DE102014217444A1

DE102014217444A1 - Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem in faserverstärktem Kunststoff ausgeführten Bauelement

Info

Publication number: DE102014217444A1
Application number: DE102014217444.9A
Authority: DE
Inventors: Alfred Pruckner; Stefan Stürzl
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2014-09-01
Filing date: 2014-09-01
Publication date: 2016-03-03

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit von Lenkern geführten Radträgern und einem zwischen zwei Radträgern direkt oder indirekt jeweils über ein nach Art einer Pendelstütze wirkenden Bauteil abgestütztem Stabilisator, wobei zumindest eines der vorgenannten Bauelemente in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt ist und eine Quasi-Gelenkverbindung zwischen diesem Bauelement und einem weiteren Element im Fahrwerksbereich des Fahrzeugs zusammenwirkend mit der elastischen Verformbarkeit faserverstärkten Kunststoff-Bauelements durch eine Klebeverbindung gebildet ist. Beispielsweise können Pendelstützen-Bauteile in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt und mit ihrem an die Oberflächen-Gestalt der Stabilisator-Endabschnitte im Hinblick auf eine ausreichend großflächige Klebeverbindung angepassten und gegenüber einer Haupterstreckungsrichtung des Pendelstützen-Bauteils abgewinkelten Klebe-Verbindungsabschnitt mit den besagten Stabilisator-Endabschnitten verklebt sein.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit von Lenkern geführten Radträgern und einem zwischen zwei Radträgern direkt oder indirekt jeweils über ein nach Art einer Pendelstütze wirkenden Bauteil abgestütztem Stabilisator, wobei zumindest eines der vorgenannten Bauelemente in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt ist. Zum Stand der Technik wird neben der DE10 2012 221 406 A1 und der DE 10 2008 043 330 A1 auf die DE 10 2004 042 964 A1 verwiesen.
Es ist angestrebt, das Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftwagens, so leicht als möglich zu gestalten, weshalb vermehrt ein Einsatz von Faserverbundwerkstoffen (= faserverstärkter Kunststoff) angedacht wird. Eine für die Darstellung der Radkinematik gelenkige Verbindung zwischen einzelnen Komponenten kann dann jedoch aufwändiger als bislang üblich werden, wofür vorliegend eine Abhilfemaßnahme aufgezeigt werden soll – oder es steckt auch in einer besagten gelenkigen Verbindung weiteres Potential zur Gewichtsreduktion, welches hiermit aufgezeigt werden soll; vorstehend sind also zwei alternative Aufgaben der vorliegenden Erfindung genannt.
Die Lösung dieser Aufgaben besteht in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs mit von Lenkern geführten Radträgern und einem zwischen zwei Radträgern direkt oder indirekt jeweils über ein nach Art einer Pendelstütze wirkenden Bauteil abgestütztem Stabilisator, wobei zumindest eines der vorgenannten Bauelemente in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt ist und eine Quasi-Gelenkverbindung zwischen diesem Bauelement und einem weiteren Element im Fahrwerksbereich des Fahrzeugs zusammenwirkend mit der elastischen Verformbarkeit des faserverstärkten Kunststoff-Bauelements durch eine Klebeverbindung gebildet ist.
In einer speziellen Ausführungsform sind die genannten Pendelstützen-Bauteile in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt und mit ihrem an die Oberflächen-Gestalt der Stabilisator-Endabschnitte im Hinblick auf eine ausreichend großflächige Klebeverbindung angepassten und gegenüber einer Haupterstreckungsrichtung des Pendelstützen-Bauteils abgewinkelten Klebe-Verbindungsabschnitt mit den besagten Stabilisator-Endabschnitten verklebt. Bevorzugt ist dabei der Stabilisator seinerseits ebenfalls in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt.
Wie grundsätzlich bekannt wird die Elastizität bzw. elastische Verformbarkeit von in Faserverbundwerkstoff ausgeführten und im Hinblick auf eine gewünschte Elastizität geeignet geformten Bauteilen genutzt, wobei sich jedoch gezeigt hat, dass hinsichtlich weiterer Anforderungen wie bspw. Festigkeit und einfacher Herstellbarkeit die gewünschte oder benötigte Verformbarkeit oftmals nicht darstellbar ist. Um für solche Fälle quasi einen weiteren Freiheitsgrad zu schaffen, sind zwei Bauteile, die jeweils für sich geeignet geformt sind und aus einem geeigneten Werkstoff bestehen, über eine Klebeverbindung miteinander verbunden. Eine solche Klebeverbindung ist insbesondere für ein aus Faserverbundwerkstoff geformtes Bauteil einfach darstellbar und zeichnet sich vorteilhafterweise durch äußerst geringes Gewicht aus. Dabei wird diese Klebeverbindung als Quasi-Gelenkverbindung bezeichnet, da die Klebeverbindung also solche selbstverständlich kein Gelenk bilden kann, jedoch im Zusammenwirken mit den im Hinblick auf die gewünschte „gelenkige” Verformbarkeit geeignet geformten und aus einem geeigneten Werkstoff bestehenden Bauteilen, von denen zumindest eines aus Faserverbundwerkstoff besteht und im erforderlichen Umfang elastisch verformbar ist, quasi wie ein solches wirkt.
