DE102016209691A1 - Two-piece suspension unit - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängungseinheit (1) für ein Kraftfahrzeug, die eine erste Komponente (3) mit einer Radnabenaufnahme (9) für ein Rad (8) des Kraftfahrzeugs und genau eine zweite, längliche Komponente (2) mit einer zur ersten Komponente (3) entfernt angeordneten Lageraufnahme (4) für ein Lager (11) zur fahrzeugseitigen Festlegung der Radaufhängungseinheit (1) und zur Erstreckung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei wenigstens eine der Komponenten aus erster Komponente (3) und zweiter Komponente (2) einen faserverstärkten Kunststoff aufweist. Vorgeschlagen wird, dass die erste Komponente (3) und die zweite Komponente (2) getrennt voneinander hergestellt und kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.The invention relates to a wheel suspension unit (1) for a motor vehicle, comprising a first component (3) with a wheel hub receptacle (9) for a wheel (8) of the motor vehicle and exactly one second, elongated component (2) with a first component (3 ) arranged remotely located bearing receptacle (4) for a bearing (11) for vehicle-side fixing the suspension unit (1) and the extension in the longitudinal direction of the motor vehicle, wherein at least one of the components of the first component (3) and second component (2) is a fiber-reinforced plastic having. It is proposed that the first component (3) and the second component (2) are produced separately from one another and connected to one another in a non-positive and / or materially bonded manner.
Description
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängungseinheit gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, die eine erste Komponente mit einer Radnabenaufnahme für ein Rad des Kraftfahrzeugs und genau eine zweite, längliche Komponente mit einer zur ersten Komponente entfernt angeordneten Lageraufnahme für ein Lager zur fahrzeugseitigen Festlegung der Radaufhängungseinheit und zur Erstreckung in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs aufweist, wobei wenigstens eine der Komponenten einen faserverstärkten Kunststoff aufweist.The invention relates to a suspension unit according to the preamble of
Radträger bilden bei Kraftfahrzeugen einen Teil der Radaufhängung. Ein solcher Radträger ist einerseits schwenkbar, beispielsweise über einen Längslenker, insbesondere Schwertlenker, mit dem Fahrzeugrahmen, einem Hilfsrahmen oder der Karosserie verbunden und ist andererseits fest mit einer Radnabe, welche wiederum die eigentliche Drehachse des Rades definiert verbunden. Der Radträger kann ferner eine Trägerplatte für den Bremssattel einer Scheibenbremse umfassen. Außerdem kann am Radträger z. B. ein Querlenker angreifen, der schwenkbar mit diesem verbunden ist.Radträger form part of the suspension in motor vehicles. Such a wheel carrier is on the one hand pivotally, for example via a trailing arm, in particular sword handlebar, connected to the vehicle frame, a subframe or the body and on the other hand firmly connected to a hub, which in turn defines the actual axis of rotation of the wheel. The wheel carrier may further comprise a carrier plate for the caliper of a disc brake. In addition, on the wheel z. B. attack a wishbone, which is pivotally connected thereto.
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
Die
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Entwicklung einer Radaufhängungseinheit noch Raum für Verbesserungen.In view of the prior art shown, the development of a wheel suspension unit still offers room for improvement.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Radaufhängungseinheit bereitzustellen, die besser an die fahrdynamischen Anforderungen angepasst ist und gleichzeitig vereinfacht hergestellt werden kann und insbesondere dabei ein günstiges Schwingungsverhalten zeigt sowie ein vergleichsweise geringes Gewicht aufweist.The invention is therefore based on the object to provide a suspension unit, which is better adapted to the driving dynamics requirements and can be produced simultaneously simplified and in particular shows a favorable vibration behavior and has a comparatively low weight.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch eine Radaufhängungseinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.According to the invention the object is achieved by a suspension unit with the features of
Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.It should be noted that the features listed in the following description as well as measures in any technically meaningful way can be combined with each other and show other embodiments of the invention. The description additionally characterizes and specifies the invention, in particular in connection with the figures.
