RU2774899C2

RU2774899C2 - Method for manufacturing structural element of suspension lever for running gear of vehicle and structural element

Info

Publication number: RU2774899C2
Application number: RU2020122256A
Authority: RU
Inventors: Ингольф МЮЛЛЕР; Манфред БЮРГМАНН; Йенс ХАЙМАН; Андре ШТИГЛИЦ; Карстен ЗОЛЬ; Валентин ХЁРТДЁРФЕР
Original assignee: Цф Фридрихсхафен Аг; Шефер Мвн Гмбх
Priority date: 2017-12-13
Filing date: 2018-11-16
Publication date: 2022-06-24

Abstract

FIELD: car industry.

SUBSTANCE: method for manufacturing a structural element of a suspension lever for a running gear of a vehicle is carried out by means of a three-dimensional winding method. In this case, the structural element has at least two arms, each of which has a sleeve, and a twisting area, which is connected to at least two arms. Moreover, a thread or several parallel threads of fibrous polymer composite material are laid on a core in a combination consisting of several different winding patterns. Each thread is pre-impregnated, each winding pattern affects at least one mechanical characteristic of the structural element, and mechanical characteristics of the structural element are purposefully set by repeating and selecting material of individual winding patterns, mechanical characteristics of the structural element are purposefully set by a predetermined sequence and mixing of individual winding patterns. Moreover, to ensure the transmission of a load from one partial section of the structural element to another partial section of the structural element, two or more different winding patterns follow each other.

EFFECT: invention provides an improved possibility of manufacturing a structural element by means of a three-dimensional winding method by a robot.

15 cl, 14 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к способу изготовления конструктивного элемента рычага подвески для ходовой части транспортного средства с признаками по п. 1 формулы изобретения и к такому конструктивному элементу с признаками по п. 14 формулы изобретения.The present invention relates to a method for manufacturing a suspension arm structural element for a vehicle undercarriage with features according to claim 1 of the claims and to such a structural element with features according to claim 14 of the claims.

Четырехточечные рычаги подвески применяются, прежде всего, в транспортных средствах коммерческого назначения, чтобы амортизируемо направлять жесткую ось в раме транспортного средства. При этом четырехточечный рычаг подвески является ответственным за поперечное перемещение и продольное перемещение оси. Помимо этого, четырехточечный рычаг подвески выполняет функцию стабилизатора. Трехточечные рычаги подвески применяются как в транспортных средствах коммерческого назначения, так и в легковых автомобилях и служат при независимой подвеске колес для соединения стойки колеса с кузовом. Двухточечные рычаги подвески, или реактивные тяги, используются в качестве соединительных штанг, чтобы присоединять ось транспортного средства к кузову. Подобные двухточечные рычаги подвески могут воспроизводить простые ситуации нагрузки, например нагрузку растяжения/сжатия.Four-point suspension arms are used primarily in commercial vehicles to shock-absorbably guide a rigid axle in a vehicle frame. In this case, the four-point suspension arm is responsible for the lateral movement and longitudinal movement of the axle. In addition, the four-point suspension arm acts as a stabilizer. Three-point suspension arms are used in both commercial vehicles and passenger cars and are used in independent wheel suspension to connect the wheel strut to the body. Two-point suspension arms, or tie rods, are used as connecting rods to attach the vehicle's axle to the body. Such two-point suspension arms can reproduce simple loading situations such as tension/compression loading.

Из РСТ/ЕР2017/061257 (WO 2017/202614 А1) известен четырехточечный рычаг подвески для подвески колес транспортного средства и способ изготовления этого четырехточечного рычага подвески. Он изготавливается посредством способа трехмерной намотки роботом. Однако эта заявка отмалчивается в отношении того, как именно в этом способе намотки могут целенаправленно устанавливаться жесткости и прочности четырехточечного рычага подвески.From PCT/EP2017/061257 (WO 2017/202614 A1) a four-point suspension arm for suspension of vehicle wheels and a method for manufacturing this four-point suspension arm are known. It is produced by means of a three-dimensional winding method by a robot. However, this application is silent as to exactly how the stiffnesses and strengths of the four-point suspension arm can be purposefully set in this winding method.

Исходя из уровня техники, в основу настоящего изобретения положена задача, состоящая в том, чтобы предложить усовершенствованную возможность изготовления конструктивного элемента посредством способа трехмерной намотки роботом.Based on the prior art, the present invention is based on the object of offering an improved possibility of manufacturing a structural element by means of a 3D robot winding method.

Исходя из вышеназванной задачи, настоящее изобретение предлагает способ изготовления конструктивного элемента по п. 1 формулы изобретения и конструктивный элемент по п. 14 формулы изобретения. Другие предпочтительные оформления и усовершенствования вытекают из зависимых пунктов формулы изобретения.Based on the above problem, the present invention provides a method for manufacturing a structural element according to claim 1 of the claims and a structural element according to claim 14 of the claims. Other preferred arrangements and improvements follow from the dependent claims.

В способе изготовления конструктивного элемента способом трехмерной намотки на сердечник укладывается или укладываются нить или несколько параллельных нитей из волокнистого полимерного композиционного материала (ВПК) в комбинации, состоящей из нескольких разных шаблонов намотки. При этом каждая нить предварительно импрегнирована. Каждый шаблон намотки влияет по меньшей мере на одну механическую характеристику конструктивного элемента. Механические характеристики конструктивного элемента целенаправленно, то есть точно, устанавливаются посредством чередования, повторения, смешивания и выбора материала отдельных шаблонов намотки. При этом конструктивный элемент имеет по меньшей мере два плеча, каждое из которых имеет втулку, и область скручивания, которая соединена по меньшей мере с двумя плечами.In a method for manufacturing a structural element by three-dimensional winding, a thread or several parallel threads of a fibrous polymer composite material (FPC) are laid or laid on a core in a combination consisting of several different winding patterns. In addition, each thread is pre-impregnated. Each winding pattern affects at least one mechanical characteristic of the structural element. The mechanical characteristics of the structural element are purposefully, that is to say precisely, set by alternating, repeating, mixing and selecting the material of the individual winding patterns. At the same time, the structural element has at least two arms, each of which has a bushing, and a twisting region, which is connected to at least two arms.

Конструктивный элемент может быть, например, четырехточечным рычагом подвески для ходовой части транспортного средства. Альтернативно, конструктивный элемент может быть трехточечным рычагом подвески или двухточечным рычагом подвески для ходовой части транспортного средства. В свою очередь, альтернативно этому конструктивный элемент может быть пятиточечным рычагом подвески для ходовой части транспортного средства. Снова альтернативно этому, конструктивный элемент может быть стабилизатором или поперечным рычагом подвески для ходовой части транспортного средства. Опять же альтернативно этому, конструктивный элемент может быть любым, изготовленным посредством способа трехмерной намотки конструктивным элементом, который воспринимает силы исключительно через обмотки конструктивного элемента, а не через сердечник. Транспортное средство может быть, например, легковым автомобилем или автомобилем коммерческого назначения.The structural element may be, for example, a four-point suspension arm for a vehicle undercarriage. Alternatively, the structural element may be a three-point suspension arm or a two-point suspension arm for a vehicle undercarriage. In turn, alternatively, the structural element may be a five-point suspension arm for the chassis of the vehicle. Again, alternatively, the structural element may be a stabilizer bar or wishbone for the running gear of the vehicle. Again, alternatively, the structural element can be any structural element produced by a three-dimensional winding process that receives forces exclusively through the windings of the structural element and not through the core. The vehicle may be, for example, a passenger car or a commercial vehicle.

Конструктивный элемент имеет по меньшей мере два плеча, которые соединены с областью скручивания. Конструктивный элемент может иметь, разумеется также три или четыре плеча. Это зависит от цели применения конструктивного элемента. Каждое плечо имеет втулку. Они расположены на дистальном конце соответствующего плеча. По меньшей мере два плеча предусмотрены, например, для того, чтобы связывать ось транспортного средства или же стойку колеса с рамой и/или кузовом транспортного средства. Для этого, например, два плеча могут быть шарнирно соединены с осью транспортного средства или же со стойкой колеса, в то время как два других плеча шарнирно соединены с кузовом или рамой транспортного средства. «Шарнирно» означает здесь возможность поворачивания вокруг по меньшей мере одной геометрической оси. При этом шарнирное присоединение осуществляется с помощью втулок, в которых может размещаться шарнир.The structural element has at least two arms that are connected to the torsion area. The structural element can of course also have three or four arms. It depends on the purpose of the structural element. Each shoulder has a sleeve. They are located at the distal end of the corresponding shoulder. At least two arms are provided, for example, in order to connect the vehicle axle or wheel strut to the vehicle frame and/or body. For this purpose, for example, two arms can be pivotally connected to the vehicle axle or else to the wheel strut, while the other two arms are pivotally connected to the vehicle body or frame. "Articulated" means here the possibility of rotation around at least one geometric axis. In this case, the hinged connection is carried out with the help of bushings, in which the hinge can be placed.

Так как конструктивный элемент имеет по меньшей мере два плеча и область скручивания, сердечник тоже имеет по меньшей мере два плеча и область скручивания. Каждая втулка соединена с сердечником. Сердечник предусмотрен по существу для того, чтобы образовывать форму конструктивного элемента. Преимущественным образом, сердечник предусмотрен не для восприятия нагрузок, а исключительно для укладки нити или же для обматывания ею. Другими словами, нагрузки и силы, которые вводятся в конструктивный элемент, например, через ось транспортного средства или стойку колеса, воспринимаются только выполненной из нити внешней оболочкой (многослойным материалом) конструктивного элемента. Поэтому нить, по меньшей мере, с силовым замыканием соединена с соответствующими втулками. В дополнение к этому, нить может быть соединена с соответствующими втулками также с геометрическим замыканием. Альтернативно этому, сердечник может выполнять несущую функцию. В этом случае сердечник присоединен к многослойному материалу дополнительно с обеспечением устойчивости к сдвигу. Нить в этом случае соединена с соответствующими втулками с силовым замыканием и при необходимости с геометрическим замыканием.Since the structural element has at least two arms and a twist region, the core also has at least two arms and a twist region. Each sleeve is connected to a core. The core is provided essentially to form the shape of the structural element. Preferably, the core is not provided for bearing loads, but exclusively for laying down or wrapping the thread. In other words, the loads and forces that are introduced into the structural element, for example through a vehicle axle or a wheel strut, are only taken up by the filament-made outer shell (laminate) of the structural element. Therefore, the thread is at least forcefully connected to the respective bushings. In addition to this, the thread can be connected to the corresponding bushings also in a form-fitting manner. Alternatively, the core may perform a load-bearing function. In this case, the core is additionally attached to the laminate to provide shear stability. The thread in this case is connected to the corresponding bushings with positive locking and, if necessary, positive locking.

Каждое плечо соединено с областью скручивания. Областью скручивания называется та область конструктивного элемента, которая, если конструктивный элемент применяется в транспортном средстве, в значительной степени задействована в восприятии скручиваний. Область скручивания служит для того, чтобы сделать по меньшей мере два плеча устойчивыми к поворачиванию. Плечи и область скручивания расположены таким образом, что поворачивание соответствующего плеча, то есть прокручивание соответствующего плеча, вокруг оси скручивания, сопровождается скручиванием области скручивания. Скручивание происходит вследствие момента скручивания, который вызывается в области скручивания соответствующим плечом при его поворачивании.Each shoulder is connected to a torsion area. The twist region is that region of a structural element which, if the structural element is used in a vehicle, is largely involved in the perception of twists. The twist area serves to make at least two arms resistant to rotation. The arms and the torsion area are arranged in such a way that the rotation of the respective arm, i.e. the rotation of the respective arm, about the torsion axis is accompanied by the twisting of the torsion area. The twisting occurs due to the twisting moment that is induced in the twisting area by the corresponding shoulder when it is rotated.

