DE102005050963A1 - Bauteil und Verfahren zum Herstellen eines Bauteils - Google Patents

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Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, welches ein Basisteil (3) und ein Verstärkungsteil (1) aufweist, welches folgende Schritte umfasst:
a) Ausbilden des Basisteils (3) mit einer vorgebbaren Formgebung;
b) Ausbilden des Verstärkungsteils (1) durch ein Extrusionsverfahren aus zumindest zwei verschiedenen Materialien, wobei das Verstärkungsteil (1) derart ausgebildet ist, dass zumindest ein Kernelement (11) aus einem ersten Material in vorgebbarer Weise in ein Matrixelement (12) aus einem zweiten Material eingebracht wird;
c) Bereitstellen des ausgebildeten Verstärkungsteils (1) als Halbzeug und
d) Ausbilden des Bauteils (2) durch Zusammenfügen des Basisteils (3) und des Verstärkungsteils (1), wobei das Verstärkungsteil (1) mit dem Basisteil (3) mechanisch fest verbunden wird.
Die Erfindung betrifft auch ein entsprechendes Bauteil.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Bauteil aus einem Basisteil und einem Verstärkungsteil sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Bauteils.
  • Bauteile mit einem Basisteil und einem Verstärkungsteil sind in vielfältiger Weise beispielsweise im Kraftfahrzeugbau bekannt. In unterschiedlicher Ausgestaltung und Formgebung werden Bauteile beispielsweise in Form von Trägern im Karosseriebau verwendet. Derartige Bauteile, insbesondere Träger, in Kraftfahrzeugen werden unter anderem zur Energieabsorption bei einer Krafteinwirkung auf das Fahrzeug, beispielsweise bei einem Crash-Fall, ausgebildet. Dabei sind vielfältige Strukturen, beispielsweise Mehrkammerprofile, mit Verstärkungselementen eingesetzt.
  • Darüber hinaus ist es auch bekannt, Bauteile in Form von Hybridträgern für ein Kraftfahrzeug herzustellen. Beispielsweise ist aus der WO 2005/035286 A1 ein Hybridträger für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher zu Luftverteilung im Innenraum eines Fahrzeugs ausgebildet ist. Der Hybridträger umfasst einen Grundkörper, welcher einen Hohlraum aufweist. In diesem Hohlraum ist eine Kunststoffauskleidung mechanisch fest angebracht, beispielsweise durch eine Klebeverbindung, wobei die Kunststoffauskleidung durch einen im Hohlraum des Grundkörpers angeordneten Folienkanal aus Kunststoff gebildet ist. Der Folienkanal kann aus geschäumten und extrudierten Kunststoff ein oder mehrschichtig geformt und gebildet sein. Der Folienkanal wird dabei homogen aus einem einzigen Material ausgebildet. Der Grundkörper kann aus einem Blech, beispielsweise einem Aluminiumblech oder einem Magnesiumblech gebildet sein. Es kann vorgesehen sein, dass an der Folienaußenseite Verstärkungselemente in Form von Klebestreifen, Kunststoff oder Textilflächengebilden angebracht werden.
  • Des Weiteren ist aus der EP 0 974 495 B1 eine Aufprallenergie absorbierende Struktur für einen oberen Bereich einer Fahrzeugkarosserie bekannt. Ein energieabsorbierendes Element der Struktur ist als extrudiertes Metallrohr ausgebildet und kann auch als eine hybride Hohlstruktur ausgebildet sein. Das energieabsorbierende Element ist unmittelbar benachbart und in Kontakt mit einem weiteren Strukturteil der aufprallenergieabsorbierenden Struktur angeordnet.
  • Bei heutigen Leichtbaustrukturen, zum Beispiel aus Aluminium, insbesondere im Fahrzeugbau sind durch steigende Anforderungen an die Sicherheit oftmals Verstärkungsmaßnahmen erforderlich, die durch stoffreine Lösungen mit den bekannten Fertigungstechnologien nicht darstellbar sind. Daher werden oftmals weitere Elemente, beispielsweise Stahlelemente wie Blechbauteile oder Verstärkungsprofile, mit in die Struktur verbaut. Ein wesentlicher Nachteil ist darin zusehen, dass derartige Elemente im Allgemeinen nur mit erhöhtem Aufwand und erhöhtem Risiko hinsichtlich Korrosion in die benötigte Struktur eingearbeitet werden können.