Die Erfindung betrifft eine Radaufhängungseinheit für ein Kraftfahrzeug. Wie der Bezeichnung zu entnehmen ist, bildet die genannte Einheit einen Teil einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Als Kraftfahrzeuge kommen hierbei insbesondere PKW oder LKW infrage. Der Begriff "Einheit" soll hier nicht implizieren, dass diese insgesamt einstückig ausgebildet ist. Vielmehr ist vorgesehen, dass die beiden Komponenten getrennt voneinander hergestellt und dann miteinander kraft- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind. Dieser Aspekt wird im nachfolgenden noch erläutert.The invention relates to a suspension unit for a motor vehicle. As the name suggests, said unit forms part of a wheel suspension of a motor vehicle. As motor vehicles in particular cars or trucks come into question. The term "unit" is not intended to imply that this is a one-piece design. Rather, it is provided that the two components are manufactured separately from each other and then connected to each other non-positively and / or cohesively with each other. This aspect will be explained below.
Die erfindungsgemäße Radaufhängungseinheit weist eine erste, starre Komponente mit einer Radnabenaufnahme für ein Rad des Kraftfahrzeugs auf. Die erste Komponente wird nachfolgend auch als Radträger bezeichnet. Der Radträger ist hierbei dasjenige Bauteil, das die eigentliche Drehachse des Rades über die sogenannte Radnabe aufnimmt. Die erste Komponente definiert somit die Radachse für ein Rad des Kraftfahrzeugs.The wheel suspension unit according to the invention has a first, rigid component with a wheel hub receptacle for a wheel of the motor vehicle. The first component is also referred to below as a wheel carrier. The wheel carrier is in this case that component which receives the actual axis of rotation of the wheel via the so-called wheel hub. The first component thus defines the wheel axle for a wheel of the motor vehicle.
Die erfindungsgemäße Radaufhängungseinheit weist ferner genau eine zweite längliche Komponente auf, die nachfolgend auch als Längslenker und je nach konstruktiver Auslegung der Achse des Kraftfahrzeugs auch als Schwertlenker bezeichnet wird. Die zweite Komponente weist eine zur ersten Komponente entfernt angeordnete Lageraufnahme für ein Lager zur fahrzeugseitigen Festlegung der Radaufhängungseinheit auf und erstreckt sich in Längsrichtung des Kraftfahrzeugs. The suspension unit according to the invention also has exactly one second elongated component, which is also referred to below as a trailing arm and depending on the structural design of the axle of the motor vehicle as a sword handlebar. The second component has a storage component for a bearing for vehicle-side fixing of the suspension unit arranged remotely from the first component and extends in the longitudinal direction of the motor vehicle.
Beispielsweise ist die Lageraufnahme an einem ersten Ende des Längslenkers vorgesehen, während dessen zweites Ende zur Verbindung mit dem Radträger ausgebildet ist. Mit einer fahrzeugseitigen Festlegung ist eine Anbindung an ein Chassis, eine Karosserie, eine selbsttragende Karosserie oder einen Hilfsrahmen des Kraftfahrzeugs gemeint. Bevorzugt ist in der Lageraufnahme ein Lager zur um die Y-Achse, also um die Querachse des Fahrzeugs schwenkbaren fahrzeugseitigen Festlegung in Längsrichtung vorgesehen. Die Lageraufnahme kann hierbei insbesondere eine Lagerbuchse aufnehmen, in die ein auf Seiten des Fahrzeugs vorhandener Lagerzapfen oder eine Achse eingreift. Die schwenkbare Festlegung ermöglicht hierbei eine Schwenkbewegung um die Y-Achse (Querachse) des Kraftfahrzeugs.For example, the bearing receptacle is provided at a first end of the trailing arm, while the second end is designed for connection to the wheel carrier. By vehicle-based definition is meant a connection to a chassis, a body, a self-supporting body or a subframe of the motor vehicle. A bearing is preferably provided in the bearing receptacle for the vehicle-side fixing in the longitudinal direction about the Y-axis, that is to say about the transverse axis of the vehicle. In this case, the bearing receiver can in particular receive a bearing bush into which a bearing journal or an axle present on the side of the vehicle engages. The pivotable attachment in this case allows a pivoting movement about the Y-axis (transverse axis) of the motor vehicle.
Die erfindungsgemäße zweite Komponente ist zwischen ihrem ersten und zweiten Ende armartig ausgebildet, so dass ein Abstand zwischen dem ersten und zweiten Ende größer ist als jede Abmessung der ersten Komponente quer hierzu. Die zweite Komponente ist allerdings nicht notwendigerweise gerade ausgebildet, wie noch erläutert wird.The second component according to the invention is formed arm-like between its first and second end, so that a distance between the first and second end is greater than any dimension of the first component transversely thereto. However, the second component is not necessarily straight, as will be explained.
