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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugeinrichtung mit einer Verbindung zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente, wobei ein Verbindungsabschnitt der ersten Komponenten und ein Anschlussabschnitt der zweiten Komponente einander mindestens teilweise überlagern und formschlüssig miteinander verbunden werden, und zum Realisieren dieser formschlüssigen Verbindung die zweite Komponente mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt wird. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Fahrzeugeinrichtung, die gemäß einem solchen Verfahren hergestellt ist.
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Eine derartiges Verfahren bzw. eine solche Fahrzeugeinrichtung ist aus der
DE 10 2010 041 791 A1 bekannt. Hierbei ist die Fahrzeugeinrichtung als eine Strebeneinrichtung, nämlich als eine Gelenkstange für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, ausgebildet. Die Enden eines Verbindungselementes bzw. einer Stange weisen Rändelungen auf deren Außenumfang auf. Je nach Ausbildung der Rändelungen können zwei Verbindungsbereiche ausgebildet sein. Beispielsweise kann ein erster Verbindungsbereich radial umlaufende Rändelungen und ein zweiter Verbindungsbereich axial ausgerichtete Rändelungen aufweisen. Die Rändelungen bzw. Verbindungsbereiche werden mit einem Kunststoffmaterial zum Ausbilden einer Gelenkaufnahme umspritzt. Beim Umspritzen dringt das Kunststoffmaterial in Vertiefungen der Rändelungen ein, wodurch sowohl eine formschlüssige Axialsicherung als auch eine formschlüssige Verdrehsicherung zum Festsetzen der Gelenkaufnahme realisiert ist.
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Die Gelenkaufnahmen an den beiden Enden des Verbindungselementes bzw. der Stange können prinzipiell in unterschiedlichen Winkelstellungen zueinander und bezüglich einer Verdrehung um eine Mittellängsachse der Stange angeordnet werden.
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Nachteilig ist hierbei jedoch, dass eine einmal ausgewählte Winkelstellung nach dem Spritzguss der zweiten Komponente nicht mehr geändert oder an abweichende Anforderungen an die Winkelstellung der Gelenkaufnahmen an den beiden voneinander abgewandten Enden angepasst werden kann. Zudem führen Winkelstellungen abweichend von 0° oder 180° zu einem aufwändigen Aufbau des notwendigen Spritzgusswerkzeuges und somit zu unerwünscht hohen Kosten.
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Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren und/oder eine Fahrzeugeinrichtung der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Herstellung und/oder die Realisierung einer Winkeleinstellung der zweiten Komponente in Bezug zu der ersten Komponente verbessert ist. Vorzugsweise ist eine beliebige Winkeleinstellung einer ersten Gelenkaufnahme zu einer zweiten Gelenkaufnahme realisierbar, wobei die beiden Gelenkaufnahmen an voneinander abgewandten Enden der ersten Komponente angeordnet sind. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
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Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 und mittels einer Fahrzeugeinrichtung nach Anspruch 11 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
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Demnach wird ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugeinrichtung vorgeschlagen. Insbesondere handelt es sich bei einer solchen Fahrzeugeinrichtung um ein Fahrwerkbauteil, eine Strebeneinrichtung, einen Lenker, eine Koppelstange und/oder eine Pendelstange. Die Fahrzeugeinrichtung weist eine Verbindung zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente auf. Somit sind die erste Komponente und die zweite Komponente Bestandteile der Fahrzeugeinrichtung. Die erste Komponente hat einen Verbindungsabschnitt und die zweite Komponente hat einen Anschlussabschnitt. Der Verbindungsabschnitt der ersten Komponenten und der Anschlussabschnitt der zweiten Komponente werden einander mindestens teilweise überlagernd und formschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere sind der Verbindungsabschnitt und der Anschlussabschnitt insoweit korrespondierend zueinander ausgebildet. Zum Realisieren der formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente wird die zweite Komponente mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Hierbei wird die formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente bzw. zwischen dem Anschlussabschnitt und dem Verbindungsabschnitt derart ausgebildet, dass eine relative Verlagerung der zweiten Komponente zur ersten Komponente ermöglicht ist. Hierdurch kann eine Relativposition der zweiten Komponente zur ersten Komponente, insbesondere in Bezug zu einer Mittellängsachse der ersten Komponente, eingestellt werden. Mittels einer weiteren Komponente wird sodann eine eingestellte Relativposition der zweiten Komponente zur ersten Komponente festgesetzt.
