EP4337719A1 - Bauteil, verfahren zur herstellung eines bauteils und baugruppe - Google Patents

Bauteil, verfahren zur herstellung eines bauteils und baugruppe

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EP4337719A1
EP4337719A1 EP22728130.0A EP22728130A EP4337719A1 EP 4337719 A1 EP4337719 A1 EP 4337719A1 EP 22728130 A EP22728130 A EP 22728130A EP 4337719 A1 EP4337719 A1 EP 4337719A1
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EP
European Patent Office
Prior art keywords
component
approximately
connection
connection areas
volume
Prior art date
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Pending
Application number
EP22728130.0A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Robert Witzgall
Harri Dittmar
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.)
ElringKlinger AG
Original Assignee
ElringKlinger AG
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Filing date
Publication date
Application filed by ElringKlinger AG filed Critical ElringKlinger AG
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Pending legal-status Critical Current

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    • C08J2323/00—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers
    • C08J2323/02—Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/10—Homopolymers or copolymers of propene
    • C08J2323/12—Polypropene
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    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane

Definitions

  • the present invention relates to a component, in particular a flat component, for example a cover element or a cladding element.
  • the component is, for example, an underbody for a vehicle, in particular an electric vehicle.
  • the present invention further relates to a method for producing a component, in particular for producing a component according to the invention.
  • the present invention relates to an assembly which comprises a component according to the invention.
  • the object of the present invention is to provide a component which can be produced as easily as possible and has optimized stability.
  • this object is achieved by a component according to claim 1 .
  • the component preferably comprises a polymeric matrix material and at least one non-compressible filler.
  • An average proportion of the at least one non-compressible filler is preferably approximately 75% by weight or more, based on a total mass of the component and/or based on a local mass of the component in a locally densified area of the component. 2
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler is preferably approximately 80% by weight or more, based on the total mass of the component and/or based on a local mass of the component in a locally densified area of the component.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler is approximately 97% by weight or less, based on a total mass of the component and/or based on a local mass of the component in a locally densified area of the component.
  • the component preferably has one or more connection areas for connecting the component to another component.
  • a material of the component is preferably compressed in the one or more connection areas.
  • non-compressible preferably means that the filler specified thereby is substantially incompressible and/or substantially does not change volume under the action of pressure at constant temperature.
  • a compression modulus of the at least one filler is about 3.0-10 10 Pa or more and/or about 6.5-10 10 Pa or less.
  • the bulk modulus is defined in particular by the spontaneous elastic cal change in volume (and thus the density) as a result of pressure or mechanical stress.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler is approximately 55% by volume or more, in particular approximately 60% by volume or more, based on a total volume of the component and/or based on a local volume of the component in a locally compressed area of the component.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler is approximately 97% by volume or less, based on the total volume of the component and/or based on a local volume of the component in a locally densified area of the component.
  • the component is preferably connected to the further component.
  • the material of the component is in particular locally and/or selectively compressed, for example pressed.
  • the local and/or punctiform compression of the material of the component in the one or more connection areas can in particular reduce and/or minimize creeping of the material. This is particularly advantageous in the case of a connection, for example to a further metallic component.
  • the one or more remaining areas preferably form non-densified areas.
  • connection areas are preferably areas that are compressed during the manufacture of the component.
  • the one or more connection areas are pressed areas.
  • the entire material of the component is compacted compared to conventionally used filler-reinforced materials.
  • the proportion of the at least one non-compressible filler in the one or more connection areas is preferably increased locally, for example by approximately 5% by weight or more, compared to the proportion of the at least one non-compressible filler in the material of the component in the other areas that do not form connection areas.
  • “compacted” preferably means that in an area of a material described as compacted, the proportion of the at least one non-compressible filler is approximately 80% by weight or more, for example approximately 85% by weight. or more, based on the total mass of the respective area.
  • an average thickness of the component in the one or more connection areas is approximately 10% or more less than an average thickness of the component in the other areas.
  • the thickness of the component is preferably defined at least approximately perpendicular to a main plane of extension of the component.
  • the material of the component is compressed at least in the one or more connection areas, in particular by using one or more compression elements, for example one or more washers.
  • the one or more compression elements are preferably placed in a tool. During the manufacture of the component, the one or more compression elements are preferably pressed and/or pushed into the component. - 5 -
  • At least one of the at least one non-compressible filler is a fiber material.
  • all non-compressible fillers used are fibrous materials.
  • a glass fiber material and/or a continuous fiber material is used as the non-compressible filler.
  • a “continuous fiber material” is preferably a fiber material in which 90% or more, in particular 95% or more, of the fibers have a length of approx. 40 mm or more, preferably approx. 50 mm or more.
  • Approximately 80% of the fibers of the fiber material or more, in particular approximately 90% of the fibers of the fiber material or more, are preferably arranged at least approximately parallel to one another and/or parallel to a main extension plane of the component.
  • An orientation of the fibers is preferably determined by means of electron microscopy and in particular by means of subsequent image processing.
  • the at least one non-compressible filler is preferably a unidirectional fiber material, for example a unidirectional glass fiber material.
  • the material of the component has a creep resistance c c of approximately 0.75 or more, in particular approximately 0.85 or more, at least in the one or more connection areas.
  • the creep behavior of the material of the component is preferably determined according to DIN EN ISO 899.
  • the creep behavior of a material is typically determined by the creep modulus.
  • the creep modulus E c is 6 for time-dependent loads defined as the relationship between stress and a time-dependent deformation that occurs: s
  • s designates the mechanical stress (normal stress, not shear stress) and e (epsilon) the strain.
  • Elongation is the ratio of a change in length to the original length.
  • the unit of creep modulus is the unit of stress, often given in pascals (Pa).
  • the temporal influence on the modulus of elasticity can be determined for polymer materials.
  • the component is a large-area component and/or a surface component.
  • the component is preferably a housing component for an electrochemical system, for example a battery base and/or an underride protection element of an electric vehicle.
  • Electrochemical systems are battery modules, for example.
  • the component is particularly preferably used for an electrochemical system of an electric vehicle.
  • connection areas each have an at least approximately hollow-cylindrical opening in the component, which extends through the component in particular in a direction running at least approximately perpendicular to a main extension plane of the component.
  • sleeves for example metallic sleeves, for connecting the component to another component is particularly unnecessary.
  • the polymer matrix material comprises or is formed from a thermoplastic polymer material, for example polypropylene.
  • creep resistance of the component is preferably formed in the one or more connection areas.
  • the proportion of the at least one non-compressible filler at least in the one or more connection areas is approximately 65% by volume or more, for example approximately 70% by volume or more, based on a total volume of the respective connection area.
  • a tightening torque that corresponds to approximately 70% or more of an original tightening torque that is present directly after and/or during the screw connection can be achieved with warm storage for more than 120 hours .
  • the component preferably has approximately 30 connection areas or more, in particular approximately 40 connection areas or more, for example approximately 50 connection areas or more.
  • a subassembly comprising the component can preferably be produced with a reduced weight.
  • component costs can be saved in the assembly.
  • connection areas are areas into which, when the component is connected to another component, for example by screwing, a force is introduced and/or on which a force acts.
  • the material of the component preferably has a density in the one or more compacted areas and/or the one or more connection areas which is approximately 5% or more greater than a density in the non-compacted area(s).
  • a proportion of the one or more connection areas is approximately 20% by volume of the component or less, in particular approximately 10% by volume of the component or less, preferably approximately 5% by volume of the component or less, based on the total volume of the component.
  • the proportion of the one or more connection areas is preferably approximately 5% or less, in particular approximately 2% or less, based on a total area of the component.
  • the present invention also relates to a method for producing a component, for example for producing a component according to the invention.
  • the invention is based on the object of providing a method by means of which a component which has increased stability can be produced as simply as possible. - 9 -
  • a component is preferably provided which comprises or is formed from a polymeric matrix material and at least one non-compressible filler.
  • An average proportion of the at least one non-compressible filler is preferably approximately 75% by weight or more, in particular approximately 80% by weight or more, based on the total mass of the component and/or based on a local mass of the component in one locally compacted area of the component.
  • a material of the component is preferably compressed in one or more connection areas, for example by pressing.
  • the method according to the invention preferably has one or more of the features mentioned in connection with the component according to the invention and/or one or more of the advantages mentioned in connection with the component according to the invention.
  • the component has a continuous opening in one or more connection areas, in particular in each connection area, which is used, for example, as a channel for a screw in a screw connection.
  • a compressed area preferably surrounds the opening in the form of a ring, in particular in the form of a circular ring.
  • an outer diameter of the densified area surrounding an opening is at least about twice, preferably at least about three times, a diameter of the opening. 10
  • an outer diameter of the compressed area, which surrounds an opening, in particular this one, is at most approximately ten times, preferably at most approximately five times, the diameter of the opening.
