EP2632698A1 - Verfahren zur herstellung von endlosfaserverstärkten kunststoffhohlformkörpern mit einer thermoplastischen kunststoffmatrix - Google Patents

Verfahren zur herstellung von endlosfaserverstärkten kunststoffhohlformkörpern mit einer thermoplastischen kunststoffmatrix

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Publication number
EP2632698A1
EP2632698A1 EP11773413.7A EP11773413A EP2632698A1 EP 2632698 A1 EP2632698 A1 EP 2632698A1 EP 11773413 A EP11773413 A EP 11773413A EP 2632698 A1 EP2632698 A1 EP 2632698A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
plastic
hollow
molded body
profile
fibers
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP11773413.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Mustafa Yildirim
Hans-Joachim Ludwig
Peter Michel
Bettina Wendel
Andreas LÖFFLER
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Rehau Automotive SE and Co KG
Original Assignee
Rehau AG and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Rehau AG and Co filed Critical Rehau AG and Co
Publication of EP2632698A1 publication Critical patent/EP2632698A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C49/00—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor
    • B29C49/20—Blow-moulding, i.e. blowing a preform or parison to a desired shape within a mould; Apparatus therefor of articles having inserts or reinforcements ; Handling of inserts or reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2105/00—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped
    • B29K2105/06—Condition, form or state of moulded material or of the material to be shaped containing reinforcements, fillers or inserts
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00—Other particular articles
    • B29L2031/30—Vehicles, e.g. ships or aircraft, or body parts thereof

Definitions

  • the present invention relates to a process for the production of continuous-fiber-reinforced plastic hollow molded articles with a thermoplastic polymer matrix and to a plastic hollow molded article produced by the process and to a motor vehicle having a plastic hollow molded article according to the invention.
  • the publication DE 603 01 358 T2 discloses a support member for shock absorption for a vehicle, wherein the component comprises a rod-shaped profile, which has a C-shaped profile in a vertical sectional plane parallel to the direction of travel of the vehicle provided with the component, which on its rear surface is open.
  • the component can be made of composite plastic by molding, pressing or spraying. Use finds thermoplastic material, which by fibers, such as glass fibers or
  • Carbon fibers can be reinforced.
  • a disadvantage of this known prior art is that an open C-profile with respect to a closed profile with respect to the resistance torque against bending by a factor of 3 has lower values.
  • the document EP 0 937 611 A1 discloses a bending beam, which is formed by a closed profile.
  • the profile is composed here of two half-shells, which are connected to each other by means of protruding flanges to the closed profile. Due to the additional joining step, the profile is very costly to manufacture and also has an increased weight due to the formed flanges.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method which allows a fast and cost-effective production of a mechanically highly resilient, continuous fiber reinforced plastic hollow shaped article.
  • the object is achieved according to the invention by a process for the production of continuous-fiber-reinforced hollow plastic molded articles with a thermoplastic polymer matrix comprising the following steps: provision of a dimensionally stable, endless fiber-reinforced hollow plastic profile,
  • the shaping of the plastic hollow shaped body takes place.
  • a plastic hollow body can be produced.
  • simple shaping operations eg bending
  • the internal pressure can correspond to the surrounding atmospheric pressure - and as a result a sealing element can be dispensed with.
  • the method according to the invention enables a simplified handling of the plastic hollow profile.
  • the plastic hollow profile can be closed at the end by at least one sealing element and filled with an incompressible medium via the sealing element or before the sealing element is applied.
  • incompressible media For example, oils or particulate solids such as sands or salts in question.
  • the incompressible media are preferably designed so that they can easily be removed again after the plastic hollow molded article has been formed.
  • the cross-sectional geometry of the plastic hollow profile is thereby at least substantially changed but not increased or decreased.
  • the internal pressurization may also be via a liquid medium such as an oil or also by water or a filling gas (e.g., air).
  • the shape of the plastic hollow molding within the mold can be realized in an advantageous manner an adaptation of the geometry of the plastic hollow profile or the plastic hollow molding to the space available in the vehicle space. As a result, optimal utilization of the available space is guaranteed.
  • the plastic hollow profile may have a constant cross-sectional geometry and / or a constant outer circumference in the longitudinal direction.
  • a plastic hollow profile may be formed in particular as a plastic tube with a circular or rectangular or triangular or polygonal geometry.
  • Such hollow plastic profiles can be produced in a simple manner in a continuous process.
  • the plastic hollow profile may have longitudinally varying cross-sectional geometries and / or varying outer circumferences.
  • the use of a plastic hollow profile with a longitudinally varying cross-sectional geometry and / or varying outer circumference has the advantage that a near-net wall thickness and / or outer geometry can already be predetermined in the plastic hollow profile, so that only in the mold, which defines the final contour of the plastic hollow shaped body marginal flow processes of the thermoplastic resin matrix of the plastic hollow profile occur. Thus, local fiber shifts or fiber breaks and component distortions can be minimized or eliminated.
  • At least one end-side portion of the plastic hollow shaped body can be formed as a connecting element to a further plastic hollow shaped body.
  • an end-side section of the hollow plastic molding can be shaped such that it forms a connecting element to form a further plastic hollow molding.
  • the rigidity level of the overall arrangement of the interconnected plastic hollow moldings can be flexibly adjusted and adjusted.
  • Another alternative is to form the plastic hollow molded article according to the invention on its outer wall in an injection molding process plastic ribs to further increase its rigidity.
  • the plastic material which forms the plastic ribs has a compatibility with the thermoplastic polymer matrix of the plastic hollow shaped body.
  • the sealing element can be permanently connected to the plastic hollow shaped body and act as a connecting element to a further plastic hollow shaped article.
  • the sealing element may in particular remain within the hollow plastic molding and function as a connecting element to a further plastic hollow molding.
  • the sealing elements already have
  • Screw connections or other connection elements for the supply of fluid media which in the event that the sealing element remains pers pers within the Kunststoffhohlformkör-, can also act as a connecting element to another plastic hollow shaped article or can be used.
  • the compound of the plastic hollow molded body with each other can be done by means of well-known joining elements, such as screws or bolts, or by material joining methods such as gluing, soldering or welding or by means of positive or positive joining methods.
  • the heating of the plastic hollow profile can be effected by means of convection heating and / or by means of laser radiation and / or by means of infrared light radiation and / or by means of induction heating and / or by means of a plasma source and / or by means of microwave radiation.
