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1. WO2020207672 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER VERBINDUNG ZWISCHEN ZWEI BAUTEILEN

Anmerkung: Text basiert auf automatischer optischer Zeichenerkennung (OCR). Verwenden Sie bitte aus rechtlichen Gründen die PDF-Version.

[ DE ]

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, von denen ein erstes Bauteil einen Verbindungsabschnitt aufweist und zu mindest in diesem aus einem Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt wird und ein zweites Bauteil eine zu seiner Oberfläche hin offene Ausnehmung aufweist, in wel che in einem Einsetzschritt das erste Bauteil mit seinem Verbindungsabschnitt einge setzt wird, der anschließend in einem Verbindungsschritt unter Ausbildung eines Hin terschnitts in der Ausnehmung, vorzugsweise plastisch, verformt wird.

Die Kombination verschiedener Werkstoffe und die damit einhergehende Ausnutzung der Stärken der verwendeten Fügepartner in einer aus mehreren miteinander gefüg ten Bauteilen bestehenden Komponente ist der Grundgedanke von Multi-Material-Verbindungen. Aufgrund von Spannungsspitzen sind insbesondere bei Fahrzeug komponenten Krafteinleitungselemente zu verwenden, die vorzugsweise aus Metall gefertigt sind. Mittels Multi-Material-Verbindungen ist es weiterhin möglich, verschie dene Funktionen zu integrieren, wie z.B. Gelenkfunktionen bei einem 2-Punkt-Len-ker.

Aufgrund der verschiedenen Materialeigenschaften stellt die Herstellung von Multi-Material-Verbindungen große Herausforderungen an die bisherigen Fügetechniken. Thermische Ausdehnungskoeffizienten, Schmelztemperaturen und Wärmeleitfähig keiten müssen bereits bei der Konstruktion der Bauteile beachtet werden. Der ein fachste Weg eine Verbindung herzustellen, ist mittels nachgelagerter Prozesse, dem sogenannten Post-Mold Assembly (PMA). Nachteilig im Zusammenhang mit einen Faser-Kunststoff-Verbund (FKV) ist z.B. die Schädigung der Faser und somit eine Schwächung des Verbunds. Abhilfe gegen die Schädigung der Fasern wird durch die Herstellung des Verbunds während der Aushärtung des Polymers geschaffen. Dies wird als In-Mould Assembly (IMA) bezeichnet. Dabei werden beispielsweise metalli sche Einleger umspritzt. Für die Verbindung von Endlos-Faser-Kunststoff-Verbunden (E-FKV) mit einem Metall können verschiedene Fügekonzepte angewandt werden. Beispielsweise erfolgt das Verbinden durch Verschrauben oder Verkleben. Auch ist zum Fügen von FKV-Metall-Strukturen das Einlaminieren eines Inserts bekannt.

Mit den zurzeit genutzten Bau- und Fahrzeugteilen aus Metall sind im Vergleich zu FKV-Strukturen ein höheres Mehrgewicht, niedrigere spezifische Festigkeiten und ggf. eine beschränkte Gestaltungsfreiheit verbunden. Ferner sind mit derzeitigen FKV- oder metallischen Strukturen verlängerte und komplexe Prozessketten verbun den, unter anderem bedingt durch die mechanische Bearbeitung der FKV- oder me tallischen Struktur und durch zusätzliche Montageschritte zur Erzielung der Gelenk funktionen.

Bei Komponenten, die aus einer Kombination von metallischen Bauteilen und Faser-Kunststoff -Verbunden bestehen, treten z.B. die folgenden Probleme auf:

- Unterschiedliche Wärmeausdehnungskoeffizienten der Materialien führen zu Span nungen und Fehlstellen in den Komponenten.

- Geringe Toleranzen in metallischen Bauteilen sind mit hohen Kosten verbunden, sodass die Toleranzen durch den FKV ausgeglichen werden müssen.

Ausgehend hiervor liegt der Erfindung insbesondere die Aufgabe zugrunde, bei ei nem Verfahren der eingangs genannten Art, Fertigungstoleranzen in der Ausneh mung des zweiten Bauteils mit Hilfe des ersten Bauteils ausgleichen zu können.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiter bildungen dieses Verfahrens sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.

