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DE102024000348B3 - Carbon fiber reinforced component for connection to a metallic connecting element - Google Patents

Carbon fiber reinforced component for connection to a metallic connecting element Download PDF

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DE102024000348B3
DE102024000348B3 DE102024000348.7A DE102024000348A DE102024000348B3 DE 102024000348 B3 DE102024000348 B3 DE 102024000348B3 DE 102024000348 A DE102024000348 A DE 102024000348A DE 102024000348 B3 DE102024000348 B3 DE 102024000348B3
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carbon fiber
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opening
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Tobias Hiermer
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Original Assignee
Mercedes Benz Group AG
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein kohlefaserverstärktes Bauteil zur Verbindung mit einem metallischen Verbindungselement, umfassend eine Durchgangsöffnung (7) zur Aufnahme des metallischen Verbindungselementes (11). Bei einem kohlefaserverstärkten Bauteil, welches eine Korrosion mit Funktionsausfall metallischer Komponenten in Kontakt mit dem kohlefaserverstärkten Bauteil
verhindert, besteht das Bauteil (1) aus mehreren übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten Schichten (3), wobei zwischen jeweils zwei direkt übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten Schichten (3) partiell im Bereich der Durchgangsöffnung (7), diese vollständig umschließend, eine glasfaserverstärkte Schicht (5) angeordnet ist, welche die kohlefaserverstärkten Schichten (3) in Richtung der Durchgangsöffnung (7) überragt und radial in die Durchgangsöffnung (7) hineinragt.

Figure DE102024000348B3_0000
The invention relates to a carbon fiber reinforced component for connection to a metallic connecting element, comprising a through-opening (7) for receiving the metallic connecting element (11). In a carbon fiber reinforced component which is subject to corrosion with functional failure of metallic components in contact with the carbon fiber reinforced component
In order to prevent this, the component (1) consists of several carbon fiber reinforced layers (3) lying one above the other, wherein between each two carbon fiber reinforced layers (3) lying directly one above the other, a glass fiber reinforced layer (5) is arranged partially in the region of the through opening (7), completely enclosing the latter, which projects beyond the carbon fiber reinforced layers (3) in the direction of the through opening (7) and projects radially into the through opening (7).
Figure DE102024000348B3_0000

Description

Die Erfindung betrifft ein kohlefaserverstärktes Bauteil zur Verbindung mit einem metallischen Verbindungselement, umfassend eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des metallischen Verbindungselementes sowie ein Fahrzeug.The invention relates to a carbon fiber reinforced component for connection to a metallic connecting element, comprising a through opening for receiving the metallic connecting element, and to a vehicle.

Im Zuge von Leichtbaubestrebungen werden in Kraftfahrzeugen kohlefaserverstärkte Verbundmaterialien eingesetzt, die sich durch eine hohe elektrische Leitfähigkeit auszeichnen. Um ein kohlefaserverstärktes Bauteil an dem Kraftfahrzeug zu befestigen, ist an dem kohlefaserverstärkten Bauteil ein Krafteinleitungspunkt erforderlich. Dazu werden metallische Komponenten mit einem metrischen Gewinde verwendet. Metalle und offene Carbonfasern in Kontakt in einem Nassbereich führen zu einer starken Kontaktkorrosion der Metalle, so dass eine Isolation des Metalls gegen das kohlefaserverstärkten Bauteil notwendig ist.As part of lightweight construction efforts, carbon fiber reinforced composite materials are used in motor vehicles, which are characterized by high electrical conductivity. In order to attach a carbon fiber reinforced component to the motor vehicle, a force introduction point is required on the carbon fiber reinforced component. Metallic components with a metric thread are used for this purpose. Metals and open carbon fibers in contact in a wet area lead to severe contact corrosion of the metals, so that the metal must be insulated from the carbon fiber reinforced component.

Aus der DE 10 2012 001 859 A1 ist eine Verbindungsanordnung aus einem aus einem kohlefaserverstärkten Verbundwerkstoff bestehenden Bauteil und einer Schraube bekannt. Als Schutz vor elektrochemischer Kontaktkorrosion ist zwischen dem Bauteil und der Schraube eine sich waagerecht erstreckende Trennwand angeordnet, welche aus einer Titanlegierung oder einem elektrisch nichtleitenden Keramikwerkstoff besteht.From the DE 10 2012 001 859 A1 A connection arrangement consisting of a component made of a carbon fiber reinforced composite material and a screw is known. As protection against electrochemical contact corrosion, a horizontally extending partition made of a titanium alloy or an electrically non-conductive ceramic material is arranged between the component and the screw.