  • a compression element for example a washer, is preferably positioned on and/or on the component in each connection area before and/or while the respective compression element is pressed against the component by a tool, whereby the component is compressed in the respective connection area.
  • one or more compression elements are positioned in the tool and only brought into contact with the component during a pressing process and/or press-in process.
  • the one or more compression elements are selected such that their outside diameter is approximately 85% or more and/or approximately 90% or less of a desired outside diameter of a connection area of the component resulting from compression.
  • a washer is preferably used as the compression element. Washers with an outside diameter of about 20mm or more and/or 24mm or less have been found to be particularly preferred.
  • connection area with an outer diameter of approximately 25 mm can be formed with washers that have an outer diameter of approximately 22 mm. In this way, tolerances that are usually present can be compensated for.
  • the present invention also relates to an assembly. 11
  • the invention is based on the object of providing an assembly which can be assembled as simply as possible.
  • the assembly includes a component according to the invention and a further component.
  • the component and the further component are connected to one another in one or more connection areas of the component, for example by screwing.
  • the assembly according to the invention preferably has one or more of the features mentioned in connection with the component according to the invention and/or one or more of the advantages mentioned in connection with the component according to the invention.
  • a metallic carrier element is preferably suitable as a further component.
  • the component and the further component are connected to one another directly in the one or more connection areas, in particular without a sleeve and/or without a sleeve. In this way, costs can be saved and the manufacture of the assembly can be simplified.
  • the heat storage is carried out at about 80 °C, for example.
  • the further component is a metal carrier element, the component and the further component being connected to one another by screwing in the one or more connection areas of the component.
  • a loosening torque in the one or more connection areas for loosening the respective screw connection is preferably approximately 70% or more of a tightening torque in the respective connection area.
  • the present invention also preferably relates to a sandwich component.
  • the sandwich component preferably comprises two cover layers and a core arranged between the cover layers.
  • One or both cover layers are in particular tape cover layers.
  • the core is in particular formed from a mass that is flowable at least during core production, for example from GMT material (Glass Mat Thermoplastic) or DLFT material (Direct Long Fiber Thermoplastic), or comprises such a material.
  • connection areas of the sandwich component are preferably formed by local displacement of the core and/or by local compression of one or both cover layers.
  • a displacement process takes place in particular when the core is in a state in which it is deformable, in particular flowable, for example immediately after the introduction of a material for producing the core between the cover layers.
  • cover layers and/or the core comprise a component with one or more features of the aforementioned component and/or the aforementioned starting component or are produced or can be produced from it.
  • the sandwich component preferably comprises one or more compressed areas, which in particular form connection areas.
  • the sandwich component preferably has a reduced material thickness in the respective connection area, wherein in particular a material thickness of the core in the connection area is reduced in comparison to the material thickness of the core in an area surrounding the connection area.
  • the material thickness of the core is preferably reduced by at least approximately 70%, preferably by at least approximately 90%.
  • the core is preferably completely displaced in the connection area, so that the cover layers lie essentially directly against one another.
  • the reduction in the material thickness of the sandwich component in the connection area is preferably obtainable in that the sandwich component is pressed, in particular locally, during its manufacture. As a result, the core is displaced from the space between the cover layers, in particular until the cover layers are in direct contact with one another.
  • cover layers themselves are compressed, in particular compressed.
  • the cover layers are, in particular, starting components that are reinforced for the optimized connection of fastening elements.
  • the further pressing can be achieved, for example, by means of a stamp of a tool in order to generate locally increased pressing forces.
  • connection areas thus form, in particular, attachment points protruding from the main extension plane, for example attachment domes.
  • a particularly stable connection area can preferably be produced by displacing the core and/or by compressing one or both cover layers.
  • an additional sleeve for screwing the sandwich component to another component is thereby preferably unnecessary.
  • connection areas are preferably arranged and/or formed in a pattern, distributed symmetrically, regularly and/or evenly on the component, in particular the sandwich component.
  • FIG. 1 shows a schematic sectional illustration of an embodiment of a component, the component having a plurality of connection areas in the area in which a material of the component is compacted, for example in comparison to the remaining non-compacted areas;
  • Fig. 2 shows a detail of a schematic sectional view of a
  • Assembly which comprises a component according to FIG. 1 and a further component, which are connected to one another without a sleeve by means of a screw connection in a connection region of the component;
  • FIG. 3 shows a schematic representation of a method for producing the component from FIG. 1 , the material of the component being compressed in one or more of the connection areas by a compression element in each case; - 15 -
  • Fig. 5 shows a schematic section through a tool for
  • FIG. 6 shows a schematic section through a connection area of a sandwich component produced by means of the tool.
  • a component shown in FIG. 1, denoted as a whole by 100, is particularly suitable for use as a cover element or protective element, for example in combination with an electrochemical system 102, not shown as a whole in the drawing, for example a battery module.
  • the electrochemical system 102 such as the battery module, is preferably used in an electric vehicle.
  • the component 100 is, in particular, a flat component 100 which is at least 10 times, in particular at least 100 times, larger in its two main directions of extent than in a thickness direction of the component 100.
  • the component 100 is preferably designed in the form of a plate.
  • the component 100 preferably has a width of approximately 1.50 m or more, in particular approximately 1.75 m or more.
  • the width of the component 100 is approximately 2.5 m or less, for example approximately 2.15 m or less. - 16 -
  • a length of the component 100 arranged perpendicular to the width of the component 100 is preferably approximately 1 m or more, in particular 1.25 m or more.
  • the length of the component 100 is approximately 4.0 m or less, for example approximately 3 m or less.
  • the component 100 is formed with dimensions of approximately 2.0 m by 1.5 m (2.0 m x 1.5 m).
  • the component 100 is a battery floor or an underride guard, for example an underbody paneling of a vehicle, in particular an electric vehicle.
  • the component 100 preferably serves as an underride protection element for protecting a battery device arranged in the floor area.
  • the component 100 is formed from a polymeric matrix material 104 and at least one non-compressible filler 106 .
  • the component 100 comprises the polymeric matrix material 104 and the at least one non-compressible filler 106 and contains further components, for example one or more additives.
  • the polymeric matrix material 104 comprises or is formed from a thermoplastic polymeric material.
  • a preferred thermoplastic polymer material is polypropylene.
  • thermoplastic polymer materials can also be used for the polymeric matrix material 104, for example one or more other thermoplastic polyolefins. - 17 -
  • a fiber material for example a glass fiber material, is preferably used as the non-compressible filler 106 .
  • the fiber material is a continuous fiber material.
  • Continuous filament materials can preferably be incorporated into a thermoplastic polymer matrix material.
  • a “continuous fiber material” is preferably a fiber material in which 90% or more, in particular 95% or more, of the fibers have a length of approx. 40 mm or more, preferably approx. 50 mm or more.
  • fibers of the fiber material have a preferred direction which runs at least approximately parallel to a main plane of extension of the component 100 .
  • Approximately 80% of the fibers of the fiber material or more, in particular approximately 90% of the fibers of the fiber material or more, are preferably arranged at least approximately parallel to one another.
  • An orientation of the fibers is preferably determined by means of electron microscopy and in particular by means of subsequent image processing.
  • the continuous glass fibers are indicated schematically in FIG.
  • the at least one non-compressible filler 106 in this case the continuous glass fibers, is accommodated in the polymeric matrix material 104 and/or embedded therein. - 18 -
  • An average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably 75% by weight or more, in particular approximately 80% by weight or more, based on a total mass of the component 100 and/or based on a local mass of the component 100 in a locally compressed area of component 100.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably approximately 97% by weight or less, based on the total mass of the component 100 and/or based on a local mass of the component 100 in a locally densified area of the component 100.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably approximately 55% by volume or more, in particular approximately 60% by volume or more, based on a total volume of the component 100 and/or based on a local volume of component 100 in a locally compressed area of component 100.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably approximately 97% by volume or less, based on the total volume of the component 100 and/or based on a local volume of the component 100 in a locally densified area of the component 100.
  • the component 100 preferably has one or more (here several) connection areas 108 .
  • the connection areas 108 are preferably used to connect the component 100 to another component 110 (cf.
  • a material of component 100 is preferably compressed in connection areas 108, in particular in comparison to one or more non-compacted areas 112.
  • the one or more non-compacted areas 112 form all areas of component 100 that do not form connection areas 108. - 19 -
  • the proportion of the at least one non-compressible filler in the connection areas 108 is preferably approximately 80% by weight or more, for example approximately 85% by weight or more, based on the total mass of the respective connection area 108.
  • an average thickness of the component 100 in the connection areas 108 is approximately 10% or more less than an average thickness of the component 100 in the other areas.
  • the thickness of component 100 is preferably defined at least approximately perpendicularly to a main plane of extension of component 100 .
