DE102014009446A1 - Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement - Google Patents
Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014009446A1 DE102014009446A1 DE102014009446.4A DE102014009446A DE102014009446A1 DE 102014009446 A1 DE102014009446 A1 DE 102014009446A1 DE 102014009446 A DE102014009446 A DE 102014009446A DE 102014009446 A1 DE102014009446 A1 DE 102014009446A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- fiber
- thermoplastic
- impregnated
- thermoplastic molding
- load introduction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 229920001169 thermoplastic Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 229920001187 thermosetting polymer Polymers 0.000 title claims abstract description 31
- 239000004416 thermosoftening plastic Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 82
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000005470 impregnation Methods 0.000 claims abstract description 3
- 238000009757 thermoplastic moulding Methods 0.000 claims description 37
- 239000004744 fabric Substances 0.000 claims description 9
- 239000002131 composite material Substances 0.000 claims description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 7
- 239000004753 textile Substances 0.000 claims description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 6
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 claims description 2
- 239000012783 reinforcing fiber Substances 0.000 claims description 2
- 239000002759 woven fabric Substances 0.000 claims description 2
- 239000003999 initiator Substances 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 12
- 239000000047 product Substances 0.000 description 8
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- 239000012815 thermoplastic material Substances 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 3
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002430 Fibre-reinforced plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 1
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 1
- 238000009954 braiding Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000000748 compression moulding Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 239000011151 fibre-reinforced plastic Substances 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 1
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 1
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 description 1
- 238000009745 resin transfer moulding Methods 0.000 description 1
- 238000007788 roughening Methods 0.000 description 1
- -1 scrims Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/86—Incorporated in coherent impregnated reinforcing layers, e.g. by winding
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C37/00—Component parts, details, accessories or auxiliary operations, not covered by group B29C33/00 or B29C35/00
- B29C37/0078—Measures or configurations for obtaining anchoring effects in the contact areas between layers
- B29C37/0082—Mechanical anchoring
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
- B29C70/68—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts by incorporating or moulding on preformed parts, e.g. inserts or layers, e.g. foam blocks
- B29C70/78—Moulding material on one side only of the preformed part
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
- B29C45/14—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles
- B29C45/14778—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor incorporating preformed parts or layers, e.g. injection moulding around inserts or for coating articles the article consisting of a material with particular properties, e.g. porous, brittle
- B29C45/14786—Fibrous material or fibre containing material, e.g. fibre mats or fibre reinforced material
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Composite Materials (AREA)
- Moulding By Coating Moulds (AREA)
- Injection Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine FVK-Struktur (1), welche mindestens eine in einer duroplastischen Matrix (3) eingebetteten Faserstruktur (2) und mindestens ein Lasteinleitungselement (10) umfasst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Lasteinleitungselement (10) einen Thermoplast-Formkörper (12) aufweist, welcher durch teilweise Imprägnierung eines Fasereinlegers (11) mittels thermoplastischen Spritzguss hergestellt ist, und der nicht imprägnierte Bereich (11.1) des auf der Faserstruktur (2) mit dem Thermoplast-Formkörper (12) angeordneten Fasereinlegers (11) zusammen mit der Faserstruktur (2) mit der duroplastischen Matrix (3) imprägniert ist.
Description
- Die Erfindung betrifft eine FVK-Struktur mit einem Lasteinleitungselement gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Die Verwendung von Faserverbundkunststoff-Strukturen (FVK-Struktur) im Karosseriebau ist bekannt und führt, verbunden mit hohen Festigkeitswerten zu erheblichen Gewichtseinsparungen.
- Um an solche FVK-Strukturen zusätzliche Strukturen einzubinden, werden solche Lasteinleitungselemente, bspw. für geringe Lasten in einem separaten Prozessschritt geklebt. Zur Optimierung einer solchen Klebeverbindung werden verschiedene Oberflächenbehandlungen, wie bspw. Anrauen der Oberfläche oder UV-Behandlungen durchgeführt. Nachteilig hieran sind die zusätzlichen Prozessschritte, wobei insbesondere die Oberflächenbehandlungen teuer und aufwändig sind.