Die DE 10 2013 005 881 A1 offenbart eine Schraubverbindung zwischen einem metallischen Bauteil und einem kohlefaserverstärkten Bauteil, bei welcher die Bauteile mittels einer durch jeweilige Durchgangsöffnungen der Bauteile hindurchgeführten Schraube miteinander verbunden sind. Die Schraube ist im Bereich der Durchgangsöffnung des kohlefaserverstärkten Bauteils von einer zylindrischen Kunststoffhülse umgeben.The DE 10 2013 005 881 A1 discloses a screw connection between a metallic component and a carbon fiber reinforced component, in which the components are connected to one another by means of a screw that passes through respective through-openings of the components. The screw is surrounded by a cylindrical plastic sleeve in the area of the through-opening of the carbon fiber reinforced component.

Die DE 11 2020 002 412 T5 beschreibt Verfahren zum Herstellen einer Hybridverbundkomponente, wobei das Verfahren das Verschachteln einer oder mehrerer Metallgitterschichten mit zwei oder mehr verschachtelten Schichten eines ersten faserverstärkten Verbundmaterials (FRCM) umfasst.; und das Bereitstellen einer oder mehrerer aneinanderstoßender Schichten eines zweiten FRCM in einer Position umfasst, die an die zweite Kante der einen oder mehreren Metallgitterschichten anstößt, wobei die eine oder mehreren aneinanderstoßenden Schichten des zweiten FRCM mit dem zweiten Abschnitt der zwei oder mehr verschachtelten Schichten des ersten FRCM verschachtelt sind.The DE 11 2020 002 412 T5 describes methods of making a hybrid composite component, the method comprising nesting one or more metal mesh layers with two or more nested layers of a first fiber reinforced composite material (FRCM); and providing one or more abutting layers of a second FRCM in a position abutting the second edge of the one or more metal mesh layers, the one or more abutting layers of the second FRCM being nested with the second portion of the two or more nested layers of the first FRCM.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein kohlefaserverstärktes Bauteil zur Verbindung mit einem metallischen Verbindungselement anzugeben, welches eine Korrosion mit Funktionsausfall metallischer Komponenten in Kontakt mit dem kohlefaserverstärktem Bauteil verhindert.The object of the invention is to provide a carbon fiber reinforced component for connection to a metallic connecting element, which prevents corrosion with functional failure of metallic components in contact with the carbon fiber reinforced component.

Die Erfindung ergibt sich aus den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche. Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, sowie der Erläuterung von Ausführungsbeispielen der Erfindung, die in den Figuren dargestellt sind.The invention results from the features of the independent claims. Advantageous further developments and refinements are the subject of the dependent claims. Further features, possible applications and advantages of the invention result from the following description and the explanation of embodiments of the invention, which are shown in the figures.

Die Aufgabe wird mit dem Gegenstand des Patentanspruchs 1 bzw. 4 gelöst.The problem is solved with the subject matter of patent claim 1 or 4.

