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Title:
PULTRUSION METHOD FOR PRODUCING A COMPOSITE PART MADE OF WOOD VENEER LAYERS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/158630
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a pultrusion method for producing a composite part (12), one or more wood veneers (14) being embedded in a plastic matrix (16) in the composite part (12) to reinforce the composite part (12). The invention also relates to a composite part (12) and to a motor vehicle (32) comprising said composite part (12).

Inventors:
GROSSE, Thomas (Dammstraße 5, Braunschweig, 38108, DE)
FISCHER, Fabian (Deisterstr. 81, Hannover, 30449, DE)
BERTHOLD, Dirk (Königshagener Ring 6, Bad Lauterberg, 37431, DE)
Application Number:
EP2019/053637
Publication Date:
August 22, 2019
Filing Date:
February 14, 2019
Export Citation:
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Assignee:
VOLKSWAGEN AG (Berliner Ring 2, Wolfsburg, 38440, DE)
FRAUNHOFER-GESELLSCHAFT ZUR FÖRDERUNG DER ANGEWANDTEN FORSCHUNG E.V. (Hansastraße 27c, München, 80686, DE)
International Classes:
B29C70/52; B29C70/08; B32B5/10; B32B21/08; B32B21/14; B27N3/00; B32B21/04; B32B21/13
Domestic Patent References:
WO2017068602A12017-04-27
Foreign References:
US5169699A1992-12-08
US5721036A1998-02-24
Attorney, Agent or Firm:
GULDE & PARTNER PATENT- UND RECHTSANWALTSKANZLEI MBB (Wallstr. 58/59, Berlin, 10179, DE)
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Claims:
Patentansprüche

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils (12), in dem ein Verstärkungsmaterial (18) in einem Pultrusionsverfahren in eine Kunststoffmatrix (16) eingebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial (18) zumindest ein Holzfurnier (14) umfasst.

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial (18) zusätzlich synthetische Fasern (20) und/oder Naturfasern (22) und/oder

Metallstreifen/-profile (23) umfasst.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das zumindest eine Holzfurnier (14) als Endlosband in das Pultrusionswerkzeug geführt wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsmaterial (18) ein aus mehreren Holzfurnieren (14) zusammengesetztes Holzfurnier (28) umfasst.

5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Holzfurnier (14) oder ein aus mehreren Holzfurnieren (14) zusammengesetztes Holzfurnier (28) in dem Pultrusionswerkzeug oder bevor es dem Pultrusionswerkzeug zugeführt wird, zumindest abschnittsweise in einem Harzmaterial vorgetränkt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsmaterial (18) verwendet wird, das ein aus mehreren Holzfurnieren (14) zusammengesetztes Holzfurnier (28) umfasst, wobei eine Orientierung der Fasern der einzelnen Holzfurniere (14) gleichgerichtet ist, sich unterscheidet und/oder über die Länge des zusammengesetzten Holzfurniers (28) zumindest einmalig wechselt.

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsmaterial (18) verwendet wird, welches das wenigstens eine Holzfurnier (14; 28) umfasst und vor, während oder nach Einführung in das Pultrusionswerkzeug geformt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Verstärkungsmaterial (18) verwendet wird, welches das wenigstens eine Holzfurnier (14; 28) umfasst und in der geometrischen Mitte des Querschnitts (10) des Verbundteils (12) und/oder einem Randbereich (26) zugewandt in das Verbundteil (12) eingebracht wird.

9. Verbundteil (12), herstellbar in einem Verfahren nach einem der vorhergehenden

Ansprüche.

10. Kraftfahrzeug (32), umfassend wenigstens ein Verbundteil (12) nach Anspruch 9.

Description:
Beschreibung

PULTRUSIONSVERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES VERBUNDTEILS AUS HOLZFURNIERSCHICHTEN

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 , ein Verbundteil, herstellbar in dem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 9, sowie ein Kraftfahrzeug mit dem Verbundteil gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10.

