DE10060042A1

DE10060042A1 - Fiber reinforced metal and plastic component for high loads on machines and vehicles has long fibers extending from a metal into a plastic part

Info

Publication number: DE10060042A1
Application number: DE10060042A
Authority: DE
Inventors: Gunter Siebdrath; Petra Schulz; Jakob Schulz
Original assignee: INST KONSTRUKTION und VERBUNDB
Current assignee: INST KONSTRUKTION und VERBUNDB
Priority date: 2000-12-02
Filing date: 2000-12-02
Publication date: 2002-06-06

Abstract

Long reinforcing fibers(4) are embedded in both the metal(2) and plastic(3) parts of the component. The fibers project out of the contact faces between metal and plastic parts and extend into the latter part. An Independent claim is made for a process for production of a fiber reinforced metal and plastic component in which a metal part (2) is produced first with long fibers (4) extending out of one or more contact faces to the plastic part. A plastic part (3) is then molded onto the metal part with the fibers being embedded in the plastic.

Description

Die Erfindung betrifft ein faserverstärktes Verbundbauteil aus Metall- und Kunststoff teilen, wobei Verstärkungsfasern wenigstens ein Metallteil durchdringen und in we nigstens einem Kunststoffteil eingebettet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden faserverstärkten Verbundbauteils.The invention relates to a fiber-reinforced composite component made of metal and plastic share, with reinforcing fibers penetrating at least one metal part and in we at least one plastic part are embedded, and a method of manufacture a corresponding fiber-reinforced composite component.

Das Anwendungsgebiet der Erfindung ist die Herstellung von faserverstärkten Ver bundbauteilen aus Metall- und Kunststoffteilen für den Einsatz an insbesondere hochbelasteten, z. B. wechselnd mit durch hohe Massenkräfte verursachten Zug- und Druckspannungen belasteten Bauteilen von Maschinen, Fahrzeugen u. dgl., wo bei auf ein geringes Gewicht sowie auf eine gute und effektive Formgebung bei funk tionsgerechter Festigkeit und Steifigkeit der Bauteile besonderer Wert gelegt wird. Demgemäß ist eine Anwendbarkeit vorrangig, jedoch nicht ausschließlich, im Luft fahrzeugbau gegeben.The field of application of the invention is the production of fiber reinforced Ver Collar components made of metal and plastic parts for use on in particular highly stressed, e.g. B. alternating with tensile forces caused by high mass forces and compressive stress loaded components of machines, vehicles and. where with a low weight and a good and effective shape with funk special strength and rigidity of the components. Accordingly, applicability is paramount, but not exclusively, in the air given vehicle construction.

Aus EP 0 204 074 A2 sind eine Verbindung von langfaserverstärkten Kunststoffpro filen sowie ein entsprechendes Verbindungsverfahren bekannt. Dabei werden die Enden der Profile mit Flächen unter einem sehr kleinen Winkel zur Längsachse der Profile versehen, wobei in einer Ausführungsvariante die Fasern über einer be stimmten Länge von der umgebenden Kunststoffeinbettung befreit werden. Beim an schließenden Verkleben der Flächen mit Harz sollen die herausragenden Fasern für einen sicheren Verbund an der Klebestelle sorgen.From EP 0 204 074 A2 a connection of long fiber reinforced plastics pro filen and a corresponding connection method known. The Ends of the profiles with surfaces at a very small angle to the longitudinal axis of the Provide profiles, in one embodiment the fibers over a be certain length of the surrounding plastic embedding. At the final gluing of the surfaces with resin should be the outstanding fibers for ensure a secure bond at the glue point.

Diese bekannte Verbindung ist nicht ohne weiteres auf die Verbindung von faserver stärkten Metall- und Kunststoffteilen übertragbar, da der Schrift keine demgemäßen Hinweise entnehmbar sind. Insbesondere ist die Verbindung für die Herstellung von (dimensionsmäßig relativ begrenzten) Formkörpern aufgrund des großen Platzbe darfs (Schäftungslänge) der Verbindung nicht geeignet. Ein ungestörter Kraftfluß von einem zum anderen Verbindungsteil kann aufgrund der im Verbindungsbereich un terbrochenen Langfasern nicht gewährleistet werden, weil ein Einbetten der heraus ragenden, stehen gebliebenen Fasern in das anzuklebende Profilstück nicht erfolgt. Da bei faserverstärkten Verbundbauteilen der größte Anteil der Belastung durch die Verstärkungsfasern übertragen wird, ist die Belastungsfähigkeit einer derartigen Ver bindung geringer als die Belastungsfähigkeit jedes einzelnen Verbindungsteils.This known connection is not simply due to the connection of fiber strengthened metal and plastic parts can be transferred, because the writing does not correspond to it Notes are removable. In particular, the connection for the production of (Dimensionally relatively limited) moldings due to the large space may not be suitable (shaft length) of the connection. An undisturbed flow of power from one to the other connecting part can un because of the connection area Broken long fibers cannot be guaranteed because of embedding out protruding, remaining fibers did not occur in the profile piece to be glued. Because with fiber-reinforced composite components, the greatest proportion of the load caused by Reinforcing fibers is transferred, the resilience of such Ver bond less than the load capacity of each individual connecting part.