Das eingangs genannte Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen zwei Bauteilen, von denen ein erstes Bauteil einen Verbindungsabschnitt aufweist und zu mindest in diesem aus einem Faser-Kunststoff-Verbund hergestellt wird und ein zweites Bauteil eine zu seiner Oberfläche hin offene Ausnehmung aufweist, in wel che in einem Einsetzschritt das erste Bauteil mit seinem Verbindungsabschnitt einge setzt wird, der anschließend in einem Verbindungsschritt unter Ausbildung eines Hin terschnitts in der Ausnehmung, vorzugsweise plastisch, verformt wird, wird insbeson dere dadurch weitergebildet, dass vor dem Einsetzschritt in den Verbindungsab- schnitt eine Feder eingebracht und gespannt wird und im Verbindungsschritt die, vor zugsweise plastische, Verformung des Verbindungsabschnitts durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Feder bewirkt wird.

Da die Verformung des Verbindungsabschnitts zur Ausbildung des Hinterschnitts durch die Federkraft der Feder bewirkt wird, können Fertigungstoleranzen in der Aus nehmung des zweiten Bauteils ausgeglichen werden. Insbesondere drängt die Feder das Material des Verbindungsabschnitts gegen eine die Ausnehmung begrenzende Wandung des zweiten Bauteils. Bei der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen handelt es sich insbesondere um eine starre Verbindung.

Gemäß einer Weiterbildung ist die Ausnehmung für das Ausbilden des Hinterschnitts geeignet ausgebildet. Beispielsweise erweitert oder öffnet sich die Ausnehmung, ins besondere zumindest bereichsweise, in das zweite Bauteil hinein. Bevorzugt er streckt sich die Ausnehmung, insbesondere in einer axialen Richtung, in das zweite Bauteil hinein. Vorzugsweise erweitert oder öffnet sich die Ausnehmung, insbeson dere dabei, vorteilhaft zumindest bereichsweise, quer zur axialen Richtung und/oder Erstreckungsrichtung, insbesondere in das zweite Bauteil hinein. Bevorzugt wird im Einsetzschritt das erste Bauteil in axialer Richtung mit seinem Verbindungsabschnitt in die Ausnehmung eingesetzt. Vorzugsweise wird im Verbindungsschritt der Verbin dungsabschnitt unter Ausbildung des Hinterschnitts quer zur axialen Richtung, vor zugsweise plastisch, verformt. Vorteilhaft wird die Feder quer zur axialen Richtung gespannt. Bevorzugt wirkt die Federkraft der Feder quer zur axialen Richtung. Vor zugsweise wird die Feder in axialer Richtung in den Verbindungsabschnitt einge bracht. Vorteilhaft wird in dem Verbindungsabschnitt stirnseitig eine Aussparung aus gebildet, in welche die Feder eingebracht wird.

Bevorzugt wird im Einsetzschritt das erste Bauteil, insbesondere in axialer Richtung, mit seinem Verbindungsabschnitt zusammen mit der in den Verbindungabschnitt ein-gebrachten und/oder gespannten Feder in die Ausnehmung eingesetzt. Vorzugs weise wird das erste Bauteil, insbesondere vollständig, aus dem oder einem Faser-Kunststoff -Verbund hergestellt.

Gemäß einer Ausgestaltung wird im Verbindungsschritt die Steifigkeit des Verbin dungsabschnitts und/oder des ersten Bauteils vorübergehend herabgesetzt, sodass durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Feder die, vorzugsweise plasti sche, Verformung des Verbindungsabschnitts bewirkt wird. Durch die vorüberge hende Herabsetzung der Steifigkeit des Verbindungsabschnitts und/oder des ersten Bauteils ist es der Feder insbesondere möglich, den Verbindungsabschnitts, vorzugs weise plastisch, zu verformen. Bevorzugt wird im Verbindungsschritt der Verbin dungsabschnitt im Bereich der Feder durch die Federkraft der Feder, vorzugsweise quer zur axialen Richtung, gespreizt oder auseinander gespreizt. Insbesondere wird dadurch der Verbindungsabschnitt, vorzugsweise plastisch, verformt. Vorteilhaft wird der Verbindungsabschnitt unter Ausbildung des Hinterschnitts mittels der Feder, vor zugsweise quer zur axialen Richtung, gespreizt oder auseinander gespreizt.