- Eine andere Möglichkeit zur Anbindung von zusätzlichen Strukturen beschreibt die
DE 101 01 271 A1 mittels von in FVK-Strukturen eingebetteten Einlegeteilen. Ein solches Einlegeteil besteht aus einem faserverstärkten thermoplastischen Kunststoff, welches in einem im RTM-Verfahren hergestellten Formteil aus einem duroplastischen Kunststoff eingebettet wird. In dieses Einlegeteil ist eine Gewindebuchse eingebettet, um in diesen einen Gewindebolzen zur Befestigung der FVK-Struktur einschrauben zu können. Nachteilig hieran ist jedoch, dass an dem Übergang von dem thermoplastischen Werkstoff des Einlegeteils zudem duroplastischen Werkstoff des Formteils Haftungsprobleme auftreten können. - Des Weiteren ist aus der
DE 10 2012 207 118 A1 ebenso eine FVK-Struktur mit einem Einlegeteil bekannt, um über ein solches Einlegeteil weitere kraftübertragenden Bauteile an die FVK-Struktur anzubinden. Diese FVK-Struktur besteht aus einem Träger entweder aus einem faserverstärkten duroplastischen, einem nicht verstärkten thermoplastischen oder einem glasfaserverstärkten thermoplastischen Kunststoffmaterial. In diesen Träger ist ein Einlegeteil aus einem faserverstärkten Kunststoff eingebettet. Zur Herstellung eines solchen Einlegeteils wird zunächst ein Kern mittels eines Strangziehverfahrens (auch Pultrusionsverfahren genannt) hergestellt, bei dem ein imprägniertes, textiles Halbzeug durch eine Matrix gezogen wird und dabei die Fasern ausschließlich in Auszugsrichtung orientiert sind. Diesem Verfahren nachgeschaltet wird mittels Pullwindung bzw. Pullbraiding der pultridierte Kern mit einem Fasergelege bzw. Fasergewebe aus Langfasersträngen umwickelt, so dass sich gegenüber den Fasern des Kerns eine andere Faserrichtung ergibt. Dies stellt jedoch ein sehr aufwändiges Verfahren zur Herstellung einer solchen FVK-Struktur dar. - Schließlich beschreibt die
DE 2011 111 743 A1 eine FVK-Struktur mit zumindest einem Textileinleger im Verbund mit einer thermoplastischen Matrix und aus thermoplastischen Kunststoff angespritzte Versteifungsrippen. Diese Versteifungsrippen enthalten einen relativ hohen Volumenanteil von zumindest 30% Kurzfasern aus einem Verstärkungsteilmaterial. - Aufgabe der Erfindung ist es eine FVK-Struktur der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei welchem das Lasteinleitungselement mit einem verbesserten Formschluss d. h. mit besseren mechanischen Eigenschaften und höher übertragbaren Kräfte in die FVK-Struktur mit einer duroplastischen Matrix integriert ist.
- Diese Aufgabe wird gelöst durch eine FVK-Struktur mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
- Eine solche FVK-Struktur, welche mindestens eine in einer duroplastischen Matrix eingebetteten Faserstruktur und mindestens ein Lasteinleitungselement umfasst, zeichnet sich erfindungsgemäß dadurch aus, dass
- – das Lasteinleitungselement einen Thermoplast-Formkörper aufweist, welcher durch teilweise Imprägnierung eines Fasereinlegers mittels thermoplastischen Spritzguss hergestellt ist, und
- – der nicht imprägnierte Bereich des auf der Faserstruktur mit dem Thermoplast-Formkörper angeordneten Fasereinlegers zusammen mit der Faserstruktur mit der duroplastischen Matrix imprägniert ist.
- Bei dieser erfindungsgemäßen FVK-Struktur wird über ein Faserhalbzeug als Fasereinleger ein Formschluss durch dessen Teilimprägnierung mittels thermoplastischen Spritzguss als thermoplastische Matrix realisiert und der nicht imprägnierte Bereich dieses Faserhalbzeuges zusammen mit der Faserstruktur mit der duroplastischen Matrix imprägniert, so dass hierdurch ebenso ein Formschluss entsteht. Somit werden zwischen dem Fasereinleger und den jeweils beteiligten Matrixsystemen eine hohe Adhäsion und ein Formschluss mit hoher Verbindungsqualität erreicht. Insbesondere mit den Fasern des trockenen Bereichs des Fasereinlegers wird ein signifikant verbesserter Formschluss erzielt, so dass ein Spannungstransfer zwischen dem thermoplastischen, also dem ersten Bereich und dem zweiten Bereich ermöglicht wird.
- Aufgrund des Formschlusses zwischen den Verstärkungsfasern bzw. des Faserhalbzeugs und den jeweiligen Matrixsystemen bestehen zwischen der duroplastischen Struktur und dessen thermoplastischen Lasteinleitungselement keine Haftungsprobleme, so dass dadurch signifikant höhere Kräfte übertragen werden können.