Erfindungsgemäß weist wenigstens eine der Komponenten einen faserverstärkten Kunststoff auf. Beispielsweise weist entweder die erste Komponente oder die zweite Komponente einen faserverstärkten Kunststoff auf. Beispielsweise ist der Kunststoff ein Polyesterharz. Durch die wenigstens teilweise Ersetzung von Metall als Material für eine der Komponenten durch faserverstärkten Kunststoff ergeben sich primär zwei Vorteile. Zum einen lässt sich eine vergleichbare Stabilität bei geringerem Gewicht erreichen. Hierdurch verringert sich das Gesamtgewicht des Fahrzeugs und somit der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen. Ein weitergehender Vorteil ergibt sich allerdings daraus, dass Stahl oder andere Metalle in sich isotrop sind, d. h., ein kleines Volumenelement des Metalls reagiert gegenüber Zugkräften, Druckkräften etc. unabhängig von deren Richtung gleich. Daher lässt sich eine unterschiedliche Steifigkeit eines Metallteils bezüglich verschiedener Richtungen nur durch die Formgebung realisieren. Bei einem faserverstärkten Kunststoff hingegen können durch die Ausrichtung der Fasern bestimmte Richtungen vorgegeben werden, in denen eine erhöhte Steifigkeit gegeben ist. So weist das Bauteil normalerweise gegenüber in Verlaufsrichtung der Fasern ansetzenden Kräften eine erhöhte Steifigkeit auf. Die Steifigkeit kann selbstverständlich auch durch die Packungsdichte und/oder das Material der Fasern sowie durch das Kunststoffmaterial selbst (also durch Faser und Matrix bzw. Harz) beeinflusst werden. Es ist hierbei auch möglich, ortsabhängig unterschiedliche Dichten, Ausrichtungen und/oder Materialien für die Fasern zu verwenden. D. h., im Unterschied zu einem Metallteil kann der faserverstärkte Kunststoff inhomogen sein. Bevorzugt weist der faserverstärkte Kunststoff der ersten oder zweiten Komponente Kohlenstofffasern, Glasfasern und/oder Aramidfasern auf. Daneben können allerdings auch andere Fasern verwendet werden. Insbesondere können Fasern verschiedener Art gemischt bzw. in unterschiedlichen Schichten übereinander eingesetzt werden. Grundsätzlich können die Fasern gewebt oder nicht gewebt, ausgerichtet oder nicht-ausgerichtet sein. Bevorzugt ist allerdings, dass die Fasern so ausgerichtet sind, dass durch ihre Ausrichtung die Steifigkeit der betreffenden Komponente gezielt beeinflusst wird. Insbesondere können die Fasern parallel zum Verlauf der zweiten Komponente vom ersten zum zweiten Ende ausgerichtet sein. Die beiden Komponenten können bevorzugt aus Endlosfasern hergestellt werden. Es können aber auch kurze Fasern, z. B. zwischen 0,5 und 1 mm Länge, oder längere Fasern, z. B. zwischen 1 und 50 mm Länge, verwendet werden. Derartige Fasern können im Sprühverfahren appliziert und hierbei mit einer definierten Richtung versehen werden.According to the invention, at least one of the components comprises a fiber-reinforced plastic. For example, either the first component or the second component comprises a fiber reinforced plastic. For example, the plastic is a polyester resin. The at least partial replacement of metal as a material for one of the components by fiber-reinforced plastic primarily results in two advantages. On the one hand, comparable stability can be achieved with less weight. This reduces the overall weight of the vehicle and therefore fuel consumption and CO 2 emissions. A further advantage, however, results from the fact that steel or other metals are isotropic in itself, ie, a small volume element of the metal reacts to tensile forces, compressive forces, etc., regardless of their direction. Therefore, a different rigidity of a metal part with respect to different directions can be realized only by the shaping. In the case of a fiber-reinforced plastic, on the other hand, the orientation of the fibers can dictate certain directions in which increased rigidity is given. Thus, the component normally has an increased rigidity with respect to forces acting in the direction of the fibers. The stiffness can of course also be influenced by the packing density and / or the material of the fibers and by the plastic material itself (ie by fiber and matrix or resin). It is also possible to use different densities, orientations and / or materials for the fibers depending on the location. That is, unlike a metal part, the fiber reinforced plastic may be inhomogeneous. The fiber-reinforced plastic of the first or second component preferably has carbon fibers, glass fibers and / or aramid fibers. In addition, however, other fibers can be used. In particular, fibers of different types can be mixed or used in different layers one above the other. In principle, the fibers may be woven or non-woven, oriented or non-aligned. However, it is preferred that the fibers are oriented so that the stiffness of the relevant component is specifically influenced by their orientation. In particular, the fibers may be aligned parallel to the course of the second component from the first to the second end. The two components can preferably be produced from continuous fibers. But it can also be short fibers, z. B. between 0.5 and 1 mm in length, or longer fibers, z. B. between 1 and 50 mm in length, can be used. Such fibers can be applied by spraying and in this case provided with a defined direction.
