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Technisches Gebiet:
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich einen Leichtbauteil, und bezieht sich insbesondere auf Leichtbauteilen auf der Basis von Endlosfasern und gewöhnlichen Fasern, wobei eine mit Endlosfasern verstärkten Außenumfangsschicht aus thermoplastischem Polymermaterial als Einsatz verwendet wird und dann mit thermoplastischem Polymermaterial, das mit gewöhnlichen langen oder kurzen Fasern gemischt wird, gemischt wird, um Leichtbauteile zu bilden, die nicht nur einen guten Leichtgewichtseffekt haben, sondern auch die Ermüdungsleistung der Leichtbauteile erheblich verbessern können.
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Technischer Hintergrund:
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Das Konzept des „Leichtbau“s stammt ursprünglich aus dem Motorsport, und es ist nicht schwer, seine Funktion zu verstehen, da ein geringeres Gewicht zu einem besseren Fahrverhalten und einer höheren Beschleunigung der Motorleistung führen kann. Da „Energieeinsparung“ und „hohe Effizienz und niedriger Verbrauch“ immer mehr zu einem weit verbreiteten Technologietrend werden, ist „Leichtbau“ im Automobilsektor und in verschiedenen Industriezweigen weit verbreitet. Der Begriff „Leichtbau" ist zu einem Schlagwort für die Perfektionierung technischer Lösungen geworden und wird nach und nach in verschiedenen Branchen umgesetzt. Der wichtigste Leitgedanke des „Leichtbau“s ist es, jedes Bauteil energieeffizient zu gestalten und die Struktur des Bauteils auf der Grundlage einer stabilen und verbesserten Leistung kontinuierlich zu optimieren.
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Obwohl es viele technische Lösungen für den „Leichtbau“ gibt, hat sich „Kunststoff statt Stahl“ zu einem wichtigen Mittel des „Leichtbau“s entwickelt. Unter dem Druck der Energieeinsparung und Emissionsreduzierung ist das Konzept „Kunststoff statt Stahl“ in der Automobilindustrie weit verbreitet. Nach Angaben der American Chemical Society beträgt das Gesamtgewicht von Kunststoffteilen in Kraftfahrzeugen derzeit weniger als ein Zehntel des Gesamtgewichts des Fahrzeugs, so dass noch viel Raum für Erweiterungen besteht. Der sogenannte „Kunststoff statt Stahl“ bedeutet, dass Kunststoffprodukte anstelle der früheren Metallprodukte verwendet werden, um die Teile leichter zu machen. Im aktuellen Leichtbau „Kunststoff statt Stahl“ gibt es zwei Arten von Leichtbauteilen: Duroplast und Thermoplast. Unter ihnen, wird die Verwendung von Duroplasten zur Herstellung von Leichtbauteilen nicht befürwortet, da sie bei erneuter Erwärmung nicht mehr verformbar sind und nicht als Kunststoff recycelt werden können, was nicht umweltfreundlich ist. Die Verwendung von thermoplastischen Kunststoffen, die durch wiederholtes Erhitzen und Abkühlen erweicht und gehärtet werden können, die recycelt werden können, ist umweltfreundlich und spart Material und ist die Richtung, in die die Entwicklung heute geht.
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Die meisten Leichtbauteile aus Thermoplasten werden jedoch direkt aus gewöhnlichen Fasern durch Spritzgießen, Extrusion oder Formen hergestellt. Es gibt auch Leichtbauteile aus Endlosfasern, die jedoch fast immer zuerst aus einem Skelett hergestellt werden und dann mit Endlosfaserverbundstoffen auf das Skelett gewickelt werden, oder mit Endlosfaserverbundstoffen zu einem Skelett gewickelt werden und dann wird das Skelett als Verstärkung verwendet, um Leichtbauteile durch Spritzgießen von Thermoplasten herzustellen. Bei all diesen Methoden zur Herstellung von Leichtbauteilen besteht nach wie vor das Problem der unzureichenden Festigkeit: werden Endlosfasern als Skelett verwendet, kommt es an den Stellen, an denen das Skelett mit dem Rest des Leichtbauteils verbunden ist, zu Festigkeitsschwächen; werden andere Werkstoffe als Skelett verwendet und Endlosfaserverbundwerkstoffe auf das Skelett gewickelt, um das Leichtbauteil zu bilden, kommt es bei uneinheitlichen Eigenschaften des Skelettmaterials und der Endlosfaserverbundwerkstoffe zu Rissbildung und Spannungsinkonsistenzen, die ebenfalls zu einer Beeinträchtigung der Leistung des Leichtbauteils führen. Es besteht daher ein dringender Bedarf, dies zu verbessern.
