DE102016205851A1

DE102016205851A1 - Verbundlenkerachse, Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse und Fahrzeug mit einer Verbundlenkerachse

Info

Publication number: DE102016205851A1
Application number: DE102016205851.7A
Authority: DE
Inventors: Nils Mühl; Daniel Segler; Daniel Wolf; Volker Wagner; Detlef Baasch; Georges Halsdorf; Stephan Pollmeyer; Tobias Dittrich; Ignacio Lobo Casanova; Manfred Bürgmann; Thomas Rupflin; Ingolf Müller
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2016-04-07
Filing date: 2016-04-07
Publication date: 2017-10-12

Abstract

Eine Verbundlenkerachse (1) für ein Fahrzeug umfasst ein Torsionsprofil (2) und zwei Längslenker (3), wobei das Torsionsprofil (2) ein erstes lenkerseitiges Ende (6), ein zweites lenkerseitiges Ende (6) und einen Mittenbereich (5) aufweist. Jeder Längslenker (3) weist einen torsionsprofilseitigen Bereich (4) auf. Die beiden lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) sind schienenförmig ausgeformt, wobei die beiden lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) in dieselbe Richtung orientiert sind wie die beiden Längslenker (3). Das erste lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) umschließt den torsionsprofilseitigen Bereich (4) eines ersten Längslenkers (3) in einem Teilbereich und ist mit diesem verbunden. Das zweite lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) umschließt den torsionsprofilseitigen Bereich (4) eines zweiten Längslenkers (3) in einem Teilbereich und ist mit diesem verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundlenkerachse, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse und ein Fahrzeug mit einer Verbundlenkerachse mit den oberbegrifflichen Merkmalen nach Anspruch 1, Anspruch 12 und Anspruch 14.
Verbundlenkerachsen für Fahrzeuge, beispielsweise NKWs, LKWs oder PKWs, sind üblicherweise aus einem Torsionsprofil und zwei Längslenkern ausgeformt, die beispielsweise aus Stahl ausgebildet sind. Torsionsprofil und Längslenker sind miteinander verschweißt. Das Torsionsprofil ist hierbei verdrehweich und wirkt bei einem Einfedern als Stabilisator.
Aus WO 06042988 A1 ist eine Verbundlenkerachse bekannt, bei welcher das Torsionsprofil mit den Längslenkern mittels Klebung verbunden ist. Torsionsprofil und Längslenker können aus verschiedenen Materialien ausgeformt sein.
Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, eine verbesserte Verbundlenkerachse vorzuschlagen. Die Verbundlenkerachse soll eine geringe Bauteilmasse aufweisen. Die Herstellung der Verbundlenkerachse soll kostengünstig und auf einfache Art und Weise durchzuführen sein. Zudem soll die Verbundlenkerachse Torsions- und Biegebelastungen an den Verbindungsstellen zwischen den Längslenkern und dem Torsionsprofil übertragen. Die Verbundlenkerachse soll zudem an verschiedene Fahrzeugtypen kostengünstig anpassbar sein.
Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe eine Verbundlenkerachse, ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse und ein Fahrzeug mit einer Verbundlenkerachse mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1, den Merkmalen nach Patentanspruch 12 und den Merkmalen nach Patentanspruch 14 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Eine Verbundlenkerachse für ein Fahrzeug umfasst ein Torsionsprofil und zwei Längslenker, wobei das Torsionsprofil ein erstes lenkerseitiges Ende, ein zweites lenkerseitiges Ende und einen Mittenbereich aufweist. Jeder Längslenker weist einen torsionsprofilseitigen Bereich auf. Die beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils sind schienenförmig ausgeformt. Die beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils sind in dieselbe Richtung orientiert wie die beiden Längslenker. Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils umschließt den torsionsprofilseitigen Bereich eines ersten Längslenkers in einem Teilbereich und ist mit diesem verbunden. das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils umschließt den torsionsprofilseitigen Bereich eines zweiten Längslenkers in einem Teilbereich und ist mit diesem verbunden.
Das Torsionsprofil weist das erste und das zweite lenkerseitige Ende auf. Das Torsionsprofil erstreckt sich somit von seinem ersten lenkerseitigen Ende über seinen Mittenbereich zu seinem zweiten lenkerseitigen Ende. In anderen Worten begrenzt das erste lenkerseitige Ende das Torsionsprofil zu einer ersten Seite hin und das zweite lenkerseitige Ende begrenzt das Torsionsprofil zu einer zweiten Seite hin. Hierbei kann das Torsionsprofil an seinem Mittenbereich einen kreisförmigen, rechteckigen, ovalen, elliptischen, polygonalen, v-förmig, i-förmig, c-förmig, L-förmig oder anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Der Querschnitt kann sich entlang einer Längsachse des Torsionsprofils ändern. Der Mittenbereich des Torsionsprofils kann beispielsweise rohrförmig, ausgefüllt oder als offener Querschnitt ausgebildet sein. Eine Längsachse des Torsionsprofils ist hierbei von dem ersten lenkerseitigen Ende zu dem zweiten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils definiert und verläuft innerhalb des Mittenbereichs.
Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils und des zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils sind in dieselbe Richtung orientiert wie die beiden Längslenker, weisen also zu der Längsachse des Torsionsprofils einen Winkel auf. Dieselbe Richtung wie die Längslenker ist diejenige Richtung, die bei der Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug in Richtung der Längsachse des Fahrzeugs orientiert ist, also die Fahrzeuglängsrichtung. Das Torsionsprofil ist somit in Form einer gebogenen Kontur ausgebildet, beispielsweise kann das Torsionsprofil bei einer Draufsicht insgesamt eine U-Form oder eine C-Form ausformen, wobei die beiden lenkerseitigen Enden die Schenkel des U oder die Bögen des C ausformen.
