DE102014004871A1

DE102014004871A1 - Dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement mit einer Steinschlagschutzanordnung

Info

Publication number: DE102014004871A1
Application number: DE201410004871
Authority: DE
Inventors: Matthias Fuchs; Bastian Bösl; Friedrich-Oskar Winter; Siegfried Fischer
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2014-04-04
Filing date: 2014-04-04
Publication date: 2014-06-05

Abstract

Dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement (1) mit einer Steinschlagschutzanordnung, umfassend ein Schalenelement (2) aus einem Kunststoff, das das Fahrwerkselement (1), zumindest über einen Teil dessen Längserstreckung, in Umfangsrichtung teilweise umgreift, wobei das Schalenelement (2) ausschließlich mit einer zumindest abschnittsweise auf dem Fahrwerkselement (1) angeordneten, elastischen Zwischenschicht (3) in Verbindung steht.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement mit einer Steinschlagschutzanordnung, umfassend ein Schalenelement aus einem Kunststoff, das das Fahrwerkselement, zumindest über einen Teil dessen Längserstreckung, in Umfangsrichtung teilweise umgreift.
Derartige Fahrwerkselemente werden im Automobilbau im Bereich der Achsen eingesetzt und werden im Fahrbetrieb des Fahrzeugs dynamisch auf Torsion und/oder Biegung beansprucht. Beispielsweise handelt es sich hierbei um (Quer-)Blattfedern oder Drehstabstabilisatoren. Je nach Anordnung des Fahrwerkselements innerhalb der Achse kann es erhöhtem Steinschlag ausgesetzt sein, wodurch die Oberfläche angegriffen wird und die Gefahr einer Korrosion zunimmt. Daher werden solche Fahrwerkselemente in der Regel pulverbeschichtet oder mit Lacken überzogen. Dies stellt jedoch hohe Anforderungen an die Oberflächenbeschichtung in Bezug auf Elastizität und Rissbildung.
Die WO 2011/023548 A1 zeigt eine Querblattfeder, auf die eine Oberflächenbeschichtung in Form einer Klebeschicht, einer Lackschicht, eines Kunststoffmaterials bzw. einer mit Nanopartikeln ausgeführten Kunststoffschicht aufgetragen ist. Die Oberfläche der Querblattfeder wird mit einer die Adhäsionseigenschaft der Oberfläche erhöhenden Flüssigkeit (Haftvermittler oder Primer) vorbehandelt. Die Schutzwirkung der Beschichtungen kann bei starkem Beschuss mit Steinen jedoch nicht ausreichend sein.
Die DE 1 979 962 U beschreibt eine Schraubendruckfeder mit einer auf den Federdraht aufgebrachten Kunststoffumhüllung (aus Polyurethan), die mindestens längs einer Mantellinie des Federdrahtes über ihre ganze Länge offen ist. Gelangen jedoch Steine unter die Kunststoffumhüllung, so scheuern diese bei dynamischer Beanspruchung der Schraubendruckfeder an deren Oberfläche und schädigen das Bauteil somit.
Die DE 31 12 252 A1 offenbart einen Stabilisator mit einem das Stabilisatorlager anlaufenden und auf den Stabilisator aufgeschrumpften Schrumpfteiles. Das Formteil kann auch auf den Stabilisator geklebt sein. Hier kann es mitunter problematisch sein, dass das Schrumpfteil übermäßig stark auf der Oberfläche des Stabilisators scheuert.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement mit einer Steinschlagschutzanordnung, die einen guten Schutz gegen Steinschlag bietet und dabei selbst die Oberfläche des Fahrwerkselements nicht schädigt, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Ein dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement mit einer Steinschlagschutzanordnung, umfassend ein Schalenelement aus einem Kunststoff, das das Fahrwerkselement, zumindest über einen Teil dessen Längserstreckung, in Umfangsrichtung teilweise umgreift, wobei das Schalenelement ausschließlich mit einer zumindest abschnittsweise auf dem Fahrwerkselement angeordneten, elastischen Zwischenschicht in Verbindung steht.
Indem das schlagzähe und robuste Schalenelement aus Kunststoff mittels einer elastischen Zwischenschicht an dem Fahrwerkselement angeordnet ist, wird zum Einen verhindert, dass das Schalenelement an dem Fahrwerkselement scheuern kann und zum Anderen bietet das Schalenelement aufgrund seiner Materialeigenschaften einen sehr guten Schutz gegen Steinschlag. Die Dicke der Zwischenschicht ist dabei so zu bemessen, dass die dynamische Beanspruchung des Fahrwerkselements kompensiert und das Schalenelement dauerhaft sicher gehalten wird, ohne mit dem Fahrwerkselement in Berührung zu kommen.
Ein mögliches Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrwerkselements umfasst die Schritte:
Bereitstellen des Fahrwerkselements und abschnittsweises Aufbringen der Zwischenschicht(en);