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Eine Patentrecherche ergab keine Berichte in der Patentliteratur über dieselbe Technologie wie die vorliegende Erfindung, und die wichtigsten Patente, die in irgendeinem Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung stehen, sind folgende:
- 1. Die Anmeldung Nr. CN 201520561731.3 mit dem Titel „Leichtgewichtige Pleuelstange für Schienenfahrzeuge“ ist ein chinesisches Erfindungspatent von Zhuzhou Times New Material Technology Co. Diese Erfindung offenbart eine leichtgewichtige Pleuelstange für Schienenfahrzeuge, die einen Stangenkörper und an beiden Enden des Stangenkörpers angebrachte Knoten umfasst, wobei der Stangenkörper aus einem Verbundwerkstoff mit Epoxidharz als Basis und hochfesten Fasern als Verstärkung besteht. Der Stangenkörper wird durch einen Wickel- oder Formprozess geformt. Das Gewicht des Stangenkörpers beträgt 8kg~12kg, die Zugbelastung ist mehr als 200kN und die Länge beträgt 200mm-500mm. Die Erfindung bezieht sich auf die Herstellung eines Gerüsts mit der gleichen Struktur wie der Stangenkörper, indem dieser zunächst mit hochfesten, mit Epoxidharz imprägnierten Faserfäden verdrahtet wird, wobei die hochfesten Fasern als Glas- und Kohlenstofffasern erhältlich sind. Die Größe des Gerüsts, das durch die Verdrahtung der hochfesten Fasern gebildet wird, hängt von der Querschnittsfläche und den Festigkeitsanforderungen des Stangenkörpers ab. Bei einer großen Querschnittsfläche und hohen Festigkeitsanforderungen ist die Größe des Gerüsts des Stangenkörpers groß und der Anteil der hochfesten Fasern hoch. Das Gerüst wird getrocknet und in die Form des Stangenkörpers eingelegt, das flüssige Epoxidharz wird in die Form gespritzt, der Stangenkörper wird durch das Pressformverfahren hergestellt, nachdem der Stangenkörper geformt ist, werden die Knoten in die Knotenpresslöcher an beiden Enden des Stangenkörpers durch Presspassung gepresst, um die Herstellung der Pleuelstange abzuschließen.
- 2. Die Anmeldung Nr. CN 201921571308.6 mit dem Titel „Split Composite Lightweight Linkage Assembly“ ist ein chinesisches Gebrauchsmuster des Anmelders, Bogo Rubber & Plastics (Zhuzhou) Co. Diese Erfindung offenbart eine geteilte leichte Pleuelstange aus Verbundwerkstoff, die ein Kugelgelenk, einen Stangenkörper und ein Verbindungsteil umfasst, wobei das Kugelgelenk aus Verbundwerkstoff hergestellt ist. Der Stangenkörper besteht aus Metall oder einem endlosfaserverstärkten Verbundwerkstoff, der Stangenkörper und das Verbindungsteil sind miteinander verbunden, das Kugelgelenk ist in dem Verbindungsteil montiert und der Stangenkörper und das Verbindungsteil sind einstückig gespritzt oder fest verbunden, so dass das Ende des Stangenkörpers mit dem Verbindungsteil verbunden ist.
- 3. Die Anmeldung Nr. CN 201510735238.3 mit dem Titel „Anwendung von faserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffen bei der Formgebung und Herstellung von Automobilteilen“ ist ein chinesisches Erfindungspatent der Zhuzhou Times Engineering Plastics Technology Co. Die Erfindung offenbart die Verwendung eines faserverstärkten thermoplastischen Verbundwerkstoffs für die Formgebung und Herstellung von Automobilteilen. Der faserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoff umfasst langfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe und endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe. Die Erfindung offenbart, dass die Endlosfaserverstärkung zunächst erwärmt wird und die Endlosfaserverstärkung eine dreidimensionale Gewebestruktur ist. Dann wird die Gerüststruktur der Stützstabbasisverstärkung durch Heißpressen vorgeformt. Die vorgeformte Skelettstruktur der Stützstabbasisverstärkung wird dann auf eine Temperatur von 180°C-240°C vorgewärmt und in eine Form eingelegt. Der vorgefertigte langfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoff wird dann erwärmt und plastifiziert und mit der zuvor eingelegten Skelettstruktur der Stützstabbasisverstärkung durch Spritzgießen bei einer Temperatur von 230°C-260°C, einem Einspritzdruck von 40-90 bar, einer Geschwindigkeit von 20%-150% und einem Gegendruck von 2-5 MPa verbunden, um den Stützstabsockel zu erhalten.