Gemäß einer Weiterbildung weist der Faser-Kunststoff-Verbund Fasern und/oder eine oder wenigstens eine, vorzugsweise die Fasern einbettende, insbesondere duroplastische, Matrix auf. Vorteilhaft wird die Aushärtung des Faser-Kunststoff-Ver-bunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds im Verbindungsschritt ein geleitet. Bevorzugt wird der Faser-Kunststoff-Verbund und/oder die Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds im Verbindungsschritt ausgehärtet. Vorzugsweise wird die Stei figkeit des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Ver bunds durch das Einleiten des Aushärtens und/oder während des Aushärtens und/o der durch das Aushärten vorübergehend herabgesetzt. Somit ist es insbesondere möglich, dass die Feder die Verformung des Verbindungsabschnitts bewirken kann. Bevorzugt wird als Folge der vorübergehenden Herabsetzung der Steifigkeit des Fa ser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds die, vor zugsweise plastische, Verformung des Verbindungsabschnitts durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Feder bewirkt. Vorteilhaft wird durch die vorüberge hende Herabsetzung der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds auch die Steifigkeit des Verbindungsabschnitts und/oder des ersten Bauteils vorübergehend herabgesetzt. Bevorzugt wird nach dem Einleiten des Aushärtens des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Fa ser-Kunststoff-Verbunds und/oder nach dem, insbesondere plastischen, Verformen des Verbindungsabschnitts der Faser-Kunststoff-Verbund und/oder die Matrix des

Faser-Kunststoff-Verbunds, insbesondere vollständig, ausgehärtet, was vorzugs weise im Verbindungsschritt erfolgt. Vorteilhaft ist oder sind nach dem, insbesondere vollständigen, Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Fa ser-Kunststoff-Verbunds der Verbindungsabschnitt und/oder das erste Bauteil starr. Vorteilhaft bildet das erste Bauteil nach dem, insbesondere vollständigen, Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds, vorzugsweise zusammen mit dem Verbindungsabschnitt, einen starren Körper.

Bevorzugt verliert der Faser-Kunststoff-Verbund während des Aushärtens, insbeson dere aufgrund der Synthesereaktion des Materials und dem damit einhergehenden Schrumpfverhalten, an Steifigkeit, wodurch weniger Druck auf die eingebrachte Fe der ausgeübt wird. Vorzugsweise wirkt auf die Feder dadurch ein geringerer Druck, wodurch diese sich ausdehnen und über einen Teil ihres Federweges entspannen kann. Vorteilhaft wird durch die Ausdehnung der Feder der um die Feder liegende Faser-Kunststoff-Verbund auseinander gespreizt und der Hinterschnitt in der Aus nehmung erzeugt, der eine Fixierung des Verbindungsabschnitts in der Ausnehmung bewirkt. Die Ausdehnung der Feder ist z.B. abhängig von der auf die Feder wirken den Vorspannung und/oder von der Federsteifigkeit und/oder von der Steifigkeit des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder von der Ausgestaltung der Feder und/oder von dem Material, aus dem die Feder besteht. Dies ermöglicht insbesondere eine varia bel Einsteilbarkeit Ausdehnung der Feder.

Bevorzugt liegt der Faser-Kunststoff-Verbund und/oder die Matrix des Faser-Kunst stoff-Verbunds vor dem Verbindungsschritt in einem nicht ausgehärteten Zustand vor. Vorzugsweise wird der Verbindungsabschnitt und/oder das erste Bauteil und/o der der Faser-Kunststoff-Verbund und/oder die Matrix des Faser-Kunststoff-Ver bunds im Verbindungsschritt erwärmt. Durch das Erwärmen wird insbesondere das Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds eingeleitet und/oder durch das Erwärmen erfolgt insbesondere das, vor zugsweise vollständige, Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Mat rix des Faser-Kunststoff-Verbunds. Vorteilhaft erfolgt das Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff-Verbunds unter Wär mezufuhr und/oder unter Druck. Das Aushärten des Faser-Kunststoff-Verbunds

und/oder der Matrix des Faser-Kunststoff -Verbunds erfolgt z.B. in einem Autoklav, ei nem Umluftofen, einem Presswerkzeug oder mittels einer anderen Vorrichtung zur Temperatur- und/oder Druckbeauschlagung des Faser-Kunststoff-Verbunds.