Aufdrücken des Schalenelements auf die jeweilige Zwischenschicht.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Zwischenschicht als ein Elastomer ausgebildet und in einer besonders bevorzugten Ausführung ist das Elastomer ein Polyurethan.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Zwischenschicht klebrig ausgebildet und hält so das Schalenelement adhäsiv.
In einer bevorzugten Ausführung ist die Zwischenschicht lückenlos mit dem Schalenelement verbunden. Eine lückenlose Ausbildung der Zwischenschicht verhindert das Ablagern von Steinen und Schmutz zwischen dem Fahrwerkselement und dem Schalenelement, so dass dadurch kein Abrieb stattfinden kann.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Schalenelement halbmondförmig ausgebildet. Damit kann nur die in Fahrtrichtung vorne liegende Hälfte des Fahrwerkselements abgedeckt werden, was für die Belange des Steinschlagschutzes ausreichend ist und eine einfache Montage erlaubt. Zudem wird Gewicht eingespart.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Schalenelement formschlüssig an der Zwischenschicht befestigt. Besonders bevorzugt sind hierfür das Fahrwerkselement ringförmig umlaufende Zwischenschicht-Abschnitte vorgesehen, die mit dem Schalenelement einen Formschluss ausbilden.
In einer bevorzugten Ausführung weist das Schalenelement einen omegaförmigen Querschnitt auf und bildet den Formschluss durch seine federnden Eigenschaften aus. Der omegaförmige Querschnitt des Schalenelements stellt elastische Schenkel bereit, womit besonders einfach und günstig ein Formschluss zwischen Schalenelement und Zwischenschicht erreicht werden kann.
In einer bevorzugten Ausführung wird die Zwischenschicht auf das Fahrwerkselement aufgesprüht oder aufvulkanisiert.
In einer bevorzugten Ausführung ist das Fahrwerkselement als ein Drehstabstabilisator ausgebildet. Das Schalenelement wäre bei einem Drehstabstabilisator vorzugsweise an Abschnitten anzubringen, die in Fahrtrichtung vorne liegen und während des Betriebs einem besonders hohen Steinschlagrisiko ausgesetzt sind.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
Darin zeigen:
1 ein erste Ausführungsform eines Fahrwerkselements;
1a einen Querschnitt durch das Fahrwerkselement aus 1;
1b einen Querschnitt durch das Fahrwerkselement aus 1 mit Schalenelement;
2 eine zweite Ausführungsform eines Fahrwerkselements;
2a einen Querschnitt durch das Fahrwerkselement aus 2;
2b einen Querschnitt durch das Fahrwerkselement aus 2 beim Aufsetzen des Schalenelements;
2c einen Querschnitt durch das Fahrwerkselement aus 2 mit aufgesetztem Schalenelement.
Gemäß der 1 ist ein Fahrwerkselement 1 als ein Drehstabstabilisator ausgebildet. Mittels Spritzdüsen 4 wird auf der in Fahrtrichtung FR vorne gelegenen Hälfte abschnittsweise eine klebrige Zwischenschicht 3 aufgetragen. Vorzugsweise besteht die Zwischenschicht 3 aus einem 1-K Polyurethan mit elastischen Eigenschaften, dynamischer Belastbarkeit und breitem Haftspektrum (beispielsweise Sikaflex^®-252). Bei Bedarf kann zwischen der Oberfläche des Fahrwerkelements 1 und der Zwischenschicht 3 ein Haftvermittler aufgetragen werden.
Die 1a zeigt das Fahrwerkselement 1 entlang der in 1 dargestellten Linie A-A geschnitten. Es ist erkennbar, dass die klebrige Zwischenschicht 3 nur auf einer Hälfte des Fahrwerkselements 1 aufgebracht ist. In 1b ist gezeigt, wie ein Schalenelement 2 aus Kunststoff von der Zwischenschicht 3 stoffschlüssig klebend gehalten wird. Der Auftrag der Zwischenschicht 3 unter dem Schalenelement 2 ist lückenlos, so dass das Schalenelement 2 mit dem Fahrwerkselement 1 nicht direkt in Berührung kommt.
Gemäß der 2 ist ein Fahrwerkselement 1 als ein Drehstabstabilisator ausgebildet. An den gezeigten Stellen sind jeweils umlaufende Zwischenschichten 3 aus einem Elastomer auf dem Fahrwerkselement 1 aufgebracht, insbesondere anvulkanisiert.
Wie in 2a umgibt die Zwischenschicht 3 das Fahrwerkselement 1 rundum. In 2b ist gezeigt, wie ein omegaförmiges Schalenelement 2 aus Kunststoff auf die Zwischenschicht 3 aufgeschoben wird, wobei die federnden Eigenschaften des Schalenelements 2 eine formschlüssige Befestigung an der elastischen Zwischenschicht 3 erlauben. In 2c ist die resultierende Steinschlagschutzanordnung aus Schalenelement 2 und elastischer Zwischenschicht 3 erkennbar. Auch hier deckt das Schalenelement 2 lediglich den in Fahrtrichtung FR vorne liegenden Teil des Fahrwerkselements 1 ab. Die Zwischenschicht 3 verläuft, wie in 2 erkennbar, nicht vollständig unterhalb des Schalenelements 2, hält dieses jedoch auf Abstand zu dem Fahrwerkselement 1.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2011/023548 A1 [0003]
DE 1979962 U [0004]
DE 3112252 A1 [0005]