Bei dem Eingangs erläuterten kohlefaserverstärkten Bauteil zur Verbindung mit einem metallischen Verbindungselement, umfassend eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme des metallischen Verbindungselementes, besteht das Bauteil aus mehreren übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten Schichten, wobei zwischen jeweils zwei direkt übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten Schichten partiell im Bereich der Durchgangsöffnung, diese vollständig umschließend, eine glasfaserverstärkte Schicht angeordnet ist, welche die kohlefaserverstärkten Schichten in Richtung der Durchgangsöffnung überragt und radial in die Durchgangsöffnung hineinragt. Unter kohlefaserverstärkten oder glasfaserverstärkten Schichten sind insbesondere Kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFK), beziehungsweise Glasfaserverstärkte Kunststoffe (GFK) zu verstehen. Im Bereich des in die Durchgangsöffnung hineingreifenden metallischen Verbindungselementes herum liegen nur elektrisch isolierende Glasfasern, Polymer und gegebenenfalls Klebstoff der glasfaserverstärkten Schichten. Das metallische Verbindungselement ist somit gegenüber den Kohlestofffasern der kohlefaserverstärkten Schichten isoliert, obwohl Kohlenstofffasern der kohlefaserverstärkten Schichten an der Durchgangsöffnung freiliegen. Dadurch entfallen Instandhaltungskosten beim Verbau in einer Baueinheit. Ein Funktionsausfall auf Grund von Kontaktkorrosion wird somit zuverlässig vermieden.In the carbon fiber reinforced component explained at the beginning for connection to a metallic connecting element, comprising a through-opening for receiving the metallic connecting element, the component consists of several carbon fiber reinforced layers lying on top of each other, with a glass fiber reinforced layer being arranged between each two carbon fiber reinforced layers lying directly on top of each other, partially in the area of the through-opening, completely enclosing it, which projects beyond the carbon fiber reinforced layers in the direction of the through-opening and projects radially into the through-opening. Carbon fiber reinforced or glass fiber reinforced layers are to be understood in particular as carbon fiber reinforced plastics (CFRP) or glass fiber reinforced plastics (GFRP). In the area of the metallic connecting element that extends into the through-opening, there are only electrically insulating glass fibers, polymer and, if applicable, adhesive of the glass fiber reinforced layers. The metallic connecting element is thus insulated from the carbon fibers of the carbon fiber reinforced layers, although carbon fibers of the carbon fiber reinforced layers are exposed at the through-opening. This eliminates maintenance costs when installed in a structural unit. Functional failure due to contact corrosion is thus reliably avoided.

Die glasfaserverstärkte Schicht ist in mindestens eine der direkt übereinanderliegenden kohlenfaserverstärkten Schichten integriert und bildet einen Übergangsbereich, aus welchem die glasfaserverstärkte Schicht radial in die Durchgangöffnung hineinragt. Die Integration der glasfaserverstärkten Schicht in die kohlefaserverstärkte Schicht bewirkt eine zuverlässige, feste Verbindung zwischen den beiden Schichten, durch welche sichergestellt wird, dass immer nur die aus der glasfaserverstärkten Schicht herausragenden Glasfasern mit dem metallischen Verbindungselement in Kontakt treten können.The glass fiber reinforced layer is integrated into at least one of the carbon fiber reinforced layers lying directly on top of one another and forms a transition area from which the glass fiber reinforced layer protrudes radially into the through-opening. The integration of the glass fiber reinforced layer into the carbon fiber reinforced layer creates a reliable, solid connection between the two layers, which ensures that only the glass fibers protruding from the glass fiber reinforced layer can come into contact with the metallic connecting element.

Es ist auch möglich, dass die GFK-Schicht und die CFK-Schicht im Übergangsbereich zwischen GFK und CFK in mehrere Lagen oder Schichten aufgefächert sind, und dass jede GFK-Schicht oder -Lage in korrespondierenden CFK-Schichten oder -Lagen integriert ist. Im Übergangsbereich liegt quasi eine Sandwichstruktur aus mehreren CFK- und GFK-Lagen oder -Schichten vor.It is also possible that the GRP layer and the CFRP layer are divided into several layers or plies in the transition area between GRP and CFRP, and that each GRP layer or ply is integrated into corresponding CFRP layers or plies. In the transition area, there is essentially a sandwich structure made up of several CFRP and GRP layers or plies.

In einer Ausgestaltung weisen die glasfaserverstärkten Schichten zueinander einen Winkelversatz in ihrer Faserorientierung auf. Dadurch kann in einem einfachen Auflaminierprozess eine besonders stabile Kunststoffstruktur geschaffen werden.In one embodiment, the glass fiber reinforced layers have an angular offset in their fiber orientation. This allows a particularly stable plastic structure to be created in a simple lamination process.

In einer Variante ist die die Durchgangsöffnung umschließende glasfaserverstärkte Schicht als runde oder rechteckige Platte ausgebildet. Durch das Einfügen von runden bzw. rechteckigen glasfaserverstärkten Platten zwischen die kohlenstoffverstärkten Schichten lässt sich die Stabilität der so geschaffenen Struktur beeinflussen und dem jeweiligen Anwendungsfall anpassen.In one variant, the glass fiber reinforced layer surrounding the through hole is designed as a round or rectangular plate. By inserting round or rectangular glass fiber reinforced plates between the carbon reinforced layers, the stability of the structure created in this way can be influenced and adapted to the respective application.