Bevorzugt bildet das zweite Bauteil einen formstabilen Körper. Insbesondere besteht das zweite Bauteil aus Metall.

Gemäß einer Ausgestaltung wird die Feder derart in den Verbindungsabschnitt ein gebracht, dass sie von Fasern des Faser-Kunststoff-Verbunds umgeben ist oder wird. Bevorzugt wird die Feder, insbesondere mittig, in ein, vorzugsweise freies und/oder stirnseitiges, Ende des Verbindungsabschnitts eingebracht.

Gemäß einer Weiterbildung wird der Faser-Kunststoff-Verbund und/oder wird das erste Bauteil zumindest in seinem Verbindungsabschnitt und/oder wird das erste Bauteil, insbesondere vollständig, aus mehreren Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen als Laminat hergestellt und/oder zu einem Laminat zusammengesetzt. Bevorzugt wird die Feder, vorzugsweise mittig, zwischen wenigsten zwei der Faser-Kunststoff-Ver bund-Lagen angeordnet und insbesondere dadurch in den Verbindungsabschnitt ein gebracht. Vorzugsweise werden im Verbindungsschritt die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, durch die Federkraft der, insbeson dere gespannten, Feder, bevorzugt quer zur axialen Richtung, auseinander ge spreizt. Vorteilhaft erfolgt die Verformung des Verbindungsabschnitts derart, dass die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Feder, vorzugsweise quer zur axialen Richtung, auseinander gespreizt werden. Die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen be stehen z.B. aus Prepregs. Bevorzugt bilden die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen zu sammen den Verbindungsabschnitt und/oder das erste Bauteil und/oder den Faser-Kunststoff -Verbu nd .

Beispielsweise werden die wenigsten zwei oder diejenigen Faser-Kunststoff-Ver bund-Lagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, länger ausgebildet als die anderen Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, sodass im Verbindungsabschnitt stirnsei tig die oder eine Aussparung ausgebildet wird, in welche die Feder eingebracht wird.

Bevorzugt beträgt die Anzahl der Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen wenigstens drei, vorzugsweise mehr als drei.

Gemäß einer Ausgestaltung weist jede Faser-Kunststoff -Verbund-Lage Fasern und/oder eine, vorzugsweise die Fasern einbettende, insbesondere duroplastische, Matrix auf. Vorteilhaft wird die Aushärtung der Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen und/oder der Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen im Verbindungsschritt eingeleitet. Bevorzugt werden die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder die Mat rices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen im Verbindungsschritt ausgehärtet. Vor zugsweise wird die Steifigkeit der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder der Mat rices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen durch das Einleiten des Aushärtens und/o der während des Aushärtens und/oder durch das Aushärten vorübergehend herab gesetzt. Somit ist es insbesondere möglich, dass die Feder die Verformung des Ver bindungsabschnitts bewirken kann. Bevorzugt wird als Folge der vorübergehenden Herabsetzung der Steifigkeit der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder der Mat rices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen die, vorzugsweise plastische, Verformung des Verbindungsabschnitts durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Fe der bewirkt. Vorteilhaft wird durch die vorübergehende Herabsetzung der Steifigkeit der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder der Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen auch die Steifigkeit des Faser-Kunststoff -Verbunds und/oder des Verbindungsabschnitts und/oder des ersten Bauteils vorübergehend herabgesetzt. Bevorzugt werden nach dem Einleiten des Aushärtens der Faser-Kunststoff-Ver bund-Lagen und/oder der Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder nach dem, insbesondere plastischen, Verformen des Verbindungsabschnitts die Fa ser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder die Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, insbesondere vollständig, ausgehärtet, was vorzugsweise im Verbindungs schritt erfolgt. Vorteilhaft ist oder sind nach dem, insbesondere vollständigen, Aus härten der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder der Matrices der Faser-Kunst stoff-Verbund-Lagen der Verbindungsabschnitt und/oder das erste Bauteil und/oder der der Faser-Kunststoff-Verbund starr. Vorteilhaft bildet das erste Bauteil nach dem, insbesondere vollständigen, Aushärten der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/o der der Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, vorzugsweise zusammen mit

dem Verbindungsabschnitt, einen starren Körper. Die Faser-Kunststoff -Verbund-La gen weisen insbesondere die gleiche Matrix und/oder die gleichen Fasern auf. Be vorzugt bilden die Matrices der Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen zusammen die Mat rix des ersten Bauteils und/oder des Verbindungsabschnitts und/oder des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder des Laminats.

