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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 13 und Anspruch 15.
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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.
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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.
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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.
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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 13 und den Merkmalen nach Patentanspruch 15 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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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. Das Torsionsprofil ist aus einem Halbzeug aus Faserkunststoffverbund ausgeformt und an wenigstens einer Falzkante gefalzt, wobei das erste lenkerseitige Ende einen ersten der beiden Längslenker in einem Teilbereich umschließt und mit diesem verbunden ist, und wobei das zweite lenkerseitige Ende einen zweiten der beiden Längslenker in einem Teilbereich umschließt und mit diesem verbunden ist.
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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. Eine Längsachse des Torsionsprofils ist hierbei von dem ersten lenkerseitigen Ende zu dem zweiten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils definiert und verläuft innerhalb des Mittenbereichs.
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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.
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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 beispielsweise 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.
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Das Torsionsprofil ist aus einem Halbzeug aus Faserkunststoffverbund (FKV) 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 Halbzeug ist ein textiles Halbzeug und beispielsweise aus einer ebenen FKV-Matte herausgearbeitet, kann z. B. gestanzt, gefräst oder geschnitten sein. Das Halbzeug selbst ist vor dem Falzen eben ausgebildet. Das Halbzeug ist entlang seiner wenigstens einen Falzkante gefalzt. Selbstverständlich kann das Halbzeug mehr als eine Falzkante aufweisen. Bei mehr als einer Falzkante sind diese Falzkanten sind zueinander parallel angeordnet. Somit ist das Halbzeug in diesem Fall in der Art eines Parallelfalzes gefalzt. Die wenigstens eine Falzkante kann entweder parallel zu der Längsachse des Torsionsprofils sein oder senkrecht zu dieser. Das Falzen erfolgt vorzugsweise mit Hilfe eines Falzwerkzeugs. Nach dem Falzen ist das Torsionsprofil vollständig ausgebildet.
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Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils besteht auf Grund des Falzens aus einem ersten und einem zweiten Abschnitt, die zueinander gleichförmig ausgebildet sind, und zudem zueinander parallel und beabstandet sind. Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils ist derart ausgebildet, dass es die Ausformung des ersten Längslenkers nachvollzieht. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils besteht auf Grund des Falzens aus einem ersten und einem zweiten Abschnitt, die zueinander gleichförmig ausgebildet sind, und zudem zueinander parallel und beabstandet sind. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils ist derart ausgebildet, dass es die Ausformung des zweiten Längslenkers nachvollzieht.
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Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils umschließt den ersten Längslenker in einem Teilbereich und formt somit eine Verstärkung des ersten Längslenkers an diesem Teilbereich aus. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils umschließt den zweiten Längslenker in einem Teilbereich und formt somit eine Verstärkung des zweiten Längslenkers an diesem Teilbereich aus. Der erste Längslenker wird also nicht vollständig von dem ersten lenkerseitigen Ende umschlossen. Der zweite Längslenker wird also nicht vollständig von dem zweiten lenkerseitigen Ende umschlossen. Vorzugsweise ist der Teilbereich des ersten Längslenkers derjenige Bereich, der dem radseitigen Ende des ersten Längslenkers zugewandt ist, und der Teilbereich des zweiten Längslenkers derjenige Bereich, der dem radseitigen Ende des zweiten Längslenkers zugewandt ist, wodurch die Bereiche, an welchen bei der Verwendung der Verbundlenkerachse in einem Fahrzeug die größten Biegebelastungen auftreten, verstärkt werden. Der Teilbereich des ersten Längslenkers kann sich also von dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers zu dem radseitigen Ende des ersten Längslenkers erstrecken. Der Teilbereich des zweiten Längslenkers kann sich also von dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers zu dem radseitigen Ende des zweiten Längslenkers erstrecken.