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Eine sorgfältige Analyse der oben genannten Offenbarungen hat ergeben, dass es zwar Patentanmeldungen gibt, die die Verwendung von EndlosfaserVerbundwerkstoffen zur Herstellung von Leichtbaukomponenten und -produkten vorschlagen und auch einige technologische Lösungen zur Verbesserung vorschlagen, aber bei einer sorgfältigen Analyse zeigt sich, dass diese Erfindungen immer noch endlosfaserverstärkte thermoplastische Verbundwerkstoffe verwenden, die zunächst zu einem Skelett geformt werden und dann im Spritzgussverfahren zu Verbundwerkstoffen verarbeitet werden, um die Verbesserung von Leichtbaukomponenten, wie z. B. Schubstangen, durchzuführen, und dass alle diese Erfindungen einige Unzulänglichkeiten und einen Mangel an systematischen Überlegungen aufweisen, und vor allem, weil die bestehenden Erfindungen die Skelett-Methode anwenden, um ein geringes Gewicht zu erreichen, aber dies führt leicht zu einer Spannungskonzentration in der Verbindung zwischen dem Skelett und dem Kraftteil, so dass die zuvor angesprochenen Probleme immer noch bestehen, so dass weitere Forschung zur Verbesserung erforderlich ist.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Mängel bei der Verbesserung der bestehenden Leichtbaukomponenten zu überwinden und ein neuer Leichtbauteil bereitzustellen. Der erfindungsgemäße Leichtbauteil kann die Tragfähigkeit von Leichtbaukomponenten weiter verbessern, und der Leichtbaueffekt ist bemerkenswert und die Struktur ist angemessen.
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Inhalt der Erfindung:
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Die oben beschriebene Aufgabe wird gelöst durch: Leichtbauteil auf der Basis von Endlosfasern und gewöhnlichen Fasern, dadurch gekennzeichnet, dass das Leichtbauteil mindestens eine thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht umfasst, die durch Mischen von Endlosfasern mit thermoplastischem Polymermaterial hergestellt wird, wobei die thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht, die durch Mischen von Endlosfasern mit thermoplastischem Polymermaterial hergestellt wird, als ein verstärkendes Strukturelement in dem Leichtbauteil dient; und ein Innenteil aus thermoplastischen Polymermaterial, der mit der inneren Seite der thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht verschmolzen und durch Mischen einer gewöhnlichen Faser mit dem thermoplastischen Polymermaterial hergestellt ist.
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Ferner ist die thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht ein unidirektionales oder multiaxiales endlosfaserverstärktes thermoplastische Streifen, das nach einem definierten Schichtaufbau zu einer endlosfaserverstärkten thermoplastischen Vorform gewickelt wird, und als äußeres verstärkendes Strukturelement des Leichtbauteils verwendet wird.
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Ferner bestehen die Außenumfangsschicht und der Innenteil aus dem gleichen Materialtyp, so dass sichergestellt ist, dass die thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht und der Innenteil aus thermoplastischen Polymeren miteinander verschmolzen werden können, wenn sie zusammenlaminiert werden.
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Ferner ist die thermoplastischen Polymer-Außenumfangsschicht eine geschlossene Rahmenstruktur, die durch Wickeln eines Polymerverbunds mit Endlosfasern gebildet ist, wobei nach dem Wickeln ein polygonaler oder ein ringförmiger geschlossener Strukturrahmen geformt wird.