Es ist weiterhin bekannt, faserverstärkte Kunststoffteile mit Metallteilen zu kombinie ren, um die Eigenschaften beider Werkstoffe in optimaler Weise zu ergänzen. So wird beispielsweise in DE 39 36 999 A1, DE 41 11 286 A1, EP 0 332 069 A2 und WO 93/22127 A1 die Verbindung einer faserverstärkten Kunststoffwelle mit einer metalli schen Hülse bzw. einem metallischen Anschlußelement beschrieben. Dabei wird eine formschlüssige mit einer kraftschlüssigen Verbindung kombiniert, welche natur gemäß, auch auf Grund entsprechend geschwächter Querschnitte und erforderlicher Umlenkungen im Kraftfluß, eine Schwachstelle in der Verbindung darstellt. Die Me tallteile besitzen keine Faserverstärkung.It is also known to combine fiber-reinforced plastic parts with metal parts ren to optimally complement the properties of both materials. So is for example in DE 39 36 999 A1, DE 41 11 286 A1, EP 0 332 069 A2 and WO 93/22127 A1 the connection of a fiber-reinforced plastic shaft with a metalli described sleeve or a metallic connector. Doing so a positive connection with a positive connection, which is natural according to, also due to correspondingly weakened cross sections and more necessary Deflections in the flow of force, a weak point in the connection. The Me tall parts have no fiber reinforcement.

Aus DE 37 18 676 A1 ist des weiteren ein Formkörper aus einem Verbundwerkstoff von metall- und faserverstärktem Kunststoff bekannt, wobei eine folien-, schicht- oder netzartige oder schwammige metallische Seele oder Kern derart in Kunststoff einge bettet ist, daß die Verstärkungsfasern die metallische Seele/Kern einerseits vielfach durchdringen, andererseits ohne mechanischen Kontakt zu dieser angeordnet sind. Dazu ist die metallische Seele mit Öffnungen versehen, durch die die Fasern hin durch geführt sind. Anschließend wird dieser Vorverbund so in Kunststoff eingebet tet, daß die Fasern nicht in direkten Kontakt mit der metallischen Seele treten kön nen.From DE 37 18 676 A1 is also a molded body made of a composite material of metal and fiber reinforced plastic known, a film, layer or reticulated or spongy metallic core or core so inserted into plastic is that the reinforcing fibers the metallic core / core on the one hand many times penetrate, on the other hand are arranged without mechanical contact to this. For this purpose, the metallic core is provided with openings through which the fibers pass are performed. This pre-composite is then embedded in plastic tet that the fibers can not come into direct contact with the metallic soul NEN.

Diese bekannte Ausführung eines Verbundbauteils in Kern-Mantel-Konfiguration ermöglicht einerseits, Temperatureinflüsse im Betrieb nicht durch das gut wärmeleit fähige Metall der Seele zu übertragen. Andererseits soll die Bruch- und Schlagfestig keit höher als die des nichtmetallischen Materials allein sein. Jedoch gestattet diese Ausführung nicht die Herstellung von faserverstärkten Kunststoffteilen, die insbeson dere an bestimmten Stellen ihrer Außen- bzw. Mantelflächen, vor allem zwecks Übertragung höherer Kräfte, mit Metallbauteilen kombiniert werden müssen. Weiter hin ist durch die bewußt berührungsfrei gestaltete Einlage der Verstärkungsfasern in der metallischen Seele eine ausreichende Kraftübertragung zwischen Metallteil und Kunststoffteil praktisch nicht möglich. Ein direkter und ungestörter Kraftfluß vom Kunststoff- in das Metallteil (bzw. umgekehrt, sofern erforderlich) kann nicht gewähr leistet werden.This known version of a composite component in a core-shell configuration On the one hand, temperature influences during operation are not possible due to the good thermal conductivity able to transfer metal to the soul. On the other hand, the break and impact resistance be higher than that of the non-metallic material alone. However, this allows Execution not the manufacture of fiber-reinforced plastic parts, in particular at certain points on their outer or outer surfaces, mainly for the purpose Transmission of higher forces, must be combined with metal components. more is through the deliberately non-contact insert of the reinforcing fibers in the metallic soul an adequate power transmission between the metal part and Plastic part practically not possible. A direct and undisturbed flow of power from Plastic into the metal part (or vice versa, if necessary) can not guarantee to be achieved.

