DE102008055716A1

DE102008055716A1 - Fahrwerksteil eines Kraftfahrzeugs sowie Verfahren zum Herstellen desselben

Info

Publication number: DE102008055716A1
Application number: DE200810055716
Authority: DE
Inventors: Peter Schörner
Original assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Current assignee: Scherdel Innotec Forschungs und Entwicklungs GmbH
Priority date: 2008-11-04
Filing date: 2008-11-04
Publication date: 2010-05-12
Anticipated expiration: 2028-11-05
Also published as: DE102008055716B4

Abstract

Ein erfindungsgemäßes Fahrwerksteil (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Sturzlenker, Querlenker, Radaufhängung, Hinterachsträger, Achsstabilisierung, Fahrzeugachse oder Versteifungskreuz, umfasst eine Korrosionsschutzschicht (6) auf der Fahrwerksteil-Oberfläche (5), eine darauf angeordnete Dämpfungsschicht (8) und eine Vielzahl von länglichen Dämpfungsfasern (10), die mit einem Verankerungsbereich (12) in der Dämpfungsschicht (8) verankert sind und die mit dem übrigen Dämpfungsbereich (14) aus der Dämpfungsschicht (8) herausstehen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksteil eines Kraftfahrzeugs, insbesondere einen Sturzlenker, einen Querlenker, eine Radaufhängung, einen Hinterachsträger, eine Achsstabilisierung, eine Fahrzeugachse oder ein Versteifungskreuz sowie ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen korrosions- und steinschlaggeschützten Fahrwerksteils eines Kraftfahrzeugs.
Fahrwerksteile von Kraftfahrzeugen sind oft feuerverzinkt und somit gut gegen Korrosion geschützt. Allerdings sind solche feuerverzinkten Kraftfahrzeugteile relativ schwer, sodass in letzter Zeit häufig dazu übergegangen wird, Fahrwerksteile mit einer Zinklamellenbeschichtung zu versehen, um diese so gegen Korrosion zu schützen. Derartig mit einer Zinklamellenbeschichtung versehene Fahrwerksteile werden jedoch im Betrieb durch den beim Einsatz des Kraftfahrzeugs stattfindenden Steinschlag häufig massiv geschädigt, die Zinklamellenbeschichtung wird beschädigt oder löst sich ab, und das darunter liegende Fahrwerksteil ist dann der Korrosion ausgesetzt. Die Überbrückung der Schadstellen infolge der Fernwirkung der Zinkbeschichtung ist nur bis zu einer bestimmten Größe der Schadstellen möglich, und diese bestimmte Größe wird häufig überschritten.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein möglichst leichtes Fahrwerksteil anzugeben, das gleichzeitig zuverlässig vor Korrosion und Steinschlag geschützt ist. Des Weiteren soll ein einfach ausführbares Herstellungsverfahren angegeben werden, mit dem man ein derartiges vorteilhaftes Fahrwerksteil erhält.
Diese Aufgaben werden durch den Gegenstand der unabhängigen Schutzansprüche gelöst, vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.
Ein erfindungsgemäßes Fahrwerksteil eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Korrosionsschutzschicht auf der Fahrwerksteil-Oberfläche, eine darauf angeordnete Dämpfungsschicht und eine Vielzahl von länglichen Dämpfungsfasern. Diese länglichen Dämpfungsfasern sind mit einem Verankerungsbereich in der Dämpfungsschicht verankert und stehen mit dem übrigen Dämpfungsbereich aus der Dämpfungsschicht heraus.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung ist ein derartiges Fahrwerksteil durch das Vorsehen einer Korrosionsschutzschicht auf der Fahrwerksteil-Oberfläche korrosionsgeschützt und durch das Vorsehen der Dämpfungsschicht und der erfindungsgemäßen Dämpfungsfasern steinschlaggeschützt.
Die erfindungsgemäße Dämpfungsschicht bildet dabei die Verbindungsschicht der Dämpfungsfasern zum Untergrund, also zu dem darunter liegenden Fahrwerksteil mit Korrosionsschutzschicht.
Die Korrosionsschutzschicht, die Dämpfungsschicht und die Dämpfungsfasern weisen nur ein geringes Gewicht auf, was das erfindungsgemäße Fahrwerksteil leicht macht und daher für eine Vielzahl von Einsatzgebieten prädestiniert.
