WO2019101468A1 - Fahrwerksbauteil sowie kraftfahrzeug - Google Patents

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WO2019101468A1
WO2019101468A1 PCT/EP2018/079257 EP2018079257W WO2019101468A1 WO 2019101468 A1 WO2019101468 A1 WO 2019101468A1 EP 2018079257 W EP2018079257 W EP 2018079257W WO 2019101468 A1 WO2019101468 A1 WO 2019101468A1
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pin
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chassis component
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PCT/EP2018/079257
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Inventor
Ignacio Lobo Casanova
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • B60G7/001—Suspension arms, e.g. constructional features
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C7/00—Connecting-rods or like links pivoted at both ends; Construction of connecting-rod heads
    • F16C7/02—Constructions of connecting-rods with constant length
    • F16C7/026—Constructions of connecting-rods with constant length made of fibre reinforced resin
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    • F16C2326/01—Parts of vehicles in general
    • F16C2326/05—Vehicle suspensions, e.g. bearings, pivots or connecting rods used therein

Definitions

  • the invention relates to a chassis component having a first section made of fiber-reinforced plastic and a second section, wherein the first section and the second section have a common contact area, in which the first section and the second section are materially connected.
  • suspension components modularly, that is to say that they consist of different materials. Different materials or different fibers in fiber-reinforced plastics are also considered as different materials. There is the problem of permanently connecting the elements made of different materials, that is, they maintain their connection even during prolonged use, especially in large temperature differences.
  • one of the sections has at least one pin element which extends into the other section and forms a further connection between the first section and the second section.
  • the contact region can be realized by two planar surfaces, but it can also be cylindrically shaped contact surfaces. Other contact areas forming the contact area are also conceivable. From one of these contact surfaces in the contact area now protrudes a pin element, penetrates the other contact surface and thus forms a further connection between the two sections.
  • the mutually facing surfaces of the first and second sections are the contact surfaces.
  • the first section and the second section may also have further surfaces that have no contact with the other section.
  • the pin element may be any pin-like element. This means first of all only that it has a basically elongated shape. None should be said about their exact arrangement or the aspect ratio of longitudinal axis to transverse axis or the like.
  • the pin member has a greater rigidity than the first portion, more specifically as the matrix material of the first portion.
  • the pin element is therefore preferably harder or stiffer than the plastic in the first section.
  • the at least one pin element can be arranged in the first section.
  • the at least one pin element is arranged in the first section before the connection with the second section.
  • the pin element is connected to the second section, it is of course also arranged in this. More precisely, the at least one pin element is thus arranged in front of the connection with the two sections in the first section.
  • the at least one pin element can connect the first section and the second section in a form-fitting manner.
  • a material connection can also be realized without any material connection. With a positive connection, the durability of the connection is ensured, in particular in the event of temperature fluctuations.
  • a plurality of pin elements may be provided which interconnect the first portion and the second portion. It is basically conceivable that a part of the pin elements is arranged in the first section and another part of the pin elements in the second section prior to assembly. Preferably, however, all pin elements are arranged in one of the two sections prior to assembly.
  • the plurality of pin elements is arranged on a carrier.
  • all pin elements can be arranged on a carrier.
  • the assembly is simplified in that the pin elements as a prefabricated pin structure can be inserted in a single assembly step with the section to which it is to be connected first. First, the pin structure is thus connected, for example, to the first section, and as soon as this section is prefabricated, the connection to the second section is established.
  • the second portion may be metal.
  • the second section may be made of fiber reinforced plastic.
  • either the matrix material of the first section and the second section may differ.
  • the matrix material of the first section and the second section are the same.
  • the difference of the material may consist in that short fibers and / or long fibers are contained in the second section, while the first section contains at least one continuous fiber unit.
  • the first section may additionally also contain short fibers and / or long fibers, but it is preferred that the first section contains as fiber material only continuous fibers or an endless fiber.
  • the continuous-fiber unit can be designed as a single continuous fiber or as a ringing.
  • the endless fiber unit may be formed as a winding structure. But it can also be a braided structure.
  • the at least one pin element can be cylindrical.
  • the at least one pin element may be wave-shaped. A waveform automatically results in a positive connection as soon as the second section encloses the pin element.