In Anbetracht der Nachteile des bekannten Standes der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein faserverstärktes Verbundbauteil aus Metall- und Kunst stoffteilen, wobei Verstärkungsfasern wenigstens ein Metallteil durchdringen und in wenigstens einem Kunststoffteil eingebettet sind, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines entsprechenden faserverstärkten Verbundbauteils zu schaffen, wodurch faser verstärkte Verbundbauteile der eingangs genannten Art effektiv herstellbar sind, die an bestimmten Bereichen ihrer Außen- bzw. Mantelflächen mit Metallteilen kombi niert sind, wobei im Verbundbauteil ein direkter und ungestörter Kraftfluß zwischen Kunststoff- und Metallteil (und umgekehrt) ohne zusätzliche Schwachstellen in der Verbindung ermöglicht wird.In view of the disadvantages of the known prior art, the invention lies based on the task of a fiber-reinforced composite component made of metal and art parts of fabric, with reinforcing fibers penetrating at least one metal part and in at least one plastic part are embedded, and a method for manufacturing to create a corresponding fiber-reinforced composite component, whereby fiber reinforced composite components of the type mentioned are effectively manufactured, the combined with metal parts on certain areas of their outer or outer surfaces are kidneyed, in the composite component a direct and undisturbed flow of force between Plastic and metal part (and vice versa) without additional weak points in the Connection is made possible.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich eines faserverstärkten Verbund bauteils dadurch gelöst, daß die Verstärkungsfasern als Langfasern sowohl im Me tallteil als auch im zugeordneten Kunststoffteil eingebettet sind, wobei sie aus den jeweiligen Kontaktflächen von Metallteil bzw. Kunststoffteil, dem jeweils anliegenden Kunststoffteil bzw. Metallteil zugewandt, herausragen.According to the invention, this object is achieved with regard to a fiber-reinforced composite component solved in that the reinforcing fibers as long fibers both in the Me tallteil as well as embedded in the associated plastic part, they from the respective contact surfaces of the metal part or plastic part, the respectively adjacent Protect plastic part or metal part, protrude.

Weiter erfindungsgemäß wird diese Aufgabe hinsichtlich eines Verfahrens zur Her stellung eines faserverstärkten Verbundbauteils dadurch gelöst, daß zunächst ein faserverstärktes Metallteil hergestellt wird, wobei die Verstärkungsfasern als Langfa sern im Metallteil derart eingebettet werden, daß sie an wenigstens einer vorgesehe nen Kontaktfläche zu einem Kunststoffteil herausragen, und daß anschließend die herausragenden Verstärkungsfasern in ein unmittelbar am Metallteil anliegend her zustellendes Kunststoffteil eingebaut werden.According to the invention, this object is achieved with regard to a method for manufacturing position of a fiber-reinforced composite component solved in that first a fiber-reinforced metal part is produced, the reinforcing fibers as Langfa be embedded in the metal part in such a way that they are provided on at least one protrude NEN contact surface to a plastic part, and that then the outstanding reinforcing fibers in a directly adjacent to the metal part plastic part to be installed.

Ein derartig erfindungsgemäß hergestelltes faserverstärktes Verbundbauteil ermög licht eine optimale Ergänzung der Eigenschaften sowohl des Metall- als auch des Kunststoffteils. Dabei erlaubt der ununterbrochene Verlauf der Verstärkungsfasern im Metall- wie auch im Kunststoffteil einen direkten und ungestörten Kraftfluß zwischen beiden Teilen, was sich als besonders vorteilhaft bei mit erheblichen Wechselbela stungen unterworfenen Verbundbauteilen zeigt. Damit sind die Herstellung und der Einsatz von mit einer ausgesprochen funktionsgerechten Festigkeit und Steifigkeit ausgerüsteten Verbundbauteilen möglich. Darüber hinaus gestattet die Erfindung die Herstellung von faserverstärkten Verbundbauteilen, bei denen eine Ausdehnungs neutralität im Fügebereich beider Teile unterschiedlichen Matrixwerkstoffes erreich bar ist.A fiber-reinforced composite component manufactured in accordance with the invention in this way enables light optimally complements the properties of both metal and metal Plastic part. The uninterrupted course of the reinforcing fibers in the Metal as well as in the plastic part a direct and undisturbed flow of force between both parts, which is particularly advantageous in the case of significant changes composite components. With that, the manufacture and the Use of with an extremely functional strength and rigidity equipped composite components possible. In addition, the invention allows Manufacture of fiber-reinforced composite components in which an expansion achieve neutrality in the joining area of both parts of different matrix material is cash.