Claims

Dynamisch beanspruchtes Fahrwerkselement (1) mit einer Steinschlagschutzanordnung, umfassend ein Schalenelement (2) aus einem Kunststoff, das das Fahrwerkselement (1), zumindest über einen Teil dessen Längserstreckung, in Umfangsrichtung teilweise umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenelement (2) ausschließlich mit einer zumindest abschnittsweise auf dem Fahrwerkselement (1) angeordneten, elastischen Zwischenschicht (3) in Verbindung steht.
Fahrwerkselement (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) als ein Elastomer ausgebildet ist.
Fahrwerkselement (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Elastomer ein Polyurethan ist.
Fahrwerkselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) klebrig ausgebildet ist und so das Schalenelement (2) hält.
Fahrwerkselement (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) lückenlos mit dem Schalenelement (2) verbunden ist.
Fahrwerkselement (1) nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenelement (2) halbmondförmig ausgebildet ist.
Fahrwerkselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenelement (2) formschlüssig an der Zwischenschicht (3) befestigt ist.
Fahrwerkselement (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schalenelement (2) einen omegaförmigen Querschnitt aufweist und den Formschluss durch seine Federwirkung ausbildet.
Fahrwerkselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (3) auf das Fahrwerkselement (1) aufgesprüht oder aufvulkanisiert wird.
Fahrwerkselement (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrwerkselement (2) als ein Drehstabstabilisator ausgebildet ist.