DE102022134702A1 - Method and device for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels (2) an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (3), umfassend die Schritte:a) Bereitstellen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3),b) Anordnen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3) auf einer Bauteilaufnahmeeinrichtung (4),c) Positionieren eines Vergusswerkzeugs (5) mit einer formgebenden Kavität (50) auf einem Teilbereich des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3), in dem das Befestigungsmittel (2) erzeugt werden soll,d) Einbringen eines erwärmten und verflüssigten, insbesondere duroplastischen, Kunststoffs in die Kavität (50) des Vergusswerkzeugs (5), unde) Entformen des Befestigungsmittels (2) nach dem Verfestigen des Kunststoffs.The invention relates to a method for producing at least one fastening means (2) on a carbon fiber reinforced component (3), comprising the steps: a) providing the carbon fiber reinforced component (3), b) arranging the carbon fiber reinforced component (3) on a component receiving device (4), c) positioning a casting tool (5) with a shaping cavity (50) on a partial region of the carbon fiber reinforced component (3) in which the fastening means (2) is to be produced, d) introducing a heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic into the cavity (50) of the casting tool (5), and e) demolding the fastening means (2) after the plastic has solidified.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil.The present invention relates to a method and a device for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component.

Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, kohlenstofffaserverstärkte Bauteile (kurz: CFK-Bauteile) mit einem thermoplastischen Kunststoff, wie zum Beispiel Polycarbonat, Polyamid oder Acrylnitril-Butadien-Styrol, zu hinterspritzen, um dadurch ein oder mehrere Befestigungsmittel zur Befestigung des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils an einem anderen Bauteil zur Verfügung zu stellen. Diese Befestigungsmittel können zum Beispiel als Clips-Befestigungsmittel oder als Befestigungsdome ausgeführt sein. Bei der Herstellung wird das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil vollständig in ein zweischaliges Werkzeug, welches ein Werkzeugoberteil und ein Werkzeugunterteil aufweist, eingelegt und anschließend hinterspritzt, um das zumindest eine Befestigungsmittel zu erzeugen. Dabei umschließt das Werkzeug das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil vollständig.It is known from the prior art to back-inject carbon fiber reinforced components (CFRP components for short) with a thermoplastic plastic, such as polycarbonate, polyamide or acrylonitrile butadiene styrene, in order to provide one or more fastening means for fastening the carbon fiber reinforced component to another component. These fastening means can be designed as clip fastening means or as fastening domes, for example. During production, the carbon fiber reinforced component is completely inserted into a two-shell tool, which has an upper tool part and a lower tool part, and then back-injected to produce the at least one fastening means. The tool completely encloses the carbon fiber reinforced component.

Aus dem Stand der Technik ist es darüber hinaus auch bekannt, Befestigungsmittel aus einem thermoplastischen Kunststoff in einem Spritzgussverfahren mittels eines entsprechenden Spritzgusswerkzeugs herzustellen und anschließend mittels einer Klebevorrichtung mit kohlenstofffaserverstärkten Bauteilen zu verkleben. Dabei wird vorzugsweise ein Nasskleber verwendet.It is also known from the prior art to produce fastening means from a thermoplastic material in an injection molding process using a corresponding injection molding tool and then to bond them to carbon fiber reinforced components using an adhesive device. A wet adhesive is preferably used in this case.

Die beiden vorstehend erläuterten Verfahren sind relativ aufwendig und daher auch kostenintensiv.The two methods described above are relatively complex and therefore costly.

Die EP 0 036 763 B1 offenbart einen Metalldeckel, wobei an den Metalldeckel durch ein Spritzgussverfahren lokal Kunststoff angespritzt wird, und wobei ein Spritzgusswerkzeug lediglich einen Abschnitt des Metalldeckels abdeckt.The EP 0 036 763 B1 discloses a metal lid, wherein plastic is locally injected onto the metal lid by an injection molding process, and wherein an injection molding tool covers only a portion of the metal lid.