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Hierbei ist von Vorteil, dass die endgültige Lage, Position und/oder Winkeleinstellung der zweiten Komponente in Bezug zur ersten Komponente, insbesondere einer ersten Gelenkaufnahme in Bezug zu einer zweiten Gelenkaufnahme, nicht bereits bei der Herstellung im Spritzgusswerkzeug realisiert sein muss. Vielmehr kann für jede beliebige Winkeleinstellung der zweiten Komponente bezüglich einer Verdrehung um die Mittellängsachse der ersten Komponente immer dasselbe Spritzgusswerkzeug verwendet werden. Erst nachdem die Fahrzeugeinrichtung mit der angespritzten zweiten Komponente aus dem Spritzgusswerkzeug entnommen wurde, wird die endgültige Lage, Position und/oder Winkelstellung der zweiten Komponente eingestellt und anschließend mittels der weiteren Komponente fixiert und/oder gesichert.
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Gemäß einer Weiterbildung werden die zweite Komponente und die weitere Komponente stoffschlüssig miteinander verbunden. Insbesondere wird aufgrund dieser stoffschlüssigen Verbindung der zweiten Komponente mit der weiteren Komponente eine Relativposition der zweiten Komponente zu der weiteren Komponente festgesetzt. Vorzugsweise ist hierdurch zugleich auch eine Relativposition der zweiten Komponenten zu der ersten Komponente festgesetzt. Somit ist eine Lageveränderung der zweiten Komponente zu der weiteren Komponente bzw. umgekehrt nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung ausgeschlossen bzw. unterbunden. Insbesondere ist eine Lageveränderung der zweiten Komponente zu der ersten Komponente bzw. umgekehrt nach dem Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung ausgeschlossen bzw. unterbunden. Vorzugsweise werden die zweite Komponente und die weitere Komponente ausschließlich stoffschlüssig miteinander verbunden. Zusätzlich zu der stoffschlüssigen Verbindung können die zweite Komponente und die weitere Komponente formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden werden. Insbesondere wird die stoffschlüssige Verbindung der zweiten Komponente mit der weiteren Komponente mittels eines Schweißverfahrens und/oder einem induktiven Erhitzen realisiert. Das Schweißverfahren kann als ein Ultraschallschweißen, ein Heißgasschweißen oder ein Laserschweißverfahren ausgebildet sein. Im Falle eines Laserschweißverfahrens kann die zweite Komponente und/oder die weitere Komponente aus einem lasertransparenten Material gebildet sein. Bei einem induktiven Erhitzen zum Herstellen der stoffschlüssigen Verbindung zwischen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente kann die erste Komponente, die zweite Komponente und/oder die weitere Komponente, insbesondere lokal auf den Bereich der herzustellenden stoffschlüssigen Verbindung begrenzt, induktiv erhitzt bzw. erwärmt werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird die weitere Komponente mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Insbesondere wird bei der Herstellung der weiteren Komponente zugleich eine, vorzugsweise ausschließlich, formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Komponente und der weiteren Komponente realisiert. Vorzugsweise ermöglicht diese formschlüssige Verbindung zwischen der ersten Komponente und der weiteren Komponente eine relative Verlagerung der weiteren Komponente in Bezug zur ersten Komponente. Somit ist zum einen die weitere Komponente mit der ersten Komponente aufgrund der formschlüssigen Verbindung verbunden, wobei jedoch zugleich die formschlüssige Verbindung derart ausgebildet ist, dass eine Position oder Lage der weiteren Komponente in Bezug zu der ersten Komponente verändert werden kann.