  • connection areas 108 It can be favorable if approximately 20% by volume of component 100 or less, in particular approximately 10% by volume of component 100 or less, for example approximately 5% by volume of component 100 or less, based on a total volume of the component 100, are compressed and/or are formed by the connection areas 108.
  • the material of the component 100 preferably has a density in the compressed areas and/or connection areas 108 which is approximately 5% or more greater than a density in the non-compacted area(s).
  • connection areas 108 Due to the increased proportion of the at least one non-compressible filler 106 in the connection areas 108, a sleeveless and/or sleeveless connection of the component 100 to the further component 110 is preferably possible.
  • the component 100 and the further component 110 can be connected directly to one another, for example screwed. 20
  • each connection area 108 which serves, for example, as a channel for a screw in a screw connection.
  • the one or more (in the present case more than one) openings 113 are preferably at least approximately in the form of a hollow circular cylinder and/or extend from a first main side to a second main side of component 100.
  • a main extension direction of openings 113 preferably runs at least approximately perpendicularly to a main extension plane of component 100.
  • the component 100 and the further component 110 preferably form an assembly 114.
  • the assembly 114 includes additional components 100 and/or additional further components 110 (not shown in the drawing).
  • the further component 110 is, for example, a metallic carrier element 116.
  • the additional component 110 forms part of a vehicle body.
  • the component 100 has approximately 50 connection areas 108 in which it is connected to the further component 110 and/or further elements of a vehicle body.
  • connection of the component 100 and the further component 110 shown in Fig. 2 can have one or more of the following properties: 21 a loosening torque of the connection is about 70% or more of a tightening torque; and/or a tightening torque after warm storage for more than 120 hours is approximately 60% of an original tightening torque that had to be applied when screwing together component 100 and the other component.
  • the heat storage is preferably carried out at about 80°C.
  • a material of the component 100 in the connection areas 108 has a creep resistance c c of approximately 0.75 or more, in particular approximately 0.85 or more.
  • an initial component 118 is preferably placed in a tool 120 .
  • the starting component 118 preferably comprises a polymeric matrix material 104 and at least one non-compressible filler 106, for example continuous glass fibers.
  • An average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably approximately 75% by weight or more, in particular approximately 80% by weight or more, based on the total mass of the starting component 118.
  • the average proportion of the at least one non-compressible filler 106 is preferably approximately 55% by volume or more, in particular approximately 60% by volume or more, based on a total volume of the starting component 118.
  • the at least one non-compressible filler 106 is distributed in particular homogeneously over the entire initial component 118. 22
  • the tool 120 is a pressing tool, for example.
  • the compression elements 122 are positioned in such a way that when two tool parts of the tool 120 are closed around the starting component 118, they rest against connection regions 108 of the component and/or are in contact with them.
  • Washers have proven to be particularly preferred compression elements 122 .
  • compression elements 122 are used, the outer diameter of which is approximately 85% or more and/or approximately 90% or less of an outer diameter of a connection region 108 of component 100 resulting from compression.
  • washers are used which have an outer diameter of approximately 10 mm or more, in particular approximately 20 mm or more, and/or approximately 30 mm or less, in particular approximately 24 mm or less. Washers are preferably used which have an outer diameter of approximately 22 mm.
  • the tool 120 is preferably actuated, for example by closing the tool parts.
  • the starting component 118 is pressed, as a result of which the component 100 is produced. Pressing is indicated by reference number 124 in FIG. 3 . - 23 -
  • the resulting attachment areas 108 of the component 100 preferably have an outer diameter of about 25 mm.
  • the method described above preferably produces a creep-resistant component 100.
  • a tendency of the component 100 to creep can preferably be minimized when it is screwed into and/or to an assembly 114 .
  • the use of metallic sleeves when screwing to a further metallic component 110 is preferably unnecessary.
  • the component 100 is part of a larger unit, for example a sandwich component 126.
  • the sandwich component 126 preferably comprises two cover layers 128 and a core 130 of the sandwich component 126 arranged between the cover layers 128.
  • the sandwich component 126 preferably comprises one or two or more components 100, in particular according to one of the embodiments described above.
  • the sandwich component 126 is formed or can be produced from one or more starting components 118 according to one of the embodiments described above.
  • One or both cover layers 128 of the sandwich component 126 are preferably formed from one or more starting components 118 or can be produced from them. - 24 -
  • the core 130 is formed from one or more starting components 118 or can be produced from them.
  • the sandwich component 126 preferably comprises one or more compressed areas which form connection areas 108 in particular.
  • the sandwich component 126 has a reduced material thickness in the connection area 108, wherein in particular a material thickness of the core 130 in the connection area 108 is reduced compared to the material thickness of the core in an area surrounding the connection area 108.
  • the material thickness of the core 130 is preferably reduced by at least approximately 70%, preferably by at least approximately 90%.
  • the core 130 is preferably completely displaced in the connection area 108, so that the cover layers 128 lie essentially directly against one another.
  • the reduction in the material thickness of the sandwich component 126 in the connection area 108 can be achieved in that the sandwich component 126 is pressed.
  • the core 130 is displaced from the space between the cover layers 128, in particular until the cover layers 128 are in direct contact with one another.
  • cover layers 128 themselves are compressed, in particular compacted.
  • the cover layers 128 are in particular starting components 118 which are reinforced for the optimized connection of fastening elements.
  • connection areas 108 of the sandwich component 126 together with the area surrounding it are preferably deformed by means of the tool 120, for example in - 25 - formed in a direction from a main extension plane of the sandwich component 126.
  • the connection areas 108 thus form, in particular, fastening points protruding from the main plane of extension.
  • a particularly stable connection area 108 can preferably be produced by displacing the core 130 and/or by compressing one or both cover layers 128 .
  • an additional sleeve for screwing the sandwich component 126 to a further component 110 is thereby preferably unnecessary.

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Abstract

Um ein insbesondere flächiges Bauteil bereitzustellen, welches möglichst einfach herstellbar ist und eine optimierte Stabilität aufweist, wird ein Bauteil vorgeschlagen, welches ein polymeres Matrixmaterial und mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff umfasst oder daraus gebildet ist, wobei ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs vorzugsweise ungefähr 75 Gew.-% oder mehr beträgt, bezogen auf eine Gesamtmasse des Bauteils und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils, wobei das Bauteil einen oder mehrere Anbindungsbereiche zur Anbindung des Bauteils an ein weiteres Bauteil aufweist und wobei ein Material des Bauteils zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen verdichtet ist.

Description

Bauteil, Verfahren zur Herstellung eines Bauteils und Baugruppe
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Bauteil, insbesondere ein flächiges Bauteil, beispielsweise ein Abdeckelement oder ein Verkleidungselement. Das Bauteil ist beispielsweise ein Unterboden für ein Fahrzeug, insbesondere ein Elektrofahrzeug.
Weiter betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, insbesondere zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils.
Ferner betrifft die vorliegende Erfindung eine Baugruppe, welche ein erfin dungsgemäßes Bauteil umfasst.
Aus der DE 10 2019 219 594.6 ist ein Flächenmaterial bekannt, welches ein thermoplastisches Polymermatrixmaterial umfasst, in welchem ein Faser material aufgenommen ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Bauteil bereitzustellen, welches möglichst einfach herstellbar ist und eine optimierte Stabilität aufweist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Bauteil gemäß dem Anspruch 1 gelöst.
Das Bauteil umfasst vorzugsweise ein polymeres Matrixmaterial und mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff.
Ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füll stoffs beträgt vorzugsweise ungefähr 75 Gew.-% oder mehr, bezogen auf eine Gesamtmasse des Bauteils und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils. 2
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs ungefähr 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des Bauteils und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils.
Insbesondere beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs ungefähr 97 Gew.-% oder weniger, bezogen auf eine Gesamtmasse des Bauteils und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils.
Das Bauteil weist vorzugsweise einen oder mehrere Anbindungsbereiche zur Anbindung des Bauteils an ein weiteres Bauteil auf. Ein Material des Bauteils ist vorzugsweise in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen ver dichtet.
"Nicht-kompressibel" bedeutet im Sinne der vorliegenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüchen vorzugsweise, dass der dadurch spezifizierte Füllstoff im Wesentlichen inkompressibel ist und/oder unter Druckeinwirkung unter konstanter Temperatur sein Volumen im Wesentlichen nicht verändert.
Beispielsweise beträgt ein Kompressionsmodul des mindestens einen Füllstoffs ungefähr 3,0- IO10 Pa oder mehr und/oder ungefähr 6,5- IO10 Pa oder weniger. Der Kompressionsmodul ist insbesondere definiert über die spontane elasti sche Veränderung des Volumens (und damit der Dichte) infolge eines Drucks bzw. mechanischer Spannung.
