DE102017210205A1

DE102017210205A1 - Zweipunktlenker für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102017210205A1
Application number: DE102017210205.5A
Authority: DE
Inventors: Ignacio Lobo Casanova
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-06-19
Filing date: 2017-06-19
Publication date: 2018-12-20
Anticipated expiration: 2037-06-20
Also published as: DE102017210205B4

Abstract

Zweipunktlenker für ein Fahrzeug, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3), zwei Gelenken (4, 5), die jeweils in einem der Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) vorgesehen sind, und einem sich zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3) erstreckenden und diese miteinander verbindenden Verbindungsbauteil (6), welches mit seinen Enden die Gelenke (4, 5) zumindest teilweise umgreift, wobei die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) jeweils aus einem faserverstärkten ersten Kunststoff gebildet sind und das Verbindungsbauteil (6) aus zwei identischen und aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoff gebildeten Außenschichten (10, 11), die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte (12, 13) und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt (14) aufweisen, und einer zwischen den Mittelabschnitten (14) angeordneten Kernschicht (15) aus einem dritten Kunststoff zusammengesetzt ist, wobei jeder Endabschnitt (12, 13) jeder Außenschicht (10, 11) fest mit einem der Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) verbunden ist und das in diesem vorgesehene Gelenk (4, 5) teilweise umgreift.

Description

Die Erfindung betrifft einen Zweipunktlenker für ein Fahrzeug, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Gelenkaufnahmebauteilen, zwei Gelenken, die jeweils in einem der Gelenkaufnahmebauteile vorgesehen sind, und einem sich zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen erstreckenden und diese miteinander verbindenden Verbindungsbauteil, welches mit seinen Enden die Gelenke zumindest teilweise umgreift. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Zweipunktlenkers.
Ein Zweipunktlenker (2-Punkt-Lenker) wird insbesondere im Fahrwerk eines Personenkraftfahrzeugs (PKW) als Komponente in der Radführung eingesetzt, beispielsweise an der Vorderachse oder an der Hinterachse. Ein solcher Fahrwerklenker verbindet kinematische Punkte in der Radaufhängung des Fahrzeugs und überträgt Bewegungen und Kräfte. Die auf dem Markt zurzeit genutzten Zweipunktlenker bestehen aus Metall und weisen ein hohes Gewicht, eine niedrige spezifische Festigkeit und ggf. eine eingeschränkte Gestaltungsfreiheit auf. Ferner trägt das relativ hohe Gewicht der metallischen Zweipunktlenker zur ungefederten Masse des Fahrzeugs bei, was sich negativ auf die Fahreigenschaften und auf den Kraftstoffverbrauch auswirkt. Bei der Herstellung der metallischen Zweipunktlenker tritt zu der relativ langen und komplexen Prozesskette, unter anderem bedingt durch die mechanische Bearbeitung der metallischen Struktur und durch zusätzliche Montageschritte zur Realisierung der Gelenkfunktionen (z.B. Gummilager/Kugelgelenk), zusätzlich noch die Notwendigkeit der Ausbildung eines Korrosionsschutzes hinzu.
Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zweipunktlenker der eingangs genannten Art möglichst einfach herstellen und mit einem geringen Eigengewicht versehen zu können.
Diese Aufgabe wird durch einen Zweipunktlenker nach Anspruch 1 und durch ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen des Zweipunktlenkers und des Verfahrens sind in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung gegeben.
Der eingangs genannte Zweipunktlenker für ein Fahrzeug, mit

- zwei im Abstand zueinander angeordneten Gelenkaufnahmebauteilen,
- zwei Gelenken, die jeweils in einem der Gelenkaufnahmebauteile vorgesehen sind, und
- einem sich zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen erstreckenden und diese miteinander verbindenden Verbindungsbauteil, welches mit seinen Enden die Gelenke zumindest teilweise umgreift, ist insbesondere dadurch weitergebildet, dass
- die Gelenkaufnahmebauteile jeweils aus einem faserverstärkten ersten Kunststoff gebildet sind und
- das Verbindungsbauteil aus zwei identischen und aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoff gebildeten Außenschichten, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt aufweisen, und einer zwischen den Mittelabschnitten angeordneten Kernschicht aus einem dritten Kunststoff zusammengesetzt ist, wobei jeder Endabschnitt jeder Außenschicht fest mit einem der Gelenkaufnahmebauteile verbunden ist und das in diesem vorgesehene Gelenk teilweise umgreift.

Da die Außenschichten identisch ausgebildet sind, können sie als Gleichteile hergestellt werden, wodurch der Herstellungsaufwand reduzierbar ist. Ferner bestehen das Verbindungsbauteil und die Gelenkaufnahmebauteile aus Kunststoff, sodass der Zweipunktlenker ein relativ geringes Eigengewicht aufweist. Somit können z.B. die ungefederten Massen im Fahrzeug reduziert werden. Insbesondere ermöglicht das Herstellen des Verbindungsbauteils und der Gelenkaufnahmebauteile aus Kunststoff eine Funktionsintegration und/oder homogene Materialeigenschaften und/oder einen Verzicht auf einen zusätzlichen Korrosionsschutz. Zudem erlaubt eine Herstellung der Gelenkaufnahmebauteile, der Außenschichten und der Kernschicht aus unterschiedlichen Werkstoffen eine Anpassung der Gelenkaufnahmebauteile und des Verbindungsbauteils an ihre jeweilige Aufgabe. Auch ist es mit lediglich leichten geometrischen Änderungen, beispielsweise in der Länge des Verbindungsbauteils und/oder in der Geometrie der Gelenke und/oder der Gelenkaufnahmebauteile, möglich, den Zweipunktlenker in unterschiedlichen Fahrzeugen zu nutzen, sodass insbesondere eine zusätzliche Modularität geschaffen wird.
Gemäß einer Ausgestaltung ist oder wird jeder Endabschnitt jeder Außenschicht in das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil eingebettet. Ergänzend oder alternativ umgreift jeder Endabschnitt jeder Außenschicht das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil teilweise. Bevorzugt sind oder werden die Außenschichten formschlüssig und/oder stoffschlüssig mit den Gelenkaufnahmebauteilen verbunden. Vorzugsweise ist oder wird jeder Endabschnitt jeder Außenschicht mit dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil formschlüssig und/oder stoffschlüssig verbunden und/oder verklebt. Beispielsweise ist oder wird zwischen jedem Endabschnitt jeder Außenschicht und dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil ein Klebstoff oder Klebstofffilm angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung sind oder werden die Außenschichten und/oder die Mittelabschnitte stoffschlüssig mit der Kernschicht verbunden. Bevorzugt sind oder werden die Außenschichten und/oder die Mittelabschnitte mit der Kernschicht verklebt. Beispielsweise ist oder wird zwischen der Kernschicht und jeder Außenschicht oder jedem Mittelabschnitt ein Klebstoff oder Klebstofffilm angeordnet.