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Die Verbindung zwischen dem ersten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem ersten Längslenker und die Verbindung zwischen dem zweiten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils und dem zweiten Längslenker sind vorzugsweise stoffschlüssig. Beispielsweise kann das Torsionsprofil an den ersten Längslenker und/ oder den zweiten Längslenker geklebt oder auflaminiert werden, z. B. mittels eines RTM-Verfahrens (Resin Transfer Molding-Verfahren), oder mittels einer anderen geeigneten stoffschlüssigen Verbindungstechnik verbunden werden. Auflaminieren bedeutet hierbei, dass das noch nicht ausgehärtete Torsionsprofil mit einem seiner lenkerseitigen Ende auf den entsprechenden ausgehärteten Längslenker gesteckt wird, in dieser Anordnung aushärtet, und dadurch ähnlich einer Klebeverbindung mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des Längslenkers verbunden ist. Selbstverständlich kann die Verbindung zwischen dem ersten Längslenker und dem Torsionsprofil und/ oder zwischen dem zweiten Längslenker und dem Torsionsprofil alternativ oder zusätzlich kraftschlüssig und/oder formschlüssig ausgebildet sein. Vorzugsweise sind diese Verbindungen unlösbar.
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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 ersten lenkerseitigen Endes mit dem ersten Längslenker wird der erste Längslenker verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des ersten Längslenkers führt. Durch das Verbinden des zweiten lenkerseitigen Endes mit dem zweiten Längslenker wird der zweite Längslenker verstärkt, was zu einer Erhöhung der Biegesteifigkeit des zweiten Längslenkers führt.
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Nach einer ersten 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 z. B. mit einer Flecht-Preform 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.
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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.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Halbzeug, aus welchem das Torsionsprofil ausgeformt, eine H-förmige Struktur auf. Das Halbzeug weist diese H-förmige Struktur vor dem Falzen auf. Das Halbzeug ist vor dem Falzen eben, d. h. plan, ausgeformt. Vorzugsweise ist die H-förmige Struktur achssymmetrisch ausgestaltet. Der Querbalken der H-förmigen Struktur kann nach dem Falzen den Mittenbereich des Torsionsprofils ausformen, wobei die beiden Stege der H-förmigen Struktur die lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils ausformen. Zusätzlich kann die H-förmige Struktur einen Abschnitt aufweisen, welcher nach dem Falzen als eine Lasche dient. Das Halbzeug kann beispielsweise zwei Falzkanten aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird. Diese beiden Falzkanten sind vorzugsweise an dem Querbalken der H-förmigen Struktur angeordnet und erstrecken sich z. B. von dem ersten Steg zu dem zweiten Steg der H-förmigen Struktur. Alternativ dazu kann das Halbzeug mehr als zwei Falzkanten aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird. Wiederum alternativ dazu kann das Halbzeug eine Falzkante aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird. Nach dem Falzen sind die Stege der H-förmigen Struktur beispielsweise parallel und beabstandet zueinander angeordnet. Nach dem Falzen formt das Halbzeug das Torsionsprofil vollständig aus.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Halbzeug, aus welchem das Torsionsprofil ausgeformt ist, eine rahmenförmige Struktur auf. Das Halbzeug weist diese rahmenförmige Struktur vor dem Falzen auf. Die rahmenförmige Struktur ist hierbei beispielsweise derart ausgeformt, dass diese vier Ecken aufweist, wobei jeweils zwei Ecken auf einer Geraden einander gegenüber liegen. Die rahmenförmige Struktur kann alternativ dazu mehr als vier Ecken aufweisen. Vorzugsweise ist die rahmenförmige Struktur achssymmetrisch ausgestaltet. Zusätzlich kann die rahmenförmige Struktur einen Abschnitt aufweisen, welcher nach dem Falzen als eine Lasche dient. Das Halbzeug ist vor dem Falzen eben, d. h. plan, ausgeformt. Das Halbzeug kann beispielsweise drei Falzkanten aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird, wobei diese drei Falzkanten zueinander parallel und beabstandet sind. Alternativ dazu kann das Halbzeug mehr als drei Falzkanten aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird. Wiederum alternativ dazu kann das Halbzeug zwei oder eine Falzkante aufweisen, entlang derer dieses gefalzt wird. Nach dem Falzen sind bei einer viereckigen Rahmenstruktur beispielsweise jeweils zwei der vier Ecken direkt übereinander und beabstandet zueinander angeordnet. Nach dem Falzen formt das Halbzeug das Torsionsprofil vollständig aus.