  • one part may be cylindrical and one part may be in the form of a wave.
  • all pin elements have the same shape.
  • the at least one pin element can be arranged obliquely on a support. This means that the pin element is inclined to the contact surface stands. In the case of several inclined pin elements, such positive locking can be achieved.
  • the pin element may consist of a section of an endless fiber.
  • the at least one pin element can be arranged on a carrier made of fiber-reinforced plastic.
  • the first section and / or the second section can store a force introduction element, in particular a joint.
  • a permanent connection of the sections is particularly advantageous since, in addition to temperature fluctuations, stress also occurs due to introduced forces.
  • the invention relates to a motor vehicle with a chassis component. This is characterized by the fact that the chassis component is designed as described.
  • FIG. 7 shows a part of a chassis component in a second embodiment
  • 8 shows a first section in a third embodiment
  • FIG. 20 shows a first section in an eighth embodiment
  • FIG. 22 shows a first section in a tenth embodiment
  • FIG. 23 shows a first section in an eleventh embodiment
  • FIG. 22 shows a first section in a tenth embodiment
  • FIG. 23 shows a first section in an eleventh embodiment
  • FIG. 24 shows a first section in a twelfth embodiment
  • FIG. 1 shows a chassis component 1. This is purely exemplary of a 3-point handlebars.
  • the chassis component 1 can also be designed as a 2-point link, Schuachsgetriebequerany, etc.
  • the chassis component 1 has three force introduction regions 2 and 3, of which the force introduction regions 3 are designed for supporting a joint. These force introduction regions 3 are shown in more detail below.
  • FIG. 2 shows a first section in a first embodiment.
  • the first section Before the connection to the second section, the first section has a base region 4 into which a pin structure 5 is incorporated.
  • the base region 4 consists of fiber-reinforced plastic, namely of matrix material, are incorporated in the short and long fibers.
  • the base region 4 thus consists of a short / long fiber plastic composite structure.
  • the pin structure consists of a plurality of pin elements 6, which are arranged on a carrier element 7. More precisely, the pin elements 6 are firmly connected to the carrier element 7 and can thus be added as a prefabricated component in one working step to the base region 4, so that the first section 8 is formed.
  • FIG. 3 shows a first section 8 in a second embodiment.
  • the first section 8 can also have a plurality of pin structures 5 and that also the configuration of the base region 4 can basically be freely selected.
  • FIG. 4 shows the first step of a method for producing a contact region or connecting region between the first section 8 and a second section 9.
  • the second section 9 is a further section of the chassis component 1, which is prefabricated.
  • the second section 9 may be made of metal or of another fiber-reinforced plastic Fabric as the first section 8.
  • the first section 8 and the second section 9 may differ in the choice of the fiber material.
  • the second section 9 may comprise a continuous fiber unit.
  • FIG. 5 shows the second step of the connection process.
  • the first portion 8 and the second portion 9 are joined together, also the pin elements 6 are already partially inserted into the second section 9.
  • This preferably has either a correspondingly soft material or holes are prefabricated, so that the penetration of the pin elements 6 is facilitated.
  • FIG. 6 shows a finished contact region 10 having a first contact surface 12 and a second contact surface 14. Whereas in known connections only a material connection via the first contact surface 12 and the second contact surface 14 can now take place via the pin structure 5 or the pin elements 6 cohesive connection and / or a positive connection between the first section 8 and the second section 9 are produced.
  • FIG. 7 shows a contact region 10 in a second embodiment. It can be seen that also the second section 9 can have different configurations. While in FIG. 6 a cuboidal or planar basic shape is present, the second section 9 in FIG. 7 has a kind of conical basic shape.
  • Figure 8 shows that the first section 8 and in the shaping is not limited to rectangular shapes.
  • the contact surface 12 can also assume a circular shape and any other arbitrary shape. Accordingly, the pin elements 6 can be arranged arbitrarily.
  • FIG. 9 shows a possible embodiment of the contact region 10 with a first section 8, as shown in FIG.
  • a first section 8 and two second sections 9 can be connected to each other.
  • FIG. 10 shows an arrangement for producing the pin elements 6.
  • a section 16 of a roving 18 comprising a plurality of endless fibers 20 is applied to a carrier element 22 and severed by means of a cutting device 24.
