DE112021006327T5 - Method for producing a lightweight composite push rod and its structure - Google Patents

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Wei Yang
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Abstract

Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial und deren Struktur, beim Aufwickeln der Umfangsschichtverstärkungskomponente wird ein Werkzeug eingerichtet, das einen Zentralkörper und einen Pressblock umfasst, und nach dem Aufwickeln des endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens entlang des Umfangs des Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen wird eine kontinuierlich, in Umfangsrichtung geschlossene und unregelmäßige geformte Umfangsschichtverstärkungskomponente durch Verpressen eines Pressblocks hergestellt. Dann wird die Innenseite der Umfangsschichtverstärkungskomponente mit langfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial oder kurzfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial durch Spritzgießen gefüllt und schließlich wird ein Gummi-Metall-Kugelgelenk in die Enden eingepresst wird, wodurch die komplette Schubstange gebildet. Die erfindungsgemäße Schubstange weist überlegener Leistung und Festigkeit auf, die einer höheren Zugfestigkeit standhält, ohne leicht zu reißen, während die Umfangsschichtverstärkungskomponente mit einer U-förmigen Wickelstruktur versehen ist, um die Verschmelzungsfestigkeit der beiden unterschiedlichen Materialien und die allgemeine Ermüdungsleistung der Schubstange sicherzustellen.Method for producing a lightweight composite push rod and its structure, when winding the peripheral layer reinforcing component, a tool is set up which includes a central body and a press block, and after winding the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip along the circumference of the central body (22) for A number of turns, a continuous, circumferentially closed and irregularly shaped peripheral layer reinforcing component is manufactured by pressing a press block. Then the inside of the peripheral layer reinforcing component is filled with long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material by injection molding, and finally a rubber-metal ball joint is pressed into the ends, thereby forming the complete push rod. The push rod according to the invention has superior performance and strength, which can withstand higher tensile strength without being easily cracked, while the peripheral layer reinforcing component is provided with a U-shaped wrapping structure to ensure the fusion strength of the two different materials and the overall fatigue performance of the push rod.

Description

Technisches Gebiet:Technical area:

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Schubstange und deren Struktur, und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial und deren Struktur.The present invention relates to a method of manufacturing a push rod and the structure thereof, and more particularly to a method of manufacturing a lightweight composite push rod and the structure thereof.

Technischer Hintergrund:Technical background:

Eine Schubstange ist ein in der Fahrzeugaufhängung weit verbreitetes Hilfselement, umfasst einen Stangenkörper mit Stangenköpfen an beiden Enden, wobei der Stangenkopf mit einer Stützwelle versehen ist, die mit den Zwillingsachsen des Fahrzeugs verbunden ist, um Längs- oder Querkräfte des Fahrzeugs sowie Kräfte und Momente in andere Richtungen zu übertragen, um eine definierte Bewegungsbeziehung zwischen den Rädern und der Karosserie zu gewährleisten, dem Fahrzeug gute Bewegungseigenschaften zu verleihen, ein zu starkes seitliches Wanken der Karosserie bei Kurvenfahrt zu verhindern und die Balance des Fahrzeugs zu verbessern.A push rod is an auxiliary element widely used in vehicle suspension, comprising a rod body with rod heads at both ends, the rod head being provided with a support shaft connected to the twin axles of the vehicle to support longitudinal or lateral forces of the vehicle as well as forces and moments in other directions to ensure a defined movement relationship between the wheels and the body, to give the vehicle good movement characteristics, to prevent excessive lateral roll of the body when cornering and to improve the balance of the vehicle.

Um den Kraftstoffverbrauch und die Abgasbelastung von Fahrzeugen zu reduzieren, wird derzeit die Leichtbauweise von Fahrzeugen mit Nachdruck verfolgt, weshalb auch leichte Schubstangen entstanden sind. Das Erfindungspatent Nr. CN201510739066.7 mit dem Titel „Verfahren zum Leichtbau einer Schubstange und eine leichte Schubstange“ verwendet beispielsweise ein Polymermaterial sowohl für den Stangenkörper als auch für die Kernwelle des elastischen Kugelgelenks und setzt die gegenüberliegenden Seiten des Stangenkörpers in Seiten mit ersten unterbrochenen Nuten. Die ersten unterbrochenen Nuten umfassen eine Vielzahl von Teilnuten entlang der Länge des Stangenkörpers, und eine Vielzahl von konvexen Stäben sind auf der Bodenfläche jeder Teilnut vorgesehen, so dass jede Teilnut durch die vielen konvexen Stäbe in eine Vielzahl von kleinen Nuten unterteilt ist. Durch die Erfindung kann das Gewicht der Schubstange so weit wie möglich reduziert werden, während die Anforderungen an die Verwendung der Schubstange erfüllt werden, so dass die Anforderungen an das geringe Gewicht der Schubstange erfüllt werden.In order to reduce fuel consumption and exhaust emissions in vehicles, the lightweight design of vehicles is currently being pursued with great emphasis, which is why lightweight push rods have also been developed. The invention patent no. CN201510739066.7 For example, entitled “Method for lightweighting a push rod and a lightweight push rod,” uses a polymer material for both the rod body and the core shaft of the elastic ball joint and sets the opposite sides of the rod body into sides with first interrupted grooves. The first interrupted grooves include a plurality of sub-grooves along the length of the rod body, and a plurality of convex bars are provided on the bottom surface of each sub-groove so that each sub-groove is divided into a plurality of small grooves by the plurality of convex bars. Through the invention, the weight of the push rod can be reduced as much as possible while meeting the requirements for the use of the push rod, so that the requirements for the low weight of the push rod are met.

Eine weitere Patentanmeldung mit der Nummer CN201510735238.3 mit dem Titel „Anwendung von faserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial bei der Formung und Herstellung von Automobilteilen“ bezieht sich auf die Verwendung von langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial und endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen für die Herstellung von leichten Automobilteilen.Another patent application with the number CN201510735238.3 entitled “Application of fiber-reinforced thermoplastic composite material in the molding and manufacturing of automobile parts” refers to the use of long fiber-reinforced thermoplastic composite material and continuous fiber-reinforced thermoplastic composite materials for the production of lightweight automobile parts.

In keinem der oben genannten Patente wird die Verwendung eines leichteren Schubstabs erwähnt, indem zunächst eine Umfangsschichtverstärkungskomponente gebildet wird. Daher wird eine alternative Methode zur Herstellung einer Schubstange mit besserer Leistung und Struktur vorgeschlagen.None of the above patents mention using a lighter shear bar by first forming a perimeter layer reinforcing component. Therefore, an alternative method of producing a push rod with better performance and structure is proposed.

Inhalt der Erfindung:Content of the invention:

Die vorliegende Erfindung befasst sich mit dem aktuellen Problem, dass die Leistung von leichten Schubstangen verbessert werden muss, und stellt ein Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial und deren Struktur bereit, wobei eine leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial mit einer Umfangsschichtverstärkungskomponente gebildet wird, indem Endlosfasern verwendet werden, um eine kontinuierliche, geschlossen unregelmäßig geformte Umfangsschichtverstärkungskomponente vorzuformen, um eine externe Unterstützung zu bieten, die die Zugfestigkeit der Schubstange verbessert.The present invention addresses the current problem of improving the performance of lightweight push rods and provides a method of manufacturing a lightweight composite push rod and the structure thereof, wherein a lightweight composite push rod having a peripheral layer reinforcing component is formed by using continuous fibers be used to preform a continuous, closed irregularly shaped perimeter layer reinforcement component to provide external support that improves the tensile strength of the push rod.

Das Problem wird gelöst durch: Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial, wobei eine kontinuierlich unregelmäßige geformte Umfangsschichtverstärkungskomponente unter Verwendung eines endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens in Umfangsrichtung geschlossen gewickelt wird, dann die Innenseite der Umfangsschichtverstärkungskomponente mit langfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial oder kurzfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial durch Spritzgießen gefüllt wird und schließlich ein Gummi-Metall-Kugelgelenk in die Enden eingepresst wird, wodurch die komplette Schubstange gebildet wird.The problem is solved by: Method for producing a lightweight composite push rod, wherein a continuously irregular shaped peripheral layer reinforcing component is wound closed in the circumferential direction using a continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip, then the inside of the peripheral layer reinforcing component with long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material is filled by injection molding and finally a rubber-metal ball joint is pressed into the ends, forming the complete push rod.

