DE102017207144A1

DE102017207144A1 - Mehrpunktlenker

Info

Publication number: DE102017207144A1
Application number: DE102017207144.3A
Authority: DE
Inventors: Rainer Ungruh; Markus Wenzel; Arnold Blanke
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-04-27
Filing date: 2017-04-27
Publication date: 2018-10-31
Also published as: CN110546021A; WO2018197138A1; JP2020517515A; EP3615358A1; US20200114716A1; KR20190141673A

Abstract

Mehrpunktlenker mit einem metallischen Grundkörper (6), der drei oder wenigstens drei Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) aufweist, mehreren Gelenken (3, 4, 5), die jeweils in einer der Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) sitzen, wobei ein oder wenigstens ein erstes der Gelenke (3) ein in die zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung (11) eingesetztes Gelenkgehäuse (19) und ein Gelenkinnenteil (20) aufweist, welches beweglich in dem Gelenkgehäuse (19) gelagert ist und sich aus diesem heraus erstreckt, und einem aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Hüllkörper (7), in den der metallische Grundkörper (6) und das Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) eingebettet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker mit einem metallischen Grundkörper, der drei oder wenigstens drei Gelenkaufnahmeausnehmungen aufweist, und mehreren Gelenken, die jeweils in einer der Gelenkaufnahmeausnehmungen sitzen, wobei ein oder wenigstens ein erstes der Gelenke, insbesondere ein in die zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung eingesetztes Gelenkgehäuse und, ein Gelenkinnenteil aufweist, welches beweglich gelagert ist, vorzugsweise in dem Gelenkgehäuse gelagert ist und sich aus diesem heraus erstreckt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Mehrpunktlenkers.
In der Radaufhängung von Kraftfahrzeugen werden insbesondere Dreipunktlenker (3-Punkt-Lenker) eingesetzt. Bekannt in Serienanwendungen sind z.B. die nachfolgend aufgeführten 3-Punkt-Lenker:

a) Lenker mit Gehäusen aus Gusseisen, Stahl oder Aluminium (Herstellverfahren: gießen oder schmieden);
b) Lenker aus ein- oder mehrteiligen Blechteilen (Schweiß-Ausführungen);
c) Hybrid-Lenker mit einschaligem Blech und angespritzten Versteifungen/Rippen aus Kunststoff.

Als aufwändig und somit als nachteilig bei der Herstellung solcher 3-Punkt-Lenker werden insbesondere die folgenden Arbeitsschritte angesehen:

- das mechanische Bearbeiten des Lenkergehäuses;
- das Ausbilden von Schweißverbindungen;
- das Versehen des Lenkergehäuses mit einem Oberflächenschutz.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art, einen oder mehrere der vorgenannten Nachteile vermeiden zu können.
Die Aufgabe wird durch einen Mehrpunktlenker nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 12 oder 16 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Mehrpunktlenkers und des Verfahrens sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Der eingangs genannte Mehrpunktlenker mit einem metallischen Grundkörper, der drei oder wenigstens drei Gelenkaufnahmeausnehmungen aufweist, und mehreren Gelenken, die jeweils in einer der Gelenkaufnahmeausnehmungen sitzen, wobei ein oder wenigstens ein erstes der Gelenke ein Gelenkinnenteil aufweist. Insbesondere weist ein oder wenigstens ein erstes der Gelenke ein in die zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung eingesetztes Gelenkgehäuse auf. Das Gelenkinnenteil ist beweglich, insbesondere in dem Gelenkgehäuse, gelagert. Vorzugsweise erstreckt sich das Gelenkinnenteil aus dem Gelenkgehäuse heraus. Insbesondere umfasst der Mehrpunktlenker ferner einen aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Hüllkörper,

- in den der metallische Grundkörper und das Gelenkgehäuse des ersten Gelenks eingebettet sind oder
- in den der metallische Grundkörper eingebettet ist, wobei mittels des Hüllkörpers zugleich ein integriertes Gelenkgehäuse gebildet ist.