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Ferner wird die thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht hergestellt, indem die strukturelle Form der thermoplastischen Polymer-Außenumfangsschicht entsprechend der strukturellen Form des Leichtbauteils bestimmt wird. Eine Wickelform wird dann entsprechend der strukturellen Form der thermoplastischen Polymer-Außenumfangsschicht hergestellt und dann wird das Polymer-Verbundmaterial in Form eines Streifens, das Endlosfasern enthält, erwärmt und dann schichtweise auf die Wickelform gewickelt und dann geformt und abgekült, wodurch die thermoplastische Polymer-Außenumfangsschicht gebildet wird.
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Vorteilhafte Wirkungen:
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Die vorteilhaften Wirkungen der vorliegenden Erfindung sind:
- 1. Die vorliegende Erfindung verwendet Endlosfasern und Kurzfaserzusätze, die jeweils mit thermoplastischen Verbundwerkstoffen gemischt werden, um verschiedene Teile des Leichtbauteils herzustellen, wodurch die unterschiedlichen Eigenschaften der Endlosfasern und Kurzfasern voll genutzt werden können, um mit den verschiedenen Teilen des Leichtbauteils übereinzustimmen, und die Tragfähigkeit des Leichtbauteils zu verbessern.
- 2. Die vorliegende Erfindung verwendet Endlosfaser-Verbundmaterial, um die äußerste Oberflächenschicht des Leichtbauteils herzustellen, die die Faserzugfähigkeit der Endlosfaser nutzen kann, um die Zugfestigkeit des Leichtbauteils zu verbessern, so dass die Gesamtzugfestigkeit des Leichtbauteils erhöht wird.
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Abbildungen:
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- 1 ist ein dreidimensionales schematisches Diagramm der Struktur des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 2 ist ein dreidimensionales schematisches Diagramm der Struktur der Außenumfangsschicht des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 3 ist ein schematisches Diagramm der Kugelgelenkstruktur des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 4 ist ein schematisches Diagramm der Metallstahlhülsenstruktur des ersten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 5 ist ein schematisches Diagramm des Produktaufbaus des zweiten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 6 ist ein schematisches Diagramm des Produktaufbaus des dritten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
- 7 ist ein schematisches Diagramm des Produktaufbaus des vierten Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung.
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Ausführungsbeispiele:
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Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen näher erläutert.
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Ausführungsbeispiel 1:
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Wie aus der beiliegenden 1 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine endlosfaserverstärkte leichte thermoplastische Verbundschubstange, die ein Gummi-Metall-Kugelgelenk 1, einen Verbundschubstangenkörper 2 und eine Metallstahlhülse 3 umfasst, wobei der Verbundschubstangenkörper 2 einen Innenteil 21 des Stangenkörpers und eine Außenumfangsschicht 22 des Stangenkörpers umfasst, wobei der Innenteil 21 des Stangenkörpers und die Außenumfangsschicht 22 des Stangenkörpers aus einem unidirektionalen oder multiaxialen endlosfaserverstärkten thermoplastischen Streifenmaterial bzw. aus einem kurzfaserverstärkten Nylon 6 oder Nylon 66 hergestellt sind und durch Spritzgießen miteinander verbunden sind. Die Metallstahlhülse 3 ist mit dem Verbundschubstangenkörper 2 verbunden und ein Gummi-Metall-Kugelgelenk 1 ist in der Metallstahlhülse 3 durch Druck montiert.
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Die Außenumfangsschicht 22 des Stangenkörpers besteht aus einem unidirektionalen oder multiaxialen endlosfaserverstärkten thermoplastischen Streifenmaterial, das geschlossen um die Außenseite des Innenteils 21 der Stange als tragende Umfangsschicht gewickelt ist. Die Struktur ist in 2 dargestellt.
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Das Gummi-Metall-Kugelscharnier 1 besteht aus einem Dorn 11, einem Gummi-Vulkanisierkörper 12 und einem Mantel 13, wobei der Dorn 11 im Inneren des Mantels 13 angeordnet ist, die Achse des Dorns 11 mit der Achse des Mantels 13 zusammenfällt und der Dorn 11 und der Mantel 13 mittels des Gummi-Vulkanisierkörpers 12 miteinander verbunden sind. Der Aufbau ist in der 3 dargestellt.
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Der Innenteil 21 des Stangenkörpers ist eine leichte Struktur aus kurzfaserverstärktem Nylon 6 oder Nylon 66 durch Spritzguss, mit einer komplex vernetzten Verstärkungsstabstruktur, die die Rolle der Gelenkverstärkung spielt, und der Innenteil 21 des Stangenkörpers wird mit der Außenumfangsschicht 22 des Stangenkörpers durch Spritzguss zu einem integrierten Strukturelement verschmolzen.