Die vorliegende Erfindung macht es sich zur Aufgabe, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil zur Verfügung zu stellen, mittels derer das zumindest eine Befestigungsmittel auf besonders einfache Weise erzeugt werden kann.The present invention has for its object to provide a method and a device for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component, by means of which the at least one fastening means can be produced in a particularly simple manner.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil mit den Merkmalen des Anspruchs 7 gelöst. Die Unteransprüche betreffen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.This object is achieved by a method for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component with the features of claim 1 and by a device for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component with the features of claim 7. The subclaims relate to advantageous developments of the invention.

Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil umfasst die Schritte:

  1. a) Bereitstellen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils,
  2. b) Anordnen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils auf einer Bauteilaufnahmeeinrichtung,
  3. c) Positionieren eines Vergusswerkzeugs mit einer formgebenden Kavität auf einem Teilbereich des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils, in dem das Befestigungsmittel erzeugt werden soll,
  4. d) Einbringen eines erwärmten und verflüssigten, insbesondere duroplastischen, Kunststoffs in die Kavität des Vergusswerkzeugs, und
  5. e) Entformen des Befestigungsmittels nach dem Verfestigen des Kunststoffs.
A method according to the invention for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component comprises the steps:
  1. a) Providing the carbon fibre reinforced component,
  2. b) arranging the carbon fibre reinforced component on a component receiving device,
  3. c) positioning a casting tool with a shaping cavity on a portion of the carbon fiber reinforced component in which the fastener is to be produced,
  4. d) introducing a heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic into the cavity of the casting tool, and
  5. e) Demoulding the fastener after the plastic has solidified.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Möglichkeit geschaffen, zumindest ein Befestigungsmittel aus einem gießfähigen, insbesondere duroplastischen, Kunststoff auf einfache Weise direkt an das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil anzugießen, so dass es in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich ist, das Befestigungsmittel in einem Spritzgussverfahren separat herzustellen und anschließend mittels einer Klebevorrichtung mit dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil zu verkleben. Dadurch kann die Erzeugung des Befestigungsmittels an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil erheblich vereinfacht werden.The method according to the invention makes it possible to cast at least one fastening means made of a castable, in particular thermosetting, plastic directly onto the carbon fiber reinforced component in a simple manner, so that it is advantageously no longer necessary to produce the fastening means separately in an injection molding process and then to bond it to the carbon fiber reinforced component using an adhesive device. This makes it considerably easier to produce the fastening means on the carbon fiber reinforced component.

In einer vorteilhaften Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass der erwärmte und verflüssigte, insbesondere duroplastische, Kunststoff durch Hintergießen in die Kavität des Vergusswerkzeugs eingebracht wird. Dadurch können auch relativ komplexe Geometrien des Befestigungsmittels auf einfache Weise realisiert werden.In an advantageous embodiment, it is proposed that the heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic is introduced into the cavity of the casting tool by back-casting. This also makes it possible to easily realize relatively complex geometries of the fastening means.

Vorzugsweise kann nach dem Entformen des Befestigungsmittels ein Anguss von dem Befestigungsmittel entfernt werden.Preferably, after demolding the fastener, a sprue can be removed from the fastener.

In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil vor der Durchführung des Verfahrensschritts d) an der Bauteilaufnahmeeinrichtung festgelegt wird. Beispielsweise kann das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil durch die Erzeugung eines Unterdrucks an der Bauteilaufnahmeeinrichtung festgelegt werden. In einer alternativen Variante kann das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil mit dem Vergusswerkzeug und mit der Bauteilaufnahmeeinrichtung verspannt werden. Andere Befestigungsarten, die eine temporäre Festlegung des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils an dem Vergusswerkzeug ermöglichen, sind grundsätzlich ebenfalls möglich.In a particularly advantageous embodiment, it can be provided that the carbon fiber reinforced component is fixed to the component receiving device before carrying out method step d). For example, the carbon fiber reinforced component can be fixed to the component receiving device by generating a negative pressure. In an alternative variant, the carbon fiber reinforced component can be fixed to the casting tool and to the component receiving device. direction. Other types of fastening that allow the carbon fiber reinforced component to be temporarily fixed to the casting tool are also possible in principle.