Das erfindungsgemäß ausgestaltete Verfahren ermöglicht eine effektive Herstellung von faserverstärkten Verbundbauteilen der genannten Art, wobei insbesondere eine vollständige Einbettung und ein nahtloser Verlauf der festigkeits- und steifigkeitsver mittelnden Fasern durch mindestens zwei zu fügende Bauteile unterschiedlicher Ma trixbeschaffenheit/Werkstoff gesichert sind.The method designed according to the invention enables effective production of fiber-reinforced composite components of the type mentioned, in particular one complete embedding and a seamless course of strength and stiffness ver averaging fibers by at least two components to be joined of different dimensions trix quality / material are secured.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen faserverstärkten Verbund bauteils kann dieses verwendungszweckabhängig als Formkörper oder als überwie gend platten- oder bandförmiges Teil ausgebildet sein. Die Verstärkungsfasern sind zweckmäßigerweise als einzelne Fasern oder als etwa flächige Fasergebilde aus entsprechenden Fasern im Metallteil und im Kunststoffteil eingebettet. Dabei kann es günstig sein, daß die Verstärkungsfasern z. B. mit einem Benetzungsmittel o. dgl. beschichtet sind. Zweckmäßig werden Verstärkungsfasern aus organischen und/oder anorganischen Materialien verwendet. Insbesondere kann das Material der Verstär kungsfasern aus Kohlenstoff, Glas, Mineralwolle, Metall, Keramik und/oder Kunststoff bestehen.In an advantageous embodiment of the fiber-reinforced composite according to the invention Depending on the intended use, this component can be used as a molded article or as a transfer be plate-shaped or band-shaped part. The reinforcing fibers are expediently as individual fibers or as approximately flat fiber structures corresponding fibers embedded in the metal part and in the plastic part. It can be favorable that the reinforcing fibers z. B. with a wetting agent or the like. are coated. Reinforcing fibers made of organic and / or inorganic materials used. In particular, the material of the reinforcement Kung fibers made of carbon, glass, mineral wool, metal, ceramic and / or plastic consist.

In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung besteht das Kunststoffteil aus thermoplasti schem oder aus duroplastischem Kunststoff oder aus einem Elastomer. Besonders vorteilhaft besteht das Metallteil aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung, in welches Verstärkungsfasern aus Kohlenstoff bereits derart eingebettet sind, daß sie an wenigstens einer Kontaktfläche herausragen.In a further advantageous embodiment, the plastic part consists of thermoplastic chemical or thermosetting plastic or an elastomer. Especially the metal part advantageously consists of light metal, preferably aluminum or an aluminum alloy in which carbon reinforcing fibers are already embedded in such a way that they protrude from at least one contact surface.

Zwecks gezielter Beeinflussung von Festigkeit und Steife des herzustellenden Ver bundbauteils sind das Material, die Anzahl, die Dimensionen und die Anordnung der Verstärkungsfasern im faserverstärkten Verbundbauteil entsprechend dessen Bela stung bestimmt.In order to specifically influence the strength and stiffness of the ver to be manufactured The component, the material, the number, the dimensions and the arrangement of the Reinforcing fibers in the fiber-reinforced composite component in accordance with the Bela determined.

In vorteilhafter Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das faser verstärkte Metallteil im Grundmaterial aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung hergestellt, in welches Verstärkungsfasern aus Koh lenstoff eingebettet sind. Dabei kann zweckmäßig das faserverstärkte Metallteil durch Niederdruckinfiltration oder durch Spritzpressen hergestellt sein.In an advantageous embodiment of the method according to the invention, the fiber Reinforced metal part in the base material made of light metal, preferably aluminum or an aluminum alloy, in which reinforcing fibers made of Koh are embedded. The fiber-reinforced metal part can expediently Low pressure infiltration or injection molding.