Jeder Längslenker weist einen torsionsprofilseitigen Bereich auf. Jeder Längslenker weist zudem ein karosserieseitiges Ende und ein radseitiges Ende auf. Jeder Längslenker erstreckt sich somit von seinem radseitigen Ende zu seinem karosserieseitigen Ende. Der torsionsprofilseitige Bereich ist hierbei zwischen dem radseitigen Ende und dem karosserieseitigen Ende angeordnet. Wird die Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug verwendet, kann das radseitige Ende z. B. mit einem Radträger oder einem Radlager verbunden sein. Das karosserieseitige Ende kann mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden sein. Beide Längslenker können gleichförmig ausgestaltet sein. Eine Längsrichtung eines Längslenkers ist von seinem radseitigen Ende zu seinem karosserieseitigen Ende definiert. Bei der Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug sind die beiden Längslenker in Fahrzeuglängsrichtung orientiert. Jeder Längslenker kann hierbei eine gebogene, eine gerade oder eine andere geeignete Ausformung aufweisen. Eine gebogene Ausformung heißt, dass der Bereich des Längslenkers der das radseitige Ende und das karosserieseitige Ende verbindet, eine z. B. in eine Richtung gebogene Kontur aufweist. Eine gerade Ausformung heißt, dass der Bereich des Längslenkers der das radseitige Ende und das karosserieseitige Ende verbindet, gerade ausgeformt ist.
Der erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils und das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils sind schienenförmig ausgeformt. Schienenförmig meint hierbei, dass die Ausformung der beiden torsionsprofilseitigen Enden ähnlich einer Schiene derart ausgebildet ist, dass diese einen offenen Querschnitt aufweist. Dies heißt, dass der Querschnitt des ersten lenkerseitigen Endes wenigstens an einer Seite offen ist, und beispielsweise u-förmig, v-förmig, c-förmig oder in einer anderen geeigneten Form ausgeformt ist. Die schienenförmige Ausformung des ersten lenkerseitigen Endes richtet sich in ihrer Form nach der Ausformung der Außenkontur des torsionsprofilseitigen Bereichs des ersten Längslenkers und ist dafür passgenau ausgebildet. Weiterhin ist das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils derart ausgestaltet, dass der offene Querschnitt dem ersten Längslenker zugewandt ist. Die offene Seite ist also in Richtung des ersten Längslenkers orientiert. Wie eine Schiene kann das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils auf den torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers gesteckt werden und umschließt diesen in einem Teilbereich. Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils ist mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers verbunden, wobei diese Verbindung vorzugsweise formschlüssig ist. Weist der erste Längslenker an seinem torsionsprofilseitigen Bereich beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, ist das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils z. B. c-förmig ausgeformt, so dass dieses auf den torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers passt.
Ebenso heißt das, dass der Querschnitt des zweiten lenkerseitigen Endes wenigstens an einer Seite offen ist, und beispielsweise u-förmig, v-förmig, c-förmig oder in einer anderen geeigneten Form ausgeformt ist. Die schienenförmige Ausformung des zweiten lenkerseitigen Endes richtet sich in ihrer Form nach der Ausformung der Außenkontur des torsionsprofilseitigen Bereichs des zweiten Längslenkers und ist dafür passgenau ausgebildet. Weiterhin ist das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils derart ausgestaltet, dass der offene Querschnitt dem zweiten Längslenker zugewandt ist. Die offene Seite ist also in Richtung des zweiten Längslenkers orientiert. Wie eine Schiene kann das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils auf den torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers gesteckt werden und umschließt diesen in einem Teilbereich. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils ist mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers verbunden, wobei diese Verbindung vorzugsweise formschlüssig ist. Weist der zweite Längslenker an seinem torsionsprofilseitigen Bereich beispielsweise einen kreisförmigen Querschnitt auf, ist das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils z. B. c-förmig ausgeformt, so dass dieses auf den torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers passt.
Ein Anpassen der Verbundlenkerachse an verschiedene Fahrzeugtypen ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise möglich, indem das Torsionsprofil an den jeweiligen zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst wird. Zudem kann die Verbundlenkerachse für denselben Fahrzeugtyp in unterschiedlichen Konfigurationen ausgebildet werden. Die Verbundlenkerachse ist kostengünstig herzustellen. Selbst bei einer Verbundlenkerachse in Multimaterialbauweise, bei welcher das Torsionsprofil und die beiden Längslenker aus verschiedenen Materialien ausgebildet sind, ist das Verbinden des Torsionsprofils mit den Längslenkern ohne Probleme möglich. Die Verbindung zwischen den beiden Längslenkern und dem Torsionsprofil erfüllt zudem die Anforderungen an eine Verbundlenkerachse, nämlich die Übertragung von Torsions- und Biegebeanspruchungen. Durch das Verbinden des schienenförmigen ersten lenkerseitigen Endes mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers wird der torsionsprofilseitige Bereich des ersten Längslenkers verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des ersten Längslenkers führt. Durch das Verbinden des schienenförmigen zweiten lenkerseitigen Endes mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers wird der torsionsprofilseitige Bereich des zweiten Längslenkers verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des zweiten Längslenkers führt.