Под нитью понимается армирующее волокно (элементарная нить), пучок волокон (комплексная нить, ровница) или комплексная нить из переработанного текстиля. Нить или группа нитей состоит, преимущественным образом, из большого количества бесконечных волокон, которые пропитаны смолой. Под группой нитей следует понимать несколько нитей, которые сведена в пучок. Этот пучок представляет собой снова нить. Нить предварительно импрегнирована смолой, прежде всего может использоваться так называемый жгутовый, предварительно пропитанный полуфабрикат или предварительно пропитанная нить. При способе мокрой намотки нить непосредственно перед намоткой пропитывается смолой и наматывается вокруг сердечника. Вследствие потерь смолы во время намотки за счет, например, центробежной силы возможна максимальная скорость укладки нити на сердечник приблизительно от 0,5 м/с до 1 м/с. По сравнению с этим скорость укладки при использовании предварительно импрегнированных нитей существенно увеличена, так как смола предварительно отверждена или частично отверждена и, следовательно, центробежные силы не оказывают никакого влияния. Нить выполнена из волокнистого полимерного композиционного материала (ВПК).The thread refers to a reinforcing fiber (filament yarn), a bundle of fibers (filament yarn, roving) or a complex yarn made from recycled textiles. The thread or group of threads is mainly composed of a large number of endless fibers, which are impregnated with resin. A group of threads should be understood as several threads that are brought together in a bundle. This bundle is again a thread. The thread is pre-impregnated with resin, first of all, the so-called tow, pre-impregnated semi-finished or pre-impregnated thread can be used. In the wet winding method, the thread is impregnated with resin immediately before winding and wound around the core. Due to the loss of resin during winding due to, for example, centrifugal force, a maximum filament laying speed on the core of approximately 0.5 m/s to 1 m/s is possible. Compared to this, the laying speed when using pre-impregnated threads is significantly increased, since the resin is pre-cured or partially cured and, therefore, centrifugal forces do not have any effect. The thread is made of fibrous polymer composite material (VPK).

Преимущественным образом, нить выполнена из армированного карбоновым волокном полимера (КВП), армированного стекловолокном полимера (СВП), армированного арамидным волокном полимера (АВП) или из другого подходящего волокнистого полимерного композиционного материала.Preferably, the thread is made of carbon fiber reinforced polymer (CRP), glass fiber reinforced polymer (GRP), aramid fiber reinforced polymer (ARP), or other suitable fibrous polymer composite.

Для любого процесса намотки нить может быть натянута, то есть нагружена силой, которая вызывает натяжение нити. Вследствие этого нить соединена с соответствующим плечом и областью скручивания с силовым замыканием. Нить, преимущественным образом, проходит так, что поворачивание соответствующего плеча за счет силового замыкания нити с плечом индуцирует действующую на нить силу, которая, в свою очередь, через силовое замыкание между нитью и областью скручивания передается в область скручивания. При этом индуцированная сила вызывает увеличение натяжения нити.For any winding process, the thread can be taut, that is, loaded with a force that causes tension on the thread. As a result, the thread is connected to the corresponding shoulder and twisting area with force closure. The thread advantageously passes in such a way that the rotation of the respective arm, by means of a force-locking of the thread with the shoulder, induces a force acting on the thread, which, in turn, is transferred to the twisting area via a force-lock between the thread and the twist region. In this case, the induced force causes an increase in the tension of the thread.

Например, вокруг сердечника и соответствующей втулки может быть многократно намотана ровно одна нить. Например, нить автоматизировано сматывается с оси намотчика и, преимущественным образом, с помощью робота систематически наматывается на сердечник, чтобы образовывать конструктивный элемент. Альтернативно этому, наматывание может осуществляться с помощью пятиосной намоточной машины. Помимо этого, является, однако, также мыслимым, что для того, чтобы образовывать конструктивный элемент, два или несколько роботов одновременно обматывают сердечник соответствующей нитью. Процесс намотки происходит трехмерно. При использовании нескольких параллельных нитей вместо одиночной нити время изготовления снижается. За счет клейкости предварительно импрегнированной нити и трехмерного вращения нити и конструктивного элемента с помощью одного или нескольких роботов или поворотных стоек кроме геодезических линий конструктивного элемента могут образовываться искривленные мотки.For example, exactly one thread can be wound repeatedly around the core and the corresponding sleeve. For example, the thread is automatically wound from the axis of the winder and advantageously, by means of a robot, is systematically wound around the core to form a structural element. Alternatively, winding can be carried out with a five-axis winder. Apart from this, however, it is also conceivable that, in order to form a structural element, two or more robots simultaneously wind the core with a respective thread. The winding process takes place in three dimensions. By using multiple parallel strands instead of a single strand, production time is reduced. Due to the stickiness of the pre-impregnated thread and the three-dimensional rotation of the thread and the structural element by means of one or more robots or turning posts, besides the geodesic lines of the structural element, twisted coils can be formed.

Сердечник выполнен, преимущественным образом, из вспененного материала. Сердечник выполнен, прежде всего, из твердого, легкого и непрерывного вспененного материала. Вспененный материал выполнен, преимущественным образом, из полимера, например из полиуретана, полипропилена или полистирола. Помимо этого, сердечник может быть выполнен также в виде линейного сердечника, временного сердечника или выдувного сердечника. Существенной является, прежде всего, способность сердечника быть обмотанным нитью, и таким образом служить в качестве определителя формы.The core is preferably made of foam material. The core is made primarily of a rigid, lightweight and continuous foam material. The foam material is preferably made of a polymer, such as polyurethane, polypropylene or polystyrene. In addition, the core can also be made in the form of a linear core, a temporary core or a blown core. Essential is, first of all, the ability of the core to be wrapped with a thread, and thus serve as a shape determinant.

Предпочтительно, втулки выполнены из металлического материала. Каждая втулка может быть выполнена, прежде всего, из стального сплава или из сплава легких металлов, прежде всего из алюминиевого или магниевого сплава. Помимо этого, каждая втулка склеена, по меньшей мере, с сердечником. Во время процесса намотки сердечник захватывает втулку таким образом, что ее положение закрепляется. Дополнительно к этому втулки могут заливаться материалом сердечника, так что возникает геометрическое замыкание.Preferably, the bushings are made of a metallic material. Each bushing may be made primarily from a steel alloy or a light metal alloy, in particular from an aluminum or magnesium alloy. In addition, each sleeve is glued to at least the core. During the winding process, the core grips the sleeve in such a way that its position is fixed. In addition to this, the bushings can be filled with core material, so that positive locking occurs.

Нить или параллельные нити укладываются на сердечник с чередованием шаблонов намотки, чтобы получать внешнюю форму конструктивного элемента. Шаблоны намотки комбинируются друг с другом, чтобы целенаправленно устанавливать, то есть создавать, механические характеристики полностью изготовленного конструктивного элемента. Эти механические характеристики определяются типом и целью применения конструктивного элемента. Если конструктивный элемент применяется в автомобиле коммерческого назначения, то имеют значение иные механические характеристики, чем при применении в легковом автомобиле. В качестве механических характеристик могут устанавливаться жесткость при скручивании для поперечной стабилизации, высокая боковая жесткость для направления оси транспортного средства, продольная упругость в отношении лучших параметров комфорта и/или кинематика или эластокинематика на протяжении хода амортизатора. Например, для легкового автомобиля жесткость при скручивании для поперечной стабилизации следует выбирать меньше, чем для грузового автомобиля.The thread or parallel threads are laid on the core in alternating winding patterns to obtain the outer shape of the structural element. The winding patterns are combined with each other in order to purposefully set, that is to say create, the mechanical characteristics of the fully manufactured structural element. These mechanical characteristics are determined by the type and purpose of the structural element. If the structural element is used in a commercial vehicle, different mechanical characteristics are relevant than in a passenger vehicle application. The mechanical characteristics can be set torsional stiffness for lateral stabilization, high lateral stiffness for guiding the vehicle axle, longitudinal resilience for better comfort parameters and/or kinematics or elastokinematics over the course of the shock absorber. For example, for a passenger car, the torsional stiffness for lateral stabilization should be chosen less than for a truck.

Для того чтобы можно было целенаправленно устанавливать эти механические характеристики, выбираются в предопределенной последовательности, в предопределенном количестве и в предопределенном смешивании те шаблоны намотки, которые влияют на необходимые механические характеристики. Таким образом, нить укладывается на сердечник в форме соответствующего шаблона намотки. Это означает, что каждому шаблону намотки присуще влияние по меньшей мере на одну механическую характеристику всего конструктивного элемента. При изготовлении конструктивного элемента некоторый шаблон намотки может быть применен, например, однократно, вследствие чего на механические свойства, которые связаны с этим шаблоном намотки, оказывается менее сильное влияние, чем при многократно повторенном шаблоне намотки. Например, высокая жесткость при скручивании для всего конструктивного элемента может достигаться за счет того, что нить многократно укладывается с шаблоном намотки, который влияет на жесткость при сдвиге в области скручивания. Помимо этого, несколько шаблонов намотки могут смешиваться в большой или малой мере. То есть, нить может укладываться пакетами шаблонов намотки или чередующимися шаблонами намотки. При этом следует отдавать предпочтение интенсивному смешиванию шаблонов намотки, чтобы внутри многослойного материала могла происходить непрерывная передача нагрузки.In order to be able to purposefully set these mechanical characteristics, those winding patterns which influence the required mechanical characteristics are selected in a predetermined sequence, in a predetermined quantity and in a predetermined mix. Thus, the thread is placed on the core in the form of a corresponding winding pattern. This means that each winding pattern has an inherent effect on at least one mechanical characteristic of the entire structural element. In the manufacture of a structural element, a certain winding pattern can be applied, for example, once, whereby the mechanical properties associated with this winding pattern are less strongly affected than with a repeatedly repeated winding pattern. For example, high torsional stiffness for the entire structural element can be achieved by repeatedly laying the yarn with a winding pattern that affects the shear stiffness in the torsional region. In addition, several winding patterns can be mixed to a large or small extent. That is, the thread may be stacked in packs of winding patterns or alternating winding patterns. In this case, preference should be given to intensive mixing of the winding patterns so that a continuous load transfer can take place inside the laminate.

Помимо этого, для обеспечения передачи нагрузки с одного частичного участка конструктивного элемента на другой частичный участок конструктивного элемента друг за другом следуют два или более разных шаблона намотки. Например, с помощью одного шаблона намотки одно по меньшей мере из двух плеч может соединяться с областью скручивания, и вслед за этим другое по меньшей мере из двух плеч может соединяться с областью скручивания с помощью другого шаблона намотки. Таким образом, оба плеча могут передавать нагрузки в область скручивания.In addition, two or more different winding patterns follow each other in order to ensure that the load is transferred from one partial section of the structural element to another partial section of the structural element. For example, with one winding pattern, one of the at least two arms may be connected to the twist region, and thereafter the other of at least two arms may be connected to the twist region with another winding pattern. Thus, both arms can transfer loads to the torsion area.