Ferner beim Aufwickeln der Umfangsschichtverstärkungskomponente ein Werkzeug eingerichtet wird, das einen Zentralkörper und einen Pressblock umfasst, und nach dem Aufwickeln des endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens entlang des Umfangs des Zentralkörpers für eine Anzahl von Windungen das aufgewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial unter Verwendung des Pressblocks extrudiert wird, wobei der gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial durch den Pressblock und den Zentralkörper gepresst wird, so dass der gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial die gleiche Form und Größe wie der äußere Umfang der Schubstange aufweist und die unregelmäßige geformte äußere Umfangsschichtverstärkungskomponente bildet.Further, when winding the peripheral layer reinforcing component, a tool is set up that includes a central body and a press block, and after winding the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip along the circumference of the central body for a number of turns, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is extruded using the press block wherein the wound continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is pressed through the press block and the central body so that the wound continuous fiber reinforced thermoplastic composite material has the same shape and size as the outer periphery of the push rod and forms the irregularly shaped outer peripheral layer reinforcing component.

Ferner ist der Zentralkörper der Teil des Formkerns, der die Form des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials während des Spritzgussverfahrens begrenzt, und ein Metallstahlhülse, die sich zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und dem Gummi-Metallkugelgelenk befindet, ist als zwei Enden des Zentralkörpers ausgebildet, wobei beim Aufwickeln das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens in direkten Kontakt mit der Außenseite der Metallstahlhülse gebracht wird, und beim Spritzgießen der Zentralkörper zusammen mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente zum Spritzgießen in eine Form gelegt wird.Further, the central body is the part of the mold core that limits the shape of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material during the injection molding process, and a metal steel sleeve located between the peripheral layer reinforcing component and the rubber-metal ball joint is formed as two ends of the central body, wherein during winding, the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip is brought into direct contact with the outside of the metal steel sleeve, and during injection molding, the central body together with the peripheral layer reinforcing component is placed in a mold for injection molding.

Außerdem ist im Außenumfang der Metallhülse eine Nut vorgesehen, entlang derer der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundstoff oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundstoff beim Spritzgießen zwischen der Metallhülse und der Umfangsschichtverstärkungskomponente fließt, um eine Einheit zu bilden.In addition, a groove is provided in the outer circumference of the metal sleeve, along which the long fiber reinforced thermoplastic composite or the short fiber reinforced thermoplastic composite flows during injection molding between the metal sleeve and the peripheral layer reinforcing component to form a unit.

Ferner ist zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und dem Gummi-Metall-Kugelgelenk auch eine Metallstahlhülse vorgesehen und der Abstand zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und der Metallstahlhülse wird so gesteuert, dass die Dicke des dazwischen eingespritzten langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials 0-5 mm beträgt.Further, a metal steel sleeve is also provided between the peripheral layer reinforcing component and the rubber-metal ball joint, and the distance between the peripheral layer reinforcing component and the metal steel sleeve is controlled so that the thickness of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material injected therebetween is 0-5 mm.

Ferner während des Spritzgießens werden die Ränder der Umfangsschichtverstärkungskomponente, die mit dem langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder dem kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial in Kontakt sind, innerhalb des vom Formkern eingeschlossenen Hohlraums umwickelt werden, so dass sich der Klebstoff nach außen erstreckt, um an den Rändern eine Wickelstruktur zu bilden.Further, during injection molding, the edges of the peripheral layer reinforcing component in contact with the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material are wrapped within the cavity enclosed by the mold core so that the adhesive extends outwardly to form a wrapping structure at the edges form.

Ferner ist das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial, das in die Umfangsschichtverstärkungskomponente eingespritzt wird, als Gitterstruktur ausgebildet, um die Gesamtmasse zu verringern.Further, the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the peripheral layer reinforcing component is formed into a lattice structure to reduce the overall mass.

Ferner sind die Spannglieder der Gitterstruktur in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg ausgebildet sind, um die Gesamtfestigkeit zu erhöhen.Further, the tendons of the lattice structure are formed in the same direction as the load transfer path to increase the overall strength.

Ferner ist ein weiterer Schritt des Erwärmens der Umfangsschichtverstärkungskomponente vor dem Einspritzen des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials in die Umfangsschichtverstärkungskomponente vorhanden.Further, there is a further step of heating the peripheral layer reinforcing component before injecting the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material into the peripheral layer reinforcing component.

Leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial umfasst eine Umfangsschichtverstärkungskomponente am äußersten Umfang und ein langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder ein kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial, der in den inneren Teil der Umfangsschichtverstärkungskomponente eingespritzt und mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente kombiniert ist, wobei die Umfangsschichtverstärkungskomponente an beiden Enden von einer Metallstahlhülse umgeben ist, wobei die Metallhülse mit einem Gummi-Metall-Kugelgelenk versehen ist, und wobei ein langfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial oder ein kurzfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und der Metallstahlhülse eingespritzt ist; wobei die Umfangsschichtverstärkungskomponente eine kontinuierliche, in Umfangsrichtung geschlossene, monolithische Struktur ist, die durch Wickeln und Pressen des endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials in Form eines Streifens hergestellt ist.Lightweight composite push rod includes a peripheral layer reinforcing component at the outermost periphery and a long fiber reinforced thermoplastic composite material or a short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the inner part of the peripheral layer reinforcing component and combined with the peripheral layer reinforcing component, the peripheral layer reinforcing component being surrounded at both ends by a metal steel sleeve, the metal sleeve is provided with a rubber-metal ball joint, and wherein a long fiber reinforced thermoplastic composite material or a short fiber reinforced thermoplastic composite material is injected between the peripheral layer reinforcing component and the metal steel sleeve; wherein the circumferential layer reinforcing component is a continuous, circumferentially closed, monolithic structure made by winding and pressing the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip.

Ferner beträgt die Dicke des zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und der Metallstahlhülse eingespritzten langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials 0-5 mm.Further, the thickness of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material injected between the peripheral layer reinforcing component and the metal steel sleeve is 0-5 mm.

Ferner weist das spritzgegossene langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in dem mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente in Kontakt stehenden Randbereich eine Wickelstruktur auf.Furthermore, the injection-molded long-fiber-reinforced thermoplastic composite material or short-fiber-reinforced thermoplastic composite material has a winding structure in the edge region in contact with the peripheral layer reinforcement component.

Ferner ist das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial, das in die Umfangsschichtverstärkungskomponente eingespritzt wird, als Gitterstruktur ausgebildet.Further, the long-fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short-fiber-reinforced thermoplastic composite material that is injected into the peripheral layer reinforcing component is formed as a lattice structure.

Ferner sind die Spannglieder der Gitterstruktur in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg der Schubstange ausgebildet.Furthermore, the tendons of the lattice structure are formed in the same direction as the load transmission path of the push rod.

Ferner sind die Spannglieder der Gitterstruktur in einem Winkel von 45° zur Mittellinie der beiden Metallhülsen ausgerichtet.Furthermore, the tendons of the lattice structure are aligned at an angle of 45° to the center line of the two metal sleeves.

Ferner ist im Außenumfang der Metallhülse eine Ausnehmung vorgesehen, entlang derer der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundstoff oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundstoff beim Spritzgießen zwischen der Metallhülse und der Umfangsschichtverstärkungskomponente fließt, wodurch die Metallhülse und die Umfangsschichtverstärkungskomponente verbunden sind.Furthermore, a recess is provided in the outer circumference of the metal sleeve, along which the long fiber-reinforced thermoplastic composite or the short fiber-reinforced thermoplastic composite flows during injection molding between the metal sleeve and the peripheral layer reinforcing component, whereby the metal sleeve and the peripheral layer reinforcing component are connected.

Ferner besteht das Gummi-Metall-Kugelgelenk von außen nach innen aus einem Mantel, einem Gummivulkanisationskörper und einem Dorn, wobei der Gummivulkanisationskörper den Dorn und den Mantel zu einer Einheit vulkanisiert.Furthermore, the rubber-metal ball joint consists from the outside to the inside of a jacket, a rubber vulcanization body and a mandrel, the rubber vulcanization body vulcanizing the mandrel and the jacket into a unit.

Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind:

  1. 1. Die vorliegende Erfindung verwendet eine kontinuierliche Umfangsschicht aus endlosem faserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial in Form eines Bandes, das zunächst mit einer kontinuierlichen, am Umfang geschlossenen Umfangsschicht der Verstärkung als umschließendes Strukturelement der gesamten Schubstange gewickelt wird, und füllt dann die Umfangsschicht der Verstärkung mit langfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial oder kurzfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial durch Spritzgießen, dieses Verfahren bildet eine Schubstange mit überlegener Leistung und hoher Festigkeit, die in der Lage ist, größeren Zugkräften standzuhalten Das Ergebnis ist eine hochfeste Schubstange, die größeren Zugkräften standhalten kann, ohne leicht zu reißen.
  2. 2. Durch die Anordnung der Umfangsschichtverstärkungskomponente am äußersten Rand der Schubstange reicht die Umfangsschichtverstärkungskomponente aus, um die Festigkeit der Schubstange zu gewährleisten, so dass eine leichtgewichtige innere Gitterstruktur leicht erreicht werden kann, ohne dass bei der Konstruktion der Gitterstruktur viel Rücksicht auf die Unterstützung der Spannungen und Lasten genommen werden muss, denen die Schubstange ausgesetzt ist.
  3. 3. Durch die Steuerung der Dicke des Kunststoffs zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente und der Metallstahlhülse auf 0-5 mm vermeidet die Erfindung den fehlerhaften Spritzgießprozess, der durch die übermäßige Dicke der Kunststoffwand verursacht wird, und verbessert so die Ermüdungsleistung der Schubstange insgesamt.
  4. 4. Durch die vorliegende Erfindung wird die Kontaktfläche zwischen den beiden Materialien vergrößert, indem auf dem langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder dem kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial im Randbereich, der mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente in Berührung kommt, eine U-förmige Umhüllung ausgebildet wird, wodurch die Festigkeit der Fusionsgrenzfläche zwischen den beiden unterschiedlichen Materialien weiter erhöht wird, die Fusionsgrenzfläche weniger anfällig für Ablösungen ist und somit die Gesamtleistung der Schubstange verbessert wird.
  5. 5. Die vorliegende Erfindung verbessert die Druck- und Scherfestigkeit der Schubstange, indem die Richtung der Stäbe der Gitterstruktur innerhalb der Umfangsschichtverstärkungskomponente in die gleiche Richtung wie der Übertragungsweg der Last, der die Schubstange ausgesetzt ist, ausgelegt wird.
The beneficial effects of the present invention are:
  1. 1. The present invention uses a continuous peripheral layer of endless fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a tape, which is first wrapped with a continuous peripherally closed peripheral layer of reinforcement as an enclosing structural member of the entire push rod, and then fills the peripheral layer of reinforcement with long fiber-reinforced thermoplastic Composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material by injection molding, this process forms a push rod with superior performance and high strength, capable of withstanding larger tensile forces. The result is a high-strength push rod that can withstand larger tensile forces without cracking easily.
  2. 2. By arranging the peripheral layer reinforcing component at the outermost edge of the push rod, the peripheral layer reinforcing component is sufficient to ensure the strength of the push rod, so that a lightweight inner lattice structure can be easily achieved without paying much attention to supporting stresses in the design of the lattice structure and loads to which the push rod is exposed.
  3. 3. By controlling the thickness of the plastic between the peripheral layer reinforcing component and the metal steel sleeve to 0-5mm, the invention avoids the faulty injection molding process caused by the excessive thickness of the plastic wall, thereby improving the overall fatigue performance of the push rod.
  4. 4. The present invention increases the contact area between the two materials by forming a U-shaped envelope on the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material in the edge area that comes into contact with the peripheral layer reinforcing component, thereby increasing the strength of the fusion interface between the two different materials is further increased, the fusion interface is less prone to separation and thus the overall performance of the push rod is improved.
  5. 5. The present invention improves the compressive and shear strength of the push rod by designing the direction of the bars of the lattice structure within the peripheral layer reinforcing component in the same direction as the transmission path of the load to which the push rod is subjected.

Abbildungen:Illustrations:

  • 1 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Schubstange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; 1 shows a schematic representation of the structure of the push rod according to the first embodiment of the present invention;
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Umfangsschichtverstärkungskomponente gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 2 1 shows a schematic representation of the structure of the peripheral layer reinforcing component according to the first embodiment of the present invention;
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Stahlhülse gemäß dem ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung; 3 shows a schematic representation of the structure of the steel sleeve according to the first embodiment of the present invention;
  • 4 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des Gummi-Metall-Kugelgelenks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 4 1 shows a schematic diagram of the structure of the rubber-metal ball joint according to the first embodiment of the present invention;
  • 5 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des Werkstücks gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 5 shows a schematic representation of the structure of the workpiece according to the first embodiment of the present invention;
  • 6 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus von 5, wobei der Zentralkörper entfernt ist; 6 shows a schematic representation of the structure of 5 , with the central body removed;
  • 7 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus des Zentralkörpers gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; 7 shows a schematic representation of the structure of the central body according to the first embodiment of the present invention;
  • 8 zeigt eine schematische Darstellung des Aufbaus der Metallstahlhülse gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und 8th 1 shows a schematic diagram of the structure of the metal steel sleeve according to the second embodiment of the present invention; and
  • 9 zeigt ein Diagramm der Zugfestigkeit der Schubstange gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung im Vergleich zu einer herkömmlichen Schubstange. 9 shows a diagram of the tensile strength of the push rod according to the first embodiment of the present invention compared to a conventional push rod.

Bezugszeichenliste:List of reference symbols:

1. Schubstange; 11. Umfangsschichtverstärkungskomponente; 12. Metallstahlhülse; 121. Ausnehmung; 13. Gummi-Metall-Kugelgelenk; 132. Gummivulkanisationskörper; 133. Dorn; 14. Gitterstruktur; 15. Wickelstruktur; 2. Werkzeug; 21. Befestigungsplatte; 22. Zentralkörper; 23. Pressblock; 24. Zylinder; 25. Positionierungsschlitz; 26. Positionierungsplatte.1. Push rod; 11. Perimeter layer reinforcement component; 12. Metal steel sleeve; 121. recess; 13. Rubber-metal ball joint; 132. Rubber vulcanization body; 133. Thorn; 14. Lattice structure; 15. Winding structure; 2. tool; 21. Mounting plate; 22. Central body; 23. Press block; 24. Cylinder; 25. Positioning slot; 26. Positioning plate.

Ausführungsbeispiele:Examples:

Die vorliegende Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen näher beschrieben. Die beiliegenden Abbildungen dienen nur der beispielhaften Veranschaulichung und stellen nur schematische, nicht physische Zeichnungen dar und sind nicht als Einschränkung der vorliegenden Erfindung auszulegen. Bestimmte Teile der beiliegenden Abbildungen sind zur besseren Veranschaulichung von Ausführungsbeispiele der Erfindung weggelassen, vergrößert oder verkleinert und stellen nicht die Abmessungen des tatsächlichen Produkts dar. Es ist für den Fachmann verständlich, dass bestimmte bekannte Strukturen und deren Beschreibungen in den beiliegenden Abbildungen weggelassen werden können.The present invention is described in more detail below in conjunction with the accompanying figures. The accompanying figures are for exemplary purposes only and represent schematic, non-physical drawings only and are not to be construed as limiting the present invention. Certain portions of the accompanying figures have been omitted, enlarged or reduced in size to better illustrate embodiments of the invention and do not represent the dimensions of the actual product. It will be understood by those skilled in the art that certain known structures and their descriptions may be omitted from the accompanying figures.

Ausführungsbeispiel 1:Example 1:

Eine leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial, wie in 1 bis 4 dargestellt ist, wobei die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 an beiden Enden von einer Metallstahlhülse 12 umgeben ist, wobei die Metallhülse 12 mit einem Gummi-Metall-Kugelgelenk 13 versehen ist, und wobei ein langfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial oder ein kurzfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 und der Metallstahlhülse 12 eingespritzt ist. Das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial, das in die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 eingespritzt wird, ist als Gitterstruktur ausgebildet, wobei die Spannglieder der Gitterstruktur in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg der Schubstange ausgebildet sind. Wie in 2 dargestellt, ist die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 eine geschlossene Ringstruktur aus endlosfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial, der gewickelt und in Form gepresst wird. Aufgrund der kontinuierlichen Integrität des geformten Materials hat die resultierende Schubstange, wenn sie als periphere Struktur zum Umwickeln des Innenraums verwendet wird, eine viel höhere Zugfestigkeit, die sowohl die Anforderungen an ein geringes Gewicht als auch an eine hohe Festigkeit erfüllt. Daher wenn der Innenraum der Schubstange mit langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial spritzgegossen wird, muss die Abstützung der Spannung und der Belastung, denen die Schubstange 1 ausgesetzt ist, nicht besonders berücksichtigt werden, so dass diese als Gitterstruktur 14 ausgeführt werden kann, um weitere Leichtigkeit zu erreichen. Gleichzeitig sind die Spannglieder der Gitterstruktur 14 in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg der Schubstange 1 ausgebildet, um die Druck- und Scherfestigkeit der Schubstange 1 zu verbessern und somit die Gesamtleistung der Schubstange 1 zu gewährleisten. Im Gebrauch ist die Schubstange 1 drei Hauptbelastungsarten ausgesetzt: Zug-, Druck- und Torsionsbelastungen. Zug- und Druckbelastungen werden über die Länge des Produkts übertragen, und durch die Platzierung des endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials in Längsrichtung und am Umfang kann es sowohl Zug- als auch Druckbelastungen standhalten. Im Falle von Torsionsbelastungen wird der Widerstand hauptsächlich durch die Gitterstruktur 14 in er Mitte gewährleistet. Wenn das Produkt einer Torsion ausgesetzt wird, ist die Zugfestigkeit dieses weniger plastischen Verbundmaterials geringer als die Druck- und Scherfestigkeit, und die Verformung wird während des Torsionsvorgangs immer geringer sein und schließlich in einem schrägen Winkel von etwa 45° zur Mittellinie der beiden Metallstahlhülsen 12 abgezogen werden. So kann die Gitterstruktur 14, wenn es das Verfahren zulässt, in einem Winkel von etwa 45° zur Mittellinie angeordnet werden, d. h. so, dass die Richtung der Stäbe mit der Richtung der Lastübertragung übereinstimmt, um die Torsionsfestigkeit der Schubstange 1 zu verbessern.A lightweight composite push rod, as in 1 until 4 is shown, wherein the peripheral layer reinforcing component 11 is surrounded at both ends by a metal steel sleeve 12, wherein the metal sleeve 12 is provided with a rubber-metal ball joint 13, and wherein a long fiber-reinforced thermoplastic composite material or a short fiber-reinforced thermoplastic composite material between the peripheral layer reinforcing component 11 and the metal steel sleeve 12 is injected. The long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the peripheral layer reinforcing component 11 is formed as a lattice structure, with the tendons of the lattice structure being formed in the same direction as the load transmission path of the push rod. As in 2 As shown, the peripheral layer reinforcing component 11 is a closed ring structure of continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material that is wound and pressed into shape. Due to the continuous integrity of the formed material, the resulting push rod, when used as a peripheral structure to wrap the interior, has a much higher tensile strength, meeting both low weight and high strength requirements. Therefore, when the interior of the push rod is injection molded with long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material, the support of the tension and load to which the push rod 1 is exposed does not need to be particularly considered, so that it can be designed as a lattice structure 14 to further to achieve ease. At the same time, the tendons of the lattice structure 14 are formed in the same direction as the load transmission path of the push rod 1 to improve the compressive and shear strength of the push rod 1 and thus ensure the overall performance of the push rod 1. In use, the push rod 1 is exposed to three main types of loads: tensile, compressive and torsional loads. Tensile and compressive loads are transmitted along the length of the product, and the longitudinal and circumferential placement of the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material allows it to withstand both tensile and compressive loads. In the case of torsional loads, the resistance is mainly ensured by the grid structure 14 in the middle. When the product is subjected to torsion, the tensile strength of this less plastic composite material is less than the compressive and shear strength, and the deformation will be less and less during the torsion process and finally drawn off at an oblique angle of about 45 ° to the center line of the two metal steel sleeves 12 become. Thus, if the method permits, the lattice structure 14 can be arranged at an angle of approximately 45° to the centerline, ie so that the direction of the bars coincides with the direction of load transfer, in order to improve the torsional strength of the push rod 1.

Wie in 4 dargestellt, besteht das Gummi-Metall-Kugelgelenk 12 von innen nach außen aus einem Dorn 133, einem Gummivulkanisationskörper 132 und einem Mantel 131, wobei der Gummivulkanisationskörper 132 den Dorn133 und den Mantel 131 zu einer Einheit vulkanisiert.As in 4 shown, the rubber-metal ball joint 12 consists from the inside to the outside of a mandrel 133, a rubber vulcanization body 132 and a jacket 131, the rubber vulcanization body 132 vulcanizing the mandrel 133 and the jacket 131 into a unit.

Das Verfahren zur Herstellung der Randschichtbewehrung 11 erfordert den Einsatz von Werkzeugen, deren Aufbau in den 5 bis 7 dargestellt ist und die eine Befestigungsplatte 21 mit einem Zentralkörper 22, einen Pressblock 23 und einen Zylinder 24 umfassen, wobei der Zentralkörper 22 von der Befestigungsplatte 21 trennbar ausgeführt werden kann, der Pressblock 23 am Umfang des Zentralkörpers 22 angeordnet ist und durch den Zylinder 24 auf den Zentralkörper 22 zu oder von ihm weg bewegt werden kann. Bei der Herstellung wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial mehrmals um den Umfang des Zentralkörpers gewickelt, um sicherzustellen, dass seine Festigkeit den Belastungsanforderungen während des Einsatzes der Schubstange entspricht, dann drückt der Zylinder 24 den Pressblock 23 in Richtung des Zentralkörpers 22, um das gewickelte Material zusammenzupressen, und nach Abschluss des Pressvorgangs wird die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 gebildet. Natürlich muss das Material vor oder nach dem Pressen erwärmt werden, um es in die Form der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 zu bringen. Diese Erwärmung kann auf verschiedene Weise erfolgen, z. B. durch Erwärmung des Materials allein vor oder während des Wickelvorgangs oder durch Erwärmung zusammen mit den Werkzeugen nach Abschluss des Wickelvorgangs.The process for producing the edge layer reinforcement 11 requires the use of tools whose structure is in the 5 until 7 is shown and which include a fastening plate 21 with a central body 22, a press block 23 and a cylinder 24, wherein the central body 22 can be designed to be separable from the fastening plate 21, the press block 23 is arranged on the circumference of the central body 22 and through the cylinder 24 the central body 22 can be moved to or away from it. During manufacturing, the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is wrapped several times around the circumference of the central body to ensure that its strength meets the load requirements during use of the push rod, then The cylinder 24 presses the press block 23 toward the central body 22 to compress the wound material, and after completion of the pressing process, the peripheral layer reinforcing component 11 is formed. Of course, the material must be heated before or after pressing to bring it into the shape of the peripheral layer reinforcing component 11. This heating can be done in different ways, e.g. B. by heating the material alone before or during the winding process or by heating together with the tools after the winding process has been completed.

Nachdem die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 geformt wird, wird sie entnommen und in die Spritzgussform gebracht, eine Metallstahlhülse 12 wird an beiden Enden in die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 eingelegt und dann mit einem langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundstoff oder einem kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundstoff eingespritzt. Bei der Entnahme der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 aus dem Werkzeug ist es ratsam, sie abkühlen zu lassen, um eine Verformung während der Entnahme zu vermeiden, und sie vor dem Einlegen in die Spritzgussform wieder zu erwärmen, um übermäßige Temperaturunterschiede zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 und dem eingespritzten Material zu vermeiden, die die Verschmelzung zwischen beiden beeinträchtigen könnten. Und wenn die Metallstahlhülse 12 in die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 eingesetzt wird, soll es versucht werden, den Abstand zwischen der Metallstahlhülse 12 und der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 auf 0-5 mm zu verringern, um Fehler beim Spritzgussverfahren aufgrund einer zu dicken Gummischicht zu vermeiden, die die Gesamtleistung der Schubstange beeinträchtigen. Gleichzeitig wird bei der Konstruktion der Spritzgussform die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 am Ende der Verbindung mit dem Spritzgussmaterial in den Formhohlraum eingewickelt, wobei eine Wickelstruktur am Randteil des Kontakts gebildet wird, die eine U-förmige Umwicklung bildet und die Kontaktfläche zwischen den beiden Materialien vergrößert, wodurch die Festigkeit der Fusionsgrenzfläche zwischen den beiden unterschiedlichen Materialien weiter erhöht wird, die Fusionsgrenzfläche weniger anfällig für Ablösungen wird und somit die Gesamtleistung der Schubstange verbessert wird.After the peripheral layer reinforcing component 11 is molded, it is taken out and put into the injection mold, a metal steel sleeve 12 is inserted into the peripheral layer reinforcing component 11 at both ends, and then injected with a long fiber reinforced thermoplastic composite or a short fiber reinforced thermoplastic composite. When removing the peripheral layer reinforcing component 11 from the tool, it is advisable to allow it to cool to avoid deformation during removal and to reheat it before inserting it into the injection mold to avoid excessive temperature differences between the peripheral layer reinforcing component 11 and the injected material to avoid that could affect the merger between the two. And when the metal steel sleeve 12 is inserted into the peripheral layer reinforcing component 11, it should be tried to reduce the distance between the metal steel sleeve 12 and the peripheral layer reinforcing component 11 to 0-5mm to avoid errors in the injection molding process due to too thick rubber layer affecting the overall performance the push rod. At the same time, in the construction of the injection mold, the peripheral layer reinforcing component 11 is wrapped in the mold cavity at the end of the connection with the injection molding material, forming a wrapping structure at the edge part of the contact, which forms a U-shaped wrap and increases the contact area between the two materials, thereby making the Strength of the fusion interface between the two different materials is further increased, the fusion interface becomes less susceptible to separation and thus the overall performance of the push rod is improved.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auch auf ein Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial, wobei eine Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 durch ein Werkzeug 2 zunächst hergestellt wird. Wie in 2 dargestellt, wird eine kontinuierlich unregelmäßige geformte Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 unter Verwendung eines endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens in Umfangsrichtung geschlossen gewickelt, um die gesamte Schubstange 1 zu stützen. Da die gesamte Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 als durchgehender und vollständiger Materialstreifen gewickelt ist, wenn sie als Umfangsstruktur der Schubstange verwendet wird, um das Innere zu umhüllen, wird die Schubstange 1 mit einer wesentlich höheren Zugfestigkeit hergestellt, und gleichzeitig werden die Anforderungen an geringes Gewicht und hohe Festigkeit erfüllt. Wie in 5 dargestellt, umfasst das Werkzeug 2 eine Befestigungsplatte 21 und einen Zentralkörper 22, einen Pressblock 23 und einen Zylinder 24, die auf der Befestigungsplatte 21 angebracht sind. Die Oberseite der Befestigungslatte 21 ist mit einem Positionierungsschlitz 25 versehen und die Unterseite des Zentralkörpers 22 ist mit einer Positionierungsplatte 26 versehen. Die Positionierungsplatte 26 ist maßlich an den Positionierungsschlitz 25 angepasst, wobei zwischen beiden eine Spielpassung besteht. Der Zentralkörper 22 kann von der Befestigungsplatte 21 getrennt werden, und die Positionierungsplatte 26 kann ihrerseits den Zentralkörper 22 auf der Befestigungsplatte 21 positionieren, wenn er in den Positionierungsschlitz 25 eingebettet ist. Auf beiden Seiten und an den beiden Enden des Positionierungsschlitzes 25 befinden sich vier Pressblöcke 23, die jeweils mit einem Zylinder 24 versehen sind, der sie an den Zentralkörper 22 heran- oder von ihm wegschiebt. Wenn das endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens um den Außenumfang des Zentralkörpers 22 gewickelt ist und der Zylinder 24 den Pressblock 23 in die Nähe des Zentralkörpers 22 drückt, um das gewickelten endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial zusammenzudrücken, hat der Außenumfang des Zentralkörpers 22 die gleiche Form wie der Außenumfang der Schubstange 1, und die Oberflächen der vier Pressblöcke 23 in der Nähe des Zentralkörpers 22 bilden zusammen die gleiche Form wie der Außenumfang der Schubstange 1. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Zentralkörper 22 ein Metallteil, das entsprechend der Form des Außenumfangs der Schubstange 1 hergestellt wird, und somit wird die Schubstange 1 auf folgende Weise hergestellt:

  • Schritt 1: zunächst wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens um den Außenumfang des Zentralkörpers 22 für eine Anzahl von Windungen gewickelt. Das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial wird erwärmt, dann wird der Pressblock 23 von dem Zylinder 24 gegen den Zentralkörper 22 extrudiert, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird. Dann wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial abgekühlt und der Zylinder 24 wird gelöst, wodurch der Pressblock 23 vom Zentralkörper 22 getrennt wird. Dann wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial aus dem Zentralkörper 22 entfernt und wird zur Umfangsschichtverstärkungskomponente 11.
  • Schritt 2: nach erneutem Erwärmen der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 wird diese in die Spritzgussform eingelegt und an jedem Ende wird eine Metallhülse 12 eingelegt. Dann wird das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 und der Metallhülse 12 eingespritzt. Nach dem Entformen wird das Gummi-Metall-Kugelgelenk 13 in die beiden Metallhülsen 12 eingepresst, wodurch die Herstellung der Schubstange 1 abgeschlossen wird.
The present invention also relates to a method of manufacturing a lightweight composite push rod, wherein a peripheral layer reinforcing component 11 is first manufactured by a tool 2. As in 2 As shown, a continuously irregular shaped circumferential layer reinforcing component 11 is wound closed in the circumferential direction using a continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip to support the entire push rod 1. Since the entire peripheral layer reinforcing component 11 is wound as a continuous and complete strip of material, when used as the peripheral structure of the push rod to wrap the interior, the push rod 1 is manufactured with a significantly higher tensile strength and at the same time meets the requirements of light weight and high strength Fulfills. As in 5 shown, the tool 2 includes a mounting plate 21 and a central body 22, a press block 23 and a cylinder 24 mounted on the mounting plate 21. The top of the mounting bar 21 is provided with a positioning slot 25 and the underside of the central body 22 is provided with a positioning plate 26. The positioning plate 26 is dimensionally adapted to the positioning slot 25, with a clearance fit between the two. The central body 22 can be separated from the mounting plate 21, and the positioning plate 26 can in turn position the central body 22 on the mounting plate 21 when embedded in the positioning slot 25. On both sides and at the two ends of the positioning slot 25 there are four press blocks 23, each of which is provided with a cylinder 24 which pushes them towards or away from the central body 22. When the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is wound in the form of a strip around the outer circumference of the central body 22 and the cylinder 24 presses the press block 23 near the central body 22 to compress the wound continuous fiber reinforced thermoplastic composite material, the outer circumference of the central body 22 has the same shape as the outer circumference of the push rod 1, and the surfaces of the four press blocks 23 near the central body 22 together form the same shape as the outer circumference of the push rod 1. In this embodiment, the central body 22 is a metal part which corresponds to the shape of the outer circumference of the push rod 1 is manufactured, and thus the push rod 1 is manufactured in the following way:
  • Step 1: First, the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is wrapped in the form of a strip around the outer circumference of the central body 22 for a number of turns. The wound continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is heated, then the press block 23 is extruded from the cylinder 24 against the central body 22, thereby forming the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material. Then the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is cooled and the cylinder 24 is released, whereby the press block 23 is separated from the central body 22. Then the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is removed from the central body 22 and becomes the peripheral layer reinforcing component 11.
  • Step 2: after reheating the peripheral layer reinforcing component 11, it is inserted into the injection mold and a metal sleeve 12 is inserted at each end. Then, the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material is injected into the space between the peripheral layer reinforcing component 11 and the metal sleeve 12. After demoulding, the rubber-metal ball joint 13 is pressed into the two metal sleeves 12, whereby the production of the push rod 1 is completed.

9 zeigt den Vergleich der Zugfestigkeitskurve der erfindungsgemäße Schubstange 1 mit der derzeitigen, vom Anmelder auf herkömmliche Weise hergestellten Schubstange, wobei die Linie a in der Abbildung die Kurve der Schubstange nach diesem Ausführungsbeispiel und die Linie b die Kurve der herkömmlichen Schubstange darstellt. Es ist aus der Abbildung ersichtlich, dass die Schubstange gemäß des vorliegenden Ausführungsbeispiels unter denselben Bedingungen größeren Endbelastungen standhalten kann und eine höhere strukturelle Festigkeit aufweist, was zu einer größeren Auswahl an bewährten Modellen führt. 9 shows the comparison of the tensile strength curve of the push rod 1 according to the invention with the current push rod manufactured by the applicant in a conventional manner, where the line a in the figure represents the curve of the push rod according to this embodiment and the line b represents the curve of the conventional push rod. It can be seen from the figure that the push rod according to the present embodiment can withstand larger end loads under the same conditions and has higher structural strength, resulting in a wider range of proven models.

Der erste Schritt könnte auch wie folgt geändert werden: Aufstellen einer Heizvorrichtung in der Nähe des Werkzeugs 2 und Wickeln des endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterials in Form eines Streifens um den äußeren Umfang des Zentralkörpers 22 für eine Anzahl von Windungen während des Erhitzens. Dann wird der Pressblock 23 von dem Zylinder 24 gegen den Zentralkörper 22 extrudiert, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird. Dann wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial abgekühlt und der Zylinder 24 wird gelöst. Dann wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial aus dem Zentralkörper 22 entfernt und wird zur Umfangsschichtverstärkungskomponente 11. Durch dieses Erhitzungs- und Wickelverfahren entfällt die Notwendigkeit einer separaten Erhitzung vor dem Pressen und die Effizienz der Produktion wird gesteigert. Alternativ kann das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial zunächst kalt gepresst und dann das gesamte Werkzeug 2 zusammen mit dem Material erwärmt werden. Außerdem handelt es sich bei dem endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens um ein handelsübliches Produkt, dessen Breite nicht unbedingt genau der Breite am Außenumfang der Schubstange 1 entspricht. Daher muss das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial vor dem Aufwickeln in der Breite geschnitten werden, wobei seine ursprüngliche Länge beibehalten wird, so dass die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 aus einem vollständigen Streifen aus kontinuierlichem faserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial gebildet wird, was seine Zugfestigkeit erhöht.The first step could also be modified as follows: placing a heater near the tool 2 and wrapping the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip around the outer circumference of the central body 22 for a number of turns during heating. Then, the press block 23 is extruded from the cylinder 24 against the central body 22, thereby forming the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material. Then the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is cooled and the cylinder 24 is released. Then the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is removed from the central body 22 and becomes the peripheral layer reinforcing component 11. This heating and winding process eliminates the need for separate heating before pressing and increases the efficiency of production. Alternatively, the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material can first be cold-pressed and then the entire tool 2 can be heated together with the material. In addition, the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip is a commercially available product, the width of which does not necessarily correspond exactly to the width on the outer circumference of the push rod 1. Therefore, the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material must be cut in width before winding, maintaining its original length, so that the peripheral layer reinforcing component 11 is formed from a complete strip of continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material, which increases its tensile strength.