Obwohl Holz einer der ältesten Bauwerkstoffe des Menschen ist, wird er es in aktuellen technischen-strukturellen Anwendungen, zum Beispiel im Fahrzeugbau, trotz seines

nachweislichen hohen Potenzials für strukturrelevante Bauteile und eines extrem günstigen Rohstoffpreises - auf Grund von fehlenden Erfahrungen - kaum eingesetzt. Dabei zeigen sich bei genauer Betrachtung zahlreiche Strukturen, bei denen beispielsweise stahl- oder glasfaserverstärkte Bauteile durch holzbasierte, in Sandwichbauweise ausgebildete,

Werkstoffkonzepte ersetzt oder teilweise substituiert beziehungsweise ergänzt werden können. Neben dem rein technisch-wirtschaftlichen Potenzial von Holzwerkstoffen stellen diese einen natürlichen C0 2 -Speicher dar. Das bedeutet, dass Holzanteile eines Produktes mit einem negativen Wert in die C0 2 -Bilanz eingehen und damit die Nachhaltigkeit des Produktes deutlich verbessern können. Dies würde die C0 2 -Bilanz einzelner Fahrzeugkomponenten aber auch ganzer Fahrzeuge signifikant verbessern. Dieser Effekt fällt umso stärker aus, wenn Bauteile aus der Massenfertigung bei mindestens gleicher Performance mit einem nennenswerten Anteil holzbasierter Materialien ausgestattet werden. Besonders interessant hierfür sind aufgrund ähnlich anisotroper Materialeigenschaften faserverstärkte Kunststoffbauteile, die in der

Großserie mittels Strangzieh- beziehungsweise Pultrusionsverfahren hergestellt werden, wobei aktuell fast ausschließlich synthetische Verstärkungsmaterialien, wie Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern, eingesetzt werden.

Das Pultrusionsverfahren ist ein kontinuierliches Herstellungsverfahren zur Fertigung von faserverstärkten Kunststoffprofilen. Ein Faserverbundwerkstoff besteht aus einem

Verstärkungsstoff, der in eine Matrix eingebettet ist. Als Matrix können sowohl duroplastische als auch thermoplastische Polymere eingesetzt werden. Als duroplastische Matrixsysteme werden häufig relativ preisgünstige Polyesterharze, Vinylesterharze und Epoxidharze verwendet. Um spezielle Eigenschaften wie bspw. Gleiteigenschaften, nachträgliche Verformung unter Wärme und Abriebfestigkeit zu verbessern, können auch thermoplastische Faserverbundwerkstoffe hergestellt werden. Als Matrixsysteme kommen vorwiegend

Polyamide, Polypropylene und Polyethylene zum Einsatz. Als Verstärkungsmaterial kommen Fasern, vorwiegend synthetische Fasern aus Glas, Kohlenstoff und Aramid zum Einsatz, die als Rovings, Gelege, Gewebe oder Vliese verwendet werden können. Damit können die

Eigenschaften absolut als auch in ihrem Verhältnis zwischen Längs- und Querrichtung in einem weiten Bereich variiert werden.

Das Pultrusionsverfahren eignet sich, um preisgünstig faserverstärkte Kunststoffprofile herzustellen. Die Qualität des so gewonnenen Verbundwerkstoffes liegt durch die hohe

Härtungstemperatur und die konstanten Bedingungen deutlich über der mit kaltgehärteten Handverfahren erreichbaren Qualität. Vor allem die Geschwindigkeit der Herstellung, verbunden mit dem hohen Automatisierungsgrad und den damit einhergehenden niedrigeren Kosten, eröffnen faserverstärkten Kunststoffprofilen, hergestellt im Pultrusionsverfahren, vielfältige Anwendungsfelder auch als konstruktiver Ersatz für Stahlprofile im Leichtbau und anderen Bereichen.

Neben der Pultrusion mit synthetischen Fasern sind Lösungen bekannt, die zur Verbesserung der C0 2 -Bilanz Naturfasern einsetzen. Die WO 2017/068602 A1 offenbart ein

Pultrusionsverfahren zur Herstellung eines Bioverbundwerkstoffs mit Naturfasern, wobei die verwendeten Naturfasern auch in Kombination mit konventionellen Glasfasern eingesetzt werden können. Als Naturfasern werden Fasern bezeichnet, die aus Nutzpflanzen gewonnen und nach ihrem Ursprung in der Pflanze als Blatt- oder Bastfasern kategorisiert werden.

Bastfasern, also die Fasern aus dem Bereich zwischen Borke und Stammholz, weisen dabei die besseren mechanischen Eigenschaften auf und werden daher oft als natürliche

Verstärkungsfasern in faserverstärkten Kunststoffen eingesetzt. Bei den in WO 2017/068602 A1 genannten Naturfasern (Hanf, Flachs, Jute, Sisal) handelt es sich um Bastfasern.