Mit der Steifigkeit hängt wenigstens teilweise das Vibrationsverhalten des Bauteils zusammen. Auch dieses kann gezielt durch die Orientierung, Dichte und/oder das Material der verstärkenden Fasern sowie durch das Material des Kunststoffs beeinflusst werden. Somit ist es möglich, bestimmte Vibrationen, die unter NVH-Aspekten unerwünscht sind, zumindest weitgehend zu unterdrücken. Hierbei können unter anderem lokal verschiedene Eigenschaften der Fasern eine Ausbreitung von Vibrationen innerhalb des Bauteils erschweren.With the stiffness at least partially depends on the vibration behavior of the component. This too can be influenced in a targeted manner by the orientation, density and / or the material of the reinforcing fibers as well as by the material of the plastic. Thus, it is possible to at least largely suppress certain vibrations that are undesirable under NVH aspects. Here, among other things, locally different properties of the fibers make it difficult to spread vibrations within the component.
Bei einer Radaufhängungseinheit besteht aber das Problem, dass die fahrdynamischen Anforderungen an die erste Komponente sich deutlich von denen der zweiten Komponente unterscheiden, was dazu führt, dass die Materialanforderungen an die beiden Komponenten sehr stark variieren, so dass eine Herstellung in einem gemeinsamen Herstellungsschritt und insbesondere bei Veränderung der Materialzusammensetzung nur schwierig und aufwändig zu realisieren ist, insbesondere wenn wenigstens eine der Komponenten ganz, überwiegend oder bereichsweise aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist. Insofern ist es zielführend im Sinne der Erfindung, dass beide Komponenten getrennt voneinander hergestellt werden.In a wheel suspension unit, however, there is the problem that the dynamic driving requirements for the first component differ significantly from those of the second component, which means that the material requirements for the two components vary greatly, so that a production in a common manufacturing step and in particular When changing the material composition is difficult and expensive to implement, especially if at least one of the components is made entirely, predominantly or partially made of a fiber-reinforced plastic. In this respect, it is purposeful in the sense of Invention that both components are prepared separately.
Erfindungsgemäß ist zwischen der ersten und zweiten Komponente eine kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung vorgesehen. Denkbar sind z. B. Schraub- und/oder Klebverbindungen. Beispielsweise dient das zweite Ende des Längslenkers zur Verbindung mit dem Radträger. Dies schließt einerseits die Möglichkeit ein, dass der Längslenker dort mit dem Radträger lösbar verbunden ist, andererseits aber auch die Möglichkeit, dass der Längslenker dort mit dem Radträger unlösbar verbunden ist. Bevorzugt sind beide Komponenten starr miteinander verbunden. Auch können beide Komponenten relativ zueinander beweglich sein.According to the invention, a frictional and / or material connection is provided between the first and second components. Conceivable z. B. screw and / or glued connections. For example, the second end of the trailing arm is for connection to the wheel carrier. On the one hand, this includes the possibility that the trailing arm is detachably connected there to the wheel carrier, but on the other hand also the possibility that the trailing arm is undetachably connected to the wheel carrier there. Preferably, both components are rigidly interconnected. Also, both components can be movable relative to each other.
Die kraft- und/oder stoffschlüssige Verbindung zwischen der ersten und zweiten Komponente ermöglicht deren Herstellung in unabhängigen, der Verbindung vorgeschalteten Herstellungsschritten, so dass den unterschiedlichen mechanischen Anforderungen dieser Komponenten wie Steife, Schwingungsverhalten und dergleichen besser Rechnung getragen werden kann und somit insgesamt die Radaufhängungseinheit den fahrdynamischen Anforderungen, den Gewichtsanforderungen und den Anforderungen an das Schwingungs- bzw. Vibrationsverhalten gerecht werden kann, ohne dass die Herstellung erschwert und verteuert wird.The non-positive and / or material connection between the first and second components allows their production in independent upstream of the connection manufacturing steps, so that the different mechanical requirements of these components such as stiffness, vibration behavior and the like can be better taken into account and thus a total of the suspension unit driving dynamics requirements, the weight requirements and the requirements of the vibration or vibration behavior can be justified without the production is difficult and expensive.