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Gemäß einer Weiterbildung wird mittels der, vorzugsweise ausschließlich, formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente ausschließlich eine Verdrehung der zweiten Komponente um eine Mittellängsachse der ersten Komponente ermöglicht. Somit kann aufgrund der formschlüssigen Verbindung der ersten Komponente mit der zweiten Komponente eine Linearbewegung und/oder translatorische Bewegung der ersten Komponente zu der zweiten Komponente bzw. umgekehrt verhindert oder blockiert sein. Insbesondere wird mit der formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente eine Abziehsicherung realisiert. Hierbei kann mittels der Abziehsicherung ein Ablösen der zweiten Komponente von der ersten Komponente in axialer Richtung der Mittellängsachse der ersten Komponente verhindert werden. Somit kann aufgrund der formschlüssigen Verbindung bzw. der Realisierung der Abziehsicherung eine Bewegung der zweiten Komponente in axialer Richtung der Mittellängsachse der ersten Komponente verhindert werden, während ein Verdrehen um die Mittellängsachse ermöglicht ist.
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Die Fahrzeugeinrichtung, die erste Komponente, die zweite Komponente und/oder die weitere Komponente kann aus einem Kunststoffmaterial gebildet sein. Insbesondere die Ausbildung der zweiten Komponente und/oder der weiteren Komponente aus einem Kunststoffmaterial ermöglicht die Herstellung mittels eines kostengünstigen Spritzgussverfahrens. Die erste Komponente kann ebenfalls aus einem Kunststoffmaterial, beispielsweise einem Duroplast, hergestellt werden. Die Materialien der ersten Komponente, der zweiten Komponente und/oder der weiteren Komponente können identisch oder abweichend voneinander ausgebildet sein. Gemäß einer alternativen Ausführungsform kann die erste Komponente aus einem Metall gebildet sein. Insbesondere ist die Fahrzeugeinrichtung als eine hybride Einrichtung aus unterschiedlichen Materialien realisiert.
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Vorzugsweise werden zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung zwischen der ersten Komponente und der zweiten Komponente der Verbindungsabschnitt und der Anschlussabschnitt mit zueinander korrespondierend ausgebildeten und eine Mittellängsachse der ersten Komponente radial umlaufenden Rändelungen realisiert. Die Rändelungen können als eine Abfolge von Erhebungen und Vertiefungen ausgebildet werden. Insbesondere sind die radial umlaufenden Rändelungen mittels ringartiger Stege und ringartiger Nuten realisiert. Hierbei können sich die ringartigen Stege und ringartigen Nuten in axialer Richtung zur Mittellängsachse der ersten Komponente einander abwechseln. Vorzugsweise wird der Verbindungsabschnitt mit einer radial umlaufenden Außenrändelung und der Anschlussabschnitt zum Zusammenwirken mit der radial umlaufenden Außenrändelung mit einer korrespondierenden radial umlaufenden Innenrändelung ausgebildet.
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Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung wird unter „radial umlaufend“ eine Ausbildung, insbesondere einer Rändelung, verstanden, die sich entlang eines Umfangs der ersten Komponente und/oder zweiten Komponente, insbesondere des Verbindungsabschnitts und/oder des Anschlussabschnitts, erstreckt. Somit kann die radial umlaufende Außenrändelung mittels Stegen und Nuten realisiert sein, die sich ringartig entlang des Außenumfangs der ersten Komponente und/oder des Verbindungsabschnitts erstrecken. Die radial umlaufende Innenrändelung kann mittels Stegen und Nuten realisiert sein, die sich ringartig entlang eines Innenumfangs der zweiten Komponente und/oder des Anschlussabschnitts erstrecken. Insbesondere sind die radial umlaufenden Rändelungen koaxial zur Mittellängsachse der ersten Komponente angeordnet.
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Gemäß einer Weiterbildung wird mittels der formschlüssigen Verbindung zwischen der weiteren Komponente und der ersten Komponente ausschließlich eine Linearbewegung und/oder translatorische Bewegung der weiteren Komponente parallel zu der Mittellängsachse der ersten Komponente ermöglicht. Insbesondere ist aufgrund der formschlüssigen Verbindung zwischen der weiteren Komponente und der ersten Komponente eine Verdrehbewegung der weiteren Komponente in Bezug zu der ersten Komponente verhindert und/oder blockiert. Vorzugsweise wird eine maximale Linearbewegung und/oder translatorische Bewegung der weiteren Komponente in Bezug zu der ersten Komponente mittels eines Verschiebeabschnittes der ersten Komponente in axialer Richtung zur Mittellängsachse beschränkt. Insbesondere ist der Verschiebeabschnitt zum Realisieren der formschlüssigen Verbindung zwischen der weiteren Komponente und der ersten Komponente ausgebildet. Hierbei kann der Verschiebeabschnitt auf einen Teilbereich der ersten Komponente beschränkt sein. Somit kann auch die Linearbewegung und/oder die maximale Linearbewegung der weiteren Komponente in Bezug zu der ersten Komponente auf einen Teilbereich der ersten Komponente beschränkt sein. Somit kann die formschlüssige Verbindung zwischen der weiteren Komponente und der ersten Komponente eine Verschiebung der weiteren Komponente in axialer Richtung zur Mittellängsachse der ersten Komponente im Bereich des Verschiebeabschnittes ermöglichen. Der Verbindungsabschnitt und der Verschiebeabschnitt der ersten Komponenten können unmittelbar und/oder abstandslos aneinander grenzen oder nebeneinander angeordnet sein. Alternativ können der Verschiebeabschnitt und der Verbindungsabschnitt voneinander beabstandet sein.