Помимо этого, за счет искусной комбинации шаблонов намотки предотвращаются скопления материала и местные утолщения. Стремятся к тому, чтобы возникала как можно более ровная и равномерная поверхность конструктивного элемента. Необходимо избегать полостей и/или клубков смолы в многослойном материале. Условия для этого создаются, например, за счет смены шаблонов намотки, так что во время наматывания достигается равномерное развитие толщины. Альтернативно, если необходимы соответствующие характеристики структуры, могут создаваться также целенаправленные утолщения многослойного материала, например наружная решетчатая конструкция. В дополнение к этому, с помощью искусной комбинации шаблонов намотки могут реализовываться закрытые или открытые многослойные материалы, которые выполнены в виде решетчатой конструкции или всплошную. Точное чередование, повторение или смешивание шаблонов намотки определяется, преимущественным образом, с помощью цифрового моделирования.In addition, due to the clever combination of winding patterns, material accumulation and local thickening are prevented. They strive to ensure that the surface of the structural element is as even and uniform as possible. Cavities and/or tangles of resin in the laminate should be avoided. The conditions for this are created, for example, by changing the winding patterns, so that a uniform thickness development is achieved during winding. Alternatively, if appropriate structural characteristics are required, targeted thickenings of the laminate can also be created, for example an outer lattice structure. In addition, with a clever combination of winding patterns, closed or open laminates can be realized, which are made in the form of a lattice structure or solid. The exact alternation, repetition or mixing of winding patterns is determined, advantageously, by means of digital simulation.

Для того чтобы можно было целенаправленно влиять на жесткости и прочности всего конструктивного элемента, следует учитывать, что те шаблоны намотки, которые находятся в многослойном материале дальше снаружи, оказывают большее влияние на эти жесткости и прочности, так как они имеют больший момент инерции площади, чем находящиеся дальше внутри шаблоны намотки. Это может использоваться для точной настройки механических характеристик. На грубую настройку может влиять количество повторений шаблонов намотки. Находящиеся дальше снаружи шаблоны намотки - это те шаблоны намотки, которые при изготовлении конструктивного элемента наматываются по времени позже. Альтернативно, разные шаблоны намотки могут также акцентироваться или ослабляться за счет целенаправленного выбора материалов. Например, первый шаблон намотки может выполняться нитью из КВП, а второй шаблон намотки нитью из СВП.In order to be able to purposefully influence the stiffnesses and strengths of the entire structural element, it should be taken into account that those winding patterns that are located further outside in the laminate have a greater influence on these stiffnesses and strengths, since they have a larger moment of inertia of the area than winding patterns further inside. This can be used to fine-tune the mechanical characteristics. Coarse adjustment can be affected by the number of repetitions of winding patterns. The winding templates located farther outside are those winding templates that are wound later in time during the production of the structural element. Alternatively, different winding patterns can also be accentuated or weakened by a targeted choice of materials. For example, the first winding pattern can be performed with CVP thread and the second winding pattern with SVP thread.

Преимущество представленного здесь способа состоит в том, что он является надежным, гибким и быстрым способом изготовления. Нить укладывается в виде оптимизированных волокон. Может использоваться высокая скорость намотки, за счет чего ускоряется изготовление конструктивных элементов для серийного производства. В дополнение к этому, представленный способ изготовления является модульным. Это означает, что один и тот же способ может простым образом адаптироваться к конструктивным элементам с разными размерами для различных целей применения. Следовательно, варианты основной структуры для этих различных целей применения могут таким образом изготавливаться с малыми затратами. Помимо этого, возникший таким образом конструктивный элемент имеет меньшую массу, чем сравнимые конструктивные элементы из металлических материалов. Поэтому этот конструктивный элемент является конструктивным элементом для облегченных конструкций.The method presented here has the advantage of being a reliable, flexible and fast manufacturing method. The thread is laid in the form of optimized fibers. A high winding speed can be used, thereby accelerating the production of structural elements for mass production. In addition to this, the present manufacturing method is modular. This means that the same method can easily be adapted to structural elements with different dimensions for different applications. Therefore, variants of the basic structure for these different applications can thus be manufactured at low cost. In addition, the resulting structural element has a lower mass than comparable structural elements made of metallic materials. Therefore, this structural element is a structural element for lightweight structures.

Согласно одной форме выполнения в первом шаблоне намотки нить направляют по существу параллельно продольной оси одного из плеч. Нить наматывают радиально вокруг этого плеча и вокруг области скручивания сердечника, так что возникает I-образная форма. За счет этого возникают однонаправленные слои волокна. За счет этого создается прочность и жесткость при изгибе этого плеча. По этому первому шаблону намотки может обматываться нитью каждое плечо конструктивного элемента.According to one embodiment, in the first winding template, the thread is guided substantially parallel to the longitudinal axis of one of the arms. The thread is wound radially around this shoulder and around the twisting region of the core, so that an I-shape occurs. This results in unidirectional fiber layers. Due to this, strength and rigidity are created when bending this shoulder. According to this first winding pattern, each arm of the structural element can be wrapped with thread.

При этом «по существу параллельно» означает, что нить направляют под углом около 0° к продольной оси плеча. Сюда включены отклонения около +/-5°. При этом продольная ось плеча является той геометрической осью, которая простирается от его дистального конца к его проксимальному концу. Первый шаблон намотки могут применять, например, как в реактивной тяге, так и в трехточечном рычаге подвески, а также в четырехточечном рычаге подвески.Here, “substantially parallel” means that the thread is guided at an angle of about 0° to the longitudinal axis of the arm. This includes deviations of about +/-5°. In this case, the longitudinal axis of the shoulder is the geometric axis that extends from its distal end to its proximal end. The first winding pattern can be used, for example, both in a tie rod and in a three-point suspension arm, as well as in a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения во втором шаблоне намотки нить направляют по существу параллельно продольной оси первого из плеч, по существу параллельно продольной оси второго из плеч и в одну дорожку наискось к продольной оси области скручивания. Эти оба плеча находятся напротив друг друга относительно продольной оси области скручивания. Продольная ось области скручивания перпендикулярна поперечной оси области скручивания. Если конструктивный элемент выполнен, например, в виде четырехточечного рычага подвески, то продольная ось области скручивания направлена поперек продольных осей плеч. В дополнение к этому, оба плеча могут находиться напротив друг друга относительно поперечной оси области скручивания. Другими словами, оба плеча находятся наискось напротив друг друга относительно продольной оси и относительно поперечной оси.According to another embodiment, in the second winding template, the thread is guided essentially parallel to the longitudinal axis of the first of the arms, essentially parallel to the longitudinal axis of the second of the arms, and in one track obliquely to the longitudinal axis of the twisting region. These two arms are opposite each other with respect to the longitudinal axis of the torsion region. The longitudinal axis of the twist region is perpendicular to the transverse axis of the twist region. If the structural element is made, for example, in the form of a four-point suspension arm, then the longitudinal axis of the torsion region is directed transverse to the longitudinal axes of the arms. In addition, both arms can be opposite each other with respect to the transverse axis of the torsion region. In other words, both arms are obliquely opposite each other relative to the longitudinal axis and relative to the transverse axis.

Нить наматывают радиально вокруг этих обоих плеч и в одну дорожку или в один жгут вокруг области скручивания сердечника, так что возникает Z-образная форма. При этом направленность нити, которая обматывает в одну дорожку область скручивания, составляет, например, около +/-45° относительно продольной оси области скручивания. Вследствие такой намотки возникают однонаправленные слои волокна в области плеч и перекрестно армированный многослойный материал в области области скручивания. В перекрестно армированном многослойном материале слои волокон расположены под углом к оси, то есть здесь под углом около +/-45° к продольной оси области скручивания.The yarn is wound radially around these two shoulders and in one track or one bundle around the twist region of the core, so that a Z-shape is produced. In this case, the directionality of the thread, which wraps the twisted area in one track, is, for example, about +/-45° relative to the longitudinal axis of the twisted area. This winding produces unidirectional fiber layers in the shoulder region and a cross-reinforced laminate in the twist region. In the cross-reinforced laminate, the fiber layers are arranged at an angle to the axis, ie here at an angle of about +/-45° to the longitudinal axis of the twist region.

С помощью второго шаблона намотки представляют пути нагрузки между этими обоими плечами и создают соединение между этими плечами и областью скручивания. За счет этого сила является переносимой с плеч в область скручивания. Это означает, что, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, то в случае нагрузки сила может переноситься с плеч в область скручивания. Второй шаблон намотки могут применять, например, как в трехточечном рычаге подвески, так и в четырехточечном рычаге подвески.With the help of the second winding pattern, load paths are created between these two arms and a connection is created between these arms and the twist region. Due to this, the force is transferred from the shoulders to the twisting area. This means that if the structural element is used in a vehicle, in the event of a load, the force can be transferred from the shoulders to the torsion region. The second winding pattern can be used, for example, in both a three-point suspension arm and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в третьем шаблоне намотки нить направляют в переходных областях области скручивания к плечам наискось к продольной оси области скручивания. Нить наматывают радиально вокруг каждой из этих переходных областей сердечника, так что возникает, например, V-образная форма или ромбическая форма. Переходная область между областью скручивания и плечом - это та область в которой плечо своим проксимальным концом соединено с областью скручивания. Направленность нити в этих переходных областях может составлять, например, около +/-45° к продольной оси области скручивания.According to another embodiment, in the third winding pattern, the thread is guided in the transition areas of the twist region towards the shoulders obliquely to the longitudinal axis of the twist region. The thread is wound radially around each of these core transition regions so that, for example, a V-shape or a rhombic shape is produced. The transition region between the torsion region and the shoulder is the region in which the shoulder is connected to the torsion region at its proximal end. The directionality of the thread in these transition regions may be, for example, about +/-45° to the longitudinal axis of the twist region.

С помощью третьего шаблона намотки повышается жесткость при сдвиге в области скручивания. Это повышение возникает, прежде всего, в обмотанных переходных областях. Возникший таким образом многослойный материал существенно задействован в направлении сдвига в области скручивания. Помимо этого, с помощью третьего шаблона намотки, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, и возникает случай нагрузки, нагрузка может передаваться от плеч далее в область скручивания. Третий шаблон намотки могут применять, например, как в трехточечном рычаге подвески, так и в четырехточечном рычаге подвески.With the help of the third winding pattern, the shear rigidity in the twist area is increased. This increase occurs primarily in the wound transition areas. The resulting laminate material is essentially involved in the shear direction in the twisting region. In addition, with the third winding pattern, if the structural member is used in a vehicle and a load case occurs, the load can be transferred from the shoulders further to the twisting region. The third winding pattern can be used, for example, in both a three-point suspension arm and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в четвертом шаблоне намотки нить направляют по существу параллельно продольной оси первого из плеч, по существу параллельно продольной оси третьего из плеч и в две дорожки наискось к продольной оси области скручивания. Эти оба плеча находятся напротив друг друга относительно поперечной оси области скручивания. Нить обматывают радиально вокруг этих обоих плеч и в две дорожки или в два жгута вокруг области скручивания сердечника, так что возникает W-образная форма. При этом направленность нити, которой в две дорожки обматывают область скручивания, составляет соответственно, например, около +/-60° относительно продольной оси области скручивания. Вследствие наматывания возникают однонаправленные слои волокна в области плеч и перекрестно армированный многослойный материал в области области скручивания с углом около +/-60° к продольной оси области скручивания.According to another embodiment, in the fourth winding template, the thread is guided essentially parallel to the longitudinal axis of the first of the arms, substantially parallel to the longitudinal axis of the third of the arms, and in two tracks obliquely to the longitudinal axis of the twisting region. These two arms are opposite each other with respect to the transverse axis of the torsion region. The yarn is wrapped radially around these two shoulders and in two paths or two strands around the twist region of the core so that a W-shape is produced. In this case, the orientation of the thread, which is wrapped in two tracks around the twisting area, is respectively, for example, about +/-60° relative to the longitudinal axis of the twisting area. The winding results in unidirectional fiber layers in the shoulder area and a cross-reinforced laminate in the twist area with an angle of about +/-60° to the longitudinal axis of the twist area.