- Da der Thermoplast-Formkörper aus Kunststoff besteht, kann direkt hieran eine weitere Struktur, bspw. mittels einer Schraubverbindung angebunden werden.
- Die Herstellung eines solchen Lasteinleitungselementes mittels eines thermoplastischen Verarbeitungsprozesses lässt sich wirtschaftlich durchführen und anschließend mittels eines duroplastischen Verarbeitungsprozesses einfach in die FVK-Struktur integrieren. Hierzu werden die Lasteinleitungselemente bspw. direkt in das Injektions- oder Presswerkzeugen zur Herstellung eines Duroplast-Bauteils eingelegt. Damit entfallen zusätzliche Prozesse zur Anbringung von konventionellen Lasteinleitungselementen.
- Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Thermoplast-Formkörper über wenigstens einen imprägnierten Bereich des Fasereinlegers bzw. des Faserhalbzeugs einen Verbundmit dem Fasereinleger. Somit wird ein optimaler Formschluss zwischen dem teilimprägnierten Faserhalbzeug und dem Thermoplast-Formkörper erzielt. Vorzugsweise bildet der Thermoplast-Formkörper über mehrere imprägnierte Bereiche des Fasereinlegers bzw. des Faserhalbzeugs einen Verbund mit dem Fasereinleger. Dies führt zu einem verbesserten Formschluss zwischen dem Thermoplast-Formkörper und der duroplastischen Matrix.
- Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung weist zur Bildung einer mechanischen Schnittstelle der Thermoplast-Formkörper ein Verbindungselement auf, welches durch Umspritzen bei der Herstellung des Thermoplast-Formkörpers hergestellt ist. Ein solches Verbindungselement kann bspw. als Hülse mit oder ohne Gewinde oder als Gewindebolzen usw. ausgebildet sein und aus Metall oder Kunststoff hergestellt sein.
- Weiterbildungsgemäß ist der Fasereinleger bzw. ist das Faserhalbzeug aus textilen Fasern und/oder Metallfasern gebildet, wobei die Faserstruktur ein Gelege, ein Gewebe, eine Matte, ein Vlies, ein Geflecht, ein Gewirke und/oder ein Gestricke sein kann.
- Weiterbildungsgemäß eignet sich als Form für den Thermoplast-Formkörper eine quaderförmige, kegelstumpfförmige oder eine pyramidenstumpfförmige Form, wobei sich insbesondere bei den konischen Formen ein Hinterschnitt im Bereich der duroplastischen Matrix der FVK-Struktur realisieren lässt. Zudem kann der thermoplastische Formkörper auch Verstärkungsrippen aufweisen.
- Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren ausführlich beschrieben. Es zeigen:
-
1 eine schematische Darstellung einer FVK-Struktur mit einem Lasteinleitungselement gemäß der Erfindung in einer Schnittansicht, -
2 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Lasteinleitungselementes in einer Schnittansicht, -
3 eine schematische Darstellung des Lasteinleitungselementes nach2 in einer Draufsicht, -
4 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform des Lasteinleitungselementes nach2 , und -
5 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Lasteinleitungselementes in einer Unteransicht. - Die
1 zeigt eine FVK-Struktur1 mit einem Lasteinleitungselement10 , wobei diese dargestellte FVK-Struktur1 Teil eines Duroplast-Bauteils darstellt. - Dieses Lasteinleitungselement
10 umfasst einen Fasereinleger11 als Faserhalbzeug, die zur Herstellung eines Thermoplast-Formkörpers12 mit einer thermoplastischen Matrix teilimprägniert wird, so dass ein imprägnierter Bereich11.2 und ein nicht imprägnierter, also trockener Bereich11.1 entsteht. - Hierzu wird in einem ersten Prozessschritt in eine Werkzeugkavität eines Spritzguss- oder Spritzprägewerkzeugs für Thermoplaste der trockene Fasereinleger
