WO2012000572A1 - Verbindungsanordnung eines aus einem metallischen faserverstärker aufweisenden verbundbauteils mit einem weiteren bauteil; verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Verbindungsanordnung eines aus einem metallischen faserverstärker aufweisenden verbundbauteils mit einem weiteren bauteil; verfahren zu deren herstellung Download PDF

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composite component
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Stefan Kienzle
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Definitions

  • the invention relates to a connection arrangement of a fiber-reinforced composite component with a further component according to the preamble of patent claim 1 and a method for producing such a connection arrangement.
  • the invention further relates to a method for repairing such a connection arrangement.
  • Such components comprise a matrix of a plastic in which reinforcing fibers are embedded.
  • Reinforcing fibers such composite components have a particularly good tensile strength in the fiber direction at the same time very low weight.
  • fiber-reinforced composite components are usually used only for partial areas of a motor vehicle body, it is necessary in body construction to create connections between fiber-reinforced composite components and other components of the motor vehicle body.
  • positive or non-positive joining methods are usually selected.
  • fiber-reinforced composite components can be bonded together or with metallic body components or connected with the aid of mechanical joining elements such as screws, bolts, rivets or the like.
  • a method for producing a connection of a fiber-reinforced components with a further component is also known.
  • the fiber-reinforced component has reinforcing fibers which protrude beyond an end region of the component.
  • the connection is made by embedding the protruding
  • Sheet metal semi-finished products which are then welded together.
  • the protruding fibers of the fiber composite component are thereby frictionally held between the mutually rolled and welded together semi-finished sheet metal.
  • connection arrangements are either complex in their implementation or lead to only limited durable connections of the respective components. If damage occurs to one of the components, then as a rule the entire connection arrangement must be replaced, since a
  • Sectional repair is rarely possible due to the joining method used.
  • the present invention is therefore based on the object, a simple
  • the invention is also based on the object, a simple and inexpensive method for producing such a connection arrangement, as well as a simple and inexpensive method for
  • Patent claim 1 a method for producing a connection arrangement with the features of claim 5 and by a method for repairing a connection arrangement having the features of claim 9 solved.
  • connection arrangement comprises a fiber-reinforced composite component and a further, at least partially metallic component.
  • the composite component has at least one metallic reinforcing fiber embedded in a plastic matrix, which protrudes beyond an end region of the composite component.
  • a connection between the composite component and the further component is characterized
  • the at least one metallic reinforcing fiber materially connected to the other component in particular welded or soldered.
  • connection For the preparation of such a connection arrangement so neither expensive process for embedding the protruding reinforcing fibers in the further component, nor mechanical joining elements are necessary. Rather, the connection can be made with conventional cohesive methods, as are customary for joining metallic components.
  • the fiber reinforced composite component can in the
  • connection arrangement as a usual metallic bodywork component are processed.
  • the welding or soldering can be done by a conventional robot, so that no investment in expensive new tools are necessary.
  • the connection between the two components is particularly strong and durable due to the material bond.
  • connection arrangement according to the invention not only allows the integration of fiber-reinforced composite components in metallic bodies, but they can also find application for connecting composite components with each other. For example, it is possible to have two composite components with respective protruding metallic ones
  • the further component may also be a plastic component with cast-metallic inserts or a metallic coating, which also with the protruding
  • These fibers are connected to one another to a joining element, which is materially connected to the other component, in particular welded or soldered.
  • the fibers can, for example, be twisted, braided or already welded together. As a result, a particularly stable joining surface for connecting the components is created with each other.
  • the shape of the joining element can vary depending on the nature of
  • connection arrangement can be freely selected.
  • the protruding fibers can form a flange.
  • the joining element may have the shape of an eyelet, which is a corresponding
  • connection arrangement further.
  • the auxiliary joining element as Stopper or centering be formed so that the production of such a connection arrangement is particularly reliable process possible.
  • the invention further relates to a method for producing a connection arrangement of a fiber-reinforced composite component with a further, at least partially metallic component.
  • a composite component is used, which has at least one metallic, embedded in a plastic matrix reinforcing fiber.
  • a section of the at least one metallic reinforcing fiber which projects beyond an end region of the composite component is connected in a materially bonded manner to the further component, in particular welded or soldered.
  • the method according to the invention thus makes it possible to join fiber-reinforced composite components with methods known from metal processing. With that you can
  • car bodies which include both purely metallic and composite components. Since the welding can be carried out by conventional welding robots, it is also possible to manufacture different body variants, in which a specific component is alternatively designed as a metal component or composite component in the same production line, without the joining tools must be replaced or reconfigured.
  • a further component which is designed as a composite component.
  • the only prerequisite for carrying out the method according to the invention is the presence of a weldable metal region in a joining zone of the further component.
  • Composite component protruding metallic reinforcing fibers connected to one another to a joining element.