Nach einer Ausführungsform ist das Torsionsprofil aus einem Faserkunststoffverbund ausgeformt. Beispielsweise kann das Torsionsprofil aus einem Kohlefaserverbund (CFK), aus einem Aramidfaserverbund (AFK), aus einem Glasfaserverbund (GFK) oder aus einem anderen geeigneten FKV ausgeformt sein. Das Torsionsprofil kann z. B. mittels eines RTM-Verfahrens, mittels Pultrusion oder mittels eines Pultrusionswickelverfahrens hergestellt werden. Wird das RTM-Verfahren eingesetzt, kann das Torsionsprofil mittels Trockenwickeln oder mittels eines Geleges hergestellt werden. Dadurch weist die Verbundlenkerachse eine geringere Bauteilmasse auf als herkömmliche Verbundlenkerachsen mit einem Torsionsprofil aus einem metallischen Material. Das Torsionsprofil ist zudem kostengünstig und auf einfache Art und Weise zu fertigen. Das Torsionsprofil kann beispielsweise aus Nassfasern oder aus Trockenfasern ausgeformt werden. Alternativ dazu kann das Torsionsprofil aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Aluminium oder aus einem Stahl ausgebildet sein.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens einer der beiden Längslenker aus einem Faserkunststoffverbund ausgeformt. Beispielsweise kann der wenigstens eine Längslenker aus einem CFK, aus einem AFK, aus einem GFK oder aus einem anderen geeigneten FKV ausgeformt sein. Beispielsweise kann der erste Längslenker aus einem FKV ausgeformt sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann der zweite Längslenker aus einem FKV ausgeformt sein. Das Material des Torsionsprofils kann sich von dem Material der beiden Längslenker unterscheiden. Der wenigstens eine Längslenker kann z. B. mittels eines Flechtverfahrens, mittels eines Nasswickelverfahrens, mittels Pultrusion, mittels eines Pultrusionswickelverfahrens, oder mittels eines RTM-Verfahrens hergestellt werden. Wird das RTM-Verfahren eingesetzt, kann der wenigstens eine Längslenker mittels Trockenwickeln oder mittels eines Geleges hergestellt werden. Dadurch weist die Verbundlenkerachse eine geringere Bauteilmasse auf als herkömmliche Verbundlenkerachsen mit Längslenkern aus einem metallischen Material. Der wenigstens eine Längslenker ist zudem kostengünstig und auf einfache Art und Weise zu fertigen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens einer der beiden Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt. Beispielsweise kann der wenigstens eine Längslenker aus einem Stahl oder aus Aluminium ausgeformt sein. Beispielsweise kann der erste Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der zweite Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt sein. Beispielsweise kann der eine der beiden Längslenker aus einem FKV und der andere der beiden Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt sein. Das Material des Torsionsprofils kann sich von dem Material der beiden Längslenker unterscheiden.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eines der lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich seines entsprechenden Längslenkers stoffschlüssig verbunden. Beispielsweise kann das erste lenkerseitige Ende mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers stoffschlüssig verbunden sein. Alternativ oder zusätzlich dazu kann das zweite lenkerseitige Ende mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers stoffschlüssig verbunden sein. Die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem wenigstens einen lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem torsionsprofilseitigen Bereich seines entsprechenden Längslenkers kann hierbei mittels einer Klebeverbindung geschaffen werden. Sind sowohl das Torsionsprofil als auch die Längslenker aus einem FKV ausgeformt kann die stoffschlüssige Verbindung mittels Auflaminieren geschaffen werden. Auflaminieren bedeutet hierbei, dass das noch nicht ausgehärtete Torsionsprofil mit seinem wenigstens einen lenkerseitigen Ende auf den entsprechenden ausgehärteten torsionsprofilseitigen Bereich des Längslenkers gesteckt wird, in dieser Anordnung aushärtet, und sich dadurch ähnlich einer Klebeverbindung mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des Längslenkers verbunden ist.
Vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung kann der torsionsprofilseitige Bereich des mit dem Torsionsprofil zu verbindenden Längslenkers oberflächenbehandelt werden, beispielsweise kann der torsionsprofilseitige Bereich mit Abreißgewebe versehen werden oder aufgeraut werden, z. B. mittels Schleifen oder Druckluftstrahlen mit Sand oder einem vergleichbaren Material. Somit bietet die Oberfläche des torsionsprofilseitigen Bereichs des mit dem Torsionsprofil zu verbindenden Längslenkers eine verbesserte Haftfläche für die stoffschlüssige Verbindung. Selbstverständlich können sowohl der torsionsprofilseitige Bereich des ersten Längslenkers als auch der torsionsprofilseitige Bereich des zweiten Längslenkers vor dem Eingehen der stoffschlüssigen Verbindung oberflächenbehandelt werden. Hierbei kann der torsionsprofilseitige Bereich des ersten Längslenkers auf eine andere Art oberflächenbehandelt werden als der torsionsprofilseitige Bereich des zweiten Längslenkers.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist wenigstens eines der lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich seines entsprechenden Längslenkers kraftschlüssig verbunden. Beispielsweise kann das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers kraftschlüssig verbunden sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers kraftschlüssig verbunden sein. Beispielsweise kann der eine der beiden Längslenker mit dem Torsionsprofil stoffschlüssig verbunden sein und der andere der beiden Längslenker mit dem Torsionsprofil kraftschlüssig verbunden sein.