11 eingelegt und mit einem Werkzeughub in dem Bereich11.2 des Fasereinlegers11 mit der thermoplastischen Matrix imprägniert und hierbei der Thermoplast-Formkörper12 hergestellt. Um den Bereich11.1 trocken zu halten werden in das Werkzeug entsprechende Dichtungen eingebracht, alternativ kann der Bereich11.1 durch lokale Überpressung abgedichtet werden. Die Bauteilgeometrie des zu fertigenden Duroplast-Bauteils bestimmt die Form des Thermoplast-Formkörpers12 . Gemäß den1 bis4 weist dieser Thermoplast-Formkörper12 eine kegelstumpfförmige Form auf. Es können auch andere Formen, wie bspw. eine pyramidenstumpfförmige oder zylinderförmige Form realisiert werden bzw. Rippen an den Thermoplast-Formkörper angespritzt werden. Hierbei sind alle Formen möglich, die im Spritzguss-Verfahren realisierbar sind. Außerhalb des imprägnierten Bereichs11.2 wird der Fasereinleger11 nicht mit der thermoplastischen Matrix imprägniert, dieser nicht imprägnierte Bereich11.1 des Fasereinlegers11 bleibt trocken. - Als Materialien für den Fasereinleger
11 werden textile Halbzeuge oder filigrane Metallstrukturen verwendet. Als textile Halbzeuge können Gelege, Gewebe, Matten, ein Vliese, Geflechte, Gewirke und/oder Gestricke aus Glas, Aramid, Kohlenstoff usw. verwendet werden. Gitter, Drahtgeflechte usw. sind für die filigranen Metallstrukturen geeignet. - Dieser Thermoplast-Formkörper
12 bildet eine mechanische Schnittstelle, um weitere Komponenten befestigen zu können. Hierzu weist dieser Thermoplast-Formkörper12 eine Gewindebuchse als Verbindungselement13 auf, über die die weiteren Komponenten angebunden werden können. Diese Gewindebuchse kann gleichzeitig mit der Herstellung des Thermoplast-Formkörper12 hergestellt werden, oder nachträglich warm- oder kalt in den Thermoplast-Formkörper12 eingepresst werden. Alternativ können auch Gewindebolzen in den Thermoplast-Formkörper integriert werden. - Das Lasteinleitungselement
10 wird nun zur Herstellung der FVK-Struktur1 eines Duroplast-Bauteils gemäß1 eingesetzt. Hierzu wird in einem zweiten Prozessschritt der Thermoplast-Formkörper12 mit dem teilweise imprägnierten textilen Faserhalbzeug11 zusammen mit einer Faserstruktur2 in ein Werkzeug zur Verarbeitung duroplastischer Formmassen eingelegt, so dass der Fasereinleger11 des Lasteinleitungselementes10 auf dieser Faserstruktur2 aufliegt. Mit einem solchen Werkzeug wird der nicht imprägnierten Bereich11.1 des Fasereinlegers11 zusammen mit der Fahrzeugstruktur2 mit einer duroplastischen Matrix3 imprägniert. - Die
1 zeigt die FVK-Struktur1 nach dem duroplastischen Verarbeitungsprozess, bei welcher der Thermoplast-Formkörper12 mit seiner Grundfläche12.1 über den imprägnierten Bereich11.2 vollflächig mit den Fasern des Fasereinlegers11 verbunden ist. - Bei dieser FVK-Struktur
1 wird über den Fasereinleger11 ein Formschluss über den imprägnierten Bereich11.2 mit der thermoplastischen Matrix des Thermoplast-Formkörper12 und der nicht imprägnierten Bereich11.12 des Fasereinlegers11 wird zusammen mit der Faserstruktur2 im duroplastischen Verarbeitungsprozess imprägniert und so ebenfalls ein Formschluss zwischen dem nicht imprägnierten Bereich11.1 und dem duroplastischen Matrixsystem erreicht. Somit werden zwischen dem Fasereinleger11 und den jeweils beteiligten Matrixsystemen, also dem thermoplastischen Matrixsystem des Thermoplast-Formkörpers12 und dem duroplastischen Matrixsystem eine hohe Adhäsion und ein Formschluss mit hoher Verbindungsqualität sichergestellt. Insbesondere mit den Fasern des nicht imprägnierten Bereichs11.1 des Fasereinlegers11 wird ein signifikant verbesserter Formschluss erreicht, so dass ein Spannungstransfer zwischen dem thermoplastischen, also dem imprägnierten Bereich11.2 und dem duroplastischen Bereich, also dem nicht imprägnierten Bereich11.1 ermöglicht wird. Schließlich entsteht an der unteren Kante des Thermoplast-Formkörpers12 eine Hinterschneidung für die duroplastischen Matrix3 , wodurch ebenso der Formschluss zwischen dem Thermoplast-Formkörper12 und der duroplastischen Matrix3 verbessert wird. - Dieser Thermoplast-Formkörper
12 bildet eine mechanische Schnittstelle, um weitere Komponenten befestigen zu können. Hierzu kann die weitere Komponente bspw. mittels einer Schraubverbindung direkt an diesem Thermoplast-Formkörper12 angeschraubt werden. - Als mechanische Schnittstelle kann auch eine Gewindehülse als Verbindungselement