  • the joining element thus formed is finally materially connected to the other component, in particular welded or soldered.
  • this creates a particularly stable joint connection between the composite component and the further component.
  • it makes it possible, almost any To create joining geometries on the composite component. The over the end of the
  • Composite metal protruding metal fibers can be connected to each other, for example, by twisting, braiding or by cohesive joining and bent into the desired shape.
  • metallic terminations for the end portion of the composite component, flanges, eyelets, hooks or the like can be formed.
  • the joining element of the composite component so that it can take on an additional positive connection function.
  • the positive connection between the composite component and the further component is first produced.
  • a joining element designed as an eyelet can be placed around a complementary structure of the further component.
  • the actual integral joining takes place, for example by welding the joining element to the further component.
  • a particularly firm connection is created, since the positive connection and the material complement each other.
  • a metallic auxiliary joining element is arranged in a connecting region of the two components prior to the integral connection of the composite component with the further component.
  • This may be, for example, insert or circulating parts, which can serve as stops or centering and at the same time contribute to the strength of the resulting compound.
  • the auxiliary joining element may be used to indirectly interconnect the metallic reinforcing fibers and the further component, however, the reinforcing fibers and the further component may also be directly welded together, the auxiliary joining element providing an additional connection between the components and both the reinforcing fibers, also welded to the other component.
  • the invention relates to a method for repairing a
  • Reinforcing fiber which protrudes beyond an end portion of the composite component, are materially interconnected.
  • connection arrangement it is provided according to the invention, first cut out a portion of the connection assembly, which includes a damaged area and the joining area. The damaged area is then passed through Repair component replaced, which with both the at least one metallic
  • the inventive method allows the section repair of
  • Connecting arrangements comprising at least one fiber-reinforced composite component, without weakening the connection arrangement by adhesive bonds, as is the case in many known from the prior art repair method.
  • Fig. 1 A fiber-reinforced composite component for use in a
  • FIG. 2 An alternative fiber-reinforced composite component for use in a
  • FIG. 3 shows an embodiment of a connection arrangement according to the invention
  • FIG. 7 An alternative embodiment of a connection arrangement according to the invention with additional positive connection;
  • FIG. 9 An alternative tubular fiber-reinforced composite component for use in an embodiment of a device according to the invention
  • a fiber reinforced composite member 10 (FIG. 1) includes a plurality of metallic reinforcing fibers 12 received in a plastic matrix 14.
  • a partial section 16 of the reinforcing fibers 12 projects beyond an end region 18 of the composite component.
  • the protruding portion 16 of the metallic reinforcing fibers can be used to connect the reinforcing fibers 12, and thus the composite member 10, by welding with other metallic components.
  • expensive adhesive connections or the use of mechanical joining elements such as screws, rivets or the like can be dispensed with.
  • Reinforcing fibers 12 are connected to a joining element 20, which forms a metallic termination for the end portion 18 of the composite component 10.
  • the reinforcing fibers 12 can be bent into the desired geometry, twisted or intertwined with each other, or welded together.
  • the joining element 20 thus provides a metallic joining surface, which can be processed with conventional joining methods known from metalworking.
  • connection arrangement 22 comprises, in addition to the composite component 10, a further component 24, which is likewise designed as a composite component with metallic reinforcing fibers 12. Also in the case of the component 24, projecting regions of the reinforcing fibers 12 are joined to a joining element 20
  • Both components 10, 24 thus have a metallic termination in the form of the joining elements 20, which in the connection arrangement 22 in shock meet and welded together.
  • the further component 24 can be a metal-fiber-reinforced plastic component, a metallic cast component, a metal sheet-metal forming part, etc.
  • the joining elements 20 extend here only over half the width of the components 10, 24 and are laterally offset from each other. Thus, a larger weld seam length is available when welding the joining elements 20.
  • an axial course of the weld seam is made possible by the geometry of the joining elements 20 shown, which may possibly offer advantages over the perpendicular course of the weld in the embodiment of FIG. 3.
  • Auxiliary joining element 26 reinforced. To connect the two components 10, 24, first the protruding areas 16 of the respective metallic reinforcing fibers 12 are welded together. The auxiliary joining element 26 is inserted into respective recesses of the components 10, 24 in its connecting region 30 and also welded to the protruding portions 16 of the reinforcing fibers 12.
  • Auxiliary joining element 26 mechanically stabilizes the connection arrangement 22 and simultaneously serves as a stop element in the production of the connection arrangement 22, which holds the components 10, 24 at the desired distance from one another.
  • the auxiliary joining element 26 can also extend with a leg 32 between the components 10, 24. Again, the auxiliary fitting 26 is back in
  • Recesses 28 received in the connecting region 30 of the components 10, 24 and can also serve as a stop element. In contrast to the embodiment according to FIG. 5, the connection of the components 10, 24 takes place here indirectly.