Bisher kommen bei der Pultrusion vorwiegend synthetische Fasern aus Glas, Kohlenstoff und Aramid als Verstärkungsmaterial pultrudierter Bauteile zum Einsatz, die zum einen relativ teuer sind und sich zum anderen negativ auf die C0 2 -Bilanz des Bauteils und somit des gesamten Fahrzeugs auswirken. Bei Bauteilen mit hohen mechanischen Anforderungen werden hohe Faservolumengehalte verwendet. Verfahrensbedingt liegen im hergestellten Profil allerdings auch viele der teuren und im Vergleich zum umgebenden Matrixmaterial schweren Fasern bei bestimmten Belastungsfällen wie Biegung oder Torsion im Profilbereich der neutralen Faser und tragen wenig zur Tragkraft der Struktur bei.

Für den Einsatz von Naturfasern als Verstärkungsmaterial sind zahlreiche Vor- und

Nachbehandlungsschritte der Rohfaser und Prozesse der Textiltechnologie notwendig, um die benötigten Garne, Vliese oder Matten zu erzeugen. Darüber hinaus wird bei der Herstellung von Bastfasern nur ein geringer Anteil der Pflanze genutzt. Weiterhin weisen üblicherweise verwendete Naturfasern (Hanf, Flachs, Jute, Sisal) eine relativ hohe Dichte von ca. 1 ,3 bis 1 ,5 g/cm 3 auf. Unabhängig von der Verwendung von synthetischen oder Naturfasern muss bei den bekannten Pultrusionsverfahren eine vollständige Durchtränkung der Fasern mit dem

Matrixwerkstoff erfolgen, da einzelnen Fasern sonst keine mechanische Festigkeit

untereinander erlangen.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Pultrusionsverfahren bereitzustellen, welches die oben angesprochenen Probleme löst.

Die Aufgabe wird durch die Gegenstände der unabhängigen Patentansprüche 1 , 9 und 10 gelöst.

Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbundteils, in dem ein Verstärkungsmaterial in einem Pultrusionsverfahren in eine

Kunststoffmatrix eingebracht wird.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Verstärkungsmaterial zumindest ein Holzfurnier umfasst.

Der Begriff des Holzfurniers im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung betrifft ein zu einer Band- oder Streifenform weiter verarbeitete Form von Stammholz. Dieses kann beispielsweise durch Schälen hergestellt werden. Die ursprüngliche Struktur des Stammholzes bleibt im Holzfurnier daher stets erhalten. Somit lässt sich das Holzfurnier zum einen besonders gut handhaben und weiterverarbeiten und weist darüber hinaus vergleichsweise hohe mechanische Kennwerte auf. Ferner ist Holzfurnier sehr kostengünstig und beinahe in jeder Region der Welt verfügbar. Im Vergleich mit bekannten Verstärkungsmaterialien weist

Holzfurnier eine trotz der hohen mechanischen Belastungsgrenzen vorhandene geringe Dichte auf, die, in Abhängigkeit von der Holzart, beispielsweise zwischen 0,5 g/cm 3 und 0,8 g/cm 3 liegen kann. Somit ist das erfindungsgemäße Verfahren zum einen besonders einfach und kostengünstig durchführbar und zum anderen sind die hergestellten Verbundteile hinsichtlich ihrer Form und ihres inneren Aufbaues sehr exakt herstellbar. Durch die Verwendung des Holzfurniers wird gegenüber konventionellen Verstärkungsmaterialien die C0 2 -Bilanz des Verfahrens und der hergestellten Teile verbessert. Darüber hinaus ist die Herstellung der benötigten Holzfurniere selbst sehr einfach und günstig und kann beispielsweise in bekannter Weise durch Dämpfen des Stammes mit anschließender Schälung des Stammes, Trocknung der erhaltenen Rohfurniere und anschließendes Schneiden in die gewünschte geometrische Form erfolgen. Durch die Verwendung des Stammholzes wird die verwendete Pflanze äußerst effizient ausgenutzt.

In bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass das

Verstärkungsmaterial zusätzlich synthetische Fasern und/oder Naturfasern (z. B. in Form einzelner Fasern, Rovings, Vliese, Gelege oder Matten) und/oder Metallstreifen/-profile umfasst.