С помощью четвертого шаблона обмотки представляют пути нагрузки между этими обоими плечами. В дополнение к этому, создают соединение между этими плечами и областью скручивания. За счет этого сила является переносимой в область скручивания. Это означает, что, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, то в случае нагрузки сила может переноситься с плеч в область скручивания. Четвертый шаблон намотки могут применять, например, как в трехточечном рычаге подвески, так и в четырехточечном рычаге подвески.With the help of the fourth winding template, the load paths between these two legs are represented. In addition to this, a connection is created between these shoulders and the twist area. Due to this, the force is transferred to the region of twisting. This means that if the structural element is used in a vehicle, in the event of a load, the force can be transferred from the shoulders to the torsion region. The fourth winding pattern can be used in both a three-point suspension arm and a four-point suspension arm, for example.

Согласно другой форме выполнения в пятом шаблоне намотки нить направляют на двух плечах, которые находятся напротив друг друга относительно поперечной оси области скручивания, в виде по меньшей мере одной перекрестной обмотки на каждое плечо и в две дорожки наискось к продольной оси области скручивания. Обе дорожки, которые являются наклонными к продольной оси области скручивания, служат для закрепления нити в области скручивания с тыльной стороны.According to another embodiment, in the fifth winding template, the thread is guided on two arms that are opposite each other relative to the transverse axis of the twist area, in the form of at least one cross winding on each arm and in two tracks obliquely to the longitudinal axis of the twist area. Both tracks, which are inclined to the longitudinal axis of the twist area, serve to secure the thread in the twist area from the back.

Перекрестные обмотки расположены на боковых сторонах плеч. Эти боковые стороны направлены таким образом, что находятся в геометрической плоскости, которая образуется поперечной осью области скручивания и вертикальной осью области скручивания, причем вертикальная ось перпендикулярна продольной оси области скручивания. Перекрестная обмотка может быть расположена на каждом плече или вблизи от дистального конца, или вблизи от проксимального конца. То есть, расположение перекрестной обмотки на каждом плече является одинаковым. В этом случае перекрестные обмотки расположены, преимущественным образом, на внешней стороне каждого плеча. Внешняя сторона это та сторона плеча, которая обращена от другого плеча.Cross windings are located on the sides of the shoulders. These lateral sides are directed in such a way that they are in a geometric plane which is formed by the transverse axis of the torsion region and the vertical axis of the torsion region, the vertical axis being perpendicular to the longitudinal axis of the torsion region. The crosswrap can be located on each arm either near the distal end or near the proximal end. That is, the location of the cross winding on each arm is the same. In this case, the cross windings are advantageously located on the outside of each arm. The outer side is the side of the shoulder that faces away from the other shoulder.

Альтернативно этому, перекрестная обмотка первого плеча может быть расположена вблизи от его дистального конца, а перекрестная обмотка третьего плеча вблизи от его проксимального конца. Опять же альтернативно этому, первая перекрестная обмотка первого плеча может быть расположена вблизи от его проксимального конца, а вторая перекрестная обмотка первого плеча - вблизи от его дистального конца. Это же может относиться к третьему плечу. Тогда каждое плечо имеет две перекрестные обмотки. При этом первая перекрестная обмотка плеча расположена, преимущественным образом, на его внешней стороне, а вторая перекрестная обмотка того же самого плеча расположена, преимущественным образом, на его внутренней стороне. Разумеется, это расположение может быть также обратным.Alternatively, the crossed winding of the first arm may be located near its distal end, and the crossed winding of the third arm near its proximal end. Again, alternatively, the first cross winding of the first arm may be located near its proximal end, and the second cross winding of the first arm near its distal end. The same can apply to the third shoulder. Then each arm has two cross windings. In this case, the first cross winding of the arm is located mainly on its outer side, and the second cross winding of the same arm is located mainly on its inner side. Of course, this arrangement can also be reversed.

Нить наматывают в виде одной, двух или нескольких перекрестных обмоток вокруг обоих плеч и радиально в две дорожки или в две пряди вокруг области скручивания сердечника, так что на боковых сторонах соответствующих плеч возникает Х-образная форма.The thread is wound in one, two or more cross wraps around both arms and radially in two lanes or in two strands around the twist region of the core so that an X-shape occurs on the sides of the respective arms.

С помощью пятого шаблона намотки создают связи, работающие на сдвиг. Если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, и возникает случай нагрузки, то ими могут восприниматься поперечные силы в плечах конструктивного элемента. Четвертый шаблон намотки могут применять, например, как в трехточечном рычаге подвески, так и в четырехточечном рычаге подвески.Using the fifth winding pattern, shear bonds are created. If a structural element is used in a vehicle and a load case occurs, then transverse forces in the arms of the structural element can be taken up by them. The fourth winding pattern can be used in both a three-point suspension arm and a four-point suspension arm, for example.

Согласно другой форме выполнения в шестом шаблоне намотки нить направляют вокруг каждой втулки в виде кольцевых обмоток и перекрестных обмоток. За счет этого эти втулки закрепляют на сердечнике. За счет кольцевых и перекрестных обмоток между втулками и нитью, а также между втулками и многослойным материалом всего конструктивного элемента возникает силовое замыкание и геометрическое замыкание.According to another embodiment, in the sixth winding template, the thread is guided around each sleeve in the form of annular windings and cross windings. Due to this, these bushings are fixed on the core. Due to the annular and cross windings between the bushings and the thread, as well as between the bushings and the multilayer material of the entire structural element, a force closure and positive closure occurs.

С помощью шестого шаблона намотки, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, и возникает случай нагрузки, нагрузки, например поперечные и боковые силы, могут вводиться в многослойный материал конструктивного элемента. Шестой шаблон намотки могут применять, например, как в реактивной тяге, так и в трехточечном рычаге подвески, а также в четырехточечном рычаге подвески.With the sixth winding pattern, if the structural element is used in a vehicle and a load case occurs, loads such as transverse and lateral forces can be introduced into the laminate of the structural element. The sixth winding pattern can be used, for example, in both a tie rod, a three-point suspension arm, and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в седьмом шаблоне намотки нить направляют в виде окружной обмотки вокруг по меньшей мере одного из плеч и/или вокруг области скручивания.According to another embodiment, in the seventh winding pattern, the thread is guided in the form of a circumferential winding around at least one of the arms and/or around the twist area.

Нить направляют радиально вокруг продольной оси по меньшей мере одного плеча сердечника. При этом направленность все же отличается от направленности в первом шаблоне намотки. В седьмом шаблоне намотки нить направляют по существу перпендикулярно нити, которая была намотана по первому шаблону намотки. Вследствие этого нить направляют в дополнение к этому по существу перпендикулярно продольной оси соответствующего плеча. То есть, нить наматывают вокруг по меньшей мере одного плеча в О-образной форме. Разумеется, окружной обмоткой могут обматывать больше чем одно плечо.The thread is guided radially around the longitudinal axis of at least one arm of the core. However, the directionality is still different from the directionality in the first winding pattern. In the seventh winding pattern, the thread is guided substantially perpendicular to the thread that was wound on the first winding pattern. As a result, the thread is guided in addition to this essentially perpendicular to the longitudinal axis of the corresponding shoulder. That is, the thread is wound around at least one shoulder in an O-shape. Of course, more than one shoulder can be wrapped with circumferential winding.

Дополнительно или альтернативно этому, нить направляют радиально вокруг продольной оси области скручивания сердечника. При этом нить направляют по существу перпендикулярно продольной оси области скручивания. То есть, нить наматывают вокруг области скручивания в О-образной форме. При этом «по существу перпендикулярно» означает, что нить направляют под углом около 90° к продольной оси плеча или области скручивания. Сюда включены отклонения около +/-5°.Additionally or alternatively, the thread is guided radially around the longitudinal axis of the twist region of the core. In this case, the thread is guided essentially perpendicular to the longitudinal axis of the twisting region. That is, the thread is wound around the twist region in an O-shape. Here, “substantially perpendicular” means that the thread is guided at an angle of about 90° to the longitudinal axis of the shoulder or twist region. This includes deviations of about +/-5°.

С помощью седьмого шаблона намотки многослойный материал конструктивного элемента могут уплотнять по меньшей мере на одном плече или на всех плечах, а также в области скручивания. В дополнение к этому, таким образом возникает сплошная поверхность конструктивного элемента. Седьмой шаблон намотки могут применять, например, как в реактивной тяге, так и в трехточечном рычаге подвески, а также в четырехточечном рычаге подвески.With the aid of the seventh winding pattern, the laminate of the structural element can be sealed on at least one or all of the arms, as well as in the twist region. In addition to this, a continuous surface of the structural element is thus created. The seventh winding pattern can be used, for example, in both a tie rod, a three-point suspension arm, and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в восьмом шаблоне намотки нить направляют в области скручивания в четыре дорожки наискось к продольной оси области скручивания и наискось к поперечной оси области скручивания. Нить направляют радиально вокруг области скручивания сердечника, причем это осуществляют в четыре дорожки. Преимущественным образом, нить имеет по отношению к продольной оси области скручивания направленность около +/-35°. Возникает форма параллелограмма, причем две дорожки всегда имеют одинаковую направленность. Каждая из этих дорожек расположена, преимущественным образом, в переходной области от плеча к области скручивания, причем оба плеча расположены наискось напротив друг друга относительно продольной оси области скручивания и относительно поперечной оси области скручивания.According to another embodiment, in the eighth winding template, the thread is guided in the twisting region in four tracks obliquely to the longitudinal axis of the twisting region and obliquely to the transverse axis of the twisting region. The thread is guided radially around the region of twisting of the core, and this is carried out in four tracks. Preferably, the thread has a directionality of about +/-35° with respect to the longitudinal axis of the twist region. A parallelogram shape arises, with the two tracks always having the same directionality. Each of these tracks is preferably located in the transition region from the shoulder to the torsion region, with both shoulders located obliquely opposite each other relative to the longitudinal axis of the torsion region and relative to the transverse axis of the torsion region.