Bevorzugt werden, insbesondere vor dem Einsetzschritt, die Faser-Kunststoff-Ver-bund-Lagen, vorzugsweise quer zur axialen Richtung, flächig aufeinander gelegt. Vorzugsweise wird dabei die Feder zwischen wenigstens zwei der Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen oder zwischen den wenigsten zwei Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen angeordnet. Dadurch wie die Feder insbesondere in den Verbindungsabschnitt ein gebracht.

Gemäß einer Ausgestaltung wird, insbesondere vor dem Einsetzschritt, der Faser-Kunststoff -Verbund und/oder das erste Bauteil zumindest in seinem Verbindungsab schnitt und/oder das erste Bauteil, insbesondere vollständig, aus mehreren flächig aufeinander gelegten trockenen oder vorimprägniertes Faserlagen hergestellt und/o der zusammengesetzt. Bevorzugt wird die Feder, vorzugsweise mittig, zwischen we nigsten zwei der Faserlagen angeordnet und insbesondere dadurch in den Verbin dungsabschnitt eingebracht. Vorzugsweise wird anschließend, insbesondere im Ver bindungsschritt, die oder eine, vorzugsweise duroplastische, Matrix in die Faserlagen und/oder in die durch die Faserlagern gebildete Faserlagenanordnung injiziert. Das Herstellen des Verbindungsabschnitts und/oder des ersten Bauteils und/oder des Fa-ser-Kunststoff-Verbund erfolgt beispielsweise durch das Harzinjektionsverfahren (Resin Transfer Moulding), welches z.B. auch mit dem Ausdruck RTM abgekürzt wird. Vorzugsweise werden im Verbindungsschritt die Faserlagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, durch die Federkraft der, insbesondere gespannten Feder, bevorzugt quer zur axialen Richtung, auseinander gespreizt. Vorteilhaft erfolgt die Verformung des Verbindungsabschnitts derart, dass die Faserlagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, durch die Federkraft der, insbesondere gespannten, Feder, vorzugsweise quer zur axialen Richtung, auseinander gespreizt werden. Bevorzugt bilden die Faserlagen, insbesondere nach der Injektion, die Faser-Kunststoff-Ver-bund-Lagen. Vorteilhaft bilden die Faserlagen, insbesondere nach der Injektion

und/oder nach dem Aushärten, das Laminat. Die vorimprägnierten Faserlagen sind z.B. mit Harz vorimprägniert. Beispielsweise bestehen die vorimprägnierten Faserla gen aus Prepregs.

Vorteilhaft werden die wenigsten zwei oder diejenigen Faserlagen, zwischen denen die Feder angeordnet ist, länger ausgebildet als die anderen Faserlagen, sodass im Verbindungsabschnitt stirnseitig die oder eine Aussparung ausgebildet wird, in wel che die Feder eingebracht wird. Bevorzugt beträgt die Anzahl der Faserlagen we nigstens drei, vorzugsweise mehr als drei.

Gemäß einer Weiterbildung werden die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen und/oder die Faserlagen im Bereich der Feder vor dem Einsetzen durch ein Klemmmittel zu sammengehalten und/oder zusammengedrückt. Das Klemmmittel ist z.B. ein Clip o-der Zange. Hierdurch kann insbesondere eine Beschädigung des Laminats im Ein setzschritt vermieden werden.

Gemäß einer Ausgestaltung werden die beiden Bauteile im Verbindungsabschnitt zu sätzlich stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verklebt. Bevorzugt wird vor dem Einsetzschritt ein Klebstoff auf die Oberfläche des Verbin dungsabschnitts aufgebracht und/oder in die Ausnehmung eingebracht, sodass die beiden Bauteile, insbesondere im Einsetzschritt und/oder Verbindungsabschnitt, zu sätzlich miteinander verklebt werden.