Ergänzend oder alternativ beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs ungefähr 55 Vol.-% oder mehr, insbeson dere ungefähr 60 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Bauteils und/oder bezogen auf ein lokales Volumen des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils. - 3 -
Insbesondere beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs ungefähr 97 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Bauteils und/oder bezogen auf ein lokales Volumen des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils.
Im Bereich des einen oder der mehreren Anbindungsbereiche ist das Bauteil vorzugsweise mit dem weiteren Bauteil verbunden.
Im Bereich des einen oder der mehreren Anbindungsbereiche ist das Material des Bauteils insbesondere lokal und/oder punktuell verdichtet, beispielsweise verpresst.
Durch die lokale und/oder punktuelle Verdichtung des Materials des Bauteils in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen kann insbesondere ein Kriechen des Materials reduziert und/oder minimiert werden. Dies ist insbe sondere bei einer Verbindung, beispielsweise mit einem metallischen weiteren Bauteil, vorteilhaft.
Günstig kann es sein, wenn das Material des Bauteils im Bereich des einen oder der mehreren Anbindungsbereiche im Vergleich zu dem Material des Bauteils in dem oder den übrigen Bereich(en) verdichtet ist und/oder eine erhöhte Dichte aufweist. Der eine oder die mehreren übrigen Bereiche bilden vorzugsweise nicht-verdichtete Bereiche.
Vorzugsweise sind der eine oder die mehreren Anbindungsbereiche bei der Herstellung des Bauteils verdichtete Bereiche. Insbesondere sind der eine oder die mehreren Anbindungsbereiche verpresste Bereiche.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das gesamte Material des Bauteils im Vergleich zu herkömmlicherweise einge setzten Füllstoff-verstärkten Materialien verdichtet ist. - 4 -
Vorzugsweise ist der Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füll stoffs in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen lokal erhöht, beispielsweise um ungefähr 5 Gew.-% oder mehr, im Vergleich zum Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs im Material des Bauteils in den übrigen Bereichen, welche keine Anbindungsbereiche bilden.
"Verdichtet" bedeutet im Sinne der vorliegenden Beschreibung und der bei gefügten Ansprüche vorzugsweise, dass in einem als verdichtet beschriebenen Bereich eines Materials der Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs ungefähr 80 Gew.-% oder mehr, beispielsweise ungefähr 85 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des jeweiligen Bereichs, beträgt.
"Ungefähr" ist im Sinne der vorliegenden Beschreibung und der beigefügten Ansprüche vorzugsweise als eine Abweichung eines dadurch bezeichneten Werts von ± 10 % zu verstehen.
Vorteilhaft kann es sein, wenn eine durchschnittliche Dicke des Bauteils in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen um ungefähr 10 % oder mehr geringer ist als eine durchschnittliche Dicke des Bauteils in den übrigen Berei chen.
Die Dicke des Bauteils ist vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils definiert.
Es kann vorgesehen sein, dass das Material des Bauteils zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen verpresst ist, insbesondere durch Verwendung eines oder mehrerer Verdichtungselemente, beispielsweise einer oder mehrerer Unterlegscheiben.
Vorzugsweise werden das eine oder die mehreren Verdichtungselemente in ein Werkzeug eingelegt. Bei der Herstellung des Bauteils werden vorzugsweise das eine oder die mehreren Verdichtungselemente in das Bauteil hineingepresst und/oder hineingedrückt. - 5 -
Vorteilhaft kann es sein, wenn mindestens einer des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs ein Fasermaterial ist. Beispielsweise sind sämtliche verwendeten nicht-kompressiblen Füllstoffe Fasermaterialien. Insbesondere wird ein Glasfasermaterial und/oder ein Endlosfasermaterial als nicht-kom- pressibler Füllstoff verwendet.
Ein "Endlosfasermaterial" ist vorzugsweise ein Fasermaterial, dessen Fasern zu 90 % oder mehr, insbesondere zu 95 % oder mehr, eine Länge von ca. 40 mm oder mehr, vorzugsweise von ca. 50 mm oder mehr, aufweisen.
Vorzugsweise sind ca. 80 % der Fasern des Fasermaterials oder mehr, ins besondere ca. 90 % der Fasern des Fasermaterials oder mehr, zumindest näherungsweise parallel zueinander angeordnet und/oder parallel zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils angeordnet.
Eine Orientierung der Fasern wird vorzugsweise mittels Elektronenmikroskopie und insbesondere mittels anschließender Bildbearbeitung bestimmt.
Vorzugsweise ist der mindestens eine nicht-kompressible Füllstoff ein unidirek- tionales Fasermaterial, beispielsweise ein unidirektionales Glasfasermaterial.
Insbesondere für optimierte Bauteileigenschaften kann es vorteilhaft sein, wenn das Material des Bauteils zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen eine Kriechbeständigkeit cc von ungefähr 0,75 oder mehr, insbesondere von ungefähr 0,85 oder mehr, aufweist.
Vorzugsweise wird das Kriechverhalten des Materials des Bauteils gemäß DIN EN ISO 899 bestimmt.
Das Kriechverhalten eines Werkstoffs, vorliegend des Materials des Bauteils, wird typischerweise durch den Kriechmodul bestimmt. Der Kriechmodul Ec ist 6 für zeitabhängige Belastungen definiert als Verhältnis zwischen Spannung und einer Zeit-abhängigen sich einstellenden Verformung: s
Er = - es(0
Dabei bezeichnet s (Sigma) die mechanische Spannung (Normalspannung, nicht Schubspannung) und e (Epsilon) die Dehnung. Die Dehnung ist das Verhältnis einer Längenänderung zur ursprünglichen Länge.
Die Einheit des Kriechmoduls ist die Einheit einer Spannung, oft in Pascal (Pa) angegeben.
Durch Ermittlung des Kriechmoduls kann bei Polymermaterialien der zeitliche Einfluss im Elastizitätsmodul bestimmt werden.
Beispielsweise ist das Bauteil ein großflächiges Bauteil und/oder ein Flächen bauteil.
Vorzugsweise ist das Bauteil ein Gehäusebauteil für ein elektrochemisches System, beispielsweise ein Batterieboden und/oder ein Unterfahrschutz element eines Elektrofahrzeugs.
Elektrochemische Systeme sind beispielsweise Batteriemodule.
Besonders bevorzugt wird das Bauteil für ein elektrochemisches System eines Elektrofahrzeugs verwendet.
Günstig kann es sein, wenn der eine oder die mehreren Anbindungsbereiche jeweils eine zumindest näherungsweise hohlzylinderförmige Öffnung in dem Bauteil aufweisen, welche sich insbesondere in einer zumindest näherungs weise senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils verlaufenden Richtung durch das Bauteil hindurch erstreckt. - 7 -
Die Verwendung von Hülsen, beispielsweise metallischen Hülsen, zur Anbin dung des Bauteils an ein weiteres Bauteil, ist insbesondere entbehrlich.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das polymere Matrixmaterial ein thermoplasti sches Polymermaterial, beispielsweise Polypropylen, umfasst oder daraus gebildet ist.
Durch das Verdichten des Materials in dem einen oder den mehreren Anbin dungsbereichen ist vorzugsweise eine Kriechbeständigkeit des Bauteils in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen ausgebildet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn der Anteil des mindestens einen nicht-kom- pressiblen Füllstoffs zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungs bereichen ungefähr 65 Vol.-% oder mehr, beispielsweise ungefähr 70 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des jeweiligen Anbindungs bereichs, beträgt.
So kann insbesondere bei einer Verschraubung des Bauteils mit einem weiteren, beispielsweise metallischen, Bauteil ein Anziehdrehmoment, welches ungefähr 70 % oder mehr eines ursprünglichen Anziehdrehmoments, welches direkt nach und/oder bei der Verschraubung vorliegt, entspricht, bei einer Warmlagerung über 120 Stunden erreicht werden.
Vorzugsweise weist das Bauteil ungefähr 30 Anbindungsbereiche oder mehr, insbesondere ungefähr 40 Anbindungsbereiche oder mehr, beispielsweise ungefähr 50 Anbindungsbereiche oder mehr, auf.
Dadurch, dass metallische Hülsen bei der Anbindung des Bauteils an ein weiteres Bauteil entbehrlich sind, kann eine das Bauteil umfassende Bau gruppe vorzugsweise mit verringertem Gewicht hergestellt werden. Insbe sondere können bei der Baugruppe Bauteilkosten eingespart werden. 8
Beispielsweise sind der eine oder die mehreren Anbindungsbereiche Bereiche, in welche bei Anbindung des Bauteils an ein weiteres Bauteil, beispielsweise durch Verschrauben, eine Kraft eingeleitet wird und/oder auf welche eine Kraft wirkt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn ungefähr 20 Vol.-% des Bauteils oder weniger, insbesondere ungefähr 10 Vol.-% des Bauteils oder weniger, beispielsweise ungefähr 5 Vol.-% des Bauteils oder weniger, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Bauteils, verdichtet sind.