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Zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung zwischen der weiteren Komponente und der ersten Komponente kann der Verschiebeabschnitt der ersten Komponente und die weitere Komponente mit zueinander korrespondierend ausgebildeten und parallel zur Mittellängsachse der ersten Komponente axial verlaufenden Rändelungen realisiert werden. Die axial verlaufenden Rändelungen können mittels Erhebungen und Vertiefungen ausgebildet sein. Insbesondere sind die axial verlaufenden Rändelungen mittels stabartiger Stege und stabartiger Nuten realisiert. Hierbei können sich die stabartigen Stege und stabartigen Nuten in Umfangsrichtung der ersten Komponente bzw. der weiteren Komponente einander abwechselnd angeordnet sein. Vorzugsweise wird der Verschiebeabschnitt mit einer axial ausgerichteten Außenrändelung und die weitere Komponente zum Zusammenwirken mit der axial ausgerichteten Außenrändelung mit einer axial ausgerichteten Innenrändelung ausgebildet. Zum Ausbilden der axial ausgerichteten Außenrändelung können stabartige Stege und stabartige Nuten an einem Außenumfang der ersten Komponente und/oder des Verschiebeabschnittes angeordnet sein. Zum Ausbilden der korrespondierend hierzu ausgebildeten axial ausgerichteten Innenrändelung kann ein Innenumfang der weiteren Komponente stabartige Stege und stabartige Nuten aufweisen. Insbesondere sind die axial verlaufenden Rändelungen koaxial zu der Mittellängsachse der ersten Komponente angeordnet.
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Insbesondere ist im Rahmen der vorliegenden Anmeldung unter einer „axial ausgerichteten“ Rändelung eine derartige Ausrichtung der Rändelung, der Außenrändelung, der Innenrändelung, der stabartigen Stege und/oder der stabartigen Nuten zu verstehen, die sich in axialer Richtung und/oder parallel zur Mittellängsachse der ersten Komponente erstreckt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird die zweite Komponente an einem Ende der ersten Komponente ausgebildet. Hierbei kann das Ende der ersten Komponente als ein freies Ende ausgebildet sein. Insbesondere weist die erste Komponente ein erstes Ende und ein von dem ersten Ende abgewandtes zweites Ende auf. Sowohl an dem ersten Ende als auch an dem zweiten Ende kann jeweils eine zweite Komponente und/oder eine weitere Komponente angeordnet sein. Insbesondere wird die weitere Komponente von der zweiten Komponente beabstandet ausgebildet bzw. hergestellt. Demnach kann sich beim Herstellen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente an der ersten Komponente ein Spalt zwischen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente bilden. Dieser Spalt kann als ein Ringspalt ausgebildet sein. Insbesondere wird die weitere Komponente ringartig oder ringförmig ausgebildet. Hierbei kann die weitere Komponente die erste Komponente und/oder die Mittellängsachse der ersten Komponenten ringartig umlaufend ausgebildet sein. Der Verbindungsabschnitt und der Verschiebeabschnitt der ersten Komponente können jeweils im Bereich des Außenumfangs der ersten Komponente angeordnet sein. Hierbei können der Verbindungsabschnitt und der Verschiebeabschnitt in axialer Richtung der Mittellängsachse der ersten Komponente unmittelbar benachbart zueinander und/oder abstandslos aufeinanderfolgend angeordnet sein.