Das Kunststoffteil wird vorteilhaft in einem Formwerkzeug gefertigt, wobei wenigstens ein faserverstärktes Metallteil mit seiner vorgesehenen Kontaktfläche mindestens einen Teil einer inneren Formwerkzeugfläche bildet. Anschließend werden die aus dem faserverstärkten Metallteil herausragenden Verstärkungsfasern im Formwerk zeug fixiert, wonach des weiteren in das verschlossene Formwerkzeug Kunststoff masse eingebracht und verfestigt wird. Dabei wird das Kunststoffteil aus thermopla stischem oder aus duroplastischem Kunststoff oder aus einem Elastomer hergestellt. Das Formwerkzeug kann einer Druck- und/oder Hitzeeinwirkung unterworfen werden.The plastic part is advantageously manufactured in a mold, at least a fiber-reinforced metal part with its intended contact surface at least forms part of an inner mold surface. Then the out the fiber-reinforced metal part outstanding reinforcing fibers in the molding stuff fixed, after which further in the closed mold plastic mass is introduced and solidified. The plastic part is made of thermopla static or made of thermosetting plastic or an elastomer. The molding tool can be subjected to pressure and / or heat.

Zwecks zielgerichteter Beeinflussung von Festigkeit und Steife des herzustellenden Verbundbauteils werden das Material, die Anzahl, die Dimensionen und die Anord nung der Verstärkungsfasern im faserverstärkten Verbundbauteil entsprechend des sen Belastung insbesondere unter Nutzung geeigneter Rechentechnik auf der Basis modellierter Spannungsfelder vorgegeben.For the purpose of influencing the strength and stiffness of the material to be manufactured Composite component is the material, the number, the dimensions and the arrangement tion of the reinforcing fibers in the fiber-reinforced composite component according to the load especially based on the use of suitable computing technology modeled stress fields.

Die Erfindung wird nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. In der zugehörigen Zeichnung zeigen:The invention is explained in more detail below using an exemplary embodiment. In the associated drawing show:

Fig. 1 die Schnittdarstellung eines Teils einer Strebe als faserverstärktes Verbund bauteil, Fig. 1 shows a sectional view of a portion of a strut as a fiber-reinforced composite component,

Fig. 2 das in einem ersten Verfahrensschritt hergestellte faserverstärkte Metallteil im Schnitt. Fig. 2 shows the fiber-reinforced metal part produced in a first process step in section.

Als Ausführungsbeispiel für ein faserverstärktes Verbundbauteil aus Metall- und Kunststoffteilen wird im folgenden die Strebe 1 einer Werkzeugmaschine (Hexapod) beschrieben, welche die Bewegungen im Hochbeschleunigungsbereich von einem Antrieb zum Werkzeugträger überträgt. Demgemäß wird diese Strebe 1 mit hohen Zug- und Druckspannungen im Wechsel belastet.As an exemplary embodiment of a fiber-reinforced composite component made of metal and plastic parts, the strut 1 of a machine tool (hexapod) is described below, which transmits the movements in the high acceleration range from a drive to the tool carrier. Accordingly, this strut 1 is loaded with high tensile and compressive stresses alternately.

Die Strebe 1 (s. Fig. 1) besteht u. a. aus einem beispielsweise als Lagerauge ausge bildeten Anschlußbauteil 2 und einem stabförmigen Kunststoffbauteil 3, wobei das Anschlußbauteil 2 aus carbonfaserverstärktem Aluminium hergestellt ist. Dem ent sprechend sind Verstärkungsfasern 4 als Langfasern aus Kohlenstoff im Material des Anschlußbauteils 2 eingebettet.The strut 1 (see FIG. 1) consists, among other things, of a connection component 2, for example a bearing eye, and a rod-shaped plastic component 3 , the connection component 2 being made of carbon fiber-reinforced aluminum. Accordingly, reinforcing fibers 4 are embedded as long fibers made of carbon in the material of the connection component 2 .

Das stabförmige Kunststoffbauteil 3 besteht aus einem duroplastischen Werkstoff, in dem gleichfalls Verstärkungsfasern 4 (als Langfasern) eingebettet sind.The rod-shaped plastic component 3 consists of a thermosetting material in which reinforcing fibers 4 (as long fibers) are also embedded.