  • Um steigenden Anforderungen im Karosseriebau in Bezug auf Leichtigkeit und gleichzeitiger Steifigkeit gerecht zu werden, werden zunehmend hybride Strukturen aus Aluminium und Stahl eingesetzt. Daraus ergibt sich jedoch die Problematik, diese beiden unterschiedlichen Materialien wirtschaftlich und prozesssicher zu verbinden. Oftmals müssen dabei Aluminiumprofile für spezielle Anforderungen hinsichtlich der Steifigkeit und des Crash-Verhaltens verstärkt werden.
  • Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Bauteil zu schaffen, welches den Anforderungen im Hinblick auf möglichst geringes Gewicht, hohe Steifigkeit und hohe Energieabsorption bei einer Krafteinwirkung genügt. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zu schaffen, welches ein einfaches und aufwandsarmes Herstellen eines derartigen Bauteils ermöglicht und mit dem die Problematik in der Leichtbautechnik im Hinblick auf ausreichende Steifigkeit und optimale Energieabsorption gerecht werden kann.
  • Bei einem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, welches ein Basisteil und ein Verstärkungsteil aufweist, wird das Basisteil mit einer vorgebbaren Formgebung ausgebildet. Das Verstärkungsteil wird durch ein Extrusionsverfahren aus zumindest zwei verschiedenen Materialien ausgebildet, wobei die Ausbildung des Verstärkungsteils derart erfolgt, dass zumindest ein Kernelement aus einem ersten Material in vorgebbarer Weise in ein Matrixelement aus einem zweiten Material eingebracht ist. Das Verstärkungsteil wird somit zumindest aus einem Kernelement und dem Matrixelement hergestellt. Das derartig ausgebildete Verstärkungsteil wird dann als Halbzeug für eine weitere Verarbeitung bereitgestellt. In dem das Basisteil und das Verstärkungsteil mechanisch fest miteinander verbunden werden, wird das Bauteil ausgebildet. Durch das erfindungsgemäße Verfahren kann ein Bauteil hergestellt werden, welches in vielerlei Hinsicht Verwendung finden kann und die Anforderungen an eine hohe Steifigkeit und ein hohes Energieabsorptionsverhalten in optimaler Weise erfüllt. Insbesondere dann, wenn das Bauteil als Träger für ein Kraftfahrzeug ausgebildet wird, kann eine Leichtbaustruktur ausgebildet werden, welche platz- und gewichtsoptimiert bereitgestellt werden kann. Derartige Leichtbaustrukturen können durch das erfindungsgemäße Verfahren in optimaler Weise verstärkt werden, wobei hierbei insbesondere durch das Verstärkungsteil ein optimiertes mehrstoffliches System zur Verfügung gestellt wird, welches sich durch das erfindungsgemäße Verfahren darüber hinaus auch in einfacher und aufwandsarmer Weise insbesondere mit Leichtbaustrukturen verbinden lässt.
  • In bevorzugter Weise ist das zumindest eine Kernelement des Verstärkungsteils von dem Matrixelement des Verstärkungsteils zumindest teilweise umschlossen. Dadurch kann erreicht werden, dass das zumindest eine Kernelement positionsstabil in dem Verstärkungsteil gehalten werden kann und bei einer weiteren Verarbeitung, insbesondere bei dem Zusammenfügen des Basisteils mit dem Verstärkungsteil, eine genaue Positionierung der Kernelemente gewährleistet werden kann. Indem die Kernelemente Verstärkungselemente des Verstärkungsteils und somit des gesamten Bauteils darstellen, kann durch das Einbetten der Kernelemente in das Matrixelement ein gezieltes Anbringen des Verstärkungsteils an das Basisteil erreicht werden und somit eine positionsgenaue Verstärkung des gesamten Bauteils erreicht werden.