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Die Metallstahlhülse 3 ist mit der Außenumfangsschicht 22 des Stangenkörpers und dem Innenteil 21 des Stangenkörpers zusammengesetzt, und der Kontaktteil zwischen der Metallstahlhülse 3 und der Stangenaußenumfangsschicht 22 ist auf einen a-Winkel des Außenrings der Metallstahlhülse 3 im Bereich von 0-180 Grad beschränkt, und der Rest des Teils ist mit dem Innenteil 21 des Stangenkörpers zusammengesetzt. Die Struktur ist in 4 dargestellt.
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Ausführungsbeispiel 2:
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Wie aus der beiliegenden
5 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine endlosfaserverstärkte leichte thermoplastische Verbundschubstange, die ein Gummi-Metall-Kugelgelenk 201 und einen Verbundschubstangenkörper 202 umfasst. Das Gummi-Metall-Kugelscharnier 201 besteht aus einem Dorn 211, einem Gummi-Vulkanisierkörper 212 und einem Mantel 213, wobei der Dorn 211 im Inneren des Mantels 213 angeordnet ist, die Achse des Dorns 211 mit der Achse des Mantels 213 zusammenfällt und der Dorn 211 und der Mantel 213 mittels des Gummi-Vulkanisierkörpers 212 miteinander verbunden sind. Der Verbundschubstangenkörper 202 umfasst eine Außenumfangsschicht 221, die aus einem unidirektionalen oder multiaxialen endlosfaserverstärkten thermoplastischen Streifenmaterial besteht, einen Innenteil 222 des Stangenkörpers, der aus einem kurzfaserverstärkten Nylon 6 oder Nylon 66 besteht (wobei bei der Mischung von Nylon 6 und Nylon 66 ein Verhältnis von 6:8 von Nylon 6 zu Nylon 66 verwendet wird), endlosfaserverstärkte thermoplastische Platten 223 mit einer bestimmten Schichtstruktur und eine Metallstahlhülse 224. Unidirektionale oder multiaxialen endlosfaserverstärkte thermoplastische Streifen werden um die Außenseite der Konstruktion gewickelt und bilden die tragende Randschicht. Die endlosfaserverstärkte thermoplastische Platte mit einer bestimmten Schichtstruktur wird horizontal in die mittlere Fläche der Struktur gelegt und mit Spiel in eine Nut der Metallstahlhülse montiert, und bildet einen
förmigen Querschnitt mit der Außenumfangsschicht mit Endlosfasermaterial, die auf der Außenseite umwickelt ist, wodurch eine bessere Druck- und Torsionsfestigkeit erreicht wird. Kurzfaserverstärktes Nylon 6 oder Nylon 66 wird im Spritzgussverfahren zu einer komplexen Verstärkungsstruktur geformt, die als Verbundverstärkung dient. Für die Herstellung der Verbundschubstange wird eine Vorform zunächst aus unidirektionalem oder multiaxialem endlosfaserverstärktem thermoplastischem Streifenmaterial und endlosfaserverstärkten thermoplastischen Platten mit einer bestimmten Gefügestruktur hergestellt, im Wesentlichen wie in Ausführungsbeispiel 1. Die Vorform wird als Außenumfangsschicht verwendet und wird zusammen mit der Metallstahlhülle in die Form eingebaut, und ein Hochdruck-Gießverfahren wird durchgeführt. Dann werden sie spritzgegossen und mit kurzfaserverstärktem Nylon 6 oder Nylon 66 umwickelt (wobei das Verhältnis von Nylon 6 zu Nylon 66 bei der Mischung von Nylon 6 und Nylon 66 6:8 beträgt). Die Matrixharze der drei verschiedenen Verbundwerkstoffe sind identisch, und durch die Steuerung der Prozesstemperatur verschmelzen die drei verschiedenen Materialien auf natürliche Weise miteinander, wobei sie eine bessere Grenzflächenschmelzfestigkeit, bessere Formgebungs- und Ermüdungseigenschaften aufweisen. Außerdem handelt es sich um thermoplastische Harze, die anschließend recycelt werden können, und das Spritzgussverfahren lässt sich auch leichter automatisieren. Das Gummi-Metall-Kugelgelenk wird durch ein nachträgliches Einpressverfahren in die Verbundstange montiert. Das Gummi-Metall-Kugelgelenk ist austauschbar und die Konstruktion ist wartungsarm.