С помощью восьмого шаблона намотки повышают жесткость при сдвиге в области скручивания. Возникший таким образом многослойный материал существенно задействован в направлении сдвига в области скручивания. Помимо этого, с помощью восьмого шаблона намотки, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, и возникает случай нагрузки, нагрузка может передаваться с плеч далее в область скручивания. Восьмой шаблон намотки могут применять, например, как в трехточечном рычаге подвески, так и в четырехточечном рычаге подвески.With the eighth winding pattern, the shear rigidity in the twist region is increased. The resulting laminate material is essentially involved in the shear direction in the twisting region. In addition, with the eighth winding pattern, if the structural member is used in a vehicle and a load event occurs, the load can be transferred from the shoulders further to the twisting region. The eighth winding pattern can be used, for example, in both a three-point suspension arm and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в девятом шаблоне намотки нить направляют в области скручивания по существу параллельно продольным осям по меньшей мере двух из плеч. При этом нить направляют радиально вокруг области скручивания сердечника. Одна дорожка нити направлена, например, по существу параллельно продольной оси первого плеча, а вторая дорожка нити направлена, преимущественным образом, по существу параллельно продольной оси третьего плеча. Эти оба плеча находятся напротив друг друга относительно поперечной оси области скручивания. В дополнение к этому, нить имеет, например, направленность около +/-60° относительно продольной оси области скручивания.According to another embodiment, in the ninth winding pattern, the thread is guided in the twisting regions substantially parallel to the longitudinal axes of at least two of the arms. In this case, the thread is guided radially around the region of twisting of the core. One thread path is directed, for example, essentially parallel to the longitudinal axis of the first arm, and the second thread path is directed, in an advantageous manner, essentially parallel to the longitudinal axis of the third arm. These two arms are opposite each other with respect to the transverse axis of the torsion region. In addition, the thread has, for example, a directionality of about +/-60° with respect to the longitudinal axis of the twist region.

С помощью девятого шаблона намотки повышают жесткость при сдвиге в области скручивания. Возникший таким образом многослойный материал существенно задействован в направлении сдвига в области скручивания. В дополнение к этому, если конструктивный элемент применяют в транспортном средстве, и возникает случай нагрузки, то от плеч в область скручивания могут переноситься большие нагрузки. Это является особенно предпочтительным, если девятый шаблон намотки комбинируют, например, с первым, вторым или четвертым шаблоном намотки. За счет этого повышают максимальное восприятие нагрузки многослойным материалом. Девятый шаблон намотки могут применять, например, как в реактивной тяге, так и в трехточечном рычаге подвески, а также в четырехточечном рычаге подвески.With the ninth winding pattern, the shear rigidity in the twist region is increased. The resulting laminate material is essentially involved in the shear direction in the twisting region. In addition, if the structural member is used in a vehicle and a load case occurs, large loads can be transferred from the shoulders to the torsion region. This is particularly advantageous if the ninth wind pattern is combined with, for example, the first, second or fourth wind pattern. This increases the maximum load carrying capacity of the laminate. The ninth winding pattern can be used, for example, in both a tie rod, a three-point suspension arm, and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения в десятом шаблоне намотки нить направляют в области скручивания по существу параллельно продольной оси одного из плеч. При этом нить направляют радиально вокруг области скручивания сердечника. Дорожки нити направляют, например, по существу параллельно продольно оси первого плеча. В дополнение к этому, нить имеет, например, направленность около +/-45° относительно продольной оси области скручивания.According to another embodiment, in the tenth winding template, the thread is guided in the region of twist essentially parallel to the longitudinal axis of one of the arms. In this case, the thread is guided radially around the region of twisting of the core. The thread paths are guided, for example, substantially parallel to the longitudinal axis of the first arm. In addition, the thread has, for example, a directionality of about +/-45° with respect to the longitudinal axis of the twist region.

С помощью десятого шаблона намотки повышают жесткость при сдвиге в области скручивания. Возникший таким образом многослойный материал существенно задействован в направлении сдвига в области скручивания. Десятый шаблон намотки могут применять, например, как в реактивной тяге, так и в трехточечном рычаге подвески, а также в четырехточечном рычаге подвески.With the tenth winding pattern, the shear rigidity in the twist region is increased. The resulting laminate material is essentially involved in the shear direction in the twisting region. The tenth winding pattern can be used, for example, in both a tie rod, a three-point suspension arm, and a four-point suspension arm.

Согласно другой форме выполнения сердечник размещают в руке робота, причем во время обматывания нитью сердечник направляют рукой робота. При этом рука робота является подвижной в трех координатных осях. Например, нить сматывают с оси намотчика и наматывают вокруг сердечника. Предпочтительно, нить выполняют в виде предварительно пропитанного жгута.According to another embodiment, the core is placed in the robot's arm, the core being guided by the robot's arm during threading. In this case, the robot arm is movable in three coordinate axes. For example, the thread is wound from the axis of the winder and wound around the core. Preferably, the thread is in the form of a pre-impregnated tow.

Согласно другой форме выполнения сердечник размещают на геометрической оси, причем для обмотки сердечника нитью нить направляют рукой робота. Эту ось устанавливают, преимущественным образом, с возможностью вращения. Альтернативно, в ходе процесса намотки выполняют одно или несколько изменений зафиксированной оси намотки (перезакреплений).According to another form of execution, the core is placed on a geometric axis, and for winding the core with a thread, the thread is guided by a robot hand. This axle is installed, advantageously, with the possibility of rotation. Alternatively, during the winding process, one or more changes to the fixed winding axis (re-pinnings) are performed.

Конструктивный элемент имеет по меньшей мере два плеча, каждое из которых имеет втулку, и область скручивания, которая соединена по меньшей мере с двумя плечами. В дополнение к этому, конструктивный элемент имеет сердечник, который обмотан нитью таким образом, что возникает многослойный материал из ВПК. Конструктивный элемент изготовлен способом, который был описан в предыдущем описании. Многослойный материал служит для восприятия нагрузок, сердечник служит исключительно для укладки нити или же для обматывания ею.The structural element has at least two arms, each of which has a sleeve, and a torsion region, which is connected to at least two arms. In addition, the structural element has a core, which is wrapped with a thread in such a way that a multilayer material from the FPC is formed. The structural element is made in the manner described in the previous description. The multilayer material serves to absorb loads, the core serves exclusively for laying the thread or for wrapping it.

Согласно форме выполнения конструктивный элемент является конструктивным элементом для ходовой части транспортного средства. Конструктивный элемент может быть, например, четырехточечным рычагом подвески, пятиточечным рычагом подвески, трехточечным рычагом подвески или двухточечным рычагом подвески. Эти конструктивные элементы могут применяться для подвески колес транспортного средства. Транспортное средство может быть, например, легковым автомобилем или автомобилем коммерческого назначения.According to the form of execution, the structural element is a structural element for the running gear of the vehicle. The structural element may be, for example, a four-point suspension arm, a five-point suspension arm, a three-point suspension arm, or a two-point suspension arm. These structural elements can be used for vehicle wheel suspension. The vehicle may be, for example, a passenger car or a commercial vehicle.

Различные формы выполнения и подробности изобретения детальнее описываются с помощью разъясненных далее фигур. Показано на:Various embodiments and details of the invention are described in more detail with the help of the following figures. Shown on:

Фиг. 1 схематическое изображение конструктивного элемента согласно примеру выполнения,Fig. 1 is a schematic representation of a structural element according to the exemplary embodiment,

Фиг. 2 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимыми шаблонами намотки,Fig. 2 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with visible winding patterns,

Фиг. 3 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым первым шаблоном намотки,Fig. 3 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the first winding pattern visible,

Фиг.4 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым вторым шаблоном намотки,Fig. 4 is a schematic representation of the structural element according to Fig. 1 with the second winding pattern visible,

Фиг. 5 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым третьим шаблоном намотки,Fig. 5 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the third winding pattern visible,

Фиг. 6 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым четвертым шаблоном намотки,Fig. 6 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the fourth winding pattern visible,

Фиг.7 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым пятым шаблоном намотки в первом варианте,Fig. 7 is a schematic representation of the structural element according to Fig. 1 with the fifth winding pattern visible in the first variant,

Фиг. 8 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым пятым шаблоном намотки во втором варианте,Fig. 8 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the fifth winding pattern visible in the second variant,

Фиг. 9 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым шестым шаблоном намотки,Fig. 9 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the sixth winding template visible,

Фиг. 10 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг.1 с видимым седьмым шаблоном намотки в первом варианте,Fig. 10 is a schematic representation of the structural element according to figure 1 with the seventh winding pattern visible in the first variant,

Фиг. 11 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг. 1 с видимым седьмым шаблоном намотки во втором варианте,Fig. 11 is a schematic representation of the structural element according to FIG. 1 with the seventh winding pattern visible in the second variant,

Фиг. 12 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг. 1 с видимым восьмым шаблоном намотки,Fig. 12 is a schematic representation of the structural element according to FIG. 1 with visible eighth winding pattern,

Фиг. 13 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг. 1 с видимым девятым шаблоном намотки,Fig. 13 is a schematic representation of the structural element according to FIG. 1 with the ninth winding pattern visible,

Фиг. 14 схематическое изображение конструктивного элемента согласно фиг. 1 с видимым десятым шаблоном намотки.Fig. 14 is a schematic representation of the structural element according to FIG. 1 with the tenth winding pattern visible.

На фиг. 1 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно примеру выполнения. Конструктивный элемент 1 выполнен в виде четырехточечного рычага подвески для подвески колеса транспортного средства. Изображенный здесь конструктивный элемент 1 является элементом облегченной конструкции, который имеет вспененный сердечник, который здесь не виден. В дополнение к этому, конструктивный элемент 1 имеет нить 6 из ВПК, которая обмотана вокруг сердечника и таким образом образует многослойный материал конструктивного элемента 1. Помимо этого, обозначена декартова система координат.In FIG. 1 shows a schematic representation of a structural element 1 according to an exemplary embodiment. Structural element 1 is made in the form of a four-point suspension arm for suspension of a vehicle wheel. Structural element 1 shown here is a lightweight construction element which has a foam core which is not visible here. In addition, the structural element 1 has a thread 6 of HPC, which is wound around the core and thus forms a multilayer material of the structural element 1. In addition, the Cartesian coordinate system is indicated.

Конструктивный элемент 1 имеет четыре плеча 2 и область 4 скручивания. Все четыре плеча 2 соединены с областью 4 скручивания. Каждое плечо 2 имеет втулку 3, которая служит для размещения опоры или шарнира. Конструктивный элемент 1 имеет между каждым плечом 2 и областью 4 скручивания переходную область 7. Эта переходная область 7 представляет собой проксимальный конец каждого плеча 2. Втулка 3 плеча 2 расположена на его дистальном конце.Structural element 1 has four arms 2 and a torsion region 4. All four arms 2 are connected to the torsion region 4. Each arm 2 has a sleeve 3, which serves to accommodate a support or hinge. The structural element 1 has between each shoulder 2 and the torsion region 4 a transition region 7. This transition region 7 represents the proximal end of each shoulder 2. The sleeve 3 of the shoulder 2 is located at its distal end.

Изображенный здесь конструктивный элемент 1 выполнен симметрично относительно поперечной оси Q области 4 скручивания. Помимо этого, область 4 скручивания имеет продольную ось L, которая перпендикулярна поперечной оси Q. Как продольная ось L, так и поперечная ось Q являются геометрическими осями.The structural element 1 shown here is symmetrical with respect to the transverse axis Q of the torsion region 4 . In addition, the twist region 4 has a longitudinal axis L, which is perpendicular to the transverse axis Q. Both the longitudinal axis L and the transverse axis Q are geometry axes.