Ein Lenkerkörper des Mehrpunktlenkers ist bevorzugt durch den Hüllkörper und den darin eingebetteten Grundkörper gebildet. Die äußere Gestalt und/oder das äußere Erscheinungsbild des Lenkerkörpers ist insbesondere durch die äußere Gestalt und/oder durch das äußere Erscheinungsbild des Hüllkörpers bestimmt, der vorzugsweise im Spritzgussverfahren hergestellt ist oder wird. Daher ist die äußere Gestalt und/oder das äußere Erscheinungsbild des Lenkerkörpers z.B. durch eine Spritzgussform vorgebbar und/oder bestimmbar. Somit kann insbesondere eine mechanische (Nach-)Bearbeitung des Lenkergehäuses entfallen. Ferner kann das Gelenkgehäuse in den Hüllkörper eingebettet und dadurch insbesondere formschlüssig in diesem gesichert sein. Somit kann z.B. auf eine Schweißverbindung zwischen dem Gelenkgehäuse und dem metallischen Grundkörper zum Befestigen des Gelenkgehäuses an dem Grundkörper verzichtet werden. Auch dient der Hüllkörper bevorzugt als Oberflächenschutz für den metallischen Grundkörper. Somit kann z.B. das Aufbringen eines zusätzlichen Oberflächenschutzes auf den metallischen Grundkörper entfallen.
Alternativ kann mittels des Hüllkörpers ein Gelenkgehäuse gebildet sein. Somit kann auf ein separates Gelenkgehäuse verzichtet werden. Stattdessen ist das Gelenkgehäuse ein integraler oder einstückiger Bestandteil des Hüllkörpers.
Ferner besteht die Möglichkeit der Funktionsintegration. Beispielsweise ist oder wird durch den Hüllkörper eine Anschlussstelle für einen Dichtungsbalg des ersten Gelenks gebildet. Eine solche Anschlussstelle umfasst z.B. eine in dem Hüllkörper vorgesehene, vorzugsweise das Gelenkgehäuse und/oder das Gelenkinnenteil umringende, Ringnut. Bevorzugt weist der Lenkerkörper und/oder der Hüllkörper, vorzugsweise an seiner Außenfläche, Versteifungsrippen auf, die insbesondere durch den Hüllkörper und/oder durch den faserverstärkten Kunststoff gebildet sind oder werden. Vorteilhaft sind oder werden, insbesondere bei der Herstellung des Hüllkörpers, ein oder mehrere elektrische oder elektronische Bauelemente und/oder eine oder mehrere elektrische Leitungen und/oder ein oder mehrere Sensoren, wie z.B. ein oder mehrere Höhenstandsensoren, in den Hüllkörper eingebettet und/oder integriert. Bevorzugt sind oder werden, insbesondere bei der Herstellung des Hüllkörpers, ein oder mehrere Kabelhalter an den Hüllkörper vorgesehen, vorzugsweise angespritzt.
Gemäß einer Weiterbildung ist oder wird die dem ersten Gelenk zugeordnete Gelenkaufnahmeausnehmung durch ein in dem Grundkörper vorgesehenes Loch oder durch eine in dem Grundkörper vorgesehene Vertiefung gebildet. Insbesondere ist oder wird das Gelenkgehäuse des ersten Gelenks in dieses Loch oder in diese Vertiefung eingesetzt und/oder eingepresst. Das Loch ist z.B. ein Durchgangsloch.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst das Gelenkinnenteil einen Lagerbereich, mittels welchem das Gelenkinnenteil beweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert ist. Der Lagerbereich ist vorzugsweise kugelförmig. Bevorzugt ist oder bildet das erste Gelenk ein Kugelgelenk oder ein Kugelhülsengelenk. Beispielsweise ist oder bildet das Gelenkinnenteil einen Kugelzapfen, ein Kugelstück oder eine Kugelhülse. Vorteilhaft ist dem Gelenkinnenteil eine Gelenkinnenteilachse zugeordnet. Bevorzugt ist das Gelenkinnenteil bezüglich der Gelenkinnenteilachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Vorteilhaft liegt der Mittelpunkt des Lagerbereichs auf der Gelenkinnenteilachse. Vorzugsweise besteht das Gelenkinnenteil aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl.
Das Gelenkinnenteil ist bevorzugt gleitbeweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert. Gemäß einer Weiterbildung ist das Gelenkinnenteil, vorzugsweise mit seinem Lagerbereich, unter Zwischenschaltung einer Lagerschale beweglich und/oder gleitbeweglich in dem Gelenkgehäuse gelagert. Vorteilhaft sitzt das Gelenkinnenteil, vorzugsweise mit seinem Lagerbereich, insbesondere gleitfähig, in der Lagerschale. Bevorzugt besteht die Lagerschale aus Kunststoff, insbesondere aus einem thermoplastischen Kunststoff. Beispielsweise besteht die Lagerschale aus Polyoxymethylen (POM), aus Polyamid (PA) oder aus Polyetheretherketon (PEEK). Die Lagerschale ist z.B. eine Kugelschale.
Das Gelenkgehäuse umfasst bevorzugt eine oder wenigstens eine Gehäuseöffnung, durch welche hindurch sich das Gelenkinnenteil aus dem Gelenkgehäuse heraus erstreckt. Die Gehäuseöffnung wird beispielsweise auch als Zapfenöffnung bezeichnet, insbesondere wenn das Gelenkinnenteil einen Kugelzapfen bildet. Bevorzugt ist oder wird die Anschlussstelle für den Dichtungsbalg und/oder die Ringnut im Bereich der Gehäuseöffnung vorgesehen. Vorteilhaft ist dem Gelenkgehäuse eine Gelenkgehäuseachse zugeordnet. Bevorzugt ist das Gelenkgehäuse bezüglich der Gelenkgehäuseachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Vorzugsweise liegt der Mittelpunkt des Lagerbereichs auf der Gelenkgehäuseachse. Vorteilhaft erstreckt sich die Gelenkgehäuseachse, insbesondere mittig, durch die Gehäuseöffnung hindurch. Das Gelenkgehäuse besteht bevorzugt aus Kunststoff oder Metall, insbesondere aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl.
Vorteilhaft ist oder wird das Gelenkgehäuse teilweise oder lediglich teilweise in den Hüllkörper eingebettet. Insbesondere ist das Gelenkgehäuse im Bereich der Gehäuseöffnung frei von dem Hüllkörper und/oder von dem faserverstärkten Kunststoff. Bevorzugt ist die Gehäuseöffnung frei von dem Hüllkörper und/oder von dem faserverstärkten Kunststoff. Vorteilhaft erstreckt sich das Gelenkinnenteil aus dem Hüllkörper heraus. Insbesondere ist oder wird das Gelenkgehäuse, vorzugsweise durch das Einbetten des Gelenkgehäuses in den Hüllkörper, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Hüllkörper und/oder mit dem faserverstärkten Kunststoff verbunden.
Der metallische Grundkörper ist oder bildet bevorzugt ein einteiliges und/oder einstückiges und/oder monolithisches und/oder materialhomogenes Bauteil. Vorzugsweise besteht der metallische Grundkörper aus Blech. Beispielsweise besteht der metallische Grundkörper aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Der Hüllkörper und der in den Hüllkörper eingebettete metallische Grundkörper bilden zusammen insbesondere den oder einen Lenkerkörper. Bevorzugt ist der metallische Grundkörper vollständig in den Hüllkörper und/oder in den faserverstärkten Kunststoff eingebettet. Der Lenkerkörper wird beispielsweise auch als Lenkergehäuse bezeichnet.
Der Hüllkörper ist oder wird insbesondere durch Spritzguss und/oder im Spritzgussverfahren hergestellt. Bevorzugt handelt es sich bei dem Hüllkörper um ein Spritzgussteil. Beispielsweise sind oder werden der metallische Grundkörper und das Gelenkgehäuse mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt. Bevorzugt ist oder wird der metallische Grundkörper vollständig mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt. Vorteilhaft ist oder wird das Gelenkgehäuse teilweise oder lediglich teilweise mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt. Insbesondere ist oder bleibt die Gehäuseöffnung frei von dem faserverstärkten Kunststoff. Bevorzugt ist oder wird das Gelenkgehäuse, vorzugsweise durch das Umspritzen des Gelenkgehäuses mit dem faserverstärkten Kunststoff, formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit dem Hüllkörper und/oder mit dem faserverstärkten Kunststoff verbunden.