Das Material des Bauteils weist in dem einen oder den mehreren verdichteten Bereichen und/oder dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen vor zugsweise eine Dichte auf, welche ungefähr 5 % oder mehr größer ist als eine Dichte in dem/den nicht verdichteten Bereich(en).
Beispielsweise beträgt ein Anteil des einen oder der mehreren Anbindungs bereiche ungefähr 20 Vol.-% des Bauteils oder weniger, insbesondere ungefähr 10 Vol.-% des Bauteils oder weniger, vorzugsweise ungefähr 5 Vol.-% des Bauteils oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Bauteils.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des einen oder der mehreren Anbindungs bereiche ungefähr 5 % oder weniger, insbesondere ungefähr 2 % oder weniger, bezogen auf eine Gesamtfläche des Bauteils.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Bauteils.
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bereit zustellen, mittels welchem sich ein Bauteil, welches eine erhöhte Stabilität aufweist, möglichst einfach hersteilen lässt. - 9 -
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß dem unab hängigen Verfahrensanspruch gelöst.
Vorzugsweise wird ein Bauteil bereitgestellt, welches ein polymeres Matrix material und mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff umfasst oder daraus gebildet ist. Ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs beträgt vorzugsweise ungefähr 75 Gew.-% oder mehr, insbesondere ungefähr 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamt masse des Bauteils und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils.
Vorzugsweise wird ein Material des Bauteils in einem oder mehreren Anbin dungsbereichen verdichtet, beispielsweise durch Verpressen.
Das erfindungsgemäße Verfahren weist vorzugsweise eines oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil genannten Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsge mäßen Bauteil genannten Vorteile auf.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Bauteil in einem oder in mehreren Anbindungsbereichen, insbesondere in jedem Anbindungsbereich, eine durchgängige Öffnung aufweist, die beispielsweise als Kanal für eine Schraube bei einer Verschraubung dient.
Ein verdichteter Bereich umgibt vorzugsweise die Öffnung ringförmig, insbesondere kreisringförmig.
Vorzugsweise beträgt ein Außendurchmesser des verdichteten Bereichs, weicher eine Öffnung umgibt, mindestens ungefähr das Doppelte, vorzugsweise mindestens ungefähr das Dreifache, eines Durchmessers der Öffnung. 10
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass ein Außendurchmesser des verdichteten Bereichs, welcher eine, insbesondere diese, Öffnung umgibt, höchstens ungefähr das Zehnfache, vorzugsweise höchstens ungefähr das Fünffache, eines Durchmessers der Öffnung beträgt.
Vorzugsweise wird in jedem Anbindungsbereich ein Verdichtungselement, beispielsweise eine Unterlegscheibe, an und/oder auf dem Bauteil positioniert, bevor und/oder während das jeweilige Verdichtungselement durch ein Werkzeug gegen das Bauteil gepresst wird, wodurch das Bauteil im jeweiligen Anbindungsbereich verdichtet wird.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass ein oder mehrere Verdichtungselemente in dem Werkzeug positioniert werden und erst bei einem Anpressvorgang und/oder Einpressvorgang mit dem Bauteil in Kontakt gebracht werden.
Günstig kann es sein, wenn das eine oder die mehreren Verdichtungselemente so gewählt werden, dass ihr Außendurchmesser ungefähr 85 % oder mehr und/oder ungefähr 90 % oder weniger eines gewünschten Außendurchmessers eines jeweils durch Verdichten resultierenden Anbindungsbereichs des Bauteils beträgt.
Vorzugsweise wird eine Unterlegscheibe als Verdichtungselement verwendet. Unterlegscheiben mit einem Außendurchmesser von ungefähr 20 mm oder mehr und/oder 24 mm oder weniger haben sich als besonders bevorzugt erwiesen.
Beispielsweise kann mit Unterlegscheiben, welche einen Außendurchmesser von ungefähr 22 mm aufweisen, ein Anbindungsbereich mit einem Außen durchmesser von ungefähr 25 mm gebildet werden. So können üblicherweise vorliegende Toleranzen ausgeglichen werden.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe. 11
Der Erfindung liegt diesbezüglich die Aufgabe zugrunde, eine Baugruppe bereitzustellen, welche möglichst einfach montierbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Baugruppe gemäß dem unabhängigen auf eine Baugruppe gerichteten Anspruch gelöst.
Die Baugruppe umfasst ein erfindungsgemäßes Bauteil und ein weiteres Bauteil. Das Bauteil und das weitere Bauteil sind in einem oder mehreren Anbindungsbereichen des Bauteils miteinander verbunden, beispielsweise durch Verschrauben.
Die erfindungsgemäße Baugruppe weist vorzugsweise ein oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Bauteil genannten Merkmale und/oder einen oder mehrere der im Zusammenhang mit dem erfindungs gemäßen Bauteil genannten Vorteile auf.
Es kann vorgesehen sein, dass die Baugruppe mehrere Bauteile und/oder mehrere weitere Bauteil aufweist.
Als weiteres Bauteil ist vorzugsweise ein metallisches Trägerelement geeignet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Bauteil und das weitere Bauteil in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen direkt, insbesondere hülsenfrei und/oder hülsenlos, miteinander verbunden sind. So können Kosten einge spart werden und die Herstellung der Baugruppe kann vereinfacht sein.
Günstig kann es sein, wenn das Bauteil und das weitere Bauteil in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen durch Verschrauben miteinander verbunden sind und wenn in dem einen oder den mehreren Anbindungs bereichen 60 % oder mehr eines ursprünglichen Anziehdrehmoments, welches bei einer Verschraubung vorliegt, bei einer Warmlagerung erhalten bleiben, beispielsweise über 120 Stunden oder mehr. 12
Die Warmlagerung wird beispielsweise bei ungefähr 80 °C durchgeführt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das weitere Bauteil ein metallisches Träger element ist, wobei das Bauteil und das weitere Bauteil in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen des Bauteils durch Verschraubung miteinander verbunden sind. Vorzugsweise beträgt ein Lösemoment in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen zum Lösen der jeweiligen Verschraubung ungefähr 70 % oder mehr eines Anziehdrehmoments in dem jeweiligen Anbindungsbereich.
Die vorliegende Erfindung betrifft ferner vorzugsweise ein Sandwichbauteil.
Das Sandwichbauteil umfasst vorzugsweise zwei Decklagen und einen zwischen den Decklagen angeordneten Kern. Eine oder beide Decklagen sind insbesondere Tape-Decklagen. Der Kern ist insbesondere aus einer zumindest bei der Kernherstellung fließfähigen Masse, beispielsweise aus GMT-Material (Glass Mat Thermoplastic) oder DLFT-Material (Direct Long Fiber Thermoplastic), gebildet oder umfasst ein solches Material.
Vorzugsweise durch lokales Verdrängen des Kerns und/oder durch lokales Komprimieren einer oder beider Decklagen sind vorzugsweise ein oder mehrere Anbindungsbereiche des Sandwichbauteils gebildet.
Ein Verdrängungsvorgang erfolgt dabei insbesondere in einem Zustand des Kerns, in welchem dieser verformbar, insbesondere fließfähig, ist, beispielsweise unmittelbar nach dem Einbringen eines Materials zur Herstellung des Kerns zwischen die Decklagen.
Günstig kann es sein, wenn eine oder beide Decklagen und/oder der Kern ein Bauteil mit einem oder mehreren Merkmalen des vorstehend genannten Bauteils und/oder des vorstehend genannten Ausgangsbauteils umfassen oder daraus hergestellt oder herstellbar sind. - 13 -
Das Sandwichbauteil umfasst vorzugsweise ein oder mehrere komprimierte Bereiche, welche insbesondere Anbindungsbereiche bilden. Das Sandwichbauteil weist in dem jeweiligen Anbindungsbereich vorzugsweise eine reduzierte Materialstärke auf, wobei insbesondere eine Materialstärke des Kerns im Anbindungsbereich im Vergleich zur Materialstärke des Kerns in einer Umgebung des Anbindungsbereichs reduziert ist.
Die Materialstärke des Kerns ist dabei vorzugsweise um mindestens ungefähr 70 %, vorzugweise um mindestens ungefähr 90%, reduziert. Vorzugsweise ist der Kern in dem Anbindungsbereich vollständig verdrängt, so dass die Decklagen im Wesentlichen unmittelbar aneinander anliegen.
Die Reduktion der Materialstärke des Sandwichbauteils im Anbindungsbereich ist vorzugsweise dadurch erhältlich, dass das Sandwichbauteil bei dessen Herstellung insbesondere lokal gepresst wird. Der Kern wird hierdurch aus dem Zwischenraum zwischen den Decklagen verdrängt, insbesondere bis die Decklagen unmittelbar aneinander anliegen.
