DE102010020793A1 - Assembly making connection to vehicle bodywork, comprises pultruded composite component with undercut section cast-into light alloy component - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbindungsanordnung eines Faserverbundbauteils mit einem Gussbauteil nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung.The The invention relates to a connection arrangement of a fiber composite component with a cast component according to the preamble of patent claim 1 and a method for producing such a connection arrangement.
Im
Rahmen von Leichtbaubestrebungen im modernen Kraftwagenbau finden
zunehmen Faserverbundkunststoffe Anwendung als Karosseriebauteile.
Zum Herstellen von Streben, Trägerteilen und dergleichen
ist insbesondere die so genannte Pultrusionstechnik geeignet. Ein
Verfahren zum Herstellen von Fahrzeugrahmenkomponenten unter Einsatz
der Pultrusionstechnik ist aus der
Um derartige Pultrusionsprofile mit weiteren Komponenten einer Kraftwagenkarosserie zu verbinden, müssen entweder Buchsen in die Endbereiche der Profilbauteile eingepresst oder eingeklebt werden, über welche dann eine Verbindung realisiert werden kann, oder die Pultrusionsprofile unmittelbar mit den weiteren Bauteilen verklebt werden. Während die Faserverbundbauteile eine besonders gute Festigkeit, insbesondere eine besonders gute Zugfestigkeit, aufweisen, sind die Verbindungen zwischen solchen Faserverbundbauteilen und weiteren Karosseriekomponenten aufgrund der Verklebung oftmals nicht besonders stark.Around Such Pultrusionsprofile with other components of a motor vehicle body To connect, either jacks must be in the end areas of the Profile components are pressed or glued over which then a connection can be realized, or the Pultrusionsprofile glued directly to the other components. While the fiber composite components a particularly good strength, in particular have a particularly good tensile strength, are the compounds between such fiber composite components and other body components Due to the bonding often not very strong.
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, eine Verbindungsanordnung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 bereitzustellen, welche eine besonders stabile Verbindung zwischen Faserverbundbauteilen und weiteren Karosseriebauteilen ermöglicht. Der Erfindung liegt weiterhin die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbindungsanordnung zu entwickeln.Of the The present invention is therefore based on the object, a connection arrangement according to to provide the preamble of claim 1, which a particularly stable connection between fiber composite components and allows further body components. The invention is still the object of a method for manufacturing to develop such a connection arrangement.
Bei einer derartigen Verbindungsanordnung ist ein Faserverbundbauteil, insbesondere ein Pultrusionsprofil, mit einem Gussbauteil, insbesondere einem Leichtmetallgussbauteil, einer Kraftwagenkarosserie verbunden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass ein Endbereich des Faserverbundbauteils in das Gussbauteil eingegossen ist. Damit wird ein besonders fester stoffschlüssiger Verbund zwischen dem Faserverbundbauteil und dem Leichtmetallgussbauteil hergestellt, der sich zudem über eine große Kontaktfläche erstreckt, so dass eingebrachte Kräfte besonders gut aufgenommen werden können. Eine solche Verbindungsanordnung ist daher besonders stabil. Durch eine Volumenschrumpfung des Gussbauteils beim Eingießen des Faserverbundbauteils wird zudem ein zusätzlicher Kraftschluss erzeugt, der hier die Verbindung zusätzlich stabilisiert.at Such a connection arrangement is a fiber composite component, in particular a pultrusion profile, with a cast component, in particular a Leichtmetallgussbauteil, a motor vehicle body connected. According to the invention, it is provided that an end region of the fiber composite component is cast into the cast component. In order to is a particularly strong cohesive bond between the Fiber composite component and the Leichtmetallgussbauteil produced, which also has a large contact area extends, so that introduced forces especially well received can be. Such a connection arrangement is therefore especially stable. By a volume shrinkage of the cast component when pouring the fiber composite component is also a generates additional adhesion, here the connection additionally stabilized.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Endbereich des Faserverbundbauteils wenigstens ein Formschlusselement, insbesondere einen Hinterschnitt (oder auch eine Bohrung) auf. Hierdurch wird ein zusätzlicher Formschluss zwischen dem Faserverbundbauteil und dem Gussbauteil erzeugt, der die Haltbarkeit der Verbindungsanordnung weiter verbessert. Durch die geeignete Wahl der Geometrie des Formschlusselementes kann die Verbindung auf die zu erwartenden Krafteinwirkungsrichtungen hin optimiert werden.In a further preferred embodiment of the invention the end region of the fiber composite component has at least one interlocking element, in particular an undercut (or a bore) on. hereby is an additional positive connection between the fiber composite component and produced the cast component, the durability of the connection assembly further improved. By the appropriate choice of the geometry of the positive locking element can the connection on the expected directions of force to be optimized.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weist das Faserverbundbauteil zumindest bereichsweise eine Krümmung auf. Eine solche Krümmung kann bereits beim Herstellen des Pultrusionsprofils auch kontinuierlich eingebracht werden, so dass spätere Umformschritte, wie sie beispielsweise bei metallischen Profilen für Fahrzeugkarosserien notwendig sind, entfallen können.In Another preferred embodiment, the fiber composite component at least partially a curvature. Such Curvature can already occur during production of the pultrusion profile also be introduced continuously, so that later Forming steps, as for example in metallic profiles are necessary for vehicle bodies, can be omitted.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zum Herstellen einer Verbindungsanordnung eines Faserverbundbauteils, insbesondere eines Pultrusionsprofils, mit einem Gussbauteil, insbesondere einem Leichtmetallgussbauteil, einer Kraftwagenkarosserie. Hierbei wird zunächst das Faserverbundbauteil durch Pultrusion hergestellt. Hierbei können übliche Fasern und Harze beziehungsweise Kunststoffmatrizes Anwendung finden, wobei sich zum Umgießen des Endbereichs insbesondere die Verwendung von hochtemperaturfesten Kunststoffen, wie beispielsweise PBO, anbietet.The The invention further relates to a method for producing a connection arrangement a fiber composite component, in particular a pultrusion profile, with a cast component, in particular a light metal cast component, a motor vehicle body. Here, first, the fiber composite component produced by pultrusion. This can usual Fibers and resins or plastic matrices find application, wherein for the casting over of the end region in particular the Use of high-temperature resistant plastics, such as PBO, offers.