In einer vorteilhaften Weiterbildung besteht die Möglichkeit, dass für die Erzeugung einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil die Verfahrensschritte c) bis e) wiederholt in mehreren Teilbereichen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils ausgeführt werden. Dadurch können auf einfache Weise auch mehrere Befestigungsmittel an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil erzeugt werden.In an advantageous further development, it is possible for the method steps c) to e) to be carried out repeatedly in several sub-areas of the carbon fiber reinforced component in order to produce a plurality of fastening means on the carbon fiber reinforced component. This also makes it easy to produce several fastening means on the carbon fiber reinforced component.

Vorzugsweise kann als duroplastischer Kunststoff Polyurethan verwendet werden.Polyurethane can preferably be used as a thermosetting plastic.

Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil, die insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 geeignet ist, umfasst:

  • - eine Bauteilaufnahmeeinrichtung, die so geformt ist, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil auf der Bauteilaufnahmeeinrichtung anordenbar ist,
  • - ein Vergusswerkzeug mit einer formgebenden Kavität, das auf einem Teilbereich des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils, in dem das Befestigungsmittel erzeugt werden soll, positionierbar ist,
  • - Mittel zum Einbringen eines erwärmten und verflüssigten, insbesondere duroplastischen, Kunststoffs in die Kavität des Vergusswerkzeugs, und
  • - Mittel zum Entformen des Befestigungsmittels nach dem Verfestigen des Kunststoffs in der Kavität.
A device according to the invention for producing at least one fastening means on a carbon fiber reinforced component, which is particularly suitable for carrying out a method according to one of claims 1 to 6, comprises:
  • - a component receiving device which is shaped such that the carbon fibre reinforced component can be arranged on the component receiving device,
  • - a casting tool with a shaping cavity that can be positioned on a portion of the carbon fiber reinforced component in which the fastener is to be produced,
  • - means for introducing a heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic into the cavity of the casting tool, and
  • - Means for demoulding the fastener after the plastic has solidified in the cavity.

Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist es möglich, zumindest ein Befestigungsmittel aus einem gießfähigen, insbesondere duroplastischen, Kunststoff (vorzugsweise aus Polyurethan), auf einfache Weise direkt an das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil anzugießen, so dass es in vorteilhafter Weise nicht mehr erforderlich ist, das Befestigungsmittel in einem Spritzgussverfahren separat herzustellen und anschließend mittels einer Klebevorrichtung mit dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil zu verkleben. Das Vergusswerkzeug weist eine Kavität auf, deren Formkonturen an die Formkonturen des zu erzeugenden Befestigungsmittels angepasst sind. Mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann die Erzeugung des Befestigungsmittels an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil erheblich vereinfacht werden. Das Vergusswerkzeug kann zum Beispiel auch nacheinander in unterschiedlichen Teilbereichen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils positioniert werden, um dort jeweils ein Befestigungsmittel zu erzeugen.By means of the device according to the invention, it is possible to cast at least one fastening means made of a castable, in particular thermosetting, plastic (preferably polyurethane) directly onto the carbon fiber reinforced component in a simple manner, so that it is advantageously no longer necessary to produce the fastening means separately in an injection molding process and then to glue it to the carbon fiber reinforced component using an adhesive device. The casting tool has a cavity whose shape contours are adapted to the shape contours of the fastening means to be produced. By means of the device according to the invention, the production of the fastening means on the carbon fiber reinforced component can be considerably simplified. The casting tool can, for example, also be positioned one after the other in different sub-areas of the carbon fiber reinforced component in order to produce a fastening means there in each case.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass die Vorrichtung zumindest ein Festlegungsmittel aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil an der Bauteilaufnahmeeinrichtung festzulegen.In a preferred embodiment, it is proposed that the device has at least one fixing means which is designed to fix the carbon fiber reinforced component to the component receiving device.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird vorgeschlagen, dass das Festlegungsmittel als Spannvorrichtung oder als Unterdruckerzeugungseinrichtung ausgebildet ist. Dadurch wird eine sichere Festlegung des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils an der Bauteilaufnahmeeinrichtung ermöglicht. Die Spannvorrichtung kann vorzugsweise schwenkbar ausgebildet sein, um die Handhabung zu vereinfachen.In a particularly preferred embodiment, it is proposed that the securing means is designed as a clamping device or as a vacuum generating device. This enables the carbon fiber reinforced component to be securely secured to the component receiving device. The clamping device can preferably be designed to be pivotable in order to simplify handling.