  • Das zumindest eine Kernelement ist bevorzugt als Verstärkungsfaser ausgebildet. Unter einer Verstärkungsfaser werden sowohl drahtähnliche als auch schnurrähnliche Elemente verstanden, welche aus unterschiedlichen Materialien ausgebildet sein können. Eine derartige Verstärkungsfaser kann beispielsweise aus einem Metall, einem Leichtmetall, einer Legierung oder einem Kunststoff ausgebildet sein. So kann das Kernelement beispielsweise aus Stahl, Aluminium, Oxiden, usw. hergestellt werden.
  • Das Matrixelement ist in bevorzugter Weise aus Metall, Kunststoff oder Keramik ausgebildet.
  • In bevorzugter Weise kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungsteil in das Basisteil integriert ausgebildet wird. Dies ermöglicht die Herstellung eines besonders stabilen Bauteils, welches das integrierte Zusammenfügen von Elementen aus unterschiedlichen Materialien ermöglicht und somit modernsten Bauteilstrukturen, insbesondere in der Leichtbautechnik, gerecht werden kann.
  • In bevorzugter Weise kann das Ausbilden des Basisteils während dem Zusammenfügen mit dem Verstärkungsteil durchgeführt werden. Dadurch kann erreicht werden, dass das Basisteil nicht bereits vorab als eigenständiges Element gefertigt und bereitgestellt werden muss, sondern das Zusammenfügen des Basisteils mit dem Verstärkungsteil in einem Schritt mit dem eigentlichen Ausbilden des Basisteils selbst erfolgen kann.
  • In bevorzugter Weise wird das Basisteil und das Verstärkungsteil durch ein Druckgussverfahren zusammengefügt. Es kann dabei vorgesehen sein, dass das als Halbzeug bereitgestellte Verstärkungselement in eine Druckgussform eingebracht wird und dann das Material des Basisteils in die Druckgussform eingegossen wird.
  • Als Halbzeuge bezeichnet man in der Fertigung solche bereits vor- oder zubereitete Rohmaterialien, die in größeren Abmessungen vorliegen, insbesondere also Bleche, Stangen, Hohlstäbe, Profile und Coils. Dabei wird ein Halbzeug in der Regel so ausgewählt, dass eine Dimension, beispielsweise der Durchmesser oder die Dicke, bereits der entsprechenden Dimension des herzustellenden Produktes bestmöglich entspricht. In den anderen Dimensionen (Länge, Breite) wird das Halbzeug auf die jeweils benötigten Abmessungen zugeschnitten.
  • In vorteilhafter Weise ist die mechanische feste Verbindung zwischen dem Verstärkungsteil und dem Basisteil als Klebe- und/oder Niet- und/oder Schraubverbindung ausgebildet.
  • Es kann vorgesehen sein, dass das Verstärkungsteil vor dem Zusammenfügen mit dem Basisteil in eine vorgebbare Endformgebung im Wesentlichen vorgeformt wird.
  • Das herzustellende Bauteil kann als Strukturteil, insbesondere als Träger, in einem Fahrzeug ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Bauteil eine A-, B-, C- oder D-Säule in einem Fahrzeug sein. Das Bauteil kann auch ein Längsträger in einem Fahrzeug, ein Fahrzeugschweller, Dachholme oder dergleichen sein. Das Verstärkungsteil des Bauteils kann bevorzugt als hybrides Verstärkungsteil ausgebildet sein. Das Bauteil kann somit auch als Hybridbauteil ausgebildet werden.
  • Ein erfindungsgemäßes Bauteil, insbesondere ein Träger für ein Kraftfahrzeug, weist ein Basisteil und ein Verstärkungsteil auf. Ein wesentlicher Gedanke der Erfindung liegt darin, dass das Verstärkungsteil aus zumindest zwei verschiedenen Materialien mittels eines Extrusionsverfahrens ausgebildet ist und als Halbzeug bereitgestellt ist. Das Verstärkungsteil ist mit dem Basisteil mechanisch fest verbunden, wobei das Verstärkungsteil zumindest ein Kernelement aus einem ersten Material und ein das Kernelement zumindest teilweise umgebendes Matrixelement aus einem zweiten Material aufweist. Durch das erfindungsgemäße Bauteil kann modernen Leichtbaustrukturen und Fertigungsverfahren Rechnung getragen werden. Es kann ein Bauteil bereitgestellt und gefertigt werden, welches eine hohe Steifigkeit und eine hohe Energieabsorption im Falle einer Krafteinwirkung auf das Bauteil gewährleistet. Es kann ein im Hinblick auf ein mehrstoffliches System optimiertes Bauteil zur Verfügung gestellt werden, welches sich in einfacher und aufwandsarmer Weise in Leichtbaustrukturen integrieren lässt.