Die Bestimmung der Anzahl, der Dimensionen und der Anordnung der Verstär kungsfasern 4 in beiden Teilen 2, 3 der Strebe 1 erfolgte auf der Basis der Ermittlung oder Modellierung der konkreten Belastung der Strebe 1 zwecks Optimierung deren Belastbarkeit. Insbesondere sind die Verstärkungsfasern 4 ununterbrochen, d. h. nahtlos sowohl im Anschlußbauteil 2 als auch im Kunststoffbauteil 3 so eingelagert, daß ein direkter und ungestörter Kraftfluß vom Anschlußbauteil 2 zum Kunststoff bauteil 3 oder umgekehrt bei Sicherung einer Ausdehnungsneutralität im Fügebe reich erfolgen kann. Dies wird vornehmlich durch die Wirkung der festigkeits- und steifigkeitsvermittelnden Verstärkungsfasern 4 gewährleistet, die erfahrungsgemäß den größten Teil der Belastung übertragen. Sie sind im metallischen Anschlußbauteil 2 bzw. im Kunststoffbauteil 3 so eingebettet, daß sie aus mindestens einer Kontakt fläche 5 von Anschlußbauteil 2 bzw. Kunststoffbauteil 3 um einen bestimmten Betrag, dem jeweils anliegenden Kunststoffbauteil 3 bzw. Anschlußbauteil 2 zugewandt, her ausragen. Unter Kontaktfläche 5 wird dabei der jeweilige Teil der Außen- bzw. Man telfläche des Kunststoffbauteils 3 verstanden, an dem unmittelbar mindestens eine Kontaktfläche 5 der Außen- bzw. Mantelflächen des Anschlußbauteils 2 anliegen. Analoges gilt für das Anschlußbauteil 2. Es liegt auf der Hand, daß aus mindestens einer, jedoch nicht notwendigerweise aus jeder Kontaktfläche 5 von Kunststoffbauteil 3 bzw. Anschlußbauteil 2 die Verstärkungsfasern 4 herausragen. Dieses ist aus den Fig. 1 und 2 ersichtlich und ergibt sich aus der zweckmäßigen Gestaltung des Ver bundbauteils (Strebe 1) und der konkreten Einlagerung der Verstärkungsfasern 4 in Abhängigkeit von der erforderlichen Festigkeit und Steife. The determination of the number, the dimensions and the arrangement of the reinforcing fibers 4 in both parts 2 , 3 of the strut 1 was carried out on the basis of the determination or modeling of the specific load on the strut 1 in order to optimize its resilience. In particular, the reinforcing fibers 4 are continuous, ie seamless as so incorporated both in the connecting member 2 also in the plastic part 3 that a direct and undisturbed flow of force from the connecting member 2 to the plastic member 3 or vice versa in securing an expansion neutrality can be carried out in Fügebe rich. This is ensured primarily by the effect of the strength and stiffness-imparting reinforcing fibers 4 , which experience has shown that they transfer most of the load. They are embedded in the metallic connection component 2 or in the plastic component 3 so that they protrude from at least one contact surface 5 of the connection component 2 or plastic component 3 by a certain amount, facing the respective plastic component 3 or connection component 2 . Contact surface 5 is understood to mean the respective part of the outer or male surface of the plastic component 3 , against which at least one contact surface 5 of the outer or outer surfaces of the connecting component 2 are in contact. The same applies to the connection component 2 . It is obvious that the reinforcing fibers 4 protrude from at least one, but not necessarily from each contact surface 5 of the plastic component 3 or connection component 2 . This can be seen from FIGS . 1 and 2 and results from the appropriate design of the United composite component (strut 1 ) and the specific incorporation of the reinforcing fibers 4 depending on the required strength and rigidity.

Die Herstellung der Strebe 1 erfolgt schrittweise, indem zunächst das Anschlußbau teil 2 aus carbonfaserverstärktem Aluminium gefertigt wird. Für diesen Fertigungs schritt eignet sich z. B. das Verfahren zur Herstellung von Kohlenstoff- Leichtmetallmatrix-Verbundwerkstoffen nach DD 299 816 A5. Dabei werden die zweckmäßigerweise beschichteten Verstärkungsfasern 4 als Langfasern derart im Rohteil des i. d. R. noch weiter zu bearbeitenden metallischen Anschlußbauteils 2 eingebettet, so daß sie aus mindestens einer Kontaktfläche 5 um einen bestimmten Betrag herausragen (s. Fig. 2). Je nach den konkreten Dimensionen der Teile der Strebe 1 liegt dieser Betrag in der Größenordnung von 10-50 mm.The strut 1 is produced step by step by first manufacturing the connecting part 2 from carbon fiber-reinforced aluminum. For this manufacturing step is suitable for. B. the process for the production of carbon-light metal matrix composite materials according to DD 299 816 A5. The appropriately coated reinforcing fibers 4 are embedded as long fibers in such a way in the raw part of the metal connection component 2 , which is usually still to be processed, so that they protrude from at least one contact surface 5 by a certain amount (see FIG. 2). Depending on the specific dimensions of the parts of the strut 1 , this amount is of the order of 10-50 mm.