Um eine Abdichtung des Vergusswerkzeugs zu ermöglichen, die während des Gießprozesses ein seitliches Ausströmen des flüssigen Kunststoffmaterials aus dem Vergusswerkzeug wirksam verhindern kann, wird in einer vorteilhaften Ausführungsform vorgeschlagen, dass an einer dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil zugewandten Seite des Vergusswerkzeugs ein oder mehrere Dichtungselemente angeordnet sind. Diese Dichtungselemente können insbesondere als Dichtschnur, als Gummidichtung oder als Schaumdichtung ausgeführt sein.In order to enable a sealing of the casting tool that can effectively prevent the liquid plastic material from flowing out of the casting tool during the casting process, it is proposed in an advantageous embodiment that one or more sealing elements are arranged on a side of the casting tool facing the carbon fiber reinforced component. These sealing elements can in particular be designed as a sealing cord, a rubber seal or a foam seal.

Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beiliegende 1, die eine Vorrichtung 1 zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels 2 an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (kurz: CFK-Bauteil) 3 in schematisch stark vereinfachter Form zeigt.Further features and advantages of the present invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment with reference to the attached 1 which shows a device 1 for producing at least one fastening means 2 on a carbon fiber reinforced component (CFRP component for short) 3 in a schematically highly simplified form.

Die Vorrichtung 1 weist eine Bauteilaufnahmeeinrichtung 4 zur Aufnahme des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils 3, an dem zumindest ein Befestigungsmittel 2 erzeugt werden soll, sowie ein Vergusswerkzeug 5 zum Formen des Befestigungsmittels 2 auf. Dabei wird das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil 3 nicht vollständig in das Vergusswerkzeug 5 eingebracht. Aus der Darstellung in 1 wird deutlich, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil 3 nur partiell und somit lokal in demjenigen Bereich, in dem das Befestigungsmittel 2 erzeugt werden soll, von dem Vergusswerkzeug 5 abgedeckt wird. Das Vergusswerkzeug 5 weist eine Kavität 50 auf, deren Formkonturen an die Formkonturen des zu erzeugenden Befestigungsmittels 2 angepasst sind. Das Vergusswerkzeug 5 kann grundsätzlich auch einseitig ausgeführt sein.The device 1 has a component receiving device 4 for receiving the carbon fiber reinforced component 3, on which at least one fastening means 2 is to be produced, and a casting tool 5 for forming the fastening means 2. The carbon fiber reinforced component 3 is not completely introduced into the casting tool 5. From the illustration in 1 It becomes clear that the carbon fiber reinforced component 3 is only partially covered by the casting tool 5, and thus locally in the area in which the fastening means 2 is to be produced. The casting tool 5 has a cavity 50, the shape contours of which are adapted to the shape contours of the fastening means 2 to be produced. The casting tool 5 can in principle also be designed on one side.

Die Vorrichtung 1 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel weiterhin eine Spannvorrichtung 6, mittels derer das Vergusswerkzeug 5 mit dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil 3 und der Bauteilaufnahmeeinrichtung 4 verspannt werden kann, so dass während der Durchführung des Verfahrens eine temporäre Festlegung des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils 3 an der Bauteilaufnahmeeinrichtung 4 ermöglicht wird. Um die Handhabung zu vereinfachen, kann die Spannvorrichtung 6 vorzugsweise verschwenkbar ausgeführt sein, so dass sie auf einfache Weise aus einer Nichtgebrauchsstellung in eine Gebrauchsstellung, in der sie das Vergusswerkzeug 5 mit dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil 3 und der Bauteilaufnahmeeinrichtung 4 verspannt, und umgekehrt verschwenkt werden kann. In einer alternativen Ausführungsform besteht auch die Möglichkeit, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil 3 durch die Erzeugung eines Unterdrucks mittels einer Unterdruckerzeugungseinrichtung an der Bauteilaufnahmeeinrichtung 4 festgelegt wird. Grundsätzlich sind aber auch anders gestaltete Befestigungsvarianten denkbar.In this exemplary embodiment, the device 1 further comprises a clamping device 6, by means of which the casting tool 5 can be clamped to the carbon fiber reinforced component 3 and the component receiving device 4, so that a temporary fixing of the carbon fiber reinforced component 3 to the component receiving device 4 is possible during the implementation of the method. In order to simplify handling, the clamping device 6 can preferably be designed to be pivotable, so that it can be easily pivoted from a non-use position to a use position in which it clamps the casting tool 5 to the carbon fiber reinforced component 3 and the component receiving device 4, and vice versa. In an alternative embodiment, it is also possible for the carbon fiber reinforced component 3 to be fixed to the component receiving device 4 by generating a negative pressure using a negative pressure generating device. In principle, however, other fastening variants are also conceivable.