In einer erfindungsgemäßen Ausführungsform ist innerhalb der glasfaserverstärkten Schicht zwischen dem Übergangsbereich und der Durchgangsöffnung eine Feuchtigkeitsableitbohrung ausgebildet. Da sich auf dem kohlefaserverstärkten Schichten Spritzwasser ablagern kann, dient die Feuchtigkeitsableitbohrung dazu, dieses von dem metallischen Verbundelement wegzuleiten. Dies stellt einen zusätzlichen Korrosionsschutz dar.In an embodiment according to the invention, a moisture drainage hole is formed within the glass fiber reinforced layer between the transition area and the through-opening. Since splash water can accumulate on the carbon fiber reinforced layer, the moisture drainage hole serves to drain this away from the metallic composite element. This provides additional corrosion protection.

Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft ein Fahrzeug, bei welchem ein metallisches Karosseriebauteil mit einem kohlefaserverstärkten Bauteil mittels einem metallischen Verbindungselement mechanisch verbunden ist, wobei das Karosseriebauteil und das kohlefaserverstärkte Bauteil übereinanderliegende Durchgangsöffnungen aufweisen, in welche das metallische Verbindungselement kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig eingeführt ist, wobei das kohlefaserverstärkte Bauteil nach mindestens einem der in dieser Schutzrechtsanmeldung beschriebenen Merkmal ausgebildet ist. Durch die Unterbindung von Kontaktkorrosion in den der Witterung ausgesetzten, insbesondere spritzwassergefährdeten, Bereichen des Fahrzeuges, können kostengünstige metallische Materialen eingesetzt werden.A further aspect of the invention relates to a vehicle in which a metallic body component is mechanically connected to a carbon fiber reinforced component by means of a metallic connecting element, wherein the body component and the carbon fiber reinforced component have through holes lying one above the other into which the metallic connecting element is inserted in a force-fitting and/or material-fitting manner, wherein the carbon fiber reinforced component is designed according to at least one of the features described in this patent application. By preventing contact corrosion in the areas of the vehicle exposed to the weather, in particular those at risk of splashing water, cost-effective metallic materials can be used.

Es ist von Vorteil, wenn das metallische Karosseriebauteil aus Stahl oder Aluminium besteht und das an der Fahrzeugkarosserie anzubindende Bauteil eine Glasfaserverstärkung und Kohlefaserverstärkung aufweist.It is advantageous if the metallic body component is made of steel or aluminum and the component to be connected to the vehicle body has glass fiber reinforcement and carbon fiber reinforcement.

In einer weiteren Ausgestaltung sind das aus Metall bestehende Karosseriebauteil als Querträger des Fahrzeug-Front Ends und das kohlefaserverstärkte Bauteil als Spoiler des Fahrzeuges ausgebildet.In a further embodiment, the metal body component is designed as a cross member of the vehicle's front end and the carbon fiber reinforced component is designed as a spoiler of the vehicle.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der - gegebenenfalls unter Bezug auf die Zeichnung - zumindest ein Ausführungsbeispiel im Einzelnen beschrieben ist. Beschriebene und/oder bildlich dargestellte Merkmale können für sich oder in beliebiger, sinnvoller Kombination den Gegenstand der Erfindung bilden, gegebenenfalls auch unabhängig von den Ansprüchen, und können insbesondere zusätzlich auch Gegenstand einer oder mehrerer separater Anmeldung/en sein. Gleiche, ähnliche und/oder funktionsgleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen.Further advantages, features and details emerge from the following description, in which - if necessary with reference to the drawing - at least one embodiment is described in detail. Described and/or illustrated features can form the subject matter of the invention on their own or in any meaningful combination, possibly also independently of the claims, and can in particular also be the subject of one or more separate applications. Identical, similar and/or functionally identical parts are provided with the same reference symbols.