Vorzugsweise erfolgt darüber hinaus eine weitergehende Verpressung derart, dass eine oder beide Decklagen selbst komprimiert, insbesondere verdichtet, werden. Die Decklagen sind dabei insbesondere Ausgangsbauteile, welche zur optimierten Anbindung von Befestigungselementen verfestigt werden.
Die weitergehende Verpressung kann beispielsweise mittels eines Stempels eines Werkzeugs erzielt werden, um lokal erhöhte Presskräfte zu erzeugen.
Günstig kann es sein, wenn die Decklagen und/oder der Anbindungsbereich des Sandwichbauteils samt einer Umgebung desselben verformt, beispielsweise in einer Richtung aus einer Haupterstreckungsebene des Sandwichbauteils herausgeformt, werden. Die Anbindungsbereiche bilden somit insbesondere aus der Haupterstreckungsebene hervorstehende Befestigungsstellen, beispielsweise Befestigungsdome. - 14 -
Durch die Verdrängung des Kerns und/oder durch die Komprimierung einer oder beider Decklagen kann vorzugsweise ein besonders stabiler Anbindungsbereich hergestellt werden. Insbesondere eine zusätzliche Hülse zur Verschraubung des Sandwichbauteils mit einem weiteren Bauteil ist hierdurch vorzugsweise entbehrlich.
Die Anbindungsbereiche sind vorzugsweise in einem Muster, symmetrisch, regelmäßig und/oder gleichmäßig verteilt an dem Bauteil, insbesondere dem Sandwichbauteil, angeordnet und/oder ausgebildet.
Weitere Merkmale und/oder Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nach folgenden Beschreibung und der zeichnerischen Darstellung von Ausführungs beispielen.
In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Schnittdarstellung einer Ausführungsform eines Bauteils, wobei das Bauteil mehrere Anbindungsbereiche aufweist, im Bereich weicher ein Material des Bauteils verdich tet ist, beispielsweise im Vergleich zu den verbleibenden nicht verdichteten Bereichen;
Fig. 2 einen Ausschnitt einer schematischen Schnittdarstellung einer
Baugruppe, welche ein Bauteil gemäß Fig. 1 und ein weiteres Bauteil umfasst, die mittels einer Verschraubung in einem An bindungsbereich des Bauteils hülsenlos miteinander verbunden sind;
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Verfahrens zur Herstellung des Bauteils aus der Fig. 1, wobei das Material des Bauteils in einem oder mehreren der Anbindungsbereiche durch jeweils ein Verdichtungselement verdichtet wird; - 15 -
Fig. 4 einen schematischen Schnitt durch ein Sandwichbauteil;
Fig. 5 einen schematischen Schnitt durch ein Werkzeug zur
Herstellung des Sandwichbauteils; und
Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch einen Anbindungsbereich eines mittels des Werkzeugs hergestellten Sandwichbauteils.
Gleiche oder funktional äquivalente Elemente sind in sämtlichen Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet.
Ein in Fig. 1 dargestelltes, als Ganzes mit 100 bezeichnetes Bauteil eignet sich insbesondere zur Verwendung als Abdeckelement oder Schutzelement, beispielsweise in Kombination mit einem zeichnerisch nicht als Ganzes darge stellten elektrochemischen System 102, beispielsweise einem Batteriemodul. Das elektrochemische System 102, beispielsweise das Batteriemodul, wird vorzugsweise in einem Elektrofahrzeug verwendet.
Das Bauteil 100 ist insbesondere ein flächiges Bauteil 100, welches längs seiner zwei Haupterstreckungsrichtungen eine mindestens 10-fach, insbesondere mindesten 100-fach, größere Ausdehnung aufweist als in einer Dickenrichtung des Bauteils 100.
Das Bauteil 100 ist vorzugsweise plattenförmig ausgebildet.
Vorzugsweise weist das Bauteil 100 eine Breite von ungefähr 1,50 m oder mehr, insbesondere von ungefähr 1,75 m oder mehr, auf.
Insbesondere beträgt die Breite des Bauteils 100 ungefähr 2,5 m oder weniger, beispielsweise ungefähr 2,15 m oder weniger. - 16 -
Eine senkrecht zur Breite des Bauteils 100 angeordnete Länge des Bauteils 100 beträgt vorzugsweise ungefähr 1 m oder mehr, insbesondere 1,25 m oder mehr.
Insbesondere beträgt die Länge des Bauteils 100 ungefähr 4,0 m oder weni ger, beispielsweise ungefähr 3 m oder weniger.
Beispielsweise ist das Bauteil 100 mit Abmessungen von ungefähr 2,0 m mal 1,5 m (2,0 m x 1,5 m) ausgebildet.
Beispielsweise ist das Bauteil 100 ein Batterieboden oder ein Unterfahrschutz, beispielsweise eine Unterbodenverkleidung eines Fahrzeugs, insbesondere eines Elektrofahrzeugs. Das Bauteil 100 dient in Ausführungsformen, in welchen das elektrochemische System 102 in einem Elektrofahrzeug verwendet wird, vorzugsweise als Unterfahrschutzelement zum Schützen einer im Bodenbereich angeordneten Batterievorrichtung.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Bauteil 100 aus einem polymeren Matrix material 104 und mindestens einem nicht-kompressiblen Füllstoff 106 gebildet ist.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass das Bauteil 100 das polymere Matrix material 104 und den mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff 106 umfasst und weitere Bestandteile, beispielsweise ein oder mehrere Additive, enthält.
Vorzugsweise umfasst das polymere Matrixmaterial 104 ein thermoplastisches Polymermaterial oder ist daraus gebildet. Ein bevorzugtes thermoplastisches Polymermaterial ist Polypropylen.
Ergänzend oder alternativ können auch weitere thermoplastische Polymer materialien für das polymere Matrixmaterial 104 verwendet werden, beispiels weise ein oder mehrere weitere thermoplastische Polyolefine. - 17 -
Als nicht-kompressibler Füllstoff 106 wird vorzugsweise ein Fasermaterial, beispielsweise ein Glasfasermaterial, verwendet.
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Fasermaterial ein Endlosfasermaterial ist.
Endlosfasermaterialien lassen sich vorzugsweise in ein thermoplastisches Polymermatrixmaterial integrieren.
Ein "Endlosfasermaterial" ist vorzugsweise ein Fasermaterial, dessen Fasern zu 90 % oder mehr, insbesondere zu 95 % oder mehr, eine Länge von ca. 40 mm oder mehr, vorzugsweise von ca. 50 mm oder mehr, aufweisen.
Günstig kann es sein, wenn Fasern des Fasermaterials eine Vorzugsrichtung aufweisen, welche zumindest näherungsweise parallel zu einer Haupterstre ckungsebene des Bauteils 100 verläuft.
Vorzugsweise sind ca. 80 % der Fasern des Fasermaterials oder mehr, ins besondere ca. 90 % der Fasern des Fasermaterials oder mehr, zumindest näherungsweise parallel zueinander angeordnet.
Eine Orientierung der Fasern wird vorzugsweise mittels Elektronenmikroskopie und insbesondere mittels anschließender Bildbearbeitung bestimmt.
Vorteilhaft kann es sein, wenn als Glasfasermaterial ein Endlosfasermaterial in Form von Endlosglasfasern verwendet wird.
Die Endlosglasfasern sind in Fig. 1 schematisch angedeutet.
Günstig kann es sein, wenn der mindestens eine nicht-kompressible Füllstoff 106, vorliegend die Endlosglasfasern, in dem polymeren Matrixmaterial 104 aufgenommen und/oder darin eingebettet ist. - 18 -
Ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füll stoffs 106 beträgt vorzugsweise 75 Gew.-% oder mehr, insbesondere unge fähr 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf eine Gesamtmasse des Bauteils 100 und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils 100 in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils 100.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs 106 ungefähr 97 Gew.-% oder weniger, bezogen auf die Gesamtmasse des Bauteils 100 und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils 100 in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils 100.
Ergänzend oder alternativ beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs 106 vorzugsweise ungefähr 55 Vol.-% oder mehr, insbesondere ungefähr 60 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Bauteils 100 und/oder bezogen auf ein lokales Volumen des Bauteils 100 in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils 100.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs 106 ungefähr 97 Vol.-% oder weniger, bezogen auf das Gesamtvolumen des Bauteils 100 und/oder bezogen auf ein lokales Volumen des Bauteils 100 in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils 100.
Vorzugsweise weist das Bauteil 100 einen oder mehrere (vorliegend mehrere) Anbindungsbereiche 108 auf. Die Anbindungsbereiche 108 dienen vorzugs weise einer Anbindung des Bauteils 100 an ein weiteres Bauteil 110 (vgl.