Zur Erzeugung des Befestigungsmittels 2 wird ein erwärmtes und dadurch verflüssigtes Kunststoffmaterial in die Kavität 50 des Vergusswerkzeugs 5 eingebracht. Vorzugsweise wird die Kavität 50 dabei von dem erwärmten und verflüssigten Kunststoffmaterial hinterflutet. Durch Abkühlen des Kunststoffmaterials in der Kavität 50 verfestigt sich das vormals flüssige Kunststoffmaterial wieder und bildet dann - den Formkonturen der Kavität 50 entsprechend - das Befestigungsmittel 2 mit seinen entsprechenden Anbindungsgeometrien für die Anbindung an andere Bauteile aus. Vorzugsweise wird als Kunststoffmaterial für die Erzeugung des Befestigungsmittels ein duroplastischer Kunststoff, insbesondere Polyurethan, verwendet.To produce the fastening means 2, a heated and thereby liquefied plastic material is introduced into the cavity 50 of the casting tool 5. The cavity 50 is preferably flooded with the heated and liquefied plastic material. By cooling the plastic material in the cavity 50, the previously liquid plastic material solidifies again and then - in accordance with the shape contours of the cavity 50 - forms the fastening means 2 with its corresponding connection geometries for connection to other components. A thermosetting plastic, in particular polyurethane, is preferably used as the plastic material for producing the fastening means.

Um eine Abdichtung des Vergusswerkzeugs 5 zu ermöglichen, die während des Gießprozesses ein seitliches Ausströmen des flüssigen Kunststoffmaterials aus dem Vergusswerkzeug 5 wirksam verhindern kann, sind an einer dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil 3 zugewandten Seite des Vergusswerkzeugs 5 ein oder mehrere Dichtungselemente 7a, 7b vorgesehen. Diese Dichtungselemente 7a, 7b können - abhängig vom gewählten Abdichtungskonzept - zum Beispiel als Dichtschnur, als Gummidichtung oder als Schaumdichtung ausgeführt sein. Dadurch wird insbesondere auch die Möglichkeit geschaffen, dass das Vergusswerkzeug 5 auf mehreren, geometrisch unterschiedlich geformten Bereichen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils 3 oder auf mehreren, geometrisch unterschiedlich geformten kohlenstofffaserverstärkten Bauteilen 3 verwendet werden kann, um dort entsprechende Befestigungsmittel 2 zu erzeugen.In order to enable sealing of the casting tool 5 in a way that can effectively prevent the liquid plastic material from flowing out of the casting tool 5 during the casting process, one or more sealing elements 7a, 7b are provided on a side of the casting tool 5 facing the carbon fiber reinforced component 3. These sealing elements 7a, 7b can - depending on the sealing concept selected - be designed, for example, as a sealing cord, as a rubber seal or as a foam seal. This also creates the possibility in particular for the casting tool 5 to be used on several geometrically differently shaped areas of the carbon fiber reinforced component 3 or on several geometrically differently shaped carbon fiber reinforced components 3 in order to produce corresponding fastening means 2 there.

Nach einem Entformungsschritt, bei dem das Vergusswerkzeug 5 nach dem Verfestigen des duroplastischen Kunststoffs entfernt wird, und einem gegebenenfalls erforderlichen Entfernen eines Angusses wird dann das Befestigungsmittel 2 mit der gewünschten Formgestaltung erhalten.After a demolding step, in which the casting tool 5 is removed after the thermosetting plastic has solidified, and a possibly necessary removal of a sprue, the fastening means 2 with the desired shape is then obtained.