  • the projecting portions of the reinforcing fibers 12 are not welded directly to each other, but rather in each case with the leg 32 of the Hilfs Stahlgeleements 26, which forms a bridge between the components 10, 24 here.
  • connection arrangement 22 In addition to the cohesive connection of the components 10, 24 by welding can also be provided a positive connection, as shown in Fig. 7.
  • the reinforcing fibers 12 of the composite component 10 form here an eyelet 34, in which a complementary Positive locking element 36 of the further component 24 is received.
  • the reinforcing fibers 12 are welded to the positive-locking element 36.
  • the combination of form-fitting and material connection gives the connection arrangement 22 a particularly high strength.
  • FIG. 8 shows a further alternative embodiment of the connection arrangement 22.
  • the further component 24 is embodied here as an end cap, which encloses the end region 18 of the composite component.
  • the further component 24 is completely metallic and welded to the metallic reinforcing fibers 12 of the composite component 12.
  • the end cap provides a connection option for other components, which are particularly strong welds possible.
  • Fiber-reinforced tubes 10 can be connected in the manner described with other components.
  • 9 shows an example of a fiber-reinforced tube whose fibers 12 projecting beyond the end region 18 of the tube in a section 16 are formed into an eyelet 34 'via which the tube can be materially and positively connected to further components.

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung (22) eines faserverstärkten Verbundbauteils (10) mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil (24), bei welcher das Verbundbauteil (10) wenigstens eine metallische, in eine Kunststoffmatrix (14) eingebettete Verstärkungsfaser (12) aufweist, welche über einen Endbereich (18) des Verbundbauteils (10) hinausragt, wobei die wenigstens eine metallische Verstärkungsfaser (12) stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil (24) verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung (22). Die Verbindungsanordnung (22) sowie das Verfahren ermöglichen die Anwendung konventioneller Schweißverfahren zum Fügen von Faserverbundbauteilen (10), was sowohl die Herstellung als auch die Reparatur solcher Verbindungsanordnungen (22) erleichtert und kostengünstiger gestaltet.

Description

VERBINDUNGSANORDNUNG EINES AUS EINEM METALLISCHEN FASERVERSTÄRKER AUFWEISENDEN VERBUNDBAUTEILS MIT EINEM WEITEREN BAUTEIL ;
VERFAHREN ZU DEREN HERSTELLUNG
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung eines faserverstärkten Verbundbauteils mit einem weiteren Bauteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung. Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Reparieren einer solchen Verbindungsanordnung.
Im Kraftwagenbau finden aufgrund von Leichtbauerwägungen zunehmende
faserverstärkte Verbundbauteile Anwendung. Solche Bauteile umfassen eine Matrix aus einem Kunststoff, in welche Verstärkungsfasern eingebettet sind. Durch die
Verstärkungsfasern weisen derartige Verbundbauteile eine besonders gute Zugfestigkeit in Faserrichtung bei gleichzeitig sehr geringem Gewicht auf.
Da üblicherweise solche Verbundbauteile nur für Teilbereiche einer Kraftwagenkarosserie Anwendung finden, ist es im Karosseriebau notwendig, Verbindungen zwischen faserverstärkten Verbundbauteilen und weiteren Bauteilen der Kraftwagenkarosserie zu schaffen. Hierfür werden in der Regel form- oder kraftschlüssige Fügemethoden gewählt. Beispielsweise können faserverstärkte Verbundbauteile untereinander oder mit metallischen Karosseriebauteilen verklebt oder unter Zuhilfenahme mechanischer Fügeelemente wie Schrauben, Bolzen, Nieten oder dergleichen verbunden werden.
Aus der DE 10 2007 023 836 A1 ist ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindung eines faserverstärkten Bauteilen mit einem weiteren Bauteil bekannt. Das faserverstärkte Bauteil weist Verstärkungsfasern auf, welche über einen Endbereich des Bauteils hinausragen. Die Verbindung wird durch Einbetten der hinausragenden
Verstärkungsfasern in das zweite Bauteil hergestellt. Dies kann durch Eingießen der hinausragenden Fasern in das zweite Bauteil realisiert werden. Die DE 10 2007 023 836 A1 beschreibt ferner ein Einwalzen der überstehenden Fasern zwischen zwei
Blechhalbzeugen, die anschließend untereinander verschweißt werden. Die überstehenden Fasern des Faserverbundbauteils werden dabei kraftschlüssig zwischen den miteinander verwalzten und untereinander verschweißten Blechhalbzeugen gehalten.