Конструктивный элемент 1 выполнен таким образом, что он воспринимает силы и нагрузки, которые вводятся в конструктивный элемент 1 через втулки 3, исключительно через многослойный материал, который выполнен при посредстве нити 6. Невидимый здесь сердечник не задействован в восприятии нагрузки. Многослойный материал конструктивного элемента 1 выполнен с помощью нити 6, которая укладывается на не изображенный здесь сердечник. Эта укладка осуществляется в виде шаблонов намотки, которые изображены подробнее в приведенных ниже фигурах. Каждому шаблону намотки соответствует определенная задача, состоящая в том, чтобы влиять на одну или несколько механических характеристик конструктивного элемента 1. Это разъясняется подробнее тоже в приведенных ниже фигурах.The structural element 1 is designed in such a way that it absorbs the forces and loads that are introduced into the structural element 1 via the sleeves 3 exclusively through the laminate, which is made by means of the thread 6. The core, invisible here, is not involved in the perception of the load. The multilayer material of the structural element 1 is made with a thread 6, which is placed on a core not shown here. This laying is carried out in the form of winding patterns, which are shown in more detail in the figures below. Each winding pattern corresponds to a specific task, which consists in influencing one or more mechanical characteristics of the structural element 1. This is also explained in more detail in the following figures.

На фиг. 2 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с двумя видимыми шаблонами 104, 105 намотки. Ради обзорности здесь изображены только эти два шаблона 104, 105 намотки в разных вариантах. На фиг. 2 показаны четвертый шаблон 104 намотки в двух вариантах и пятый шаблон 105 намотки в четырех вариантах. В дополнение к этому, многослойный материал изображен здесь не сплошным, так что можно видеть сердечник 5. Конструктивный элемент 1 изображен в четырех видах, причем изображены вид сверху в плоскости ху, вид сверху в плоскости ух, вид сбоку в плоскости xz и другой вид сбоку в плоскости zx. Поворот конструктивного элемента 1 вокруг продольной оси L области 4 скручивания изображается с помощью стрелки. В дополнение к этому, обозначены продольные оси Α1, А2, A3, А4 четырех плеч 2 конструктивного элемента 1. В дополнение к этому, обозначена поперечная ось Q области 4 скручивания.In FIG. 2 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with two wind patterns 104, 105 visible. For the sake of clarity, only these two winding patterns 104, 105 are shown here in different versions. In FIG. 2 shows the fourth winding pattern 104 in two variants and the fifth winding pattern 105 in four variants. In addition, the laminate is shown here not continuous so that the core 5 can be seen. The structural element 1 is shown in four views, where a top view in the xy plane, a top view in the yx plane, a side view in the xz plane and another side view are shown. in the zx plane. The rotation of the structural element 1 around the longitudinal axis L of the torsion region 4 is represented by an arrow. In addition, the longitudinal axes Α1, A2, A3, A4 of the four arms 2 of the structural element 1 are indicated. In addition, the transverse axis Q of the torsion region 4 is indicated.

В изображенном здесь четвертом шаблоне 104 намотки нить 6 направлена по существу параллельно продольной оси А1 первого плеча 2 и продольной оси A3 третьего плеча 2, а также в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. В дополнение к этому, четвертый шаблон 104 намотки второй раз выполнен в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. При этом нить 6 направлена по существу параллельно продольной оси А2 второго плеча 2, и по существу параллельно продольной оси А4 четвертого плеча 2, и в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Таким образом, четвертый шаблон 104 намотки образует нитью 6 W-образную форму.In the fourth winding pattern 104 shown here, the thread 6 is directed substantially parallel to the longitudinal axis A1 of the first arm 2 and the longitudinal axis A3 of the third arm 2, and also in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twist region 4. In addition, the fourth winding pattern 104 is mirrored for the second time about the longitudinal axis L of the twist region 4 . When this thread 6 is directed essentially parallel to the longitudinal axis A2 of the second arm 2, and essentially parallel to the longitudinal axis A4 of the fourth arm 2, and in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the region 4 twisting. Thus, the fourth winding pattern 104 forms a W-shape with the thread 6.

С помощью четвертого шаблона 104 намотки создаются пути нагрузки между первым и третьим плечами 2, а также между вторым и четвертым плечами 2. Кроме того, создается соединение между первым и третьим плечами 2 и областью 4 скручивания. Точно так же создается соединение между вторым и четвертым плечами 2 и областью 4 скручивания. Вследствие этого нагрузка может переноситься с плеч 2 в область 4 скручивания.With the fourth winding template 104, load paths are created between the first and third arms 2 and between the second and fourth arms 2. In addition, a connection is created between the first and third arms 2 and the twist region 4. Similarly, a connection is created between the second and fourth arms 2 and the torsion region 4. As a result, the load can be transferred from the shoulders 2 to the torsion area 4 .

Пятый шаблон 105 намотки использован здесь, на фиг. 2, четыре раза. При этом следует различать два варианта. Эти два варианта пятого шаблона 105 намотки укладываются на продольную ось L области 4 скручивания соответственно в зеркальном отражении.The fifth winding pattern 105 is used here in FIG. 2, four times. In this case, two options should be distinguished. These two variants of the fifth winding template 105 are placed on the longitudinal axis L of the twist region 4 respectively in mirror image.

В первом варианте пятого шаблона 105 намотки на боковую сторону первого плеча 2 и на боковую сторону третьего плеча 2 вблизи от дистального конца соответствующего плеча укладывается перекрестная обмотка. В дополнение к этому, нить 6 направляется в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Эти наклонные дорожки служат для закрепления нити 6 в области 4 скручивания. Перекрестные обмотки находятся здесь на внешней стороне конструктивного элемента 1, что можно видеть в плоскости xz.In the first version of the fifth winding template 105, a cross winding is placed on the side of the first arm 2 and on the side of the third arm 2 near the distal end of the corresponding arm. In addition, the thread 6 is guided in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twist region 4 . These inclined paths serve to secure the thread 6 in the region 4 of twisting. The cross windings are here on the outside of the structural element 1, which can be seen in the xz plane.

Во втором варианте пятого шаблона 105 намотки на каждом плече 2 укладывается по две перекрестные обмотки. При этом первая перекрестная обмотка уложена вблизи от проксимального конца соответствующего плеча 2, а вторая перекрестная обмотка уложена вблизи от дистального конца соответствующего плеча 2. При этом одна перекрестная обмотка находится на внешней стороне соответствующего плеча 2, и одна перекрестная обмотка находится на внутренней стороне соответствующего плеча 2. При этом внутреннюю сторону можно видеть в плоскости zx. При этом нить 6 снова в две дорожки крепится в области 4 скручивания с тыльной стороны. В этом втором варианте пятого шаблона 105 намотки первое плечо 2 и третье плечо 2 имеют по две перекрестные обмотки.In the second version of the fifth winding template 105, two cross windings are placed on each arm 2. In this case, the first cross winding is laid close to the proximal end of the corresponding arm 2, and the second cross winding is laid close to the distal end of the corresponding arm 2. In this case, one cross winding is located on the outer side of the corresponding arm 2, and one cross winding is located on the inside of the corresponding arm 2. In this case, the inner side can be seen in the zx plane. In this case, the thread 6 is again fastened in two tracks in the region 4 of twisting from the back side. In this second version of the fifth winding template 105, the first arm 2 and the third arm 2 each have two cross windings.

Так как пятый шаблон 105 намотки уложен вдоль продольной оси L еще раз в зеркальном отражении, то второе плечо 2 и четвертое плечо 2, следовательно, тоже имеют по две перекрестные обмотки по второму варианту и по одной перекрестной обмотке по первому варианту пятого шаблона 105 намотки. С помощью пятого шаблона 105 намотки создаются связи, работающие на сдвиг. За счет них плечами 2 конструктивного элемента 1 могут восприниматься поперечные силы.Since the fifth winding template 105 is laid along the longitudinal axis L once again in a mirror image, the second arm 2 and the fourth arm 2 therefore also have two cross windings according to the second variant and one cross winding according to the first variant of the fifth winding template 105. With the help of the fifth winding pattern 105, shear bonds are created. Due to them, the shoulders 2 of the structural element 1 can be perceived transverse forces.

На последующих фигурах для лучшей обзорности изображаются точнее шаблоны 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110 намотки.In the following figures, for better visibility, the winding patterns 101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110 are shown more precisely.

На фиг. 3 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым первым шаблоном 101 намотки. Конструктивный элемент 1 изображен в плоскостях ху и ух. Нить 6 направлена здесь по существу параллельно продольной оси А1 первого плеча 2. Разумеется, нить 6 может направляться также по существу параллельно продольной оси А2 второго плеча 2, или продольной оси A3 третьего плеча 2, или продольной оси А4 четвертого плеча 2. Таким образом, нить 6 уложена в I-образной форме. Нить 6 наматывается радиально вокруг первого плеча 2 сердечника 5 и вокруг области 4 скручивания сердечника 5. Слои волокна нити 6 являются однонаправленными. Шаблон 101 намотки служит для того, чтобы создавать и улучшать прочность и жесткость при изгибе соответствующего плеча 2, то есть здесь первого плеча 2.In FIG. 3 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the first winding pattern 101 visible. Structural element 1 is shown in the xy and yx planes. The thread 6 is directed here essentially parallel to the longitudinal axis A1 of the first arm 2. Of course, the thread 6 can also be guided essentially parallel to the longitudinal axis A2 of the second arm 2, or the longitudinal axis A3 of the third arm 2, or the longitudinal axis A4 of the fourth arm 2. Thus, thread 6 is laid in an I-shape. The yarn 6 is wound radially around the first leg 2 of the core 5 and around the twist region 4 of the core 5. The fiber layers of the yarn 6 are unidirectional. The winding template 101 serves to create and improve the strength and flexural rigidity of the respective arm 2, i.e. here the first arm 2.

На фиг. 4 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым вторым шаблоном 102 намотки. В этом втором шаблоне 102 намотки нить 6 направлена по существу параллельно продольной оси А1 первого плеча 2, по существу параллельно продольной оси А2 второго плеча 2 и в одну дорожку наискось к продольной оси L области 4 скручивания. В дополнение к этому, эта дорожка является наклонной относительно поперечной оси Q области 4 скручивания. Направленность этой дорожки составляет около 45° относительно продольной оси L области 4 скручивания. Изображены плоскости ху и ух.In FIG. 4 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the second winding pattern 102 visible. In this second winding template 102, the thread 6 is directed substantially parallel to the longitudinal axis A1 of the first arm 2, substantially parallel to the longitudinal axis A2 of the second arm 2, and in one track obliquely to the longitudinal axis L of the twist region 4. In addition, this track is inclined with respect to the transverse axis Q of the twist region 4 . The orientation of this track is about 45° relative to the longitudinal axis L of the region 4 twisting. The xy and yx planes are shown.

Нить 6 направлена радиально вокруг первого плеча 2 и второго плеча 2, а также радиально вокруг области 4 скручивания. За счет этого оба плеча 2, которые находятся наискось напротив друг друга относительно продольной оси L и относительно поперечной оси Q области 4 скручивания, соединяются друг с другом. В дополнение к этому, эти плечи 2 соединяются с областью 4 скручивания. Нить 6 уложена на сердечник 5 в Z-образной форме. За счет этого сила переносится с плеч 2 в область 4 скручивания. То есть, возникли пути нагрузки между обоими плечами 2.The thread 6 is directed radially around the first shoulder 2 and the second shoulder 2, as well as radially around the region 4 of twisting. As a result, the two arms 2, which are obliquely opposite each other with respect to the longitudinal axis L and with respect to the transverse axis Q of the torsion region 4, are connected to each other. In addition to this, these arms 2 are connected to the torsion region 4. The thread 6 is laid on the core 5 in a Z-shape. Due to this, the force is transferred from the shoulders 2 to the region 4 twisting. That is, there are load paths between both arms 2.