Bei den Fasern des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder jeder Faser-Kunststoff -Ver bund-Lage und/oder jeder Faserlage handelt es sich z.B. um Kohlenstofffasern oder um Glasfasern. Bevorzugt sind die Fasern des Faser-Kunststoff-Verbunds und/oder jeder Faser-Kunststoff-Verbund-Lage und/oder jeder Faserlage Endlosfasern. Vor zugsweise bildet der Faser-Kunststoff-Verbund einen Endlosfaser-Kunststoff-Ver-bund. Vorteilhaft bildet jede Faser-Kunststoff-Verbund-Lage eine Endlosfaser-Kunst-stoff-Verbund-Lage. Bevorzugt bildet jeder Faserlage eine Endlosfaserlage.

Die Feder besteht beispielsweise aus Metall oder aus Kunststoff oder aus einem Elastomer, wie z.B. Gummi. Bevorzugt ist die Feder als Druckfeder ausgeführt. Bei spielsweise ist die Feder eine Schraubenfeder. Die Windungsanzahl der Feder und/oder die Steigung der Windungen und/oder der Durchmesser der Feder und/o der der Durchmesser des Federdrahts sind dabei insbesondere variabel an die jewei ligen Anforderungen anpassbar. Insbesondere ist die Querschnittsform des Feder drahts rund ausgeführt. Alternativ kann die Querschnittsform des Federdrahts aber auch quadratisch, rechteckig oder anderes ausgebildet sein. Insbesondere ist die Fe der als Flachfeder und/oder als Lamelle ausgeführt.

Gemäß einer Weiterbildung verjüngt sich die Ausnehmung, vorzugsweise axial, ins besondere zumindest bereichsweise, in Richtung ihrer an der Oberfläche des zwei ten Bauteils vorgesehenen Öffnung. Bevorzugt ist die Ausnehmung, insbesondere zumindest bereichsweise, vorzugsweise in axialer Richtung, keilförmig oder konisch ausgebildet.

Gemäß einer Ausgestaltung ist in dem zweiten Bauteil eine Lageraufnahme vorgese hen, in die, vorzugsweise in oder nach dem Verbindungsschritt, ein Gelenk oder Gummilager eingesetzt wird. Bevorzugt bilden die beiden miteinander verbundenen Bauteile eine Fahrwerkkomponente oder einen Teil einer Fahrwerkkomponente eines Fahrzeugs. Vorzugsweise wird die Fahrwerkkomponente insbesondere, mittels des Gelenks oder Gummilagers, mit einem Fahrzeugbauteil, wie z.B. mit einer anderen Fahrwerkkomponente oder mit einem Fahrzeugaufbau oder Hilfsrahmen verbunden.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine schematische Seitenansicht eines Zweipunkt-Lenkers mit zwei nach dem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß einer Ausführungsform hergestellten Verbindungen,

Fig. 2 eine schematische Ansicht einer aus Fig. 1 ersichtlichen Feder,

Fig. 3 einen Ablauf zur Herstellung einer aus Fig. 1 ersichtlichen Verbindungsstrebe des Zweipunkt-Lenkers,

Fig. 4 einen Einsetzschritt, in dem die Verbindungsstrebe in eine Ausnehmung eines aus Fig. 1 ersichtlichen Krafteinleitungselements des Zweipunkt-Lenkers ein gesetzt wird, und

Fig. 5 einen Verbindungsschritt, in dem die in die Ausnehmung des Krafteinleitungs elements eingesetzte Verbindungsstrebe mit dem Krafteinleitungselement ver bunden wird.

Aus Fig. 1 ist eine schematische Seitenansicht eines Zweipunkt-Lenkers 1 mit einer Verbindungsstrebe 2 aus einem Faser-Kunststoff-Verbund und zwei metallischen Krafteinleitungselementen 3 und 4 ersichtlich, die jeweils starr mit der Verbindungs strebe 2 verbunden sind. Die beiden Krafteinleitungselementen 3 und 4 sind gleichar tig ausgebildet. Ferner sind die beiden starren Verbindungen gleichartig ausgeführt, sodass nachfolgend lediglich auf die Verbindung zwischen der Verbindungsstrebe 2 und dem Krafteinleitungselement 3 eingegangen wird.