13 eingesetzt werden, über die die weiteren Komponenten angebunden werden können. Eine solche Ausführung eines erfindungsgemäßen Lasteinleitungselementes10 zeigt2 , bei dem der Thermoplast-Formkörper12 eine solche Gewindehülse13 aufweist. Ansonsten entspricht dieses Lasteinleitungselement10 gemäß2 demjenigen der FVK-Struktur1 nach1 . Ein solches Verbindungselement13 kann aus Kunststoff oder Metall bestehen. - Die Gewindehülse
13 wird gleichzeitig mit der Herstellung des Thermoplast-Formkörper12 umspritzt, oder nachträglich warm- oder kalt in den Thermoplast-Formkörper12 eingepresst. - Gemäß
2 ist der Thermoplast-Formkörper12 mit seiner Grundfläche12.1 vollflächig mit den Fasern des Fasereinlegers11 in deren Bereich11.2 verbunden. Im Unterschied hierzu ist das in4 dargestellte Lasteinleitungselement10 mit einem Thermoplast-Formkörper12 ausgebildet, an dessen Grundfläche12.1 ein Ringflansch12.2 angeformt ist, der den thermoplastischen Verbund mit dem imprägnierten Bereich1121 des Fasereinlegers11 bildet. Es können neben diesem Ringflansch12.2 auch weitere konzentrisch ineinander liegende weitere Ringflansche vorgesehen werden, so dass als Geometrie der imprägnierten Bereiche11.2 des Fasereinlegers11 konzentrisch ineinander liegende Ringflächen entstehen, in deren Zwischenräume die duroplastischen Matrix3 bei der Herstellung einer FVK-Struktur1 gemäß1 fließen kann. - Das Lasteinleitungselement
10 gemäß4 wird in gleicher Weise wie jenes nach2 hergestellt. Anstelle einer Gewindehülse weist dieses Lasteinleitungselement10 zur Bildung einer mechanischen Schnittstelle einen aus Metall oder Kunststoff hergestellten Gewindebolzen als Verbindungselement14 auf. - Das Lasteinleitungselement
10 gemäß4 wird anstelle desjenigen nach1 zur Herstellung einer FVK-Struktur1 eingesetzt. - Die
5 zeigt eine Draufsicht auf ein weiteres Lasteinleitungselement10 mit einem Thermoplast-Formkörper12 mit teilweise mit einer thermoplastischen Matrix imprägnierten Fasereinleger11 . Die Grundfläche12.1 des Thermoplast-Formkörpers12 weist vier zylinderförmige Verbindungsfüße12.3 auf, die jeweils einen Verbund mit imprägnierten Bereichen11.2 des Fasereinlegers11 bilden. Außerhalb dieser kreisförmigen Bereiche11.2 ist der Fasereinleger11 , also der Bereich11.1 ist nicht imprägniert und bildet dort einen Verbund mit der duroplastischen Matrix3 entsprechend der FVK-Struktur1 nach1 . - Die Geometrie der imprägnierten Bereiche
11.2 des Fasereinlegers11 können in unterschiedlicher Weise ausgestaltet werden. So sind geometrische Anordnungen unterhalb des Thermoplast-Formkörpers12 möglich, die sich durch abwechselnde und nebeneinanderliegende Bereiche freiliegender/trockener und imprägnierter Fasern des Fasereinlegers11 auszeichnen. - Die Geometrie der imprägnierten Bereiche
11.2 des Fasereinlegers11 der Lasteinleitungselemente10 gemäß den2 ,4 und5 sind daher nur beispielhaft. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- FVK-Struktur
- 2
- Faserstruktur der FVK-Struktur
1 - 3
- duroplastische Matrix der FVK-Struktur
1 - 10
- Lasteinleitungselement
- 11
- Fasereinleger, Faserhalbzeug des Lasteinleitungselementes
10 - 11.1
- nicht imprägnierter Bereich des Fasereinlegers
11 - 11.2
- imprägnierter Bereich des Fasereinlegers
11 - 12
- Thermoplast-Formkörper des Lasteinleitungselementes
10 - 12.1
- Grundfläche des Thermoplast-Formkörper
12 - 12.2
- Ringflansch der Grundfläche
12.1 - 12.3
- Verbindungsfuß des Thermoplast-Formkörpers
12 - 13
- mechanische Schnittstelle, Verbindungselement
- 14
- mechanische Schnittstelle, Verbindungselement
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10101271 A1 [0004]
- DE 102012207118 A1 [0005]
- DE 2011111743 A1 [0006]
Claims (6)
- FVK-Struktur (
1 ), umfassend mindestens eine in einer duroplastischen Matrix (3 ) eingebetteten Faserstruktur (2 ) und mindestens ein Lasteinleitungselement (10 ), dadurch gekennzeichnet, dass – das Lasteinleitungselement (10 ) einen Thermoplast-Formkörper (12 ) aufweist, welcher durch teilweise Imprägnierung eines Fasereinlegers (11 ) mittels thermoplastischen Spritzguss hergestellt ist, und – der nicht imprägnierte Bereich (11.1 ) des auf der Faserstruktur (2 ) mit dem Thermoplast-Formkörper (12 ) angeordneten Fasereinlegers (11 ) zusammen mit der Faserstruktur (2 ) mit der duroplastischen Matrix (3 ) imprägniert ist. - FVK-Struktur (