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Nach einer weiteren Ausführungsform werden die zweite Komponente und die weitere Komponente in einem einzigen Arbeitsschritt mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt. Somit können die zweite Komponente und die weitere Komponente gleichzeitig realisiert werden. Insbesondere erfolgt beim Herstellen der zweiten Komponente und/oder der weiteren Komponente zugleich die Realisierung der formschlüssigen Verbindung der zweiten Komponente mit der ersten Komponente und/oder der weiteren Komponente mit der ersten Komponente. Zum Herstellen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente mittels eines Spritzgussverfahrens können die zweite Komponente und die weitere Komponente jeweils über eine eigene Anspritzstelle hergestellt werden. Alternativ können die zweite Komponente und die weitere Komponente mittels einer, insbesondere einzigen, gemeinsamen Anspritzstelle hergestellt werden. Bei einer gemeinsamen Anspritzstelle werden die zweite Komponente und die weitere Komponente mittels mindestens einem Materialüberlauf miteinander verbunden. Ein solcher Materialüberlauf kann stegartig ausgebildet sein und/oder sich parallel zur Mittellängsachse der ersten Komponente erstrecken. Insbesondere wird der mindestens eine Materialüberlauf nach dem Herstellen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente, vorzugsweise mechanisch, entfernt. Hierdurch kann die Verstellbarkeit der zweiten Komponente in Bezug zur ersten Komponente und/oder der weiteren Komponente sowie die Verstellbarkeit der weiteren Komponente in Bezug zu der ersten Komponente und/oder der zweiten Komponente gewährleistet werden.
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Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Fahrzeugeinrichtung als eine Strebeneinrichtung zum gelenkigen Verbinden von zwei Fahrzeugteilen eines Fahrzeugs ausgebildet. Die erste Komponente kann als ein Strebenelement und die zweite Komponente als eine Gelenkaufnahme zum Aufnehmen eines Kugelgelenks realisiert werden. Das Kugelgelenk kann als ein Kugelzapfengelenk oder als ein Kugelhülsengelenk ausgebildet sein. Hierbei kann eine Gelenkkugel des Kugelgelenks beim Herstellen der zweiten Komponente zum gelenkigen Aufnehmen der Gelenkkugel in der Gelenkaufnahme mindestens teilweise umspritzt werden. Insoweit wird das Kugelgelenk beim Herstellen der zweiten Komponente umspritzt.
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Von besonderem Vorteil ist eine Fahrzeugeinrichtung, die gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde. Entsprechend kann bei einer solchen Fahrzeugeinrichtung eine relative Lage der zweiten Komponente in Bezug zur ersten Komponente aufgrund eines Zusammenwirkens der ersten Komponente, der zweiten Komponente und der weiteren Komponente festgesetzt sein. Insbesondere ist eine relative Lage der zweiten Komponente in Bezug zu einem von der zweiten Komponente abgewandten Ende der ersten Komponente aufgrund des Zusammenwirkens der ersten Komponente, der zweiten Komponente und der weiteren Komponente festgesetzt. Insbesondere ergibt sich die Festsetzung aufgrund einer formschlüssigen Verbindung zwischen der zweiten Komponente und der ersten Komponente, einer formschlüssigen Verbindung der weiteren Komponente mit der ersten Komponente und einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen der zweiten Komponente und der weiteren Komponente.
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Die Fahrzeugeinrichtung kann als ein Fahrwerkbauteil, ein Lenker und/oder eine Koppelstange ausgebildet sein. Eine derartige Fahrzeugeinrichtung kann eine erste Gelenkaufnahme an einem ersten Ende der ersten Komponente und eine zweite Gelenkaufnahme an einem von dem ersten Ende abgewandten zweiten Ende der ersten Komponente aufweisen. Insbesondere ist die erste Gelenkaufnahme als eine zweite Komponente im Sinne der vorliegenden Anmeldung ausgebildet. Somit kann die erste Gelenkaufnahme mit einer beliebig vorgebbaren Winkelstellung zur zweiten Gelenkaufnahme und/oder bezüglich einer Verdrehung um eine Mittellängsachse der ersten Komponente festgesetzt sein. Insbesondere ist die erste Komponente als ein Strebenelement, eine Stange und/oder eine Rundstange ausgebildet. Ein Querschnitt der ersten Komponente kann, insbesondere im Bereich des Verbindungsabschnittes und des Verschiebeabschnittes, rund bzw. kreisförmig ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die zweite Gelenkaufnahme fest bzw. unbeweglich mit der ersten Komponente verbunden. Beispielsweise kann die zweite Gelenkaufnahme mittels eines Spritzgussverfahrens hergestellt werden, wobei die zweite Gelenkaufnahme gleichzeitig mit dem zweiten Ende der ersten Komponente fest und/oder unbeweglich verbunden wird. Dies kann beispielsweise gemäß der
DE 10 2010 041 791 A1 realisiert sein.