Gemäß einer Ausgestaltung umfasst jedes Gelenk ein Gelenkgehäuse und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil. Insbesondere sitzt jedes Gelenk, vorzugsweise mit seinem Gelenkgehäuse, in einer in dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil vorgesehenen Gelenkaufnahmeausnehmung und/oder jedes Gelenk ist oder wird, vorzugsweise mit seinem Gelenkgehäuse, in der oder einer in dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil vorgesehenen Gelenkaufnahmeausnehmung angeordnet und/oder eingesetzt. Ergänzend oder alternativ ist oder wird das Gelenkgehäuse jedes Gelenks z.B. durch das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil gebildet. Die Gelenkaufnahmeausnehmung ist vorzugsweise zylinderförmig. Insbesondere ist die Gelenkaufnahmeausnehmung eine durchgehende Ausnehmung.
Jedes Gelenkinnenteil erstreckt sich bevorzugt aus dem jeweiligen Gelenkgehäuse und/oder aus dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil, vorzugsweise einseitig oder zumindest einseitig oder beidseitig, heraus. Insbesondere ist oder wird jedem Gelenkinnenteil eine Gelenkinnenteilachse zugeordnet, bezüglich welcher das jeweilige Gelenkinnenteil rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist. Vorteilhaft ist oder wird jedes Gelenkinnenteil, insbesondere bezüglich der jeweiligen oder einer Gelenkinnenteilachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Jedes Gelenkinnenteil besteht bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl, und/oder jedes Gelenkinnenteil ist oder wird bevorzugt aus Metall, insbesondere aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl, hergestellt.
Jedem Gelenkgehäuse ist oder wird bevorzugt eine Gelenkgehäuseachse zugeordnet, bezüglich welcher das jeweilige Gelenkgehäuse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ist. Vorteilhaft ist oder wird jedes Gelenkgehäuse, insbesondere bezüglich der jeweiligen oder einer Gelenkgehäuseachse, rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Jedes Gelenkgehäuse besteht bevorzugt aus Kunststoff oder aus Metall, insbesondere Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl, und/oder jedes Gelenkgehäuse ist oder wird bevorzugt aus Kunststoff oder aus Metall, insbesondere Aluminium, aus Magnesium oder aus einem Eisenwerkstoff, wie z.B. Stahl, hergestellt. Zumindest eines oder jedes der Gelenkgehäuse ist oder bildet vorzugsweise eine Hülse oder Außenhülse.
Jedes Gelenkinnenteil ist oder wird bevorzugt unter Zwischenschaltung und/oder mittels eines Lagerkörpers, vorzugsweise beweglich, in dem jeweiligen Gelenkgehäuse und/oder in dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil gelagert. Insbesondere ist oder wird jeder Lagerkörper in dem jeweiligen Gelenkgehäuse und/oder in dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil angeordnet. Der Lagerkörper besteht z.B. aus Kunststoff oder aus Elastomer und/oder der Lagerkörper ist oder wird z.B. aus Kunststoff oder aus Elastomer hergestellt.
Zumindest eines oder jedes der Gelenke ist oder bildet bevorzugt ein Kugelgelenk oder ein Kugelhülsengelenk. Das Gelenkinnenteil dieses oder jedes Gelenks ist vorzugsweise ein Kugelzapfen oder eine Kugelhülse. Vorteilhaft ist der Lagerkörper dieses oder jedes Gelenks eine Lagerschale oder Kugelschale. Insbesondere sitzt das Gelenkinnenteil dieses oder jedes Gelenks gleitfähig in seinem oder dem jeweiligen Lagerkörper. Vorteilhaft ist oder wird das Gelenkinnenteil dieses oder jedes Gelenks gleitfähig in seinen oder den jeweiligen Lagerkörper angeordnet und/oder eingesetzt.
Zumindest eines oder ein anderes oder jedes der Gelenke ist oder bildet bevorzugt ein Gummilager. Das Gelenkinnenteil dieses oder dieses anderen oder jedes Gelenks ist vorzugsweise ein Bolzen oder eine Hülse. Vorteilhaft ist oder bildet der Lagerkörper dieses oder dieses anderen oder jedes Gelenks ein Elastomerkörper. Insbesondere ist oder wird das Gelenkinnenteil dieses oder dieses anderen oder jedes Gelenks stoffschlüssig mit seinem oder dem jeweiligen Lagerkörper verbunden.
Gemäß einer ersten Alternative ist oder wird die Kernschicht als Profil ausgebildet. Insbesondere ist oder bildet die Kernschicht und/oder das Profil ein Strangziehprofil oder Pultrusion-Profil. Vorteilhaft ist oder wird die Kernschicht und/oder das Profil als Strangziehprofil oder Pultrusion-Profil hergestellt. Beispielsweise ist oder wird die Kernschicht und/oder das Profil als Doppel-T-Profil oder als Kreuzprofil oder als, vorzugsweise im Querschnittsumfang rechteckiges, Hohlprofil oder als, vorzugsweise im Querschnittsumfang rechteckiges, kombiniertes Kreuz-Hohlprofil oder als ein anderes Profil ausgebildet. Gemäß einer zweiten Alternative ist oder wird die Kernschicht als Schaumkern und/oder Wabenstruktur ausgebildet und/oder aus einem Schaumstoff hergestellt. Gemäß einer dritten Alternative ist oder wird die Kernschicht als Fachwerkstruktur oder Rippenstruktur ausgebildet, die z.B. auch als Verrippungsstruktur bezeichnet wird. Die Rippenstruktur umfasst insbesondere mehrere Rippen. Bevorzugt verlaufen jeweils zwei benachbarte der Rippen schräg zueinander und/oder einander überkreuzend.
Gemäß einer Weiterbildung sind oder bilden oder umfassen die Fasern des faserverstärkten ersten Kunststoffs Kurzfasern und/oder Langfasern. Beispielsweise sind oder bilden oder umfassen die Fasern des faserverstärkten ersten Kunststoffs Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern. Bevorzugt ist oder bildet oder umfasst die Matrix des faserverstärkten ersten Kunststoffs ein Harz oder ein Kunstharz oder ein Thermoplast oder ein Duroplast, vorzugsweise ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Harz oder Kunstharz. Vorteilhaft ist oder bildet oder umfasst der faserverstärkte erste Kunststoff ein kurzfaserverstärktes und/oder langfaserverstärktes Harz oder Kunstharz oder Duroplast oder Thermoplast.
Gemäß einer Ausgestaltung sind oder bilden oder umfassen die Fasern des faserverstärkten zweiten Kunststoffs Langfasern und/oder Endlosfasern. Beispielsweise sind oder bilden oder umfassen die Fasern des faserverstärkten zweiten Kunststoffs Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern. Bevorzugt ist oder bildet oder umfasst die Matrix des faserverstärkten zweiten Kunststoffs ein Harz oder ein Kunstharz oder ein Thermoplast oder ein Duroplast, vorzugsweise ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Harz oder Kunstharz. Vorteilhaft ist oder bildet oder umfasst der faserverstärkte zweite Kunststoff ein langfaserverstärktes und/oder endlosfaserverstärktes Harz oder Kunstharz oder Duroplast oder Thermoplast. Beispielsweise sind die Matrizes des faserverstärkten ersten Kunststoffs und des faserverstärkten zweite Kunststoff identisch und/oder die Matrizes des faserverstärkten ersten Kunststoffs und des faserverstärkten zweiten Kunststoffs sind oder werden z.B. aus demselben oder dem gleichen Kunststoffmaterial und/oder Harzmaterial und/oder Kunstharzmaterial hergestellt, welches insbesondere ein thermoplastisches oder duroplastisches Material ist oder bildet.