Mittels der hier beschriebenen Vorrichtung 1 können somit zum Beispiel auf eine einfache Weise auch mehrere Befestigungsmittel 2, insbesondere aus Polyurethan, erzeugt werden, indem das Vergusswerkzeug 5 an unterschiedlichen Teilbereichen auf das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil 3 aufgesetzt wird und an jeder Position ein Befestigungsmittel 2 in der oben beschriebenen Weise erzeugt wird.By means of the device 1 described here, it is thus possible, for example, to produce a plurality of fastening means 2, in particular made of polyurethane, in a simple manner by placing the casting tool 5 on the carbon fiber reinforced component 3 at different partial areas and producing a fastening means 2 at each position in the manner described above.

In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel wird das Befestigungsmittel 2 auf einer Rückseite des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils 3 erzeugt, die keine Sichtseite des Bauteils 3 bildet. Ein oder mehrere Befestigungsmittel 2 können zum Beispiel auch auf einer Vorderseite des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils 3, die eine Sichtseite des Bauteils 3 bildet, oder an einem Bauteilverlängerungsabschnitt erzeugt werden.In the embodiment shown here, the fastening means 2 is produced on a rear side of the carbon fiber reinforced component 3, which does not form a visible side of the component 3. One or more fastening means 2 can also be produced, for example, on a front side of the carbon fiber reinforced component 3, which forms a visible side of the component 3, or on a component extension section.

Mittels der hier beschriebenen Vorrichtung 1 und des Verfahrens ist es möglich, ein oder mehrere Befestigungsmittel 2 aus einem Kunststoff, vorzugsweise aus einem duroplastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyurethan, auf einfache Weise direkt an das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil 3 anzugießen, so dass keine Befestigungsmittel in einem Spritzgussverfahren separat hergestellt werden müssen und anschließend mittels einer Klebevorrichtung mit dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil 3 verklebt werden müssen. Dadurch kann die Erzeugung eines oder mehrerer Befestigungsmittel 2 an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil 3 erheblich vereinfacht werden. Diese Befestigungsmittel 2 können zum Beispiel als Clips- Befestigungsmittel oder als Befestigungsdome ausgeführt sein.Using the device 1 and the method described here, it is possible to cast one or more fastening means 2 made of a plastic, preferably a thermosetting plastic, in particular polyurethane, directly onto the carbon fiber reinforced component 3 in a simple manner, so that no fastening means have to be produced separately in an injection molding process and then glued to the carbon fiber reinforced component 3 using an adhesive device. This can significantly simplify the production of one or more fastening means 2 on the carbon fiber reinforced component 3. These fastening means 2 can be designed, for example, as clip fastening means or as fastening domes.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 0036763 B1 [0005]EP 0036763 B1 [0005]

Claims (10)