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Ausführungsbeispiel 3:
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Wie aus der beiliegenden 6 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um eine auf Polymerverbundwerkstoff basierende Herstellung eines unteren geraden Armansatzes für einen Stabilisator, eine Verbindungsstange, eine Stabilisierungsstange und einen stangenausleger eines Automobils, umfassend einen unteren geraden Armansatz 301 und Gummikugelscharniere 302, wobei die Gummikugelscharniere 302 zwei sind und jeweils an zwei Ecken des unteren geraden Armansatz vorgesehen sind. Das Gummikugelscharnier 302 ist ein Kombinationskugelscharnier mit einer Metallhülse 303, die mit einem Gummikörper 304 und einer Dornhülse 305 in einer kombinierten Struktur kombiniert ist. Der untere gerade Armstützen 301 sind aus Polymerverbundwerkstoffen hergestellt, wobei die Außenumfangsschicht des unteren geraden Armansatz 301 eine Außenumfangsschicht 311 ist, die aus einer Endlosfaserwicklung hergestellt ist, und die innere Oberfläche der Außenumfangsschicht 311 ein leichtes Material, langfaserverstärktes Nylon 6 oder Nylon 66 ist (bei dem das Verhältnis von Nylon 6 zu Nylon 66 6:8 ist, wenn Nylon 6 mit Nylon 66 gemischt wird), und ein leichter Innenteil 312 durch Spritzgießen gebildet ist. Die Außenumfangsschicht 311 und der leichte Innenteil 312 werden durch Spritzgießen vollständig miteinander verschmolzen.
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Ausführungsbeispiel 4:
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Wie aus der beiliegenden 7 ersichtlich ist, handelt es sich bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen Torsionsarm eines Kabinenstabilisators für einen Personenkraftwagen auf der Basis von Polymer-Verbundmaterial, umfassend einen Stabilisator-Torsionsarmstabkörper 401 und Gummi-Metall-Kugelgelenke 402, wobei die Gummi-Metall-Kugelgelenke 402 zwei sind und jeweils an beiden Enden des Stabilisator-Torsionsarmstabkörpers 401 angeordnet sind. Das Gummi-Metall-Kugelscharnier 402 ist ein kombiniertes Kugelscharnier mit einer Metallhülsenstruktur 403. Der Stabilisator-Torsionsarmkörper 401 ist ein Stab aus einem PolymerVerbundwerkstoff, und die Metallhülse 403 ist mit dem Stabilisator-Torsionsarmstabkörper 401 verbunden, und ein Gummi-Metall-Kugelgelenk 402 ist in die Metallhülse 403 eingepresst. Der Stabilisator-Torsionsarmstabkörper 401 ist ein zylindrisch oder polygonal geformter Stabkörper, der aus einem Polymermaterial hergestellt ist, wobei das Polymermaterial hergestellt durch Mischen vom Endlosfasern mit gewöhnlichen Lang- und/oder Kurzfasern hergestellt ist, wobei eine zylindrisch oder polygonal geformte äußere Oberflächenschicht 411 des Stabkörpers zunächst durch einen Verbund aus Endlosfasern und thermoplastischem Polymermaterial hergestellt wird und dann werden in die äußere Oberflächenschicht des Stabkörpers lange Fasern und/oder kurze Fasern eingespritzt und mit thermoplastischen Polymeren verbunden, um den inneren Körperteil 412 des Stabkörpers zu bilden, der schließlich einen zylindrischen oder polygonalen Stabilisator-Torsionsarm bildet.