  • the reinforcing fibers can be obtained by mineral fibers, in particular glass fibers or basalt fibers and / or by carbon fibers and / or by aramid fibers and / or by polymeric fibers and / or by synthetic fibers and / or by fibers of renewable raw materials (eg hemp fibers) and / or Metal fibers are formed.
  • an induction source such as, for example, an induction coil can advantageously be used for heating the hollow plastic profile.
  • the thermoplastic polymer matrix may be polyamide (PA) and / or polypropylene (PP) and / or acrylonitrile-butadiene-styrene (ABS) and / or polyethylene (PE) and / or crosslinked polyethylene (PE-X) and / or thermoplastic polyurethanes (TPE ) and or
  • PBT Polybutylene terephthalate
  • PES polyphenylene sulfide
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Crash management systems in motor vehicles be designed as a structural component of a motor vehicle body system, as a component of an opening of the vehicle closing flap or door or generally as a motor vehicle structural component or as an aircraft structural component.
  • the hollow plastic molding according to the invention is particularly suitable as a component for crash management systems in motor vehicles, as a structural component of a motor vehicle body system as a component of an opening of the vehicle closing flap or door, or generally as a motor vehicle or commercial vehicle structural component. Due to its low weight or the low density of the materials used, the hollow plastic molded body can also be designed as an aircraft structural component.
  • An endless-fiber-reinforced plastic hollow shaped article in particular produced by a method according to one of claims 1 to 9, or a hollow plastic molded article according to claim 10, can have at least one end-side section which is designed as a connecting element to a further plastic hollow molded article.
  • a connecting element on at least one end-side portion of the plastic hollow shaped body can advantageously be connected to one another or a plurality of other plastic hollow moldings with each other and are thus adapted specifically to the required level of rigidity.
  • Part of the invention is further a motor vehicle with an endless fiber reinforced plastic hollow molding, in particular according to one of claims 10 or 11, wherein at least one electrical line and / or at least one media line and / or at least one data transmission line and / or at least one control line of the motor vehicle within the plastic hollow molding is guided.
  • the space available through the hollow cross-sectional geometry within the plastic hollow molded body is advantageously utilized, for example in order to produce e.g. To store and / or carry out cable harnesses or fiber optic cables or media lines (for example for wiping liquids or fuels) in a space-saving manner and protected against environmental influences.
  • the electrical lines and / or media lines and / or data transmission lines and / or control lines can be easily replaced in the event of a defect.
  • FIGS. 1 and 2 schematically show a process according to the invention for the production of continuous-fiber-reinforced plastic hollow molded bodies 1 with a thermoplastic polymer matrix 4.
  • a dimensionally stable, continuous fiber reinforced hollow plastic profile 2 is provided.
  • the plastic hollow profile 2 in the longitudinal direction of a constant cross-sectional geometry Q and a constant outer circumference.
  • the circular geometry Q of the plastic hollow shaped body 1 is also shown as a section.
  • the reinforcing fibers 3 of the hollow plastic profile 2 are surrounded by a thermoplastic polymer matrix 4.
  • the thermoplastic resin matrix 4 is formed in this embodiment by polyamide.
  • thermoplastic matrix 4 may alternatively polypropylene and / or acrylonitrile-butadiene-styrene and / or polyethylene and / or crosslinked polyethylene and / or thermoplastic polyurethanes and / or
  • the reinforcing fibers 3 may be reinforced by mineral fibers, in particular glass fibers or basalt fibers, and / or by carbon fibers and / or by aramid fibers and / or by polymeric fibers and / or by synthetic fibers and / or by fibers of renewable raw materials (eg hemp fibers) and / or by Metallfasem be formed.
  • the plastic hoof profile 2 is heated by means of convection heating 21 up to or above the softening temperature of the thermoplastic polymer matrix 4 of the hollow plastic profile 2.
  • the heating of the hollow plastic profile by means of laser radiation and / or by means of infrared light radiation and / or by means of induction heating and / or by means of a plasma source and / or by means of microwave radiation.
  • the end-side openings 5, 6 of the plastic hollow profile 2 are closed by means of at least one sealing element 7, 8.
  • the introduction of the hollow plastic profile 2 takes place in a shape of the plastic hollow molded body 1 defining mold 9.
  • the mold is shown schematically in Figure 2.
  • an internal pressure is applied via the sealing elements 7, 8 in order to press the plastic hip profile 2 against the inner walls 10 of the closed molding tool 9.
  • a fluid 23 (eg air or an oil) is introduced under elevated pressure via passages in the sealing elements 7, 8.
  • a fluid 23 eg air or an oil
  • the method can be maintained by introducing an incompressible medium in the Kunststoffhohiprofil 2 via the sealing elements 7, 8, an internal pressure within the hollow plastic profile 2 to push the Kunststoffhohiprofil 2 against the inner walls 10 of the closing mold 9 or to squeeze.
  • the internal pressure may correspond to the surrounding atmospheric pressure - and consequently a sealing element 7, 8 may be dispensed with.
  • the shaping of the plastic hollow shaped body 1 takes place in all cases. In FIG.
  • the hollow plastic molded body 1 may in particular comprise beads, which are preferably formed only locally in the plastic hollow molding.
  • FIG. 3 shows a plurality of plastic hollow shaped bodies 1 produced in the process according to the invention.
  • the hollow plastic molded bodies 1 are at least regionally
  • FIG. 3 shows, analogously to FIG. 1, a hollow plastic profile 2 introduced into a heating furnace 20, which is closed at the end by sealing elements 7, 8.
  • the heating of the hollow plastic profile 2 up to or above the softening temperature of the thermoplastic resin matrix 4 of the hollow plastic profile 2 also takes place by means of a Konvek- tion heating 21.
  • the heating of the plastic hollow profile by means of laser radiation and / or by means of infrared light radiation and / or by means of induction heating and / or by means of a plasma source and / or by means of microwave radiation.
  • the plastic hollow profile 2 has varying cross-sectional geometries and varying outer circumferences in the longitudinal direction. In an advantageous manner, the plastic hollow profile 2 already forms or gives a rough contour of the plastic to be produced, ie, the molded body 1.
  • FIG. 7 shows an endless-fiber-reinforced plastic hollow shaped body 1, which is designed as a component of a flap 31 or door 31 closing an opening of a motor vehicle.
  • an electrical line 15 and a control line 18 is guided within the hollow plastic molded body 1.