Die bekannten Verfahren zum Herstellen solcher Verbindungsanordnungen sind entweder aufwändig in ihrer Durchführung oder führen zu nur begrenzt haltbaren Verbindungen der jeweiligen Bauteile. Treten an einem der Bauteile Beschädigungen auf, so muss in der Regel die gesamte Verbindungsanordnung ausgetauscht werden, da eine
abschnittsweise Reparatur aufgrund der verwendeten Fügeverfahren nur selten möglich ist.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine einfach
herzustellende, mechanisch stabile und leicht reparierbare Verbindungsanordnung zwischen einem faserverstärkten Verbundbauteil und einem weiteren Bauteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen. Der Erfindung liegt ferner die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung, sowie ein einfaches und kostengünstiges Verfahren zum
Reparieren einer solchen Verbindungsanordnung bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des
Patentanspruchs 1 , ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 sowie durch ein Verfahren zum Reparieren einer Verbindungsanordnung mit den Merkmalen des Patentanspruchs 9 gelöst.
Eine solche Verbindungsanordnung umfasst ein faserverstärktes Verbundbauteil sowie ein weiteres, zumindest teilweise metallisches Bauteil. Das Verbundbauteil weist wenigstens eine metallische, in eine Kunststoffmatrix eingebettete Verstärkungsfaser auf, welche über einen Endbereich des Verbundbauteils hinausragt. Erfindungsgemäß ist eine Verbindung zwischen dem Verbundbauteil und dem weiteren Bauteil dadurch
bereitgestellt, dass die wenigstens eine metallische Verstärkungsfaser stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist.
Zur Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung sind also weder aufwändige Verfahren zum Einbetten der überstehenden Verstärkungsfasern in das weitere Bauteil, noch mechanische Fügeelemente notwendig. Die Verbindung kann vielmehr mit konventionellen stoffschlüssigen Verfahren, wie sie zum Fügen metallischer Bauteile üblich sind, hergestellt werden. Das faserverstärkte Verbundbauteil kann bei der
Herstellung - und auch bei der Reparatur - einer solchen Verbindungsanordnung wie ein übliches metallisches Karosseriebauteil bearbeitet werden. Das Schweißen oder Löten kann dabei durch einen konventionellen Roboter erfolgen, so dass keine Investitionen in teuere neue Werkzeuge notwendig sind. Gleichzeitig ist die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen aufgrund des Stoffschlusses besonders fest und haltbar.
Die erfindungsgemäße Verbindungsanordnung erlaubt nicht nur die Integration von faserverstärkten Verbundbauteilen in metallische Karosserien, sie kann vielmehr auch Anwendung zum Verbinden von Verbundbauteilen untereinander finden. Beispielsweise ist es möglich, zwei Verbundbauteile mit jeweiligen überstehenden metallischen
Verstärkungsfasern zu einer derartigen Verbindungsanordnung zu fügen. Das weitere Bauteil kann ferner ein Kunststoffbauteil mit eingegossenen metallischen Einlegern oder einer metallischen Beschichtung sein, welche ebenfalls mit den überstehenden
Verstärkungsfasern des Verbundbauteils verschweißbar sind.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist das faserverstärkte
Verbundbauteil eine Mehrzahl von metallischen Verstärkungsfasern auf, welche jeweils über den Endbereich des Verbundbauteils hinausragen. Diese Fasern sind untereinander zu einem Fügeelement verbunden, welches stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist. Die Fasern können beispielsweise untereinander verdrillt, geflochten oder bereits untereinander verschweißt sein. Hierdurch wird eine besonders stabile Fügefläche zum Verbinden der Bauteile untereinander geschaffen. Die Form des Fügeelements kann dabei je nach Art der
Verbindungsanordnung frei gewählt werden. Beispielsweise können die überstehenden Fasern einen Flansch ausbilden.
Durch das Formen der überstehenden Fasern zu einem Fügeelement kann ferner ein zusätzlicher Formschluss zwischen den Bauteilen bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Fügeelement die Form einer Öse besitzen, welche ein entsprechendes
Gegenstück des weiteren Bauteils umschließt. Durch die Kombination von Stoffschluss und Formschluss wird eine besonders stabile Verbindungsanordnung erhalten.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in einem Verbindungsbereich zwischen dem faserverstärkten Verbundbauteil und dem weiteren Bauteil ein metallisches
Hilfsfügeelement angeordnet und mit der wenigstens einen metallischen
Verstärkungsfaser und/oder dem weiteren Bauteil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Ein solches Hilfsfügeelement kann die Festigkeit der
Verbindungsanordnung weiter erhöhen. Gleichzeitig kann das Hilfsfügeelement als Anschlag oder Zentrierelement ausgebildet sein, so dass die Herstellung einer solchen Verbindungsanordnung besonders prozesssicher möglich ist.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung eines faserverstärkten Verbundbauteils mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil. Hierfür wird ein Verbundbauteil verwendet, welches wenigstens eine metallische, in eine Kunststoffmatrix eingebettete Verstärkungsfaser aufweist. Zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung wird erfindungsgemäß ein über einen Endbereich des Verbundbauteils hinausragender Abschnitt der wenigstens einen metallischen Verstärkungsfaser mit dem weiteren Bauteil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt es somit, faserverstärkte Verbundbauteile mit aus der Metallverarbeitung bekannten Verfahren zu verbinden. Damit können
beispielsweise auf einfachste Weise Kraftwagenkarosserien gefertigt werden, die sowohl rein metallische als auch Verbundbauteile umfassen. Da das Verschweißen durch konventionelle Schweißroboter erfolgen kann, ist es zudem möglich, unterschiedliche Karosserievarianten, bei welchen ein bestimmtes Bauteil alternativ als Metallbauteil oder Verbundbauteil ausgeführt ist, in der selben Fertigungslinie zu fertigen, ohne dass die Fügewerkzeuge ausgetauscht oder umkonfiguriert werden müssen.