Die kraftschlüssige Verbindung kann beispielsweise durch eine Schraubverbindung, eine Nietverbindung, eine Bolzenverbindung oder durch eine andere geeignete kraftschlüssige Verbindung ausgebildet sein. Zusätzlich oder alternativ dazu kann der Verbindungsbereich zwischen dem wenigstens einen lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem torsionsprofilseitigen Bereich seines entsprechenden Längslenkers mit Fasersträngen (Rovings) umwickelt werden. Beispielsweise kann der Verbindungsbereich zwischen dem ersten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers mit Fasersträngen umwickelt werden. Beispielsweise kann zusätzlich oder alternativ dazu der Verbindungsbereich zwischen dem zweiten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers mit Fasersträngen umwickelt werden. Ein Verbindungsbereich ist definiert als derjenige Bereich, an welchem das wenigstens eine lenkerseitige Ende auf den torsionsprofilseitigen Bereich seines entsprechenden Längslenkers gesteckt ist und mit diesem verbunden ist. Die Faserstränge können beispielsweise aus CFK, GFK, AFK oder aus einem anderen geeigneten FKV ausgeformt sein. Die Faserstränge dienen als Armierung der Verbindung.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Mittenbereich des Torsionsprofils einen offenen Querschnitt auf. Beispielsweise kann der Mittenbereich des Torsionsprofils den gleichen offenen Querschnitt aufweisen wie die beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils. Alternativ dazu kann der Querschnitt des Mittenbereichs des Torsionsprofils unterschiedlich sein von den Querschnitten der beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils. Der Mittenbereich des Torsionsprofils kann beispielsweise einen u-förmigen, v-förmigen, c-förmigen Querschnitt oder einen offenen Querschnitt in einer anderen geeigneten Form aufweisen. Durch die Ausformung des Mittenbereichs mit einem offenen Querschnitt weist das Torsionsprofil eine geringere Bauteilmasse auf als ein Torsionsprofil mit einem voll ausgefüllten Mittenbereich bei gleicher Wandstärke. Somit ist die Verbundlenkerachse leichter als eine Verbundlenkerachse mit einem geschlossenen Querschnitt.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Mittenbereich des Torsionsprofils eine ebene Ausformung auf. Eine ebene Ausformung bedeutet hierbei, dass sich der Mittenbereich des Torsionsprofils in einer planen x-y-Ebene erstreckt. Die x-y-Ebene ist diejenige Ebene, in welcher die Längsachse des Torsionsprofils angeordnet ist und welche durch die Längsachse des Torsionsprofils und die beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils aufgespannt wird. Die Längsachse des Torsionsprofils definiert hierbei eine y-Richtung der x-y-Ebene. Eine x-Richtung ist senkrecht zu dieser y-Richtung. Die x-y-Ebene ist bei der Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug diejenige Ebene, die parallel ist zu einer Fahrbahn des Fahrzeugs. Weiterhin bedeutet die ebene Ausformung, dass sich die Orientierung des Querschnitts des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Längsachse des Torsionsprofils nicht ändert sondern konstant bleibt.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Mittenbereich des Torsionsprofils eine um eine Längsachse des Torsionsprofils gedrehte Ausformung auf. Eine gedrehte Ausformung ist hierbei eine Ausformung, bei welcher sich die Orientierung des Querschnitts des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Längsachse des Torsionsprofils ändert. Diese Ausformung ist vorzugsweise symmetrisch zu einer x-z-Ebene gedreht, die orthogonal ist zu der x-y-Ebene. Die z-Richtung ist hierbei eine Hochachse, die senkrecht ist zu der x-Richtung und zu der y-Richtung. Durch die gedrehte Ausformung verändert sich die Lage eines Schubmittelpunkts des Torsionsprofils, wodurch das elastokinematische Verhalten der Verbundlenkerachse bei einer Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug bei einem wechselseitigen Einfedern der mit der Verbundlenkerachse verbundenen Räder beeinflusst werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist der Mittenbereich des Torsionsprofils entlang der Längsachse eine Einkerbung auf. Dies heißt, dass sich der Querschnitt des Mittenbereichs des Torsionsprofils in einem kontinuierlichen Übergang ändert. Die Einkerbung kann sich beispielsweise abflachen, je näher diese den beiden lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils ist. Durch die Einkerbung wird die Lage des Schubmittelpunkts des Torsionsprofils verändert, wodurch das elastokinematische Verhalten der Verbundlenkerachse bei einer Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug bei einem wechselseitigen Einfedern der mit der Verbundlenkerachse verbundenen Räder beeinflusst werden kann.
Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Faser- und/ oder Lagenaufbau des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Längsachse variiert. Dadurch wird der Schubmittelpunkt bei dem Torsionsprofil aus FKV verändert. Der Faseraufbau und/ oder der Lagenaufbau des FKV-Laminats wird geändert, z. B. durch Änderung der Faserorientierung, durch lokale Verdickungen oder durch lokale Änderung des Faservolumens. Somit verändert sich die Lage des Schubmittelpunkts des Torsionsprofils, wodurch das elastokinematische Verhalten der Verbundlenkerachse bei einer Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug bei einem wechselseitigen Einfedern der mit der Verbundlenkerachse verbundenen Räder beeinflusst werden kann.
Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse, welche bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, wird das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils auf den torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers gesteckt und mit diesem stoffschlüssig verbunden, so dass das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils den torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers in einem Teilbereich umschließt. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils wird auf den torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers gesteckt und mit diesem stoffschlüssig verbunden, so dass das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils den torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers in einem Teilbereich umschließt.
Vorzugsweise sind sowohl das Torsionsprofil als auch die beiden Längslenker aus einem FKV ausgeformt, wobei das Torsionsprofil aus einem anderen FKV ausgeformt sein kann wie die beiden Längslenker. Das erste und das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils sind hierbei schienenförmig ausgeformt. Das erste lenkerseitige Ende wird mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers z. B. mittels einer Klebeverbindung oder mittels Auflaminieren stoffschlüssig verbunden. Vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung kann der torsionsprofilseitige Bereich des ersten Längslenkers und/ oder eine Verbindungsfläche des ersten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils oberflächenbehandelt werden, so dass die stoffschlüssige Verbindung eine verbesserte Haftfläche hat. Die Verbindungsfläche des ersten lenkerseitigen Endes ist hierbei diejenige Fläche, die den torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers bei dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung kontaktiert. Beispielsweise kann der torsionsprofilseitige Bereich und/ oder die Verbindungsfläche des ersten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils aufgeraut sein oder mit Abreißgewebe versehen sein.