  • the electrical line 15 and the control line 18 enter in the region of the flap suspension 32 through an opening in the Kunststoffhohlformkör- 1 and are guided within the plastic hollow molded body 1 to a region 33, which schematically illustrated an electrically actuated door lock or a license plate light or a Parking sensor or a light source or a rear view camera forms.
  • Another electrical line 5 supplies the third brake light 34 with electrical energy.
  • An electrical line 15 and a media line 16 are also of coming from the flap suspension 32, guided within the plastic hollow molding 1 and supply a windscreen cleaning system 35 with electrical energy and with a washing liquid.
  • the flap 31 has in the assembled state on the visible side a veneer 36, as well as a window opening 35.
  • FIG. 8 shows a plastic hollow shaped body 1 designed as a bending carrier, which is connected via two impact absorbers 41 to the bodywork of a motor vehicle, not shown here.
  • media lines 16 for supplying a headlight cleaning system 42, and a data transmission line 17 and a control line 18, which connects the on-board electronics with a front camera 43, out.
  • the bending beam is visible in the mounting state of a
  • FIG. 9 shows a hollow plastic molded article 1 according to the invention which has an end-side section 11, which as a connecting element 12 leads to another
  • the first hollow plastic molded body 1 has an inner diameter and inner cross-section complementary to the further hollow plastic molded body 13, which are matched to one another in such a way that the further hollow plastic molded body 13 can be inserted into the first plastic hollow molded body 1.
  • the inner diameter and the inner geometry of the first hollow plastic molded body 1 is adapted to the outer geometry and the outer circumference of a portion 51 of the second plastic hollow molded body 13. The insertion of the second plastic hollow molded body 13 into the first hollow plastic molded body 1 shown in FIGS. 9b to 9d creates a positive connection between the first plastic hollow molded body 1 and the second plastic hollow molded article 13.
  • a fixing element 52 can be provided between the two end sections 1, 51 be provided of the first plastic hollow shaped body 1 and the second plastic hollow shaped body 13.
  • the fixing element 52 is formed by an expanding plastic foam.
  • the fixing element 52 may be formed by an adhesive layer or a sealing compound or from plastic, metal or ceramic.
  • FIG. 10a shows in FIG. 10a first the closing of an end-side opening 5 of a plastic hollow profile 2 by means of at least one sealing element 7.
  • the sealing element 7 is pressed with the plastic hollow shaped body 1, so that the sealing element 7 within the plastic hollow shaped body 1 remains and as a connecting element 14 to another Plastic hollow body 13 can act.
  • the sealing element 7 is not inserted into the hollow plastic profile 2 and pressed, but is plugged and pressed from the outside on the plastic hollow section 2.
  • gluing of the sealing element 7 with the plastic hollow profile 2 can also take place instead of pressing.
  • connection of the sealing element 7 with the second plastic hollow molded body 13 can be made via a material connection, such as a bond, but also by a positive or non-positive connection, such as screws or clamps.
  • the second plastic hollow molded body 13 has a sealing element serving as a connecting element, which has a complementary Fügelement (eg a screw thread) to the sealing element 7 or connecting element 14 of the first plastic hollow shaped article 1, so by simply screwing the connecting element 14th the first plastic hollow molded body 1 in the further connecting element of the further plastic hollow molded body 13, the two plastic hollow shaped bodies 1, 13 can be connected together.
  • FIG. 11 shows a hollow plastic molded article 1 according to the invention which has an end-side section 11 which has been formed as a connecting element 12 to form a further plastic hollow molded article 13.
  • the first hollow plastic molded body 1 has an inner diameter and inner cross section complementary to the further hollow plastic molded body 13, which are matched to one another such that the further hollow plastic molded body 13 can be inserted into the first hollow plastic molded body 1.
  • the inner diameter and the inner geometry of the first hollow plastic molded body 1 is adapted to the outer geometry and the outer circumference of a portion 51 of the second plastic hollow molded body 13. Insertion of the second hollow plastic molded article 13 into the first plastic hollow molded article 1 results in a positive connection between the first plastic hollow molded article 1 and the second plastic hollow molded article 3 for further positional fixation.
  • a fixing element 52 is located between the two end sections 11 , 51 of the first hollow plastic molded body 1 and the second hollow plastic molded body 13 are provided.
  • the fixing element 52 is formed as an adhesive layer.

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Abstract

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpern aus thermoplastischen Kunststoffen sowie ein mit dem Verfahren hergestellter Kunststoffhohlformkörper. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich in einfacher und kostengünstiger Weise ein einstückig ausgebildeter endlosfaserverstärkter Kunststoffhohlformkörper mit einem geschlossenen Profilquerschnitt und einer komplexen Außengeometrie herstellen.

Description

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON ENDLOSFASERVERSTÄRKTEN KUNSTSTOFFHOHLFORMKÖRPERN MIT EINER THERMOPLASTISCHEN KUNSTSTOFFMATRIX
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpern mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix sowie ein mit dem Verfahren hergestellten Kunststoffhohlformkörper und ein Kraftfahrzeug mit einem erfindungsgemäßen Kunststoffhohlformkörper.
Die Druckschrift DE 603 01 358 T2 offenbart ein Trägerbauteil zum Stoßabfangen für ein Fahrzeug, wobei das Bauteil ein stabförmiges Profil umfasst, welches in einer vertikalen Schnittebene parallel zur Fahrtrichtung des mit dem Bauteil versehenen Fahrzeuges ein C-förmiges Profil aufweist, welches auf seiner hinteren Fläche offen ist. Das Bauteil kann aus Verbundkunststoff durch Abformen, Pressen oder Spritzen hergestellt werden. Einsatz findet thermoplastisches Material, welches durch Fasern, wie Glasfasern oder
Carbonfasern, verstärkt werden kann. Nachteilig an diesem bekannten Stand der Technik ist, dass ein offenes C-Profil gegenüber einem geschlossenen Profil bezüglich des Widerstandsmoments gegen Biegung um den Faktor 3 geringerer Werte aufweist.