Darüber hinaus ist es möglich, auch ein weiteres Bauteil, welches als Verbundbauteil ausgebildet ist, zu verwenden. Voraussetzung für die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist lediglich das Vorhandensein eines schweißbaren Metallbereichs in einer Fügezone des weiteren Bauteils. Mittels des beschriebenen Verfahrens können somit auch mehrere Verbundbauteile mit metallischen Verstärkungsfasern miteinander verbunden werden. Auch Kunststoffbauteile mit metallischen Einlegern oder metallischen Beschichtungen können auf die beschriebene Art mit Verbundbauteilen mit
überstehenden metallischen Verstärkungsfasern verschweißt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung werden vor dem Fügen des
Verbundbauteils mit dem weiteren Bauteil mehrere, über den Endbereich des
Verbundbauteils hinausragende metallische Verstärkungsfasern untereinander zu einem Fügeelement verbunden. Das so gebildete Fügeelement wird schließlich stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet. Zum Einen wird hierdurch eine besonders stabile Fügeverbindung zwischen dem Verbundbauteil und dem weiteren Bauteil geschaffen. Zum Anderen ist es hierdurch ermöglicht, nahezu beliebige Fügegeometrien am Verbundbauteil zu schaffen. Die über den Endbereich des
Verbundbauteils hinausragenden Metallfasern können beispielsweise durch Verdrillen, Flechten oder auch durch stoffschlüssiges Fügen miteinander verbunden und in die gewünschte Form gebogen werden. Auf diese Art können beispielsweise metallische Abschlüsse für den Endbereich des Verbundbauteils, Flansche, Ösen, Haken oder dergleichen geformt werden.
Es ist dabei besonders zweckmäßig, das Fügeelement des Verbundbauteils so zu formen, dass es eine zusätzliche formschlüssige Verbindungsfunktion übernehmen kann. Nach dem Formen eines solchen Fügeelements wird zunächst der Formschluss zwischen dem Verbundbauteil und dem weiteren Bauteil hergestellt. Beispielsweise kann ein als Öse ausgebildetes Fügeelement um eine komplementäre Struktur des weiteren Bauteils gelegt werden. Nach dem Herstellen des Formschlusses erfolgt dann das eigentliche stoffschlüssige Fügen, beispielsweise durch Verschweißen des Fügeelements mit dem weiteren Bauteil. Insgesamt wird so eine besonders feste Verbindung geschaffen, da sich der Formschluss und der Stoffschluss ergänzen.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem stoffschlüssigen Verbinden des Verbundbauteils mit dem weiteren Bauteil ein metallisches Hilfsfügeelement in einem Verbindungsbereich der beiden Bauteile angeordnet. Hierbei kann es sich beispielsweise um Einlege- oder Umlaufteile handeln, die als Anschläge oder Zentrierungen dienen können und gleichzeitig zur Festigkeit der resultierenden Verbindung beitragen. Das Hilfsfügeelement kann verwendet werden, um die metallischen Verstärkungsfasern und das weitere Bauteil mittelbar miteinander zu verbinden, die Verstärkungsfasern und das weitere Bauteil können jedoch auch unmittelbar miteinander verschweißt werden, wobei das Hilfsfügeelement eine zusätzliche Verbindung zwischen den Bauteilen bereitstellt und sowohl mit den Verstärkungsfasern, als auch mit dem weiteren Bauteil verschweißt ist.