Insbesondere durch die Kombination des oder eines kurzfaserverstärkten und/oder langfaserverstärkten ersten Kunststoffs für die Gelenkaufnahmebauteile und des oder eines endlosfaserverstärkten zweiten Kunststoffs für die Außenschichten wird ein Zweipunktlenker mit einem Hybrid-Faserverbund geschaffen, der es ermöglicht, die Gelenkaufnahmebauteile und das Verbindungsbauteil an ihre jeweilige Funktion und/oder an ihre jeweiligen Anforderungen anzupassen. Mit der oder den Endlosfaserverstärkungen können dem Verbindungsbauteil z.B. gerichtete mechanische Eigenschaften verliehen werden. Ferner ermöglichen die Kurzfaser- und/oder Langfaser-Verstärkungen eine Versteifung der Gelenkaufnahmebauteile und/oder eine Funktionsintegration in die Gelenkaufnahmebauteile, wie z.B. eine Integration der Gelenke und/oder einer Gelenkfunktion und/oder eine Integration von Sensoren und/oder eine Integration von Dichtungsbalgnuten und/oder von Clips und/oder eine Integration eines Steinschlagschutzes. Auch wird eine hohe Gestaltungsfreiheit geschaffen. Bevorzugt ist ferner die Anzahl Prozessschritte zur Herstellung des Zweipunktlenkers reduzierbar und/oder es sind mehrere Prozessschritte zur Herstellung des Zweipunktlenkers zusammenführbar.
Gemäß einer Weiterbildung ist oder bildet oder umfasst der dritte Kunststoff ein Harz oder ein Kunstharz oder ein Thermoplast oder ein Duroplast, vorzugsweise ein thermoplastisches oder ein duroplastisches Harz oder Kunstharz. Bevorzugt ist oder wird der dritte Kunststoff mit Fasern verstärkt und/oder versetzt. Insbesondere sind oder bilden oder umfassen die Fasern des dritten Kunststoffs Kurzfasern und/oder Langfasern. Beispielsweise sind oder bilden oder umfassen die Fasern des dritten Kunststoffs Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern. Beispielsweise sind der dritte Kunststoff und die Matrix des faserverstärkten ersten Kunststoffs und/oder die Matrix des faserverstärkten zweite Kunststoff identisch und/oder der dritte Kunststoff und die Matrix des faserverstärkten ersten Kunststoffs und/oder die Matrix des faserverstärkten zweiten Kunststoffs sind oder werden z.B. aus demselben oder dem gleichen Kunststoffmaterial und/oder Harzmaterial und/oder Kunstharzmaterial hergestellt, welches insbesondere ein thermoplastisches oder duroplastisches Material ist oder bildet.
Unter Kurzfasern werden bevorzugt Fasern verstanden, die eine Länge von 0,1 mm bis 1 mm aufweisen. Unter Langfasern werden vorzugsweise Fasern verstanden, die eine Länge von 1 mm bis 50 mm aufweisen. Unter Endlosfasern werden insbesondere Fasern verstanden, die eine Länge von mehr als 50 mm aufweisen.
Gemäß einer Ausgestaltung sind oder werden die Außenschichten und die Kernschicht unter Ausbildung eines Laminats zu dem Verbindungsbauteil zusammengesetzt. Bevorzugt bildet die Kernschicht zusammen mit den Außenschichten, insbesondere zusammen mit den Mittelabschnitten der Außenschichten, das oder ein Laminat.
Bevorzugt erstreckt oder erstrecken sich das Verbindungsbauteil und/oder jede Außenschicht und/oder die Kernschicht in einer axialen Richtung. Vorzugsweise sind die Mittelabschnitte, insbesondere in axialer Richtung und/oder quer zur axialen Richtung, gerade. Vorteilhaft verlaufen die Mittelabschnitte parallel zueinander. Bevorzugt ist die Kernschicht, insbesondere in axialer Richtung und/oder quer zur axialen Richtung, gerade. Vorteilhaft ist oder sind das Verbindungsbauteil und/oder jede Außenschicht und/oder die Kernschicht, insbesondere in axialer Richtung, langgestreckt und/oder jeweils langgestreckt. Vorzugsweise sind oder bilden die Enden des Verbindungsbauteils und/oder die Endabschnitte jeder Außenschicht axiale Enden des Verbindungsbauteils und/oder axiale Endabschnitte der jeweiligen Außenschicht. Vorteilhaft ist das Verbindungsbauteil und/oder jede Außenschicht bezüglich einer quer zur axialen Richtung verlaufenden Symmetrieebene spiegelsymmetrisch.
Bevorzugt ist das Verbindungsbauteil und/oder jede Außenschicht bezüglich einer in axialer Richtung verlaufenden Längsmittelebene spiegelsymmetrisch. Vorzugsweise verläuft die Längsmittelebene senkrecht zu den ebenen Mittelabschnitten und/oder zu jedem ebenen Mittelabschnitt. Vorteilhaft ist jeder Endabschnitt jeder Außenschicht um eine, insbesondere quer zur axialen Richtung und/oder quer zur Längsmittelebene verlaufende, Endabschnittsachse gekrümmt. Insbesondere verlaufen die Endabschnittsachsen parallel zueinander und/oder parallel zu den ebenen Mittelabschnitten und/oder parallel zur Symmetrieebene. Jeder Endabschnitt jeder Außenschicht ist oder bildet oder umfasst bevorzugt eine zylindrische oder teilzylindrische Schale, die vorzugsweise offen und/oder umfangsseitig offen und/oder umfangsseitig nicht geschlossen ist.
Gemäß einer Weiterbildung weisen die Endabschnitte jeder Außenschicht jeweils eine konkave Innenfläche und eine konvexe Außenfläche auf. Bevorzugt sind die Außenschichten einander gegenüberliegend angeordnet. Vorzugsweise sind die Außenschichten derart einander gegenüberliegend angeordnet, dass die konkaven Innenflächen der Endabschnitte jeder Außenschicht den konkaven Innenflächen der Endabschnitte der jeweils anderen Außenschicht zugewandt sind. Vorteilhaft sind die Außenschichten spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet und/oder ausgebildet.
Gemäß einer Ausgestaltung sind oder werden ein oder mehrere Zusatzelemente an oder in den Gelenkaufnahmebauteilen und/oder an oder in dem Verbindungsbauteil und/oder an oder in dem Laminat vorgesehen und/oder in die Gelenkaufnahmebauteile und/oder in das Verbindungsbauteil und/oder in das Laminat integriert. Das oder die Zusatzelemente bestehen insbesondere aus Elastomer und/oder sind oder werden insbesondere aus Elastomer hergestellt. Beispielsweise sind oder bilden das oder die Zusatzelemente ein oder mehrere Verstärkungselemente. Somit können Schwächen der Gelenkaufnahmebauteile und/oder des Verbindungsbauteils und/oder des Laminats und/oder des Zweipunktlenkers an einer oder mehreren Stellen gezielt reduziert werden. Ergänzend oder alternativ sind oder bilden das oder die Zusatzelemente z.B. ein oder mehrere Dämpfungselemente. Somit kann z.B. eine Verbesserung der akustischen Eigenschaften der Gelenkaufnahmebauteile und/oder des Verbindungsbauteils und/oder des Laminats und/oder des Zweipunktlenkers erzielt werden. Ergänzend oder alternativ sind oder bilden das oder die Zusatzelemente z.B. einen Einschlagschutz und/oder einen Splitterschutz. Ergänzend oder alternativ ermöglichen das oder die Zusatzelemente eine, vorzugsweise direkte, Integration von Gummilagern in die Gelenkaufnahmebauteile. Beispielsweise ist oder wird der Lagerkörper des oder jedes Gummilagers durch das oder eines der Zusatzelemente gebildet.