Die Druckschrift EP 0 937 611 A1 offenbart einen Biegeträger, welcher durch ein geschlossenes Profil gebildet ist. Das Profil setzt sich hierbei jedoch aus zwei Halbschalen zusammen, die mittels überstehender Flansche zu dem geschlossenen Profil miteinander verbunden werden. Durch den zusätzlichen Fügeschritt ist das Profil in der Herstellung sehr auf- wendig und weist aufgrund der angeformten Flansche zudem ein erhöhtes Gewicht auf.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches eine schnelle und kostengünstige Herstellung eines mechanisch hoch belastbaren, endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpers ermöglicht. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpern mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix umfassend die folgenden Schritte: - Bereitstellung eines formstabilen, endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlprofils,
- wobei die Verstärkungsfasern des Kunststoffhohlprofils zumindest teilweise von einer thermoplastischen Kunststoffmatrix umgeben sind,
- eine Erwärmung des Kunststoffhohlprofils bis an oder bis über die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Kunststoffmatrix des Kunststoffhohlprofils und
- ein Einbringen des Kunststoffhohlprofils in ein die Form des Kunststoffhohlformkörpers definierendes Formwerkzeug erfolgt,
- Aufbringen und/oder Aufrechterhalten eines Innendrucks vorzugsweise über und/oder mittels mindestens eines, mindestens eine endseitige Öffnung des Kunststoffhohlprofils verschließenden Dichtelements, um das Kunststoffhohlprofil gegen die inneren Wandungen oder eine Anlagefläche des geschlossenen oder sich schließenden
Formwerkzeugs zu drücken,
- wobei während dieses Umformvorgangs die Formgebung des Kunststoffhohlformkörpers erfolgt. Erfindungsgemäß wurde erkannt, dass durch eine Bereitstellung eines formstabilen, endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlprofils, welches durch Erwärmung erweicht wird und in einem die Form des Kunststoffhohlformkörpers definierenden Formwerkzeug vorzugsweise mittels Innendruckbeaufschlagung gegen die inneren Wandungen oder eine Anlagefläche des geschlossenen oder sich schließenden Formwerkzeugs gedrückt wird, in einfacher und kostengünstiger Weise ein Kunststoffhohlformkörper hergestellt werden kann. Bei einfachen Formgebungsvorgängen (z.B. einer Verbiegung) kann der Innendruck dem umgebenden Atmosphärendruck entsprechen - und in Folge dessen auf ein Dichtelement verzichtet werden. Insbesondere aufgrund der Formstabilität des Kunststoffhohlprofils ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren eine vereinfachte Handhabung des Kunststoffhohl- profils. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich in einfacher und kostengünstiger Weise ein einstückig ausgebildeter endlosfaserverstärkter Kunststoffhohlformkörper mit einem geschlossenen Profilquerschnitt herstellen. Alternativ zu einer Innendruckbeaufschlagung kann das Kunststoffhohlprofil durch mindestens ein Dichtelement endseitig verschlossen werden und über das Dichtelement bzw. vor Aufbringen des Dichtelementes mit einem inkompressiblen Medium gefüllt werden. Als inkompressible Medien kommen bei- spielsweise Öle oder partikelförmige Feststoffe wie beispielsweise Sande oder Salze in Frage. Die inkompressiblen Medien sind vorzugsweise so ausgebildet, dass diese nach der Formung des Kunststoffhohlformkörpers aus diesem leicht wieder entfernt werden können. Durch das Einfüllen eines inkompressiblen Mediums kann das Kunststoffhohlprofil dabei in dem Formwerkzeug seine äußere Gestalt d.h. seine in Längsrichtung verlaufende
Querschnittsgeometrie verändern. Die Querschnittsgeometrie des Kunststoffhohlprofils wird dabei zumindest im Wesentlichen nur umgeändert aber nicht vergrößert oder verkleinert. Durch eine Innendruckbeaufschlagung ist es demgegenüber möglich, auch die Außenum- fänge in Längsrichtung des Kunststoffhohlprofils zu verändern, wobei es zu Fließvorgängen innerhalb der Kunststoffmatrix des Kunststoffhohlprofils kommt. Die Innendruckbeaufschlagung kann ebenfalls über ein flüssiges Medium wie ein Öl oder auch durch Wasser oder ein Füllgas (z.B. Luft) erfolgen. Durch die Formgebung des Kunststoffhohlformkörpers innerhalb des Formwerkzeuges lässt sich in vorteilhafter Weise eine Anpassung der Geometrie des Kunststoffhohlprofils bzw. des Kunststoffhohlformkörpers an den im Fahrzeug zur Verfügung stehenden Bauraum individuell realisieren. Hierdurch wird eine optimale Ausnutzung des vorhandenen Bauraumes gewährleistet. Zudem lässt sich durch den Umformvorgang der Kunststoffhohlformkörper gezielt in Bereichen mit einer hohen Belastung im späteren Einsatz durch Geometrieanpassungen (Sicken, Rippen, etc.) zur Aufnahme dieser Belastungen verstärken.
Das Kunststoffhohlprofil kann in Längsrichtung eine gleichbleibende Querschnittsgeometrie und/oder einen gleichbleibenden Außenumfang aufweisen. Ein derartiges Kunststoffhohlprofil kann insbesondere als Kunststoffrohr mit einer kreisförmigen oder rechteckigen oder dreieckigen oder vieleckigen Geometrie ausgebildet sein. Derartige Kunststoffhohlprofile lassen sich in einfacher Weise in einem kontinuierlich arbeitenden Prozess herstellen.
Das Kunststoffhohlprofil kann in Längsrichtung variierende Querschnittsgeometrien und/oder variierende Außenumfänge aufweisen. Die Verwendung eines Kunststoffhohlpro- fils mit in Längsrichtung variierender Querschnittsgeometrie und/oder variierenden Außen- umfängen bietet den Vorteil, dass bereits im Kunststoffhohlprofil eine Endkonturnahe Wandstärke und/oder Außengeometrie vorgegeben werden kann, sodass in dem Formwerkzeug, welches die Endkontur des Kunststoffhohlformkörpers definiert, nurmehr marginale Fließvorgänge der thermoplastischen Kunststoffmatrix des Kunststoffhohlprofils auftreten. So können lokale Faserverschiebungen oder Faserbrüche und Bauteilverzüge mini- miert bzw. ausgeschlossen werden. Mindestens ein endseitiger Abschnitt des Kunststoffhohlformkörpers kann als Verbindungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper ausgebildet werden. In vorteilhafter Weise lässt sich ein endseitiger Abschnitt des Kunststoffhohlformkörpers so ausformen, dass er ein Verbindungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper bildet. Durch die Kombination bzw. durch das Verbinden mehrerer erfindungsgemäß hergestellter Kunststoffhohlformkörper lässt sich das Steifigkeitsniveau der Gesamtanordnung der miteinander verbundenen Kunststoffhohlformkörper flexibel einstellen und anpassen. Eine weitere Alternative ist dem erfindungsgemäßen Kunststoffhohlformkörper an dessen Außenwandung in einem Spritzgussverfahren Kunststoffrippen anzuformen um dessen Steifigkeit weiter zu erhöhen. Vorzugsweise weist das Kunststoffmaterial, das die Kunst- stoffrippen bildet eine Kompatibilität zu der thermoplastischen Kunststoffmatrix des Kunst- stoffhohlformkörpers auf.
