DE102011053222A1 - Querlenker aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges und Verfahren zu dessen Herstellung - Google Patents

Querlenker aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges und Verfahren zu dessen Herstellung Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Querlenker (1) aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges, umfassend mindestens zwei Lagerelemente (1.1, 1.2, 1.3) und mindestens einen die Lagerelemente (1.1, 1.2, 1.3) verbindenden Steg (1.4). Der erfindungsgemäße Querlenker (1) ist dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (1.4) als doppel- oder mehrlagiger Steg aus einem faserverstärkten, flächigen Prepreg (1') durch Falten hergestellt ist, wobei mindestens eines (1.1, 1.2) der Lagerelemente als schlaufenförmiger Abschnitt (1.11, 1.21) im Faltbereich des Prepregs ausgebildet ist, und wobei die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise miteinander verschweißt sind. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Querlenkers (1).

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Querlenker aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges, umfassend mindestens zwei Lagerelemente und mindestens einen die Lagerelemente verbindenden Steg. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Querlenkers.
  • Es sind zahlreiche Radaufhängungen für Kraftfahrzeuge bekannt, die verschieden ausgeführte Lenker, insbesondere Querlenker aufweisen. Bei der Auslegung solcher Lenker sind unterschiedliche Ziele zu berücksichtigen, die sich jedoch einander zum Teil entgegenstehen. So soll der Lenker einer Radaufhängung vorzugsweise ein möglichst geringes Gewicht aufweisen, um das Fahrzeuggewicht und damit den Kraftstoffverbrauch zu reduzieren. Andererseits muss der Lenker aber eine ausreichend hohe Stabilität, insbesondere Biegesteifigkeit aufweisen, so dass er den dynamischen Belastungen während des Fahrbetriebes zuverlässig standhält. Außerdem sind in der Regel auch wirtschaftliche Aspekte zu berücksichtigen, die insbesondere bei einer Massenfertigung eine möglichst einfache und kostengünstige Herstellung des Lenkers verlangen.
  • Aus der DE 199 23 699 A1 ist ein Querlenker für eine Radaufhängung bekannt, der einen im Wesentlichen T-förmigen Grundkörper aufweist, an dessen Endabschnitten jeweils eine Lagerstelle ausgebildet ist. Der Grundkörper ist dabei als Leichtbau-Gussteil einstückig aus Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium oder Magnesium gefertigt. Das hierzu verwendete Druckgussverfahren ermöglicht es, zugleich auch die Lagerstellen in Form von Lageraugen einstückig mit dem Grundkörper auszubilden. Der Grundkörper weist dabei in weiten Bereichen ein im Wesentlichen Doppel-T-förmiges Querschnittsprofil auf.
  • Ferner sind in der DE 199 23 699 A1 Querlenker erwähnt, die aus zwei miteinander verschweißten Stahlblechschalen bestehen und somit als Hohlkörper ausgebildet sind. Diese bekannten Querlenker aus Stahlblech sind jedoch relativ schwer und zudem in der Herstellung relativ aufwendig.
  • In der EP 1 368 205 B1 wird ein Querlenker für eine Radaufhängung vorgeschlagen, der sich bei geringem Gewicht einfach und kostengünstig herstellen lassen soll. Der dort offenbarte Querlenker ist eine Schweißkonstruktion und umfasst mindestens zwei Lagerelemente und ein einschaliges, die Lagerelemente miteinander verbindendes Verbindungselement. Das Verbindungselement ist aus einem einstückigen, die Lagerelemente verbindenden Steg und mindestens einem Gurt gebildet, der an einem Rand des Stegs an demselben durch eine Schweißnaht befestigt ist. Der Steg ist im Wesentlichen rechtwinklig an den Gurt angesetzt, wobei der Gurt bzw. die Gurte sich bis zu den Lagerelementen erstrecken. Der Steg und der mindestens eine daran angeschweißte Gurt bestehen vorzugsweise aus Stahlblech. Ferner ist in der EP 1 368 205 B1 erwähnt, dass der Steg und/oder die Gurte alternativ auch aus einem Kunststoff oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sein können.
  • Aus der FR 2 587 649 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung von Blattfedern sowie Querlenkern aus Faserverbundwerkstoff bekannt, bei dem in eine Kavität einer eine Matrize und einen Stempel aufweisenden Formpresse Rohlinge, die aus kunstharzgetränkten, gerichteten Faserlagen bestehen, aufeinanderliegend eingelegt werden. Dabei werden an den Enden der Kavität zwischen den Faserlagen biegestarre Lagerbuchsen angeordnet, die Lageraugen zur Aufhängung der Blattfeder bzw. des Lenkers am Fahrgestell des betreffenden Kraftfahrzeuges definieren. Durch Schließen der Formpresse wird überschüssiges Kunstharz aus den Rohlingen bzw. Faserlagen gepresst und in einem Becken aufgefangen, das am freien Ende der Matrize angeordnet ist. Die Polymerisation des Kunstharzes, bei dem es sich beispielsweise um Epoxidharz handelt, wird durch Wärmezufuhr bewirkt. Hierzu werden die Formwerkzeuge auf eine Temperatur zwischen 120 und 200°C erwärmt. Um nach der Polymerisation ein Aufblättern der miteinander verpressten Faserlagen zu verhindern, werden diese insbesondere im Bereich der Lageraugen zusätzlich durch Schrauben, Klammern oder Nieten miteinander verbunden. Dieses bekannte Verfahren ist relativ aufwendig.
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querlenker der eingangs genannten Art anzugeben, der bei ausreichender Bauteilfestigkeit sowie Biegesteifigkeit ein relativ geringes Gewicht aufweist und sich einfach und kostengünstig herstellen lässt. Ferner soll ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Querlenkers angegeben werden.
  • Diese Aufgabe wird durch einen Querlenker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 16 gelöst. Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Querlenkers sind in den Unteransprüchen angegeben.
  • Der erfindungsgemäße Querlenker ist aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt und weist mindestens zwei Lagerelemente und mindestens einen die Lagerelemente verbindenden Steg auf. Der Steg ist erfindungsgemäß durch Falten eines faserverstärkten, im Wesentlichen flächigen Prepregs hergestellt und somit doppel- oder mehrlagig ausgebildet, wobei mindestens eines der Lagerelemente als schlaufenförmiger Abschnitt im Faltbereich des Prepregs ausgebildet ist. Vorzugsweise ist der Prepreg aus thermoplastischem Material hergestellt. Die Lagen des Steges sind dabei stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt. Alternativ kann der Prepreg des erfindungsgemäßen Querlenkers aber auch aus duroplastischem Material hergestellt sein.
  • Das Falten des vorzugsweise vorkonfektionierten Prepregs sowie das Aneinanderschweißen bzw. stoffschlüssige Verbinden der Lagen des Steges kann dabei in einem einstufigen Fertigungsprozess durchgeführt werden. Dabei können auch ein oder mehrere Lagerbuchsen, vorzugsweise Gummi-Metall-Lagerbuchsen, mit in das beheizbare Umformwerkzeug (Presswerkzeug) eingelegt und beim Falten des Prepregs von demselben umschlungen werden. Zum stoffschlüssigen Verbinden der Lagen des Steges können in dem Umformwerkzeug ein oder mehrere Schweißelemente, beispielsweise Ultraschall-Schweißvorrichtungen integriert sein.
  • Unter Prepreg wird im Kontext der vorliegenden Erfindung insbesondere sogenanntes Organoblech verstanden. Organoblech wird typischerweise in einem kontinuierlichen Prozess hergestellt, bei dem mittels einer Streueinrichtung pulverförmiger thermoplastischer Kunststoff zwischen eine oder mehrere Verstärkungslagen aus Fasern eingebracht und mittels einer beheizten Doppelbandpresse oder einer anderen geeigneten beheizten Pressvorrichtung aufgeheizt und zwischen die Fasern gepresst wird.
  • Der erfindungsgemäße Querlenker besitzt aufgrund seines Werkstoffes ein relativ geringes Gewicht. Die im Kunststoff integrierten Fasern bewirken eine hohe Bauteilfestigkeit sowie Biegesteifigkeit des Querlenkers. Er ist verglichen mit einem Querlenker aus Blech deutlich leichter und weist eine höhere Flächen- bzw. Biegesteifigkeit sowie eine deutlich höhere Festigkeit auf.
  • Bei dem thermoplastischen Matrixwerkstoff des erfindungsgemäßen Querlenkers handelt es sich beispielsweise um Polypropylen oder Polyamid.
  • Die Faserverstärkung des erfindungsgemäßen Querlenkers ist vorzugsweise aus Glasfasern, Karbonfasern (Kohlenstofffasern) und/oder Aramidfasern gebildet. Karbonfasern haben im Vergleich zu Glasfasern eine deutlich geringere Dichte, wodurch sich das Gewicht des Querlenkers weiter reduzieren lässt. Aramidfasern besitzen eine noch geringere Dichte als Karbonfasern. Zudem verleihen Aramidfasern dem Prepreg (Organoblech) eine relativ hohe Durchschlagsicherheit.
  • Die Faserverstärkung ist dabei als Gewebe, Vlies, gestreute flächige Lage (z. B. aus geschnittenen Rovings) und/oder als Gelege (z. B. Roving-Gelege aus Endlosrovings) ausgebildet. Wenn die Faserverstärkung des erfindungsgemäßen Querlenkers in Form eines Gewebes ausgebildet ist, so ist dieses typischerweise als Leinwand-, Köper- oder Atlasbindung ausgebildet. In einer besonderen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Querlenkers ist vorgesehen, dass dessen Faserverstärkung aus unterschiedlichen Gewebe-, Vlies- und/oder Gelegetypen gebildet ist. So kann beispielsweise im Bereich des schlaufenförmigen Faltbereichs ein Fasergewebe, Faservlies und/oder Fasergelege mit geringerer Fadendichte (Filamentdichte) und/oder geringerer Biegesteifigkeit vorgesehen sein als im Bereich des doppel- oder mehrlagig ausgebildeten Steges.
  • Hinsichtlich eines geringen Bauteilgewichts und einer hohen dynamischen Belastbarkeit, insbesondere Biegesteifigkeit des Querlenkers sieht eine besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung vor, dass in dem mindestens einen Steg mindestens eine sickenförmige Vertiefung oder Erhebung ausgebildet ist. Eine besonders hohe Biegesteifigkeit bei minimalem Gewicht lässt sich erzielen, wenn in den Lagen des mindestens einen Steges des erfindungsgemäßen Querlenkers entgegengesetzt ausgeprägte Vertiefungen oder Erhebungen ausgebildet sind. Alternativ oder ergänzend können in den Lagen des mindestens einen Steges des erfindungsgemäßen Querlenkers aber auch in nur eine Richtung, d. h. in die gleiche Richtung ausgeprägte Vertiefungen oder Erhebungen ausgebildet sein.
  • Zur Erzielung einer hohen Steifigkeit bei möglichst geringem Gewicht ist es ferner günstig, wenn gemäß einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Querlenkers der mindestens eine Steg einen Mittel- oder Quersteg und mindestens einen damit einstückig ausgebildeten Randsteg aufweist, der mit dem Mittel- oder Quersteg einen Winkel, vorzugsweise einen im Wesentlichen rechten Winkel definiert.
  • Insbesondere wird zur Erhöhung der Steifigkeit des erfindungsgemäßen Querlenkers vorgeschlagen, dass die Lagen des mindestens einen Steges zumindest abschnittsweise ein im Wesentlichen L-förmiges oder U-förmiges Profil aufweisen.
  • Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Querlenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines der Lagerelemente als Durchzug des mindestens einen Steges oder als miteinander fluchtende Durchzüge der Lagen des mindestens einen Steges ausgebildet ist. Der jeweilige Durchzug bildet dabei einen Kragen, der ebenfalls zur Erhöhung der Steifigkeit des Querlenkers beiträgt. In dem Durchzug oder den miteinander fluchtenden Durchzügen ist vorzugsweise ein Kugelgelenk form- und/oder reibschlüssig gehalten.
  • Eine weitere bevorzugte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Querlenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass in dem schlaufenförmigen Abschnitt (Lasche) ein die Lagen des Steges verbindendes Zwickel- oder Brückenstück vorgesehen ist, das einen Teil des Innenumfangs eines Lagerauges begrenzt. Diese Ausgestaltung bewirkt eine besonders zuverlässige Anbindung einer Lagerbuchse in den schlaufenförmigen Abschnitt (Lasche) und trägt bei geringem Gewicht des Querlenkers zur Erhöhung seiner Steifigkeit bei.
  • Vorzugsweise ist der erfindungsgemäße Querlenker an mindestens zwei seiner Lagerelemente um eine gemeinsame Schwenkachse oder um im Wesentlichen koaxial zueinander verlaufende Schwenkachsen schwenkbar, wobei die mindestens zwei Lagerelemente durch den mindestens einen Steg mit mindestens einem weiteren Lagerelement verbunden sind, und wobei der mindestens eine Steg mindestens zwei Verbindungsarme definiert. Hierdurch lässt sich eine optimale Lagerung des Querlenkers, insbesondere eine zuverlässige Funktionsweise bei hoher dynamischer Belastung erzielen.
  • Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
  • 1 einen erfindungsgemäßen Querlenker in perspektivischer Darstellung;
  • 2 eine Schnittansicht eines Abschnitts des Querlenkers entlang der Linie II-II in 1;
  • 3a eine Unteransicht bzw. Draufsicht eines vorkonfektionierten Prepregs zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Querlenkers;
  • 3b das Prepreg der 3a in einer Seitenansicht; und
  • 4a bis 4c das Prepreg gemäß 3a mit einem Gummi-Metall-Lager in drei verschiedenen aufeinanderfolgenden Zeitpunkten während des Faltens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Querlenkers, jeweils in schematischer Seitenansicht.
  • Die 1 und 2 zeigen einen Querlenker 1 für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges. Der Querlenker 1 besitzt zwei achsträgerseitige Lagerelemente 1.1, 1.2 und ein radträgerseitiges Lagerelement 1.3, die über einen Steg 1.4 miteinander verbunden sind.
  • Die Lagerelemente 1.1 und 1.2 sind dabei schlaufen- oder laschenförmig ausgebildet und weisen eine Durchgangsöffnung auf. Die Durchgangsöffnungen der achsträgerseitigen Lagerelemente 1.1, 1.2 definieren eine gemeinsame Schwenkachse. Alternativ kann der Querlenker 1 aber auch derart ausgebildet sein, dass die achsträgerseitigen Lagerelemente 1.1, 1.2 um im Wesentlichen koaxial zueinander verlaufende Achsen schwenkbar sind. Das radträgerseitige Lagerelement 1.3 ist buchsenförmig ausgebildet. Seine Durchgangsöffnung verläuft quer oder senkrecht zu der jeweiligen Längsmittelachse (Schwenkachse) der achsträgerseitigen Lagerelemente 1.1, 1.2.
  • Die Lagerelemente 1.1, 1.2, 1.3 und der Steg 1.4 sind Elemente eines einstückigen Kunststoffformteils, das aus einem vorkonfektionierten Prepreg bzw. Organoblech hergestellt und durch Falten des Prepregs zu einem doppellagigen Aufbau ausgebildet ist. Der Prepreg kann aus thermoplastischem oder duroplastischem Material hergestellt sein. Der Faltbereich ist dergestalt geformt, dass dort schlaufenförmige Abschnitte 1.11. 1.21 ausgebildet sind, die der Anbindung oder Aufnahme von Gelenken oder Lagerbuchsen dienen. Vorzugsweise werden Gummi-Metall-Lager oder andere Lagerbuchsen zusammen mit dem Organoblech (Prepreg) in das Werkzeug eingelegt, mittels dem das Organoblech gefaltet wird. Während eines einstufigen Pressprozesses werden die Gummi-Metall-Lager von dem Organoblech umschlungen. Der Umschlingungswinkel liegt dabei beispielsweise in einem Bereich von 220° bis 300°.
  • Der die Lagerelemente 1.1, 1.2, 1.3 verbindende, doppellagige Steg 1.4 des Querlenkers 1 ist im Wesentlichen bügel- oder U-förmig ausgebildet. Der Steg 1.4 umfasst zwei Arme 1.41, 1.42, die im Bereich des radseitigen Lagerelements 1.3 ineinander übergehen und sich in Richtung der achsträgerseitigen Lagerelemente 1.1, 1.2 erstrecken. Die Lagen 1.43, 1.44 des Steges 1.4 sind miteinander stoffschlüssig verbunden. Hierzu sind die Kontaktflächen der Lagen 1.43, 1.44 zumindest lokal miteinander verschweißt oder verklebt.
  • Zur Erhöhung der Steifigkeit des Querlenkers 1 sind in den Lagen 1.43, 1.44 des Steges 1.4 entgegengesetzt ausgeprägte Vertiefungen bzw. Erhebungen 1.45, 1.46 ausgebildet. Des Weiteren weisen die Lagen 1.43, 1.44 des Steges 1.4 über den größten Teil ihrer Länge ein im Wesentlichen U-förmiges Profil auf. Lediglich im Faltbereich, d. h. im Bereich der schlaufenförmigen Abschnitte (Laschen) 1.11, 1.21, sind die beiden am Mittelsteg 1.47 des U-förmigen Profils einstückig angeformten Randstege 1.48, 1.49 weggelassen bzw. entfernt. Die Randstege 1.48, 1.49 sind vorzugsweise im Wesentlichen rechtwinklig gegenüber dem Mittelsteg 1.47 abgewinkelt. Dies ist in 2 durch den Winkel α skizziert.
  • Der jeweilige Arm 1.41, 1.42 des Querlenkers 1 ähnelt im Querschnitt betrachtet einem Doppel-T-Profil (vgl. 2). Im Unterschied zu einem herkömmlichen Doppel-T-Profil ist jedoch der Mittelsteg 1.47 zweilagig ausgebildet. Ferner begrenzen die inneren Randstege 1.48 sowie die äußeren Randstege 1.49 einen Kehlstoß 1.50.
  • In den 3a und 3b ist ein vorkonfektioniertes Prepreg (Organoblech) 1' aus thermoplastischem oder duroplastischem Material zur Herstellung eines Querlenkers gemäß 1 dargestellt. Das Prepreg 1' ist einstückig, im Wesentlichen flächig und ringförmig ausgebildet. Es weist einen flächigen, ringförmigen Mittelsteg 1.47 auf, der eine im Wesentlichen ovale Öffnung 2 begrenzt. An der Außenkante sowie an der Innenkante des Mittelsteges 1.47 sind in die gleiche Richtung vorstehende Randstege 1.48, 1.49 einstückig angeformt. Die Randstege 1.48, 1.49 sind in einem einen Faltbereich definierden Abschnitt 1.11', 1.21' des Prepregs 1' nicht vorgesehen oder entfernt worden.
  • Der Mittelsteg 1.47 weist entlang seines Umfangs unterschiedliche Breiten auf. Die breitesten Stellen des Mittelsteges 1.47 liegen im Bereich der Längsmittelachse des im Wesentlichen ovalen Prepregs 1'. Auf der Längsmittelachse des Prepregs 1' sind Durchgangslöcher 1.31, 1.32 angeordnet, die Lageraugen definieren. Die beiden Durchgangslöcher 1.31, 1.32 weisen den gleichen Innendurchmesser auf und sind als Durchzüge ausgeführt. Sie weisen umlaufende Kragen 1.33, 1.34 auf, die in die gleiche Richtung wie die Randstege 1.48, 1.49 von dem Mittelsteg 1.47 vorstehen.
  • Des Weiteren sind in dem Steg 1.47 sickenförmige Vertiefungen bzw. Erhebungen 1.45, 1.46 eingeprägt, die ebenfalls in die gleiche Richtung wie die Randstege 1.48, 1.49 von dem Steg 1.47 vorstehen. Die Vertiefungen bzw. Erhebungen 1.45, 1.46 sind zudem bogenförmig ausgebildet und erstrecken sich jeweils bis in die Bereiche des Prepregs 1', die nach dessen Faltung die zu den achsträgerseitigen Lagerelementen 1.1, 1.2 führenden Arme 1.41, 1.42 des bügel- oder U-förmigen Querlenkers 1 bilden. Die Durchgangslöcher 1.31, 1.32 und deren Kragen 1.33, 1.34 sind so angeordnet, dass sie nach der Faltung des Prepregs 1' miteinander fluchten.
  • Ausgehend von 3b ist in den 4a bis 4c der einstufige Fertigungsprozess des erfindungsgemäßen Querlenkers 1 skizziert. Wie in den 3a und 3b dargestellt, liegt das vorkonfektionierte Prepreg (Organoblech) 1' aus thermoplastischem oder duroplastischem Material zunächst als im Wesentlichen flaches Halbzeug vor. Es wird in eine Formpresse (nicht gezeigt) eingelegt, die relativ zueinander auf- und zuklappbare Werkzeughälften aufweist. Zusammen mit dem Organoblech 1' werden Lagerbuchsen, vorzugsweise in Form von Gummi-Metall-Lagern 3, in das Formpresswerkzeug dort eingelegt, wo sich der Faltbereich des Organoblechs 1' befindet. Durch das Zuklappen bzw. Schließen der Werkzeughälften wird der jeweilige randstegfreie Abschnitt 1.11', 1.21' des Organoblechs 1' um das zugeordnete zylindrische Gummi-Metall-Lager 3 geschlungen. Der randstegfreie Abschnitt 1.11', 1.21' des flächigen Organoblechs 1' gemäß den 3a und 3b wird somit in einen schlaufen- oder laschenförmigen Abschnitt 1.11, 1.21 umgeformt (vgl. 1).
  • Zur Verbesserung der Anbindung der Lagerbuchsen bzw. Gummi-Metall-Lager 3 können neben denselben zusätzlich Zwickel- oder Brückenstücke 4 mit in die Formpresse eingelegt werden. Das jeweilige Zwickel- oder Brückenstück 4 begrenzt einen Teil des Innenumfangs des durch Falten erzeugten Lagerauges. Das Zwickel- oder Brückenstück 4 ist vorzugsweise als rohrförmiger Körper ausgebildet und weist zwei gegenüberliegende Schräg- oder Kontaktflächen 4.1, 4.2 auf, die in eine gemeinsame Richtung konvergieren. Die dem zylindrischen Lager 3 zugewandte Seite 4.3 des Zwickel- oder Brückenstückes 4 ist konkav oder muldenförmig ausgebildet, wobei der Radius der Mulde vorzugsweise im Wesentlichen dem Radius des zylindrischen Lagers 3 entspricht.
  • Im Falle der Verwendung eines thermoplastischen Organoblechs 1' sind die (nicht gezeigten) Werkzeughälften der Formpresse zumindest im Bereich der randstegfreien Abschnitte 1.11', 1.21' des Organoblechs 1' bzw. im Bereich der mit eingelegten Lager 3 beheizt, um das Organoblech 1' dort in einen weichen Zustand zu überführen und somit das Falten zu erleichtern. Neben Heizelementen kann die Formpresse auch Kühlelemente umfassen, die eine rasche Verfestigung des erweichten Thermoplasts und damit eine frühere Entnahme des durch Falten hergestellten Querlenkers 1 aus der Formpresse ermöglichen.
  • Darüber hinaus ist im Falle eines thermoplastischen Organoblechs 1' in mindestens einer der Werkzeughälften mindestens eine Schweißvorrichtung, beispielsweise eine Ultraschall-Schweißvorrichtung integriert, um die nach Abschluss des Faltvorgangs aneinanderliegenden Kontaktflächen des Steges 1.4 bzw. 1.47 miteinander stoffschlüssig zu verbinden. Dem jeweiligen Zwickel- oder Brückenstück 4 ist vorzugsweise ebenfalls mindestens eine Schweißvorrichtung zugeordnet, um das Zwickel- oder Brückenstück mit den beiden Lagen 1.43, 1.44 des Steges 1.4 zu verschweißen.
  • In das radträgerseitige Lagerelement 1.3, das aus denen miteinander fluchtenden Durchzügen bzw. Kragen 1.33, 1.34 besteht, wird vorzugsweise ein Kugelgelenk (nicht gezeigt) eingepresst.
  • Die Ausführung der Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene bzw. in der Zeichnung dargestellte Ausführungsbeispiel beschränkt. Vielmehr sind zahlreiche Varianten denkbar, die auch bei einer von dem dargestellten Ausführungsbeispiel abweichenden Gestaltung von der in den beiliegenden Ansprüchen angegebenen Erfindung Gebrauch machen. Die vorliegende Erfindung umfasst insbesondere auch eine Ausgestaltung, bei der die Faserverstärkung des Organoblechs 1' aus unterschiedlichen Fasergewebe-, Faservlies- und/oder Fasergelegetypen gebildet ist. Insbesondere durch diese Ausgestaltung lässt sich ein maßgeschneiderter Querlenker 1 mit optimalen Festigkeitseigenschaften bei minimalem Gewicht erzielen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • DE 19923699 A1 [0003, 0004]
    • EP 1368205 B1 [0005, 0005]
    • FR 2587649 A1 [0006]

Claims (16)

  1. Querlenker (1) aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges, umfassend mindestens zwei Lagerelemente (1.1, 1.2, 1.3) und mindestens einen die Lagerelemente (1.1, 1.2, 1.3) verbindenden Steg (1.4), dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (1.4) als doppel- oder mehrlagiger Steg aus einem faserverstärkten, flächigen Prepreg (1') durch Falten hergestellt ist, wobei mindestens eines der Lagerelemente (1.1, 1.2) als schlaufenförmiger Abschnitt im Faltbereich des Prepregs (1') ausgebildet ist, und wobei die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  2. Querlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Steg (1.4) mindestens eine sickenförmige Vertiefung oder Erhebung (1.45, 1.46) ausgebildet ist.
  3. Querlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) entgegengesetzt ausgeprägte Vertiefungen oder Erhebungen (1.45, 1.46) ausgebildet sind.
  4. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) in gleicher Richtung ausgeprägte Vertiefungen oder Erhebungen ausgebildet sind.
  5. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Prepreg (1') aus thermoplastischem Material hergestellt ist, wobei die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) durch Schweißung stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
  6. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Prepreg (1') aus thermoplastischem oder duroplastischem Material hergestellt ist.
  7. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der mindestens eine Steg (1.4) einen Mittel- oder Quersteg (1.47) und mindestens einen damit einstückig ausgebildeten Randsteg (1.48, 1.49) aufweist, der mit dem Mittel- oder Quersteg (1.47) einen Winkel (α), vorzugsweise einen im Wesentlichen rechten Winkel definiert.
  8. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) zumindest abschnittsweise ein im Wesentlichen L-förmiges oder U-förmiges Profil aufweisen.
  9. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eines (1.3) der Lagerelemente als Durchzug des mindestens einen Steges (1.4) oder als miteinander fluchtende Durchzüge (1.31, 1.32) der Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) ausgebildet ist.
  10. Querlenker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Durchzug oder den miteinander fluchtenden Durchzügen (1.31, 1.32) ein Kugelgelenk form- und/oder reibschlüssig gehalten ist.
  11. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass in dem schlaufenförmigen Abschnitt (1.11, 1.21) ein die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) verbindendes Zwickel- oder Brückenstück (4) vorgesehen ist, das einen Teil des Innenumfangs eines Lagerauges begrenzt.
  12. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass dieser an mindestens zwei seiner Lagerelemente (1.1, 1.2) um eine gemeinsame Schwenkachse oder um im Wesentlichen koaxial zueinander verlaufende Schwenkachsen schwenkbar ist, wobei die mindestens zwei Lagerelemente (1.1, 1.2) durch den mindestens einen Steg (1.4) mit mindestens einem weiteren Lagerelement (1.3) verbunden sind, und wobei der mindestens eine Steg (1.4) mindestens zwei Verbindungsarme (1.41, 1.42) definiert.
  13. Querlenker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die um eine gemeinsame Schwenkachse oder um im Wesentlichen koaxial zueinander verlaufende Schwenkachsen schwenkbaren Lagerelemente (1.1, 1.2) als schlaufenförmige Abschnitte (1.11, 1.21) im Faltbereich des Prepregs (1') ausgebildet sind.
  14. Querlenker nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die um eine gemeinsame Schwenkachse oder um im Wesentlichen koaxial zueinander verlaufende Schwenkachsen schwenkbaren Lagerelemente (1.1, 1.2) mit Gummi-Metall-Lagerbuchsen (3) versehen sind.
  15. Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass dessen Faserverstärkung aus unterschiedlichen Gewebe-, Vlies- und/oder Fasergelegetypen gebildet ist.
  16. Verfahren zur Herstellung eines Querlenkers (1) aus faserverstärktem Kunststoff für eine Radaufhängung eines Fahrzeuges, mit mindestens zwei Lagerelementen (1.1, 1.2, 1.3) und mindestens einem die Lagerelemente verbindenden Steg (1.4), dadurch gekennzeichnet, dass der Querlenker (1) aus einem faserverstärkten, thermoplastischen Prepreg (1') durch Falten hergestellt wird, wobei mindestens eines der Lagerelemente (1.1, 1.2) als schlaufenförmiger Abschnitt (1.11, 1.21) im Faltbereich des Prepregs (1') ausgebildet wird, und wobei die Lagen (1.43, 1.44) des mindestens einen Steges (1.4) stoffschlüssig miteinander verbunden, vorzugsweise verschweißt werden.
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