024132438A1/en unknown
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1560899C3 (en) | 1963-07-05 | 1975-11-20 | Minnesota Mining And Manufacturing Co., Saint Paul, Minn. (V.St.A.) | Impregnated, unconsolidated laminate in sheet or sheet form |
DE102011011577A1 (en) | 2010-10-25 | 2012-04-26 | Daimler Ag | Manufacturing torsion bar spring or rolling stabilizer for motor vehicle with tubular cross-section, comprises producing component by braiding and/or wrapping core with fiber bundles and thermal melting of matrix material |
DE102012020184A1 (en) | 2012-10-13 | 2013-03-28 | Daimler Ag | Rod element e.g. torsion bar spring for motor vehicle e.g. passenger car, has fiber reinforced plastic (FRP) tube whose bending point is non-circular cross-section shaped and provided with adjacent layers |
DE102014019080A1 (en) | 2014-12-18 | 2015-07-02 | Daimler Ag | Process for producing a fiber-reinforced structural component |
WO2018095662A1 (en) | 2016-11-23 | 2018-05-31 | Zf Friedrichshafen Ag | Driver's cab stabilizer |
DE102016223321A1 (en) | 2016-11-24 | 2018-05-24 | Zf Friedrichshafen Ag | Method for producing a handlebar, and handlebar and suspension |
DE102018115539A1 (en) | 2017-06-29 | 2019-01-03 | GM Global Technology Operations LLC | CONTINUOUS FIBER GRILLE FOR REINFORCING POLYMER COMPOSITES |
DE102017011461A1 (en) | 2017-12-12 | 2018-06-28 | Daimler Ag | Method for producing a component from a fiber structure and component from a fiber structure |
DE102018210119A1 (en) | 2018-06-21 | 2019-12-24 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Fiber composite body and method for producing a fiber composite body |
DE102019101472A1 (en) | 2019-01-22 | 2020-07-23 | Schaeffler Technologies AG & Co. KG | Flange component for a wheel bearing of a motor vehicle |
DE102021105040B3 (en) | 2021-03-03 | 2021-12-09 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Method and device for producing a fiber composite component |
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