Gemäß einer Weiterbildung sind oder werden zusätzliche Funktionen und/oder ein oder mehrere Sensoren in die Gelenkaufnahmebauteile und/oder in das Verbindungsbauteil und/oder in die Außenschichten integriert. Mittels des oder der Sensoren ist oder sind z.B. eine Veränderung der Faser-Verbund-Struktur der Gelenkaufnahmebauteile und/oder des Verbindungsbauteils und/oder der Außenschichten und/oder eine Überbelastung und/oder Überbeanspruchung der Gelenkaufnahmebauteile und/oder des Verbindungsbauteils und/oder der Außenschichten und/oder des Zweipunktlenkers erfassbar. Somit ist insbesondere die Komplexität des Zweipunktlenkers und/oder der Prozesskette bei der Herstellung des Zweipunktlenkers reduzierbar.
Der Zweipunktlenker ist oder wird insbesondere in das oder ein Fahrzeug und/oder in eine Radaufhängung oder in ein Fahrwerk des oder eines Fahrzeugs eingebaut. Bevorzugt ist oder wird der Zweipunktlenker mittels der Gelenke mit zwei Fahrzeugbauteilen verbunden, die beispielsweise Fahrwerkbauteile sind oder bilden. Vorzugsweise ist oder wird der Zweipunktlenker mittels eines der Gelenke mit einem Fahrwerkwerkbauteil verbunden, welches z.B. ein Radträger oder Achsschenkel ist oder bildet. Bevorzugt ist oder wird der Zweipunktlenker mittels eines anderen der Gelenke mit einem Fahrwerk- oder Fahrzeugbauteil verbunden, welches z.B. ein Hilfsrahmen oder ein Fahrschemel oder ein Fahrzeugaufbau ist oder bildet. Bevorzugt sind oder werden die Gelenkinnenteile jeweils mit einem Fahrzeugbauteil verbunden, welches beispielsweise ein Fahrwerkbauteil ist. Vorzugsweise ist oder wird eines der Gelenkinnenteile mit einem Fahrwerkwerkbauteil verbunden, welches z.B. ein Radträger oder Achsschenkel ist oder bildet. Bevorzugt ist oder wird ein anderes der Gelenkinnenteile mit einem Fahrwerk- oder Fahrzeugbauteil verbunden, welches z.B. ein Hilfsrahmen oder ein Fahrschemel oder ein Fahrzeugaufbau ist oder bildet.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung des zuvor beschriebenen Zweipunktlenkers, wobei

- ein Vorformling gebildet wird, der zwei gekrümmte Randabschnitte und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt aufweist,
- von dem Vorformling zwei identische Sub-Vorformlinge, insbesondere in Form von Streifen, abgetrennt werden, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt aufweisen,
- aus den Sub-Vorformlingen die Außenschichten gebildet werden,
- die Gelenkaufnahmebauteile, die Gelenke und die Kernschicht hergestellt und mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten zu dem Zweipunktlenker gefügt werden.

Das Verfahren kann gemäß allen im Zusammenhang mit dem Zweipunktlenker erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet werden. Ferner kann der Zweipunktlenker gemäß allen im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Der nach dem Verfahren hergestellte Vorformling bietet eine einfache Möglichkeit, die Sub-Vorformlinge und somit auch die Außenschichten identisch auszubilden. Ferner kann der Vorformling derart groß hergestellt werden, dass von ihm Sub-Vorformlinge für mehrere Zweipunktlenker abgetrennt werden können. Hierdurch können die Herstellungskosten gesenkt werden. Das Abtrennen der Sub-Vorformlinge von dem Vorformling erfolgt z.B. durch Schneiden oder Stanzen.
Das Abtrennen der Sub-Vorformlinge von dem Vorformling erfolgt bevorzugt nach dem Bilden des Vorformlings. Ferner erfolgt das Bilden der Außenschichten aus den Sub-Vorformlingen vorzugsweise nach dem oder durch das Abtrennen der Sub-Vorformlinge von dem Vorformling. Vorteilhaft erfolgt das Fügen der Gelenkaufnahmebauteile, der Gelenke und der Kernschicht mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten zu dem Zweipunktlenker nach dem Abtrennen der Sub-Vorformlinge von dem Vorformling. Vorteilhaft erfolgt das Herstellen der Gelenkaufnahmebauteile nach dem Herstellen der Kernschicht. Bevorzugt erfolgt das Bilden der Außenschichten aus den Sub-Vorformlingen nach dem Herstellen der Kernschicht. Vorzugsweise erfolgt das Herstellen der Gelenke vor, während oder nach dem Herstellen der Gelenkaufnahmebauteile. Vorteilhaft erfolgt das Herstellen der Gelenke vor, während oder nach dem Bilden der Außenschichten aus den Sub-Vorformlingen. Bevorzugt erfolgt das Bilden der Außenschichten aus den Sub-Vorformlingen vor, während oder nach dem Herstellen der Gelenkaufnahmebauteile.
Der Vorformling und/oder ein Vorprodukt des Vorformlings besteht bevorzugt aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg. Insbesondere wird der Vorformling und/oder das oder ein Vorprodukt des Vorformlings aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg gebildet und/oder hergestellt. Bei den vorgenannten Fasern kann es sich z.B. auch um trockene Fasern handeln. Da die Sub-Vorformlinge von dem Vorformling abgetrennt werden, bestehen bevorzugt auch die Sub-Vorformlinge aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg. Insbesondere werden die Sub-Vorformlinge aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg gebildet und/oder hergestellt. Vorzugsweise werden die Fasern der Sub-Vorformlinge durch die Fasern des Vorformlings und/oder des Vorprodukts gebildet.
Bevorzugt umfasst der Vorformling und/oder das oder ein Vorprodukt des Vorformlings eine oder mehrere Lagen, die oder die jeweils aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg gebildet sind oder bestehen.
Insbesondere wird der Vorformling und/oder das oder ein Vorprodukt des Vorformlings aus einer oder mehreren Lagen gebildet, die oder die jeweils aus Fasern und/oder aus Harz oder Kunstharz und/oder aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder aus Prepreg oder Towpreg gebildet und/oder hergestellt sind oder werden. Bei den vorgenannten Fasern kann es sich z.B. auch um trockene Fasern handeln. Vorzugsweise sind die Lagen, insbesondere direkt, übereinander und/oder aufeinanderliegend angeordnet. Beispielsweise umfasst die oder jede Lage unidirektionale Fasern oder ein Fasergewebe oder Fasergelege. Insbesondere können die Fasern aufeinanderfolgender Lagen gleich oder unterschiedlich orientiert sein. Bei den mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern handelt es sich z.B. um Prepreg oder Towpreg.