Als Fasern kommen hierbei alle bekannten Verstärkungsfasern in Betracht, wobei Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern sowie Naturfasern als Beispiele zu nennen sind. Durch die Abstimmung der Verwendung von zusätzlichen Fasern und Holzfurnier können die

mechanischen Eigenschaften des hergestellten Verbundteils flexibel angepasst und eingestellt werden.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass zumindest das Holzfurnier als Endlosband in das Pultrusionswerkzeug geführt wird.

Das Endlosband kann beispielsweise auf einer Rolle bevorratet werden und mit

Hilfsvorrichtungen dem Pultrusionswerkzeug aktiv zugeführt werden oder aber im

Pultrusionsprozess in das Werkzeug eingezogen werden.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass das Verstärkungsmaterial ein aus mehreren Holzfurnieren zusammengesetztes Holzfurnier umfasst.

Die einzelnen Holzfurniere können beispielsweise aufeinandergelegt werden und lediglich zu Handhabungszwecken oder auf Dauer angelegt miteinander verbunden werden. Durch die Kombination unterschiedlicher Holzfurniere können beispielsweise Verstärkungsmaterialien auf bestimmte Belastungszustände des späteren Verbundteils gezielt angepasst werden.

Beispielsweise können unterschiedliche Holzarten mit unterschiedlicher Festigkeit verwendet werden, wobei die einzelnen Lagen des zusammengesetzten Holzfurniers beispielsweise auf eine zu erwartende, in der Nutzungsphase des Verbundteils auftretende, Biegebelastung hin ausgelegt sein können.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass das Holzfurnier oder ein aus mehreren Holzfurnieren zusammengesetztes Holzfurnier in dem Pultrusionswerkzeug oder bevor es dem Pultrusionswerkzeug geführt wird, zumindest abschnittsweise in einem Harzmaterial vorgetränkt wird.

Durch die Vortränkung des zusammengesetzten Holzfurniers können die einzelnen Lagen sicher miteinander verbunden werden. Dabei kann das gesamte zusammengesetzte Holzfurnier vorgetränkt werden oder aber auch lediglich eine Vortränkung in bestimmten Abschnitten des zusammengesetzten Holzfurniers erfolgen. Durch letztere Option kann beispielsweise das Gewicht des Verbundteils reduziert werden, was dadurch ermöglicht wird, dass Holzfurniere als Schälprodukt des Massivholzes bereits über eine hohe mechanische Stabilität verfügen und daher nicht zwangsweise vollständig mit Matrixmaterial durchtränkt werden müssen. Eine Tränkung des Randbereichs ist durch die ohnehin schon vorliegende mechanische Stabilität des Materials ausreichend, wodurch die geringe Dichte des Holzfurniers im Wesentlichen erhalten bleibt.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass Verstärkungsmaterial verwendet wird, das ein aus mehreren Holzfurnieren zusammengesetztes Holzfurnier umfasst, wobei eine Orientierung der Fasern der einzelnen Holzfurniere

gleichgerichtet ist, sich unterscheidet und/oder über die Länge des zusammengesetzten Holzfurniers zumindest einmalig wechselt.

Da die Orientierung der Fasern ausschlaggebend für die mechanischen Eigenschaften des Holzfurniers ist, lassen sich diese durch gezielte Beeinflussung dieser Orientierung lokal im zusammengesetzten Holzfurnier beeinflussen beziehungsweise einstellen. Insbesondere bei Verbundteilen, die im späteren Nutzungsverlauf komplexen Belastungszuständen unterliegen, können so bestimmte Bereiche des Verbundteils optimiert werden.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass Verstärkungsmaterial verwendet wird, welches das wenigstens eine Holzfurnier umfasst und vor, während oder nach Einführung in das Pultrusionswerkzeug geformt wird. Durch die Formung des Holzfurniers lassen sich unterschiedlichste Profilgeometrien des herzustellenden Verbundteils realisieren, wie beispielsweise Rundprofile. Unter Beachtung der Zerstörungsgrenzen des Holzfurniers lassen sich die Holzfurniere dabei bis zu einem

bestimmten Verformungsgrad weiterhin in Form von beispielsweise flachen Streifen dem Verfahren zuführen. Für größere Verformungen können beispielsweise vorgelagerte

Behandlungsschritte, wie ein Einweichen und dann Verformen des Holzfurniers durchgeführt werden, bevor dieses dem Pultrusionswerkzeug zugeführt wird.