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Torsionsprofil an seinem Mittenbereich einen offenen Querschnitt auf. Das Torsionsprofil kann an seinem Mittenbereich beispielsweise einen u-förmigen, v-förmigen, c-förmigen Querschnitt oder einen offenen Querschnitt in einer anderen geeigneten Form aufweisen. Der Querschnitt des Torsionsprofils kann sich hierbei entlang seiner Längsachse ändern. Beispielsweise kann sich der Querschnitt des Mittenbereichs des Torsionsprofils aufweiten. An seinen beiden lenkerseitigen Enden kann das Torsionsprofil ebenfalls einen offenen Querschnitt 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. Durch das Falzen des Halbzeugs, um das Torsionsprofil auszuformen, ist der offene Querschnitt auf einfache Art und Weise zu realisieren.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist jeder Längslenker zumindest in dem Teilbereich, in dem dieser von einem der lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils umschlossen ist, eine Oberflächenstrukturierung auf. Alternativ dazu kann jeder Längslenker an seiner gesamten Oberfläche eine Oberflächenstrukturierung aufweisen. Beispielsweise kann jeder Längslenker zumindest in dem Teilbereich, in dem dieser von einem der lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils umschlossen ist, ein Abreißgewebe aufweisen, das z. B. auf diese auflaminiert worden ist. Alternativ dazu kann die Oberfläche jedes Längslenkers zumindest in dem Teilbereich mittels Laser oder mittels Druckluftstrahlen mit einem festen Strahlmittel, z. B. Sandstrahlen, oder mittels einer anderen geeigneten Oberflächenstrukturierungstechnik strukturiert sein. Der eine der beiden Längslenker kann auf andere Art oberflächenstrukturiert sein als der andere der beiden Längslenker. Das Oberflächenstrukturieren zumindest des Teilbereichs des Längslenkers dient dazu, eine verbesserte Verbindungsfläche zu schaffen, an welcher das Torsionsprofil, das mit den beiden Längslenkern verbunden ist, besser haftet als an einer unstrukturierten Oberfläche. Somit wird eine stabilere Verbindung zwischen dem Torsionsprofil und den beiden Längslenkern geschaffen als zwischen dem Torsionsprofil und zwei Längslenkern mit einer unstrukturierten Oberfläche.
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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.
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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.
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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.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist ein Verbindungsbereich, an dem das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem ersten Längslenker verbunden ist, mit Faserlagen umwickelt, und ein weiterer Verbindungsbereich, an dem das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils mit dem zweiten Längslenker verbunden ist, ist mit Faserlagen umwickelt. Die Faserlagen sind hierbei aus FKV ausgeformt, beispielsweise aus CFK, GFK, AFK oder einem anderen geeigneten FKV. Durch das Umwickeln des Verbindungsbereichs des ersten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils und des ersten Längslenkers wird eine Armierung ausgebildet, die diese Verbindung zusätzlich stabilisiert und fixiert. Ebenso wird durch das Umwickeln des Verbindungsbereichs des zweiten lenkerseitigen Endes des Torsionsprofils und des zweiten Längslenkers wird eine Armierung ausgebildet, die diese Verbindung zusätzlich stabilisiert und fixiert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird der Faser- und/ oder Lagenaufbau des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Längsachse variiert. Dadurch kann die Steifigkeit bei dem Torsionsprofil aus FKV verändert werden. 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 Steifigkeit 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.
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Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachse, welche bereits in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde wird die Oberfläche des ersten Längslenkers zumindest in einem Teilbereich und die Oberfläche des zweiten Längslenkers zumindest in einem Teilbereich strukturiert. Hierbei sind die Längslenker vorzugsweise aus einem FKV ausgeformt. Alternativ dazu können die Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt sein. Die Oberflächenstrukturierung des ersten Längslenkers und die Oberflächenstrukturierung des zweiten Längslenkers können beispielsweise mittels eines Laserverfahrens, mittels eines Druckluftstrahlverfahrens, mittels Auflaminieren eines Abreißgewebes, oder mittels eines anderen geeigneten Verfahrens, welches die Rauigkeit der Oberfläche der Längslenker erhöht, erfolgen. Durch die Oberflächenstrukturierung werden die Hafteigenschaften zwischen dem Torsionsprofil und den beiden Längslenkern verbessert.