  • the endless fiber 20 via a dosing head 26 and a chamber 28 containing matrix material, are materially connected to the support member 22.
  • the carrier element 22 preferably also consists of fiber-reinforced plastic.
  • FIG. 11 shows the first step of a connection method which can be carried out with reference to FIG.
  • the section 16 is fixed in the dosing head 26 and is guided to the carrier element 22.
  • FIG. 12 shows the attachment of a multiplicity of pin elements 6 on a carrier element 22. At the bottom of the pin elements 6, there is some matrix material for connection to the carrier element 22.
  • FIG. 13 shows the cutting process by means of the cutting device 24. This allows an identical design of the height of the pin elements. 6
  • FIG. 14 shows an alternative embodiment of the production of the first section 8.
  • a section 16 is surrounded by matrix material 30 and this process is repeated several times.
  • a plurality of pin elements 6, which are connected by means of matrix material 30, are formed.
  • FIG. 16 shows the finished first section 8, which has a multiplicity of pin elements 6, which are connected via matrix material 30. In this case, no carrier element 22 is required.
  • the cross section of the pin elements 6 is basically arbitrary, it may be circular, elliptical or diamond-shaped.
  • the pin elements 6 may, so to speak, be made of solid material or be hollow.
  • different embodiments of the pin structure 5 are shown purely by way of example.
  • the base region 4 shown here is designed as shown in FIG.
  • the shape of the base region 4 is basically freely selectable and purely exemplary.
  • FIG. 17 shows two pin structures 5 with an arrangement of the pin elements, as can be obtained, for example, in a method according to FIGS. 14 to 16.
  • the pin elements 6 are introduced without carrier element into the base region 4 of the first section 8.
  • FIG. 18 shows an embodiment in which the pin elements 6 are first applied to a carrier element 22 and this pin structure 5 is then connected to the base region 4.
  • FIGS. 19 and 20 each show a variation of FIGS. 17 and 18 in that the pin elements 6 are not arranged at right angles to the contact surface 12 but are partially inclined. As a result, a positive connection with the second section 9 is achieved.
  • FIG. 21 shows a further embodiment possibility of the pin elements 6. These may have a thickening on at least one end, so that a positive connection with the second section 6 can be achieved via this. In this case, the pin elements 6 can in turn be connected to the first section 8 with or without a carrier element.
  • FIG. 22 shows the embodiment with carrier element 22.
  • FIGS. 23 and 24 show that the pin elements 6 can also be inclined with thickening and can be introduced in each case with or without a carrier element 22.
  • FIGS. 17 to 24 thus show that, independently of one another and in particular of the design of the first section 8 and of the second section 9 -
  • the pin elements 6 can be arranged partially or all obliquely to the contact surface;
  • the pin elements may have partial or all a thickening at at least one end, in particular at the end pointing to the second section;
  • the pin elements can be introduced without or with support element in the first section 8.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reinforced Plastic Materials (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksbauteil mit einem ersten Abschnitt (8) aus faserverstärktem Kunststoff und einem zweiten Abschnitt (9), wobei der erste Abschnitt (8) und der zweite Abschnitt (9) einen gemeinsamen Kontaktbereich (10) aufweisen, in dem der erste Abschnitt (8) und der zweite Abschnitt (9) stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Abschnitte (8, 9) wenigstens ein Stiftelement aufweist, das in den zweiten Abschnitt (9, 8) hineinreicht und eine weitere Verbindung zwischen dem erstem Abschnitt und dem zweitem Abschnitt bildet. Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug.

Description

Fahrwerksbauteil sowie Kraftfahrzeug
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksbauteil mit einem ersten Abschnitt aus faserverstärktem Kunststoff und einem zweiten Abschnitt, wobei der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt einen gemeinsamen Kontaktbereich aufweisen, in dem der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt stoffschlüssig verbunden sind.
Es ist bekannt, Fahrwerksbauteile modular aufzubauen, das heißt, dass sie aus un- terschiedlichen Materialen bestehen. Als unterschiedliche Materialien werden dabei auch unterschiedliche Kunststoffe oder unterschiedliche Fasern in faserverstärkten Kunststoffen angesehen. Dabei besteht das Problem, die Elemente aus unterschiedlichen Materialien dauerhaft miteinander zu verbinden, das heißt, dass sie auch bei länger währendem Einsatz insbesondere bei großen Temperaturunterschieden ihre Verbindung beibehalten.