Das zweite lenkerseitige Ende wird mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers z. B. mittels einer Klebeverbindung oder mittels Auflaminieren stoffschlüssig verbunden. Vor dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung kann der torsionsprofilseitige Bereich des zweiten Längslenkers und/ oder eine Verbindungsfläche des zweiten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils oberflächenbehandelt werden, so dass die stoffschlüssige Verbindung eine verbesserte Haftfläche hat. Die Verbindungsfläche des zweiten lenkerseitigen Endes ist hierbei diejenige Fläche, die den torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers bei dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung kontaktiert. Beispielsweise kann der torsionsprofilseitige Bereich und/ oder die Verbindungsfläche des zweiten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils aufgeraut sein oder mit Abreißgewebe versehen sein. Die Oberflächenbehandlung des Verbindungsbereichs des ersten lenkerseitigen Endes und die Oberflächenbehandlung des Verbindungsbereichs des zweiten lenkerseitigen Endes können hierbei voneinander verschieden ausgebildet sein. Die Oberflächenbehandlung des torsionsprofilseitigen Bereichs des ersten Längslenkers und die Oberflächenbehandlung des torsionsprofilseitigen Bereichs des zweiten Längslenkers können hierbei voneinander verschieden ausgebildet sein.
Ein Anpassen der Verbundlenkerachse an verschiedene Fahrzeugtypen ist auf einfache und kostengünstige Art und Weise möglich, indem das Torsionsprofil an den jeweiligen zur Verfügung stehenden Bauraum angepasst wird. Zudem kann die Verbundlenkerachse für denselben Fahrzeugtyp in unterschiedlichen Konfigurationen ausgebildet werden. Die Verbundlenkerachse ist kostengünstig herzustellen. Durch das Ausformen der beiden Längslenker und des Torsionsprofils aus FKV weist die Verbundlenkerachse eine geringere Masse auf als herkömmliche Verbundlenkerachsen aus metallischem Material. Die Verbindung zwischen den beiden Längslenkern und dem Torsionsprofil erfüllt zudem die Anforderungen an eine Verbundlenkerachse, nämlich die Übertragung von Torsions- und Biegebeanspruchungen. Durch das Verbinden des schienenförmigen ersten lenkerseitigen Endes mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers wird der torsionsprofilseitige Bereich des ersten Längslenkers verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des ersten Längslenkers führt. Durch das Verbinden des schienenförmigen zweiten lenkerseitigen Endes mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers wird der torsionsprofilseitige Bereich des zweiten Längslenkers verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des zweiten Längslenkers führt.
Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird das erste lenkerseitige Ende, das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers verbunden ist, mit Fasersträngen umwickelt wird. Das zweite lenkerseitige Ende, das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers verbunden ist, wird mit Fasersträngen umwickelt, so dass bei jeder dieser Verbindungen eine Armierung ausgebildet ist. Diese Faserstränge sind aus FKV, z. B. aus CFK, AFK oder GFK ausgebildet. Durch das Umwickeln mit Fasersträngen werden die Verbindungen zwischen dem Torsionsprofil und den beiden Längslenkern zusätzlich verstärkt und stabilisiert.
Ein Fahrzeug weist eine Verbundlenkerachse auf, welche bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde, oder die nach einem Verfahren hergestellt wurde, welches bereits in der vorhergehenden Beschreibung beschrieben wurde. Mit der Verbundlenkerachse sind zwei Räder des Fahrzeugs wirkverbunden. Zudem ist die Verbundlenkerachse mit einer Fahrzeugkarosserie wirkverbunden. Die Verbundlenkerachse kann hierbei eine Hinterachse, eine Vorderachse oder eine Zusatzachse ausformen.
Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
1 eine schematische Darstellung einer ungefügten Verbundlenkerachse nach einem Ausführungsbeispiel,
2 eine schematische Draufsicht der ungefügten Verbundlenkerachse nach dem Ausführungsbeispiel aus 1,
3 eine schematische Darstellung eines Mittenbereichs eines Torsionsprofils nach einem weiteren Ausführungsbeispiel,
4 eine schematische Darstellung eines Mittenbereichs eines Torsionsprofils nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
5 eine schematische Schnittdarstellung des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Schnittlinie A-A nach dem Ausführungsbeispiel aus 4.
1 zeigt eine schematische Darstellung einer ungefügten Verbundlenkerachse 1 nach einem Ausführungsbeispiel. Die Verbundlenkerachse 1 weist ein Torsionsprofil 2, einen ersten Längslenker 3 und einen zweiten Längslenker 3 auf. Beide Längslenker 3 sind hierbei gleichförmig ausgeformt.
Jeder Längslenker 3 weist ein karosserieseitiges Ende 11, ein radseitiges Ende 13 und einen torsionsprofilseitigen Bereich 4, welcher räumlich zwischen dem karosserieseitigen Ende 11 und dem radseitigen Ende 13 angeordnet ist. Jeder Längslenker 3 erstreckt sich also von seinem karosserieseitigen Ende 11 über seinen torsionsprofilseitigen Bereich 4 zu seinem radseitigen Ende 13. Der torsionsprofilseitige Bereich 4 ist hierbei derjenige Bereich eines Längslenkers 3, an welchem dieser mit dem Torsionsprofil 2 verbunden wird. Wird die Verbundlenkerachse 1 in einem Fahrzeug verwendet, kann das karosserieseitige Ende 11 mit einer Fahrzeugkarosserie verbunden werden und sich an dieser abstützen, das radseitige Ende 13 kann mit einem Radträger oder einem Radlager verbunden werden, so dass ein Rad des Fahrzeugs mit dem entsprechenden Längslenker 3 der Verbundlenkerachse 1 wirkverbunden werden kann. Jeder Längslenker 3 ist gebogen ausgeformt, dies heißt, dass der Bereich zwischen dem karosserieseitigen Ende 11 und dem radseitigen Ende 13 eine Krümmung aufweist. Jeder Längslenker 3 ist rohrförmig aus einem FKV ausgeformt, z. B. aus CFK, AFK, GFK oder aus einem anderen geeigneten FKV. Vorzugweise ist jeder Längslenker 3 aus GFK oder CFK ausgeformt. Jeder Längslenker 3 weist an seinem torsionsprofilseitigen Bereich 4 einen rechteckigen Querschnitt auf.