Die Verbindungsstrebe 2 bildet ein erstes Bauteil, welches einen Verbindungsab schnitt 5 aufweist, in dessen dem Krafteinleitungselement 3 zugewandten, stimseiti-gen Ende eine Feder 6 eingebracht ist. Ferner bildet das Krafteinleitungselement 3 ein zweites Bauteil, welches eine zu seiner Oberfläche 7 hin offene und sich in die ses in einer axialen Richtung x hinein erstreckende Ausnehmung 8 aufweist, in wel che das erste Bauteil 2 mit seinem Verbindungsabschnitt 5 eingesetzt ist. Die Aus nehmung 8 verjüngt sich in einem Befestigungsbereich 9 in Richtung ihrer an der Oberfläche 7 des zweiten Bauteils 3 vorgesehenen Öffnung 10. Insbesondere ist die Ausnehmung 8 in ihrem Befestigungsbereich 9 keilförmig ausgebildet. Der Verbin dungsabschnitt 5 des ersten Bauteils 2 ist innerhalb der Ausnehmung 8 quer zur axi alen Richtung x gespreizt, sodass ein Hinterschnitt 1 1 ausgebildet ist, mittels wel chem das erste Bauteil 2 formschlüssig mit dem zweiten Bauteil 3 verbunden ist. Fer ner ist das zweite Bauteil 2 mit seinem Verbindungsabschnitt 5 innerhalb der Aus nehmung 8 quer zur axialen Richtung x an eine die Ausnehmung 8 begrenzende

Wandung 12 des zweiten Bauteils 3 angelegt und mit dieser verklebt. Das zweite Bauteil 3 weist eine, vorzugsweise ein Lagerauge bildende, zylindrische Lagerauf nahme 13 auf, in die insbesondere ein Gelenk oder Gummilager eingesetzt wird.

Das erste Bauteil 2 ist als Laminat aus mehreren flächig aufeinander liegenden und fest miteinander verbundenen Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 ausgebildet und weist im Verbindungsabschnitt 5 stirnseitig eine Aussparung 15 auf, in welche die Fe der 6 eingebracht ist. Die Feder 6 ist dabei zwischen wenigstens zwei oder mehreren der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 im Verbindungsabschnitt 5 angeordnet, was aus Fig. 2 ersichtlich ist. Die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14, zwischen denen die Feder 6 angeordnet ist, sind gleich lang. Ferner sind die anderen Faser-Kunst stoff-Verbund-Lagen, die stirnseitig an die Aussparung 15 grenzen, gleich lang, aber kürzer als die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, zwischen denen die Feder 6 ange ordnet ist.

Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf Fig. 3 die Herstellung des ersten Bau teils 2 und unter Bezugnahme auf die Fig. 4 und 5 das Ausbilden der Verbindung zwischen den beiden Bauteilen 2 und 3 beschrieben.

Zur Herstellung des ersten Bauteils 2 werden gemäß Fig. 3, Abschnitt a mehrere Fa ser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14, vorzugswiese in Form von Prepregs, unter Ausbil dung der Aussparung 15 im Verbindungsabschnitt 5 flächig aufeinander gelegt. Fer ner wird die Feder 6 gespannt und im gespannten Zustand in die Aussparung 15 ein gebracht. Der Pfeil 16 verdeutlicht dabei die Stapelrichtung der Faser-Kunststoff-Ver bund-Lagen 14. Ferner repräsentiert der Pfeil 1 7 insbesondere das Einbringen der gespannten Feder 6 in die Aussparung 15. Alternativ kann z.B. die ungespannte Fe der an dem für die Aussparung 15 vorgesehen Ort angeordnet und durch das Sta peln der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 gespannt werden. Bevorzugt werden die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 beim Stapeln zusammengedrückt. Die Matri ces der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 sind dabei noch nicht ausgehärtet.

In Fig. 3, Abschnitt b ist das gemäß Fig. 3, Abschnitt a hergestellte erste Bauteil 2 dargestellt, wobei die Matrices der Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen 14 im nicht aus gehärteten Zustand vorliegen. Vorzugsweise kleben die Faser-Kunststoff -Verbund-Lagen 14 aufgrund der Klebrigkeit ihrer nicht ausgehärteten Matrices zusammen, so-dass das erste Bauteil 2 zusammenhält. Ferner ist die Steifigkeit der Faser-Kunst-stoff-Verbund-Lagen 14 im nicht ausgehärteten Zustand ihrer Matrices derart hoch, dass die gespannte Feder 6 die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14, zwischen de nen sie angeordnet ist, nicht auseinander spreizen kann.