Ausgehend hiervon ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrwerksbauteil anzugeben, bei der eine dauerhafte Verbindung zwischen einem Abschnitt aus fa- serverstärktem Kunststoff und einem zweiten Abschnitt gewährleistet ist.
Zur Lösung des Problems wird vorgeschlagen, dass einer der Abschnitte wenigstens ein Stiftelement aufweist, das in den anderen Abschnitt hineinreicht und eine weitere Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt und dem zweiten Abschnitt bildet.
Der Kontaktbereich kann dabei durch zwei Planflächen realisiert sein, es kann sich aber auch um zylindrisch geformte Kontaktflächen handeln. Auch andere den Kon- taktbereich bildende Kontaktflächen sind denkbar. Aus einer dieser Kontaktflächen im Kontaktbereich ragt nun ein Stiftelement heraus, durchdringt die andere Kontaktfläche und bildet so eine weitere Verbindung zwischen den beiden Abschnitten. Da- bei sind selbstverständlich die zueinander weisenden Flächen des ersten bzw. zwei- ten Abschnitts die Kontaktflächen. Der erste Abschnitt und der zweite Abschnitt kön- nen darüber hinaus weitere Flächen besitzen, die keinen Kontakt zum jeweils ande- ren Abschnitt haben. Bei dem Stiftelement kann es sich um ein beliebiges stiftartiges Element handeln. Dies bedeutet zuerst einmal lediglich, dass es eine grundsätzlich längliche Form hat. Über deren genauer Anordnung oder das Längenverhältnis von Längsachse zu Querachse oder ähnlichem soll dadurch nichts ausgesagt werden. Bevorzugt hat das Stiftelement eine größere Steifigkeit als der erste Abschnitt, genauer gesagt als das Matrixmaterial des ersten Abschnittes. Das Stiftelement ist bevorzugt also härter bzw. steifer als der Kunststoff im ersten Abschnitt.
Vorzugsweise kann das wenigstens eine Stiftelement im ersten Abschnitt angeordnet sein. Dies bedeutet, dass das wenigstens eine Stiftelement vor der Verbindung mit dem zweiten Abschnitt im ersten Abschnitt angeordnet ist. Sobald das Stiftelement mit dem zweiten Abschnitt verbunden ist, ist es selbstverständlich auch in diesem angeordnet. Genauer gesagt ist das wenigstens eine Stiftelement also vor der Ver- bindung mit den beiden Abschnitten im ersten Abschnitt angeordnet.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Stiftelement den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt formschlüssig verbinden. Üblicherweise wird je nach Material des zweiten Abschnitts zwischen dem wenigstens einen Stiftelement und dem zwei- ten Abschnitt auch ein Stoffschluss vorliegen. Ein Formschluss kann aber auch ohne jeden Stoffschluss realisiert werden. Mit einer formschlüssigen Verbindung wird ins- besondere bei Temperaturschwankungen die Dauerhaftigkeit der Verbindung ge- währleistet.
Vorteilhafterweise kann eine Vielzahl an Stiftelementen vorgesehen sein, die den ersten Abschnitt und den zweiten Abschnitt miteinander verbinden. Dabei ist es grundsätzlich denkbar, dass ein Teil der Stiftelemente vor der Montage im ersten Abschnitt und ein anderer Teil der Stiftelemente im zweiten Abschnitt angeordnet ist. Bevorzugt sind vor der Montage jedoch alle Stiftelemente in einem der beiden Abschnitte angeordnet.
Vorzugsweise ist wenigstens ein Teil der Vielzahl an Stiftelementen auf einem Träger angeordnet. Insbesondere können alle Stiftelemente auf einem Träger angeordnet sein. Dadurch wird die Montage dahingehend vereinfacht, dass die Stiftelemente als eine vorgefertigte Pinstruktur mit dem Abschnitt, mit dem sie zuerst verbunden wer- den sollen, in einem einzigen Montageschritt eingefügt werden können. Zuerst wird die Pinstruktur also beispielsweise mit dem ersten Abschnitt verbunden und sobald dieser Abschnitt vorgefertigt ist wird die Verbindung mit dem zweiten Abschnitt hergestellt.