Die Erfindung betrifft schließlich noch ein Verfahren zum Reparieren einer
Verbindungsanordnung eines faserverstärkten Verbundbauteils mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil, welche in einem Fügebereich über wenigstens eine metallische, in eine Kunststoff matrix des Verbundbauteils eingebettete
Verstärkungsfaser, welche über einen Endbereich des Verbundbauteils hinausragt, stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Zur Reparatur einer solchen
Verbindungsanordnung ist es erfindungsgemäß vorgesehen, zunächst einen Teilbereich der Verbindungsanordnung, welcher einen beschädigten Bereich sowie den Fügebereich umfasst, auszuschneiden. Der beschädigte Bereich wird anschließend durch ein Reparaturbauteil ersetzt, welche sowohl mit der wenigstens einen metallischen
Verstärkungsfaser als auch mit dem weiteren Bauteil stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt die Abschnittsreparatur von
Verbindungsanordnungen, welche wenigstens ein faserverstärktes Verbundbauteil aufweisen, ohne die Verbindungsanordnung durch Klebeverbindungen zu schwächen, wie es bei vielen aus dem Stand der Technik bekannten Reparaturverfahren der Fall ist. Durch die Schweißverbindungen zwischen dem Reparaturbauteil und den verbleibenden Bereichen des Verbundbauteils und weiteren Bauteils wird vielmehr eine reparierte Verbindungsanordnung geschaffen, die in ihrer Festigkeit der ursprünglichen
Verbindungsanordnung entspricht. Damit wird es möglich, auch teilweise aus
Verbundmaterialen bestehende Kraftwagenkarosserien zu reparieren, ohne dass ein kostenaufwändiger Austausch kompletter Teile oder Baugruppen notwendig wird, wobei gleichzeitig die Festigkeit und Stabilität der Karosserie gewährleistet bleibt.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Dabei zeigen:
Fig. 1 Ein faserverstärktes Verbundbauteil zur Verwendung in einem
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
Fig. 2 Ein alternatives faserverstärktes Verbundbauteil zur Verwendung in einem
Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
Fig. 3 Ein Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung;
Fig. 4 Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindungsanordnung;
Fig. 5 Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindungsanordnung mit zusätzlichem Hilfsfügeelement;
Fig. 6 Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindungsanordnung mit zusätzlichem Hilfsfügeelement; Fig. 7 Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verbindungsanordnung mit zusätzlichem Formschluss;
Fig. 8 Ein alternatives Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindungsanordnung mit zusätzlichem umgreifenden Hilfsfügeelement;
Fig. 9 Ein alternatives, rohrförmiges faserverstärktes Verbundbauteil zur Verwendung in einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen
Verbindungsanordnung;
Ein faserverstärktes Verbundbauteil 10 (Fig. 1 ) umfasst eine Mehrzahl von metallischen Verstärkungsfasern 12, welche in einer Kunststoffmatrix 14 aufgenommen sind. Um die Verbindung des Verbundbauteils 10 mit weiteren, teilweise metallischen Bauteilen zu erleichtern, steht ein Teilabschnitt 16 der Verstärkungsfasern 12 über einen Endbereich 18 der Verbundbauteils über. Der überstehende Teilabschnitt 16 der metallischen Verstärkungsfasern kann genutzt werden, um die Verstärkungsfasern 12, und damit das Verbundbauteil 10, durch Schweißen mit weiteren metallischen Bauteilen zu verbinden. Hierdurch kann auf aufwändige Klebeverbindungen bzw. den Einsatz mechanischer Fügeelemente wie Schrauben, Nieten oder dergleichen verzichtet werden.
Wie Fig. 2 zeigt, können die überstehenden Teilabschnitte 16 der metallischen
Verstärkungsfasern 12 zu einem Fügeelement 20 verbunden werden, welches einen metallischen Abschluss für den Endbereich 18 des Verbundbauteils 10 bildet. Hierzu können die Verstärkungsfasern 12 in die gewünschte Geometrie gebogen, untereinander verdrillt oder verflochten, bzw. untereinander verschweißt werden. Das Fügeelement 20 stellt somit eine metallische Fügefläche bereit, welche mit konventionellen, aus der Metallbearbeitung bekannten Fügeverfahren bearbeitet werden kann.
Wie ein solches Fügeelement 20 zum Herstellen einer Verbindungsanordnung 22 genutzt werden kann, ist in Fig. 3 dargestellt. Die Verbindungsanordnung 22 umfasst neben dem Verbundbauteil 10 ein weiteres Bauteil 24, welches ebenfalls als Verbundbauteil mit metallischen Verstärkungsfasern 12 ausgebildet ist. Auch beim Bauteil 24 sind überstehende Bereich der Verstärkungsfasern 12 zu einem Fügeelement 20
zusammengefasst. Beide Bauteile 10, 24 besitzen also einen metallischen Abschluss in Form der Fügeelemente 20, die in der Verbindungsanordnung 22 auf Stoß aufeinandertreffen und miteinander verschweißt sind. Das weitere Bauteil 24 kann ein metallfaserverstärktes Kunststoffbauteil, ein metallisches Gussbauteil, ein metallisches Blechumformteil etc. sein.
Fig.4 zeigt eine alternative Geometrie der Fügeelemente 20 in einer
Verbindungsanordnung 22. Die Fügeelemente 20 erstrecken sich hier nur über die halbe Breite der Bauteile 10, 24 und sind seitlich gegeneinander versetzt. Damit steht beim Verschweißen der Fügeelemente 20 eine größere Schweißnahtlänge zur Verfügung. Zudem wird durch die gezeigte Geometrie der Fügeelemente 20 ein axialer Verlauf der Schweißnaht ermöglicht, welcher gegebenenfalls Vorteile gegenüber dem dazu senkrechten Verlauf der Schweißnaht im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 bieten kann.