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Somit ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren die Herstellung einer Fahrzeugeinrichtung, bei der die erste Komponente in Ausbildung einer ersten Gelenkaufnahme mit einem beliebigen Drehwinkel bezüglich der zweiten Gelenkaufnahme und aufgrund einer Verdrehung um die Mittellängsachse der als Strebenelement ausgebildeten ersten Komponente einstellbar ist. Hierbei wird erst nach der Einstellung des gewünschten Winkels die weitere Komponente in Richtung der ersten Komponente verschoben, so dass ein Spalt zwischen der ersten Komponente und der weiteren Komponente geschlossen wird und die zweite Komponente und die weitere Komponenten in einem Kontaktbereich aneinander anliegen. Anschließend werden die zweite Komponente und die weitere Komponente in dem Kontaktbereich stoffschlüssig miteinander verbunden, wodurch die zweite Komponente und die weitere Komponente sowohl zueinander als auch bezüglich der ersten Komponente festgesetzt bzw. gesichert sind.
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Insbesondere handelt es sich bei der gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Fahrzeugeinrichtung um eine zuvor beschriebene erfindungsgemäße Fahrzeugeinrichtung. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß allen im Zusammenhang mit der hier beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrzeugeinrichtung erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann die hier beschriebene Fahrzeugeinrichtung gemäß allen im Zusammenhang mit den Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
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Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:
- 1 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ersten Fahrzeugeinrichtung mit einer hergestellten Verbindung zwischen einer ersten Komponente und einer zweiten Komponente,
- 2 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht der erfindungsgemäßen ersten Fahrzeugeinrichtung in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung vormontierten Zustand,
- 3 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Fahrzeugeinrichtung in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung vormontierten Zustand,
- 4 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Fahrzeugeinrichtung in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung vormontierten Zustand, und
- 5 ein schematisches Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren.
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1 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen ersten Fahrzeugeinrichtung 1 mit einer hergestellten Verbindung zwischen einer ersten Komponente 2 und einer zweiten Komponente 7. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Fahrzeugeinrichtung 1 als ein Fahrwerkbauteil, nämlich als eine Koppelstange, ausgebildet. Die Fahrzeugeinrichtung 1 weist die erste Komponente 2 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die erste Komponente 2 als ein Strebenelement, nämlich als eine Stange bzw. Rundstange ausgebildet. Die erste Komponente 2 hat ein erstes Ende 3 und ein hier nicht näher dargestelltes von dem ersten Ende 3 abgewandtes zweites Ende. Des Weiteren weist die erste Komponente 2 eine Mittellängsachse 4 auf. Darüber hinaus hat die erste Komponente 2 einen Verbindungsabschnitt 5. Hierbei ist der Verbindungsabschnitt 5 an einem Außenumfang einem äußersten Bereich des ersten Endes 3 angeordnet. Benachbart zu dem Verbindungsabschnitt 5 und bei diesem Ausführungsbeispiel unmittelbar anschließend an den Verbindungsabschnitt 5 weist die erste Komponente 2 einen Verschiebeabschnitt 6 auf.
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Die Fahrzeugeinrichtung 1 weist zudem die zweite Komponente 7 auf. Die zweite Komponente 7 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Gelenkaufnahme ausgebildet. Zusätzlich zu dieser ersten Gelenkaufnahme hat die Fahrzeugeinrichtung 1 eine hier nicht näher dargestellte zweite Gelenkaufnahme. Die zweite Gelenkaufnahme ist an dem hier nicht näher dargestellten zweiten Ende der Fahrzeugeinrichtung 1 angeordnet und fest bzw. unbeweglich mit der Fahrzeugeinrichtung 1 verbunden.