Das Dichtelement kann während der Durchführung des Verfahrens dauerhaft mit dem Kunststoffhohlformkörpers verbunden werden und als Verbindungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper fungieren. Das Dichtelement kann insbesondere innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers verbleiben und als Verbindungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper fungieren. In der Regel weisen die Dichtelemente bereits
Schraubanschlüsse oder anderweitige Anschlusselemente für die Zuleitung von fluiden Medien auf, die für den Fall, dass das Dichtelement innerhalb des Kunststoffhohlformkör- pers verbleibt, in vorteilhafter Weise auch als Verbindungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper fungieren können bzw. genutzt werden können. Die Verbindung der Kunststoffhohlformkörper untereinander kann dabei mittels allgemein bekannter Fügeelemente, wie z.B. Schrauben oder Bolzen, oder mittels stoffschlüssiger Fügeverfahren wie Kleben, Löten oder Schweißen oder mittels kraftschlüssiger oder formschlüssiger Fügeverfahren erfolgen. Die Erwärmung des Kunststoffhohlprofils kann mittels Konvektionserwärmung und/oder mittels Laserstrahlung und/oder mittels Infrarotlichtstrahlung und/oder mittels einer Induktionserwärmung und/oder mittels einer Plasmaquelle und/oder mittels Mikrowellenstrahlung erfolgen. Die Verstärkungsfasern können durch Mineralfasern, insbesondere Glasfasern oder Basaltfasern und/oder durch Carbonfasern und/oder durch Aramidfasern und/oder durch polyme- re Fasern und/oder durch synthetische Fasern und/oder durch Fasern von nachwachsenden Rohstoffen (z.B. Hanffasern) und/oder durch Metallfasern gebildet sein. Bei Verwen- dung von Metallfasern, aber auch von Metallpartikeln kann in vorteilhafter Weise zur Erwärmung des Kunststoffhohlprofils eine Induktionsquelle wie beispielsweise eine Induktionsspule genutzt werden.
Die thermoplastische Kunststoffmatrix kann Polyamid (PA) und/oder Polypropylen (PP) und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS) und/oder Polyethylen (PE) und/oder vernetztes Polyethylen (PE-X) und/oder thermoplastische Polyurethane (TPE) und/oder
Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyphenylensulfid (PES) und/oder
Polyethylenterephthalat (PET) umfassen. Der endlosfaserverstärkte Kunststoffhohlformkörper kann als Bauteil für
Crashmanagementsysteme in Kraftfahrzeugen, als tragendes Bauteil eines Kraftfahrzeug- Karosseriesystems, als Bauteil einer eine Öffnung des Fahrzeugs verschließenden Klappe oder Tür oder allgemein als Kraftfahrzeug-Strukturbauteil oder als Flugzeug-Strukturbauteil ausgebildet sein.
Aufgrund der durch die Endlosfaserverstärkung erzielten hohen Steifigkeit und des hohen Energieabsorptionsvermögens des Kunststoffhohlformkörpers, sowie durch die erfindungsgemäße Möglichkeit den Kunststoffhohlformkörper ideal an vorhandenen Bauraum anpassen zu können, eignet sich der erfindungsgemäße Kunststoffhohlformkörper insbesondere als Bauteil für Crashmanagementsysteme in Kraftfahrzeugen, als tragendes Bauteil eines Kraftfahrzeug-Karosseriesystems, als Bauteil einer eine Öffnung des Fahrzeugs verschließenden Klappe oder Tür, oder allgemein als Kraftfahrzeug- oder Nutzfahrzeug-Strukturbauteil. Aufgrund seines geringen Gewichts bzw. der geringen Dichte der verwendeten Materialien kann der Kunststoffhohlformkörper auch als Flugzeug-Strukturbauteil ausgebildet sein.
Ein endlosfaserverstärkter Kunststoffhohlformkörper, insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9, oder ein Kunststoffhohlformkörper nach Anspruch 10 kann mindestens einen endseitigen Abschnitt aufweisen, der als Verbin- dungselement zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper ausgebildet ist. Durch die Integ- ration bzw. das Vorsehen eines Verbindungselements an mindestens einem endseitigen Abschnitt des Kunststoffhohlformkörpers können in vorteilhafter Weise mehrere oder auch eine Vielzahl von weiteren Kunststoffhohlformkörpern untereinander verbunden werden und so gezielt an das benötigte Steifigkeitsniveau angepasst werden.