Das Torsionsprofil 2 weist ein erstes lenkerseitiges Ende 6 und ein zweites lenkerseitiges Ende 6 sowie einen Mittenbereich 5 auf. Das Torsionsprofil 2 erstreckt sich somit von seinem ersten lenkerseitigen Ende 6 über seinen Mittenbereich 5 zu seinem zweiten lenkerseitigen Ende 6. Das Torsionsprofil 2 weist eine Längsachse 7 auf, die sich von dem ersten lenkerseitigen Ende 6 zu dem zweiten lenkerseitigen Ende 6 erstreckt und in dem Mittenbereich 5 angeordnet ist. Das Torsionsprofil 2 weist einen offenen Querschnitt auf, der u-förmig ist. Zudem ist das Torsionsprofil 2 insgesamt u-förmig ausgeformt. Dies heißt, dass die beiden lenkerseitigen Enden 6 in eine andere Richtung orientiert sind wie der Mittenbereich 5. Das erste lenkerseitige Ende 6 und das zweite lenkerseitige Ende 6 sind in dieselbe Richtung orientiert wie die beiden Längslenker 3. Die Längslenker 3 und die beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 sind in eine zweite Raumrichtung 9 orientiert. Diese zweite Raumrichtung 9 ist senkrecht zu einer ersten Raumrichtung 8, die durch die Längsachse 7 des Torsionsprofils 2 definiert ist, und senkrecht zu einer dritten Raumrichtung 10, die eine Hochachse ausbildet. Die erste Raumrichtung 8, die zweite Raumrichtung 9 und die dritte Raumrichtung 10 bilden kein kartesisches Koordinatensystem aus, wobei die erste Raumrichtung 8 als y-Achse, die zweite Raumrichtung 9 als x-Achse und die dritte Raumrichtung 10 als z-Achse bezeichnet wird. Die beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 weisen zu der Längsachse 7 einen Winkel auf.
Die beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 sind zu den beiden Längslenkern 3 schienenförmig ausgebildet. Dies heißt, dass das erste lenkerseitige Ende 6 die Form der Außenkontur des torsionsprofilseitigen Bereichs 4 des ersten Längslenkers 3 nachvollzieht. Das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 weist zudem die gleiche Krümmung auf wie der torsionsprofilseitige Bereich 4 des ersten Längslenkers 3. Das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist passgenau zu dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3. In anderen Worten ist das erste lenkerseitige Ende 6 derart ausgestaltet, dass dieses den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 in einem Teilbereich umschließen kann. Dazu wird das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 auf den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 gesteckt. Auf Grund des u-förmigen Querschnitts des Torsionsprofils 2 und des rechteckigen Querschnitts des ersten Längslenkers 3 kontaktiert das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 an drei Seiten. Weiterhin vollzieht das zweite lenkerseitige Ende 6 die Form der Außenkontur des torsionsprofilseitigen Bereichs 4 des ersten Längslenkers 3 nach. Das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 weist zudem die gleiche Krümmung auf wie der torsionsprofilseitige Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3. Das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist passgenau zu dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3. In anderen Worten ist das zweite lenkerseitige Ende 6 derart ausgestaltet, dass dieses den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3 in einem Teilbereich umschließen kann. Dazu wird das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 auf den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3 gesteckt. Auf Grund des u-förmigen Querschnitts des Torsionsprofils 2 und des rechteckigen Querschnitts des zweiten Längslenkers 3 kontaktiert das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3 an drei Seiten.
Des Weiteren ist das Torsionsprofil 2 aus einem FKV ausgeformt, beispielsweise aus CFK, GFK, AFK oder aus einem anderen geeigneten FKV. Vorzugsweise ist das Torsionsprofil 2 aus GFK oder CFK ausgeformt. Das Material der beiden Längslenker 3 kann sich hierbei von dem Material des Torsionsprofils 2 unterscheiden. Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 ist eben ausgeformt. Dies heißt, dass sich der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 in einer ersten Ebene plan erstreckt. Diese erste Ebene wird durch die erste Raumrichtung 8 und die zweite Raumrichtung 9 aufgespannt, ist also eine x-y-Ebene. Die Fasern des FKV, die den Mittenbereich 5 ausformen sind somit innerhalb des Mittenbereichs 5 alle in die gleiche Richtung orientiert und nicht verdreht.
Die beiden Längslenker 3 können beispielsweise mittels eines Flechtverfahrens, mittels eines Nasswickelverfahrens, mittels Pultrusion, mittels eines Pultrusionswickelverfahrens, oder mittels eines RTM-Verfahrens hergestellt werden. Wird das RTM-Verfahren eingesetzt, können die beiden Längslenker 3 mittels Trockenwickeln oder mittels eines Geleges hergestellt werden. Das Torsionsprofil 2 kann z. B. mittels eines RTM-Verfahrens, mittels Pultrusion oder mittels eines Pultrusionswickelverfahrens hergestellt werden. Wird das RTM-Verfahren eingesetzt, kann das Torsionsprofil 2 mittels Trockenwickeln oder mittels eines Geleges hergestellt werden.