Dabei zeigen:

  • 1 ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kohlefaserverstärkten Bauteils,
  • 2 einen Querschnitt durch das Ausführungsbeispiel gemäß 1,
  • 3 ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kohlefaserverstärkten Bauteils.
The following show:
  • 1 an embodiment of the carbon fiber reinforced component according to the invention,
  • 2 a cross section through the embodiment according to 1 ,
  • 3 another embodiment of the carbon fiber reinforced component according to the invention.

In 1 ist ein erstes Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kohlfaserverstärkten Bauteils dargestellt, wobei 1a eine Draufsicht und 1b eine schematische Schichtfolge zeigen. Das kohlefaserverstärkte Bauteil 1 weist mehrere übereinander liegende kohlenfaserverstärkte Schichten 3a, 3b, 3c auf. Zwischen zwei direkt übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten Schichten 3 liegt jeweils eine glasfaserverstärkte Schicht 5. So ist zwischen den kohlefaserverstärkten Schichten 3a und 3b die glasfaserverstärkte Schicht 5a und zwischen den kohlefaserverstärkten Schichten 3b und 3c die glasfaserverstärkte Schicht 5b angeordnet. Die oberste und die unterste kohlenfaserverstärkte Schicht 3a, 3c sind jeweils mit einer glasfaserverstärkten Schicht 5c bzw. 5d abgedeckt (1b). Dabei weisen die glasfaserverstärkten Schichten 5a, 5b, 5c, 5d untereinander einen Winkelversatz hinsichtlich der Ausdehnungsrichtung R der Glasfasern auf, die jeweils senkrecht zueinander angeordnet sind.In 1 a first embodiment of the carbon fiber reinforced component according to the invention is shown, wherein 1a a top view and 1b show a schematic sequence of layers. The carbon fiber reinforced component 1 has several carbon fiber reinforced layers 3a, 3b, 3c lying one above the other. Between two carbon fiber reinforced layers 3 lying directly one above the other there is a glass fiber reinforced layer 5. Thus the glass fiber reinforced layer 5a is arranged between the carbon fiber reinforced layers 3a and 3b and the glass fiber reinforced layer 5b is arranged between the carbon fiber reinforced layers 3b and 3c. The top and bottom carbon fiber reinforced layers 3a, 3c are each covered with a glass fiber reinforced layer 5c or 5d ( 1b) The glass fiber reinforced layers 5a, 5b, 5c, 5d have an angular offset with respect to the extension direction R of the glass fibers, which are each arranged perpendicular to each other.

Die glasfaserverstärkten Schichten 5 sind, wie in 1a an der glasfaserverstärkten Schicht 5c, die auf der kohlefaserverstärkten Schicht 3a aufliegt, dargestellt, als rundes Patch ausgebildet und überdecken die kohlefaserverstärkte Schicht 3a nur partiell. Im Zentrum des kohlefaserverstärkten Bauteils 1 ist zur Aufnahme eines Verbindungselementes eine Durchgangsöffnung 7 ausgebildet, die alle kohlefaser- und glasfaserverstärkten Schichten 3, 5 durchdringt. Die partiell auf der kohlefaserverstärkten Schicht 3a aufliegende glasfaserverstärkte Schicht 5d überragt dabei die Kohlefaserverstärkte Schicht 3a in Richtung der Durchgangsöffnung 7, wobei sie radial in die Durchgangsöffnung 7 hineinragt. Bei der Auflaminierung der verschiedenen Schichten 3 und 5 ergeben sich verschiedene Bereiche. In dem die Durchgangsöffnung 7 teilweise abdeckenden Bereich GFK erstreckt sich nur die reine glasfaserverstärkte Schicht 5. An diese schließt sich nach außen ein Übergangsbereich GFK/CFK an, welcher, wie in 2 gezeigt, durch die Laminierung von mehreren übereinanderliegenden Schichten 3, 5 eine Aufdickung bildet. Die unterhalb der glasfaserverstärkten Schicht 5d liegende kohlefaserverstärkte Schicht 3a überragt den Übergangsbereich GFK/CFK nach außen und bildet den außenliegenden Bereich CFK.The glass fiber reinforced layers 5 are, as in 1a on the glass fiber reinforced layer 5c, which rests on the carbon fiber reinforced layer 3a, shown as a round patch and only partially cover the carbon fiber reinforced layer 3a. In the center of the carbon fiber reinforced component 1, a through hole 7 is formed to accommodate a connecting element, which penetrates all carbon fiber and glass fiber reinforced layers 3, 5. The glass fiber reinforced layer 5d, which partially rests on the carbon fiber reinforced layer 3a, projects beyond the carbon fiber reinforced layer 3a. Layer 3a in the direction of the through-opening 7, whereby it projects radially into the through-opening 7. When the different layers 3 and 5 are laminated on, different areas result. In the GRP area that partially covers the through-opening 7, only the pure glass fiber reinforced layer 5 extends. This is followed on the outside by a GRP/CFRP transition area, which, as in 2 shown, a thickening is formed by the lamination of several layers 3, 5 lying one above the other. The carbon fiber reinforced layer 3a located below the glass fiber reinforced layer 5d projects outwards beyond the GRP/CFRP transition area and forms the outer CFRP area.