Fig. 2).
In den Anbindungsbereichen 108 ist ein Material des Bauteils 100 vorzugs weise verdichtet, insbesondere im Vergleich zu einem oder mehreren nicht verdichteten Bereichen 112. Der eine oder die mehreren nicht verdichteten Bereiche 112 bilden vorliegend sämtliche Bereiche des Bauteils 100, welche nicht die Anbindungsbereiche 108 bilden. - 19 -
Vorzugsweise beträgt der Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs in den Anbindungsbereichen 108 ungefähr 80 Gew.-% oder mehr, beispielsweise ungefähr 85 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des jeweiligen Anbindungsbereichs 108.
Vorteilhaft kann es sein, wenn eine durchschnittliche Dicke des Bauteils 100 in den Anbindungsbereichen 108 um ungefähr 10 % oder mehr geringer ist als eine durchschnittliche Dicke des Bauteils 100 in den übrigen Bereichen.
Die Dicke des Bauteils 100 ist vorzugsweise zumindest näherungsweise senk recht zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils 100 definiert.
Günstig kann es sein, wenn ungefähr 20 Vol.-% des Bauteils 100 oder weniger, insbesondere ungefähr 10 Vol.-% des Bauteils 100 oder weniger, beispielsweise ungefähr 5 Vol.-% des Bauteils 100 oder weniger, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Bauteils 100, verdichtet sind und/oder durch die Anbindungsbereiche 108 gebildet sind. Das Material des Bauteils 100 weist in den verdichteten Bereichen und/oder Anbindungsbereichen 108 vorzugsweise eine Dichte auf, welche ungefähr 5 % oder mehr größer ist als eine Dichte in dem/den nicht verdichteten Bereich(en).
Durch den erhöhten Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs 106 in den Anbindungsbereichen 108 ist vorzugsweise eine hülsenlose und/oder hülsenfreie Verbindung des Bauteils 100 mit dem weiteren Bauteil 110 möglich.
Beispielsweise können das Bauteil 100 und das weitere Bauteil 110 direkt mit einander verbunden, beispielsweise verschraubt, werden. 20
Vorteilhaft kann es sein, wenn das Bauteil in jedem Anbindungsbereich 108 eine Öffnung 113 aufweist, die beispielsweise als Kanal für eine Schraube bei einer Verschraubung dient.
Die eine oder die mehreren (vorliegend mehreren) Öffnungen 113 sind vor zugsweise zumindest näherungsweise hohlkreiszylinderförmig ausgebildet und/oder erstrecken sich von einer ersten Hauptseite zu einer zweiten Haupt seite des Bauteils 100.
Eine Haupterstreckungsrichtung der Öffnungen 113 verläuft vorzugsweise zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Haupterstreckungsebene des Bauteils 100.
In einem in Fig. 2 dargestellten verbundenen Zustand bilden das Bauteil 100 und das weitere Bauteil 110 vorzugsweise eine Baugruppe 114.
Es kann vorgesehen sein, dass die Baugruppe 114 zusätzliche Bauteile 100 und/oder zusätzliche weitere Bauteile 110 umfasst (nicht zeichnerisch darge stellt).
Das weitere Bauteil 110 ist beispielsweise ein metallisches Trägerelement 116.
Beispielsweise bildet das weitere Bauteil 110 einen Teil einer Fahrzeug karosserie.
Es kann vorgesehen sein, dass das Bauteil 100 ungefähr 50 Anbindungs bereiche 108 aufweist, in welchen es mit dem weiteren Bauteil 110 und/oder weiteren Elementen einer Fahrzeugkarosserie verbunden ist.
Insbesondere durch den vergleichsweise hohen Anteil des mindestens einen nicht-kompressibel Füllstoffs 106 kann die in Fig. 2 dargestellte Verbindung des Bauteils 100 und des weiteren Bauteils 110 eine oder mehrere der folgen den Eigenschaften aufweisen: 21 ein Lösemoment der Verbindung beträgt ungefähr 70 % oder mehr eines Anziehdrehmoments; und/oder ein Anziehdrehmoment nach einer Warmlagerung über 120 Stunden beträgt ungefähr 60-% eines ursprünglichen Anziehdrehmoments, welches bei der Verschraubung des Bauteils 100 und des weiteren Bauteils aufzuwenden war.
Die Warmlagerung wird vorzugsweise bei ungefähr 80 °C durchgeführt.
Günstig kann es sein, wenn ein Material des Bauteils 100 in den Anbindungs bereichen 108 eine Kriechbeständigkeit cc von ungefähr 0,75 oder mehr, ins besondere von ungefähr 0,85 oder mehr, aufweist.
Zur Herstellung des Bauteils 100 (vgl. Flussdiagramm in Fig. 3) wird vorzugs weise ein Ausgangsbauteil 118 in ein Werkzeug 120 eingelegt.
Das Ausgangsbauteil 118 umfasst vorzugsweise ein polymeres Matrixmaterial 104 und mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff 106, beispielsweise Endlosglasfasern.
Ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füll stoffs 106 beträgt vorzugsweise ungefähr 75 Gew.-% oder mehr, insbeson dere ungefähr 80 Gew.-% oder mehr, bezogen auf die Gesamtmasse des Ausgangsbauteil 118.
Vorzugsweise beträgt der durchschnittliche Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs 106 ungefähr 55 Vol.-% oder mehr, insbesondere ungefähr 60 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Ausgangsbauteil 118.
Dabei ist der mindestens eine nicht-kompressible Füllstoff 106 insbesondere homogen über das gesamte Ausgangsbauteil 118 verteilt. 22
Vorteilhaft kann es sein, wenn ein oder mehrere (vorliegend mehrere) Verdichtungselemente 122 in das Werkzeug 120 eingelegt werden.
Bei dem Werkzeug 120 handelt es sich beispielsweise um ein Presswerkzeug.
Insbesondere werden die Verdichtungselemente 122 derart positioniert, dass sie bei einem Schließen zweier Werkzeugteile des Werkzeugs 120 um das Ausgangsbauteil 118 an Anbindungsbereichen 108 des Bauteils anliegen und/oder mit diesen in Kontakt sind.
Als besonders bevorzugte Verdichtungselemente 122 haben sich Unterleg scheiben erwiesen.
Günstig kann es sein, wenn Verdichtungselemente 122 verwendet werden, deren Außendurchmesser ungefähr 85 % oder mehr und/oder ungefähr 90 % oder weniger eines Außendurchmessers eines jeweils durch Verdichten resul tierenden Anbindungsbereichs 108 des Bauteils 100 beträgt.
Beispielsweise werden Unterlegscheiben verwendet, welche einen Außen durchmesser von ungefähr 10 mm oder mehr, insbesondere von ungefähr 20 mm oder mehr, und/oder ungefähr 30 mm oder weniger, insbesondere ungefähr 24 mm oder weniger, aufweisen. Bevorzugt werden Unterlegscheiben verwendet, welche einen Außendurchmesser von ungefähr 22 mm aufweisen.
Nach einer Positionierung der Verdichtungselemente 122 wird das Werkzeug 120 vorzugsweise betätigt, beispielsweise durch Schließen der Werkzeugteile. Insbesondere wird das Ausgangsbauteil 118 verpresst, wodurch das Bauteil 100 entsteht. Das Verpressen ist in Fig. 3 durch das Bezugszeichen 124 angedeutet. - 23 -
In Ausführungsformen, in welchen Unterlegscheiben verwendet werden, die einen Außendurchmesser von ungefähr 22 mm aufweisen, weisen die resul tierenden Anbindungsbereiche 108 des Bauteils 100 vorzugsweise einen Außendurchmesser von ungefähr 25 mm auf.
Durch das zuvor beschriebene Verfahren entsteht vorzugsweise ein kriech beständiges Bauteil 100.
Vorzugsweise kann eine Kriechneigung des Bauteils 100 bei einer Ver schraubung in der und/oder zu einer Baugruppe 114 minimiert werden. Eine Verwendung metallischer Hülsen bei der Verschraubung mit einem metalli schen weiteren Bauteil 110 ist vorzugsweise entbehrlich.
Wie insbesondere aus den Fig. 4 bis 6 hervorgeht, kann es vorteilhaft sein, wenn das Bauteil 100 Bestandteil einer größeren Einheit, beispielsweise eines Sandwichbauteils 126, ist.
Das Sandwichbauteil 126 umfasst vorzugsweise zwei Decklagen 128 und einen zwischen den Decklagen 128 angeordneten Kern 130 des Sandwichbauteils 126.
Das Sandwichbauteil 126 umfasst vorzugsweise ein oder zwei oder mehr Bauteile 100, insbesondere gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen.