Wird das Vorprodukt aus trockenen Fasern gebildet und/oder hergestellt, werden dessen Fasern, vorzugsweise anschließend, insbesondere mit einem Harz oder Kunstharz durchtränkt (imprägniert). Dies erfolgt z.B. durch ein Harzinjektionsverfahren, welches auch als Resin-Transfer-Moulding (RTM) bezeichnet wird. Währenddessen oder anschließend wird das Vorprodukt, vorzugsweise unter Druck, zu dem Vorformling geformt oder umgeformt. Dies erfolgt z.B. durch Prepreg-Compression-Molding (PCM).
Wird das Vorprodukt aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern oder aus Prepreg oder Towpreg oder aus einer oder mehreren Lagen gebildet und/oder hergestellt, die oder die jeweils aus mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern oder aus Prepreg oder Towpreg gebildet sind, wird das Vorprodukt, vorzugsweise anschließend, insbesondere unter Druck, zu dem Vorformling geformt oder umgeformt. Dies erfolgt z.B. durch Prepreg-Compression-Molding (PCM).
Die Fasern des Vorformlings und/oder des Vorprodukts und/oder der Sub-Vorformlinge und/oder des oder jedes Prepregs oder Towpregs und/oder die trockenen Fasern und/oder die mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern sind oder bilden oder umfassen vorzugsweise Langfasern und/oder Endlosfasern. Vorteilhaft sind oder bilden oder umfassen die Fasern des Vorformlings und/oder des Vorprodukts und/oder der Sub-Vorformlinge und/oder des oder jedes Prepregs oder Towpregs und/oder die trockenen Fasern und/oder die mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern Kohlenstofffasern und/oder Glasfasern und/oder Aramidfasern und/oder Basaltfasern. Die Fasern des faserverstärkten zweiten Kunststoffs der Außenschichten sind oder werden bevorzugt durch die Fasern des Vorformlings und/oder des Vorprodukts und/oder der Sub-Vorformlinge und/oder des oder jedes Prepregs oder Towpregs und/oder durch die trockenen Fasern und/oder durch die mit Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern gebildet.
Bei dem Harz oder Kunstharz des Vorformlings und/oder des Vorprodukts und/oder der Sub-Vorformlinge und/oder des oder jedes Prepregs oder Towpregs und/oder der imprägnierten oder vorimprägnierten Fasern und/oder bei dem Harz oder Kunstharz, mit welchem die trockenen Fasern durchtränkt werden, handelt es sich insbesondere um ein thermoplastisches oder duroplastisches Harz oder Kunstharz. Die Matrix des faserverstärkten zweiten Kunststoffs der Außenschichten ist oder wird bevorzugt durch dieses Harz oder Kunstharz und/oder durch die Matrix des oder der Prepregs oder Towpregs gebildet. Bei dem oder jedem Prepreg oder Towpreg handelt es sich insbesondere um thermoplastisches oder duroplastisches Prepreg oder Towpreg.
Gemäß einer Weiterbildung wird jedes Gelenkaufnahmebauteil aus einem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz gebildet und/oder hergestellt, welches bevorzugt ein duroplastisches oder thermoplastisches Harz oder Kunstharz ist. Diese Fasern sind oder umfassen insbesondere Kurzfasern und/oder Langfasern. Der faserverstärkte erste Kunststoff der Gelenkaufnahmebauteile ist oder wird bevorzugt durch dieses mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz gebildet. Bei diesem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz handelt es sich z.B. um ein Sheet Molding Compound (SMC) oder um ein Bulk Molding Compound (BMC). Bevorzugt wird jeder Endabschnitt jedes Sub-Vorformlings oder jeder Außenschicht, insbesondere während der Herstellung der Gelenkaufnahmebauteile, in das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil eingebettet.
Gemäß einer Ausgestaltung werden die Sub-Vorformlinge oder die Außenschichten, die Gelenke oder die Gelenkinnenteile, die Kernschicht und das oder ein mit Fasern versetztes Harz oder Kunstharz, insbesondere gemeinsam, in ein Presswerkzeug eingebracht, in oder mittels welchem aus dem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz die Gelenkaufnahmebauteile gebildet und diese zusammen mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten, den Gelenken oder den Gelenkinnenteilen und der Kernschicht zu dem Zweipunktlenker gefügt werden. Bei diesem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz handelt es sich insbesondere um das vorgenannte mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden. Somit handelt es sich bei diesem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz bevorzugt um ein mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetztes duroplastisches oder thermoplastisches Harz oder Kunstharz. Bevorzugt ermöglicht die vorgenannte Ausgestaltung die Herstellung des Zweipunktlenkers durch einen einzigen Ur-/Umform-Prozessschritt (One-Shot-Prozess), der vorzugsweise auch die vollständige Funktionsintegration umfasst. Somit kann insbesondere die Prozesskette bei der Herstellung des Zweipunktlenkers verkleinert werden.
Das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden, wird z.B. in Form eines Sheet Molding Compounds oder in Form eines Bulk Molding Compounds in das Presswerkzeug eingebracht. Gemäß einer Alternative wird das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden, in das Presswerkzeug eingespritzt. In diesem Fall wird das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden, vorzugsweise nachträglich und/oder nach dem Einbringen der Sub-Vorformlinge oder der Außenschichten, der Gelenke oder der Gelenkinnenteile und der Kernschicht in das Presswerkzeug, insbesondere durch das Einspritzen, eingebracht.
Bevorzugt wird ein Klebstoff in das Presswerkzeug eingebracht, vorzugsweise zusammen mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten, den Gelenken oder den Gelenkinnenteilen und der Kernschicht. Beispielsweise wird auch das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden, zusammen mit dem Klebstoff in das Presswerkzeug eingebracht. In oder mittels des Presswerkzeugs wird insbesondere die Kernschicht mittels des Klebstoffs mit jedem der Sub-Vorformlinge oder der Außenschichten verklebt. Der Klebstoff kann z.B. vor seinem Einbringen in das Presswerkzeug auf die Kernschicht und/oder auf die Sub-Vorformlinge oder die Außenschichten aufgebracht werden.
Gemäß einer Weiterbildung wird ein Elastomer in das Presswerkzeug eingebracht, vorzugsweise zusammen mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten, den Gelenken oder den Gelenkinnenteilen und der Kernschicht. Beispielsweise wird auch das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz, aus dem insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile gebildet werden, zusammen mit dem Elastomer in das Presswerkzeug eingebracht. In oder mittels des Presswerkzeugs werden beispielsweise das oder die Zusatzelemente aus dem Elastomer gebildet. Bevorzugt werden in oder mittels des Presswerkzeugs, vorzugsweise unter Ausbildung der Gelenke, die Lagerkörper der Gelenke aus dem Elastomer gebildet. In diesem Fall werden in oder mittels des Presswerkzeugs insbesondere auch die Gelenke gebildet und/oder hergestellt.
Gemäß einer Alternative werden die Außenschichten aus den Sub-Vorformlingen vorgefertigt. Ferner werden insbesondere die Gelenkaufnahmebauteile, die Gelenke und die Kernschicht vorgefertigt. Bevorzugt werden anschließend die Gelenkaufnahmebauteile, die Gelenke und die Kernschicht zusammen mit Außenschichten zu dem Zweipunktlenker gefügt. Insbesondere werden in diesem Fall die Außenschichten mit der Kernschicht und/oder mit den Gelenkaufnahmebauteilen verklebt.