Insbesondere kann es sich bei diesen Bauteilen um einen dem Fachmann bekannten Stabilisator und die sog. Pendelstützen handeln, über welche die freien Enden des Stabilisators entweder direkt oder über einen radführenden Lenker indirekt an den beiden Radträgern einer Achse des zweispurigen Fahrzeugs abgestützt sind.
Eine dementsprechende Ausführungsform ist in der beigefügten Prinzipskizze auf das wesentliche abstrahiert dargestellt und wird im folgenden erläutert:
Mit der Bezugsziffer 1a ist der üblicherweise und auch vorliegend rohrförmige sog. Torsionsstab und mit der Bezugsziffer 1b sind die beidseitigen sog. Arme eines im wesentlichen wie üblich u-förmigen und als ein einziges in sich zusammenhängendes Bauteil ausgeführten Stabilisators 1 im Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs gekennzeichnet. Wie weiterhin üblich ist der Torsionsstab 1a in zwei Lagern 4 um seine Längsachse bzw. um eine Fzg.-Querachse verdrehbar gelagert. Die freien Enden der Arme 1b des Stabilisators 1 sind – wie weiterhin üblich – über sog. Pendelstützen-Bauteile 3 direkt (oder über einen nicht gezeigten radführenden Lenker indirekt) am jeweiligen – ebenfalls nicht gezeigten – Radträger der zugehörigen Fahrzeugachse abgestützt.
Vorliegend sind die Pendelstützen-Bauteile 3 in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt und es ist eine Quasi-Gelenkverbindung zwischen jedem Pendelstützen-Bauteil 3 und dem freien Endabschnitt des zugehörigen Stabilisator-Armes 1b im Zusammenwirken mit der elastischen Verformbarkeit des faserverstärkten Kunststoff-Pendelstützen-Bauteils 3 durch eine Klebeverbindung 5 gebildet. Dabei ist der Begriff der „Quasi-Gelenkverbindung” wie weiter oben bereits erläutert zu verstehen.
Wie die Figur zeigt sind die genannten Pendelstützen-Bauteile 3 sowie die freien Endabschnitte der Stabilisator-Arme 1b für die Darstellung einer ausreichend großflächigen Klebeverbindung 5 mit ihrer einander zugewandten die Oberflächen-Gestalt aneinander angepasst, wobei vorliegend die besagten Arm-Endabschnitte abgeflacht eben geformt sind, ebenso wie die damit in der Klebeverbindung 5 verklebten Abschnitte der Pendelstützen-Bauteile 3. Dabei sind diese sog. Klebe-Verbindungsabschnitte der Pendelstützen-Bauteile 3 gegenüber einer annähernd vertikalen Haupterstreckungsrichtung des Pendelstützen-Bauteils 3 abgewinkelt, so dass diese im Bereich der Klebeverbindung 5 ebenso wie die Endabschnitte der Stabilisator-Arme 1b eine im wesentlichen in Fzg.-Längsrichtung ausgerichtete Erstreckungsrichtung aufweisen. Ebenso sind die besagten Endabschnitte der Stabilisator-Arme 1b, welche im Hinblick auf eine sichere und einfache Klebeverbindung 5 vorzugsweise ebenso wie der Stabilisator 1 in seiner Gesamtheit aus faserverstärktem Kunststoff bestehen, geformt, wobei diese flächigen Endabschnitte der Stabilisator-Arme über den Restbereich der Arme 1b schließlich in den rohrförmigen Torsionsstab 1a des Stabilisators 1 übergehen. Kurz zurückkommend auf die Pendelstützen-Bauteile 3 ist in deren dem besagten Klebe-Verbindungsabschnitt gegenüberliegenden Endbereich eine Anbindungsmöglichkeit 6, hier in Form eines einfachen kreisförmigen Durchbruchs für die Aufnahme einer Schraube oder dgl., vorgesehen, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details insbesondere konstruktiver Art durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102012221406 A1 [0001]
DE 102008043330 A1 [0001]
DE 102004042964 A1 [0001]

Claims

Fahrwerk eines Fahrzeugs mit von Lenkern geführten Radträgern und einem zwischen zwei Radträgern direkt oder indirekt jeweils über ein nach Art einer Pendelstütze wirkenden Bauteil (3) abgestütztem Stabilisator (1), wobei zumindest eines der vorgenannten Bauelemente in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt ist und eine Quasi-Gelenkverbindung zwischen diesem Bauelement (3) und einem weiteren Element im Fahrwerksbereich des Fahrzeugs zusammenwirkend mit der elastischen Verformbarkeit des faserverstärkten Kunststoff-Bauelements (3) durch eine Klebeverbindung (5) gebildet ist.
Fahrwerk nach Anspruch 1, wobei Pendelstützen-Bauteile (3) in faserverstärktem Kunststoff ausgeführt und mit ihrem an die Oberflächen-Gestalt der Stabilisator-Endabschnitte im Hinblick auf eine ausreichend großflächige Klebeverbindung (5) angepassten und gegenüber einer Haupterstreckungsrichtung des Pendelstützen-Bauteils (3) abgewinkelten Klebe-Verbindungsabschnitt mit den besagten Stabilisator-Endabschnitten (1b) verklebt sind.