  • Das Kernelement ist in vorteilhafter Weise als Verstärkungsfaser ausgebildet.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind, soweit übertragbar, auch als vorteilhafte Ausgestaltungen des Bauteils anzusehen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 eine perspektivische Darstellung eines Verstärkungsteils eines erfindungsgemäßen Bauteils;
  • 2 ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer perspektivischen Darstellung;
  • 3 ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer perspektivischen Darstellung; und
  • 4 ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils in einer perspektivischen Darstellung.
  • In den Figuren werden gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
  • In 1 ist ein Verstärkungsteil 1 eines erfindungsgemäßen Bauteils, welches im Ausführungsbeispiel ein Hybridträger in einem Fahrzeug ist, gezeigt. Das Verstärkungsteil 1 weist im Ausführungsbeispiel eine Mehrzahl, insbesondere vier Kernelemente 11 auf, welche als Verstärkungsfasern ausgebildet sind. Wie in 1 zu erkennen ist, sind die Kernelemente 11 länglich ausgebildet und in einem Matrixelement 12 eingebettet. Die Kernelemente 11 sind im Ausführungsbeispiel im Wesentlichen vollständig von dem Matrixelement 12 umgeben. In 1 ist das Verstärkungsteil 1 bereits als Halbzeug bereitgestellt. Die in 1 gezeigte Ausgestaltung des Verstärkungsteils 1 wird durch ein Extrudieren erreicht. Die Kernelemente 11 sind im Ausführungsbeispiel aus einem ersten Material ausgebildet und als Stahlfasern oder Stahldrähte gefertigt. Das Matrixelement 12 ist aus einem zweiten Material gefertigt, welches zum Material der Kernelemente 11 verschieden ist. Im Ausführungsbeispiel ist das Material des Matrixelements 12 Aluminium. Das Matrixelement 12 kann jedoch auch als Magnesiumband ausgebildet sein. Die Kernelemente 11 sind im Ausführungsbeispiel in dem Matrixelement 12 verpresst.
  • Um ein erfindungsgemäßes Bauteil auszubilden, ist es erforderlich, ein Basisteil und ein Verstärkungsteil 1 mechanisch fest miteinander zu verbinden.
  • In 2 ist ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 2 gezeigt, welches perspektivisch dargestellt ist und ein Verstärkungsteil 1 sowie ein Basisteil 3 aufweist. Das Verstärkungsteil 1 ist in diesem Ausführungsbeispiel in Form einer langgestreckten Schiene ausgebildet, wobei das Verstärkungsteil 1 einen mittigen bzw. zentralen länglichen Bereich aufweist, welcher im Querschnitt verdickt ist und in dem wiederum vier Kernelemente 11 integriert sind. Wie aus der Darstellung in 2 zu erkennen ist, weist das Verstärkungsteil 1 Flanschbereiche 13 und 14 auf, welche sich in Längsrichtung an den Randbereichen des Verstärkungsteils 1 erstrecken. Diese Flanschbereiche 13 und 14 sind einstückig mit dem Verstärkungsteil verbunden und während des Extrusionsverfahrens ausgebildet. Das Matrixelement 12 umfasst quasi auch die Flanschbereiche 13 und 14. Zumindest im Bereich der Verbindungsflansche 13 und 14 wird eine mechanisch feste Verbindung mit dem Basisteil 3 hergestellt. Das Basisteil 3 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel gemäß 2 aus Aluminium ausgebildet.
  • In allen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Bauteils 3 ist es erforderlich, dass das Material des Matrixelements 12 des Verstärkungsteils 1 aus einem derartigen Material hergestellt ist, das eine optimale Verträglichkeit und optimale Fügetechnik im Hinblick auf das Zusammenfügen mit dem Material des Basisteils 3 gewährleisten kann.