Der faserverstärkte Kunststoff umfasst insbesondere eine Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten Fasern. Die Fasern sind oder umfassen insbesondere Kurzfasern und/oder Langfasern. Kurzfasern weisen z.B. eine Länge von 0,1 mm bis 1 mm auf. Langfasern weisen z.B. eine Länge von 1 mm bis 50 mm auf. Vorzugsweise sind oder umfassen die Fasern Glasfasern und/oder Kohlenstofffasern und/oder Aramidfasern. Die Kunststoffmatrix besteht z.B. aus einem thermoplastischen oder duroplastischen Kunststoff oder Kunstharz. Bevorzugt ist der faserverstärkte Kunststoff ein mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetzter Thermoplast. Insbesondere besteht die Kunststoffmatrix und/oder der Thermoplast aus einem, vorzugsweise teilkristallinen, Polyamid (PA). Bevorzugt umringt und/oder umgibt und/oder umschließt der Hüllkörper und/oder der faserverstärkte Kunststoff die Gelenke oder die anderen Gelenke und/oder die den Gelenken oder den anderen Gelenken zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen. Ferner ist der Hüllkörper und/oder der faserverstärkte Kunststoff z.B. elektrisch isolierend. Dies ist insbesondere bei der Integration von elektrischen oder elektronischen Bauelementen und/oder von Sensoren in den Hüllkörper und/oder in den faserverstärkten Kunststoff sinnvoll.
Gemäß einer Ausgestaltung sind oder werden die anderen Gelenke oder zwei oder wenigstens zwei der anderen Gelenke oder zwei andere der Gelenke oder wenigstens zwei andere der Gelenke, insbesondere jeweils, als Gummilager, Hülsengelenke oder Kugelhülsengelenke ausgebildet. Vorzugsweise weisen die als Gummilager ausgebildeten Gelenkte jeweils einen elastomeren Lagerkörper und ein Lagerinnenteil auf, welches bevorzugt, insbesondere zumindest teilweise, von dem oder dem jeweiligen elastomeren Lagerkörper umgeben ist. Vorteilhaft weisen die Gummilager jeweils eine den oder den jeweiligen elastomeren Lagerkörper und/oder das oder das jeweilige Lagerinnenteil umringende Außenhülse auf. Insbesondere ist das Gelenkinnenteil jedes Gummilagers mit der oder der jeweiligen Außenhülse durch den oder den jeweiligen elastomeren Lagerkörper verbunden. Vorteilhaft ist der elastomere Lagerkörper jedes Gummilagers zwischen dem oder dem jeweiligen Innenteil und der oder der jeweiligen Außenhülse angeordnet. Bevorzugt ist dem Lagerinnenteil jedes Gummilagers eine Lagerinnenteilachse zugeordnet. Insbesondere ist das Lagerinnenteil jedes Gummilagers bezüglich der oder der jeweiligen Lagerinnanteilachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Bevorzugt ist der Außenhülse jedes Gummilagers eine Außenhülsenachse zugeordnet. Insbesondere ist die Außenhülse jedes Gummilagers bezüglich der oder der jeweiligen Außenhülsenachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch. Beispielsweise ist die Außenhülse jedes Gummilagers zylindrisch oder im Wesentlichen zylindrisch. Das Lagerinnenteil jedes Gummilagers besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Die Außenhülse jedes Gummilagers besteht vorzugsweise aus Kunststoff oder aus Metall, beispielsweise aus Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl. Bevorzugt umringt und/oder umgibt und/oder umschließt der Hüllkörper und/oder der faserverstärkte Kunststoff die Gummilager und/oder die den Gummilagern zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen. Alternativ können die vorstehend genannten Weiterbildungen für Gummilager Weiterbildungen von Hülsengelenken oder Kugelhülsengelenken entsprechen, die anstelle von Gummilagern eingesetzt werden.
Der Mehrpunktlenker ist oder bildet bevorzugt ein oder einen Dreipunktlenker (3-Punkt-Lenker). Insbesondere ist oder sind der Mehrpunktlenker und/oder der Lenkerkörper und/oder der metallische Grundkörper und/oder der Hüllkörper, vorzugsweise jeweils, bezüglich einer Lenkermittelebene spiegelsymmetrisch oder im Wesentlichen spiegelsymmetrisch ausgebildet. Vorteilhaft liegt die Gelenkgehäuseachse in der Lenkermittelebene. Bevorzugt verlaufen die Lagerinnenteilachsen und/oder die Außenhülsenachsen senkrecht zur Lenkermittelebene. Beispielsweise fallen die Außenhülsenachsen zusammen und/oder die Außenhülsenachsen liegen z.B. auf einer gemeinsamen Geraden.
Gemäß einer Weiterbildung umfasst oder umfassen der Mehrpunktlenker und/oder der Lenkerkörper und/oder der metallische Grundkörper und/oder der Hüllkörper, vorzugsweise jeweils, zwei Arme, die insbesondere, vorzugsweise jeweils, in einem Übergangsbereich ineinander übergehen, in dem bevorzugt das erste Gelenk und/oder die dem ersten Gelenk zugeordnete Gelenkaufnahmeausnehmung vorgesehen ist oder wird. An den dem oder dem jeweiligen Übergangsbereich abgewandten freien Enden der Arme sind oder werden bevorzugt die anderen Gelenke und/oder die Gummilager und/oder die den anderen Gelenken und/oder den Gummilagern zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen vorgesehen.
Gemäß einer Ausgestaltung sind oder werden die den anderen Gelenken und/oder den Gummilagern zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen jeweils durch einen oder mehrere, beispielsweise zwei, an dem Grundkörper vorgesehene Ringkörper gebildet, in dem oder in denen vorzugsweise das jeweilige andere Gelenk und/oder das jeweilige Gummilager sitzt. Beispielsweise sind oder werden die oder mehrere der Ringkörper jeweils aus zwei Halbringen gebildet oder zusammengesetzt, die insbesondere bezüglich einer durch die Mittelpunkte der Halbringe verlaufenden Geraden zueinander versetzt sind. Ergänzend oder alternativ sind oder werden die Ringkörper der jeweiligen Gelenkaufnahmeausnehmung z.B. bezüglich einer durch die Mittelpunkte der Ringkörper verlaufenden Geraden zueinander versetzt.
Bevorzugt ist oder wird jedes Gummilager, insbesondere mit seiner Außenhülse und/oder mit seinem elastomeren Lagerkörper, in die jeweilige und/oder zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung eingesetzt und/oder eingepresst. Vorteilhaft ist oder wird jedes Gummilager, insbesondere mit seinem elastomeren Lagerkörper oder mit seiner Außenhülse, stoffschlüssig mit dem Hüllkörper verbunden.
Der Mehrpunktlenker ist oder wird bevorzugt für eine Radaufhängung eines Fahrzeugs vorgesehen, welches insbesondere ein Kraftfahrzeug, beispielsweise ein Personenkraftwagen (PKW) ist. Vorteilhaft ist oder wird der Mehrpunktlenker in die oder eine Radaufhängung des oder eines Fahrzeugs eingebaut. Bevorzugt ist oder wird das Gelenkinnenteil des ersten Gelenks mit einem Radträger oder Achsschenkel des oder eines Fahrzeugs verbunden. Vorteilhaft ist oder wird der Mehrpunktlenker und/oder der Lenkerkörper mittels der anderen Gelenke und/oder mittels der Gummilager mit einem Fahrzeugaufbau und/oder mit einem Hilfsrahmen und/oder mit einem Fahrschemel des oder eines Fahrzeugs verbunden. Insbesondere sind oder werden die Lagerinnenteile der Gummilager mit dem oder einem Fahrzeugaufbau und/oder mit dem oder einem Hilfsrahmen und/oder mit dem oder einem Fahrschemel des oder eines Fahrzeugs verbunden.
Die Erfindung betrifft insbesondere ferner ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Mehrpunktlenkers, wobei