1 ) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast-Formkörper (12 ) über wenigstens einen imprägnierten Bereich (11.2 ) des Fasereinlegers (11 ) einen Verbund mit dem Fasereinelger (11 ) bildet. - FVK-Struktur (
1 ) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast-Formkörper (12 ) über mehrere imprägnierte Bereiche (11.2 ) des Fasereinlegers (11 ) einen Verbund mit dem Fasereinleger (11 ) bildet. - FVK-Struktur (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung einer mechanischen Schnittstelle der Thermoplast-Formkörper (12 ) ein Verbindungselement (13 ,14 ) aufweist, welches durch Umspritzen bei der Herstellung des Thermoplast-Formkörpers (12 ) hergestellt ist. - FVK-Struktur (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsfasern (11 ) aus textilen Fasern und/oder Metallfasern der Gruppe umfassend ein Gelege, ein Gewebe, eine Matte, ein Vlies, ein Geflecht, ein Gewirke und/oder ein Gestricke gebildet sind. - FVK-Struktur (
1 ) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Thermoplast-Formkörper (12 ) quaderförmig, kegelstumpfförmig oder pyramidenstumpfförmig und vorzugsweise mit Rippen ausgebildet ist.
Priority Applications (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014009446.4A DE102014009446B4 (de) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement |
EP15719147.9A EP3160721A1 (de) | 2014-06-25 | 2015-04-30 | Duroplastische fvk-struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten lasteinleitungselement |
PCT/EP2015/000889 WO2015197148A1 (de) | 2014-06-25 | 2015-04-30 | Duroplastische fvk-struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten lasteinleitungselement |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102014009446.4A DE102014009446B4 (de) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102014009446A1 true DE102014009446A1 (de) | 2015-12-31 |
DE102014009446B4 DE102014009446B4 (de) | 2020-10-15 |
Family
ID=53015759
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102014009446.4A Expired - Fee Related DE102014009446B4 (de) | 2014-06-25 | 2014-06-25 | Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP3160721A1 (de) |
DE (1) | DE102014009446B4 (de) |
WO (1) | WO2015197148A1 (de) |
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102016125660A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Befestigungseinleger für ein Bauteil aus Kunststoff-, Schaum- oder Verbundmaterial |
DE102016125664A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Bestigungseinleger für ein Bauteil aus Kunststoff-,Schaum- oder Verbundmaterial |
DE102017204512A1 (de) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Airbus Defence and Space GmbH | Anbindungsoptimierung für hybride Composite-Strukturen |
DE102017213727A1 (de) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds sowie Bauteilverbindung |
DE102017123751A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Anbindung von thermoplastischen Komponenten an ein duroplastisches Bauteil |
DE102018203724A1 (de) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils und faserverstärktes Kunststoffbauteil |
DE102019121740A1 (de) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils |
WO2021214410A1 (fr) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Hexcel Reinforcements | Élément composite intermédiaire, procédé de fabrication et pièce composite |
Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1090849B (de) * | 1952-11-11 | 1960-10-13 | Fatege Fabrikation Tech Gewebe | Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffes in zwei Arbeitsgaengen |
DE10101271A1 (de) | 2001-01-12 | 2002-08-14 | Fritzmeier Composite Gmbh & Co | Kunststofformteil |
DE102005008252A1 (de) * | 2005-02-21 | 2006-09-07 | Airbus Deutschland Gmbh | Faserverbund-Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Bauelements |