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Die oben aufgeführten Ausführungsbeispiele sind lediglich eine klare und vollständige Beschreibung der technischen Lösungen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Abbildungen. Natürlich sind die beschriebenen Ausführungsbeispiele nur ein Teil der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung, und nicht alle. Darüber hinaus sind die Begriffe, die in dieser Beschreibung zitiert sind, wie „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „Mitte“, etc., nur für die Bequemlichkeit der erzählerischen Klarheit, nicht auf den Umfang der vorliegenden Erfindung zu begrenzen umgesetzt werden kann. Änderungen oder Anpassungen ihrer relativen Beziehungen werden als im Rahmen der vorliegenden Erfindung liegend betrachtet, ohne den technischen Inhalt wesentlich zu verändern. Gleichzeitig dienen die in den beigefügten Abbildungen dargestellten Strukturen, Proportionen, Größen usw. nur dazu, die in der Beschreibung offengelegten Inhalte für das Verständnis und die Lektüre von Personen, die mit der Technologie vertraut sind, anzupassen, und werden nicht verwendet, um die Umsetzung der vorliegenden Erfindung zu begrenzen, und haben daher keine technische Bedeutung. Alle strukturellen Änderungen, Änderungen der Proportionalität oder Anpassungen der Größe, ohne die Wirksamkeit der vorliegenden Erfindung und die damit erreichbaren Zwecke zu beeinträchtigen, bleiben im Rahmen des in der vorliegenden Erfindung offenbarten technischen Inhalts. Ausgehend von den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung fallen auch alle anderen Ausführungsbeispiele, die ein Fachmann ohne schöpferische Arbeit herstellen kann, in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung.
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Die Schubstangenbaugruppe der vorliegenden Erfindung verwendet Verbundwerkstoffe, um den Stangenkörper herzustellen, und nimmt verschiedene Faserharzmaterialien für die äußere Schicht bzw. die innere Schicht des Stangenkörpers an, indem die Außenumfangsschicht der Leichtbauteile zunächst mit Endlosfaserverbundwerkstoffen vorgefertigt wird und dann gewöhnliche Faserverbundwerkstoffe in den Innenteil der Leichtbauteile gegossen werden und die Außenumfangsschicht und der Innenteil gut integriert werden. Der Leichtbaueffekt ist nicht nur beträchtlich, sondern kann auch die strukturelle Festigkeit der Karosserie erheblich verbessern, was den Entwicklungserfordernissen des Leichtbaus und der Elektrifizierung von Nutzfahrzeugen voll entspricht. Die wichtigen Vorteile sind wie folgt:
- 1. Bei der vorliegenden Erfindung werden Endlosfasern und Kurzfaseradditive zur Mischung mit thermoplastischen Verbundwerkstoffen verwendet, um verschiedene Teile des Leichtbauelements herzustellen, wodurch die unterschiedlichen Eigenschaften der Endlosfasern und Kurzfasern zur Anpassung an die verschiedenen Teile des Leichtbauelements in vollem Umfang genutzt werden können und die Tragfähigkeit des Leichtbauelements verbessert wird.
- 2. Bei der vorliegenden Erfindung werden Endlosfaserverbundwerkstoffe verwendet, um die äußerste Oberflächenschicht des Leichtbauteils herzustellen, wobei die Faserzugfestigkeit der Endlosfasern genutzt werden kann, um die Zugfestigkeit des Leichtbauteils zu erhöhen, so dass die Gesamtzugfestigkeit des Leichtbauteils erhöht wird.
- 3. Bei der vorliegenden Erfindung ist an dem Rand der Verbindung zwischen dem unidirektionalen oder multiaxialen endlosfaserverstärkten thermoplastischen Streifenmaterial und dem kurzfaserverstärktem Nylon 6 oder Nylon 66 (Verhältnis 6:8) mit einer spritzgegossenen Umhüllungsschichtstruktur gestaltet, wodurch die Schmelzfestigkeit der verschiedenen Materialgrenzflächen weiter erhöht wird, was zu einer Struktur führt, die größeren Belastungen standhält, unter gleichen Bedingungen leichter ist und sich durch Spritzgießen leicht vollautomatisieren lässt.
- 4. Die äußere Oberflächenschicht und inneren Körperteil der vorliegenden Erfindung verwenden die gleichen thermoplastischen Verbundwerkstoffen. Kurzfaserverstärkte Nylon 6 oder Nylon 66 wird durch Hochdruck-Spritzguss zu einer komplexen Verstärkungsstruktur geformt. Verschiedene Verbundwerkstoffe haben dasselbe Matrixharz, die auf herkömmliche Weise durch Steuerung der Prozesstemperatur zu einem Verbund verschmolzen wird, ohne dass es zu einer Verklebung kommt und mit einer hohen Schmelzgrenzflächenfestigkeit.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- CN 201520561731 [0005]
- CN 201921571308 [0005]
- CN 201510735238 [0005]