Das beschriebene Verfahren schafft insbesondere eine endlosfaserverstärkte Struktur (Sub-Vorformlinge, Außenschichten), die an den kinematischen Punkten (Gelenke, Gelenkaufnahmebauteile) zusätzlich mit einer Kurz-/Langfaser-Struktur verstärkt wird. Bevorzugt nimmt die Komponente zwischen den beiden kinematischen Punkten hauptsächlich die Axial- und Torsionskräfte auf und leitet diese weiter. Bei der Endlosfaser-Struktur kann z.B. ein auf den Lastfall optimierter Lagenaufbau und eine angepasste Geometrie (Faserorientierung, Wandstärke, Breite, etc.) gewählt werden. Insbesondere bilden die Sub-Vorformlinge zwei Teile, und zwar ein Oberteil und ein Unterteil, die zusammen bereits die Form und/oder die Kontur des späteren Zweipunktlenkers definieren. Die Kurz-/Langfaserverstärkung wird vorzugsweise an den Stellen oder im Bereich der kinematischen Punkte angebracht, um die Gelenke oder Gelenkfunktionen in der Struktur zu fixieren und/oder zu integrieren. Zwischen den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten wird insbesondere ein Kernprofil integriert. Zur Verbindung des Kernprofils mit den Sub-Vorformlingen oder den Außenschichten kann z.B. ein Klebstoff oder Klebstofffilm auf der Ober- und Unterseite des Kernprofils angebracht werden.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines mit Gelenken versehenen Zweipunktlenkers gemäß einer ersten Ausführungsform,
2 einen Längsschnitt durch den Zweipunktlenker gemäß der ersten Ausführungsform bei weggelassenen Gelenken,
3 eine schematische Ansicht einer Kernschicht des Zweipunktlenkers gemäß der ersten Ausführungsform sowie einer ersten Abwandlung der Kernschicht,
4 eine schematische Ansicht einer zweiten Abwandlung der Kernschicht,
5 eine schematische Ansicht einer dritten Abwandlung der Kernschicht,
6 eine perspektivische Ansicht eines mit Gelenken versehenen Zweipunktlenkers gemäß einer zweiten Ausführungsform,
7 in schematischer Darstellung einen Ablauf zur Herstellung des Zweipunktlenkers gemäß der ersten und der zweiten Ausführungsform aus Sub-Vorformlingen und anderen Komponenten,
8 in schematischer Darstellung einen Ablauf zur Herstellung der Sub-Vorformlinge und
9 in schematischer Darstellung einen Ablauf zur Herstellung eines Zweipunktlenkers gemäß einer dritten Ausführungsform.

Aus 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweipunktlenkers 1 gemäß einer ersten Ausführungsform ersichtlich, der zwei im Abstand zueinander angeordnete Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3, zwei Gelenke 4 und 5, die jeweils in einem der Gelenkaufnahmebauteile vorgesehen sind, und ein sich zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen 2 und 3 erstreckendes und diese miteinander verbindendes Verbindungsbauteil 6 aufweist, welches sich in einer axialen Richtung x erstreckt, die auch als Längsrichtung bezeichnet wird.
2 zeigt einen Längsschnitt durch den Zweipunktlenker 1, wobei die Gelenke 4 und 5 weggelassen wurden. Wie aus 2 ersichtlich, umfassen die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 jeweils eine Gelenkaufnahmeausnehmung 7. Ferner ist aus 1 ersichtlich, dass die Gelenke 4 und 5 jeweils ein Gelenkgehäuse 8 und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil 9 umfassen, wobei jedes Gelenk mit seinem Gelenkgehäuse 8 in der jeweiligen Gelenkaufnahmeausnehmung 7 sitzt.
Das Verbindungsbauteil 6 ist unter Ausbildung eines Laminats aus zwei identischen Außenschichten 10 und 11, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte 12 und 13 und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt 14 aufweisen, und einer zwischen den Mittelabschnitten 14 angeordneten Kernschicht 15 zusammengesetzt. Die Außenschichten 10 und 11 erstrecken sich jeweils in axialer Richtung x. Insbesondere bilden die Endabschnitte 12 und 13 jeder Außenschicht axiale Endabschnitte der jeweiligen Außenschicht. Ferner erstreckt sich die Kernschicht 15 in axialer Richtung x. Die gekrümmten Endabschnitte 12 und 13 weisen jeweils eine konkave Innenfläche 16 und eine konvexe Außenfläche 17 auf, wobei die Außenschichten 10 und 11 derart einander gegenüberliegend angeordnet sind, dass die konkaven Innenflächen 16 der gekrümmten Endabschnitte jeder Außenschicht den konkaven Innenflächen 16 der gekrümmten Endabschnitte der jeweils anderen Außenschicht zugewandt sind. Ferner ist jeder Endabschnitt jeder Außenschicht in eines der Gelenkaufnahmebauteile eingebettet und somit fest mit diesem verbunden. Dabei umgreift jeder Endabschnitt jeder Außenschicht die jeweilige Gelenkaufnahmeausnehmung 7 und somit auch das jeweilige Gelenk teilweise. Das Verbindungsbauteil 6 ist bezüglich einer schematisch angedeuteten und quer zur axialen Richtung x verlaufenden Symmetrieebene 18 spiegelsymmetrisch. Die Kernschicht 15 ist mit jeder der Außenschichten im Bereich ihrer Mittelabschnitte 14 verklebt, wozu zwischen der Kernschicht 15 und den Mittelabschnitten 14 jeweils ein Klebstofffilm 19 angeordnet ist.
Die Gelenkaufnahmebauteile sind jeweils aus einem kurzfaserverstärkten und/oder langfaserverstärkten ersten Kunststoff gebildet, wobei die Außenschichten 10 und 11 jeweils aus einem endlosfaserverstärkten zweiten Kunststoff gebildet sind. Ferner ist die Kernschicht 15 aus einem dritten Kunststoff gebildet, der insbesondere mit Kurzfasern und/oder Langfasern verstärkt ist.
Die Gelenke 4 und 5 sind jeweils als Kugelgelenk ausgebildet, sodass die Gelenkinnenteile 9 jeweils durch einen Kugelzapfen gebildet sind. Insbesondere bestehen die Gelenkinnenteile 9 und die Gelenkgehäuse 8 aus Metall.
Aus 3 ist eine schematische Ansicht der Kernschicht 15 ersichtlich, wobei zusätzlich die Außenschichten 10 und 11, allerdings von der Kernschicht 15 abgerückt, angedeutet sind. Ferner ist der Querschnitt 20 der Kernschicht 15 entlang der Schnittlinie A-A dargestellt. Die Kernschicht 15 bildet somit ein rechteckiges Hohlprofil mit integriertem Kreuz. Dieses Profil kann auch als kombiniertes Kreuz-Hohlprofil bezeichnet werden. Gemäß einer ersten Abwandlung bildet die Kernschicht 15 ein Doppel-T-Profil, dessen Querschnitt 21 ebenfalls dargestellt ist.
Aus 4 ist eine schematische Ansicht einer zweiten Abwandlung der Kernschicht 15 ersichtlich, die hier als Schaumkern mit Wabenstruktur ausgebildet ist. Ein Teil der Kernschicht 15 ist in schematischer Darstellung außerhalb der Kernschicht 15 vergrößert dargestellt, sodass die Wabenstruktur 22 deutlich wird. Zusätzlich sind in 4 die Außenschichten 10 und 11, allerdings von der Kernschicht 15 abgerückt, angedeutet.