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Das Halbzeug wird an seiner wenigstens einen Falzkante gefalzt und somit das Torsionsprofil ausgeformt. Weist das Halbzeug mehr als eine Falzkante auf, wird dieses an jeder seiner Falzkanten gefalzt. Das Halbzeug ist aus einem FKV ausgeformt, beispielsweise aus AFK, GFK, CFK oder einem anderen geeigneten FKV. Das Halbzeug kann aus einem anderen Material ausgeformt sein als die Längslenker. Das Halbzeug ist hierbei eben ausgebildet. Das Halbzeug ist also ein textiles Halbzeug und beispielsweise aus einer ebenen FKV-Matte herausgearbeitet, es kann z. B. gestanzt, gefräst oder geschnitten sein.
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Das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils wird mit dem ersten Längslenker verbunden, wobei das erste lenkerseitige Ende des Torsionsprofils den ersten Längslenker in dem Teilbereich umschließt. Dazu wird der erste Längslenker in das erste lenkerseitige Ende des gefalzten Torsionsprofils gesteckt. Alternativ dazu kann das Torsionsprofil um den ersten Längslenker gefalzt werden. Das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils wird mit dem zweiten Längslenker verbunden, wobei das zweite lenkerseitige Ende des Torsionsprofils den zweiten Längslenker in dem Teilbereich umschließt. Dazu wird der zweite Längslenker in das zweite lenkerseitige Ende des gefalzten Torsionsprofils gesteckt. Alternativ dazu kann das Torsionsprofil um den zweiten Längslenker gefalzt werden.
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Die Verbindung zwischen dem ersten Längslenker und dem ersten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils sowie die Verbindung zwischen dem zweiten Längslenker und dem zweiten lenkerseitigen Ende des Torsionsprofils sind vorzugsweise stoffschlüssig. Beispielsweise kann das Torsionsprofil an den ersten Längslenker und den zweiten Längslenker geklebt oder laminiert werden, z. B. mittels des RTM-Verfahrens, oder mittels einer anderen geeigneten stoffschlüssigen Verbindungstechnik verbunden werden. Die Stabilität dieser Verbindungen wird durch die Oberflächenstrukturierung zusätzlich erhöht.
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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 des Torsionsprofils und aus FKV weist die Verbundlenkerachse eine geringere Masse auf als herkömmliche Verbundlenkerachsen. Sind die Längslenker ebenfalls aus FKV ausgeformt, ist die Gesamtmasse der Verbundlenkerachse nochmals geringer. 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 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 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.
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Nach einer Ausführungsform des Verfahrens wird das erste lenkerseitige Ende, das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des ersten Längslenkers verbunden ist, mit Faserlagen umwickelt wird. Das zweite lenkerseitige Ende, das mit dem torsionsprofilseitigen Bereich des zweiten Längslenkers verbunden ist, wird mit Faserlagen umwickelt, so dass bei jeder dieser Verbindungen eine Armierung ausgebildet ist. Diese Faserlagen sind aus FKV, z. B. aus CFK, AFK, GFK oder einem anderen geeigneten FKV ausgebildet. Durch das Umwickeln mit Faserlagen werden die Verbindungen zwischen dem Torsionsprofil und den beiden Längslenkern zusätzlich fixiert, verstärkt und stabilisiert.