Vorzugsweise kann der zweite Abschnitt aus Metall sein. Alternativ kann der zweite Abschnitt aus faserverstärktem Kunststoff bestehen. Dann kann sich entweder das Matrixmaterial des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes unterscheiden. Vorzugsweise sind aber das Matrixmaterial des ersten Abschnittes und des zweiten Abschnittes gleich. Dann kann die Unterschiedlichkeit des Materials darin bestehen, dass im zweiten Abschnitt Kurzfasern und/oder Langfasern enthalten sind, während der erste Abschnitt wenigstens eine Endlosfasereinheit enthält. Der erste Abschnitt kann zusätzlich auch Kurzfasern und/oder Langfasern enthalten, bevorzugt ist aber, dass der erste Abschnitt als Fasermaterial lediglich Endlosfasern oder eine Endlosfaser enthält. Die Endlosfasereinheit kann dabei als einzelne Endlosfaser oder als Ro- ving ausgebildet sein.
Insbesondere kann die Endlosfasereinheit als Wickelstruktur ausgebildet sein. Es kann sich aber auch um eine Flechtstruktur handeln.
Vorteilhafterweise kann das wenigstens eine Stiftelement zylindrisch ausgebildet sein. Alternativ oder zusätzlich kann das wenigstens eine Stiftelement wellenförmig ausgebildet sein. Bei einer Wellenform ergibt sich automatisch eine formschlüssige Verbindung, sobald der zweite Abschnitt das Stiftelement umschließt.
Dabei kann bei einer Vielzahl an Stiftelementen ein Teil zylindrisch und ein Teil wel- lenförmig ausgebildet sein. Bevorzugt weisen aber alle Stiftelemente die gleiche Form auf.
In einer Ausgestaltung kann das wenigstens eine Stiftelement schräg auf einem Träger angeordnet sein. Das heißt, dass das Stiftelement schräg zur Kontaktfläche steht. Bei mehreren schrägstehenden Stiftelementen kann so ein Formschluss erreicht werden.
Vorzugsweise kann das Stiftelement aus einem Abschnitt einer Endlosfaser bestehen. Insbesondere kann das wenigstens eine Stiftelement auf einem Träger aus faserverstärktem Kunststoff angeordnet sein.
Vorteilhafterweise kann der erste Abschnitt und/oder der zweite Abschnitt ein Krafteinleitungselement, insbesondere eine Gelenk, lagern. In diesen Bereichen ist eine dauerhafte Verbindung der Abschnitte besonders vorteilhaft, da zusätzlich zu Temperaturschwankungen auch noch eine Beanspruchung durch eingeleitete Kräfte auftritt.
Daneben betrifft die Erfindung ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrwerksbauteil. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass das Fahrwerksbauteil wie beschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen und Figuren. Dabei zeigen:
Fig. 1 ein Fahrwerksbauteil,
Fig. 2 einen ersten Abschnitt in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 3 einen ersten Abschnitt in einer zweiten Ausgestaltung,
Fig. 4 den ersten Schritt eines Verbindungsvorgangs,
Fig. 5 den zweiten Schritt eines Verbindungsvorgangs,
Fig. 6 einen verbundenen ersten und zweiten Abschnitt,
Fig. 7 einen Teil eines Fahrwerksbauteils in einer zweiten Ausgestaltung, Fig. 8 einen ersten Abschnitt in einer dritten Ausgestaltung,
Fig. 9 einen Kontaktabschnitt in einer dritten Ausgestaltung,
Fig. 10 eine Anordnung zur Herstellung von Stiftelementen,
Fig. 1 1 den ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Stift- elementes,
Fig. 12 den zweiten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Stiftelementes,
Fig. 13 einen dritten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Stift- elementes,
Fig. 14 ein Stiftelement in einer ersten Ausgestaltung,
Fig. 15 mehrere Stiftelemente,
Fig. 16 einen ersten Abschnitt in einer vierten Ausgestaltung,
Fig. 17 einen ersten Abschnitt in einer fünften Ausgestaltung,
Fig. 18 einen ersten Abschnitt in einer sechsten Ausgestaltung,
Fig. 19 einen ersten Abschnitt in einer siebten Ausgestaltung,
Fig. 20 einen ersten Abschnitt in einer achten Ausgestaltung,
Fig. 21 einen ersten Abschnitt in einer neunten Ausgestaltung,
Fig. 22 einen ersten Abschnitt in einer zehnten Ausgestaltung, Fig. 23. einen ersten Abschnitt in einer elften Ausgestaltung, und
Fig. 24 einen ersten Abschnitt in einer zwölften Ausgestaltung,
Figur 1 zeigt ein Fahrwerksbauteil 1 . Dabei handelt es sich rein exemplarisch um einen 3-Punkt-Lenker. Das Fahrwerksbauteil 1 kann aber auch als 2-Punkt-Lenker, Hinterachsgetriebequerträger, usw. ausgebildet sein. Das Fahrwerksbauteil 1 besitzt drei Krafteinleitungsbereiche 2 und 3, von denen die Krafteinleitungsbereiche 3 zum Lagern eines Gelenks ausgebildet sind. Diese Krafteinleitungsbereiche 3 sind im Folgenden näher dargestellt.