So ist es möglich, wenigstens durch unterschiedliche Prozessbedingungen in den unabhängigen Herstellungsschritten den unterschiedlichen mechanischen Anforderungen der ersten und zweiten Komponente Rechnung zu tragen.It is thus possible, at least through different process conditions in the independent production steps, to take into account the different mechanical requirements of the first and second components.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass sich die erste und zweite Komponente in ihrer Materialzusammensetzung und/oder Materialbeschaffenheit unterscheiden.It is preferably provided that the first and second components differ in their material composition and / or material properties.
In einer einfachen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass genau eine der Komponenten aus erster und zweiter Komponente, bevorzugt die erste Komponente ganz, überwiegend oder teilweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise aus einem Metallblech in einem Umformungsverfahren, wie Stanzen oder Tiefziehen, oder aus einer metallischen Legierung, wie einer Aluminiumlegierung oder Eisen, in einem Gussverfahren, hergestellt ist.In a simple embodiment, it is provided that exactly one of the components of the first and second components, preferably the first component entirely, predominantly or partially of a metallic material, such as a metal sheet in a forming process, such as stamping or deep drawing, or of a metallic alloy , such as an aluminum alloy or iron, in a casting process.
Gemäß einer bevorzugten Variante ist vorgesehen, dass die erste und zweite Komponente ganz, überwiegend oder teilweise aus einem faserverstärkten Kunststoff hergestellt ist und sich die faserverstärkten Kunststoffe der Komponenten wenigstens hinsichtlich einer Eigenschaft aus Material der Faserverstärkung, Struktur der Faserverstärkung, wie Faserlänge, Faserdichte oder Faserorientierung, und Material des Kunststoffs unterscheiden.According to a preferred variant it is provided that the first and second components are wholly, predominantly or partially made of a fiber-reinforced plastic and the fiber-reinforced plastics of the components at least with respect to a property of material of the fiber reinforcement, structure of the fiber reinforcement, such as fiber length, fiber density or fiber orientation , and material of the plastic differ.
Beispielsweise weist die dem Längslenker entsprechende zweite Komponente ausschließlich Glasfasern als Faserverstärkung auf, während die dem Radträger entsprechende erste Komponente ausschließlich Kohlenstofffasern aufweist, damit letztere eine hohe Bauteilsteifigkeit, insbesondere eine hohe Sturzsteifigkeit der im Achsverbund verbauten Radaufhängungseinheit aufweist.For example, the second component corresponding to the trailing arm exclusively comprises glass fibers as fiber reinforcement, while the first component corresponding to the wheel carrier exclusively comprises carbon fibers, so that the latter has a high component rigidity, in particular a high degree of camber stiffness of the wheel suspension unit installed in the axle assembly.
So ist es möglich, zusätzlich zu der generell gewichtssparenden Auswirkung, die sich durch die Verwendung von faserverstärkten Kunststoffen ergibt, ferner den unterschiedlichen Anforderungen der ersten und zweiten Komponente hinsichtlich Vibrationsverhalten bzw. -dämpfung und Steifigkeit leicht gerecht zu werden. Durch die zeitlich den Herstellungsschritten der Komponenten nachfolgende Verbindung von erster Komponente und zweiter Komponente letztlich zu einer Einheit ist es verbessert möglich, über die Packungsdichte, Orientierung und/oder Zusammensetzung der eingelagerten Fasern die Materialeigenschaften des der ersten Komponente entsprechenden Radträgers weitgehend unabhängig von denen der zweiten, dem Längslenker entsprechenden Komponente einstellen zu können.Thus, in addition to the generally weight-saving effect resulting from the use of fiber-reinforced plastics, it is also possible to easily meet the different requirements of the first and second components with regard to vibration behavior and stiffness. By connecting the first component and the second component to a unit in the subsequent stages of production of the components, it is possible to improve the material properties of the wheel carrier corresponding to the first component substantially independently of those of the second one via the packing density, orientation and / or composition of the embedded fibers To adjust the trailing arm corresponding component.