Im Ausführungsbeispiel der Verbindungsanordnung 22 gemäß Fig. 5 wird die Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 10, 24 durch ein zusätzliches metallisches
Hilfsfügeelement 26 verstärkt. Zur Verbindung der beiden Bauteile 10, 24 sind zunächst die überstehenden Bereiche 16 der jeweiligen metallischen Verstärkungsfasern 12 miteinander verschweißt. Das Hilfsfügeelement 26 ist in jeweilige Ausnehmungen der Bauteile 10, 24 in deren Verbindungsbereich 30 eingelegt und ebenfalls mit den überstehenden Bereichen 16 der Verstärkungsfasern 12 verschweißt. Das
Hilfsfügeelement 26 stabilisiert die Verbindungsanordnung 22 mechanisch und dient bei der Herstellung der Verbindungsanordnung 22 gleichzeitig als Anschlagelement, welches die Bauteile 10, 24 im gewünschten Abstand zueinander hält.
Wie Fig. 6 zeigt, kann sich das Hilfsfügeelement 26 auch mit einem Schenkel 32 zwischen die Bauteile 10, 24 erstrecken. Auch hier ist das Hilfsfügelement 26 wieder in
Ausnehmungen 28 im Verbindungsbereich 30 der Bauteile 10, 24 aufgenommen und kann ebenfalls als Anschlagelement dienen. Im Unterschied zur Ausführungsform gemäß Fig. 5 erfolgt die Verbindung der Bauteile 10, 24 hier indirekt. Die überstehenden Bereiche der Verstärkungsfasern 12 sind nicht direkt miteinander verschweißt, sondern vielmehr jeweils mit dem Schenkel 32 des Hilfsfügeleements 26, welches hier eine Brücke zwischen den Bauteilen 10, 24 bildet.
Zusätzlich zur stoffschlüssigen Verbindung der Bauteile 10, 24 durch Verschweißen kann auch ein Formschluss vorgesehen sein, wie in Fig. 7 dargestellt. Die Verstärkungsfasern 12 des Verbundbauteils 10 bilden hier eine Öse 34 aus, in welcher ein komplementäres Formschlusselement 36 des weiteren Bauteils 24 aufgenommen ist. Zusätzlich sind die Verstärkungsfasern 12 mit dem Formschlusselement 36 verschweißt. Die Kombination von Formschluss und Stoffschluss verleiht der Verbindungsanordnung 22 eine besonders große Festigkeit.
Fig. 8 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform der Verbindungsanordnung 22. Das weitere Bauteil 24 ist hier als Abschlusskappe ausgebildet, welche den Endbereich 18 des Verbundbauteils umschließt. Das weitere Bauteil 24 ist vollständig metallisch und mit den metallischen Verstärkungsfasern 12 des Verbundbauteils 12 verschweißt. Die Abschlusskappe bietet eine Anschlussmöglichkeit für weitere Bauteile, über welche besonders feste Verschweißungen möglich sind.
Wie Fig. 9 zeigt, beschränkt sich das geschilderte Verfahren zum Verbinden von
Verbundbauteilen 10 nicht auf die in den vorigen Figuren gezeigten Vollprofilbauteile. Auch faserverstärkte Rohre 10 können auf die geschilderte Art mit weiteren Bauteilen verbunden werden. Fig. 9 zeigt hier exemplarisch ein faserverstärktes Rohr, dessen in einem Teilabschnitt 16 über den Endbereich 18 des Rohres überstehende Fasern 12 zu einer Öse 34' geformt sind, über welche das Rohr stoff- und formschlüssig mit weiteren Bauteilen verbunden werden kann.

Claims

Patentansprüche
Verbindungsanordnung (22) eines faserverstärkten Verbundbauteils (10) mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil (24), bei welcher das
Verbundbauteil (10) wenigstens eine metallische, in eine Kunststoff matrix (14) eingebettete Verstärkungsfaser (12) aufweist, welche über einen Endbereich (18) des Verbundbauteils (10) hinausragt,
dadurch gekennzeichnet, dass
die wenigstens eine metallische Verstärkungsfaser (12) stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil (24) verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist.
Verbindungsanordung (22) nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet, dass
das faserverstärkte Verbundbauteil (10) eine Mehrzahl von über den Endbereich (18) hinausragender metallischer Verstärkungsfasern (12) aufweist, welche untereinander zu einem Fügeelement (20) verbunden sind, welches stoffschlüssig mit dem weiteren Bauteil (24) verbunden ist.