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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.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figuren werden Ausführungsbeispiele und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen:
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1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Längslenkers nach einem Ausführungsbeispiel,
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2 eine schematische Darstellung eines H-förmigen Halbzeugs mit zwei Falzkanten nach einem Ausführungsbeispiel,
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3 eine schematische Darstellung eines Torsionsprofils, welches aus dem gefalzten Halbzeug nach dem Ausführungsbeispiel aus 2 ausgeformt ist,
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4 eine schematische Darstellung einer gefügten Verbundlenkerachse mit zwei Längslenkern nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 und dem Torsionsprofil aus 3,
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5 eine schematische Darstellung eines rahmenförmigen Halbzeugs mit drei Falzkanten nach einem Ausführungsbeispiel,
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6 eine schematische Darstellung eines Torsionsprofils, welches aus dem gefalzten Halbzeug nach dem Ausführungsbeispiel aus 5 ausgeformt ist,
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7 eine s schematische Darstellung eines Mittenbereichs eines Torsionsprofils nach einem Ausführungsbeispiel,
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8 eine schematische Darstellung eines Mittenbereichs eines Torsionsprofils nach einem Ausführungsbeispiel, und
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9 eine schematische Schnittdarstellung des Mittenbereichs des Torsionsprofils entlang der Schnittlinie A-A nach dem Ausführungsbeispiel aus 8.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts eines Längslenkers 3 nach einem Ausführungsbeispiel. Der Längslenker 3 weist ein radseitiges Ende, welches hier nicht dargestellt ist, und ein karosserieseitiges Ende 14 auf. Zudem weist der Längslenker 3 einen torsionsprofilseitigen Bereich 4 auf. Der Längslenker 3 erstreckt sich von seinem karosserieseitigen Ende 14 über seinen torsionsprofilseitigen Bereich 4 zu seinem radseitigen Ende. Der Längslenker 3 ist hierbei aus einem Faserkunststoffverbund (FKV) ausgeformt. Dadurch weist der Längslenker 3 eine geringere Bauteilmasse auf als ein Längslenker aus einem metallischen Material. Weiterhin ist der Längslenker 3 derart ausgestaltet, dass er einen Hohlraum aufweist. Der Längslenker 3 ist also rohrförmig ausgeformt. Dadurch wird die Bauteilmasse des Längslenkers 3 reduziert im Vergleich zu einem vollausgebildeten Längslenker. Die beiden Längslenker 3 können beispielsweise mittels eines Flechtverfahrens, mittels eines Nasswickelverfahrens, mittels Pultrusionsverfahren, mittels eines Pultrusionswickelverfahrens oder mittels eines RTM-Verfahrens hergestellt werden. Wird das RTM-Verfahren verwendet, können die beiden Längslenker 3 mittels Trockenwickeln oder mittels eines Geleges hergestellt werden.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines H-förmigen Halbzeugs 10 mit zwei Falzkanten 7 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Halbzeug 10 weist einen Querbalken 15 und zwei Stege 16 auf. Das Halbzeug 10 ist sowohl symmetrisch zu einer Längsachse 8 als auch zu einer Symmetrieachse 17. Die Stege 16 des Halbzeugs 10 sind derart ausgeformt, dass sie die Ausformung eines Längslenkers, der mit dem Torsionsprofil verbunden werden kann, nachvollziehen. Das Torsionsprofil wird ausgebildet, indem das Halbzeug 10 an seinen beiden Falzkanten 7 gefalzt wird. Dies erfolgt mithilfe eines Falzwerkzeugs. Das dargestellte H-förmige Halbzeug 10 ist aus einem FKV ausgeformt, beispielsweise aus CFK, AFK oder GFK. Dieser FKV kann sich von dem FKV der Längslenker unterscheiden. Beispielsweise kann das Halbzeug 10 aus einer FKV-Matte herausgearbeitet sein, beispielsweise gestanzt, gefräst oder geschnitten. Somit ist das Halbzeug 10 auf einfache Art und Weise herzustellen.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Torsionsprofils 2, welches aus dem gefalzten Halbzeug 10 nach dem Ausführungsbeispiel aus 2 ausgeformt ist. Das Halbzeug 10 wurde entlang seiner beiden Falzkanten 7 gefalzt. Der erste Steg 16 des H-förmigen Halbzeugs 10 formt ein erstes lenkerseitiges Ende 6 aus. Der zweite Steg 16 des H-förmigen Halbzeugs 10 formt ein zweites lenkerseitiges Ende 6 aus. Die beiden Stege 16 sind derart gefalzt, dass deren jeweilige Endbereiche symmetrisch zueinander angeordnet sind, übereinander liegen und beabstandet zueinander sind. Die beiden Endbereiche jedes Stegs 16 sind somit parallel zueinander. Ein Endbereich begrenzt den Steg zu einer Seite hin.