Um die Verbundlenkerachse 1 zu fügen, wird das erste lenkerseitige Ende 6 auf den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 und das zweite lenkerseitige Ende 6 auf den torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3 gesteckt. Somit entstehen zwei formschlüssige Verbindungen. Zudem wird das erste lenkerseitige Ende 6 mit dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 und das zweite lenkerseitige Ende 6 mit dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3 stoffschlüssig verbunden, z. B. mittels Verkleben oder Auflaminieren.
Durch das Umschließen des torsionsprofilseitigen Bereichs 4 des ersten Längslenkers 3 mit dem ersten lenkerseitigen Ende 6 des Torsionsprofils 2 und durch das Umschließen des torsionsprofilseitigen Bereichs 4 des zweiten Längslenkers 3 mit dem zweiten lenkerseitigen Ende 6 des Torsionsprofils 2 werden die torsionsprofilseitigen Bereich 4 der beiden Längslenker 3 verstärkt und zusätzlich stabilisiert. Durch die Ausformung der beiden Längslenker 3 und des Torsionsprofils 2 je aus einem FKV weist die Verbundlenkerachse 1 eine deutlich geringere Masse auf als eine herkömmliche Verbundlenkerachse, deren Komponenten aus einem metallischen Material ausgeformt sind. Zudem ist die Verbundlenkerachse 1 auf einfache Art und Weise sowie kostengünstig herzustellen.
2 zeigt eine schematische Draufsicht der ungefügten Verbundlenkerachse 1 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1. Gezeigt ist dieselbe Verbundlenkerachse 1 wie in 1. Auf Grund der Draufsicht ist die gebogene Form der beiden Längslenker 3 sowie die auf gleiche Art gebogene Form der beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 deutlich zu erkennen. Die beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 vollziehen die Ausformung der torsionsprofilseitigen Bereiche 4 der beiden Längslenker 3 nach. Das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist passgenau zu dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des ersten Längslenkers 3 und das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist passgenau zu dem torsionsprofilseitigen Bereich 4 des zweiten Längslenkers 3. Weiterhin ist deutlich zu erkennen, dass die beiden lenkerseitigen Enden 6 in Richtung der zweiten Raumrichtung 9 und somit in dieselbe Richtung wie die beiden Längslenker 3 orientiert sind. Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 erstreckt sich entlang der Längsachse 7 in die erste Raumrichtung 8.
3 zeigt eine schematische Darstellung eines Mittenbereichs 5 eines Torsionsprofils 2 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 weist insgesamt einen u-förmigen Querschnitt auf. Außerdem weist der Mittenbereich 5 eine um die Längsachse 7 des Torsionsprofils 2 gedrehte Ausformung auf. Der Mittenbereich 5 ist somit nicht eben ausgeformt. Die Orientierung des Querschnitts des Mittenbereichs 5 ändert sich entlang der Längsachse 7. Die Verdrehung ist hierbei symmetrisch zu einer x-z-Ebene, wobei die x-Achse die zweite Raumrichtung 9 und die z-Achse die dritte Raumrichtung 10 ist. Die erste Raumrichtung 8 ist die y-Achse, die von der Längsachse 7 festgelegt wird. Die Orientierung des Querschnitts ändert sich derart, dass der Querschnitt an den Bereichen des Mittenbereichs 5, die bei einem vollständigen Torsionsprofil 2 mit den lenkerseitigen Enden verbunden sind, in Richtung der dritten Raumrichtung 10 offen ist. In einem mittigen Bereich des Mittenbereichs 5 ist der Querschnitt in Richtung der zweiten Raumrichtung 9 offen. Die Verdrehung erfolgt dabei kontinuierlich. Das Torsionsprofil 2 ist aus einem FKV ausgeformt, z. B. aus CFK, GFK, AFK oder einem anderen geeigneten FKV.
Durch die gedrehte Ausformung verändert sich die Lage eines Schubmittelpunkts des Torsionsprofils 2, wodurch das elastokinematische Verhalten der Verbundlenkerachse bei einer Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug bei einem wechselseitigen Einfedern der mit der Verbundlenkerachse verbundenen Räder beeinflusst werden kann.
4 zeigt eine schematische Darstellung eines Mittenbereichs 5 eines Torsionsprofils 2 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Weiterhin ist eine Schnittlinie A-A eingezeichnet. Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 weist insgesamt eine nahezu u-förmige Außenkontur und eine v-förmige Innenkontur auf. Zudem weist der Mittenbereich 5 eine Einkerbung 12 auf. Die Einkerbung 12 flacht ab je näher ein Einkerbungsbereich den jeweiligen lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils 2, die hier nicht dargestellt sind, ist. Die Einkerbung 12 ist somit in einem mittigen Bereich des Mittenbereichs 5 am tiefsten. An denjenigen Bereichen, die bei einem vollständigen Torsionsprofil 2 mit den beiden lenkerseitigen Enden verbunden sind, weist der Mittenbereich eine u-förmige Außenkontur auf. Diese Außenkontur ändert sich entlang der Längsachse 7. Der Mittenbereich 5 ist symmetrisch ausgeformt zu der x-z-Ebene, wobei die x-Achse die zweite Raumrichtung 9 und die z-Achse die dritte Raumrichtung 10 ist. Die erste Raumrichtung 8 ist die y-Achse, die von der Längsachse 7 festgelegt wird. Der Gesamtquerschnitt des Mittenbereichs 5 des Torsionsprofils 2 ändert sich also in einem kontinuierlichen Übergang. Das Torsionsprofil 2 ist aus einem FKV ausgeformt, z. B. aus CFK, GFK, AFK oder einem anderen geeigneten FKV.