Wie in 2 dargestellt, ist im Bereich GFK der reinen glasfaserverstärkten Schicht 5c nahe der Durchgangsbohrung 7 eine Feuchtigkeitsableitbohrung 9 ausgebildet, welche zur Abführung von Feuchtigkeit aus dem Bauteil 1, wie beispielsweise Spritzwasser, dient. In die Durchgangsöffnung 7 ist als Verbindungselement 11 ein metallischer Bolzen eingeführt, der in die Durchgangsöffnung eingeklebt oder in das Bauteil 1 mit einlaminiert ist. Auf Grund dieser Ausgestaltung können die Kohlestofffasern der kohlenstoffverstärkten Schicht 3 freiliegend an die Durchgangsöffnung 7 angrenzen, ohne dass diese den durch die Durchgangsöffnung 7 geführten metallischen Bolzen 11 kontaktieren.As in 2 As shown, in the GRP area of the pure glass fiber reinforced layer 5c, a moisture drainage hole 9 is formed near the through hole 7, which serves to drain moisture from the component 1, such as splash water. A metal bolt is inserted into the through hole 7 as a connecting element 11, which is glued into the through hole or laminated into the component 1. Due to this design, the carbon fibers of the carbon reinforced layer 3 can be exposed and border the through hole 7 without contacting the metal bolt 11 guided through the through hole 7.

Ein weiteres Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen kohlefaserverstärkten Bauteils ist in 3 gezeigt. Alternativ zu den in 1 rund ausgebildetem Patches der glasfaserverstärkten Schichten 5 sind in diesem Fall die Patches 13 rechteckig ausgeführt. Die Patches 13 sind dabei so übereinandergelegt, dass die Glasfasern diagonal zueinander verlaufen.A further embodiment of the carbon fiber reinforced component according to the invention is shown in 3 As an alternative to the 1 In this case, the patches 13 are rectangular in shape, whereas the patches 13 of the glass fiber reinforced layers 5 are round. The patches 13 are placed on top of each other in such a way that the glass fibers run diagonally to each other.

Das kohlefaserverstärkte Bauteil 1 wird, nachdem der Bolzen 11 an diesem befestigt ist, über den Bolzen 11 an einem metallischen Bauteil befestigt. Dieses metallische Bauteil kann ein Fahrzeugkarosserie-Bauteil sein, welches aus Stahl oder Aluminium besteht, wohingegen das kohlefaserverstärkte Bauteil 1 als Anbaubauteil für das Fahrzeug ausgebildet ist. So kann ein als kohlefaserverstärkter Spoiler über das beschriebene kohlefaserverstärkte Bauteil an einem aus Stahl bestehenden Querträger des Fahrzeuges befestigt werden.After the bolt 11 is attached to the carbon fiber reinforced component 1, it is attached to a metal component via the bolt 11. This metal component can be a vehicle body component made of steel or aluminum, whereas the carbon fiber reinforced component 1 is designed as an add-on component for the vehicle. For example, a carbon fiber reinforced spoiler can be attached to a steel cross member of the vehicle via the carbon fiber reinforced component described.