Figur 2 zeigt einen ersten Abschnitt in einer ersten Ausgestaltung. Der erste Ab- schnitt weist vor der Verbindung mit dem zweiten Abschnitt einen Basisbereich 4 auf, in den eine Pinstruktur 5 eingearbeitet ist. Der Basisbereich 4 besteht dabei aus faserverstärktem Kunststoff, und zwar aus Matrixmaterial, in das Kurz- und Langfasern eingearbeitet sind. Der Basisbereich 4 besteht also aus einer Kurz-/Langfaser- Kunststoff-Verbund-Struktur. Die Pinstruktur besteht aus einer Vielzahl an Stiftele- menten 6, die auf einem Trägerelement 7 angeordnet sind. Genauer gesagt sind die Stiftelemente 6 fest mit dem Trägerelement 7 verbunden und können so als vorgefer- tigtes Bauteil in einem Arbeitsschritt zum Basisbereich 4 hinzugefügt werden, sodass der erste Abschnitt 8 entsteht.
Figur 3 zeigt einen ersten Abschnitt 8 in einer zweiten Ausgestaltung. Dabei kann man erkennen, dass der erste Abschnitt 8 auch mehrere Pinstrukturen 5 aufweisen kann und dass auch die Ausgestaltung des Basisbereichs 4 grundsätzlich frei wähl- bar ist.
Figur 4 zeigt den ersten Schritt eines Verfahrens zur Herstellung eines Kontaktbereichs oder auch Verbindungsbereichs zwischen den ersten Abschnitt 8 und einem zweiten Abschnitt 9. Bei dem zweiten Abschnitt 9 handelt es sich um einen weiteren Abschnitt des Fahrwerksbauteils 1 , der vorgefertigt ist. Beispielsweise kann der zweite Abschnitt 9 aus Metall bestehen oder aus einem anderen faserverstärktem Kunst- Stoff als der erste Abschnitt 8. Insbesondere können sich der erste Abschnitt 8 und der zweite Abschnitt 9 in der Wahl des Fasermaterials unterscheiden. Insbesondere kann der zweite Abschnitt 9 eine Endlosfasereinheit aufweisen.
Figur 5 zeigt den zweiten Schritt des Verbindungsvorgangs. Dabei sind der erste Abschnitt 8 und der zweite Abschnitt 9 aneinander gefügt, außerdem sind die Stiftelemente 6 bereits teilweise in den zweiten Abschnitt 9 eingeführt. Dieser weist bevor- zugt entweder ein dementsprechend weiches Material auf oder es sind Bohrungen vorgefertigt, sodass das Eindringen der Stiftelemente 6 erleichtert ist.
Figur 6 zeigt einen fertiggestellten Kontaktbereich 10 mit einer ersten Kontaktfläche 12 und einer zweiten Kontaktfläche 14. Während bei bekannten Verbindungen lediglich eine stoffschlüssige Verbindung über die erste Kontaktfläche 12 und die zweite Kontaktfläche 14 erfolgt kann nunmehr über die Pinstruktur 5 bzw. die Stiftelemente 6 eine weitere stoffschlüssige Verbindung und/oder eine formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Abschnitt 8 und dem zweiten Abschnitt 9 hergestellt werden.