In weiterhin bevorzugter Ausgestaltung des Verfahrens der Erfindung ist vorgesehen, dass Verstärkungsmaterial verwendet wird, welches das wenigstens eine Holzfurnier umfasst und in der geometrischen Mitte des Querschnitts des Verbundteils und/oder einem Randbereich zugewandt in das Verbundteil eingebracht wird.

Auf diese Weise kann ein Sandwichbauteil hergestellt werden, das im Querschnitt

beispielsweise aus sich abwechselnden Lagen aus Holzfurnier und konventionellen

Verstärkungsmaterialien besteht. Die Verteilung der einzelnen Verstärkungsmaterialien über den Querschnitt hängt davon ab, welche mechanischen Eigenschaften das Verbundteil erhalten soll. Durch Anordnung des Holzfurniers in der geometrischen Mitte des Querschnitts kann erreicht werden, dass der Volumenanteil der weiteren Verstärkungsfasern in den Randbereich des Querschnitts verdrängt wird und dort lokal erhöht wird. Dies erhöht signifikant die

Biegesteifigkeit des herzustellenden Verbundteils.

In Bezug auf diese Weiterbildung des Verfahrens sowie allgemein wird in Bezug auf die

Faserorientierung der Fasern des Holzfurniers bei Verwendung einzelner Furnierstreifen eine Orientierung parallel zur Erstreckungsrichtung des herzustellenden Profils bevorzugt. Bei Verwendung mehrerer Furnierlagen wird eine abwechselnde Orientierung der Fasern der Holzfurniere parallel beziehungsweise quer zur Profilrichtung bevorzugt. Hierdurch können vorteilhafterweise isotrope Eigenschaften des Verbundteils erreicht werden, beziehungsweise eine besonders hohe Festigkeit in einer bestimmten Richtung. Bevorzugt wird eine Kombination des oder der Holzfurniere mit synthetischen Fasern wie Glas-, Kohlenstoff- oder Aramidfasern verwendet. Besonders bevorzugt werden Glasfasern als konventionelle

Zusatzverstärkungsmaterialien. Für die Holzfurniere wird bevorzugt das Material der Buche, Fichte oder Kiefer verwendet. Dicken der Holzfurniere liegen vorzugsweise im Bereich von 0,3 mm bis 2,5 mm. Besonders bevorzugt wird Buchenholz mit einer Dicke von 0,5 mm bis 0,7 mm. Für die Breite der Holzfurniere werden vorzugsweise 2 mm bis 10 mm angesetzt. Besonders bevorzugt werden Endlosbänder an Holzfurnier verwendet, die eine Breite zwischen 5 mm und 50 mm auf der Rolle einnehmen. Um das Verstärkungsmaterial dem Pultrusionsverfahren zuzuführen, wird vorzugsweise eine Lochmatrize verwendet, durch die auch die zusätzlichen Verstärkungsfasern geführt werden. Als Matrix werden vorzugsweise duroplastische

Matrixsysteme verwendet, besonders bevorzugt ungesättigte Polyesterharze, Vinylesterharze und Epoxidharze.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es beispielsweise auch möglich, dass ein oder mehrere Holzfurniere im Randbereich des zu erzeugenden Verbundteils eingesetzt werden, um beispielsweise eine dekorative Oberfläche zu erhalten. Hinsichtlich der Anordnung des

Verstärkungsmaterials im Verbundteil können beispielsweise auch abwechselnd Holzfurnier und synthetische oder natürliche Fasern verwendet werden. Auch eine Kombination mit weiteren biologischen Füllstoffen, wie beispielsweise Holzmehl, Bagasse oder dergleichen, ist möglich. Vorzugsweise können, wenn das Holzfurnier in der geometrischen Mitte des

Querschnitts des Verbundteils vorgesehen ist, in den Randbereichen synthetische Fasern mit sehr hohen mechanischen Belastungsgrenzen vorgesehen sein. Dies ist besonders vorteilhaft für Trägheits- und Steifigkeitseigenschaften des Verbundteils. Gleichzeitig wird von den synthetischen Fasern, die meist teuer und auch schwer sind, nur ein geringer Anteil benötigt. Gleichzeitig schützen die zusätzlichen Fasern, die das Holzfurnier zumindest teilweise umschließen oder infiltrieren, dieses gemeinsam mit dem Matrixwerkstoff auch gegen schädliche Umwelteinflüsse.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verbundteil, herstellbar oder hergestellt in einem erfindungsgemäßen Verfahren gemäß der vorhergehenden Beschreibung.

Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug, umfassend wenigstens ein erfindungsgemäßes Verbundteil gemäß der vorhergehenden Beschreibung.

Die verschiedenen in dieser Anmeldung genannten Ausführungsformen der Erfindung sind, sofern im Einzelfall nicht anders ausgeführt, mit Vorteil miteinander kombinierbar.

Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen

Zeichnungen erläutert. Es zeigen:

Figur 1a bis d unterschiedliche Querschnittsprofile eines erfindungsgemäßen Verbundteils in einer ersten Ausführungsform; Figur 2a bis d unterschiedliche Querschnittsprofile eines erfindungsgemäßen Verbundteils in einer zweiten Ausführungsform;

Figur 3a und b unterschiedliche Querschnittsprofile eines erfindungsgemäßen Verbundteils in einer dritten Ausführungsform; und

Figur 4 ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug in einer Ausführungsform.

Figuren 1a bis d zeigen exemplarisch unterschiedliche Querschnitte 10 eines

erfindungsgemäßen Verbundteils 12. Figuren 1a bis d betreffen hier eine Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Holzfurniere 14 lokal voneinander getrennt im Querschnitt 10 des

Verbundteils 12 angeordnet sind. Die Bildebene der Figuren 1 a bis d zeigt dabei eine

Blickrichtung in Längserstreckung des Verbundteils 12 beziehungsweise der verwendeten Holzfurniere 14. Das Verbundteil 12 umfasst neben den Holzfurnieren 14 eine Kunststoffmatrix 16, in welche die Holzfurniere 14 in einem Pultrusionsverfahren eingebettet worden sind. Die Holzfurniere 14 bilden in dem Verbundteil 12 ein Verstärkungsmaterial 18, exemplarisch gezeigt in Figur 1 c. Das Verstärkungsmaterial 18 umfasst darüber hinaus zusätzliche synthetische Fasern 20 und Naturfasern 22. In den gezeigten Beispielen a bis d sind sowohl die Fasern der einzelnen Holzfurniere 14 als auch die synthetischen Fasern 20 und Naturfasern 22 alle in Längsrichtung, also in die Bildebene hinein, des Verbundteils 12 orientiert und in den gezeigten Querschnitten 10 demnach senkrecht geschnitten. Figur 1 a zeigt exemplarisch ein Verbundteil 12 mit I-Profil, Figur 1 b ein Verbundteil 12 mit Doppel-T-Profil, Figur 1c ein Verbundteil 12 als Hohlprofil mit Rechteckform und Figur 1d ein Verbundteil 12 ebenfalls als Hohlprofil in

Rundform.

In den Figuren 2a bis d sind weitere Beispiele des erfindungsgemäßen Verbundteils 12 gezeigt, sodass hier lediglich auf die Unterschiede zu Figur 1 eingegangen wird. Figuren 2a bis c betreffen hier eine Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Holzfurniere 14 lokal flächig aneinander angrenzend im Querschnitt 10 des Verbundteils 12 angeordnet sind. So ist in Figur 2a ein Verbundteil 12 gezeigt, bei dem ein Holzfurnier 14 in der geometrischen Mitte des Querschnitts 10 des Verbundteils 12 angeordnet ist und gewissermaßen eine horizontale Mittellinie darstellt. Oberhalb und unterhalb des Holzfurniers 14 sind zusätzliche Fasern 24 in die Kunststoffmatrix 16 eingebracht, die durch das mittig angeordnete Holzfurnier 14 in

Richtung der Randbereiche 26 gedrängt sind. Die zusätzlichen Fasern 24 können

beispielsweise synthetische Fasern 20 wie Glasfasern sein, jedoch auch alle anderen bekannten Arten von Fasern. Figur 2d beschreibt eine Ausführungform, bei der zusätzlich rechteckige Metallprofile 23 zum Holzfurnier 14 in der geometrischen Mitte des Querschnitts des Verbundbauteils 12 eingebracht ist und bei dem zwischen Metallprofil 23 und Holzfurnier 14 zusätzliche Fasern 24 angeordnet sind.