- in einem primären Gelenkherstellungsschritt das ersten Gelenk hergestellt wird,
- in einem sekundären Gelenkherstellungsschritt die anderen Gelenke hergestellt werden,
- in einem Grundkörperherstellungsschritt der metallische Grundkörper hergestellt und mit den Gelenkaufnahmeausnehmungen versehen wird,
- in einem dem primären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden primären Gelenkeinsetzschritt das erste Gelenk mit seinem Gelenkgehäuse in die zugehörige oder ihre zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung und/oder in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen eingesetzt wird,
- in einem dem primären Gelenkeinsetzschritt nachfolgenden Einbettungsschritt der Grundkörper und das Gelenkgehäuse des ersten Gelenks mit dem oder einem faserverstärkten Kunststoff umspritzt werden, sodass aus dem faserverstärkten Kunststoff der den metallischen Grundkörper und das Gelenkgehäuse des ersten Gelenks einbettende Hüllkörper gebildet wird,
- in einem dem sekundären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden sekundären Gelenkeinsetzschritt die anderen Gelenke jeweils in die zugehörige oder ihre zugehörige Gelenkaufnahmeausnehmung und/oder in eine andere der Gelenkaufnahmeausnehmungen eingesetzt werden.

Das Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit dem Mehrpunktlenker beschrieben Ausgestaltungen weitergebildet werden. Ferner kann der Mehrpunktlenker gemäß allen im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein. Beispielsweise können der primäre Gelenkherstellungsschritt und der sekundäre Gelenkherstellungsschritt zu einem Gelenkherstellungsschritt zusammengefasst werden, in dem die Gelenke hergestellt werden.
Das Umspritzen, insbesondere im Einbettungsschritt, erfolgt vorzugsweise durch ein oder im Spritzgussverfahren. Bevorzugt erfolgt das Umspritzen, insbesondere im Einbettungsschritt, in einem Spritzgusswerkzeug. Vorteilhaft werden, insbesondere im sekundären Gelenkeinsetzschritt, die anderen Gelenke in die zugehörigen oder ihre zugehörigen Gelenkaufnahmeausnehmungen und/oder in die anderen Gelenkaufnahmeausnehmungen eingepresst.
Gemäß einer ersten Alternative erfolgt der sekundäre Gelenkeinsetzschritt vor dem Einbettungsschritt und/oder der Einbettungsschritt folgt dem sekundären Gelenkeinsetzschritt nach. Somit werden bevorzugt, insbesondere im Einbettungsschritt, die anderen Gelenke zusammen mit dem Grundkörper und dem Gelenkgehäuse des ersten Gelenks mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt.
Gemäß einer zweiten Alternative erfolgt der sekundäre Gelenkeinsetzschritt nach dem Einbettungsschritt und/oder der Einbettungsschritt erfolgt vor dem sekundären Gelenkeinsetzschritt.
Bevorzugt bildet das erste Gelenk das oder ein Kugelgelenk. Vorzugsweise bilden die anderen Gelenke Gummilager oder die Gummilager. Beispielsweise bilden die anderen Gelenke jeweils ein Gummilager oder eines der Gummilager. Alternativ können die anderen Gelenke als Hülsengelenke oder Kugelhülsengelenke ausgebildet sein.
Alternativ betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Mehrpunktlenkers, wobei