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Der Querbalken 15 des Halbzeugs 10 ist derart an den beiden Falzkanten 7 gefalzt, dass dieser Querbalken 15 einen Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 ausformt. Das Torsionsprofil 2 erstreckt sich somit von seinem ersten lenkerseitigen Ende 6 über seinen Mittenbereich 5 zu seinem zweiten lenkerseitigen Ende 6. Die Längsachse 8 des Torsionsprofils 2 erstreckt sich ebenfalls von dem ersten lenkerseitigen Ende 6 zu dem zweiten lenkerseitigen Ende 6 und verläuft innerhalb des Mittenbereichs 5.
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Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 weist einen u-förmigen Querschnitt auf, welcher ein offener Querschnitt ist. Aufgrund der Ausformung des Torsionsprofils 2 aus einem FKV und aufgrund der Ausformung des Torsionsprofils 2 mit einem offenen Querschnitt weist das Torsionsprofil 2 eine geringere Bauteilmasse auf als ein Torsionsprofil aus einem metallischen Material und/oder mit einem vollen Querschnitt. Das Torsionsprofil 2 ist symmetrisch zu der Symmetrieachse 17 ausgebildet.
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Zudem weist der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 eine ebene Ausformung auf. Dies heißt, dass sich der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 in einer ersten Ebene plan erstreckt. Diese erste Ebene wird durch eine erste Raumrichtung 11 und eine zweite Raumrichtung 12, welche senkrecht zueinander sind, aufgespannt. Die erste Raumrichtung 11 wird durch die Längsachse 8 des Torsionsprofils definiert. Die zweite Raumrichtung 12 ist senkrecht zu der ersten Raumrichtung 11 und ist in die gleiche Richtung orientiert, in welche die beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 orientiert sind. Die dritte Raumrichtung 13 stellt eine Hochachse dar und ist senkrecht zu der ersten Raumrichtung 11 und der zweiten Raumrichtung 12. Die erste Raumrichtung 11, die zweite Raumrichtung 12 und die dritte Raumrichtung 13 bilden somit ein kartesisches Koordinatensystem aus, wobei die erste Raumrichtung 11 als y-Achse, die zweite Raumrichtung 12 als x-Achse und die dritte Raumrichtung 13 als z-Achse bezeichnet werden. Die Ebene in welcher sich der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 erstreckt ist also eine x-y-Ebene.
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4 zeigt eine schematische Darstellung einer gefügten Verbundlenkerachse 1 mit zwei Längslenkern 3 nach dem Ausführungsbeispiel aus 1 und dem Torsionsprofil 2 aus 3. Das erste lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist mit einem ersten Längslenker 3 verbunden. Das zweite lenkerseitige Ende 6 des Torsionsprofils 2 ist mit einem zweiten Längslenker 3 verbunden. Hierbei ist deutlich zu erkennen, dass die Stege 16 die Ausformung der Längslenker 3 nachvollziehen. Die Verbindung ist hierbei derart, dass das erste lenkerseitige Ende 6 den ersten Längslenker 3 in einem Teilbereich umschließt. Ebenso umschließt das zweite lenkerseitige Ende 6 den zweiten Längslenker 3 in einem Teilbereich. Weiterhin sind die Stege 16 derart angeordnet, dass sie von dem karosserieseitigen Ende 14 der beiden Längslenker 3 abgewandt sind, also in Richtung der radseitigen Enden der beiden Längslenker 3 orientiert sind. Somit werden die beiden Längslenker 3 bei der Verwendung der Verbundlenkerachse 1 in einem Fahrzeug an denjenigen Bereichen verstärkt, an welchen die größten Biegebelastungen auftreten.
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Weiterhin sind die beiden Längslenker 3 derart angeordnet, dass ihre torsionsprofilseitigen Bereiche 4 zueinander hingewandt sind. Die Verbundlenkerachse 1 ist symmetrisch zu der Symmetrieachse 17 ausgeformt, welche in die gleiche Richtung orientiert ist, wie die dritte Raumrichtung 13.