Nachfolgend wird gemäß Fig. 3, Abschnitt c das erste Bauteil 2 im Verbindungsab schnitt 5 oberflächlich mit einem Klebstofffilm 18 versehen. Das Aufbringen des Kleb stofffilms 18 auf die Oberfläche des Bauteils 2 wird insbesondere durch den Pfeil 19 verdeutlicht. Dabei liegen die Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 im nicht ausgehärteten Zustand vor.

Anschließend wird in einem Einsetzschritt das erste Bauteil 2 im seinem Verbin dungsabschnitt 5 in axialer Richtung x in die Ausnehmung 8 des zweiten Bauteils 3 eingesetzt, was aus Fig. 4 ersichtlich ist. Die Größe oder lichte Weite 52 der Öffnung 10 ist dabei insbesondere größer als die, vorzugsweise größte, Dicke Ö1 des ersten Bauteils 2. Das Einsetzen des Verbindungsabschnitts 5 des zweiten Bauteils 2 in die Ausnehmung des zweiten Bauteils 3 wird insbesondere durch den Pfeil 20 verdeut licht. Dabei liegen die Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 im nicht aus gehärteten Zustand vor.

Gemäß Fig. 5, Abschnitt d ist das erste Bauteil 2 im seinem Verbindungsabschnitt 5 in die Ausnehmung 8 des zweiten Bauteils 3 eingesetzt. Ferner wird die so gebildete Anordnung in einem Verbindungsschritt mittels einer Wärmequelle 21 erwärmt, so-dass auch die Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14 erwärmt und dadurch ausgehärtet werden. Während der Aushärtung wird die Steifigkeit der Matri ces der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen vorübergehend herabgesetzt, sodass die Feder 6 aufgrund ihrer Federkraft die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen 14, zwischen denen sie angeordnet ist, auseinander spreizt und somit den Hinterschnitt 1 1 im Be festigungsbereich 9 erzeugt. Ferner werden die auseinander gespreizten Faser-

Kunststoff-Verbund-Lagen 14 mit dem Klebstofffilm 18 gegen die Wandung 12 der Ausnehmung 8 gedrückt, sodass die beiden Bauteile 2 und 3 im Verbindungsab schnitt 5 miteinander verklebt werden. Im ausgehärteten Zustand der Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, der aus Fig. 5, Abschnitt e ersichtlich ist, sind die beiden Bauteil 2 und 3 durch den Hinterschnitt 1 1 formschlüssig und durch die Ver klebung zusätzlich stoffschlüssig miteinander verbunden.

Bevorzugt werden die Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen, insbesondere während des Aushärtens, durch ihre Matrices stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Matrices der Faser-Kunststoff-Verbund-Lagen werden zusammenfassend insbesondere auch als Matrix des ersten Bauteils 2 und/oder des Faser-Kunststoff-Verbunds bezeichnet.

Das Krafteinleitungselement 4 wird auf die gleiche Weise wie das Krafteinleitungsele ment 3 mit der Verbindungsstrebe 2 verbunden. Vorzugsweise werden die beiden Krafteinleitungselemente 3 und 4 gleichzeitig mit der Verbindungsstrebe 2 verbun den.

Bezuqszeichen

1 Zweipunkt-Lenker

2 Verbindungsstrebe / erstes Bauteil

3 Krafteinleitungselement / zweites Bauteil

4 Krafteinleitungselement

5 Verbindungsabschnitt des ersten Bauteils

6 Feder

7 Oberfläche des zweiten Bauteils

8 Ausnehmung im zweiten Bauteil

9 Befestigungsbereich

10 Öffnung der Ausnehmung

11 Hinterschnitt

12 Wandung der Ausnehmung

13 Lageraufnahme

14 Faser-Kunststoff -Verbund-Lage

15 Aussparung im Verbindungsabschnitt

16 Stapelrichtung

17 Einbringen der Feder

18 Klebstofffilm

19 Aufbringen des Klebstofffilms

20 Einsetzen des Verbindungsabschnitts in die Ausnehmung

21 Wärmequelle

Ö1 Dicke des ersten Bauteils

52 lichte Weite der Öffnung

x axiale Richtung