Claims (6)

Kohlefaserverstärktes oder CFK- Bauteil zur Verbindung mit einem metallischen Verbindungselement, umfassend eine Durchgangsöffnung (7) zur Aufnahme des metallischen Verbindungselementes (11), wobei das Bauteil (1) aus mehreren übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten oder CFK-Schichten (3) besteht, wobei zwischen jeweils zwei direkt übereinanderliegenden kohlefaserverstärkten oder CFK-Schichten (3) partiell im Bereich der Durchgangsöffnung (7), diese vollständig umschließend, zumindest eine glasfaserverstärkte oder GFK-Schicht (5) angeordnet ist, welche die kohlefaserverstärkten oder CFK-Schichten (3) in Richtung der Durchgangsöffnung (7) überragt und radial in die Durchgangsöffnung (7) hineinragt, wobei jede der glasfaserverstärkten oder GFK-Schichten (5) in mindestens eine der direkt übereinanderliegenden kohlenfaserverstärkten oder CFK-Schichten (3) integriert ist und einen Übergangsbereich aus kohlefaserverstärkten oder CFK-Schichten und glasfaserverstärkten oder GFK-Schichten bildet, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der glasfaserverstärkten Schicht (5) zwischen dem Übergangsbereich (GFK/CFK) und der Durchgangsöffnung (7) eine Feuchtigkeitsableitbohrung (9) ausgebildet ist.Carbon fiber reinforced or CFRP component for connection to a metallic connecting element, comprising a through-opening (7) for receiving the metallic connecting element (11), wherein the component (1) consists of several carbon fiber reinforced or CFRP layers (3) lying one above the other, wherein between each two directly superimposed carbon fiber reinforced or CFRP layers (3) partially in the area of the through-opening (7), completely enclosing it, at least one glass fiber reinforced or GFRP layer (5) is arranged, which projects beyond the carbon fiber reinforced or CFRP layers (3) in the direction of the through-opening (7) and projects radially into the through-opening (7), wherein each of the glass fiber reinforced or GFRP layers (5) is integrated into at least one of the directly superimposed carbon fiber reinforced or CFRP layers (3) and has a transition region made up of carbon fiber reinforced or CFRP layers and glass fiber reinforced or GRP layers, characterized in that a moisture drainage hole (9) is formed within the glass fiber reinforced layer (5) between the transition region (GRP/CFRP) and the through opening (7). Kohlefaserverstärktes Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die glasfaserverstärkten Schichten (5) zueinander einen Winkelversatz in ihrer Faserorientierung aufweisen.Carbon fiber reinforced component according to claim 1 , characterized in that the glass fiber reinforced layers (5) have an angular offset in their fiber orientation relative to one another. Kohlefaserverstärktes Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die die Durchgangsöffnung (7) umschließende glasfaserverstärkte Schicht (5) als runde oder rechteckige Platte ausgebildet ist.Carbon fiber reinforced component according to claim 1 or 2 , characterized in that the glass fiber reinforced layer (5) enclosing the through opening (7) is designed as a round or rectangular plate. Fahrzeug, bei welchem ein metallisches Karosseriebauteil mit einem kohlefaserverstärkten Bauteil (1) mittels einem metallischen Verbindungselement (11) mechanisch verbunden ist, wobei das Karosseriebauteil und das kohlefaserverstärkte Bauteil (1) übereinanderliegende Durchgangsöffnungen (7) aufweisen, in welche das metallische Verbindungselement (11) kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig eingeführt ist, dadurch gekennzeichnet, dass das kohlefaserverstärkte Bauteil (1) nach mindestens einem der vorhergehenden Ansprüche ausgebildet ist.Vehicle in which a metallic body component is mechanically connected to a carbon fiber reinforced component (1) by means of a metallic connecting element (11), wherein the body component and the carbon fiber reinforced component (1) have through openings (7) lying one above the other, into which the metallic connecting element (11) is inserted in a force-fitting and/or material-fitting manner, characterized in that the carbon fiber reinforced component (1) is designed according to at least one of the preceding claims. Fahrzeug nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das metallische Karosseriebauteil aus Stahl oder Aluminium besteht.vehicle after claim 4 , characterized in that the metallic body component consists of steel or aluminum. Fahrzeug nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das aus Metall bestehende Karosseriebauteil als Querträger des Fahrzeug-Front Ends und das kohlefaserverstärkte Bauteil (1) als Spoiler ausgebildet sind.vehicle after claim 4 or 5 , characterized in that the metal body component is designed as a cross member of the vehicle front end and the carbon fiber reinforced component (1) is designed as a spoiler.
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