- in einem primären Gelenkherstellungsschritt das Gelenkinnenteil des ersten Gelenks hergestellt wird,
- in einem sekundären Gelenkherstellungsschritt die anderen Gelenke hergestellt werden,
- in einem Grundkörperherstellungsschritt der metallische Grundkörper hergestellt und mit den Gelenkaufnahmeausnehmungen versehen wird,
- in einem dem primären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden primären Gelenkeinsetzschritt das Gelenkinnenteil des ersten Gelenks in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen angeordnet wird,
- in einem dem primären Gelenkeinsetzschritt nachfolgenden Einbettungsschritt der Grundkörper und das Gelenkinnenteil des ersten Gelenks mit faserverstärktem Kunststoff umspritzt werden, sodass aus dem faserverstärkten Kunststoff der den metallischen Grundkörper einbettende und ein Gelenkgehäuse für das Gelenkinnenteil des ersten Gelenks bildende Hüllkörper gebildet wird.

Dieses Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit den vorangegangenen erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Vorzugsweise werden in einem dem sekundären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden sekundären Gelenkeinsetzschritt die anderen Gelenke jeweils in eine andere der Gelenkaufnahmeausnehmungen eingesetzt werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Dreipunktlenkers gemäß einer ersten Ausführungsform, der einen ein Kugelgelenk und zwei Gummilager tragenden Lenkerkörper aufweist,
2 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Grundkörpers gemäß der ersten Ausführungsform mit drei Gelenkaufnahmeausnehmungen,
3 die Ansicht nach 2, wobei in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen das Kugelgelenk eingesetzt ist,
4 eine perspektivische Ansicht eines Dreipunktlenkers gemäß einer zweiten Ausführungsform, der einen ein Kugelgelenk und zwei Gummilager tragenden Lenkerkörper aufweist,
5 eine perspektivische Ansicht eines metallischen Grundkörpers gemäß der zweiten Ausführungsform mit drei Gelenkaufnahmeausnehmungen,
6 die Ansicht nach 5, wobei in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen das Kugelgelenk eingesetzt ist und
7 die Ansicht nach 6, wobei in die anderen Gelenkaufnahmeausnehmungen jeweils eines der Gummilager eingesetzt ist.