Das fertig ausgehärtete Faserverbundbauteil wird anschließend mit einem Endbereich in eine Gießform eingelegt. Der Endbereich wird im abschließenden Verfahrensschritt mit einem Metall beziehungsweise mit einer Metalllegierung unter Ausbildung des Gussbauteils umgossen.The Completely cured fiber composite component is subsequently inserted with an end portion in a mold. The end area becomes in the final process step with a metal or with a metal alloy to form the cast component cast around.
Mit einem derartigen Verfahren wird auf einfache und schnelle Weise ein besonders haltbarer Verbund zwischen einem Metallbauteil und einem Faserverbundbauteil hergestellt.With Such a method will be simple and fast a particularly durable bond between a metal component and produced a fiber composite component.
Zur Verbesserung der Haltbarkeit der so hergestellten Verbindungsanordnung ist es zweckmäßig, vor dem Einlegen in die Gießform eine Formschlusskontur im Endbereich des Faserverbundbauteils einzuformen. Dies kann durch Einkerben, Abtrennen, Bohren eines Teilbereichs oder dergleichen geschehen.In order to improve the durability of the connection arrangement produced in this way, it is expedient to form a form-fitting contour in the end region of the fiber composite component before insertion into the casting mold. This can be done by scoring, Ab disconnect, drilling a portion or the like happen.
In einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird das Faserverbundbauteil während des Umgießens gekühlt. Dies ermöglicht die Verwendung von weniger temperaturfesten Kunststoffen, die durch diese Kühlung dennoch den Temperaturen und Drücken beim Umgießen des Endbereichs mit dem Metall beziehungsweise der Metalllegierung standzuhalten vermögen.In A preferred embodiment of the method is the Fiber composite component during the Umgießens cooled. This allows the use of less temperature-resistant Plastics that still cool due to this cooling and pressing while pouring the end with to withstand the metal or the metal alloy assets.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird während der Pultrusion eine Krümmung in das Faserverbundbauteil eingebracht. Das Einbringen der Krümmung während der Pultrusion, vorzugsweise noch vor Durchlaufen des Aushärteofens, spart spätere Umformschritte ein, so dass auch komplex geformte Faserverbundbauteile beziehungsweise Verbindungsanordnungen mit einem solchen Verfahren schnell und kostengünstig ausgeformt werden können.In a further preferred embodiment of the method becomes a curvature in the pultrusion during the pultrusion Fiber composite component introduced. The introduction of the curvature during pultrusion, preferably before going through of the curing oven, saves subsequent forming steps so that even complex shaped fiber composite components or Connection arrangements formed by such a method quickly and inexpensively can be.
Soll das Faserverbundbauteil als Hohlprofil ausgeformt werden, so ist es nötig, eine Hohlkammer des Faserverbundbauteils während des Umgießens mit einem Verschlusselement zu verschließen, um ein unkontrolliertes Eindringen der Metallschmelze in die Hohlkammern des Hohlprofils zu vermeiden.Should the fiber composite component are formed as a hollow profile, so is it is necessary, a hollow chamber of the fiber composite component during the Umgießens with a closure element to close an uncontrolled penetration of the molten metal into the hollow chambers to avoid the hollow profile.
Im Folgenden soll die Erfindung und ihre Ausführungsformen anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Hierbei zeigen:in the Following is the invention and its embodiments will be explained in more detail with reference to the drawing. in this connection demonstrate:
Durch
das Strangziehen beziehungsweise Pultrudieren, bei welchem ein Faserstrang
mit Harz getränkt, durch eine Formdüse gezogen
und in einem Härteofen ausgehärtet wird, lassen
sich Faserverbundprofilbauteile in vielfältigen Profilformen
herstellen. So zeigt
Wie
Derartige
Bauteile können im Kraftwagenbau, insbesondere im Karosseriebau
vielfältige Anwendung finden. Durch die Kombination aus
Profilelementen
Die
Gestaltung der Pultrusionsprofile
Der
Ersatz von reinen Aluminium beziehungsweise Aluminiumstahlstrukturen
durch derartige Verbindungsanordnungen
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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