DE102013209439A1

DE102013209439A1 - torsion

Info

Publication number: DE102013209439A1
Application number: DE201310209439
Authority: DE
Inventors: Daniel Wolf; Daniel Segler; Ingolf Mueller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-05-22
Filing date: 2013-05-22
Publication date: 2014-11-27

Abstract

Ein Torsionselement (1) für einen Verbundlenker oder einen Stabilisator eines Fahrzeuges, wobei das Torsionselement (1) zumindest ein als Blattfeder ausgebildetes Längsprofil (2) aufweist, wobei das zumindest eine Längsprofil (2, 3, 4, 5) von einer Torsionsachse des Torsionselementes (1) mittels Abstandhaltern (6, 7, 8, 9, 10) beabstandet ist.A torsion element (1) for a torsion beam or a stabilizer of a vehicle, the torsion element (1) having at least one longitudinal profile (2) designed as a leaf spring, the at least one longitudinal profile (2, 3, 4, 5) from a torsion axis of the torsion element (1) by means of spacers (6, 7, 8, 9, 10).

Description

Die Erfindung betrifft ein Torsionselement für einen Verbundlenker oder einen Stabilisator eines Fahrzeuges. The invention relates to a torsion element for a composite link or a stabilizer of a vehicle.

Weiters betrifft die Erfindung eine Verbundlenkerachse eines Kraftfahrzeuges. Furthermore, the invention relates to a torsion beam axle of a motor vehicle.

Darüber hinaus hat die Erfindung einen Stabilisator eines Kraftfahrzeuges zum Gegenstand. In addition, the invention relates to a stabilizer of a motor vehicle.

Stabilisatoren kommen in Fahrzeugen zur Anwendung, um die Bewegung des Aufbaus um die Längsachse (Rollen) zu stabilisieren. Bei Abweichungen aus der Mittellage erzeugen Stabilisatoren ein Torsionsmoment, welches der Auslenkung entgegenwirkt. Das Torsionsmoment entsteht durch ein an zwei Punkten des Aufbaus gelagertes Torsionselement, beispielsweise in Form eines Torsionsstabes, an dessen Enden üblicherweise Hebel zur Anlenkung und Übertragung der Kräfte angeordnet sind. Stabilizers are used in vehicles to stabilize the movement of the structure about the longitudinal axis (rollers). In the case of deviations from the central position, stabilizers generate a torsional moment, which counteracts the deflection. The torsional moment is created by a torsion element mounted at two points of the structure, for example in the form of a torsion bar, at the ends of which levers for articulation and transmission of the forces are usually arranged.

Verbundlenkerachsen weisen zwei Längsträger bzw. Längsschwingen auf, die durch ein als Stabilisator wirkendes Torsionselement verbunden sind. Twist-beam axles have two longitudinal members or longitudinal wings, which are connected by a torsion element acting as a stabilizer.

Um ein möglichst geringes Gewicht, bei sehr hoher mechanischer Belastbarkeit zu erzielen, ist es bekannt geworden, Torsionselemente aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffen (FKV) herzustellen. Aus der DE 3910641 C2 ist beispielsweise ein derartiger Stabilisator bekannt geworden, der aus einem Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoff hergestellt ist. In order to achieve the lowest possible weight, with very high mechanical strength, it has become known to produce torsion elements made of fiber-plastic composite materials (FRP). From the DE 3910641 C2 For example, such a stabilizer has become known, which is made of a fiber-plastic composite material.

Wechselnde Torsionsbelastungen erfordern in Faser-Kunststoff-Verbundbauweise einen ausgeglichenen Lagenaufbau, wobei bezüglich der Torsionsachse des Torsionselementes, insbesondere in Form eines Torsionsrohres, die Fasern diagonal angeordnet werden müssen. Die Fasern verlaufen hierbei unter einem Winkel von üblicherweise 30 bis 60°, optimaler Weise 54°, zu der Torsionsachse. Unter dem Begriff Torsionsachse wird in diesem Dokument eine (geometrische) Achse des Torsionselementes verstanden, um welche das Torsionselement tordiert wird. Die Fasern müssen aufgrund der wechselnden Belastungen bei den herkömmlichen Bauarten zu gleichen Anteilen in Plus- und Minusrichtung orientiert werden. Eine wechselnde Belastung führt jedoch dazu, dass sich unter Torsion eine Hälfte der Lagen infolge der Torsion einschnürt, während die jeweils gegensinnig orientierten Fasern expandieren, wobei es zu einer Verdrillung der Faserlagen kommt. Diese gegensinnigen Effekte werden allein durch eine Matrixkomponente behindert, welche jedoch in dem Faserverbund die schwächste Komponente darstellt. Für torsionssteife Bauteile, wie Antriebswellen, lässt sich dieser Konflikt lösen, denn durch die hohe Torsionssteifigkeit sind die Verdrehwinkel der Enden und damit die Verdrilleffekte der Lagen entsprechend gering. Für Stabilisatoranwendungen sind jedoch vergleichsweise hohe Drehwinkel, beispielsweise +/–15°, erforderlich, die bei der maximalen Verschränkung der Achse auftreten können. Die gegensinnigen Verdrillungen im ausgeglichenen Lagenverbund erhöhen das Risiko von Zwischenfaserbrüchen und interlaminaren Scherbrüchen. Die Auslegung von Torsionsprofilen aus Faserverbund für derart wechselnde Belastungen ist daher risikoreich und nur in Sonderfällen, beispielsweise bei Sportwagen, in Anwendung. Changing torsional loads require in fiber-plastic composite construction a balanced layer structure, wherein with respect to the torsion axis of the torsion element, in particular in the form of a torsion tube, the fibers must be arranged diagonally. The fibers in this case extend at an angle of usually 30 to 60 °, optimally 54 °, to the torsion axis. The term torsion axis is understood in this document to mean a (geometric) axis of the torsion element around which the torsion element is twisted. The fibers must be oriented in equal proportions in plus and minus direction due to the changing loads in the conventional types. However, an alternating load causes torsion to constrict one-half of the layers as a result of torsion, while the oppositely-oriented fibers expand, resulting in a twist of the fiber layers. These opposing effects are hindered solely by a matrix component, which, however, represents the weakest component in the fiber composite. For torsion-resistant components, such as drive shafts, this conflict can be solved because the high torsional stiffness, the twist angle of the ends and thus the twisting effects of the layers are correspondingly low. For stabilizer applications, however, comparatively high angles of rotation, for example +/- 15 °, are required, which can occur at the maximum entanglement of the axis. The opposing twists in the balanced layer composite increase the risk of intermediate fiber breaks and interlaminar shear fractures. The design of torsion profiles made of fiber composite for such changing loads is therefore risky and only in special cases, such as sports cars, in application.

Des Weiteren besteht bei Verbundlenkerachsen das Problem, dass das Torsionselement eine hohe Biegesteifigkeit aufweisen muss. Diese soll meist um ein Vielfaches höher sein als die Torsionssteifigkeit. Diese konträren Anforderungen lassen sich in Faser-Kunststoff-Verbundbauweise schwer lösen, da herkömmliche Profilformen aus Faser-Kunststoff-Verbundwerkstoffen, welche die Biegesteifigkeit erfüllen, eine zu große Torsionssteifigkeit aufweisen. Furthermore, in the case of twist-beam axles, there is the problem that the torsion element must have a high flexural rigidity. This should usually be many times higher than the torsional rigidity. These contradictory requirements can be difficult to solve in fiber-plastic composite construction, since conventional profile forms made of fiber-plastic composite materials, which meet the flexural rigidity, have too high a torsional rigidity.

Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung die oben genannten Nachteile des Stands der Technik zu überwinden. It is therefore an object of the invention to overcome the above-mentioned disadvantages of the prior art.

Diese Aufgabe wird mit einem Torsionselement der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Torsionselement zumindest ein als Blattfeder ausgebildetes Längsprofil aufweist, wobei das zumindest eine Längsprofil von einer Torsionsachse des Torsionselementes mittels Abstandhaltern beabstandet ist. This object is achieved with a torsion element of the aforementioned type according to the invention in that the torsion element has at least one formed as a leaf spring longitudinal profile, wherein the at least one longitudinal profile is spaced from a torsion axis of the torsion element by means of spacers.

Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht es, aufgrund der Verwendung mindestens eines als Blattfeder wirkenden Längsprofils sowohl gute Torsionseigenschaften als auch eine hohe Biegesteifigkeit zu realisieren, wobei sich die Biegesteifigkeit und die Torsionssteifigkeit weitgehend unabhängig voneinander einstellen lassen. Unter dem Begriff Längsprofil wird in dem vorliegenden Zusammenhang ein Profil verstanden, dessen Länge größer ist als dessen Breite und Dicke. Die Längserstreckung des Längsprofils ist bevorzugt im Wesentlichen in Richtung der Längserstreckung des Torsionselementes bzw. in Richtung der Torsionsachse orientiert. Due to the use of at least one longitudinal profile acting as a leaf spring, the solution according to the invention makes it possible to realize both good torsion properties and high bending stiffness, wherein the bending stiffness and the torsional rigidity can be adjusted largely independently of one another. The term longitudinal profile is understood in the present context, a profile whose length is greater than its width and thickness. The longitudinal extension of the longitudinal profile is preferably oriented substantially in the direction of the longitudinal extent of the torsion element or in the direction of the torsion axis.

Gemäß einer vorteilhaften Variante der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die Abstandhalter scheibenförmig ausgebildet sind. Als besonders vorteilhaft hat es sich hierbei herausgestellt, dass die Abstandhalter als ringförmige Scheiben ausgebildet sind. Die Abstandhalter können beispielsweise einen umlaufenden Rand von elliptischer, kreisförmiger, abgerundeter oder polygonaler Form aufweisen. Je nach Position entlang der Torsionsachse können die Abstandhalter unterschiedlich ausgebildet sein, so können sich die Abtsandhalter beispielsweise hinsichtlich ihrer Durch- bzw. Halbmesser unterscheiden. Bevorzugt ist es, wenn die Torsionsachse für jeden der Abstandhalter eine Symmetrieachse darstellt, da sich hierdurch ein besonders gut definiertes Torsionsverhalten ergibt. According to an advantageous variant of the invention it can be provided that the spacers are disc-shaped. It has proved to be particularly advantageous in this case that the spacers are designed as annular disks. The spacers may for example have a peripheral edge of elliptical, circular, rounded or polygonal shape. Depending on the position along the torsion axis, the spacers may differ be formed so the Abtsandhalter can differ, for example, in terms of their diameter or radius. It is preferred if the torsion axis represents an axis of symmetry for each of the spacers, since this results in a particularly well-defined torsional behavior.

Um eine gute Verbindung zwischen den Abstandhaltern und dem zumindest einen Längsprofil so wie eine hohe mechanische Stabilität zu erzielen, kann es vorgesehen sein, dass die Abstandhalter Aufnahmen zur formschlüssigen Aufnahme eines Abschnittes des zumindest einen Längsprofils aufweisen. Die Aufnahmen können beispielsweise als Durchführungen durch einen vom Rand beabstandeten Bereich der Scheibe, Einspannungen oder Aussparungen im Rand der Scheiben ausgebildet sein. In order to achieve a good connection between the spacers and the at least one longitudinal profile as well as a high mechanical stability, it can be provided that the spacers have receptacles for the positive reception of a section of the at least one longitudinal profile. The receptacles can be formed, for example, as feedthroughs through a region of the disk which is at a distance from the edge, clamping or recesses in the edge of the disks.

Günstiger Weise weist das zumindest eine Längsprofil einen viereckigen Querschnitt auf. Als besonders bevorzugte Ausführungsform wird hierbei ein rechteckiger Querschnitt angesehen, wenngleich auch andere Querschnittsformen, wie beispielsweise ein trapezförmiger Querschnitt, elliptische oder andere polygonale Querschnittsformen, zur Realisierung der Erfindung möglich sind. Conveniently, the at least one longitudinal profile has a quadrangular cross-section. As a particularly preferred embodiment, in this case a rectangular cross section is considered, although other cross-sectional shapes, such as a trapezoidal cross-section, elliptical or other polygonal cross-sectional shapes, for implementing the invention are possible.

Die Höhe des zumindest einen Längsprofils kann über seine Längserstreckung zumindest abschnittsweise variieren. Insbesondere können Seitenkanten des Längsprofils entlang der Torsionsachse neben einem ebenen und gradlinigen Verlauf auch einen räumlichen, gewellten Kurvenverlauf aufweisen. Ein räumlicher Kurvenverlauf des Längsprofils ermöglicht eine optimale Anpassung der Form des Längsprofils an unterschiedliche Erfordernisse hinsichtlich der Biegesteifigkeit, während sich eine über die gesamte Länge des Längsprofils geradlinige Ausbildung desselben, sich durch eine einfache Formgebung und Herstellbarkeit auszeichnet. The height of the at least one longitudinal profile may vary over its longitudinal extension at least in sections. In particular, side edges of the longitudinal profile along the torsion axis can also have a spatial, undulating course in addition to a flat and straight course. A spatial curve of the longitudinal profile allows an optimal adaptation of the shape of the longitudinal profile to different requirements with respect to the flexural rigidity, while a straight along the entire length of the longitudinal profile training, is characterized by a simple design and manufacturability.

Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist das zumindest eine Längsprofil aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-Werkstoff gebildet, wobei auch die Abstandhalter aus einem Faser-Kunststoff-Verbund-Werkstoff gebildet sein können. According to a particularly advantageous embodiment of the invention, the at least one longitudinal profile is formed from a fiber-plastic composite material, wherein the spacers may be formed from a fiber-plastic composite material.

Besonders günstig hinsichtlich des Einbaus und der Handhabung des Torsionselementes ist es, wenn das zumindest eine Längsprofil und die Abstandhalter einstückig ausgebildet sind. Anders gesagt, ist es gemäß dieser Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass das Torsionselement nach seiner Fertigstellung ein einziges einteiliges Stück bildet. Particularly favorable in terms of installation and handling of the torsion element is when the at least one longitudinal profile and the spacers are integrally formed. In other words, according to this embodiment of the invention, it is provided that the torsion element after its completion forms a single one-piece piece.

Eine Ausführungsform der Erfindung, welche sich durch eine besonders hohe Biegesteifigkeit bei gleichzeitig guter Tordierbarkeit des Torsionselementes auszeichnet, sieht vor, dass die Höhe des zumindest einen Längsprofils normal zu der Torsionsachse des Torsionselements orientiert ist, wobei die Höhe des zumindest einen Längsprofils größer als die Dicke des zumindest einen Längsprofils ist. An embodiment of the invention, which is characterized by a particularly high bending stiffness with good torsibility of the torsion element, provides that the height of the at least one longitudinal profile is oriented normal to the torsion axis of the torsion element, wherein the height of the at least one longitudinal profile is greater than the thickness of the at least one longitudinal profile.

Um den Einbau des Torsionselementes zu vereinfachen, kann an den längsseitigen Enden des zumindest einen Längsprofils je zumindest ein Flansch angeordnet sein. Die Flansche, welche auch gleichartig, wie die Abstandhalter ausgebildet sein können, dienen zur Krafteinleitung bzw. zum Anschluss an Längsschwingen einer Verbundlenkerachse oder im Fall eines Stabilisators zur Befestigung von Hebeln, durch welche das Torsionselement an einem Fahrzeugaufbau angebunden ist. Die Flansche können Befestigungsbohrungen aufweisen, um das Torsionselement mit metallischen Längsträgern verschrauben zu können. Alternativ zu einem Verschrauben der Flansche kann auch ein Verkleben mit den Längsträgern erfolgen. Weiters können die Flansche eine umlaufende Profilierung ähnlich einer Stirnverzahnung aufweisen, um mit einer kongruent dazu ausgebildeten Struktur eines Längsträgers eine formschlüssige Verbindung herzustellen. In order to simplify the installation of the torsion element, at least one flange can be arranged at each of the longitudinal ends of the at least one longitudinal profile. The flanges, which also have the same shape as the spacers, serve to introduce force or to connect to longitudinal oscillations of a torsion beam axle or, in the case of a stabilizer for fastening levers, by means of which the torsion element is connected to a vehicle body. The flanges may have fastening bores in order to be able to screw the torsion element to metallic side members. As an alternative to screwing the flanges, gluing with the longitudinal beams can also take place. Furthermore, the flanges may have a circumferential profiling similar to a spur gear teeth in order to produce a positive connection with a congruent thereto formed structure of a longitudinal member.

Eine Ausführungsform der Erfindung, welche sich dadurch besonders auszeichnet, dass sich die Torsionssteifigkeit und die Biegesteifigkeit in unterschiedliche Raumrichtungen weitgehend unabhängig voneinander einstellen lassen, sieht vor, dass mehrere in einer Umfangrichtung der Abstandhalter voneinander beabstandete Längsprofile angeordnet sind, wobei die Längsprofile und die Abstandhalter einen Käfig um die Torsionsachse des Torsionselementes bilden. An embodiment of the invention, which is particularly characterized in that the torsional stiffness and the flexural rigidity can be set largely independently of each other in different directions, provides that a plurality of longitudinal profiles spaced apart in a circumferential direction of the spacers are arranged, wherein the longitudinal profiles and the spacers a Form cage around the torsion axis of the torsion element.

Die oben genannte Aufgabe lässt sich auch mit einer Verbundlenkerachse der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch lösen, dass sie ein erfindungsgemäßes Torsionselement aufweist. Hierbei kann das erfindungsgemäße Torsionselement ein herkömmliches Torsionselement, beispielsweise einen Torsionsstab, vollständig ersetzen oder aber zusätzlich zu einem herkömmlichen Torsionselement (Torsionsstab) angeordnet werden. Für eine vollständige Ersetzung eines herkömmlichen Torsionselementes ist vor allem eine Ausführungsform der Erfindung geeignet, wie sie den Gegenstand des Anspruchs 13 bildet, wo mehrere Längsprofile zum Einsatz kommen. Bei einer zusätzlichen Anordnung eines erfindungsgemäßen Torsionselementes zu einem herkömmlichen Torsionselement kann es hingegen vorgesehen sein, dass das erfindungsgemäße Torsionselement auch nur ein Längsprofil aufweist. Eine gemeinsame Anordnung eines erfindungsgemäßen und eines herkömmliche Torsionsprofils kann beispielsweise so realisiert werden, dass entlang der Torsionsachse des erfindungsgemäßen Torsionsprofils ein herkömmlicher Torsionsstab angeordnet wird, der sodann von dem erfindungsgemäßen Torsionsprofil umgeben ist. The abovementioned object can also be achieved with a torsion beam axle of the type mentioned in the introduction by having a torsion element according to the invention. In this case, the torsion element according to the invention can completely replace a conventional torsion element, for example a torsion bar, or else be arranged in addition to a conventional torsion element (torsion bar). For a complete replacement of a conventional torsion element is particularly suitable embodiment of the invention, as it forms the subject of claim 13, where several longitudinal profiles are used. In an additional arrangement of a torsion element according to the invention to a conventional torsion element, however, it may be provided that the torsion element according to the invention also has only one longitudinal profile. A common arrangement of a torsion profile according to the invention and a conventional torsion profile can, for example, be realized such that a conventional torsion bar is arranged along the torsion axis of the torsion profile according to the invention, which is then surrounded by the torsion profile according to the invention.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe kann auch mit einem Stabilisator der oben genannten Art dadurch gelöst werden, dass er ein erfindungsgemäßes Torsionselement aufweist. Auch bei dieser Ausführungsform gilt das im letzten Absatz Gesagte sinngemäß. The object underlying the invention can also be achieved with a stabilizer of the abovementioned type by having a torsion element according to the invention. Also in this embodiment, what is said in the last paragraph applies mutatis mutandis.

Die Erfindung samt weiteren Vorteilen wird im Folgenden anhand eines in der Zeichnung dargestellten nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels näher erläutert. The invention together with further advantages will be explained below with reference to a non-limiting embodiment shown in the drawing.

In dieser zeigt 1 schematisch ein erfindungsgemäßes Torsionselement in einer perspektivischen Ansicht. In this shows 1 schematically a torsion element according to the invention in a perspective view.

Gemäß 1 kann ein erfindungsgemäßes Torsionselement 1 als Blattfedern ausgebildete Längsprofile 2, 3, 4, 5 aufweisen, die von einer Torsionsachse des Torsionselementes 1 mittels Abstandhaltern 6, 7, 8, 9, 10 beabstandet sind. Die Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10 können, wie dargestellt, als ringförmige Scheiben ausgebildet sein und Aufnahmen zur formschlüssigen Aufnahme eines Abschnittes des zumindest einen Längsprofils 2, 3, 4, 5 aufweisen. Die Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10 können, müssen aber nicht, aus demselben Material wie die Längsprofile 2, 3, 4, 5 hergestellt sein. According to 1 can a torsion element according to the invention 1 trained as leaf springs longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 have, by a torsion axis of the torsion element 1 by means of spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 are spaced. The spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 can, as shown, be formed as annular discs and recordings for positive reception of a portion of the at least one longitudinal profile 2 . 3 . 4 . 5 exhibit. The spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 can, but need not, be made of the same material as the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 be prepared.

Die als Blattfedern wirkenden Längsprofile 2, 3, 4, 5 weisen bevorzugt einen rechteckigen Querschnitt auf, wobei dies jedoch nicht zwingend der Fall sein muss. The longitudinal profiles acting as leaf springs 2 . 3 . 4 . 5 preferably have a rectangular cross-section, but this need not necessarily be the case.

Seitenkanten der jeweiligen Längsprofile 2, 3, 4, 5 können entlang der Torsionsachse beispielsweise einen ebenen und geradlinigen, oder wie es dargestellt ist, einen glatten und räumlichen Kurvenverlauf aufweisen. Side edges of the respective longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 For example, along the torsion axis, they may have a flat and straight line or, as shown, a smooth and spatial curve.

Wie aus 1 weiter erkennbar ist, können die Längsprofile 2, 3, 4, 5 so angeordnet sein, dass die Höhen der Längsprofile 2, 3, 4, 5 normal zu der Torsionsachse des Torsionselements 1 orientiert sind. Unter Höhe eines Längsprofils 2, 3, 4, 5 wird hierbei jene Seite verstanden die größer als die Dicke des Längsprofils 2, 3, 4, 5 und kleiner als dessen Länge ist. Die Höhe des Längsprofils 2, 3, 4, 5 kann über dessen Länge hinweg, wie dargestellt, konstant bleiben oder aber auch variieren. How out 1 can be seen further, the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 be arranged so that the heights of the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 normal to the torsion axis of the torsion element 1 are oriented. Under height of a longitudinal profile 2 . 3 . 4 . 5 this is understood to mean that side which is larger than the thickness of the longitudinal profile 2 . 3 . 4 . 5 and smaller than its length. The height of the longitudinal profile 2 . 3 . 4 . 5 can remain constant over its length, as shown, or even vary.

Die Längsprofile 2, 3, 4, 5 sind in einer Umfangrichtung der Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10 voneinander beabstandet angeordnet und bilden gemeinsam mit den Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10 einen Käfig um die Torsionsachse des Torsionselementes 1. The longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 are in a circumferential direction of the spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 spaced from each other and form together with the spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 a cage around the torsion axis of the torsion element 1 ,

An den längsseitigen Enden der Längsprofile 2, 3, 4, 5 kann je ein Flansch 11, 12 angeordnet sein, um das Torsionsprofil 1 an Längsträger bzw. Längsschwingen einer Verbundlenkerachse oder über Hebel an einen Fahrzeugaufbau anbinden zu können. Die Längsträger einer Verbundlenkerachse können auch an die Enden des Torsionsprofils integriert werden. Hierbei können auch Aufbaufedern, beispielsweise C- oder Blattfedern, an die auslaufenden Enden der Längsträger integriert werden. At the longitudinal ends of the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 can each have a flange 11 . 12 be arranged to the torsion profile 1 be able to connect to longitudinal members or longitudinal oscillations of a torsion beam axle or lever to a vehicle body. The longitudinal members of a torsion beam axle can also be integrated at the ends of the Torsionsprofils. In this case, body springs, for example C or leaf springs, can be integrated at the ends of the longitudinal members.

Das Torsionselement 1 lässt sich trotz komplexer Geometrie aus einem Faser-Kunststoff-Verbund herstellen. Dafür kann ein Harz Infusions- oder Injektionsverfahren, beispielsweise Reaction Injection Moulding (RIM), Resin Transfer Moulding (RTM) oder ähnliche Verfahren, verwendet werden, wobei die noch nicht mit Harz getränkte und ggf. stabilisierte, textile Preform mit Harz getränkt und ausgehärtet wird. Das Torsionselement 1 ist vorzugsweise mehrteilig aufgebaut, wobei die Mehrteiligkeit jedoch auf die textile Preform des Längsprofils 2 beschränkt sein kann, sodass das fertige Torsionsprofil 1 trotz mehrteiliger Preform ein einstückiges Bauteil bilden kann. The torsion element 1 can be produced in spite of complex geometry from a fiber-plastic composite. For this purpose, a resin infusion or injection method, for example, reaction injection molding (RIM), Resin Transfer Molding (RTM) or similar methods can be used, wherein not impregnated with resin and possibly stabilized textile preform is soaked with resin and cured , The torsion element 1 is preferably constructed in several parts, the multi-part, however, on the textile preform of the longitudinal profile 2 may be limited, so that the finished torsion profile 1 despite the multi-part preform can form a one-piece component.

Das zur Herstellung verwendete Werkzeug kann radiale Schieber aufweisen, welche die Zwischenräume zwischen den Längsprofilen 2, 3, 4, 5 ausbilden. Die Erstellung der Preform kann im Werkzeug erfolgen, indem ausgehend vom ersten Längsprofil 2 radial umlaufend abwechselnd textile Zuschnitte und Werkzeugschieber um einen Dorn bzw. Kern angeordnet werden. Die scheibenförmigen Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10, die zur Beabstandung der Längsprofile 2, 3, 4, 5 eingesetzt werden, können vorher auf den Kern angebracht oder während eines Einlegens der Zuschnitte eingebaut werden. Dabei kann es vorteilhafterweise vorgesehen sein, dass Faserstrukturen, welche die Längsprofile 2, 3, 4, 5 bilden, in die axial angeordneten, scheibenförmigen Abstandhalter 6, 7, 8, 9, 10 übergehen, sodass eine teilweise durchgängige Faserstruktur vorhanden ist. Die Infusion kann radial von innen nach außen erfolgen, wobei der Kern hierbei entsprechende Fließkanäle für das Harz aufweisen muss. Alternativ hierzu kann es vorgesehen sein, die Faserstruktur entlang der Torsionsachse aufsteigend zu injizieren, sodass Luft nach oben entweichen kann. Hierfür kann eine aufrecht stehende Anordnung des Werkzeuges vorgesehen sein. The tool used for the production may have radial slides which define the spaces between the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 form. The preparation of the preform can be done in the tool by starting from the first longitudinal profile 2 alternately arranged textile blanks and tool slide around a mandrel or core. The disc-shaped spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 used for spacing the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 can be previously applied to the core or installed during insertion of the blanks. It can be advantageously provided that fiber structures, which the longitudinal profiles 2 . 3 . 4 . 5 form, in the axially arranged disc-shaped spacers 6 . 7 . 8th . 9 . 10 go over, so that a partially continuous fiber structure is present. The infusion can be done radially from the inside to the outside, the core in this case must have corresponding flow channels for the resin. Alternatively, it can be provided to inject the fiber structure ascending along the torsion axis, so that air can escape upwards. For this purpose, an upright arrangement of the tool can be provided.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Torsionselement torsion
2 2: Längsprofil longitudinal profile
3 3: Längsprofil longitudinal profile
4 4: Längsprofil longitudinal profile
5 5: Längsprofil longitudinal profile
6 6: Abstandhalter spacer
7 7: Abstandhalter spacer
8 8th: Abstandhalter spacer
9 9: Abstandhalter spacer
10 10: Abstandhalter spacer
11 11: Flansch flange
12 12: Flansch flange

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 3910641 C2 [0006]

Claims

Torsion element ( 1 ) for a torsion beam or a stabilizer of a vehicle, characterized in that the torsion element ( 1 ) at least one formed as a leaf spring longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ), wherein the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) from a torsion axis of the torsion element ( 1 ) by means of spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) is spaced.

Torsion element according to claim 1, characterized in that the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) are disc-shaped.

Torsion element according to claim 2, characterized in that the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) are formed as annular discs.

Torsion element according to one of claims 1 to 3, characterized in that the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) Recordings for the positive reception of a section of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) exhibit.

Torsion element according to one of claims 1 to 4, characterized in that the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) has a quadrangular cross-section.

Torsion element according to one of claims 1 to 5, characterized in that a height of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) varies over its longitudinal extent at least in sections.

Torsion element according to one of claims 1 to 6, characterized in that a height of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) is constant.

Torsion element according to one of claims 1 to 7, characterized in that the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) is formed of a fiber-plastic composite material.

Torsion element according to one of claims 1 to 8, characterized in that the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) are formed from a fiber-plastic composite material.

Torsion element according to one of claims 1 to 9, characterized in that the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) and the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) are integrally formed.

Torsion element according to one of claims 1 to 10, characterized in that a height of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) normal to the torsion axis of the torsion element ( 1 ), wherein the height of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) greater than the thickness of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ).

Torsion element according to one of claims 1 to 11, characterized in that at the longitudinal ends of the at least one longitudinal profile ( 2 . 3 . 4 . 5 ) at least one flange ( 11 . 12 ) are arranged.

Torsion element according to one of claims 2 to 12, characterized in that several in a circumferential direction of the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) spaced apart longitudinal profiles ( 2 . 3 . 4 . 5 ), the longitudinal profiles ( 2 . 3 . 4 . 5 ) and the spacers ( 6 . 7 . 8th . 9 . 10 ) a cage around the torsion axis of the torsion element ( 1 ) form.

Twist-beam axle of a motor vehicle, characterized in that it comprises a torsion element according to one of claims 1 to 13.

Stabilizer of a vehicle motor vehicle, characterized in that it comprises a torsion element according to one of claims 1 to 13.