Bei der Erfindung ist also sowohl der starre hintere Teil (erste Komponente) als auch der schwertförmige vordere Teil (zweite Komponente) aus faserverstärktem, bevorzugt endlosfaserverstärktem, Kunststoff hergestellt, wobei entweder beide Komponenten aus dem gleichen Material oder aber aus unterschiedlichen Materialien bestehen können. Im Gegensatz zu einer einteiligen Ausführung, also einer einstückigen des Radträgers zusammen mit dem Schwertlenker, ermöglicht die konkrete Ausgestaltung nach dem gemäß der Erfindung zweiteiligen Konzept die gezielte Optimierung der beiden Komponenten in Bezug auf die Gestalt, die Faserorientierung, den Fertigungsprozess, die Zykluszeiten für die Großserienfertigung, die Materialeigenschaften, etc., wodurch letztlich Kosten und Gewicht des Gesamtbauteils minimiert werden können.In the invention, therefore, both the rigid rear part (first component) and the sword-shaped front part (second component) made of fiber-reinforced, preferably continuous fiber reinforced plastic, wherein either both components may consist of the same material or of different materials. In contrast to a one-piece design, so one piece of the wheel carrier together with the sword handlebar, the concrete embodiment allows the two-part concept according to the invention, the targeted optimization of the two components in terms of shape, the fiber orientation, the manufacturing process, the cycle times for the Mass production, the material properties, etc., which ultimately costs and weight of the entire component can be minimized.
Möglich ist aber auch, dass lediglich die starre hintere Komponente, also der Radträger aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist, wohingegen die vordere Komponente des Radträgers, also der Schwertlenker aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise einem Stahlblech, hergestellt ist.It is also possible that only the rigid rear component, so the wheel is made of fiber-reinforced plastic, whereas the front component of the wheel carrier, so the sword handle is made of a metallic material, such as a steel sheet.
Denkbar ist ebenfalls, dass lediglich die vordere, zweite Komponente aus faserverstärktem Kunststoff gefertigt ist, wohingegen die hintere, erste Komponente entweder als Stahlblech- oder als Gussbauteil (z. B. Aluminiumguss oder Grauguss) hergestellt ist.It is also conceivable that only the front, second component is made of fiber-reinforced plastic, whereas the rear, first component is made either as a sheet steel or as a cast component (eg cast aluminum or gray cast iron).
Bevorzugt ist, wenn die vordere, zweite Komponente aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt wird, um eine hohe Flexibilität der schwertförmigen Struktur um die X- und die Z-Achse zu gewährleisten. Die hintere, zweite Komponente hingegen ist dann bevorzugt aus kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff hergestellt, um eine hohe Bauteilsteifigkeit, insbesondere eine hohe Sturzsteifigkeit des im Achsverbund verbauten Radträgers zu erreichen. It is preferred, when the front, second component is made of glass fiber reinforced plastic, to ensure a high flexibility of the sword-shaped structure about the X and Z axis. The rear, second component, however, is then preferably made of carbon fiber reinforced plastic in order to achieve a high component rigidity, in particular a high lintel stiffness of the built-in Achsverbund wheel carrier.
Bei allen Varianten ist die vordere, zweite Komponente fest mit der hinteren, ersten Komponente verbunden, wobei unterschiedliche Verbindungsarten wie beispielsweise Verschrauben, Kleben, etc. denkbar und möglich sind.In all variants, the front, second component is firmly connected to the rear, first component, with different types of connections such as screwing, gluing, etc. are conceivable and possible.
Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist in der Lageraufnahme der zweiten Komponente ein Lager oder ein Gummilager aufgenommen. Das Lager kann auch als Silent-Lager bezeichnet werden. Beispielsweise ist das Lager oder das Gummilager in die Lageraufnahme eingeklebt. Gemäß einer bevorzugten Variante ist der Kautschuk, also das Gummi des Lagers in die Lageraufnahme der zweiten Komponente hinein vulkanisiert. Beispielsweise kann eine metallische äußere Buchse des Lagers bei einer Variante, bei der die zweite Komponente wenigstens im Bereich der Lageraufnahme einen faserverstärkten Kunststoff aufweist, entfallen. Dieser Ansatz spart zusätzlich Kosten und Gewicht, wobei die zweiteilige Konstruktion der Radaufhängungseinheit die Handhabung während des Vulkanisationsprozesses speziell bei der Herstellung größerer Stückzahlen vereinfacht. Zusätzlich lassen sich weitere Fertigungs- und Montageprozesse wie beispielsweise das Einpressen eines konventionellen Lagers, d. h. Gummi-Metall-Lagers, vereinfachen und optimieren.According to a preferred embodiment, a bearing or a rubber bearing is received in the bearing receptacle of the second component. The bearing can also be referred to as a silent bearing. For example, the bearing or the rubber bearing is glued into the bearing seat. According to a preferred variant, the rubber, ie the rubber of the bearing, is vulcanized into the bearing receptacle of the second component. For example, in a variant in which the second component has a fiber-reinforced plastic, at least in the region of the bearing receptacle, a metallic outer bushing of the bearing can be dispensed with. This approach saves additional cost and weight, with the two-piece construction of the suspension unit facilitating handling during the vulcanization process, especially in the production of larger quantities. In addition, further manufacturing and assembly processes such as the pressing of a conventional bearing, d. H. Rubber-metal bearing, simplify and optimize.
Bevorzugt weist die zweite Komponente zwischen der Lageraufnahme und dem zur angrenzenden Anordnung an die erste Komponente vorgesehenen Bereich einen geraden, gekrümmten oder abgewinkelten Verlauf auf. Insbesondere kann die dem Längslenker entsprechende zweite Komponente L-förmig, ausgebildet sein. Hierbei kann sich die L-Form insbesondere in der X-Z-Ebene erstrecken, wobei ein erster Schenkel vom ersten Ende in etwa abwärts bzw. aufwärts führt, während ein zweiter Schenkel hieran ansetzt und in etwa waagerecht zum zweiten Ende führt. D. h., die beiden Schenkel stehen in etwa senkrecht zueinander. Bei anderen abgewinkelten Formen können zwei Schenkel in einem Winkel, der deutlich von 90 Grad abweicht, zueinander stehen. Selbstverständlich können die Schenkel auch sanft, in Form einer Biegung, ineinander übergehen. Mit der zweidimensionalen Ausprägung in der X-Z-Ebene ist eine hohe Position des komfortrelevanten Gummilagers im Bereich der Schnittstelle zwischen Radträger, also dessen Schwertlenkerabschnitt und der Karosserie, einem Hilfsrahmen oder dergleichen Anbindung und letztlich eine für den Fahrkomfort günstige Raderhebungskurve erzielbar. Auch ist eine Krümmung in der X-Y-Ebene günstig, um eine Spurweitenbandbreite bei gleichbleibender lateraler Position des komfortrelevanten Gummilagers erreichen zu können, wodurch beispielsweise unterschiedliche Spurweiten verschiedener Fahrzeuge einer Plattform bzw. eines modularen Baukastens verwirklicht werden können, ohne dabei die karosserieseitigen Schnittstellen anpassen zu müssen.The second component preferably has a straight, curved or angled course between the bearing receptacle and the region provided for the adjacent arrangement on the first component. In particular, the second arm corresponding to the trailing arm may be L-shaped. Here, the L-shape may extend in particular in the X-Z plane, wherein a first leg from the first end leads approximately downwards or upwards, while a second leg attaches thereto and leads approximately horizontally to the second end. D. h., The two legs are approximately perpendicular to each other. In other angled shapes, two legs may be at an angle significantly different from 90 degrees. Of course, the legs can also gently, in the form of a bend, merge into each other. With the two-dimensional expression in the X-Z plane is a high position of the comfort-relevant rubber bearing in the interface between the wheel, so its sword handlebar section and the body, a subframe or the like connection and ultimately a favorable for ride comfort Raderhebungskurve achievable. Also, a curvature in the XY plane is favorable in order to achieve a track width at the same lateral position of the comfort-relevant rubber bearing can, for example, different gauges different vehicles platform or a modular kit can be realized without having to adjust the body-side interfaces ,
Ein Kraftfahrzeug weist wenigstens eine, bevorzugt zwei Radaufhängungseinheiten an einer Achse in einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen auf. Bevorzugt gehören die Radaufhängungseinheiten zum Achsverbund einer Hinterachse des Kraftfahrzeugs, wobei sich die zweite Komponente jeweils in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Bevorzugt ist die zweite Komponente bezüglich der üblichen Fahrtrichtung des Kraftfahrzeugs vor der ersten Komponente angeordnet.A motor vehicle has at least one, preferably two wheel suspension units on an axle in one of the previously described embodiments. Preferably, the suspension units belong to the axle assembly of a rear axle of the motor vehicle, wherein the second component extends in each case in the vehicle longitudinal direction. Preferably, the second component is arranged with respect to the usual direction of travel of the motor vehicle in front of the first component.