Разумеется, этот второй шаблон 102 намотки может применяться также в зеркальном отражении. При этом третье плечо 2 может соединяться с четвертым плечом 2. В дополнение к этому, третье плечо 2 и четвертое плечо 2 соединяются с областью 4 скручивания.Of course, this second winding pattern 102 can also be applied in mirror image. In this case, the third arm 2 can be connected to the fourth arm 2. In addition, the third arm 2 and the fourth arm 2 are connected to the torsion region 4.

На фиг. 5 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым третьим шаблоном 103 намотки. Нить 6 направляется в переходных областях 7 между областью 4 скручивания четырьмя плечами 2 наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Нить 6 намотана радиально вокруг каждой из этих переходных областей 7 сердечника 5. Таким образом, нить 6 уложена на сердечник 5 в форме ромба. Это показано в плоскости ху. В каждой переходной области 7 нить 6 направлена относительно продольной оси L области 4 скручивания под углом приблизительно 45°. С помощью третьего шаблона 103 намотки повышается жесткость при сдвиге в области 4 скручивания. Это проявляется, прежде всего, в обмотанных переходных областях 7. В дополнение к этому, нагрузка может передаваться с плеч 2 далее в область 4 скручивания.In FIG. 5 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the third winding pattern 103 visible. The thread 6 is guided in the transition areas 7 between the twisting area 4 by four arms 2 obliquely towards the longitudinal axis L of the twisting area 4. Thread 6 is wound radially around each of these transition regions 7 of core 5. Thread 6 is thus laid on core 5 in a diamond shape. This is shown in the xy plane. In each transition area 7, the thread 6 is directed relative to the longitudinal axis L of the twist area 4 at an angle of approximately 45°. With the third winding pattern 103, the shear rigidity in the twist region 4 is increased. This manifests itself primarily in the wrapped transition regions 7. In addition, the load can be transferred from the arms 2 further into the twisting region 4.

На фиг. 6 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым четвертым шаблоном 104 намотки. В этом четвертом шаблоне 104 намотки нить 6 направлена по существу параллельно продольной оси А4 второго плеча 2, и по существу параллельно продольной оси А2 четвертого плеча 2, и в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Таким образом, нить 6 обматывает радиально продольную ось А4 четвертого плеча 2, а также радиально продольную ось А2 второго плеча 2, а также радиально область 4 скручивания. Нити 6 уложены на сердечник 5 в W-образной форме. Это изображено в плоскостях ху и ух.In FIG. 6 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the fourth winding pattern 104 visible. In this fourth winding pattern 104, the thread 6 is directed substantially parallel to the longitudinal axis A4 of the second arm 2, and substantially parallel to the longitudinal axis A2 of the fourth arm 2, and in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twist region 4. Thus, the thread 6 wraps around the radially longitudinal axis A4 of the fourth arm 2, as well as the radially longitudinal axis A2 of the second arm 2, as well as the radially torsion region 4 . Threads 6 are laid on the core 5 in a W-shape. This is depicted in the xy and yx planes.

Разумеется, четвертый шаблон 104 намотки может укладываться также в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. Таким образом, нить 6 направлялась бы по существу параллельно продольной оси А1 первого плеча 2, а также по существу параллельно продольной оси A3 третьего плеча 2, а также в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Этот четвертый шаблон 104 намотки уже был изображен на фиг. 2.Of course, the fourth winding pattern 104 can also be laid in a mirror image with respect to the longitudinal axis L of the twist region 4 . Thus, the thread 6 would be guided essentially parallel to the longitudinal axis A1 of the first arm 2, and also substantially parallel to the longitudinal axis A3 of the third arm 2, and also in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twist region 4. This fourth winding pattern 104 has already been shown in FIG. 2.

На фиг. 7 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым пятым шаблоном 105 намотки в первом варианте. Он уже был показан на фиг. 2. Нить 6 направлена на первом плече 2 и на третьем плече 2 в виде одной перекрестной обмотки на каждом плече 2 и в две дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания. Обе дорожки, которые направлены наискось к продольной оси L области 4 скручивания, служат для крепления нити 6 к области 4 скручивания с тыльной стороны. Каждая из перекрестных обмоток расположена на внешней стороне конструктивного элемента 1. Это можно видеть в плоскости xz. Как первое плечо 2, так и третье плечо 2 имеют перекрестную обмотку. Разумеется, пятый шаблон 105 намотки может выполняться также в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. В этом случае по одной перекрестной обмотке имели бы четвертое плечо 2 и второе плечо 2.In FIG. 7 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the fifth winding pattern 105 visible in the first embodiment. It has already been shown in Fig. 2. The thread 6 is directed on the first arm 2 and on the third arm 2 in the form of one cross winding on each arm 2 and in two tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twisting region 4. Both tracks, which are directed obliquely to the longitudinal axis L of the twist area 4, serve to fasten the thread 6 to the twist area 4 from the back side. Each of the cross windings is located on the outside of the structural element 1. This can be seen in the xz plane. Both the first arm 2 and the third arm 2 are cross wound. Of course, the fifth winding pattern 105 can also be mirrored with respect to the longitudinal axis L of the twist region 4 . In this case, one cross winding would have a fourth arm 2 and a second arm 2.

Перекрестные обмотки расположены вблизи от дистального конца соответствующего плеча 2. Перекрестные обмотки имеют соответственно те плечи 2 конструктивного элемента 1, которые находятся напротив друг друга относительно поперечной оси Q области 4 скручивания. С помощью пятого шаблона 105 намотки в первом варианте создаются связи, работающие на сдвиг. При их посредстве плечами 2 конструктивного элемента 1 могут восприниматься поперечные силы.The cross windings are located close to the distal end of the respective arm 2. The cross windings respectively have those arms 2 of the structural element 1 which are opposite each other with respect to the transverse axis Q of the twist region 4 . With the help of the fifth winding pattern 105, shear bonds are created in the first embodiment. Through them, the arms 2 of the structural element 1 can absorb transverse forces.

На фиг. 8 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым пятым шаблоном 105 намотки во втором варианте. Этот второй вариант был тоже изображен на фиг. 2. Нить 6 направлена здесь в двух перекрестных обмотках на каждое плечо 2 и в две дорожки, которые расположены наискось к продольной оси L области 4 скручивания. При этом первая перекрестная обмотка первого плеча 2 находится на внешней стороне конструктивного элемента 1, а вторая перекрестная обмотка того же самого плеча 2 находится при этом на внутренней стороне конструктивного элемента 1. Это же относится к третьему плечу 2. При этом внешняя сторона изображена в плоскости xz, напротив, внутренняя сторона - в плоскости zx. Перекрестные обмотки на внешней стороне конструктивного элемента 1 расположены вблизи от проксимального конца соответствующего плеча 2, а перекрестные обмотки на внутренней стороне конструктивного элемента 1 расположены, однако, вблизи от дистального конца соответствующего плеча 2. Как первое плечо 2, так и третье плечо 2 имеют по две перекрестные обмотки.In FIG. 8 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the fifth winding pattern 105 visible in the second embodiment. This second variant was also depicted in FIG. 2. Thread 6 is directed here in two cross windings on each shoulder 2 and in two tracks, which are located obliquely to the longitudinal axis L of the region 4 of twisting. In this case, the first cross winding of the first arm 2 is located on the outer side of the structural element 1, and the second cross winding of the same arm 2 is located on the inner side of the structural element 1. The same applies to the third arm 2. In this case, the outer side is shown in the plane xz, on the contrary, the inner side is in the zx plane. The cross windings on the outside of the structural element 1 are located close to the proximal end of the respective arm 2, and the cross windings on the inside of the structural element 1 are located, however, close to the distal end of the respective arm 2. Both the first arm 2 and the third arm 2 have two cross windings.

Разумеется, пятый шаблон 105 намотки во втором варианте может выполняться в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. В этом случае четвертое плечо 2 имело бы две перекрестные обмотки, и второе плечо 2 - тоже две перекрестные обмотки. Перекрестные обмотки имеют соответственно те плечи 2 конструктивного элемента 1, которые находятся напротив друг друга относительно поперечной оси Q области 4 скручивания. Пятый шаблон 105 намотки во втором варианте так же, как и пятый шаблон 105 намотки в первом варианте, который был изображен на фиг.7, служит для создания связей, работающих на сдвиг.Of course, the fifth winding pattern 105 in the second embodiment can be mirrored with respect to the longitudinal axis L of the twist region 4 . In this case, the fourth arm 2 would have two cross windings, and the second arm 2 would also have two cross windings. The cross windings respectively have those arms 2 of the structural element 1 which are opposite each other with respect to the transverse axis Q of the torsion region 4 . The fifth winding template 105 in the second embodiment, as well as the fifth winding template 105 in the first embodiment, which was shown in Fig.7, serves to create shear bonds.

На фиг. 9 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым шестым шаблоном 106 намотки. Здесь изображено, что нить 6 с помощью шестого шаблона 106 намотки уложена на сердечник 5 четыре раза. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. В этом шестом шаблоне 106 намотки нить 6 обмотана вокруг каждой втулки 3 в виде кольцевых обмоток и перекрестных обмоток. Тем самым втулки 3 надежно закрепляются на сердечнике 5. При посредстве этих кольцевых и перекрестных обмоток между втулками 3 и нитью 6 и, следовательно, между втулками 3 и всем многослойным материалом конструктивного элемента 1 возникает силовое замыкание, а также геометрическое замыкание. С помощью шестого шаблона 106 намотки в многослойный материал конструктивного элемента 1 можно вводить поперечные и продольные силы.In FIG. 9 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the sixth winding pattern 106 visible. Here it is shown that the thread 6 is laid on the core 5 four times by means of the sixth winding template 106 . The xy plane of the structural element 1 is shown. In this sixth winding pattern 106, the thread 6 is wound around each sleeve 3 in the form of annular windings and cross windings. In this way, the sleeves 3 are securely fastened to the core 5. By means of these annular and cross windings between the sleeves 3 and the thread 6, and therefore between the sleeves 3 and the entire laminate of the structural element 1, a positive and positive locking occurs. Using the sixth winding template 106, transverse and longitudinal forces can be introduced into the laminate of the structural element 1.

На фиг. 10 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг.1 с видимым седьмым шаблоном 107 намотки в первом варианте. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. В этом первом варианте седьмого шаблона 107 намотки нить 6 направляется вокруг продольной оси А1 первого плеча 2 в виде окружной обмотки в О-образной форме. Разумеется, нить 6 может направляться тоже в виде окружной обмотки вокруг продольной оси А2 второго плеча 2, или вокруг продольной оси A3 третьего плеча 2, или вокруг продольной оси А4 четвертого плеча 2. Разумеется, окружная обмотка в О-образной форме по седьмому шаблону 107 намотки в первом варианте может направляться вокруг каждого плеча 2. При этом нить 6 направлена по существу перпендикулярно продольной оси А1 первого плеча 2. С помощью седьмого шаблона 107 намотки в первом варианте уплотняется многослойный материал на плечах 2. В дополнение к этому, получается сплошная, ровная поверхность многослойного материала конструктивного элемента 1.In FIG. 10 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the seventh winding pattern 107 visible in the first embodiment. The xy plane of the structural element 1 is shown. In this first version of the seventh winding pattern 107, the thread 6 is guided around the longitudinal axis A1 of the first arm 2 in the form of a circumferential winding in an O-shape. Of course, the thread 6 can also be guided in the form of a circumferential winding around the longitudinal axis A2 of the second arm 2, or around the longitudinal axis A3 of the third arm 2, or around the longitudinal axis A4 of the fourth arm 2. Of course, the circumferential winding in O-shape according to the seventh pattern 107 the winding pattern in the first embodiment can be guided around each arm 2. Wherein the thread 6 is directed essentially perpendicular to the longitudinal axis A1 of the first arm 2. With the help of the seventh winding template 107 in the first embodiment, the laminate is compacted on the arms 2. In addition, a continuous, flat laminated surface of structural element 1.