  • Im in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die mechanisch feste Verbindung zwischen dem Verstärkungsteil 1 und dem Basisteil 3 als Klebeverbindung ausgebildet. Es kann jedoch auch eine Nietverbindung oder eine Schraubverbindung ausgebildet sein.
  • In 3 ist ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 2 gezeigt. Wie dabei aus der perspektivischen Darstellung zu entnehmen ist, weist das Basisteil 3 eine Struktur mit einer Mehrzahl an Hohlkammern auf. Das Mehrkammerprofil weist eine individuelle Formgebung auf, wobei zu erkennen ist, dass das an der Oberseite des Basisteils 3 angebrachte Verstärkungsteil 1 die entsprechende geschwungene Formgebung aufweist. In allen gezeigten Ausführungsbeispielen kann vorgesehen sein, dass die im Hinblick auf ein einfaches und aufwandsarmes Zusammenfügen des Basisteils 3 mit dem Verstärkungsteil 1, das Verstärkungsteil 1 derart vorgeformt wird, dass es im Wesentlichen seiner endgültigen Formgebung entspricht, welche im Endzustand des Bauteils 2 vorgesehen ist.
  • In den in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispielen wird sowohl das Verstärkungsteil 1 als auch das Basisteil 3 bereits vorab ausgebildet und bereitgestellt.
  • In 4 ist ein drittes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Bauteils 2 gezeigt, welches als B-Säule mit einem innen liegenden, eingegosse nem Verstärkungsteil 1 ausgebildet ist. Dieses in 4 gezeigte Bauteil 2 wird derart ausgebildet, dass zunächst das Verstärkungsteil 1 durch ein Extrusionsverfahren hergestellt wird und als Halbzeug bereitgestellt wird. Anschließend wird dieses Verstärkungsteil 1 in eine Druckgussform eingelegt und das Material des Basisteils 3 in die Druckgussform eingegossen. Das Verstärkungsteil 1 wird somit durch das Material des Basisteils umgossen. In dieser Herstellungsweise wird das Ausbilden des Basisteils 3 gleichzeitig mit dem Zusammenfügen des Basisteils 3 mit dem Verstärkungsteil 1 durchgeführt. Im Ausführungsbeispiel wird das Verstärkungsteil 1 mit Aluminium umgossen.
  • Durch das Herstellen des Verstärkungsteils 1 durch ein Extrusionsverfahren können die Kernelemente 11 gezielt in das Matrixelement 12 eingebracht werden. Dadurch kann erreicht werden, dass die Kernelemente 11 in einfacher Weise handhabbar sind und für die nachfolgende Vorgehensweise bzw. die nachfolgende Verarbeitung ebenfalls leicht handhabbar sind. Durch die Erstellung eines derartigen hybriden Verstärkungsteils lässt sich das Bauteil in gezielter Weise lokal verstärken. Einen besonderen Vorteil bietet die Verformbarkeit des Verstärkungsteils 1, wodurch eine optimale Anpassung der Vorgebung an das Basisteil 3 ermöglicht wird.
  • Durch die Erfindung ist es möglich, in einem Extrusionsprozess geometrisch einfache, werkstofftechnisch anspruchvolle Halbzeuge zu erstellen, die auf verschiedenste Art (eingießen, aufkleben, aufnieten, aufschrauben, usw.) zu komplexen Bauteilen weiter verarbeitet werden können. Das direkte Extrudieren von Kernelementen 11 in komplexe Profile kann die bestehende Fertigungstechnik bisher nicht leisten. Das direkte Eingießen von beispielsweise Stahldrähten in einem Aluminium-Druckgussprozess ist bislang aufgrund des Handlings dieser Stahldrähte und der sicheren Orientierung in der Druckgussform nicht möglich. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird eine Prozesskette bereitgestellt, mit denen diese Probleme gelöst werden können. Dadurch kann auch ein Bauteil geschaffen werden, welches mit bisherigen Fertigungstechnologien nicht hergestellt werden kann.