Verbindungsanordnung (22) nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fügeelement (20) zusätzlich formschlüssig mit dem weiteren Bauteil (24) verbunden ist.
Verbindungsanordnung (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Verbindungsbereich (30) zwischen dem faserverstärkten Verbundbauteil (10) und dem weiteren Bauteil (24) ein metallisches Hilfsfügeelement (26) angeordnet ist, welches mit der wenigstens einen metallischen Verstärkungsfaser (12) und/oder dem weiteren Bauteil (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet ist.
5. Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung (22) eines faserverstärkten Verbundbauteils (10) mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil (24), bei welchem wenigstens eine metallische, in eine Kunststoffmatrix (14) eingebettete Verstärkungsfaser (12) des Verbundbauteils (10), welche über einen Endbereich (18) des Verbundbauteils (10) hinausragt, mit dem weiteren Bauteil (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, dass
vor dem stoffschlüssigen Verbinden der Bauteile (10, 24) eine Mehrzahl von über den Endbereich (18) hinausragender metallischer Verstärkungsfasern (12) des Verbundbauteils (10) zu einem Fügeelement (20) verbunden werden, welches anschließend mit dem weiteren Bauteil (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Fügeelement (20) zusätzlich formschlüssig mit dem weiteren Bauteil (24) verbunden wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, dass
in einem Verbindungsbereich (30) zwischen dem faserverstärkten Verbundbauteil (10) und dem weiteren Bauteil (24) ein metallisches Hilfsfügeelement (26) angeordnet wird, welches mit der wenigstens einen metallischen Verstärkungsfaser (12) und/oder dem weiteren Bauteil (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet wird.
9. Verfahren zum Reparieren einer Verbindungsanordnung (22) eines faserverstärkten Verbundbauteils (10) mit einem weiteren, zumindest teilweise metallischen Bauteil (24), welche in einem Fügebereich über wenigstens eine metallische, in eine Kunststoff matrix (14) eingebettete Verstärkungsfaser (12) des Verbundbauteils (10), welche über einen Endbereich (18) des Verbundbauteils (10) hinausragt, stoffschlüssig miteinander verbunden sind,
dadurch gekennzeichnet, dass
ein Teilbereich der Verbindungsanordnung (22), welcher einen beschädigten Bereich sowie den Fügebereich umfasst, ausgeschnitten und durch ein
Reparaturteil ersetzt wird, welches sowohl mit der wenigstens einen metallischen Verstärkungsfaser (12) als auch mit dem weiteren Bauteil (24) stoffschlüssig verbunden, insbesondere verschweißt oder verlötet wird.
PCT/EP2011/001403 2010-06-30 2011-03-22 Verbindungsanordnung eines aus einem metallischen faserverstärker aufweisenden verbundbauteils mit einem weiteren bauteil; verfahren zu deren herstellung WO2012000572A1 (de)

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Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013203208A1 (de) * 2013-02-27 2014-08-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Baugruppe aus zwei Faserverbundbauteilen sowie Herstellungsverfahren hierzu
DE102013203207A1 (de) * 2013-02-27 2014-08-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Baugruppe aus zwei Faserverbundbauteilen und Verfahren zu deren Herstellung
DE102013203206A1 (de) * 2013-02-27 2014-08-28 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Baugruppe aus zwei Faserverbundbauteilen und Verfahren zur Herstellung einer solchen Baugruppe
DE102016122722A1 (de) * 2016-11-24 2018-05-24 CENTER OF MARITIME TECHNOLOGIES e.V. Verbindungselement für metallischen Werkstoff und faserverstärkten Werkstoff

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338380A (en) * 1976-04-05 1982-07-06 Brunswick Corporation Method of attaching ceramics to metals for high temperature operation and laminated composite
US5115962A (en) * 1988-12-20 1992-05-26 United Technologies Corporation Method of attaching ceramic fiber arrays to metallic substrates
US5275329A (en) * 1992-11-02 1994-01-04 General Electric Company Method for fiber reinforced composite butt joining
US5972524A (en) * 1996-03-20 1999-10-26 The Boering Company Double lap joint with welded Z-pins
DE102007023836A1 (de) 2007-05-21 2008-11-27 Karl-Heinz Peine Hybrides Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4338380A (en) * 1976-04-05 1982-07-06 Brunswick Corporation Method of attaching ceramics to metals for high temperature operation and laminated composite
US5115962A (en) * 1988-12-20 1992-05-26 United Technologies Corporation Method of attaching ceramic fiber arrays to metallic substrates
US5275329A (en) * 1992-11-02 1994-01-04 General Electric Company Method for fiber reinforced composite butt joining
US5972524A (en) * 1996-03-20 1999-10-26 The Boering Company Double lap joint with welded Z-pins
DE102007023836A1 (de) 2007-05-21 2008-11-27 Karl-Heinz Peine Hybrides Bauteil und Verfahren zu seiner Herstellung

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