Aus 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Dreipunktlenkers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ersichtlich, der einen Lenkerkörper 2 aufweist, der ein Kugelgelenk 3 und zwei Gummilager 4 und 5 trägt. Der Lenkerkörper 2 umfasst einen aus 2 in perspektivischer Darstellung ersichtlichen Grundkörper 6 aus Blech, der in einen aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Hüllkörper 7 eingebettet ist, der das äußere Erscheinungsbild des Lenkerkörpers 2 bestimmt.
Der Grundkörper 6 weist zwei Grundkörperarme 8 und 9 auf, die in einem Grundkörperübergangsbereich 10 ineinander übergehen. Ferner weist der Grundkörper 6 drei Gelenkaufnahmeausnehmungen 11, 12 und 13 auf, wobei die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 in Form eines Durchgangslochs in dem Grundkörperübergangsbereich 10 vorgesehen ist. Die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 sind an den dem Grundkörperübergangsbereich 10 abgewandten freien Enden der Grundkörperarme 8 und 9 vorgesehen und jeweils durch einen Ringkörper 14 bzw. 15 gebildet, wobei jeder Ringkörper aus zwei Halbringen 16 und 17 zusammengesetzt ist, die bezüglich einer durch ihre Mittelpunkte verlaufenden Geraden 18 zueinander versetzt sind. Ferner ist der Grundkörper 6 bezüglich einer durch den Mittelpunkt M der Gelenkaufnahmeausnehmung 11 und senkrecht zu der Geraden 18 verlaufenden Lenkermittelebene 32 spiegelsymmetrisch ausgebildet, die lediglich schematisch angedeutet ist.
Das Kugelgelenk 3 wird in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 des Grundkörpers 6 eingesetzt, was aus 3 ersichtlich ist, die eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers 6 mit in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 eingesetztem Kugelgelenk 3 zeigt. Ferner ist aus 3 ersichtlich, dass das Kugelgelenk 3 ein Gelenkgehäuse 19 und einen Kugelzapfen 20 aufweist. Der Kugelzapfen 20 ist beweglich in dem Gelenkgehäuse 19 gelagert und erstreckt sich aus diesem heraus. Ferner ist das Gelenkgehäuse 19 in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 eingepresst, sodass das Kugelgelenk 3 mit seinem Gelenkgehäuse 19 kraftschlüssig mit dem Grundkörper 6 verbunden ist. Die so gebildete Baugruppe 21 wird in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt, der nach seinem Erhärten oder Aushärten den Hüllkörper 7 bildet.
Anschließend werden die Gummilager 4 und 5 in die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 eingesetzt, wobei die Gummilager jeweils ein Lagerinnenteil 22, eine das Lagerinnenteil 22 umringende Außenhülse 23 und einen zwischen dem Lagerinnenteil 22 und der Außenhülse 23 angeordneten elastomeren Lagerkörper 24 aufweisen, mittels welchem das Lagerinnenteil 22 mit der Außenhülse 23 verbunden ist.
Die Gummilager 4 und 5 sind dabei jeweils mit ihrer Außenhülse 23 in die jeweilige Gelenkaufnahmeausnehmung 12 bzw. 13 eingepresst. Schließlich wird noch ein Dichtungsbalg 25 an dem Kugelgelenk 3 montiert.
Aus 1 ist ersichtlich, dass auch der Lenkerkörper 2 zwei Lenkerkörperarme 26 und 27 aufweist, die in einem Lenkerkörperübergangsbereich 28 ineinander übergehen, in dem das Kugelgelenk 3 sitzt. Das Gelenkgehäuse 19 des Kugelgelenks 3 ist in den Hüllkörper 7 eingebettet und somit formschlüssig in diesem gesichert. An den dem Lenkerkörperübergangsbereich 28 angewandten freien Enden der Lenkerkörperarme 26 und 27 sind die Gummilager 4 und 5 vorgesehen, wobei die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 von dem Hüllkörper 7 umringt sind. Ferner weist der Lenkerkörper 2 durch den Hüllkörper 7 gebildete Versteifungsrippen 29 auf. Insbesondere ist auch der Lenkerkörper 2 bezüglich der Lenkermittelebene 32 spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Aus 4 ist eine perspektivische Ansicht eines Dreipunktlenkers 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu der ersten Ausführungsform identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform bezeichnet sind. Der Dreipunktlenker 1 gemäß der zweiten Ausführungsform weist einen Lenkerkörper 2 auf, der ein Kugelgelenk 3 und zwei Gummilager 4 und 5 trägt. Der Lenkerkörper 2 umfasst einen aus 5 in perspektivischer Darstellung ersichtlichen Grundkörper 6 aus Blech, der in einen aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Hüllkörper 7 eingebettet ist, der das äußere Erscheinungsbild des Lenkerkörpers 2 bestimmt.
Der Grundkörper 6 weist zwei Grundkörperarme 8 und 9 auf, die in einem Grundkörperübergangsbereich 10 ineinander übergehen. Ferner weist der Grundkörper 6 drei Gelenkaufnahmeausnehmungen 11, 12 und 13 auf, wobei die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 in Form eines Durchgangslochs in dem Grundkörperübergangsbereich 10 vorgesehen ist. Die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 sind an den dem Grundkörperübergangsbereich 10 abgewandten freien Enden der Grundkörperarme 8 und 9 vorgesehen und jeweils durch zwei Ringkörper 30 und 31 gebildet, die bezüglich einer durch ihre Mittelpunkte verlaufenden Geraden 18 zueinander versetzt sind. Ferner ist der Grundkörper 6 bezüglich einer durch den Mittelpunkt M der Gelenkaufnahmeausnehmung 11 und senkrecht zu der Geraden 18 verlaufenden Lenkermittelebene 32 spiegelsymmetrisch ausgebildet, die lediglich schematisch angedeutet ist.
Das Kugelgelenk 3 wird in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 des Grundkörpers 6 eingesetzt, was aus 6 ersichtlich ist, die eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers 6 mit in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 eingesetztem Kugelgelenk 3 zeigt. Ferner ist aus 6 ersichtlich, dass das Kugelgelenk 3 ein Gelenkgehäuse 19 und einen Kugelzapfen 20 aufweist. Der Kugelzapfen 20 ist beweglich in dem Gelenkgehäuse 19 gelagert und erstreckt sich aus diesem heraus. Ferner ist das Gelenkgehäuse 19 in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 eingepresst, sodass das Kugelgelenk 3 mit seinem Gelenkgehäuse 19 kraftschlüssig mit dem Grundkörper 6 verbunden ist.
Anschließend werden die Gummilager 4 und 5 in die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 des Grundkörpers 6 eingesetzt, was aus 7 ersichtlich ist, die eine perspektivische Ansicht des Grundkörpers 6 mit in die Gelenkaufnahmeausnehmung 11 eingesetztem Kugelgelenk 3 und mit in die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 eingesetzten Gummilagern 4 und 5 zeigt. Die Gummilager 4 und 5 weisen dabei jeweils ein Lagerinnenteil 22, eine das Lagerinnenteil 22 umringende Außenhülse 23 und einen zwischen dem Lagerinnenteil 22 und der Außenhülse 23 angeordneten elastomeren Lagerkörper 24 auf, mittels welchem das Lagerinnenteil 22 mit der Außenhülse 23 verbunden ist. Insbesondere werden die Gummilager 4 und 5 dabei jeweils mit ihrer Außenhülse 23 in die jeweilige Gelenkaufnahmeausnehmung 12 bzw. 13 eingepresst.
Anschließend wird die so gebildete Baugruppe 32 in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt und mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt, der nach seinem Erhärten oder Aushärten den Hüllkörper 7 bildet. Schließlich wird noch ein Dichtungsbalg 25 an dem Kugelgelenk 3 montiert.
Aus 4 ist ersichtlich, dass auch der Lenkerkörper 2 zwei Lenkerkörperarme 26 und 27 aufweist, die in einem Lenkerkörperübergangsbereich 28 ineinander übergehen, in dem das Kugelgelenk 3 sitzt. Das Gelenkgehäuse 19 des Kugelgelenks 3 ist in den Hüllkörper 7 eingebettet und somit formschlüssig in diesem gesichert. An den dem Lenkerkörperübergangsbereich 28 angewandten freien Enden der Lenkerkörperarme 26 und 27 sind die Gummilager 4 und 5 vorgesehen, wobei die Gelenkaufnahmeausnehmungen 12 und 13 von dem Hüllkörper 7 umringt sind. Dabei sind die Außenhülsen 23 der Gummilager stoffschlüssig mit dem Hüllkörper 7 verbunden. Ferner weist der Lenkerkörper 2 durch den Hüllkörper 7 gebildete Versteifungsrippen 29 auf. Insbesondere ist auch der Lenkerkörper 2 bezüglich der Lenkermittelebene 32 spiegelsymmetrisch ausgebildet.
Bezugszeichenliste