Insbesondere ist das Sandwichbauteil 126 aus einem oder mehreren Ausgangsbauteilen 118 gemäß einer der vorstehend beschriebenen Ausführungsformen gebildet oder herstellbar.
Eine oder beide Decklagen 128 des Sandwichbauteils 126 sind vorzugsweise aus eine oder mehreren Ausgangsbauteilen 118 gebildet oder daraus herstellbar. - 24 -
Alternativ oder ergänzend hierzu kann vorgesehen sein, dass der Kern 130 aus einem oder mehreren Ausgangsbauteilen 118 gebildet oder daraus herstellbar ist.
Wie insbesondere den Fig. 5 und 6 zu entnehmen ist, umfasst das Sandwichbauteil 126 vorzugsweise ein oder mehrere komprimierte Bereiche, welche insbesondere Anbindungsbereiche 108 bilden. Das Sandwichbauteil 126 weist in dem Anbindungsbereich 108 eine reduzierte Materialstärke auf, wobei insbesondere eine Material stärke des Kerns 130 im Anbindungsbereich 108 im Vergleich zur Materialstärke des Kerns in einer Umgebung des Anbindungsbereichs 108 reduziert ist.
Die Materialstärke des Kerns 130 ist dabei vorzugsweise um mindestens ungefähr 70 %, vorzugweise um mindestens ungefähr 90%, reduziert. Vorzugsweise ist der Kern 130 in dem Anbindungsbereich 108 vollständig verdrängt, so dass die Decklagen 128 im Wesentlichen unmittelbar aneinander anliegen.
Wie insbesondere der Darstellung des Werkzeugs 120 in Fig. 5 zu entnehmen ist, kann die Reduktion der Material stärke des Sandwichbauteils 126 im Anbindungsbereich 108 dadurch erzielt werden, dass das Sandwichbauteil 126 gepresst wird. Der Kern 130 wird hierdurch aus dem Zwischenraum zwischen den Decklagen 128 verdrängt, insbesondere bis die Decklagen 128 unmittelbar aneinander anliegen.
Vorzugsweise erfolgt darüber hinaus eine weitergehende Verpressung derart, dass die Decklagen 128 selbst komprimiert, insbesondere verdichtet, werden. Die Decklagen 128 sind dabei insbesondere Ausgangsbauteile 118, welche zur optimierten Anbindung von Befestigungselementen verfestigt werden.
Zugleich oder auch unabhängig davon werden die Decklagen 128 und/oder der Anbindungsbereich 108 des Sandwichbauteils 126 samt einer Umgebung desselben vorzugsweise mittels des Werkzeugs 120 verformt, beispielsweise in - 25 - einer Richtung aus einer Haupterstreckungsebene des Sandwichbauteils 126 herausgeformt. Die Anbindungsbereiche 108 bilden somit insbesondere aus der Haupterstreckungsebene hervorstehende Befestigungsstellen.
Durch die Verdrängung des Kerns 130 und/oder durch die Komprimierung einer oder beider Decklagen 128 kann vorzugsweise ein besonders stabiler Anbindungsbereich 108 hergestellt werden. Insbesondere eine zusätzliche Hülse zur Verschraubung des Sandwichbauteils 126 mit einem weiteren Bauteil 110 ist hierdurch vorzugsweise entbehrlich.

Claims

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Patentansprüche Bauteil (100), insbesondere flächiges Bauteil (100), wobei das Bauteil (100) ein polymeres Matrixmaterial (104) und mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoff (106) umfasst oder daraus gebildet ist, wobei ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs (106) vorzugsweise ungefähr 75 Gew.-% oder mehr beträgt, bezogen auf eine Gesamtmasse des Bauteils (100) und/oder bezogen auf eine lokale Masse des Bauteils (100) in einem lokal verdichteten Bereich des Bauteils (100), wobei das Bauteil (100) einen oder mehrere Anbindungsbereiche (108) zur Anbindung des Bauteils (100) an ein weiteres Bauteil (110) aufweist, wobei ein Material des Bauteils (100) zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen (108) verdichtet ist. Bauteil (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material des Bauteils (100) zumindest in dem einen oder mehreren Anbindungsbereichen (108) verpresst ist, beispielsweise durch Verwendung eines oder mehrerer Verdichtungselemente (122). Bauteil (100) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens einer des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs (106) ein Fasermaterial, vorzugsweise ein Glasfasermaterial, bei spielsweise Endlosglasfasern, ist. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekenn zeichnet, dass das Material des Bauteils (100) zumindest in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen (108) eine Kriech beständigkeit cc von ungefähr 0,75 oder mehr, insbesondere von ungefähr 0,85 oder mehr, aufweist. - 27 - Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekenn zeichnet, dass das Bauteil (100) ein Gehäusebauteil, beispielsweise ein Batterieboden und/oder ein Unterfahrschutzelement, ist. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekenn zeichnet, dass der eine oder die mehreren Anbindungsbereiche (108) jeweils eine zumindest näherungsweise hohlzylinderförmige Öffnung (113) in dem Bauteil (100) aufweisen, welche sich insbesondere in einer zumindest näherungsweise senkrecht zu einer Haupterstre ckungsebene des Bauteils (100) verlaufenden Richtung erstreckt. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekenn zeichnet, dass das polymere Matrixmaterial (104) ein thermoplasti sches Polymermaterial, beispielsweise Polypropylen, umfasst oder daraus gebildet ist. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekenn zeichnet, dass der Anteil des mindestens einen nicht-kompressiblen Füllstoffs (106) zumindest in dem einen oder den mehreren Anbin dungsbereichen (108) ungefähr 65 Vol.-% oder mehr, beispielsweise ungefähr 70 Vol.-% oder mehr, bezogen auf ein Gesamtvolumen des jeweiligen Anbindungsbereichs (108), beträgt. Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, dass ungefähr 10 Vol.-% des Bauteils (100) oder weniger, insbesondere ungefähr 5 Vol.-% des Bauteils (100) oder weniger, bezogen auf ein Gesamtvolumen des Bauteils (100), verdichtet sind. Verfahren zur Herstellung eines Bauteils, beispielsweise zur Herstellung eines Bauteils (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei das Verfahren Folgendes umfasst:
Bereitstellen eines Ausgangsbauteils (118), welches ein poly meres Matrixmaterial (104) und mindestens einen nicht- - 28 - kompressiblen Füllstoff (106) umfasst oder daraus gebildet ist, wobei ein durchschnittlicher Anteil des mindestens einen nicht- kompressiblen Füllstoffs (106) ungefähr 75 Gew.-% oder mehr beträgt, bezogen auf eine Gesamtmasse des Ausgangsbauteils (118); und
Verdichten eines Materials des Ausgangsbauteils (118) in einem oder mehreren Anbindungsbereichen (108), beispielsweise durch Verpressen. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest in jedem Anbindungsbereich (108) ein Verdichtungs element (122), beispielsweise eine Unterlegscheibe, an dem Ausgangsbauteil (118) positioniert wird, bevor das jeweilige Verdichtungselement (122) durch ein Werkzeug (120) gegen das Ausgangsbauteil (118) gepresst wird, wodurch das Ausgangsbauteil (118) im jeweiligen Anbindungsbereich (108) verdichtet wird. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausgangsbauteil (118) oder zwei Ausgangsbauteile (118) eine oder beide Decklagen (128) eines Sandwichbauteils (126) bilden, wobei ein zwischen den Decklagen (128) angeordneter Kern (130) beim Herstellen des einen oder der mehreren Anbindungsbereiche (108) lokal verdrängt wird und/oder wobei die eine oder die mehreren Decklagen (128) komprimiert werden. Baugruppe (114), wobei die Baugruppe (114) ein Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 und ein weiteres Bauteil (110) umfasst, wobei das Bauteil (100) und das weitere Bauteil (110) in einem oder mehreren Anbindungsbereichen (108) des Bauteils (100) miteinander verbunden sind, beispielsweise durch Verschrauben. - 29 - Baugruppe (114) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (100) und das weitere Bauteil (110) in dem einen oder den mehreren Anbindungsbereichen (108) direkt, insbesondere hülsenfrei, miteinander verbunden sind. Sandwichbauteil (126), umfassend zwei Decklagen (128) und einen zwischen den Decklagen (128) angeordneten Kern (130), wobei durch lokales Verdrängen des Kerns (130) und/oder durch lokales Komprimieren einer oder beider Decklagen (128) ein oder mehrere Anbindungsbereiche (108) des Sandwichbauteils (126) gebildet sind Sandwichbauteil (126) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass eine oder beide Decklagen (128) und/oder der Kern (130) ein Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 umfassen oder aus einem Bauteil (100) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 hergestellt oder herstellbar sind.
EP22728130.0A 2021-05-12 2022-05-05 Bauteil, verfahren zur herstellung eines bauteils und baugruppe Pending EP4337719A1 (de)

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