Teil der Erfindung ist weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem endlosfaserverstärkten Kunststoff hohlformkörper, insbesondere nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , wobei mindestens eine elektrische Leitung und/oder mindestens eine Medienleitung und/oder mindestens eine Datenübertragungsleitung und/oder mindestens eine Steuerleitung des Kraftfahrzeugs innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers geführt ist. Hierbei wird in vorteilhafter Weise der durch die hohlförmige Querschnittsgeometrie vorhandene Bauraum innerhalb des Kunst- stoffhohlformkörpers genutzt, um z.B. Kabelbäume oder Glasfaserkabel oder Medienleitungen (z.B. für Wischflüssigkeiten oder Kraftstoffe) platzsparend und vor Umwelteinflüssen geschützt verstauen und/oder durchführen zu können. Zudem lassen sich die elektrischen Leitungen und/oder Medienleitungen und/oder Datenübertragungsleitungen und/oder Steuerleitungen im Fall eines Defekts leicht austauschen.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen ausführlich erläutert. Gleiche oder funktionsgleiche Elemente werden mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
In den Figuren 1 und 2 ist schematisch ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpern 1 mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix 4 dargestellt. Zunächst wird ein formstabiles, endlosfaserverstärktes Kunststoffhohlprofil 2 bereitgestellt. In diesem hier gezeigten Ausführungsbeispiel weist das Kunststoffhohlprofil 2 in Längsrichtung eine gleichbleibende Querschnittsgeometrie Q und einen gleichbleibenden Außenumfang auf. Die kreisförmige Geometrie Q des Kunststoffhohlformkörpers 1 ist als Schnitt ebenfalls dargestellt. Wie in Figur 4 im Detail dargestellt, sind die Verstärkungsfasern 3 des Kunststoffhohlprofils 2 von einer thermoplastischen Kunststoffmatrix 4 umgeben. Die thermoplastische Kunststoffmatrix 4 ist in diesem Ausführungsbeispiel durch Polyamid gebildet. Als thermoplastische Kunststoffmatrix 4 können alternativ Polypropylen und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol und/oder Polyethylen und/oder vernetztes Polyethylen und/oder thermoplastische Polyurethane und/oder
Polybutylenterephthalat und/oder Polyphenylensulfid und/oder Polyethylenterephthalat ein- gesetzt werden. Die Verstärkungsfasern 3 können durch Mineralfasern, insbesondere Glas- fasern oder Basaltfasern, und/oder durch Carbonfasern und/oder durch Aramidfasern und/oder durch polymere Fasern und/oder durch synthetische Fasern und/oder durch Fasern von nachwachsenden Rohstoffen (z.B. Hanffasern) und/oder durch Metallfasem gebildet sein. In einem Widerstandsheizofen 20 wird mittels Konvektionserwärmung 21 das Kunststoffhohiprofil 2 bis an oder bis über die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Kunststoffmatrix 4 des Kunststoffhohlprofils 2 erwärmt. Alternativ kann die Erwärmung des Kunststoffhohlprofils mittels Laserstrahlung und/oder mittels Infrarotlichtstrahlung und/oder mittels einer Induktionserwärmung und/oder mittels einer Plasmaquelle und/oder mittels Mikrowellenstrahlung erfolgen. Gleichzeitig, vor oder nach der Erwärmung erfolgt ein Verschließen der endseitigen Öffnungen 5, 6 des Kunststoffhohlprofils 2 mittels mindestens eines Dichtelements 7, 8. Vor, nach oder während der Erwärmung des Kunststoffhohlprofils 2 erfolgt das Einbringen des Kunststoffhohlprofils 2 in ein die Form des Kunststoffhohlformkörpers 1 definierendes Formwerkzeug 9. Das Formwerkzeug ist in Figur 2 schematisch dargestellt. Im Folgenden wird über die Dichtelemente 7, 8 ein Innendruck aufge- bracht, um das Kunststoffhohiprofil 2 gegen die inneren Wandungen 10 des geschlossenen Formwerkzeugs 9 zu pressen. Hierzu wird über Durchführungen in den Dichtelemente 7, 8 ein Fluid 23 (z.B. Luft oder ein Öl) unter erhöhtem Druck eingebracht. In einer alternativen Ausführungsform des Verfahrens kann durch Einbringen eines inkompressiblen Mediums in das Kunststoffhohiprofil 2 über die Dichtelemente 7, 8 ein Innendruck innerhalb des Kunst- stoffhohlprofils 2 aufrechterhalten werden, um das Kunststoffhohiprofil 2 gegen die inneren Wandungen 10 des sich schließenden Formwerkzeugs 9 zu drücken oder zu pressen. Bei einfachen Formgebungsvorgängen (z.B. einer Verbiegung) kann der Innendruck dem umgebenden Atmosphärendruck entsprechen - und in Folge dessen auf ein Dichtelement 7, 8 verzichtet werden. Während des Umformvorgangs erfolgt in allen Fällen die Formgebung des Kunststoffhohlformkörpers 1. In Figur 2 sind unten stehend mögliche Querschnittsgeometrien Q', Q", Q'" des Kunststoffhohlformkörpers 1 dargestellt. Der Kunststoffhohlformkörper 1 kann dabei insbesondere Sicken aufweisen, die vorzugsweise nur lokal in dem Kunststoffhohlformkörper ausgebildet sind. Die Figur 3 zeigt mehrere im erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Kunststoffhohlformkörper 1. Die Kunststoffhohlformkörper 1 weisen zumindest bereichsweise
Querschnittsgeometrieänderungen auf, um die Steifigkeit des Kunststoffhohlformkörpers 1 lokal zu erhöhen oder diesen lokal an den vorhandenen Bauraum eines Kraftfahrzeugs anzupassen. Ferner kann der Kunststoffhohlformkörper 1 so ausgeformt werden, dass die- ser sich komplementär an die Außenkontur eines weiteren Bauteils 24 anpasst, welches mit dem Kunststoffhohlformkörper 1 verbunden werden soll. In Figur 3 ist dies beispielhaft für einen Biegeträger 1 ' dargestellt, welcher mit einem zusätzlichen Prallelement 24 aus einem geschäumten Kunststoffmaterial verbunden ist. Die Figur 5 zeigt analog zu Figur 1 ein in einen Heizofen 20 eingebrachtes Kunststoffhohlprofil 2, welches mit Dichtelementen 7, 8 endseitig verschlossen wird. Die Erwärmung des Kunststoffhohlprofils 2 bis an oder bis über die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Kunststoffmatrix 4 des Kunststoffhohlprofils 2 erfolgt ebenfalls mittels einer Konvek- tionserwärmung 21. Alternativ kann die Erwärmung des Kunststoffhohlprofils mittels Laser- Strahlung und/oder mittels Infrarotlichtstrahlung und/oder mittels einer Induktionserwärmung und/oder mittels einer Plasmaquelle und/oder mittels Mikrowellenstrahlung erfolgen. Das Kunststoffhohlprofil 2 weist in Längsrichtung variierende Querschnittsgeometrien und variierende Außenumfänge auf. In vorteilhafter Weise bildet das Kunststoffhohlprofil 2 bereits eine Grobkontur des herzustellenden Kunststoff höh Iformkörpers 1 nach bzw. gibt die- se Grobkontur vor. Analog erfolgt ein Einbringen des Kunststoffhohlprofils 2 in ein die Form des Kunststoffhohlformkörpers 1 definierendes Formwerkzeug 9. Durch Einbringen eines inkompressiblen Mediums in das Kunststoffhohlprofil 2 kann über die Dichtelemente 7, 8 ein Innendruck innerhalb des Kunststoffhohlprofils 2 aufrechterhalten werden, um das Kunststoffhohlprofil 2 gegen die inneren Wandungen 10 des sich schließenden Formwerk- zeugs 9 zu drücken. Aufgrund der bereits vorhandenen Grobkontur des Kunststoffhohlprofils 2 kommt es hierbei zu lokal eng begrenzten Fließvorgängen der thermoplastischen Kunststoffmatrix 4 des Kunststoffhohlprofils 2. In vorteilhafter Weise werden Faserverlagerungen bzw. Faserbrüche und hieraus folgende Verzüge des Kunststoffhohlformkörpers 1 vermieden.