Im zweiten Fertigungsschritt wird das Kunststoffbauteil 3 unmittelbar an der Kontakt fläche 5 bzw. an den Kontaktflächen 5 des Anschlußbauteils 2 anliegend so herge stellt, daß die aus der oder den Kontaktfläche(n) 5 des Anschlußbauteils 2 herausra genden Verstärkungsfasern 4 direkt in die Matrix des Kunststoffbauteils 3 eingebaut werden. Im konkreten Ausführungsbeispiel wird das Kunststoffbauteil 3 in einem zweiteiligen Formwerkzeug (nicht dargestellt) durch Spritzgießen hergestellt. Dabei wird das metallische Anschlußbauteil 2 so in das Formwerkzeug eingefügt, daß seine vorgesehene(n) Kontaktfläche(n) 5 einen Teil der inneren Formwerkzeugfläche bil den. Anschließend werden die aus dem Anschlußbauteil 2 herausragenden Verstär kungsfasern 4 auf geeignete Weise im Formwerkzeug in ihrer Lage fixiert. Ggf. wer den weitere Verstärkungsfasern 4 eingefügt und fixiert. Nach dem Verschluß des Formwerkzeuges wird duroplastische Kunststoffmasse eingespritzt und unter Druck und Wärme ausgehärtet. Anschließend erfolgt je nach Verwendungszweck eine Fer tigbearbeitung der Strebe 1, im Beispiel durch Fräsen und Feinbohren des Lagerau ges.In the second manufacturing step, the plastic component 3 is applied directly to the contact surface 5 or to the contact surfaces 5 of the connection component 2 so that the reinforcing fibers 4 protruding from the contact surface (s) 5 of the connection component 2 directly into the matrix of the Plastic component 3 are installed. In the specific exemplary embodiment, the plastic component 3 is produced in a two-part molding tool (not shown) by injection molding. The metallic connecting component 2 is inserted into the mold in such a way that its intended contact surface (s) 5 form part of the inner mold surface. Subsequently, the reinforcing fibers 4 projecting from the connection component 2 are fixed in a suitable manner in the mold in their position. Possibly. who inserted and fixed the other reinforcing fibers 4 . After the mold has been closed, thermosetting plastic compound is injected and cured under pressure and heat. Subsequently, depending on the intended use, there is finished machining of the strut 1 , in the example by milling and fine boring the bearing assembly.

Die Erfindung ist nicht durch Einzelheiten des vorstehenden Ausführungsbeispiels beschränkt. Insbesondere sind verschiedene Werkstoffe sowohl des metallischen Anschlußbauteils 2 als auch des Kunststoffbauteils 3 sowie der Verstärkungsfasern 4 je nach den konkreten Einsatzbedingungen verwendbar. Dabei ist die Herstellung von bestimmten Formkörpern sowie auch von überwiegend platten- oder bandförmi gen Verbundbauteilen, z. B. zum Einsatz bei Verkleidungen, Rumpf und Tragflä chenbeplankungen im Wasser-, Luft- oder Raumfahrzeugbau, möglich. Die Verstär kungsfasern 4 können - wie im Ausführungsbeispiel erläutert - als Einzelfasern oder als überwiegende flächige Fasergebilde sowohl im Metall- als auch im Kunststoff bauteil 3 eingebettet sein, wobei auch Kombinationen von Einzelfasern und Faser gebilden realisierbar sind. The invention is not restricted by details of the above exemplary embodiment. In particular, different materials of the metallic connecting component 2 as well as the plastic component 3 and the reinforcing fibers 4 can be used depending on the specific conditions of use. Here, the production of certain shaped bodies and also of predominantly plate- or band-shaped composite components, for. B. for use in cladding, fuselage and Tragflä chenbeplanken in water, air or spacecraft construction, possible. The reinforcing fibers 4 can - as explained in the exemplary embodiment - be embedded as individual fibers or as predominantly flat fiber structures both in the metal and in the plastic component 3 , it also being possible to form combinations of individual fibers and fibers.