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An den Bereichen, an welchen die beiden Längslenker 3 mit dem Torsionsprofil 2 verbunden sind, sind die beiden Längslenker 3 oberflächenstrukturiert. Mittels der Oberflächenstrukturierung wird die Rauheit der Oberfläche der beiden Längslenker an diesen Verbindungbereichen erfüllt. Die Oberflächenstrukturierung kann beispielsweise mittels Druckluftstrahlen mit einem festen Medium, zum Beispiel Sandstrahlen, mittels Lasern oder mittels Auflaminieren eines Abreißgewebes erfolgen. Selbstverständlich sind auch andere Maßnahmen zur Oberflächenstrukturierung der beiden Längslenker 3 möglich. Die Verbindung zwischen den beiden lenkerseitigen Enden 6 des Torsionsprofils 2 und den beiden Längslenkern 3 ist eine stoffschlüssige Verbindung. Diese stoffschlüssige Verbindung kann beispielsweise eine Klebeverbindung oder ein Auflaminieren sein. Durch die vollständige Ausformung der Verbundlenkerachse 1 aus einem oder mehreren FKV weist diese Verbundlenkerachse 1 eine deutlich geringere Masse auf als vergleichbare Verbundlenkerachsen aus einem metallischen Material oder aus einem metallischen Material in Verbindung mit einem FKV. Weiterhin ist die Verbundlenkerachse 1 auf einfache Art und Weise herzustellen.
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5 zeigt eine schematische Darstellung eines rahmenförmigen Halbzeugs 10 mit drei Falzkanten 7 nach einem Ausführungsbeispiel. Das Halbzeug 10 weist einen Abschlussbereich 18 und einen viereckigen Bereich auf. Der Abschlussbereich 18 ist an dem viereckigen Bereich angesetzt. Das Halbzeug 10 ist symmetrisch zu einer Symmetrieachse 17 ausgeformt. Aufgrund des Abschlussbereichs 18 ist das Halbzeug 10 nicht symmetrisch zu der Längsachse 8 ausgeformt.
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Das Halbzeug 10 weist die drei Falzkanten 7 auf, die alle zueinander parallel und beabstandet sind. Zwei der drei Falzkanten 7 sind nahe an der Längsachse 8 angeordnet. Eine erste dieser drei Falzkanten 7 weist den gleichen Abstand zu der Längsachse 8 auf, wie eine zweite dieser drei Falzkanten 7. Eine dritte Falzkante 7 dieser drei Falzkanten 7 weist einen deutlich größeren Abstand zu der Längsachse 8 auf als die übrigen zwei Falzkanten 7. Die dritte Falzkante 7 begrenzt den Abschlussbereich 18 zu einer Seite hin.
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Jeweils zwei der vier Ecken des viereckigen Bereichs, welche sich an der Symmetrieachse 17 gegenüberliegen, sind mittels eines geraden Bereichs miteinander verbunden. Jeweils zwei der vier Ecken des viereckigen Bereichs, welche sich an der Längsachse 8 gegenüberliegen, sind mittels eines gebogenen Bereichs miteinander verbunden. Dieser gebogene Bereich dient dazu nach dem Falzen die Ausformung der Längslenker nachzuvollziehen. Dadurch werden die beiden Längslenker zusätzlich verstärkt.
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Das Halbzeug 10 ist aus einem FKV, beispielsweise aus AFK, GFK, CFK oder aus einem anderen geeigneten FKV ausgeformt. Das Halbzeug 10 ist zudem eben ausgeformt und kann beispielsweise aus einer ebenen FKV-Matte herausgearbeitet sein. Somit ist das Halbzeug 10 auf einfache und kostengünstige Art und Weise herzustellen.
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6 zeigt eine schematische Darstellung eines Torsionsprofils 2, welches aus dem gefalzten Halbzeug 10 nach dem Ausführungsbeispiel aus 5 ausgeformt ist. Das Torsionsprofil 2 ist symmetrisch zu der Symmetrieachse 17 und symmetrisch zu der Längsachse 8 ausgeformt. 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. Eine Längsachse 8 des Torsionsprofils 2 erstreckt sich ebenfalls von dem ersten lenkerseitigen Ende 6 zu dem zweiten lenkerseitigen Ende 6 und verläuft innerhalb des Mittenbereichs 5. Das erste lenkerseitige Ende 6 und das zweite lenkerseitige Ende 6 sind in Richtung einer zweiten Raumrichtung 12 orientiert. Diese zweite Raumrichtung 12 ist senkrecht zu einer ersten Raumrichtung 11, welche durch die Längsachse 8 definiert ist. Eine dritte Raumrichtung 13 ist senkrecht zu der ersten Raumrichtung 11 und zu der zweiten Raumrichtung 12 und bildet eine Hochachse aus. Die Symmetrieachse 17 ist in die gleiche Richtung orientiert wie die dritte Raumrichtung 13. Die erste Raumrichtung 11, die zweite Raumrichtung 12 und die dritte Raumrichtung 13 bilden ein kartesisches Koordinatensystem, wobei die erste Raumrichtung 11 eine y-Achse, die zweite Raumrichtung 12 eine x-Achse und die dritte Raumrichtung 13 eine z-Achse darstellt.