Figur 7 zeigt einen Kontaktbereich 10 in einer zweiten Ausgestaltung. Dabei kann man erkennen, dass auch der zweite Abschnitt 9 unterschiedliche Ausgestaltungen aufweisen kann. Während in Figur 6 eine quaderförmige oder flächige Grundform vorhanden ist weist der zweite Abschnitt 9 in Figur 7 eine Art konische Grundform auf.
Figur 8 zeigt, dass der erste Abschnitt 8 und in der Formgebung nicht auf rechteckige Gestaltungen eingeschränkt ist. Insbesondere kann die Kontaktfläche 12 auch eine Kreisform und jede andere beliebige Form annehmen. Dementsprechend sind auch die Stiftelemente 6 beliebig anordenbar.
Figur 9 zeigt eine mögliche Ausgestaltung des Kontaktbereichs 10 mit einem ersten Abschnitt 8, wie in Figur 8 gezeigt. Dabei können auch ein erster Abschnitt 8 und zwei zweite Abschnitte 9 miteinander verbunden werden. Figur 10 zeigt eine Anordnung zur Herstellung der Stiftelemente 6. Dabei wird ein Abschnitt 16 eines Rovings 18 bestehend aus mehreren Endlosfasern 20 auf ein Trägerelement 22 aufgebracht und mittels einer Schneidvorrichtung 24 abgetrennt. Dabei kann die Endlosfaser 20 über einen Dosierkopf 26 und eine Kammer 28, die Matrixmaterial enthält, mit dem Trägerelement 22 stoffschlüssig verbunden werden. Das Trägerelement 22 besteht dabei bevorzugt ebenfalls aus faserverstärktem Kunststoff.
Figur 1 1 zeigt den ersten Schritt eines zu Figur 10 durchführbaren Verbindungsver- fahrens. Dabei ist der Abschnitt 16 im Dosierkopf 26 fixiert und wird zum Trägerele- ment 22 geführt.
Figur 12 zeigt die Anbringung einer Vielzahl an Stiftelementen 6 auf einem Trä- gerelement 22. Dabei befindet sich am Fuß der Stiftelemente 6 etwas Matrixmaterial zur Verbindung mit dem Trägerelement 22.
In Figur 13 ist der Schneidevorgang mittels der Schneidvorrichtung 24 dargestellt. Dies erlaubt eine identische Ausbildung der Höhe der Stiftelemente 6.
Figur 14 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Herstellung des ersten Abschnitts 8. Dabei wird ein Abschnitt 16 mit Matrixmaterial 30 umgeben und dieser Vorgang mehrmals wiederholt. Dadurch entstehen wie in Figur 15 zu sehen mehrere Stiftelemente 6, die mittels Matrixmaterial 30 verbunden sind.
Figur 16 zeigt den fertigen ersten Abschnitt 8, der eine Vielzahl an Stiftelementen 6 aufweist, die über Matrixmaterial 30 verbunden sind. Dabei wird keinerlei Trägerele- ment 22 benötigt.
Der Querschnitt der Stiftelemente 6 ist dabei grundsätzlich frei wählbar, er kann kreisförmig, elliptisch oder auch rautenförmig sein. Die Stiftelemente 6 können sozu- sagen aus Vollmaterial bestehen oder hohl sein. In den folgenden 8 Figuren sind rein exemplarisch unterschiedliche Ausgestaltungen der Pinstruktur 5 gezeigt. Der dabei dargestellte Basisbereich 4 ist wie in Figur 3 gezeigt ausgestaltet. Die Form des Basisbereichs 4 ist aber grundsätzlich frei wählbar und rein exemplarisch.
Figur 17 zeigt zwei Pinstrukturen 5 mit einer Anordnung der Stiftelemente, wie sie beispielsweise bei einem Verfahren nach den Figuren 14 bis 1 6 erhalten werden kann. Die Stiftelemente 6 sind ohne Trägerelement in den Basisbereich 4 des ersten Abschnitts 8 eingebracht.
Alternativ zeigt hier zu Figur 18 eine Ausgestaltung, bei der die Stiftelemente 6 zuerst auf ein Trägerelement 22 aufgebracht werden und diese Pinstruktur 5 dann mit dem Basisbereich 4 verbunden wird.