1: Dreipunktlenker
2: Lenkerkörper des Dreipunktlenkers
3: Kugelgelenk
4: Gummilager
5: Gummilager
6: Grundkörper des Lenkerkörpers
7: Hüllkörper des Lenkerkörpers
8: Arm des Grundkörpers
9: Arm des Grundkörpers
10: Übergangsbereich des Grundkörpers
11: Gelenkaufnahmeausnehmung / Durchgangsloch
12: Gelenkaufnahmeausnehmung
13: Gelenkaufnahmeausnehmung
14: Ringkörper
15: Ringkörper
16: Halbring
17: Halbring
18: Gerade
19: Gelenkgehäuse des Kugelgelenks
20: Kugelzapfen des Kugelgelenks
21: Baugruppe aus Grundkörper und Kugelgelenk
22: Lagerinnenteil des Gummilagers
23: Außenhülse des Gummilagers
24: elastomerer Lagerkörper des Gummilagers
25: Dichtungsbalg
26: Arm des Lenkerkörpers
27: Arm des Lenkerkörpers
28: Übergangsbereich des Lenkerkörpers
29: Versteifungsrippe am Lenkerkörper
30: Ringkörper
31: Ringkörper
32: Baugruppe aus Grundkörper, Kugelgelenk und Gummilagern
33: Lenkermittelebene
M: Mittelpunkt des Durchgangslochs