Bei dem erfindungsgemäßen Fahrwerksteil kann es sich um beliebige Teile eines Fahrwerks eines Kraftfahrzeugs handeln, die einerseits korrosionsgeschützt sein müssen und andererseits im Einsatz des Kraftfahrzeugs vermehrt Steinschlag ausgesetzt sind. Besonders geeignete Fahrwerksteile sind Sturzlenker, Querlenker, Radaufhängungen, Hinterachsträger, Achsstabilisierungen, Fahrzeugachsen oder Versteifungskreuze. Diese Aufzählung ist jedoch nicht abschließend, andere Fahrwerksteile sind vom Schutzbereich der vorliegenden Ansprüche ebenfalls umfasst. Die erfindungsgemäße Anordnung von Korrosionsschutzschicht, Dämpfungsschicht und Dämpfungsfasern ist prinzipiell auch für den gesamten Unterbodenbereich eines Kraftfahrzeugs geeignet.
Prinzipiell kann die Korrosionsschutzschicht auf der Fahrwerksteil-Oberfläche beliebig ausgeführt sein, bevorzugt ist jedoch eine Zinklamellenbeschichtung, da diese besonders leicht ist. Eine Zinklamellenbeschichtung ist eine nicht elek trolytisch aufgebrachte Beschichtung, die einen guten Korrosionsschutz bietet. Üblicherweise handelt es sich bei einer solchen Zinklamellenbeschichtung um einen Überzug aus einer Mischung von Zink- und Aluminiumlamellen, die durch eine anorganische Matrix verbunden sind.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist die Dämpfungsschicht als ausgehärtete Klebstoffschicht, insbesondere als ausgehärtete Zwei-Komponenten-Epoxidharz-Klebstoffschicht ausgebildet. Diese ist leicht aufbringbar, und die Dämpfungsfasern können einfach und zuverlässig darin verankert werden. Des Weiteren ist eine derartige Klebstoffschicht besonders robust und schützt in Zusammenwirkung mit den Dämpfungsfasern die darunter liegende Korrosionsschutzschicht sehr zuverlässig gegen Steinschlag und andere mechanische Einwirkungen von außen.
Die Elektrostatik sorgt prinzipiell aufgrund der Feldlinien für eine senkrechte Ausrichtung der länglichen Dämpfungsfasern zur Fahrwerksteil-Oberfläche. Es ist bevorzugt, dass wenigstens der Verankerungsbereich der länglichen Dämpfungsfasern im Wesentlichen senkrecht zur darunter liegenden Fahrwerksteil-Oberfläche ausgerichtet ist. Alternativ dazu können die länglichen Dämpfungsfasern über ihre gesamte Länge im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche ausgerichtet sein.
Wenn der in der Dämpfungsschicht verankerte Verankerungsbereich der länglichen Dämpfungsfasern eine Länge von 5 bis 25%, insbesondere von etwa 10% der gesamten Länge der länglichen Dämpfungsfasern hat, so ergibt sich ein besonders kompakter und robuster Aufbau von Dämpfungsschicht mit länglichen Dämpfungsfasern.
Grundsätzlich eignen sich für die Dämpfungsfasern Materialien, die sich durch ein besonders leichtes Gewicht und gleichzeitig ein geeignetes Elastizitätsmodul auszeichnen. Ein bevorzugtes Material für die Dämpfungsfasern ist Polyamid. Um das erfindungsgemäße korrosions- und steinschlaggeschützte Fahrwerksteil besonders leicht zu machen, ist ein Gewicht für die länglichen Dämpfungsfasern von 2 bis 12 dtex, insbesondere von 3,3 bis 8 dtex vorteilhaft. In dtex wird das Gewicht einer derartigen Dämpfungsfaser pro 10.000 m angege ben. Selbstverständlich können auch Dämpfungsfasern mit einem davon abweichenden Gewicht zur Anwendung kommen und sind vom Schutzbereich der vorliegenden Ansprüche umfasst.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weisen die Dämpfungsfasern eine Länge von 0,5 bis 3,0 mm auf. Dadurch ergibt sich eine besonders vorteilhafte Dämpfungswirkung bei gleichzeitig optimiertem Gewicht des Fahrwerksteils. Selbstverständlich sind auch andere Längen für die Dämpfungsfasern möglich und vom Schutzbereich der vorliegenden Ansprüche umfasst.