Im zweiten obigen Schritt, wenn die Metallstahlhülse 12 in die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 eingesetzt wird, wird der Abstand zwischen der Metallstahlhülse 12 und der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 auf 0-5 mm kontrolliert. Da je dicker die Klebstoffschicht während des Einspritzens ist, desto mehr Defekte werden durch den Einspritzvorgang ausgelöst, was zu einer Verringerung der Leistung des Produkts führen kann, wird daher die Leistung der Schubstange 1 verbessert, indem der Abstand zwischen der Metallstahlhülse 12 und der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 kontrolliert und die Menge des eingespritzten Klebstoffs verringert wird, wodurch Defekte an der Verbindung verringert oder beseitigt werden. Gleichzeitig wird der Rand der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11, der mit dem langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoff oder dem kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoff in Berührung kommt, während des Einspritzens in den vom Formkern umschlossenen Hohlraum eingewickelt, so dass sich das Klebematerial während des Einspritzvorgangs nach außen erstreckt und an der Klebekante eine Wickelstruktur bildet. Obwohl die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 die gleiche ist wie das spritzgegossene Material, werden beide mit unterschiedlichen Methoden gegossen und ihre Verbindungseigenschaften sind im Vergleich zum gleichen Gussverfahren weniger günstig, so dass die Verklebung bei der anschließenden Langzeitbelastung zu Delamination und Ablösung neigt. Die Wickeltruktur bildet eine U-förmige Umhüllung, die die Kontaktfläche zwischen den beiden Materialien vergrößert und die Festigkeit der Verschmelzung der verschiedenen Materialgrenzflächen erhöht, so dass die Struktur größeren Belastungen standhalten kann und daher weniger anfällig für Ablösungen ist, was die Leistung der Schubstange 1 verbessert, während das Spritzgussverfahren leicht vollautomatisch hergestellt werden kann. Außerdem wird das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial zu einer Gitterstruktur 14 gespritzt, die die Masse der Schubstange 1 weiter reduziert, und die Spannglieder, die diese Gitterstruktur 14 bilden, sind in der gleichen Richtung ausgerichtet wie der Lastübertragungsweg, dem die Schubstange 1 ausgesetzt ist.In the second step above, when the metal steel sleeve 12 is inserted into the peripheral layer reinforcing component 11, the distance between the metal steel sleeve 12 and the peripheral layer reinforcing component 11 is controlled to 0-5 mm. Since the thicker the adhesive layer during injection, the more defects will be triggered by the injection process, which may lead to a reduction in the performance of the product, therefore, the performance of the push rod 1 is improved by increasing the distance between the metal steel sleeve 12 and the peripheral layer reinforcing component 11 controlled and the amount of adhesive injected is reduced, thereby reducing or eliminating defects in the joint. At the same time, the edge of the peripheral layer reinforcing component 11, which comes into contact with the long-fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short-fiber-reinforced thermoplastic composite material, is wrapped into the cavity enclosed by the mold core during injection, so that the adhesive material extends outwards during the injection process and at the adhesive edge Winding structure forms. Although the peripheral layer reinforcing component 11 is the same as the injection molded material, both are cast using different methods and their bonding properties are less favorable compared to the same casting process, so that the bond is prone to delamination and separation during subsequent long-term loading. The wrapping structure forms a U-shaped envelope that increases the contact area between the two materials and increases the strength of the fusion of the various material interfaces, so that the structure can withstand greater loads and is therefore less susceptible to separation, improving the performance of the push rod 1 , while the injection molding process can easily be produced fully automatically. In addition, the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material is injected into a lattice structure 14, which further reduces the mass of the push rod 1, and the tendons forming this lattice structure 14 are aligned in the same direction as the load transfer path to which the push rod 1 is exposed.

Ausführungsbeispiel 2:Example 2:

In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Struktur des Zentralkörpers 22 aus zwei Teilen: Der mittlere Teil ist der Formkern der Spritzgussform, der die Form des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials begrenzt, und die beiden Enden sind die Metallstahlhülse 12. Durch die Gestaltung der Metallhülse 12 als Teil des Zentralkörpers 22 des Werkzeugs wird das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial direkt um den äußeren Teil der Metallhülse 12 gewickelt, und nachdem es gewickelt und gepresst wurde, werden die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 und der Zentralkörper 22 direkt aus dem Werkzeug entnommen und zum Spritzgießen in die Spritzgießform eingelegt, wodurch Produktionszeit eingespart wird, da nicht abgewartet werden muss, bis er abgekühlt ist, bevor er entnommen wird.
An dieser Stelle sind, wie in 8 dargestellt, an der Außenseite der Metallstahlhülse 12 eine Vielzahl von Ausnehmungen 121 vorgesehen, und während des Spritzgussverfahrens kann das Spritzgussmaterial entlang der Ausnehmungen 121 zwischen die Metallstahlhülse 12 und die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 fließen und beide zu einer Einheit verbinden.
In this embodiment, the structure of the central body 22 consists of two parts: the middle part is the mold core of the injection mold, which limits the shape of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material, and the two ends are the metal steel sleeve 12. By the design of the metal sleeve 12 as part of the central body 22 of the tool, the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is directly wrapped around the outer part of the metal sleeve 12, and after being wrapped and pressed, the peripheral layer reinforcing component 11 and the central body 22 are directly removed from the tool and into the injection mold for injection molding inserted, which saves production time by not having to wait for it to cool before removing it.
At this point, as in 8th shown, a plurality of recesses 121 are provided on the outside of the metal steel sleeve 12, and during the injection molding process, the injection molding material can flow along the recesses 121 between the metal steel sleeve 12 and the peripheral layer reinforcing component 11 and connect both into a unit.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Zentralkörper 22 der Teil des Formkerns, der die Form des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials während des Spritzgießverfahrens begrenzt, und die Metallstahlhülse 12 wird als die beiden Enden des Zentralkörpers 22 verwendet, so dass die Schubstange 1 auf die folgende spezifische Weise hergestellt wird:

  • - Schritt 1: Aufstellen einer Heizvorrichtung in der Nähe des Werkzeugs 2 und Wickeln des endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterials in Form eines Streifens um den äußeren Umfang des Zentralkörpers 22 für eine Anzahl von Windungen während des Erhitzens, und dann wird der Pressblock 23 vom Zylinder 24 gegen den Zentralkörper 22 extrudiert, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird, und der Zylinder 24 wird gelöst und der Pressblock 23 wird vom Zentralkörper 22 getrennt, wodurch die Herstellung der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 abgeschlossen wird.
  • Schritt 2: die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 wird zusammen mit dem Zentralkörper 22 in die Spritzgussform eingelegt, dann wird der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 und der Metallhülse 12 eingespritzt. Nach dem Entformen wird das Gummi-Metall-Kugelgelenk 13 in die beiden Metallhülsen 12 eingepresst, wodurch die Herstellung der Schubstange 1 abgeschlossen wird.
In this embodiment, the central body 22 is the part of the mold core that limits the shape of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material during the injection molding process, and the metal steel sleeve 12 is used as the two ends of the central body 22 so that the push rod 1 is on the is produced in the following specific way:
  • - Step 1: Setting up a heater near the tool 2 and winding the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip around the outer circumference of the central body 22 for a number of turns during heating, and then the press block 23 is pressed against the cylinder 24 Central body 22 is extruded, thereby forming the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material, and the cylinder 24 is released and the press block 23 is separated from the central body 22, thereby completing the manufacture of the peripheral layer reinforcing component 11.
  • Step 2: the peripheral layer reinforcing component 11 is placed into the injection mold together with the central body 22, then the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material is injected into the space between the peripheral layer reinforcing component 11 and the metal sleeve 12. After demoulding, the rubber-metal ball joint 13 is pressed into the two metal sleeves 12, whereby the production of the push rod 1 is completed.

Im Vergleich zum Ausführungsbeispiel 1 ist es bei diesem Ausführungsbeispiel nicht erforderlich, die Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 vor dem Einspritzen aus dem Zentralkörper 22 zu entfernen, wodurch die Notwendigkeit des Abkühlens und anschließenden Erwärmens entfällt, was Zeit spart, die Produktionsgeschwindigkeit erhöht und die Eignung für die Massenproduktion ermöglicht.Compared to Embodiment 1, in this embodiment, it is not necessary to remove the peripheral layer reinforcing component 11 from the central body 22 before injection, thereby eliminating the need for cooling and subsequent heating, saving time, increasing production speed, and enabling suitability for mass production .