На фиг. 11 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым седьмым шаблоном 107 намотки во втором варианте. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. В этом втором варианте седьмого шаблона 107 намотки нить 6 обматывается вокруг области 4 скручивания в виде окружной обмотки. При этом нить 6 по существу перпендикулярна продольной оси L области 4 скручивания. С помощью седьмого шаблона 107 намотки во втором варианте уплотняется многослойный материал конструктивного элемента 1 в области области 4 скручивания. В дополнение к этому, за счет этого создается сплошная и ровная поверхность.In FIG. 11 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the seventh winding pattern 107 visible in the second embodiment. The xy plane of the structural element 1 is shown. In this second version of the seventh winding template 107, the thread 6 is wrapped around the twist region 4 in the form of a circumferential winding. When this thread 6 is essentially perpendicular to the longitudinal axis L of the region 4 twisting. With the aid of the seventh winding template 107 in the second embodiment, the laminate of the structural element 1 is compacted in the region of the twist region 4 . In addition to this, it creates a solid and even surface.

На фиг. 12 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым восьмым шаблоном 108 намотки. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. При этом нить 6 направляется в четыре дорожки наискось к продольной оси L области 4 скручивания и наискось к поперечной оси Q области 4 скручивания. Нить 6 наматывается радиально вокруг области 4 скручивания сердечника 5. При этом по две дорожки нити 6 расположены параллельно друг другу. Поэтому нить 6 укладывается на сердечник 5 в форме параллелограмма. Нить 6 имеет при этом направленность около 35° относительно продольной оси L области 4 скручивания. С помощью восьмого шаблона 108 намотки может целенаправленно устанавливаться жесткость при сдвиге в области 4 скручивания. В дополнение к этому, может осуществляться передача нагрузки от плеч 2 в область 4 скручивания.In FIG. 12 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the eighth winding pattern 108 visible. The xy plane of the structural element 1 is shown. In this case, the thread 6 is guided in four tracks obliquely to the longitudinal axis L of the twisting region 4 and obliquely to the transverse axis Q of the twisting region 4. The thread 6 is wound radially around the region 4 of the twisting of the core 5. In this case, two tracks of the thread 6 are parallel to each other. Therefore, the thread 6 is placed on the core 5 in the form of a parallelogram. The thread 6 in this case has an orientation of about 35° with respect to the longitudinal axis L of the twist region 4 . By means of the eighth winding template 108, the shear rigidity in the twist region 4 can be purposefully set. In addition to this, the load can be transferred from the shoulders 2 to the torsion region 4.

На фиг. 13 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым девятым шаблоном 109 намотки. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. При этом нить 6 уложена таким образом, что она по существу параллельна продольной оси А1 первого плеча 2 и по существу параллельна продольной оси A3 третьего плеча 2. Нить 6 направляется радиально вокруг области 4 скручивания сердечника 5. Это представляет собой снова окружную обмотку. Нить 6 имеет, например, угол около 60° к продольной оси L области 4 скручивания. Разумеется, девятый шаблон 109 намотки тоже может выполняться в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. В этом случае нить 6 была бы расположена по существу параллельно продольной оси А4 четвертого плеча 2 и по существу параллельна продольной оси А2 второго плеча 2. С помощью девятого шаблона 109 намотки повышается жесткость при сдвиге в области 4 скручивания.In FIG. 13 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the ninth winding pattern 109 visible. The xy plane of the structural element 1 is depicted. In this case, the thread 6 is laid in such a way that it is essentially parallel to the longitudinal axis A1 of the first arm 2 and essentially parallel to the longitudinal axis A3 of the third arm 2. The thread 6 is guided radially around the twisting region 4 of the core 5. This represents again a circular winding. The thread 6 has, for example, an angle of about 60° to the longitudinal axis L of the twist region 4 . Of course, the ninth winding pattern 109 can also be mirrored with respect to the longitudinal axis L of the twist region 4 . In this case, the thread 6 would be substantially parallel to the longitudinal axis A4 of the fourth arm 2 and substantially parallel to the longitudinal axis A2 of the second arm 2. With the ninth winding pattern 109, the shear rigidity in the twist region 4 is increased.

На фиг. 14 показано схематическое изображение конструктивного элемента 1 согласно фиг. 1 с видимым десятым шаблоном 110 намотки. Изображена плоскость ху конструктивного элемента 1. В этом десятом шаблоне 110 намотки нить 6 направляется в области 4 скручивания по существу параллельно продольной оси A3 третьего плеча 2. Разумеется, десятый шаблон 110 намотки тоже может выполняться в зеркальном отражении относительно продольной оси L области 4 скручивания. Помимо этого, десятый шаблон 110 намотки может выполняться также в зеркальном отражении относительно поперечной оси Q области 4 скручивания. С помощью десятого шаблона 110 намотки повышается жесткость при сдвиге в области 4 скручивания.In FIG. 14 shows a schematic representation of the structural element 1 according to FIG. 1 with the tenth winding pattern 110 visible. The xy plane of the structural element 1 is shown. In this tenth winding pattern 110, the thread 6 is guided in the twisting region 4 essentially parallel to the longitudinal axis A3 of the third arm 2. Of course, the tenth winding pattern 110 can also be mirrored with respect to the longitudinal axis L of the twisting region 4. In addition, the tenth winding pattern 110 can also be mirrored with respect to the transverse axis Q of the twist region 4 . With the tenth winding pattern 110, the shear rigidity in the twist region 4 is increased.

ССЫЛОЧНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯREFERENCE SYMBOLS

1 конструктивный элемент1 structural element

2 плечо2 shoulder

3 втулка3 sleeve

4 область скручивания4 curl area

5 сердечник5 core

6 нить6 thread

7 переходная область7 transition region

101 первый шаблон намотки101 first winding pattern

102 второй шаблон намотки102 second winding pattern

103 третий шаблон намотки103 third winding pattern

104 четвертый шаблон намотки104 fourth winding pattern

105 пятый шаблон намотки105 fifth winding pattern

106 шестой шаблон намотки106 sixth winding pattern

107 седьмой шаблон намотки107 seventh winding pattern

108 восьмой шаблон намотки108 eighth winding pattern

109 девятый шаблон намотки109 ninth winding pattern

110 десятый шаблон намотки110 tenth winding pattern

А1 продольная ось первого плечаA1 longitudinal axis of the first arm

А2 продольная ось второго плечаA2 longitudinal axis of the second arm

A3 продольная ось третьего плечаA3 longitudinal axis of the third arm

А4 продольная ось четвертого плечаA4 longitudinal axis of the fourth arm

L продольная ось L области скручиванияL longitudinal axis L torsion areas

Q поперечная ось Q области скручиванияQ transverse axis Q torsion area

Claims

1. A method for manufacturing a structural element (1) of a suspension arm for a vehicle undercarriage by means of a three-dimensional winding method, wherein the structural element (1) has at least two arms (2), each of which has a bushing (3), and an area (4 ) twisting, which is connected to at least two arms (2), and:

on the core (5) a thread (6) or several parallel threads of a fibrous polymer composite material are laid in a combination consisting of several different winding patterns (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110),

each thread (6) is pre-impregnated,

each winding pattern (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110) affects at least one mechanical characteristic of the structural element (1), and

the mechanical characteristics of the structural element (1) are purposefully set by repeating and selecting the material of the individual winding patterns (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110),

characterized in that

the mechanical characteristics of the structural element (1) are purposefully set by means of a predetermined sequence and mixing of individual winding patterns (101, 102, 103, 104, 105, 106, 107, 108, 109, 110),

moreover, to ensure the transfer of the load from one partial section (2, 4) of the structural element (1) to another partial section (2, 4) of the structural element (1), two or more different templates (101, 102, 103, 104) follow each other , 105, 106, 107, 108, 109, 110) windings.

2. Method according to the preceding claim, characterized in that in the first winding template (101) the thread (6) is guided substantially parallel to the longitudinal axis (Α1, A2, A3, A4) of one of the arms (2).

3. The method according to one of the preceding claims, characterized in that in the second winding template (102) the thread (6) is guided essentially parallel to the longitudinal axis (A1) of the first of the arms (2), essentially parallel to the longitudinal axis (A2) of the second of arms (2) and in one track obliquely to the longitudinal axis (L) of the region (4) of twisting, and these two shoulders (2) are opposite each other relative to the longitudinal axis (L) of the region (4) of twisting.

4. The method according to one of the preceding claims, characterized in that in the third winding template (103) the thread (6) is guided in the transition areas (7) from the twisting area (4) to the shoulders (2) obliquely to the longitudinal axis (L) of the area (4) twisting.

5. The method according to one of the preceding claims, characterized in that in the fourth winding template (104) the thread (6) is guided essentially parallel to the longitudinal axis (A1) of the first of the arms (2), essentially parallel to the longitudinal axis (A3) of the third of arms (2) and in two tracks obliquely to the longitudinal axis (L) of the region (4) of twisting, and these two shoulders (2) are opposite each other relative to the transverse axis (Q) of the region (4) of twisting.

6. The method according to one of the preceding claims, characterized in that in the fifth winding template (105) the thread (6) is guided on two arms (2) that are opposite each other relative to the transverse axis (Q) of the twisting area (4), in in the form of at least one cross winding on each shoulder (2) and in two tracks obliquely to the longitudinal axis (L) of the twisting area (4).

7. The method according to one of the preceding claims, characterized in that in the sixth winding template (106) the thread (6) is guided around each sleeve (3) in the form of annular windings and cross windings, whereby they are fixed on the core (5).

8. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the seventh winding template (107) the thread (6) is guided in the form of a circumferential winding around at least one of the arms (2) and/or around the twist area (4).

9. Method according to one of the preceding claims, characterized in that in the eighth winding template (108) the thread (6) is guided in the twisting area (4) in four tracks obliquely to the longitudinal axis (L) of the twisting area (4) and obliquely to the transverse axis (Q) of the region (4) of twisting.

10. A method according to one of the preceding claims, characterized in that in the ninth winding template (109) the thread (6) is guided in the twisting regions (4) essentially parallel to the longitudinal axes (Α1, A2, A3, A4) of at least two of shoulders (2).

11. A method according to one of the preceding claims, characterized in that in the tenth winding template (110) the thread (6) is guided in the region (4) of twisting essentially parallel to the longitudinal axis (Α1, A2, A3, A4) of one of the arms (2 ).

12. Method according to one of the preceding claims, characterized in that the core (5) is placed in the robot's arm, wherein the core (5) is guided by the robot's arm during threading (6).

13. The method according to one of paragraphs. 1-11, characterized in that the core (5) is placed on the axis, and for winding the core (5) with a thread (6), the thread (6) is guided by the robot's hand.

14. Structural element (1) of the suspension arm for the chassis of the vehicle, having at least two arms (2), each of which has a bushing (3), and a twisting area (4), which is connected to at least two arms ( 2), characterized in that the structural element (1) is made by the method according to one of paragraphs. 1-13.

15. Structural element (1) according to claim 14, wherein the structural element (1) is a structural element (1) for the chassis of the vehicle.