Claims (15)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Bauteils, welches ein Basisteil (3) und ein Verstärkungsteil (1) aufweist, welches folgende Schritte umfasst: a) Ausbilden des Basisteils (3) mit einer vorgebbaren Formgebung; b) Ausbilden des Verstärkungsteils (1) durch ein Extrusionsverfahren aus zumindest zwei verschiedenen Materialien, wobei das Verstärkungsteil (1) derart ausgebildet wird, dass zumindest ein Kernelement (11) aus einem ersten Material in vorgebbarer Weise in ein Matrixelement (12) aus einem zweiten Material eingebracht wird. c) Bereitstellen des ausgebildeten Verstärkungsteils (1) als Halbzeug; und d) Ausbilden des Bauteils (2) durch Zusammenfügen des Basisteils (3) und des Verstärkungsteils (1), wobei das Verstärkungsteil (1) mit dem Basisteil (3) mechanisch fest verbunden wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kernelement (11) von dem Matrixelement (12) zumindest teilweise umschlossen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Kernelement (11) als Verstärkungsfaser ausgebildet wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (11) aus einem Metall, einer Legierung oder einem Kunststoff ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Matrixelement (12) aus Metall oder Kunststoff oder Keramik ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (1) in das Basisteil (3) integriert wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Ausbilden des Basisteils (3) gemäß Schritt a) während dem Zusammenfügen mit dem Verstärkungsteil (1) gemäß Schritt d) durchgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Basisteil (3) und das Verstärkungsteil (1) gemäß Schritt d) durch ein Druckgussverfahren zusammengefügt werden.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das gemäß Schritt c) bereitgestellte Verstärkungsteil (1) als Halbzeug in eine Druckgussform eingebracht wird und dann das Material des Basisteils (3) in die Druckgussform eingegossen wird.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die mechanisch feste Verbindung zwischen dem Verstärkungsteil (1) und dem Basisteil (3) als Klebe- und/oder Niet- und/oder Schraubverbindung ausgebildet wird.
  11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (1) vor dem Zusammenfügen mit dem Basisteil gemäß Schritt d) in eine vorgebbare Endformgebung im Wesentlichen vorgeformt wird.
  12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil (2) als Strukturteil, insbesondere als Träger, in einem Fahrzeug ausgebildet wird.
  13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (1) als hybrides Verstärkungsteil ausgebildet wird.
  14. Bauteil, insbesondere ein Träger für ein Kraftfahrzeug, mit einem Basisteil (3) und einem Verstärkungsteil (1), dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (1) aus zumindest zwei verschiedenen Materialien mittels eines Extrusionsverfahrens ausgebildet ist und als Halbzeug bereitgestellt ist, und das Verstärkungsteil (1) mit dem Basisteil (3) mechanisch fest verbunden ist, wobei das Verstärkungsteil (1) zumindest ein Kernelement (11) aus einem ersten Material und ein das Kernelement (11) zumindest teilweise umgebendes Matrixelement (12) aus einem zweiten Material aufweist.
  15. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (11) als Verstärkungsfaser ausgebildet ist.