Natürlich könnte der erste Schritt dieses Ausführungsbeispiels auch geändert werden in: das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens wird um den Außenumfang des durch die metallische Stahlhülse 12 und den Formkern gebildeten Zentralkörpers 22 für eine Anzahl von Windungen gewickelt. Das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial wird erwärmt und dann wird der Pressblock 23 vom Zylinder 24 gegen den Zentralkörper 22 extrudiert, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird. Der Zylinder 24 wird gelöst und der Pressblock 23 wird vom Zentralkörper 22 getrennt, wodurch die Herstellung der Umfangsschichtverstärkungskomponente 11 abgeschlossen wird. Alternativ kann das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial zunächst kalt gepresst werden und dann das gesamte Werkzeug 2 wird zusammen mit dem gewickelten endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial erhitzt.Of course, the first step of this embodiment could also be changed to: the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip is wound around the outer circumference of the central body 22 formed by the metallic steel sleeve 12 and the mold core for a number of turns. The wound continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is heated and then the press block 23 is extruded from the cylinder 24 against the central body 22, thereby forming the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material. The cylinder 24 is released and the press block 23 is separated from the central body 22, thereby completing the manufacture of the peripheral layer reinforcing component 11. Alternatively, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material may first be cold pressed and then the entire tool 2 is heated together with the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material.

Die obigen Ausführungsbeispiele dienen nur der Veranschaulichung der Erfindung und stellen keine Einschränkung der Erfindung dar. Verschiedene Abwandlungen oder Umgestaltungen können von den betreffenden Fachleuten vorgenommen werden, ohne vom Geist und Umfang der Erfindung abzuweichen, und daher sollten alle gleichwertigen technischen Lösungen auch in den Schutzbereich der Erfindung fallen, der durch die jeweiligen Ansprüche begrenzt sein sollte.The above embodiments are merely illustrative of the invention and do not constitute a limitation of the invention. Various modifications or modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the invention, and therefore all equivalent technical solutions should also be included within the scope of the Invention fall, which should be limited by the respective claims.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • CN 201510739066 [0003]CN 201510739066 [0003]
  • CN 201510735238 [0004]CN201510735238 [0004]

Claims (15)

Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass eine kontinuierlich unregelmäßige geformte Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) unter Verwendung eines endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens in Umfangsrichtung geschlossen gewickelt wird, dann die Innenseite der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) mit langfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial oder kurzfaserverstärktem thermoplastischem Verbundmaterial durch Spritzgießen gefüllt wird und schließlich ein Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) in die Enden eingepresst wird, wodurch die komplette Schubstange gebildet wird.Method for producing a lightweight push rod made of composite material, characterized in that a continuously irregular shaped peripheral layer reinforcing component (11) is wound closed in the circumferential direction using a continuous fiber reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip, then the inside of the peripheral layer reinforcing component (11) with long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber-reinforced thermoplastic composite material is filled by injection molding and finally a rubber-metal ball joint (13) is pressed into the ends, thereby forming the complete push rod. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass: beim Aufwickeln der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) ein Werkzeug eingerichtet wird, das einen Zentralkörper (22) und einen Pressblock (23) umfasst, und nach dem Aufwickeln des endlosfaserverstärkten thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens entlang des Umfangs des Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen der aufgewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial unter Verwendung des Pressblocks (23) extrudiert wird, wobei der gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial durch den Pressblock (23) und den Zentralkörper (22) gepresst wird, so dass der gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial die gleiche Form und Größe wie der äußere Umfang der Schubstange (1) aufweist und die unregelmäßige geformte äußere Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) bildet.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 1 , characterized in that : when winding the peripheral layer reinforcing component (11), a tool is set up which includes a central body (22) and a press block (23), and after winding the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip along the circumference of the central body ( 22) for a number of turns, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is extruded using the press block (23), the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material being pressed through the press block (23) and the central body (22), so that the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material has the same shape and size as the outer circumference of the push rod (1) and forms the irregularly shaped outer circumferential layer reinforcing component (11). Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und dem Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) auch eine Metallstahlhülse (12) vorgesehen ist und der Abstand zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallstahlhülse (12) so gesteuert wird, dass die Dicke des dazwischen eingespritzten langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials 0-5 mm beträgt.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 1 , characterized in that a metal steel sleeve (12) is also provided between the peripheral layer reinforcing component (11) and the rubber-metal ball joint (13) and the distance between the peripheral layer reinforcing component (11) and the metal steel sleeve (12) is controlled so that the Thickness of the long fiber-reinforced thermoplastic composite material or short fiber-reinforced thermoplastic composite material injected in between is 0-5 mm. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Zentralkörper (22) der Teil des Formkerns ist, der die Form des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials während des Spritzgussverfahrens begrenzt, und dass ein Metallstahlhülse (12), die sich zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und dem Gummi-Metallkugelgelenk befindet, als zwei Enden des Zentralkörpers (22) ausgebildet ist, wobei beim Aufwickeln das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens in direkten Kontakt mit der Außenseite der Metallstahlhülse (12) gebracht wird, und beim Spritzgießen der Zentralkörper (22) zusammen mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) zum Spritzgießen in eine Form gelegt wird.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 2 , characterized in that the central body (22) is the part of the mold core which limits the shape of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material during the injection molding process, and that a metal steel sleeve (12) which is between the peripheral layer reinforcing component (11) and the rubber-metal ball joint, is designed as two ends of the central body (22), the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material being brought into direct contact with the outside of the metal steel sleeve (12) in the form of a strip during winding, and during injection molding the central body (22) together with the peripheral layer reinforcing component (11) is placed in a mold for injection molding. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Spritzgießens die Ränder der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11), die mit dem langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder dem kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial in Kontakt sind, innerhalb des vom Formkern eingeschlossenen Hohlraums umwickelt werden, so dass sich der Klebstoff nach außen erstreckt, um an den Rändern eine Wickelstruktur zu bilden.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 1 , characterized in that during injection molding, the edges of the peripheral layer reinforcing component (11) which are in contact with the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material are wrapped within the cavity enclosed by the mold core so that the adhesive extends outwards to form a wrapping structure at the edges. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial, das in die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) eingespritzt wird, als Gitterstruktur ausgebildet ist, um die Gesamtmasse zu verringern, und dass die Spannglieder der Gitterstruktur in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg ausgebildet sind, um die Gesamtfestigkeit zu erhöhen.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 1 , characterized in that the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the peripheral layer reinforcement component (11) is formed as a lattice structure to reduce the overall mass, and that the tendons of the lattice structure are formed in the same direction as the load transfer path are to increase the overall strength. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es einen weiteren Schritt des Erwärmens der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) vor dem Einspritzen des langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder des kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials in die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) umfasst.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 1 , characterized in that it comprises a further step of heating the peripheral layer reinforcing component (11) before injecting the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material into the peripheral layer reinforcing component (11). Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (1) auf folgende Weise hergestellt wird: - Schritt 1: zunächst das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens um den Außenumfang des Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen gewickelt wird, das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial erwärmt wird, dann der Pressblock (23) gegen den Zentralkörper (22) extrudiert wird, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird, dann das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial abgekühlt wird, der Pressblock (23) vom Zentralkörper (22) getrennt wird, dann das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial aus dem Zentralkörper (22) entfernt wird und zur Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) wird; alternativ das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial zunächst kalt gepresst und dann das gesamte Werkzeug (2) zusammen mit dem gewickelten endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial erhitzt wird; - Schritt 2: nach erneutem Erwärmen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) diese in die Spritzgussform eingelegt wird und an jedem Ende eine Metallhülse (12) eingelegt wird, dann das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallhülse (12) eingespritzt wird, nach dem Entformen das Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) in die beiden Metallhülsen (12) eingepresst wird, wodurch die Herstellung der Schubstange (1) abgeschlossen wird.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 2 , characterized in that the push rod (1) is manufactured in the following way: - Step 1: first the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is wound in the form of a strip around the outer circumference of the central body (22) for a number of turns, which wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is heated, then the press block (23) is extruded against the central body (22), whereby the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is formed, then the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is cooled, the press block (23) is separated from the central body (22). then the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is removed from the central body (22) and becomes the peripheral layer reinforcing component (11); alternatively, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is first cold pressed and then the entire tool (2) is heated together with the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material; - Step 2: after reheating the peripheral layer reinforcement component (11), it is inserted into the injection mold and a metal sleeve (12) is inserted at each end, then the long fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short fiber-reinforced thermoplastic composite material into the space between the peripheral layer reinforcement component (11) and the metal sleeve (12) is injected, after demoulding the rubber-metal ball joint (13) is pressed into the two metal sleeves (12), whereby the production of the push rod (1) is completed. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (1) auf folgende Weise hergestellt wird: - Schritt 1: Aufstellen einer Heizvorrichtung in der Nähe des Werkzeugs (2) und Wickeln des endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterials in Form eines Streifens um den äußeren Umfang des Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen während des Erhitzens, dann der Pressblock (23) gegen den Zentralkörper (22) extrudiert wird, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird, dann das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial abgekühlt wird, der Pressblock (23) vom Zentralkörper (22) getrennt wird, dann das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial aus dem Zentralkörper (22) entfernt wird und zur Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) wird; - Schritt 2: nach erneutem Erwärmen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) diese in die Spritzgussform eingelegt wird und an jedem Ende eine Metallhülse (12) eingelegt wird, dann der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallhülse (12) eingespritzt wird, nach dem Entformen das Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) in die beiden Metallhülsen (12) eingepresst wird, wodurch die Herstellung der Schubstange (1) abgeschlossen wird.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 2 , characterized in that the push rod (1) is manufactured in the following manner: - Step 1: placing a heater near the tool (2) and winding the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip around the outer circumference of the central body (22) for a number of turns during heating, then the press block (23) is extruded against the central body (22), thereby forming the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material, then the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is cooled, the press block (23) from the central body (22) is separated, then the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material is removed from the central body (22) and becomes the peripheral layer reinforcing component (11); - Step 2: after reheating the peripheral layer reinforcement component (11), it is inserted into the injection mold and a metal sleeve (12) is inserted at each end, then the long fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short fiber-reinforced thermoplastic composite material is inserted into the space between the peripheral layer reinforcement component (11) and the metal sleeve (12) is injected, after demoulding the rubber-metal ball joint (13) is pressed into the two metal sleeves (12), whereby the production of the push rod (1) is completed. Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (1) auf folgende Weise hergestellt wird: - Schritt 1: Aufstellen einer Heizvorrichtung in der Nähe des Werkzeugs (2) und Wickeln des endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterials in Form eines Streifens um den äußeren Umfang des Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen während des Erhitzens, dann der Pressblock (23) gegen den Zentralkörper (22) extrudiert wird, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird, der Pressblock (23) vom Zentralkörper (22) getrennt wird, wodurch die Herstellung der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) abgeschlossen wird; - Schritt 2: die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) zusammen mit dem Zentralkörper (22) in die Spritzgussform eingelegt werden, dann der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallhülse (12) eingespritzt wird, nach dem Entformen das Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) in die beiden Metallhülsen (12) eingepresst wird, wodurch die Herstellung der Schubstange (1) abgeschlossen wird.Method for producing a lightweight composite push rod Claim 2 , characterized in that the push rod (1) is manufactured in the following manner: - Step 1: placing a heating device near the tool (2) and winding the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip around the outer circumference of the central body (22) for a number of turns during heating, then the press block (23) is extruded against the central body (22), thereby forming the continuous fiber reinforced thermoplastic composite material, the press block (23) is separated from the central body (22), thereby producing the peripheral layer reinforcing component (11) is completed; - Step 2: the peripheral layer reinforcement component (11) is inserted into the injection mold together with the central body (22), then the long fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short fiber-reinforced thermoplastic composite material is injected into the space between the peripheral layer reinforcement component (11) and the metal sleeve (12), After demoulding, the rubber-metal ball joint (13) is pressed into the two metal sleeves (12), thereby completing the production of the push rod (1). Verfahren zur Herstellung einer leichtgewichtigen Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schubstange (1) auf folgende Weise hergestellt wird: - Schritt 1: das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in Form eines Streifens um den Außenumfang des durch die metallische Stahlhülse (12) und den Formkern gebildeten Zentralkörpers (22) für eine Anzahl von Windungen gewickelt wird, das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial erwärmt wird und dann der Pressblock (23) gegen den Zentralkörper (22) extrudiert wird, wodurch das endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial geformt wird, der Pressblock (23) vom Zentralkörper (22) getrennt wird, wodurch die Herstellung der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) abgeschlossen wird; alternativ das gewickelte endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial zunächst kalt gepresst und dann das gesamte Werkzeug (2) zusammen mit dem gewickelten endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial erhitzt wird; Schritt 2: die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) zusammen mit dem Zentralkörper (22) in die Spritzgussform eingelegt werden, dann der langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder der kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in den Raum zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallhülse (12) eingespritzt wird, nach dem Entformen das Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) in die beiden Metallhülsen (12) eingepresst wird, wodurch die Herstellung der Schubstange (1) abgeschlossen wird.Method for producing a lightweight push rod made of composite material Claim 2 , characterized in that the push rod (1) is manufactured in the following manner: - Step 1: the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip around the outer circumference of the central body (22) formed by the metallic steel sleeve (12) and the mold core for a number is wound by turns, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is heated and then the press block (23) is extruded against the central body (22), whereby the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is formed, the press block (23) is separated from the central body (22), whereby the production of the peripheral layer reinforcing component (11) is completed; alternatively, the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material is first cold pressed and then the entire tool (2) is heated together with the wound continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material; Step 2: the perimeter layer reinforcement compo nente (11) are inserted into the injection mold together with the central body (22), then the long fiber-reinforced thermoplastic composite material or the short fiber-reinforced thermoplastic composite material is injected into the space between the peripheral layer reinforcement component (11) and the metal sleeve (12), after demoulding the rubber -Metal ball joint (13) is pressed into the two metal sleeves (12), which completes the production of the push rod (1). Leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) am äußersten Umfang und ein langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial oder ein kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterial umfasst, der in den inneren Teil der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) eingespritzt und mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) kombiniert ist, wobei die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) an beiden Enden von einer Metallstahlhülse (12) umgeben ist, wobei die Metallhülse (12) mit einem Gummi-Metall-Kugelgelenk (13) versehen ist, und wobei ein langfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial oder ein kurzfaserverstärkter thermoplastischer Verbundmaterial zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallstahlhülse (12) eingespritzt ist; wobei die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) eine kontinuierliche, in Umfangsrichtung geschlossene, monolithische Struktur ist, die durch Wickeln und Pressen des endlosfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials in Form eines Streifens hergestellt ist.Lightweight composite push rod, characterized in that it comprises a peripheral layer reinforcing component (11) at the outermost periphery and a long fiber reinforced thermoplastic composite material or a short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the inner part of the peripheral layer reinforcing component (11) and combined with the peripheral layer reinforcing component (11). , wherein the peripheral layer reinforcing component (11) is surrounded at both ends by a metal steel sleeve (12), the metal sleeve (12) being provided with a rubber-metal ball joint (13), and wherein a long fiber-reinforced thermoplastic composite material or a short fiber-reinforced thermoplastic composite material between the peripheral layer reinforcing component (11) and the metal steel sleeve (12) is injected; wherein the circumferential layer reinforcing component (11) is a continuous, circumferentially closed, monolithic structure made by winding and pressing the continuous fiber-reinforced thermoplastic composite material in the form of a strip. Leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des zwischen der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) und der Metallstahlhülse (12) eingespritzten langfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials oder kurzfaserverstärkten thermoplastischen Verbundmaterials 0-5 mm beträgt.Lightweight push rod made from composite material Claim 12 , characterized in that the thickness of the long fiber reinforced thermoplastic composite material or short fiber reinforced thermoplastic composite material injected between the peripheral layer reinforcing component (11) and the metal steel sleeve (12) is 0-5 mm. Leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das spritzgegossene langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial in dem mit der Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) in Kontakt stehenden Randbereich eine Wickelstruktur (15) aufweist.Lightweight push rod made from composite material Claim 12 , characterized in that the injection-molded long-fiber-reinforced thermoplastic composite material or short-fiber-reinforced thermoplastic composite material has a winding structure (15) in the edge region in contact with the peripheral layer reinforcement component (11). Leichtgewichtige Schubstange aus Verbundmaterial nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das langfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial oder das kurzfaserverstärkte thermoplastische Verbundmaterial, das in die Umfangsschichtverstärkungskomponente (11) eingespritzt wird, als Gitterstruktur ausgebildet ist, wobei die Spannglieder der Gitterstruktur in der gleichen Richtung wie der Lastübertragungsweg der Schubstange (1) ausgebildet sind.Lightweight push rod made from composite material Claim 12 , characterized in that the long fiber reinforced thermoplastic composite material or the short fiber reinforced thermoplastic composite material injected into the peripheral layer reinforcement component (11) is formed as a lattice structure, the tendons of the lattice structure being formed in the same direction as the load transmission path of the push rod (1).
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