Die mehreren Radaufhängungseinheiten haben eine untereinander gleichförmig und bezüglich der Materialwahl identisch ausgebildete, dem Radträger entsprechende, erste Komponente und eine untereinander unterschiedlich bezüglich der Form und/oder bezüglich der Materialwahl ausgebildete, dem Längslenker entsprechende, zweite Komponente zur Anpassung an verschiedene Kraftfahrzeugtypen.The plurality of wheel suspension units have a uniformly and with respect to the choice of material identically formed, the wheel carrier corresponding, first component and a different with respect to the shape and / or with respect to the choice of material trained, the trailing arm corresponding second component for adaptation to different types of vehicles.
Die zweiteilige Konstruktion der Radaufhängungseinheit gemäß der Erfindung unterstützt somit Plattform- und/oder Baukastenansätze. So ist es beispielsweise möglich, dass innerhalb eines Baukastens die erste Komponente der Radaufhängungseinheit für alle Fahrzeuge als Gleichteil ausgeführt wird, wohingegen die zweite, die dem Längslenker entsprechende Komponente für einzelne Fahrzeuge beziehungsweise Fahrzeugbaureihen spezifisch ausgestaltet wird, um gewisse Bandbreiten in Bezug auf Fahrzeuggrößen und/oder Fahrzeugfahrhöhen abbilden zu können.The two-part construction of the suspension unit according to the invention thus supports platform and / or modular approaches. Thus, for example, it is possible for the first component of the suspension unit to be implemented as a common part for all vehicles within a construction kit, whereas the second component corresponding to the trailing arm is specifically designed for individual vehicles or vehicle series in order to achieve certain bandwidths with respect to vehicle sizes and / or or to represent vehicle driving heights.
Die Eigenschaften, beispielsweise die Steifigkeit oder aber auch die Dämpfung des endlosfaserverstärkten Kunststoffmaterials, welches für die vordere, zweite beziehungsweise die hintere, erste Komponente verwendet wird, lassen sich durch den zweiteiligen Gestaltungsansatz speziell in Bezug auf die Anforderungen der einzelnen Teile wählen, um letztlich das Gesamtbauteil im Hinblick auf Funktion, Kosten und Gewicht zu optimieren.The properties, for example the stiffness or even the damping of the continuous fiber reinforced plastic material, which is used for the front, second and the rear, first component can be selected by the two-part design approach specifically in relation to the requirements of the individual parts, ultimately the Overall component in terms of function, cost and weight to optimize.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der folgenden Figurenbeschreibung offenbart. Es zeigen:Further advantageous embodiments of the invention are disclosed in the subclaims and the following description of the figures. Show it:
Die erfindungsgemäße Radaufhängungseinheit
Die vordere, zweite Komponente
Wesentlich ist, dass die beiden Komponenten
Dazu weisen die beiden Komponenten
Das Lager
Die bevorzugten Materialen der zweiten, vorderen Komponente
Die Faserorientierung des faserverstärkten Kunststoffs kann ferner dazu verwendet werden, die vordere zweite Komponente
Im Vergleich zu vorderen, zweiten Komponenten
Die hintere, erste Komponente
Die bevorzugten Materialien für die hintere, erste Komponente
Die Faserorientierung des faserverstärkten Kunststoffs kann auch bei dieser ersten Komponente
Ferner können die schwingungsdämpfenden Eigenschaften der ersten Komponente
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Radaufhängungseinheit suspension unit
- 22
- zweite Komponente second component
- 33
- erste Komponente first component
- 44
- Lageraufnahme bearing seat
- 55
- äußere Metallbuchse des Lagers outer metal bushing of the bearing
- 66
- innere Metallbuchse des Lagers inner metal bushing of the bearing
- 77
- Gummielement des Lagers Rubber element of the bearing
- 88th
- Rad wheel
- 99
- Radnabenaufnahme hub recording
- 1010
- Radachse wheel axle
- 1111
- Lager camp
- 1212
- Verjüngung rejuvenation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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