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Wird das Torsionsprofil 2 in einer Verbundlenkerachse verwendet, sind die beiden lenkerseitigen Enden 6 in Richtung der radseitigen Enden der Längslenker, die mit dem Torsionsprofil 2 verbunden werden können, orientiert. Die beiden lenkerseitigen Enden 6 werden dann stoffschlüssig mit den beiden Längslenkern verbunden, wobei durch ein Umschließen der beiden Längslenker durch die beiden lenkerseitigen Enden 6 die Längslenker verstärkt werden und somit größeren Biegebelastungen standhalten können.
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Der Abschlussbereich 18 des Halbzeugs 10 formt einen Teilabschnitt des Mittenbereichs 5 des Torsionsprofils 2 aus. Der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 ist eben ausgeformt, das heißt, dass sich der Mittenbereich 5 des Torsionsprofils 2 in einer ersten Ebene plan erstreckt. Diese Ebene wird durch die erste Raumrichtung 11 und die zweite Raumrichtung 12 aufgespannt und ist eine x-y-Ebene.
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7 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. Der Mittenbereich 5 ist achssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 17. Außerdem weist der Mittenbereich 5 eine um die Längsachse 8 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 8. Die Verdrehung ist hierbei symmetrisch zu einer x-z-Ebene, wobei die x-Achse die zweite Raumrichtung 12 und die z-Achse die dritte Raumrichtung 13 ist. Die erste Raumrichtung 11 ist die y-Achse, die von der Längsachse 8 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 13 offen ist. In einem mittigen Bereich des Mittenbereichs 5 ist der Querschnitt in Richtung der zweiten Raumrichtung 12 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.
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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.
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8 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. Der Mittenbereich 5 ist achssymmetrisch zu einer Symmetrieachse 17. Zudem weist der Mittenbereich 5 eine Einkerbung 9 auf. Die Einkerbung 9 flacht ab je näher ein Einkerbungsbereich den jeweiligen lenkerseitigen Enden des Torsionsprofils 2, die hier nicht dargestellt sind, ist. Die Einkerbung 9 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 8. Der Mittenbereich 5 ist symmetrisch ausgeformt zu der x-z-Ebene, wobei die x-Achse die zweite Raumrichtung 12 und die z-Achse die dritte Raumrichtung 13 ist. Die erste Raumrichtung 11 ist die y-Achse, die von der Längsachse 8 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.
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Durch die Einkerbung 9 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.
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9 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 9 am tiefsten ist. Der Mittenbereich 5 ist achssymmetrisch zu der Symmetrieachse 17.
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Die dargestellten Beispiele sind nur beispielhaft gewählt. Beispielsweise kann das Torsionsprofil an seinem Mittenbereich einen 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 Faserlagen zur zusätzlichen Stabilisierung der Verbindung umwickelt werden. Außerdem kann der erste Längslenker und/ oder der zweite Längslenker aus einem metallischen Material ausgeformt sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Verbundlenkerachse
- 2
- Torsionsprofil
- 3
- Längslenker
- 4
- torsionsprofilseitiger Bereich
- 5
- Mittenbereich
- 6
- lenkerseitiges Ende
- 7
- Falzkante
- 8
- Längsachse
- 9
- Einkerbung
- 10
- Halbzeug
- 11
- erste Raumrichtung
- 12
- zweite Raumrichtung
- 13
- dritte Raumrichtung
- 14
- karosserieseitiges Ende
- 15
- Querbalken
- 16
- Steg
- 17
- Symmetrieachse
- 18
- Abschlussbereich
- A-A
- Schnittlinie
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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