In Figur 2b ist ein Beispiel des Verbundteils 12 gezeigt, welches als Verstärkungsmaterial 18 drei Lagen von Holzfurnier 14 umfasst. Die drei Lagen von Holzfurnier 14 bilden hier ein zusammengesetztes Holzfurnier 28. Oberhalb und unterhalb des zusammengesetzten

Holzfurniers 28 sind wiederum jeweils eine Lage aus zusätzlichen Fasern 24 vorgesehen. Demgegenüber zeigt die Figur 2c ein Beispiel des Verbundteils 12, bei dem die Orientierung der Fasern einer mittleren Lage 29 von Holzfurnier 14 quer zur Längsrichtung des Verbundteils 12 orientiert sind. Zwei äußere Lagen 30 von Holzfurnier 14, die oberhalb und unterhalb der mittleren Lage 29 angeordnet sind, weisen hingegen eine Orientierung ihrer Fasern entlang der Längsrichtung des Verbundteils 12 auf. Selbiges gilt für die wiederum oberhalb und unterhalb der äußeren Lagen 30 angeordneten Lagen von zusätzlichen Fasern 24.

Figuren 3a und b zeigen wiederum zwei weitere Beispiele für das Verbundteil 12. Die Figuren 3a und b betreffen hier eine Ausführungsform, bei der ein oder mehrere Holzfurniere 14 lokal durch Schichten zusätzlicher Fasern 24 voneinander getrennt im Querschnitt 10 des

Verbundteils 12 angeordnet sind. Im Unterschied zu den vorangegangenen Beispielen zeigt Figur 3a beispielsweise ein Verbundteil 12, bei dem jeweils ein Holzfurnier 14 direkt an der äußeren Oberfläche des Verbundteils 12 angeordnet ist. Ein größerer Innenbereich des Verbundteils 12 ist hingegen mit zusätzlichen Fasern 24 versehen, die von den Holzfurnieren 14 eingeschlossen sind.

In Figur 3b ist ein Verbundteil 12 gezeigt, bei dem als mittlere Lage 29 ein Holzfurnier 14 vorgesehen ist, dessen Fasern quer zur Längsrichtung des Verbundteils 12 orientiert sind. Oberhalb und unterhalb schließt sich jeweils eine Lage mit zusätzlichen Fasern 24 an, wobei die zusätzlichen Fasern 24 wiederum in Längsrichtung des Verbundteils 12 orientiert sind. Wiederum oberhalb und unterhalb schließen sich jeweils eine Lage von Holzfurnier 14 an, deren Fasern ebenfalls entlang der Längsrichtung des Verbundteils 12 orientiert sind.

Wiederum oberhalb und unterhalb schließen sich jeweils eine Lage mit zusätzlichen Fasern 24 an, wobei die zusätzlichen Fasern entlang der Längsrichtung des Verbundteils 12 orientiert sind.

Die gezeigten Beispiele sollen lediglich verdeutlichen, wie flexibel das erfindungsgemäße Verbundteil 12 hinsichtlich seines Aufbaus und seiner Geometrie gestaltet werden kann, wodurch es an unterschiedliche Anforderungen hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften anpassbar ist.

Figur 4 zeigt schließlich ein erfindungsgemäßes Kraftfahrzeug 32, das wenigstens ein

Verbundteil 12 gemäß der Erfindung umfasst. Rein exemplarisch ist angedeutet, in welchen Bereichen das Verbundteil 12, beispielsweise als Strukturteil des Kraftfahrzeugs 32, vorgesehen sein kann. Mögliche Anwendungsfelder, die durch den Fachmann jedoch nach Belieben erweitert werden können, sind tragende Strukturen für Komponenten, die

beispielsweise in einem Motorraum 34 vorgesehen sind oder auch Strukturteile im Cockpit 36 des Kraftfahrzeuges 32.

Bezugszeichenliste

Querschnitt

Verbundteil

Holzfurnier

Kunststoffmatrix

Verstärkungsmaterial

synthetische Fasern

Naturfasern

Metallprofile

zusätzliche Fasern

Randbereich

zusammengesetztes Holzfurnier

mittlere Lage

äußere Lage

Kraftfahrzeug

Motorraum

Cockpit