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Die zweite Komponente 7 hat einen Anschlussabschnitt 8. Hierbei überlagert der Anschlussabschnitt 8 der zweiten Komponente 7 den Verbindungsabschnitt 5 der ersten Komponente 2. Der Verbindungsabschnitt 5 und der Anschlussabschnitt 8 sind jeweils derart ausgebildet bzw. wirken derart zusammen, dass die erste Komponente 2 und die zweite Komponente 7 mittels einer formschlüssigen Verbindung 9 miteinander verbunden sind. Die zweite Komponente 7 wirkt dagegen nicht formschlüssig mit der Verschiebeabschnitt 6 zusammen.
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Des Weiteren weist die Fahrzeugeinrichtung 1 eine weitere Komponente 10 auf. Die weitere Komponente 10 ist ringartig ausgebildet. Hierbei ist die weitere Komponente 10 im Bereich des Verschiebeabschnittes 6 mit der ersten Komponente 2 verbunden. Hierbei wirkt ein Innenumfang 11 der weiteren Komponente 10 derart mit dem Verschiebeabschnitt 6 zusammen, dass eine formschlüssige Verbindung 12 zwischen der ersten Komponente 2 und der weiteren Komponente 10 gebildet ist.
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In dem hier dargestellten endmontierten Zustand liegt die weitere Komponente 10 an der zweiten Komponente 7 an. Hierbei ist eine stoffschlüssige Verbindung 13 zwischen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 gebildet. Aufgrund des Zusammenwirkens der formschlüssigen Verbindung 9, der formschlüssigen Verbindung 12 und der stoffschlüssigen Verbindung 13 sind die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 in Bezug zu der ersten Komponente 2 festgesetzt.
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2 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht der erfindungsgemäßen ersten Fahrzeugeinrichtung 1 in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung zwischen der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 7 vormontierten Zustand. Zum Herstellen der Fahrzeugeinrichtung 1 wird die erste Komponente 2 bereitgestellt. Im Einzelnen wird die erste Komponente 2 in ein hier nicht näher dargestelltes Spritzgusswerkzeug eingelegt. Des Weiteren kann gemeinsam mit der ersten Komponente 2 ein Kugelgelenk 14 in das Spritzgusswerkzeug eingelegt werden. Das Kugelgelenk 14 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Kugelzapfengelenk ausgebildet. Anschließend werden die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 mittels eines Spritzgussverfahrens und über Anspritzstellen 15, 16 hergestellt. Hierbei sind die Anspritzstellen 15, 16 lediglich schematisch angedeutet. Die Anspritzstelle 15 ist der zweiten Komponente 7 und die Anspritzstelle 16 der weiteren Komponente 10 zugeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel werden die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 aus einem Kunststoffmaterial hergestellt. Das Kunststoffmaterial wird mittels der Anspritzstellen 15, 16 in das Spritzgusswerkzeug eingegossen bzw. eingespritzt. Hierdurch wird zum einen die zweite Komponente 7 und zum anderen bzw. gleichzeitig die weitere Komponente 10 hergestellt.
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Gleichzeitig mit dem Herstellen der zweiten Komponente 7 wird die formschlüssige Verbindung 9 zwischen der zweiten Komponente 7 und der ersten Komponente 2 realisiert. Des Weiteren wird bei diesem Ausführungsbeispiel gleichzeitig eine Gelenkkugel 17 zum gelenkigen Aufnehmen in der zweiten Komponente 7 mit dem Material der zweiten Komponente 7 teilweise umspritzt.
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Des Weiteren wird gleichzeitig mit dem Herstellen der weiteren Komponente 10 die formschlüssige Verbindung 12 zwischen der weiteren Komponente 10 und der ersten Komponente 2 hergestellt.
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Bei der Herstellung der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 sind die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 in axialer Richtung der Mittellängsachse 4 voneinander beabstandet. Somit ist zwischen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 ein Spalt 18 gebildet.
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Nach dem Herstellen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 wird die Fahrzeugeinrichtung 1 in dem gemäß 2 gezeigten vormontierten Zustand dem Spritzgusswerkzeug entnommen.