Die Figur 7 zeigt einen endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörper 1 , der als Bauteil einer eine Öffnung eines Kraftfahrzeugs verschließenden Klappe 31 oder Tür 31 ausgebildet ist. Innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers 1 ist eine elektrische Leitung 15 und eine Steuerleitung 18 geführt. Die elektrische Leitung 15 und die Steuerleitung 18 treten dabei im Bereich der Klappenaufhängung 32 durch eine Öffnung in den Kunststoffhohlformkör- per 1 ein und sind innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers 1 bis zu einem Bereich 33 geführt, welcher schematisch dargestellt ein elektrisch betätigbares Türschloss oder eine Kennzeichenleuchte oder einen Parksensor oder eine Lichtquelle oder eine Rückfahrkamera bildet. Eine weitere elektrische Leitung 5 versorgt die dritte Bremsleuchte 34 mit elektri- scher Energie. Eine elektrische Leitung 15 und eine Medienleitung 16 sind ebenfalls, von der Klappenaufhängung 32 kommend, innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers 1 geführt und versorgen eine Scheibenreinigungsanlage 35 mit elektrischer Energie und mit einer Waschflüssigkeit. Die Klappe 31 weist im Montagezustand sichtseitig eine Verblendung 36, sowie eine Fensteröffnung 35 auf.
Die Figur 8 zeigt einen als Biegeträger ausgebildeten Kunststoffhohlformkörper 1 , welcher über zwei Pralldämpfer 41 mit der Karosserie eines hier nicht näher dargestellten Kraftfahrzeuges verbunden ist. Innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers 1 sind Medienleitungen 16 zur Versorgung einer Scheinwerferreinigungsanlage 42, sowie eine Datenübertragungslei- tung 17 und eine Steuerleitung 18, welche die Bordelektronik mit einer Frontkamera 43 verbindet, geführt. Der Biegeträger ist im Montageszustand sichtseitig von einer
Stoßfängerverkleidung 44 verdeckt.
Die Figur 9 zeigt einen erfindungsgemäßen Kunststoffhohlformkörper 1 , welcher einen endseitigen Abschnitt 11 aufweist, der als Verbindungselement 12 zu einem weiteren
Kunststoffhohlformkörper 13 ausgebildet worden ist. Der erste Kunststoffhohlformkörper 1 weist einen mit dem weiteren Kunststoffhohlformkörper 13 komplementären Innendurchmesser und Innenquerschnitt auf, die so aufeinander abgestimmt sind, dass der weitere Kunststoffhohlformkörper 13 in den ersten Kunststoffhohlformkörper 1 eingeschoben wer- den kann. Hierzu ist der Innendurchmesser und die Innengeometrie des ersten Kunststoffhohlformkörpers 1 an die Außengeometrie und den Außenumfang eines Abschnitts 51 des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 angepasst. Durch das in den Figuren 9b bis 9d dargestellte Einschieben des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 in den ersten Kunststoffhohlformkörper 1 entsteht ein Formschluss zwischen dem ersten Kunststoffhohlformkör- per 1 und dem zweiten Kunststoffhohlformkörper 13. Zur weiteren Lagefixierung kann ein Fixierelement 52 zwischen den beiden endseitigen Abschnitten 1 , 51 des ersten Kunst- stoffhohlformkörpers 1 und des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 vorgesehen sein. Das Fixierelement 52 ist durch einen expandierenden Kunststoffschaum gebildet. Alternativ kann das Fixierelement 52 durch eine Klebstoffschicht oder eine Dichtungsmasse oder aus Kunststoff, Metall oder Keramik gebildet sein.
Die Figur 10 zeigt in Figur 10a zunächst das Verschließen einer endseitigen Öffnung 5 eines Kunststoffhohlprofils 2 mittels mindestens eines Dichtelements 7. Während der Formgebung des Kunststoffhohlformkörpers 1 in dem Formwerkzeug 9 wird das Dichtelement 7 mit dem Kunststoffhohlformkörper 1 verpresst, sodass das Dichtelement 7 innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers 1 verbleibt und als Verbindungselement 14 zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper 13 fungieren kann. Alternativ ist es selbstredend möglich und im Rahmen der Erfindung, dass das Dichtelement 7 nicht in das Kunststoffhohlprofil 2 eingesteckt und verpresst wird, sondern von außen auf das Kunststoffhohlprofil 2 aufgesteckt und verpresst wird. Ferner kann anstelle eines Verpressens auch ein Verkleben des Dicht- elements 7 mit dem Kunststoffhohlprofil 2 erfolgen. In den Figuren 10b bis 10d ist schematisch dargestellt, wie ein zweiter Kunststoffhohlformkörper 13 in das Verbindungselement 14 eingefügt, und somit der erste Kunststoffhohlformkörper 1 und der zweite Kunst- stoffhohlformkörper 13 miteinander verbunden werden. Die Verbindung des Dichtelements 7 mit dem zweiten Kunststoffhohlformkörper 13 kann über eine stoffschlüssige Ver- bindung, wie z.B. eine Verklebung, aber auch durch eine formschlüssige oder kraftschlüssige Verbindung, wie z.B. Schrauben oder Klemmen, erfolgen. In einer vorteilhaften Ausführungsform weist auch der zweite Kunststoffhohlformkörper 13 ein als Verbindungselement dienendes Dichtelement auf, welches ein komplementäres Fügelement (z.B. ein Schraubgewinde) zu dem Dichtelement 7 bzw. Verbindungselement 14 des ersten Kunst- stoffhohlformkörpers 1 aufweist, sodass durch ein einfaches Einschrauben des Verbindungselements 14 des erste Kunststoffhohlformkörper 1 in das weitere Verbindungselement des weiteren Kunststoffhohlformkörper 13 die beiden Kunststoffhohlformkörper 1 , 13 miteinander verbunden werden können. Die Figur 11 zeigt einen erfindungsgemäßen Kunststoffhohlformkörper 1 , welcher einen endseitigen Abschnitt 11 aufweist, der als Verbindungselement 12 zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper 13 ausgebildet worden ist. Der erste Kunststoffhohlformkörper 1 weist einen mit dem weiteren Kunststoffhohlformkörper 13 komplementären Innendurchmesser und Innenquerschnitt auf, die so aufeinander abgestimmt sind, dass der weitere Kunststoffhohlformkörper 13 in den ersten Kunststoffhohlformkörper 1 eingeschoben werden kann. Hierzu ist der Innendurchmesser und die Innengeometrie des ersten Kunststoffhohlformkörpers 1 an die Außengeometrie und den Außenumfang eines Abschnitts 51 des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 angepasst. Durch das in den Figuren 11 b bis 1 1d dargestellte Einschieben des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 in den ersten Kunst- stoffhohlformkörper 1 entsteht ein Formschluss zwischen dem ersten Kunststoffhohlformkörper 1 und dem zweiten Kunststoffhohlformkörper 3. Zur weiteren Lagefixierung ist ein Fixierelement 52 zwischen den beiden endseitigen Abschnitten 11 , 51 des ersten Kunststoffhohlformkörpers 1 und des zweiten Kunststoffhohlformkörpers 13 vorgesehen. Das Fixierelement 52 ist als eine Klebstoffschicht ausgebildet.