DE102011012900A1 (de) * | 2011-03-03 | 2012-02-09 | Daimler Ag | Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil und dessen Herstellung |
DE102011114676A1 (de) * | 2011-09-30 | 2012-10-25 | Daimler Ag | FVK-Bauteil, Faser-Matrix-Halbzeug und Herstellungsverfahren |
DE102011111743A1 (de) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Daimler Ag | FVK-Bauteil und Herstellungsverfahren |
DE102012216812A1 (de) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH | Faserverbundhalbzeug, aus diesem Faserverbundhalbzeug hergestellter Halbzeugaufbau sowie Verfahren zu deren Herstellung |
DE102012207118A1 (de) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Bauteil aus Kunststoff |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2135077A1 (de) * | 1970-07-16 | 1972-01-20 | Permali Inc | Gegen chemische Stoffe bestandige Teile und Verfahren zu ihrer Herstellung |
JP2788564B2 (ja) * | 1992-02-10 | 1998-08-20 | ワイケイケイ株式会社 | シートクッション用の面ファスナー片連結体 |
DE713369T1 (de) * | 1993-07-06 | 1997-05-15 | Velcro Ind | Flächenreissverschlusseinsatz, der bei formverfahren verwendet wird |
JPH08183108A (ja) * | 1994-12-22 | 1996-07-16 | Minnesota Mining & Mfg Co <3M> | 対面係合ファスナー部材を備えた添付部材、この添付部材の製造方法、及びこの添付部材を製造するための型 |
US5945193A (en) * | 1995-12-06 | 1999-08-31 | Velcro Industries B.V. | Touch fastener with porous metal containing layer |
US7077473B2 (en) * | 2003-04-03 | 2006-07-18 | Velcro Industries B.V. | Attaching covers to seat cushions |
US20070101557A1 (en) * | 2005-11-07 | 2007-05-10 | Gallant Christopher M | Bendable fastener strips |
-
2014
- 2014-06-25 DE DE102014009446.4A patent/DE102014009446B4/de not_active Expired - Fee Related
-
2015
- 2015-04-30 WO PCT/EP2015/000889 patent/WO2015197148A1/de active Application Filing
- 2015-04-30 EP EP15719147.9A patent/EP3160721A1/de not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1090849B (de) * | 1952-11-11 | 1960-10-13 | Fatege Fabrikation Tech Gewebe | Verfahren zum Herstellen eines Schichtstoffes in zwei Arbeitsgaengen |
DE10101271A1 (de) | 2001-01-12 | 2002-08-14 | Fritzmeier Composite Gmbh & Co | Kunststofformteil |
DE102005008252A1 (de) * | 2005-02-21 | 2006-09-07 | Airbus Deutschland Gmbh | Faserverbund-Bauelement und Verfahren zur Herstellung eines Faserverbund-Bauelements |
DE102011012900A1 (de) * | 2011-03-03 | 2012-02-09 | Daimler Ag | Faserverstärktes Kunststoffverbundbauteil und dessen Herstellung |
DE102011111743A1 (de) | 2011-08-24 | 2013-02-28 | Daimler Ag | FVK-Bauteil und Herstellungsverfahren |
DE102012216812A1 (de) * | 2011-09-22 | 2013-03-28 | Cetex Institut für Textil- und Verarbeitungsmaschinen gemeinnützige GmbH | Faserverbundhalbzeug, aus diesem Faserverbundhalbzeug hergestellter Halbzeugaufbau sowie Verfahren zu deren Herstellung |
DE102011114676A1 (de) * | 2011-09-30 | 2012-10-25 | Daimler Ag | FVK-Bauteil, Faser-Matrix-Halbzeug und Herstellungsverfahren |
DE102012207118A1 (de) | 2012-04-27 | 2013-10-31 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Bauteil aus Kunststoff |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US11319982B2 (en) | 2016-12-23 | 2022-05-03 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Fastening insert for a component made of plastic, foam or composite material |
DE102016125664A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Bestigungseinleger für ein Bauteil aus Kunststoff-,Schaum- oder Verbundmaterial |
WO2018114144A3 (de) * | 2016-12-23 | 2018-08-16 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Befestigungseinleger für ein bauteil aus kunststoff-, schaum- oder verbundmaterial |
DE102016125660A1 (de) * | 2016-12-23 | 2018-06-28 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Befestigungseinleger für ein Bauteil aus Kunststoff-, Schaum- oder Verbundmaterial |
US11415165B2 (en) | 2016-12-23 | 2022-08-16 | Böllhoff Verbindungstechnik GmbH | Fastening insert for a component made of plastic, foam or composite material |
DE102017204512A1 (de) * | 2017-03-17 | 2018-09-20 | Airbus Defence and Space GmbH | Anbindungsoptimierung für hybride Composite-Strukturen |