Die Erfindung betrifft auch eine Fahrwerksstruktur eines Kraftfahrzeugs mit mehreren Fahrwerksteilen, wovon wenigstens ein Fahrwerksteil gemäß der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Art ausgebildet ist. Das Fahrwerksteil kann dabei einen beliebigen Grundwerkstoff aufweisen, bspw. Stahl oder Aluminium.
Übliche Bauteilgrößen für ein erfindungsgemäßes Fahrwerksteil bewegen sich zwischen 450 und 1.600 mm Länge.
Die Erfindung betrifft des Weiteren ein Verfahren zum Herstellen eines korrosions- und steinschlaggeschützten Fahrwerkteils eines Kraftfahrzeugs, bei dem zunächst eine Korrosionsschutzschicht auf die Oberfläche des Fahrwerkteils aufgebracht wird, danach eine Dämpfungsschicht auf die Korrosionsschutzschicht aufgebracht wird und anschließend längliche Dämpfungsfasern derart in die Dämpfungsschicht eingebracht werden, dass die länglichen Dämpfungsfasern mit ihrem Verankerungsbereich in der Dämpfungsschicht verankert sind und mit ihrem übrigen Dämpfungsbereich aus der Dämpfungsschicht herausstehen.
Ein derartiges erfindungsgemäßes Verfahren ist einfach durchführbar und liefert als Ergebnis ein leichtes, korrosions- und steinschlaggeschütztes Fahrwerksteil der oben beschriebenen Art mit den oben beschriebenen Vorteilen.
Gemäß einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die länglichen Dämpfungsfasern derart in die Dämpfungsschicht eingebracht, dass wenigstens der vordere Verankerungsbereich der länglichen Dämpfungsfasern im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche ausgerichtet ist. Alternativ dazu können die länglichen Dämpfungsfasern auch derart in die Dämpfungsschicht eingebracht werden, dass sie über ihre gesamte Länge im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche ausgerichtet sind.
Prinzipiell können als Dämpfungsschichten beliebige Schichten zum Einsatz kommen, aus Gewichtsgründen ist jedoch das Aufbringen einer Zinklamellenbeschichtung auf die Oberfläche des Fahrwerkteils bevorzugt. Das Aufbringen einer derartigen Zinklamellenbeschichtung auf die Oberfläche des Fahrwerkteils kann bspw. durch Spritzen oder Tauchziehen erfolgen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird als Dämpfungsschicht eine Klebstoffschicht, insbesondere eine Zwei-Komponenten-Epoxidharz-Klebstoffschicht aufgebracht, dann werden die länglichen Dämpfungsfasern mit ihrem Verankerungsbereich in die noch nicht ausgehärtete Klebstoffschicht eingebracht. Die Klebstoffschicht härtet danach aus und die länglichen Dämpfungsfasern werden so mit ihrem Verankerungsbereich darin zuverlässig fixiert.
Das Auftragen der Klebstoffschicht kann auf beliebige, dem Fachmann bekannte Weise erfolgen, insbesondere durch Druckluftspritzen, durch Aufrollen, durch Einstreichen mithilfe eines Pinsels, durch Rakeln oder durch Tampondruck. Bei dieser Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann eine besonders gut dämpfende Dämpfungsschicht mit darin eingebrachten Dämpfungsfasern auf einfache Weise hergestellt werden, und die Dämpfungsfasern werden in der Dämpfungsschicht besonders zuverlässig fixiert.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens werden zum Einbringen der länglichen Dämpfungsfasern in die Dämpfungsschicht die länglichen Dämpfungsfasern elektrostatisch aufgeladen, und das Fahrwerksteil mit Korrosionsschutzschicht wird geerdet. Dann werden die länglichen Dämpfungsfasern mit gewünschter Ausrichtung in die Dämpfungs schicht eingeschossen. Dieser Vorgang des Einbringens der länglichen Dämpfungsfasern in die Dämpfungsschicht kann durch Anlegen von Druckluft unterstützt werden.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels mit Bezug auf die beiliegende Figur näher erläutert.
Die Figur zeigt eine Schnittdarstellung eines Ausschnitts eines korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung.
Die Darstellung des korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 ist nicht maßstabsgetreu und stellt nur eine Prinzipskizze dar.
Die nachfolgend angegebenen Merkmale des korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 sind nur exemplarischer Art und dienen der Angabe eines für den Fachmann nacharbeitbaren Ausführungsbeispiels, ebenso können andere Fahrwerksteile, andere Materialien oder andere Abmessungen gewählt werden.
Der korrosions- und steinschlaggeschützte Sturzlenker 2 umfasst ein Grundmaterial 4, typischerweise einen geeigneten Stahl. Auf der Grundmaterial-Oberfläche 5 ist eine Zinklamellenbeschichtung einer Dicke von etwa 0,02 mm angeordnet, welche die Grundmaterial-Oberfläche 5 bedeckt und vor Korrosion schützt. Auf dieser Zinklamellenbeschichtung 6 befindet sich eine ausgehärtete Epoxidharz-Klebstoffschicht 8, die sowohl als Dämpfungsschicht, als auch als Aufnahme für die Verankerungsbereiche der Dämpfungsfasern 10 dient. Eine typische Dicke der Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 ist 0,2 mm.
Eine Vielzahl von länglichen Dämpfungsfasern/Dämpfungsflocken 10 ist jeweils mit einem Teilbereich, nämlich mit ihrem Verankerungsbereich 12 in der ausgehärteten Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 verankert. In dem Ausführungsbeispiel der Figur erstrecken sich die Verankerungsbereiche 12 etwa bis zu dem mittleren Bereich der Epoxidharz-Klebstoffschicht 8. Der nach außen herausstehende Dämpfungsbereich 14 der Dämpfungsfasern 10 weist eine Länge auf, die einem Vielfachen des Verankerungsbereichs 12 entspricht. Als exemplarische Abmessungen sind hier für den Verankerungsbereich 12 der länglichen Dämpfungsfasern 10 eine Länge von 0,1 mm und für deren Dämpfungsbereich 14 eine Länge von 0,9 mm angegeben, sodass sich eine Gesamtlänge der Dämpfungsfasern von 1,0 mm und ein Gesamtschichtaufbau von Dämpfungsschicht 8 mit Dämpfungsfasern 10 von 1,1 mm ergibt.
Der Gesamtschichtaufbau von Klebstoffschicht 8 und Dämpfungsfasern 10 kann auch als Beflockung bezeichnet werden, die einer Kombinationsschicht von Kleberschicht 8 und Flocken 10 entspricht.
Die länglichen Dämpfungsfasern 10 sind in der Figur senkrecht zu der Grundmaterial-Oberfläche 5 angeordnet. Durch die Klebstoffschicht 8 und die Dämpfungsfasern 10 des korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 wird eine zuverlässige Dämpfung gegen Steinschlag bereitgestellt. Die Klebstoffschicht 8 stellt einen zuverlässigen Schutz für die Zinklamellenbeschichtung 6 dar und verhindert eine Beschädigung dieser Zinklamellenbeschichtung 6.
Insgesamt ist der korrosions- und steinschlaggeschützte Sturzlenker 2 sehr leicht und ist daher sehr vorteilhaft im Kraftfahrzeugbau einsetzbar.
Zur Herstellung des korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 wird zunächst die Zinklamellenbeschichtung 6 bspw. mittels Spritzen oder Tauchziehen aufgebracht, dann wird die Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 bspw. durch Druckluftspritzen, durch Rollen, durch Pinseln, durch Rakeln oder durch Tampondruck aufgetragen.
Das Grundmaterial 4 und die Zinklamellenbeschichtung 6 werden geerdet. Die einzubringenden länglichen Dämpfungsfasern 10 werden elektrostatisch aufgeladen und unter Druckluftunterstützung durch ein Sieb über der Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 abgerüttelt und so mit ihrem Verankerungsbereich 12 in die Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 eingeschossen.
Schließlich härtet die Epoxidharz-Klebstoffschicht 8 aus, und die länglichen Dämpfungsfasern 10 werden mit ihrem Verankerungsbereich 12 zuverlässig darin fixiert.
Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des korrosions- und steinschlaggeschützten Sturzlenkers 2 ist einfach ausführbar.

2: Korrosions- und steinschlaggeschützter Sturzlenker
4: Grundmaterial
5: Grundmaterial-Oberfläche
6: Zinklamellenbeschichtung
8: Epoxidharz-Klebstoffschicht
10: Dämpfungsfasern
12: Verankerungsbereich
14: Dämpfungsbereich

Claims

Fahrwerksteil (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere Sturzlenker, Querlenker, Radaufhängung, Hinterachsträger, Achsstabilisierung, Fahrzeugachse oder Versteifungskreuz, aufweisend eine Korrosionsschutzschicht (6) auf der Fahrwerksteil-Oberfläche (5), eine darauf angeordnete Dämpfungsschicht (8), und eine Vielzahl von länglichen Dämpfungsfasern (10), die mit einem Verankerungsbereich (12) in der Dämpfungsschicht (8) verankert sind und die mit dem übrigen Dämpfungsbereich (14) aus der Dämpfungsschicht (8) herausstehen.
Fahrwerksteil (2) nach Anspruch 1, wobei die Korrosionsschutzschicht als Zinklamellenbeschichtung (6) ausgebildet ist.
Fahrwerksteil (2) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Dämpfungsschicht als ausgehärtere Klebstoffschicht (8), insbesondere als Epoxidharz-Klebstoffschicht ausgebildet ist.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei wenigstens der Verankerungsbereich (12) der länglichen Dämpfungsfasern (10) im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche (5) ausgerichtet ist.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche (5) ausgerichtet sind.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei der in der Dämpfungsschicht (8) verankerte Verankerungsbereich (12) der länglichen Dämpfungsfasern (10) eine Länge von 5 bis 25%, insbesondere von etwa 10% der gesamten Länge der länglichen Dämpfungsfasern (10) hat.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) Polyamid aufweisen.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) ein Gewicht von 2 bis 12 dtex, insbesondere von 3,3 bis 8 dtex aufweisen.
Fahrwerksteil (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) eine Länge von 0,5 bis 3,0 mm aufweisen.
Fahrwerksstruktur mit mehreren Fahrwerksteilen, aufweisend wenigstens ein Fahrwerksteil gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9.
Verfahren zum Herstellen eines Fahrwerksteils (2) eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Sturzlenkers, eines Hinterachsträgers, einer Fahrzeugachse oder eines Versteifungskreuzes, aufweisend die folgenden Schritte: Aufbringen einer Korrosionsschutzschicht (6) auf die Oberfläche (5) des Fahrwerksteils (4); Aufbringen einer Dämpfungsschicht (8) auf die Korrosionsschutzschicht (6); und Einbringen von länglichen Dämpfungsfasern (10) derart in die Dämpfungsschicht (8), dass die länglichen Dämpfungsfasern (10) mit einem Verankerungsbereich (12) in der Dämpfungsschicht (8) verankert sind und mit dem übrigen Dämpfungsbereich (14) aus der Dämpfungsschicht (8), herausstehen.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) derart in die Dämpfungsschicht (8) eingebracht werden, dass wenigstens der vordere Verankerungsbereich (12) der länglichen Dämpfungsfasern (10) im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche (5) ausgerichtet ist.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) derart in die Dämpfungsschicht (8) eingebracht werden, dass sie im Wesentlichen senkrecht zur Fahrwerksteil-Oberfläche (5) ausgerichtet sind.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Dämpfungsschicht als Zinklamellenbeschichtung (6) auf die Oberfläche (5) des Fahrwerksteils (4) aufgebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei als Dämpfungsschicht eine Klebstoffschicht (8), insbesondere eine Epoxidharz-Klebstoffschicht aufgebracht wird, wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) mit ihrem Verankerungsbereich (12) in die noch nicht ausgehärtete Klebstoffschicht (8) eingebracht werden und wobei die Klebstoffschicht (8) danach aushärtet und die länglichen Dämpfungsfasern (10) mit ihrem Verankerungsbereich (12) darin fixiert.
Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, wobei zum Einbringen der länglichen Dämpfungsfasern (10) in die Dämpfungsschicht (8) diese elektrostatisch aufgeladen werden und das Fahrwerksteil (4) mit Korrosionsschutzschicht (6) geerdet wird, und wobei die länglichen Dämpfungsfasern (10) in die Dämpfungsschicht (8) eingeschossen werden.
Verfahren nach Anspruch 16, wobei das Einbringen der länglichen Dämpfungsfasern (10) in die Dämpfungsschicht (8) durch Anlegen von Druckluft unterstützt wird.