Die Figuren 19 und 20 zeigen jeweils eine Variation der Figuren 17 und 18 dahinge- hend, dass die Stiftelemente 6 nicht rechtwinklig zur Kontaktfläche 12 angeordnet werden sondern teilweise schräg. Dadurch wird eine formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Abschnitt 9 erzielt.
Figur 21 zeigt eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Stiftelemente 6. Diese können an wenigstens einem Ende eine Verdickung aufweisen, sodass hierüber eine formschlüssige Verbindung mit dem zweiten Abschnitt 6 erzielt werden kann. Dabei können die Stiftelemente 6 wiederum mit oder ohne Trägerelement mit dem ersten Abschnitt 8 verbunden sein. Dabei zeigt Figur 22 die Ausgestaltung mit Trägerelement 22.
Die Figuren 23 und 24 zeigen, dass auch die Stiftelemente 6 mit Verdickung schräg stehen können und dabei jeweils mit oder ohne Trägerelement 22 eingebracht wer- den können.
Die Figuren 17 bis 24 zeigen also, dass unabhängig voneinander und insbesondere von der Ausgestaltung des ersten Abschnitts 8 und des zweiten Abschnitts 9 - die Stiftelemente 6 teilweise oder alle schräg zur Kontaktfläche angeordnet sein können;
- die Stiftelemente teilweise oder alle eine Verdickung an wenigstens einem Ende, insbesondere an dem Ende, dass zum zweiten Abschnitt zeigt, aufweisen können;
- die Stiftelemente ohne oder mit Trägerelement in den ersten Abschnitt 8 eingebracht werden können.
Bezuaszeichen Fahrwerksbauteil
Krafteinleitungsbereich
Krafteinleitungsbereich
Basisbereich
Pinstruktur
Stiftelement
Trägerelement
erster Abschnitt
zweiter Abschnitt
Kontaktbereich
erste Kontaktfläche
zweite Kontaktfläche
Abschnitt
Roving
Endlosfaser
Trägerelement
Schneidvorrichtung
Dosierkopf
Kammer
Matrixmaterial

Claims

Patentansprüche
1 . Fahrwerksbauteil (1 ) mit einem ersten Abschnitt (8) aus faserverstärktem Kunst- stoff und einem zweiten Abschnitt (9), wobei der erste Abschnitt (8) und der zweite Abschnitt (9) einen gemeinsamen Kontaktbereich (10) aufweisen, in dem der erste Abschnitt (8) und der zweite Abschnitt (9) stoffschlüssig verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Abschnitte (8, 9) wenigstens ein Stiftelement (6) aufweist, das in den anderen Abschnitt (9, 8) hineinreicht und eine weitere Verbindung zwischen dem erstem Abschnitt (8) und dem zweitem Abschnitt (9) bildet.
2. Fahrwerksbauteil nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das wenigs- tens eine Stiftelement (6) im ersten Abschnitt (8) angeordnet ist.
3. Fahrwerksbauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stiftelement (6) den ersten Abschnitt (8) und den zweiten Abschnitt (9) formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbindet.
4. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl an Stiftelementen (6) vorgesehen ist, die den ersten Abschnitt (8) und den zweiten Abschnitt (9) miteinander verbinden.
5. Fahrwerksbauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens ein Teil der Stiftelemente (6) auf einem Trägerelement (22) angeordnet ist.
6. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) aus Metall ist.
7. Fahrwerksbauteil nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
8. Fahrwerksbauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Abschnitt (9) eine Endlosfaseranordnung aufweist.
9. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8) Kurzfasern und/oder Langfasern enthält.
10. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stiftelement (6) zylindrisch ausgebildet ist.
1 1 . Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stiftelement (6) wellenförmig ausgebildet ist.
12. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Stiftelement (6) schräg auf einem Träger angeordnet ist.
13. Fahrwerksbauteil nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Abschnitt (8) und/oder der zweite Abschnitt (9) ein Krafteinleitungselement, insbesondere ein Gelenk, lagern.
14. Kraftfahrzeug mit einem Fahrwerksbauteil, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerksbauteil (1 ) nach einem der vorangehenden Ansprüche ausgebildet ist.
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