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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009007004A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugkarosserie mit einem biegeträger
WO2011113503A1 (de) * 2010-02-09 2011-09-22 Voestalpine Automotive Gmbh Verbundbauteil für ein fahrzeug
WO2015032595A1 (de) * 2013-09-05 2015-03-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aluminiumdruckgussteil
DE102017216840A1 (de) 2017-09-22 2019-03-28 Ford Global Technologies, Llc Motorhaube aus Kunststoffmaterial mit wenigstens einem integrierten Funktionselement
US10328660B2 (en) * 2014-03-13 2019-06-25 Aisin Takaoka Co., Ltd. Composite structure and manufacturing method thereof

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102009042272B4 (de) 2009-09-22 2021-05-20 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Leichtbauteil, Verfahren zum Herstellen eines Leichtbauteils und Kraftfahrzeug mit einem Leichtbauteil

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3104919C2 (de) * 1980-02-15 1991-05-29 British Aerospace Plc, London, Gb
DE4423739C2 (de) * 1994-07-06 1997-08-28 Bayerische Motoren Werke Ag Schichtverbundkörper aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19638904A1 (de) * 1996-09-23 1998-03-26 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Herstellung eines Hohlträgers für Fahrzeugkarosserien
DE19848516A1 (de) * 1998-10-21 2000-04-27 Bayer Ag Hohlkammer-Leichtbauteil
DE10144714A1 (de) * 2001-09-11 2003-03-27 Behr Gmbh & Co Hybridträger für ein Kraftfahrzeug
DE10150061A1 (de) * 2001-10-10 2003-05-15 Hella Behr Fahrzeugsysteme Metall/Kunststoff-Hybridträger für ein Fahrzeug-Frontmodul
DE10240395A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Lisa Dräxlmaier GmbH Querträger für ein Kraftfahrzeug
EP0974495B1 (de) * 1998-07-22 2004-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Aufprallenergieabsorbierende Struktur für den oberen Bereich einer Fahrzeugkarosserie und energieabsorbierendes Element
WO2005035286A1 (de) * 2003-10-08 2005-04-21 Behr Gmbh & Co. Kg Bauteil, insbesondere hybridträger für ein fahrzeug, und verfahren zur herstellung eines derartigen bauteils sowie verwendung eines derartigen bauteils

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005029103B3 (de) * 2005-06-23 2007-01-04 Federal-Mogul Nürnberg GmbH Kolben für einen Verbrennungsmotor und Verfahren zur Herstellung des Kolbens

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3104919C2 (de) * 1980-02-15 1991-05-29 British Aerospace Plc, London, Gb
DE4423739C2 (de) * 1994-07-06 1997-08-28 Bayerische Motoren Werke Ag Schichtverbundkörper aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Verbundwerkstoff und Verfahren zu dessen Herstellung
DE19638904A1 (de) * 1996-09-23 1998-03-26 Bayerische Motoren Werke Ag Verfahren zur Herstellung eines Hohlträgers für Fahrzeugkarosserien
EP0974495B1 (de) * 1998-07-22 2004-09-01 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Aufprallenergieabsorbierende Struktur für den oberen Bereich einer Fahrzeugkarosserie und energieabsorbierendes Element
DE69919791T2 (de) * 1998-07-22 2005-09-15 Toyota Jidosha K.K., Toyota Aufprallenergieabsorbierende Struktur für den oberen Bereich einer Fahrzeugkarosserie und energieabsorbierendes Element
DE19848516A1 (de) * 1998-10-21 2000-04-27 Bayer Ag Hohlkammer-Leichtbauteil
DE10144714A1 (de) * 2001-09-11 2003-03-27 Behr Gmbh & Co Hybridträger für ein Kraftfahrzeug
DE10150061A1 (de) * 2001-10-10 2003-05-15 Hella Behr Fahrzeugsysteme Metall/Kunststoff-Hybridträger für ein Fahrzeug-Frontmodul
DE10240395A1 (de) * 2002-09-02 2004-03-18 Lisa Dräxlmaier GmbH Querträger für ein Kraftfahrzeug
WO2005035286A1 (de) * 2003-10-08 2005-04-21 Behr Gmbh & Co. Kg Bauteil, insbesondere hybridträger für ein fahrzeug, und verfahren zur herstellung eines derartigen bauteils sowie verwendung eines derartigen bauteils

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009007004A1 (de) * 2007-07-11 2009-01-15 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Fahrzeugkarosserie mit einem biegeträger
WO2011113503A1 (de) * 2010-02-09 2011-09-22 Voestalpine Automotive Gmbh Verbundbauteil für ein fahrzeug
WO2015032595A1 (de) * 2013-09-05 2015-03-12 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aluminiumdruckgussteil
US10077082B2 (en) 2013-09-05 2018-09-18 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Aluminium die-cast part
US10328660B2 (en) * 2014-03-13 2019-06-25 Aisin Takaoka Co., Ltd. Composite structure and manufacturing method thereof
DE102017216840A1 (de) 2017-09-22 2019-03-28 Ford Global Technologies, Llc Motorhaube aus Kunststoffmaterial mit wenigstens einem integrierten Funktionselement
DE102017216840B4 (de) * 2017-09-22 2020-12-17 Ford Global Technologies, Llc Motorhaube aus Kunststoffmaterial mit wenigstens einem integrierten Funktionselement und Herstellverfahren

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