Aus 5 ist eine schematische Ansicht einer dritten Abwandlung der Kernschicht 15 ersichtlich, die als Rippenstruktur mit mehreren Rippen 23 und 24 ausgebildet ist. Dabei sind jeweils zwei benachbarte der Rippen 23 und 24 einander überkreuzend angeordnet. Abgesehen von der Ausgestaltung der Kernschicht 15 entspricht die Darstellung nach 5 der Darstellung nach 2.
Die als kombiniertes Kreuz-Hohlprofil ausgebildete Kernschicht 15 des Zweipunktlenkers 1 gemäß der ersten Ausführungsform kann insbesondere durch jede der erläuterten Abwandlungen der Kernschicht ersetzt werden.
Aus 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Zweipunktlenkers 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. Im Unterschied zu der ersten Ausführungsform sind die Gelenke 4 und 5 gemäß der zweiten Ausführungsform nicht als Kugelgelenke, sondern als Gummilager ausgebildet, deren Innenteile 9 durch Hülsen gebildet sind. Abgesehen von diesen Unterschieden stimmt die zweite Ausführungsform mit der ersten Ausführungsform überein, sodass zur weiteren Beschreibung der zweiten Ausführungsform auf die Beschreibung der ersten Ausführungsform verwiesen wird.
7 zeigt in schematischer Darstellung einen Ablauf zur Herstellung des Zweipunktlenkers 1 gemäß der ersten und/oder der zweiten Ausführungsform. Dabei wird in einem Vorbereitungsschritt 25 aus Endlosfasern oder Towpreg 26 oder aus Prepreg 27 ein Vorformling 28 hergestellt, der aus 8 ersichtlich ist und zwei gekrümmte Randabschnitte 29 und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt 30 aufweist. Anschließend werden von dem Vorformling 28 mittels eines Schneidwerkzeugs 31 mehrere identische Sub-Vorformlinge 32 abgetrennt, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte 33 und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt 34 aufweisen. Ferner werden die Kernschicht 15 und die Gelenke 4 und 5 hergestellt.
Anschließend werden in einem Bereitstellungschritt 35 zwei der Sub-Vorformlinge 32, die Kernschicht 15, die beiden Gelenke 4 und 5 und ein mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetztes Harz oder Kunstharz 36, welches z.B. in Form eines Sheet Molding Compounds oder eines Bulk Molding Compounds vorliegt, bereitgestellt. Bevorzugt wird ferner ein Elastomer 37, welches z.B. in Form einer Elastomerschicht vorliegt, bereitgestellt. Im Bereitstellungschritt 35 ist lediglich einer der Sub-Vorformlinge 32 gezeigt. Ferner ist zusätzlich zu den als Gummilager ausgebildeten Gelenken 4 und 5 ein Kugelgelenk 38 dargestellt, um deutlich zu machen, dass es sich bei den Gelenken 4 und 5 sowohl um Gummilager als auch um Kugelgelenke handeln kann.
Anschließend werden in einem Einlegeschritt 39 die Sub-Vorformlinge 32, die Gelenke 4 und 5, die Kernschicht 15 und das mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetzte Harz oder Kunstharz 36 gemeinsam in ein Presswerkzeug 40 eingelegt. Bevorzugt wird dabei auch das Elastomer 37 mit in das Presswerkzeug 40 eingelegt. Anschließend wird in einem Pressschritt 41 das Presswerkzeug 40 zusammengefahren, wobei aus dem mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetzten Harz oder Kunstharz 36 die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 gebildet werden, die Gelenke 4 und 5 in die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 eingebettet werden, aus den Sub-Vorformlingen 32 die Außenschichten 10 und 11 gebildet werden, die gekrümmten Endabschnitte 12 und 13 der Außenschichten in die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 eingebettet werden und die Außenschichten 10 und 11 mit der Kernschicht 15 unter Ausbildung des Verbindungsbauteils 6 verbunden werden. Bevorzugt werden ferner aus dem Elastomer 37 ein oder mehrere Zusatzelemente gebildet und in das Verbindungsbauteil 6 und/oder in die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 integriert. Die Zusatzelemente bilden z.B. Verstärkungselemente und/oder Dämpfungselemente und/oder Einschlagschutz- oder Splitterschutzelemente. Insbesondere erfolgt der Pressschritt 41 unter Wärmezufuhr.
In dem Pressschritt 41 sind zwei Abschnitte I und II mit jeweils einem Presswerkzeug 40 dargestellt, wobei in dem Abschnitt I die Gelenke 4 und 5 als Kugelgelenke und in dem Abschnitt II die Gelenke 4 und 5 als Gummilager ausgebildet sind. Die Abschnitte I und II bilden somit Alternativen und sollen lediglich verdeutlichen, dass der Zweipunktlenker 1 sowohl mit Kugelgelenken als auch mit Gummilagern hergestellt werden kann. Insbesondere erfolgt im Pressschritt 41 ferner ein Aushärten der Gelenkaufnahmebauteile und/oder des mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetzten Harzes oder Kunstharzes 36. Vorzugsweise erfolgt im Pressschritt 41 ferner ein Aushärten der Außenschichten und/oder der Sub-Vorformlinge und/oder des Harzes (Matrix) der Sub-Vorformlinge oder der Außenschichten. Bevorzugt erfolgt im Pressschritt ferner ein Aushärten und/oder Ausvulkanisieren des oder der Zusatzelemente und/oder des Elastomers. In dem Pressschritt 41 werden die in das Presswerkzeug 40 eingebrachten Komponenten somit zu dem Zweipunktlenker gefügt.
Gemäß einer Alternative wird das mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetzte Harz oder Kunstharz 36 im Einlegeschritt 39 nicht in das Presswerkzeug 40 eingelegt, sondern im Pressschritt 41 in das Presswerkzeug 40 eingespritzt.
Nach dem Pressschritt 41 erfolgt ein Entnahmeschritt 42, in welchem das Presswerkzeug 40 auseinandergefahren und der hergestellte Zweipunktlenker 1 dem Presswerkzeug 40 entnommen wird. Auch im Entnahmeschritt 42 sind die beiden Abschnitte I und II gezeigt, wobei in dem Abschnitt I die Gelenke als Kugelgelenke und in dem Abschnitt II die Gelenke als Gummilager ausgebildet sind.
Aus 9 ist in schematischer Darstellung ein Ablauf zur Herstellung eines Zweipunktlenkers gemäß einer dritten Ausführungsform ersichtlich, wobei zu den vorherigen Ausführungsformen identische oder ähnliche Merkmale mit denselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen bezeichnet sind. Gemäß der dritten Ausführungsform werden aus einem faserverstärktem ersten Kunststoff zwei Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 vorgefertigt, die jeweils eine Gelenkaufnahmeausnehmung 7 umfassen. Ferner werden zwei identische und aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoff gebildete Außenschichten 10 und 11 vorgefertigt, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte 12 und 13 und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt 14 aufweisen. Auch wird eine Kernschicht 15 aus einem dritten Kunststoff vorgefertigt, der bevorzugt mit Fasern verstärkt ist. Anschließend wird die Kernschicht 15 zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen 2 und 3 angeordnet. Ferner werden die Kernschicht 15 und die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 zwischen den Außenschichten 10 und 11 angeordnet und mit diesen verklebt. Dazu wird zwischen der Kernschicht 15 und jeder Außenschicht 10 und 11 ein Klebstoff 43 vorgesehen, mittels welchem die Kernschicht 15 mit den Außenschichten verklebt wird. Ferner wird zwischen jedem Gelenkaufnahmebauteil und den Außenschichten jeweils ein Klebstoff 44 vorgesehen, mittels welchem jedes Gelenkaufnahmebauteil mit den Außenschichten verklebt wird. Die Klebstoffe 43 und 44 können identisch oder unterschiedlich sein. Anschließend wird in jede der Gelenkaufnahmeausnehmungen 7 jeweils ein Gelenk eingebracht.