LIST OF REFERENCE NUMBERS

11

Verbundbauteil bzw. Strebe
Composite component or strut

22

Metallteil bzw. Anschlußbauteil
Metal part or connecting component

33

Kunststoffteil bzw. Kunststoffbauteil
Plastic part or plastic component

44

Verstärkungsfaser
reinforcing fiber

55

Kontaktfläche
contact area

Claims

1. Fiber-reinforced composite component made of metal and plastic parts, wherein reinforcing fibers penetrate at least one metal part and are embedded in at least one plastic part, characterized in that the reinforcing fibers ( 4 ) as long fibers in the metal part ( 2 ) as well as in the associated plastic part ( 3 ) are embedded, whereby they protrude from the respective contact surfaces ( 5 ) of the metal part ( 2 ) or plastic part ( 3 ), facing the respective plastic part ( 3 ) or metal part ( 2 ).

2. Fiber-reinforced composite component according to claim 1, characterized in that the composite component ( 1 ) is designed as a shaped body or as a predominantly plate-shaped or band-shaped part.

3. Fiber-reinforced composite component according to claim 1 and 2, characterized in that the reinforcing fibers ( 4 ) are embedded as individual fibers or as an approximately flat fiber structure made of corresponding fibers in the metal part ( 2 ) and in the plastic part ( 3 ).

4. Fiber-reinforced composite component according to claim 1 to 3, characterized in that the reinforcing fibers ( 4 ) are optionally coated.

5. Fiber-reinforced composite component according to claim 1 to 4, characterized by the use of reinforcing fibers ( 4 ) made of organic and / or inorganic materials.

6. Fiber-reinforced composite component according to claim 4, characterized in that the material of the reinforcing fibers ( 4 ) made of carbon, glass, mineral wool, metal, ceramic and / or plastic.

7. Fiber-reinforced composite component according to claim 1 and 2, characterized in that the plastic part ( 3 ) consists of thermoplastic or duropla-elastic plastic or of an elastomer.

8. Fiber-reinforced composite component according to claim 1 and 2, characterized in that the metal part ( 2 ) consists of light metal, preferably of aluminum or an aluminum alloy, in which reinforcing fibers ( 4 ) made of carbon are already embedded such that they are on at least one Protrude contact surface ( 5 ).

9. Fiber-reinforced composite component according to one or more of the preceding claims, characterized in that the material, the number, the dimensions and the arrangement of the reinforcing fibers ( 4 ) in the fiber-reinforced composite component ( 1 ) are determined according to its load.

10. A method for producing a fiber-reinforced composite component from metal ( 2 ) and plastic parts ( 3 ) according to claim 1 and / or one or more of claims 2 to 9, characterized in that first a fiber-reinforced metal part ( 2 ) is provided, wherein the reinforcing fibers ( 4 ) are embedded as long fibers in the metal part ( 2 ) such that they protrude from a plastic part ( 3 ) on at least one provided contact surface ( 5 ), and that the protruding reinforcing fibers ( 4 ) are then placed in a directly on the metal part ( 2 ) fitted plastic part ( 3 ) to be manufactured.

11. The method according to claim 10, characterized in that the fiber reinforced metal part ( 2 ) is made in the base material from light metal, preferably from aluminum or an aluminum alloy, in which reinforcing fibers ( 4 ) made of carbon are embedded.

12. The method according to claim 10 and 11, characterized in that the fiber-reinforced metal part ( 2 ) is produced by low pressure infiltration.

13. The method according to claim 10 and 11, characterized in that the fiber-reinforced metal part ( 2 ) is produced by injection molding.

14. The method according to claim 10, 11 and 12 or 13, characterized in that the plastic part ( 3 ) is produced in a mold, wherein we least a fiber-reinforced metal part ( 2 ) with its intended contact surface ( 5 ) at least part of an inner Forming surface forms that then from the fiber-reinforced metal part ( 2 ) protruding Ver reinforcing fibers ( 4 ) are fixed in the mold, and further introduced and solidified in the closed mold plastic mass.

15. The method according to claim 14, characterized in that the plastic part ( 3 ) is made of thermoplastic or thermosetting plastic or egg nem elastomer.

16. The method according to claim 14, characterized in that the molding is subjected to pressure and / or heat.

17. The method according to claim 10, characterized in that the material, the number, the dimensions and the arrangement of the reinforcing fibers ( 4 ) in the fiber-reinforced composite component ( 1 ) are selected according to its load.