DE102017213727A1 (de) * | 2017-08-08 | 2019-02-14 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Bauteilverbunds sowie Bauteilverbindung |
DE102017123751A1 (de) * | 2017-10-12 | 2019-04-18 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Anbindung von thermoplastischen Komponenten an ein duroplastisches Bauteil |
DE102017123751B4 (de) | 2017-10-12 | 2021-08-26 | Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Bauteils, Bauteil und Verwendung des Bauteils |
DE102018203724A1 (de) * | 2018-03-13 | 2019-09-19 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunststoffbauteils und faserverstärktes Kunststoffbauteil |
DE102019121740A1 (de) * | 2019-08-13 | 2021-02-18 | Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft | Verfahren zum Herstellen eines Faser-Kunststoff-Verbundbauteils |
FR3109557A1 (fr) * | 2020-04-22 | 2021-10-29 | Hexcel Reinforcements | Elément composite intermédiaire, procédé de fabrication et pièce composite |
WO2021214410A1 (fr) | 2020-04-22 | 2021-10-28 | Hexcel Reinforcements | Élément composite intermédiaire, procédé de fabrication et pièce composite |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2015197148A1 (de) | 2015-12-30 |
EP3160721A1 (de) | 2017-05-03 |
DE102014009446B4 (de) | 2020-10-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE102014009446B4 (de) | Duroplastische FVK-Struktur mit einem thermoplastischen und faserverstärkten Lasteinleitungselement | |
DE102008061463B4 (de) | Lasteinleitungseinrichtung | |
DE102011119226A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines Hohlprofilssowie Hohlprofilbauteil | |
DE102013219820A1 (de) | Faserverbundwerkstoffbauteil, Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils sowie Verwendung von Faserbündeln und Verstrebungsmitteln zur Herstellung eines Faserverbundwerkstoffbauteils | |
DE102009020190B3 (de) | Vorrichtung zur Formgebung eines Werkstücks | |
DE102011105858A1 (de) | Faserverbundkunststoff-Pultrusionsprofil und Herstellungsverfahren | |
DE102018210119A1 (de) | Faserverbundkörper sowie Verfahren zur Herstellung eines Faserverbundkörpers | |
DE102011079525A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines faserverstärkten Kunstststoffhalbzeugs | |
DE102019131625A1 (de) | Randgestaltung einer flächigen Versteifungsstruktur für ein Bauteil | |
DE102016012534A1 (de) | System und Verfahren zum Herstellen von Bauteilen aus faserverstärktem Kunststoff | |
DE102014104638A1 (de) | Verfahren zum Verbinden von Hohlprofilen | |
DE102013208278A1 (de) | Faserverbundbauteil für ein Fahrzeug | |
DE102016210123A1 (de) | Versteifungsbauteil für eine Struktur eines Luft- oder Raumfahrzeugs, Luft- oder Raumfahrzeug, sowie Verfahren | |
DE102010050969A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines FVK-Formteiles | |
DE102010046609A1 (de) | Kunststoff-Faserverbund-Bauteil und Verfahren zu dessen Herstellung | |
DE102011014244A1 (de) | Fasereinleger für Kraftfahrzeug-Faserbundkunststoffbauteil und Verfahren zur Herstellung des Kraftfahrzeug-Faserbundkunststoffbauteils | |
DE102013221172A1 (de) | Verfahren zum Herstellen eines verstärkten Faserverbundbauteils | |
DE102012202048A1 (de) | Verfahren zum Herstellen einer Radfelge aus Faserverbundwerkstoff und Radfelge für ein Kraftfahrzeug | |
DE102013206238A1 (de) | Faserverbundbauteil für ein Fahrzeug | |
DE102012207118A1 (de) | Bauteil aus Kunststoff | |
WO2020169266A1 (de) | Rohrförmiges, triaxial geflochtenes faserhalbzeug mit zusätzlichen, lokal begrenzten faserschichten | |
DE102011107512B4 (de) | Duktile CFK-Struktur | |
DE102021108564A1 (de) | Bauteil eines Kraftfahrzeugs | |
DE102016108157B4 (de) | Halter aus einem Kunststoffmaterial | |
DE102019204427A1 (de) | Verfahren zur Herstellung von mit Fasern verstärkten Bauteilen aus Kunststoff |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R012 | Request for examination validly filed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final | ||
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |