DE102013214673A1

DE102013214673A1 - Wheel-guiding handlebar made of fiber-reinforced thermoplastic material

Info

Publication number: DE102013214673A1
Application number: DE201310214673
Authority: DE
Inventors: Michael Keigler; Johann Kettenberger
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2013-07-26
Filing date: 2013-07-26
Publication date: 2015-01-29

Abstract

Die Erfindung betrifft einen radführender Lenker im Fahrwerk eines Fahrzeugs, dessen Grundstruktur (ohne Anbauteile) vollständig aus einem faserverstärkten thermoplastischen Werkstoff besteht, wobei die Grundstruktur vollumfänglich durch Spritzgießen oder Spritzpressen hergestellt ist. Vorzugsweise besitzt der Lenker keine nennenswerte biegeelastische Eigenschaft, jedoch im Spritzguß- oder Spritzpressprozess ausgebildete Anbindungsstellen. Es kann sich um einen Schwertlenker oder Längslenker oder Schräglenker oder Querlenker handeln mit Langfasern und/oder Kurzfasern und/oder Endlosfasern als Verstärkungsfasern in Form Carbonfasern oder Glasfasern oder Aramidfasern.The invention relates to a wheel guiding handlebar in the chassis of a vehicle whose basic structure (without attachments) consists entirely of a fiber-reinforced thermoplastic material, wherein the basic structure is made entirely by injection molding or transfer molding. Preferably, the handlebar has no significant bending elastic property, but formed in the injection molding or transfer molding process attachment sites. It may be a sword handlebar or trailing arm or trailing arm or wishbone with long fibers and / or short fibers and / or continuous fibers as reinforcing fibers in the form of carbon fibers or glass fibers or aramid fibers.

Description

Die Erfindung betrifft einen radführenden Lenker im Fahrwerk eines Fahrzeugs, dessen Grundstruktur (ohne Anbauteile) vollständig aus einem faserverstärkten thermoplastischen Werkstoff besteht. Zum Stand der Technik wird neben der DE 10 2008 043 330 A1 beispielshalber auf die DE 10 2011 003 971 A1 verwiesen.The invention relates to a wheel-guiding handlebar in the chassis of a vehicle whose basic structure (without attachments) consists entirely of a fiber-reinforced thermoplastic material. The state of the art is in addition to the DE 10 2008 043 330 A1 for example, on the DE 10 2011 003 971 A1 directed.

Üblicherweise sind radführende Lenker in Fahrwerken von Kraftfahrzeugen aus metallischen Werkstoffen durch Tiefziehen hergestellt und es werden nach dem Tiefziehen alle benötigten Anschluss- bzw. Lagerstellen eingepresst. Bekannt ist weiterhin ein aus Prepregs oder dgl. geformter Lenker (vgl. DE 10 2008 043 330 A1 ), welcher biegeelastisch ist und im Fahrwerk eine Federungsfunktion übernimmt. Grundsätzlich interessant ist auch ein in der DE 10 2011 003 971 A1 gezeigter Lenker, der einen bspw. aus Prepregs geformten Profilträger aufweist, der in einer Spritzgussform mit einem Füllkörper aus TFVK hinterspritzt ist. Dabei können an den Füllkörper auch Verbindungsstellen, Anschläge u. a. angespritzt sein.Usually wheel-guiding handlebars are made in chassis of motor vehicles made of metallic materials by deep drawing and all the required connection or bearing points are pressed after deep drawing. Also known is a molded from prepregs or the like. Handlebar (see. DE 10 2008 043 330 A1 ), which is flexurally elastic and assumes a suspension function in the chassis. Basically interesting is also in the DE 10 2011 003 971 A1 shown handlebar, which has a example. Prepregs shaped profile carrier, which is injected behind in an injection mold with a packing of TFVK. In this case, connection points, stops, etc. may be sprayed onto the filling body.

Dieser bekannte Stand der Technik erfordert entweder teure Tiefziehwerkzeuge oder besitzt ein relativ hohes Gewicht oder erlaubt keine optimale Anbindung der Lagerstellen oder erfordert mehrere Schritte im Herstellprozess. Daher soll vorliegend ein demgegenüber verbesserter radführender Lenker nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufgezeigt werden (= Aufgabe). Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass die Grundstruktur vollumfänglich durch Spritzgießen oder Spritzpressen hergestellt ist. Vorzugsweise besitzt ein solcher erfindungsgemäßer Lenker keine nennenswerte biegeelastische Eigenschaft, d. h. er stellt eine möglichst steife Konstruktion dar, die keine Federungsfunktion übernehmen soll und es sind Anbindungsstellen oder dgl. bereits im Spritzgußprozess oder Spritzpressprozess ausgebildet.This known prior art either requires expensive thermoforming tools or has a relatively high weight or does not allow optimal connection of the bearings or requires several steps in the manufacturing process. Therefore, in the present case, an improved wheel-guiding handlebar according to the preamble of claim 1 should be shown (= task). The solution to this problem is characterized in that the basic structure is made entirely by injection molding or transfer molding. Preferably, such a link according to the invention has no appreciable flexural elastic property, d. H. he represents a stiff construction as possible, which should take over no suspension function and there are connection points or the like. Already formed in the injection molding or transfer molding process.

Vorgeschlagen wird vorliegend somit die vollständige Herstellung eines radführenden Lenkers aus faserverstärktem Thermoplast durch Spritzgießen und/oder Spritzpressen (RTM = Resin Transfer Moulding), was durch den Begriff der Grundstruktur ausgedrückt werden soll. Der eigentliche Lenker als solcher, d. h. ohne eingepresste Gummilager oder Anbauteile oder dgl. soll in seiner „Grundstruktur” in praktisch einem einzigen Arbeitsgang vollumfänglich durch Spritzgießen und/oder Spritzpressen hergestellt sein. Mögliche Ausführungsformen sind Schwertlenker, Längslenker, Schräglenker u. a.. Der thermoplastische Kunststoff kann sowohl lang-, kurz- und endlosfaserverstärkt sein, wobei als Verstärkungsfasern Carbonfasern, Glasfasern, Aramidfasern und sonstige zu Einsatz kommen können. Gleichzeitig ist eine Funktionalisierung, d. h. Anbringung von funktionalen Komponenten wie Lagerstellen, Anschraubpunkten, Rippen und dgl. durch Thermoplastspritzguß möglich. Dadurch ist eine einfache Integration zusätzlicher Anbindestellen für zum Beispiel Feder, Dämpfer usw. möglich. Grundsätzlich kann die Spritzgussmasse sowohl ohne also auch mit Faserverstärkung (Kurzfasern aus Carbon, Glas, Aramid, u. a.) vorliegen, wobei eine Verstärkung zu bevorzugen ist.In this case, the complete production of a wheel-guiding link made of fiber-reinforced thermoplastic by injection molding and / or transfer molding (RTM = Resin Transfer Molding) is proposed, which is to be expressed by the term "basic structure". The actual handlebar as such, d. H. without pressed rubber bearings or attachments or the like. Should be made in its "basic structure" in virtually a single operation fully by injection molding and / or transfer molding. Possible embodiments are sword handlebar, trailing arm, semi-trailing arm u. a .. The thermoplastic material may be both long, short and continuous fiber reinforced, which can be used as reinforcing fibers carbon fibers, glass fibers, aramid fibers and others. At the same time, functionalization, i. H. Attachment of functional components such as bearings, Anschraubpunkten, ribs and the like. By thermoplastic injection molding possible. As a result, a simple integration of additional attachment points for example, spring, damper, etc. possible. In principle, the injection-molding compound can be present both without and also with fiber reinforcement (short fibers made of carbon, glass, aramid, and the like), reinforcement being preferred.

Aus einem kurzfaser- oder langfaser- oder endlosfaser-verstärktem Thermoplast (und somit aus nur einem einzigen Material und nicht durch eine Kombination aus mehreren Materialien) ist in einem einstufigen Herstellungsprozess somit ein erfindungsgemäßer radführender Lenker hergestellt, der sich durch geringes Gewicht, erhöhte geometrische Flexibilität, Korrosionsbeständigkeit und die Reduzierung der ungefederten Massen im Fahrwerk auszeichnet.From a kurzfaser- or long-fiber or endless fiber-reinforced thermoplastic (and thus only a single material and not by a combination of several materials) in an one-step manufacturing process thus an inventive wheel-guiding handlebar is made, characterized by low weight, increased geometric flexibility , Corrosion resistance and the reduction of unsprung masses in the chassis distinguishes.

Die beigefügten Figuren zeigen auf das wesentliche abstrahiert ein Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung in Form eines radführenden Lenkers in Draufsicht (1), teilgeschnittener Seitenansicht (2) und in 3 in einem Schnitt A-A aus 1.The attached figures show on the essential abstracts an embodiment of the present invention in the form of a wheel-guiding handlebar in plan view ( 1 ), partially sectioned side view ( 2 ) and in 3 in a section AA 1 ,

Wie insbesondere 3 zeigt besitzt dieser in einem einstufigen Herstellungsprozess aus faserverstärktem thermoplastischen Werkstoff im Spritzguss gefertigte Lenker eine Bodenplatte 1 mit einem an deren Rand vorgesehenen und gegenüber der Bodenplatte 1 erhabenen Steg 2 sowie einer Vielzahl von sich zwischen diesem quasi umlaufenden Steg 2 erstreckenden Versteifungsrippen 3. In jedem Endbereich des Lenkers ist eine Aufnahme 4 (als weiter oben genannte Anbindungsstelle) für nicht gezeigte, übliche Anbindungselemente (bspw. „Gummilager”) in Form einer kreiszylindrischen Durchbrechung der Bodenplatte 1 vorgesehen, welche Aufnahmen 4 ebenfalls zumindest einen umgebenden Steg 5, wie der Steg 2, aber höher als dieser gegenüber der Bodenplatte 1 erhaben (vgl. 2), aufweisen. Auch diese Stege 5 sind geeignet in eine durch die Versteifungsrippen 3 gebildete und die Bodenplatte 1 versteifende Fachwerkstruktur eingebunden, welche sich insbesondere durch einander kreuzende Versteifungsrippen 3 und Kreuzungspunkte zwischen einer Versteifungsrippe 3 und einem der Stege 5 auszeichnet. Ein Kreuzungspunkt K zweier Versteifungsrippen 3 ist in 3 sichtbar.In particular 3 this has in a one-step manufacturing process made of fiber-reinforced thermoplastic material injection molded handlebar has a bottom plate 1 with a provided at the edge and opposite the bottom plate 1 raised footbridge 2 as well as a variety of between this quasi circumferential web 2 extending stiffening ribs 3 , In each end of the handlebar is a recording 4 (As above-mentioned attachment point) for not shown, conventional attachment elements (eg. "Rubber Bearings") in the form of a circular-cylindrical opening of the bottom plate 1 provided, what shots 4 also at least one surrounding footbridge 5 like the bridge 2 but higher than this opposite the bottom plate 1 sublime (cf. 2 ), exhibit. Also these bars 5 are suitable in a through the stiffening ribs 3 educated and the bottom plate 1 stiffening framework structure incorporated, which in particular by intersecting stiffening ribs 3 and crossing points between a stiffening rib 3 and one of the footbridges 5 distinguished. A crossing point K of two stiffening ribs 3 is in 3 visible, noticeable.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 102008043330 A1 [0001, 0002]
DE 102011003971 A1 [0001, 0002]

Claims

Radführender handlebar in the chassis of a vehicle, the basic structure (without attachments) consists entirely of a fiber-reinforced thermoplastic material, characterized in that the basic structure is made entirely by injection molding or transfer molding.

Radführender handlebar according to claim 1 without significant bending elastic property.

Radführender handlebar according to claim 1 or 2 with trained in injection molding or transfer molding connection points.

Radführender handlebar according to one of the preceding claims as a sword arm or trailing arm or trailing arm or wishbone with long fibers and / or short fibers and / or continuous fibers as reinforcing fibers in the form of carbon fibers or glass fibers or aramid fibers.