Durch die Einkerbung 12 wird die Lage des Schubmittelpunkts des Torsionsprofils 2 verändert, wodurch das elastokinematische Verhalten der Verbundlenkerachse bei einer Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug bei einem wechselseitigen Einfedern der mit der Verbundlenkerachse verbundenen Räder beeinflusst werden kann.
5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung des Mittenbereichs 5 des Torsionsprofils 2 entlang der Schnittlinie A-A nach dem Ausführungsbeispiel aus 4. Die Innenkontur des Mittenbereichs 5 ist v-förmig ausgeformt. Die Außenkontur des Mittenbereichs 5 ist nahezu u-förmig ausgeformt. Dargestellt ist der mittige Bereich des Mittenbereichs 5, an welchem die Einkerbung 12 am tiefsten ist.
Die dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann das Torsionsprofil an seinem Mittenbereich einen kreisförmigen, rechteckigen, ovalen, elliptischen, polygonalen, v-förmig, i-förmig, c-förmig, L-förmig oder anderen geeigneten Querschnitt aufweisen. Dieser Querschnitt kann sich entlang der Längsachse des Torsionsprofils ändern. Außerdem können beide Längslenker einen anderen Querschnitt aufweisen, z. B. einen kreisförmigen, ovalen, elliptischen, polygonalen oder anderen geeigneten Querschnitt. Des Weiteren kann das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers und/ oder das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers zusätzlich kraftschlüssig z. B. mittels einer Schraubverbindung verbunden sein. Weiterhin können die Bereiche, an dem das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers und/ oder das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers verbunden ist, mit Fasersträngen zur zusätzlichen Stabilisierung der Verbindung umwickelt werden. Außerdem kann der erste Längslenker und/ oder der zweite Längslenker und/ oder das Torsionsprofil aus einem metallischen Material ausgeformt sein.
Bezugszeichenliste

1: Verbundlenkerachse
2: Torsionsprofil
3: Längslenker
4: torsionsprofilseitiger Bereich
5: Mittenbereich
6: lenkerseitiges Ende
7: Längsachse des Torsionsprofils
8: erste Raumrichtung
9: zweite Raumrichtung
10: dritte Raumrichtung
11: karosserieseitiges Ende
12: Einkerbung
13: radseitiges Ende
A-A: Schnittlinie

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

WO 06042988 A1 [0003]

Claims

Verbundlenkerachse (1) für ein Fahrzeug, umfassend ein Torsionsprofil (2) und zwei Längslenker (3), wobei das Torsionsprofil (2) ein erstes lenkerseitiges Ende (6), ein zweites lenkerseitiges Ende (6) und einen Mittenbereich (5) aufweist, und wobei jeder Längslenker (3) einen torsionsprofilseitigen Bereich (4) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) schienenförmig ausgeformt sind, wobei die beiden lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) in dieselbe Richtung orientiert sind wie die beiden Längslenker (3), und wobei das erste lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) den torsionsprofilseitigen Bereich (4) eines ersten Längslenkers (3) in einem Teilbereich umschließt und mit diesem verbunden ist und wobei das zweite lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) den torsionsprofilseitigen Bereich (4) eines zweiten Längslenkers (3) in einem Teilbereich umschließt und mit diesem verbunden ist.
Verbundlenkerachse (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Torsionsprofil (2) aus einem Faserkunststoffverbund ausgeformt ist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Längslenker (3) aus einem Faserkunststoffverbund ausgeformt ist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens einer der beiden Längslenker (3) aus einem metallischen Material ausgeformt ist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) mit dem torsionsprofilseitigen Bereich (4) seines entsprechenden Längslenkers (3) stoffschlüssig verbunden ist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eines der lenkerseitigen Enden (6) des Torsionsprofils (2) mit dem torsionsprofilseitigen Bereich (4) seines entsprechenden Längslenkers (3) kraftschlüssig verbunden ist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (5) des Torsionsprofils (2) einen offenen Querschnitt aufweist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (5) des Torsionsprofils (2) eine ebene Ausformung aufweist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (5) des Torsionsprofils (2) eine um eine Längsachse (7) des Torsionsprofils (2) gedrehte Ausformung aufweist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittenbereich (5) des Torsionsprofils (2) entlang der Längsachse (7) eine Einkerbung (12) aufweist.
Verbundlenkerachse (1) nach einem der Ansprüche 2 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Faser- und/ oder Lagenaufbau des Mittenbereichs (5) des Torsionsprofils (2) entlang der Längsachse (7) variiert wird.
Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass – das erste lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) auf den torsionsprofilseitigen Bereich (4) des ersten Längslenkers (3) gesteckt und mit diesem stoffschlüssig verbunden wird, so dass das erste lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) den torsionsprofilseitigen Bereich (4) des ersten Längslenkers (3) in einem Teilbereich umschließt, – das zweite lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) auf den torsionsprofilseitigen Bereich (4) des zweiten Längslenkers (3) gesteckt und mit diesem stoffschlüssig verbunden wird, so dass das zweite lenkerseitige Ende (6) des Torsionsprofils (2) den torsionsprofilseitigen Bereich (4) des zweiten Längslenkers (3) in einem Teilbereich umschließt.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste lenkerseitige Ende (6), das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich (4) des ersten Längslenkers (3) verbunden ist, mit Fasersträngen umwickelt wird, und dass das zweite lenkerseitige Ende (6), das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich (4) des zweiten Längslenkers (3) verbunden ist, mit Fasersträngen umwickelt wird, so dass bei jeder dieser Verbindungen eine Armierung ausgebildet ist.
Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeug eine Verbundlenkerachse (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 aufweist.