Claims

Mehrpunktlenker mit einem metallischen Grundkörper (6), der drei oder wenigstens drei Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) aufweist, und mehreren Gelenken (3, 4, 5), die jeweils in einer der Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) sitzen, wobei ein oder wenigstens ein erstes der Gelenke (3) ein Gelenkinnenteil (20) aufweist, welches beweglich gelagert ist, gekennzeichnet durch einen aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Hüllkörper (7), - in den der metallische Grundkörper (6) und ein Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) eingebettet sind oder - in den der metallische Grundkörper eingebettet ist, wobei mittels des Hüllkörpers (7) zugleich ein integriertes Gelenkgehäuse gebildet ist.
Mehrpunktlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die dem ersten Gelenk (3) zugeordnete Gelenkaufnahmeausnehmung (11) durch ein in dem Grundkörper (6) vorgesehenes Loch gebildet ist, in welches das Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) eingesetzt oder eingepresst ist.
Mehrpunktlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenk (3) ein Kugelgelenk ist, dessen Gelenkinnenteil (20) ein Kugelzapfen ist.
Mehrpunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die anderen Gelenke (4, 5) oder wenigstens zwei andere der Gelenke (4, 5) Hülsengelenke, Kugelhülsengelenke oder Gummilager sind, insbesondere weisen die anderen Gelenke (4, 5) oder wenigstens zwei andere der Gelenke (4, 5), vorzugsweise als Gummilager, jeweils einen elastomeren Lagerkörper (24) und ein Lagerinnenteil (22) aufweisen, welches zumindest teilweise von dem Lagerkörper (24) umgeben ist.
Mehrpunktlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gummilager (4, 5) eine seinen Lagerkörper (24) umringende Außenhülse (23) aufweist.
Mehrpunktlenker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hüllkörper die den Gummilagern (4, 5) zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen (12, 13) umringt.
Mehrpunktlenker nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Gummilagern (4, 5) zugeordneten Gelenkaufnahmeausnehmungen (12,13) jeweils durch einen oder mehrere an dem Grundkörper (6) vorgesehene Ringkörper (14, 15; 30, 31) gebildet sind, in dem oder denen das jeweilige Gummilager sitzt.
Mehrpunktlenker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die oder mehrere der Ringkörper (14, 15) jeweils aus zwei Halbringen (16, 17) gebildet sind, die bezüglich einer durch ihre Mittelpunkte verlaufenden Geraden (18) zueinander versetzt sind.
Mehrpunktlenker nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gummilager (4, 5) mit seinem Lagerkörper (24) oder mit seiner Außenhülse (23) stoffschlüssig mit dem Hüllkörper (7) verbunden ist.
Mehrpunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte Kunststoff ein mit Kurzfasern versetzter Thermoplast ist.
Mehrpunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der metallische Grundkörper (6) und das Gelenkgehäuse (19) mit dem faserverstärktem Kunststoff umspritzt sind.
Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem primären Gelenkherstellungsschritt das ersten Gelenk (3) hergestellt wird, - in einem sekundären Gelenkherstellungsschritt die anderen Gelenke (4, 5) hergestellt werden, - in einem Grundkörperherstellungsschritt der metallische Grundkörper (6) hergestellt und mit den Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) versehen wird, - in einem dem primären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden primären Gelenkeinsetzschritt das erste Gelenk (3) mit seinem Gelenkgehäuse (19) in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen (11) eingesetzt wird, - in einem dem primären Gelenkeinsetzschritt nachfolgenden Einbettungsschritt der Grundkörper (6) und das Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) mit faserverstärktem Kunststoff umspritzt werden, sodass aus dem faserverstärkten Kunststoff der den metallischen Grundkörper (6) und das Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) einbettende Hüllkörper (7) gebildet wird, - in einem dem sekundären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden sekundären Gelenkeinsetzschritt die anderen Gelenke (4, 5) jeweils in eine andere der Gelenkaufnahmeausnehmungen (12, 13) eingesetzt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Gelenkeinsetzschritt vor dem Einbettungsschritt erfolgt, sodass im Einbettungsschritt die anderen Gelenke (4, 5) zusammen mit dem Grundkörper (6) und dem Gelenkgehäuse (19) des ersten Gelenks (3) mit dem faserverstärkten Kunststoff umspritzt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der sekundäre Gelenkeinsetzschritt nach dem Einbettungsschritt erfolgt und im sekundären Gelenkeinsetzschritt die anderen Gelenke (4, 5) in die anderen Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) eingepresst werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Gelenk (3) ein Kugelgelenk bildet und die anderen Gelenke (4, 5) jeweils ein Gummilager bilden.
Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass - in einem primären Gelenkherstellungsschritt das Gelenkinnenteil (20) des ersten Gelenks (3) hergestellt wird, - in einem sekundären Gelenkherstellungsschritt die anderen Gelenke (4, 5) hergestellt werden, - in einem Grundkörperherstellungsschritt der metallische Grundkörper (6) hergestellt und mit den Gelenkaufnahmeausnehmungen (11, 12, 13) versehen wird, - in einem dem primären Gelenkherstellungsschritt und dem Grundkörperherstellungsschritt nachfolgenden primären Gelenkeinsetzschritt das Gelenkinnenteil (20) des ersten Gelenks (3) in eine der Gelenkaufnahmeausnehmungen (11) angeordnet wird, - in einem dem primären Gelenkeinsetzschritt nachfolgenden Einbettungsschritt der Grundkörper (6) und das Gelenkinnenteil (20) des ersten Gelenks (3) mit faserverstärktem Kunststoff umspritzt werden, sodass aus dem faserverstärkten Kunststoff der den metallischen Grundkörper (6) einbettende und ein Gelenkgehäuse (19) für das Gelenkinnenteil (20) des ersten Gelenks (3) bildende Hüllkörper (7) gebildet wird.