Claims

Patentansprüche
Verfahren zur Herstellung von endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörpern (1) mit einer thermoplastischen Kunststoffmatrix (4), umfassend die folgenden Schritte:
- Bereitstellung eines formstabilen, endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlprofils
(2),
- wobei die Verstärkungsfasern
(3) des Kunststoffhohlprofils (2) zumindest teilweise von einer thermoplastischen Kunststoffmatrix (4) umgeben sind,
- eine Erwärmung des Kunststoffhohlprofils (2) bis an oder bis über die Erweichungstemperatur der thermoplastischen Kunststoffmatrix (4) des Kunststoffhohlprofils (2) und
- ein Einbringen des Kunststoffhohlprofils (2) in ein die Form des Kunststoffhohlformkörpers (1) definierendes Formwerkzeug (9) erfolgt,
- Aufbringen und/oder Aufrechterhalten eines Innendrucks vorzugsweise über
und/oder mittels mindestens eines, mindestens eine endseitige Öffnung (5, 6) des Kunststoffhohlprofils (2) verschließenden Dichtelements (7, 8), um das Kunststoffhohlprofil (2) gegen die inneren Wandungen (10) oder eine Anlagefläche (10) des geschlossenen oder sich schließenden Formwerkzeugs (9) zu drücken,
- wobei während dieses Umformvorgangs die Formgebung des Kunststoffhohlform- körpers (1) erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffhohlprofil (2) in Längsrichtung eine gleichbleibende Querschnittsgeometrie und/oder einen gleichbleibende Außenumfang aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffhohlprofil (2) in Längsrichtung variierende Querschnittsgeometrien und/oder variierende Außenum- fänge aufweist.
4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein endseitiger Abschnitt (11 , 51) des Kunststoffhohlformkörpers (1) als Verbindungselement (12) zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper (13) ausgebildet wird.
5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dichtelement (7, 8) während der Durchführung des Verfahrens dauerhaft mit dem Kunststoffhohlformkörpers (1) verbunden wird und als Verbindungselement (14) zu einem weiteren Kunststoffhohlformkörper (13) fungiert.
6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmung des Kunststoffhohlprofils (2) mittels Konvektionserwärmung und/oder mittels Laserstrahlung und/oder mittels Infrarotlichtstrahlung und/oder mittels einer Induktionserwärmung und/oder mittels einer Plasmaquelle und/oder mittels Mikrowellenstrahlung erfolgt.
7. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern (3) durch Mineralfasern, insbesondere Glasfasern oder Basaltfasern, und/oder durch Carbonfasern und/oder durch Aramidfasern und/oder durch polymere Fasern und/oder durch synthetische Fasern und/oder durch Fasern von nachwachsenden Rohstoffen und/oder durch Metallfasern gebildet sind.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Kunststoffmatrix (4) Polyamid (PA), und/oder Polypropylen (PP), und/oder Acrylnitril-Butadien-Styrol (ABS), und/oder Polyethylen (PE), und/oder ver- netztes Polyethylen (PE-X), und/oder thermoplastische Polyurethane (TPE), und/oder Polybutylenterephthalat (PBT) und/oder Polyphenylensulfid (PES) und/oder
Polyethylenterephthalat (PET) umfasst.
9. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der endlosfaserverstärkte Kunststoffhohlformkörper (1) als Bauteil für Crashmanagementsysteme in Kraftfahrzeugen, als Biegeträger, als tragendes Bauteil eines Kraftfahrzeug-Karosseriesystems, als Bauteil einer eine Öffnung eines Kraftfahrzeugs verschließenden Klappe (31) oder Tür, oder allgemein als Kraftfahrzeug-Strukturbauteil oder als Flugzeug-Strukturbauteil ausgebildet ist.
10. Endlosfaserverstärkter Kunststoffhohlformkörper (1), insbesondere hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffhohlformkörper (1) als Bauteil für Crashmanagementsysteme in Kraftfahrzeugen, als tragendes Bauteil eines Kraftfahrzeug-Karosseriesystems, als Bauteil einer eine Öffnung eines Kraftfahrzeugs verschließenden Klappe (31) oder Tür, oder allgemein als Kraftfahrzeug-Strukturbauteil oder als Flugzeug-Strukturbauteil ausgebildet ist.
11. Endlosfaserverstärkter Kunststoffhohlformkörper (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein endseitiger Abschnitt (11) des Kunststoffhohlformkörpers (1) als Verbindungselement (12) zu einem weiteren Kunststoffhohlformkör- per (13) ausgebildet ist.
12. Kraftfahrzeug mit einem endlosfaserverstärkten Kunststoffhohlformkörper (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11 , dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine elektrische Leitung (15) und/oder mindestens eine Medienleitung (16) und/oder mindestens eine Datenübertragungsleitung (17) und/oder mindestens eine Steuerleitung (18) des Kraftfahrzeuges innerhalb des Kunststoffhohlformkörpers (1) geführt ist.
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