Verfahren zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels (2) an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (3), umfassend die Schritte: a) Bereitstellen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3), b) Anordnen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3) auf einer Bauteilaufnahmeeinrichtung (4), c) Positionieren eines Vergusswerkzeugs (5) mit einer formgebenden Kavität (50) auf einem Teilbereich des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3), in dem das Befestigungsmittel (2) erzeugt werden soll, d) Einbringen eines erwärmten und verflüssigten, insbesondere duroplastischen, Kunststoffs in die Kavität (50) des Vergusswerkzeugs (5), und e) Entformen des Befestigungsmittels (2) nach dem Verfestigen des Kunststoffs.Method for producing at least one fastening means (2) on a carbon fiber reinforced component (3), comprising the steps: a) providing the carbon fiber reinforced component (3), b) arranging the carbon fiber reinforced component (3) on a component receiving device (4), c) positioning a casting tool (5) with a shaping cavity (50) on a partial area of the carbon fiber reinforced component (3) in which the fastening means (2) is to be produced, d) introducing a heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic into the cavity (50) of the casting tool (5), and e) demolding the fastening means (2) after the plastic has solidified. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erwärmte und verflüssigte, insbesondere duroplastische, Kunststoff durch Hintergießen in die Kavität (50) des Vergusswerkzeugs (5) eingebracht wird.Procedure according to Claim 1 , characterized in that the heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic is introduced into the cavity (50) of the casting tool (5) by back-casting. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Entformen des Befestigungsmittels (2) ein Anguss von dem Befestigungsmittel (2) entfernt wird.Method according to one of the Claims 1 or 2 , characterized in that after demoulding the fastening means (2), a sprue is removed from the fastening means (2). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil (3) vor der Durchführung des Verfahrensschritts d) an der Bauteilaufnahmeeinrichtung (4) festgelegt wird.Procedure according to one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the carbon fiber reinforced component (3) is fixed to the component receiving device (4) before carrying out method step d). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass für die Erzeugung einer Mehrzahl von Befestigungsmitteln (2) an dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (3) die Verfahrensschritte c) bis e) wiederholt in mehreren Teilbereichen des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3) ausgeführt werden.Procedure according to one of the Claims 1 until 4 , characterized in that for the production of a plurality of fastening means (2) on the carbon fiber reinforced component (3), the method steps c) to e) are repeatedly carried out in several sub-regions of the carbon fiber reinforced component (3). Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass als duroplastischer Kunststoff Polyurethan verwendet wird.Method according to one of the Claims 1 until 5 , characterized in that polyurethane is used as the thermosetting plastic. Vorrichtung (1) zur Erzeugung zumindest eines Befestigungsmittels (2) an einem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (3), insbesondere zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, umfassend: - eine Bauteilaufnahmeeinrichtung (4), die so geformt ist, dass das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil (3) auf der Bauteilaufnahmeeinrichtung (4) anordenbar ist, - ein Vergusswerkzeug (5) mit einer formgebenden Kavität (50), das auf einem Teilbereich des kohlenstofffaserverstärkten Bauteils (3), in dem das Befestigungsmittel (2) erzeugt werden soll, positionierbar ist, - Mittel zum Einbringen eines erwärmten und verflüssigten, insbesondere duroplastischen, Kunststoffs in die Kavität (50) des Vergusswerkzeugs (5), und - Mittel zum Entformen des Befestigungsmittels (2) nach dem Verfestigen des Kunststoffs in der Kavität (50).Device (1) for producing at least one fastening means (2) on a carbon fibre reinforced component (3), in particular for carrying out a method according to one of the Claims 1 until 6 , comprising: - a component receiving device (4) which is shaped such that the carbon fiber reinforced component (3) can be arranged on the component receiving device (4), - a casting tool (5) with a shaping cavity (50) which can be positioned on a partial region of the carbon fiber reinforced component (3) in which the fastening means (2) is to be produced, - means for introducing a heated and liquefied, in particular thermosetting, plastic into the cavity (50) of the casting tool (5), and - means for demolding the fastening means (2) after the plastic has solidified in the cavity (50). Vorrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung (1) zumindest ein Festlegungsmittel aufweist, welches dazu ausgebildet ist, das kohlenstofffaserverstärkte Bauteil (3) an der Bauteilaufnahmeeinrichtung (4) festzulegen.Device (1) according to Claim 7 , characterized in that the device (1) has at least one fixing means which is designed to fix the carbon fiber reinforced component (3) to the component receiving device (4). Vorrichtung (1) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Festlegungsmittel als Spannvorrichtung (6) oder als Unterdruckerzeugungseinrichtung ausgebildet ist.Device (1) according to Claim 8 , characterized in that the fixing means is designed as a clamping device (6) or as a vacuum generating device. Vorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einer dem kohlenstofffaserverstärkten Bauteil (3) zugewandten Seite des Vergusswerkzeugs (5) ein oder mehrere Dichtungselemente (7a, 7b) angeordnet sind.Device (1) according to one of the Claims 7 until 9 , characterized in that one or more sealing elements (7a, 7b) are arranged on a side of the casting tool (5) facing the carbon fiber reinforced component (3).
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DE102017216496A1 (en) 2017-09-18 2019-03-21 Volkswagen Aktiengesellschaft Method for producing a motor vehicle component from fiber-reinforced plastic

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