Bei dem so gebildeten Zweipunktlenker umgreift jeder Endabschnitt jeder Außenschicht das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil teilweise. Ferner bilden die Außenschichten 10 und 11 und die Kernschicht 15 gemeinsam ein Verbindungsbauteil, welches mit seinen Enden die Gelenkaufnahmebauteile 2 und 3 und somit auch die Gelenke zumindest teilweise umgreift.
Bezugszeichenliste

1: Zweipunktlenker
2: Gelenkaufnahmebauteil
3: Gelenkaufnahmebauteil
4: Gelenk
5: Gelenk
6: Verbindungsbauteil
7: Gelenkaufnahmeausnehmung
8: Gelenkgehäuse
9: Gelenkinnenteil
10: Außenschicht
11: Außenschicht
12: gekrümmter Endabschnitt der Außenschicht
13: gekrümmter Endabschnitt der Außenschicht
14: ebener Mittelabschnitt der Außenschicht
15: Kernschicht
16: konkave Innenfläche des Endabschnitts
17: konvexe Außenfläche des Endabschnitts
18: Symmetrieebene
19: Klebstofffilm
20: Querschnitt der Kernschicht
21: Querschnitt der Kernschicht gemäß einer Abwandlung
22: Wabenstruktur
23: Rippe
24: Rippe
25: Vorbereitungsschritt
26: Endlosfasern oder Towpreg
27: Prepreg
28: Vorformling
29: Randabschnitt des Vorformlings
30: Mittelabschnitt des Vorformlings
31: Schneidwerkzeug
32: Sub-Vorformling
33: Endabschnitt des Sub-Vorformlings
34: Mittelabschnitt des Sub-Vorformlings
35: Bereitstellungsschritt
36: Kunstharz, mit Kurzfasern und/oder Langfasern versetzt
37: Elastomer
38: Kugelgelenk
39: Einlegeschritt
40: Presswerkzeug
41: Pressschritt
42: Entnahmeschritt
43: Klebstoff
44: Klebstoff
x: axiale Richtung

Claims

Zweipunktlenker für ein Fahrzeug, mit zwei im Abstand zueinander angeordneten Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3), - zwei Gelenken (4, 5), die jeweils in einem der Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) vorgesehen sind, und - einem sich zwischen den Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3) erstreckenden und diese miteinander verbindenden Verbindungsbauteil (6), welches mit seinen Enden die Gelenke (4, 5) zumindest teilweise umgreift, dadurch gekennzeichnet, dass - die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) jeweils aus einem faserverstärkten ersten Kunststoff gebildet sind und - das Verbindungsbauteil (6) aus zwei identischen und aus einem faserverstärkten zweiten Kunststoff gebildeten Außenschichten (10, 11), die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte (12, 13) und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt (14) aufweisen, und einer zwischen den Mittelabschnitten (14) angeordneten Kernschicht (15) aus einem dritten Kunststoff zusammengesetzt ist, wobei jeder Endabschnitt (12, 13) jeder Außenschicht (10, 11) fest mit einem der Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) verbunden ist und das in diesem vorgesehene Gelenk (4, 5) teilweise umgreift.
Zweipunktlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Endabschnitt (12, 13) in das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil (2, 3) eingebettet ist.
Zweipunktlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Endabschnitt (12, 13) das jeweilige Gelenkaufnahmebauteil (2, 3) teilweise umgreift.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschichten (10, 11) stoffschlüssig mit den Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3) verbunden sind.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschichten (10, 11) stoffschlüssig mit der Kernschicht (15) verbunden sind.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Gelenk (4, 5) ein Gelenkgehäuse (8) und ein beweglich in diesem gelagertes Gelenkinnenteil (9) umfasst und mit seinem Gelenkgehäuse (8) in einer in dem jeweiligen Gelenkaufnahmebauteil (2, 3) vorgesehenen Gelenkaufnahmeausnehmung (7) sitzt.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kernschicht (15) als Profil, als Schaumkern oder Wabenstruktur oder als Verrippungsstruktur ausgebildet ist.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der faserverstärkte erste Kunststoff ein kurzfaserverstärkter und/oder langfaserverstärkter Duroplast und der faserverstärkte zweite Kunststoff ein endlosfaserverstärkter Duroplast ist.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschichten (10, 11) und die Kernschicht (15) unter Ausbildung eines Laminats zu dem Verbindungsbauteil (6) zusammengesetzt sind.
Zweipunktlenker nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Zusatzelemente aus Elastomer (37) an oder in dem Verbindungsbauteil (6) und/oder an oder in den Gelenkaufnahmebauteilen (2, 3) vorgesehen oder in dieses oder diese integriert sind.
Verfahren zur Herstellung eines Zweipunktlenkers (1) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass - ein Vorformling (28) gebildet wird, der zwei gekrümmte Randabschnitte (29) und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt (30) aufweist, - von dem Vorformling (28) zwei identische Sub-Vorformlinge (32) abgetrennt werden, die jeweils zwei gekrümmte Endabschnitte (33) und einen diese miteinander verbindenden ebenen Mittelabschnitt (30) aufweisen, - aus den Sub-Vorformlingen (32) die Außenschichten (10, 11) gebildet werden, - die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3), die Gelenke (4, 5) und die Kernschicht (15) hergestellt und mit den Sub-Vorformlingen (32) oder den Außenschichten (10,11) zu dem Zweipunktlenker (1) gefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorformling (28) aus mit duroplastischem Harz oder Kunstharz imprägnierten oder vorimprägnierten Endlosfasern oder aus duroplastischem Prepreg (27) oder Towpreg oder aus trockenen Endlosfasern (26) gebildet wird, die anschließend mit einem duroplastischen Harz oder Kunstharz durchtränkt werden.
Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Sub-Vorformlinge (32), die Gelenke (4, 5), die Kernschicht (15) und ein mit Fasern versetztes Harz oder Kunstharz (36) in ein Presswerkzeug (40) eingebracht werden, in oder mittels welchem aus dem mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz (36) die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) gebildet und diese zusammen mit den Sub-Vorformlingen (32), den Gelenken (4, 5) und der Kernschicht (15) zu dem Zweipunktlenker (1) gefügt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Fasern versetzten Harz oder Kunstharz (36), aus denen die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) gebildet werden, ein mit Kurzfasern und/oder mit Langfasern versetztes duroplastisches Harz oder Kunstharz ist.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass das mit Fasern versetzte Harz oder Kunstharz (36), aus dem die Gelenkaufnahmebauteile (2, 3) gebildet werden, in das Presswerkzeug (40) eingespritzt wird.