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Die formschlüssige Verbindung 9 zwischen der zweiten Komponente 7 und der ersten Komponente 2 ist derart ausgebildet, dass ausschließlich eine Verdrehung der zweiten Komponente 7 um die Mittellängsachse 4 der ersten Komponente 2 ermöglicht ist. Hierdurch kann eine beliebige Winkeleinstellung der als erste Gelenkaufnahme realisierten zweiten Komponente 7 in Bezug zu einer von der zweiten Komponente 7 abgewandt angeordneten zweiten Gelenkaufnahme durch Verdrehung um die Mittellängsachse 4 realisiert werden. Zugleich wird mittels der formschlüssigen Verbindung 9 eine Abziehsicherung zum Verhindern eines Ablösens der zweiten Komponente 7 von der ersten Komponente 2 in axialer Richtung der Mittellängsachse 4 realisiert.
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Zum Ausbilden einer derartigen formschlüssigen Verbindung 9 weist der Verbindungsabschnitt 5 eine radial umlaufende Außenrändelung 19 auf, die mit einer korrespondierend hierzu ausgebildeten radial umlaufenden Innenrändelung 20 des Anschlussabschnittes 8 zusammenwirkt.
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Die formschlüssige Verbindung 12 zwischen der weiteren Komponente 10 und der ersten Komponente 2 ist derart ausgebildet, dass ausschließlich eine Linearbewegung der weiteren Komponente 10 in Richtung bzw. parallel zu der Mittellängsachse 4 ermöglicht ist. Hierbei wird eine maximale Linearbewegung der weiteren Komponente 10 aufgrund der Länge des Verschiebeabschnittes 6 in axialer Richtung der Mittellängsachse 4 beschränkt. Zum Ausbilden der formschlüssigen Verbindung 12 weist der Verschiebeabschnitt 6 eine axial zur Mittellängsachse 4 ausgerichtete Außenrändelung 21 und die weitere Komponente 10 eine korrespondierend hierzu ausgebildete axial ausgerichtete Innenrändelung 22 auf. Nach dem Einstellen der gewünschten relativen Lage der zweiten Komponente 7 in Bezug zu der ersten Komponente 2 und/oder einer zweiten Gelenkaufnahme wird die weitere Komponente 10 entlang des Verschiebeabschnittes 6 in Richtung der zweiten Komponente 7 verschoben bis die weitere Komponente 10 an der zweiten Komponente 7 anliegt. Sodann wird die weitere Komponente 10 stoffschlüssig mit der zweiten Komponente 7 verbunden. Hierdurch entsteht die stoffschlüssige Verbindung 13 gemäß 1. Das stoffschlüssige Fügen kann beispielsweise mittels Ultraschallschweißen realisiert werden.
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3 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen zweiten Fahrzeugeinrichtung 23 in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung zwischen der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 7 vormontierten Zustand. Die Fahrzeugeinrichtung 23 entspricht weitgehend der Fahrzeugeinrichtung 1. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Abweichend zu der Fahrzeugeinrichtung 1 ist zur Herstellung der Fahrzeugeinrichtung 23 jedoch lediglich eine einzige Anspritzstelle 24 vorgesehen. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anspritzstelle 24 der zweiten Komponente 7 zugeordnet. Alternativ kann die Anspritzstelle 24 der weiteren Komponente 10 zugeordnet sein. Um nun mittels einer einzigen Anspritzstelle 24 sowohl die zweite Komponente 7 als auch die weitere Komponente 10 herstellen zu können, sind die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 mittels eines Materialüberlaufs 25 miteinander verbunden. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind zwei Materialüberläufe 25 vorgesehen. Die Materialüberläufe 25 überbrücken den Spalt 18. Des Weiteren sind die Materialüberläufe 25 gemäß diesem Ausführungsbeispiel stegartig ausgebildet.
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Nach dem Herstellen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 werden die Materialüberläufe 25, insbesondere mechanisch, entfernt. Hierdurch ist wieder ein freier Spalt 18 gemäß 2 gebildet. Insoweit kann die weitere Einstellung der zweiten Komponente 7 und die anschließende Festsetzung aufgrund der Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung 13 zwischen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 wie gemäß 2 beschrieben erfolgen.
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Das Kugelgelenk 14 gemäß 2 ist in den 1 und 3 nicht dargestellt, kann jedoch auch dort, wie in der 2 gezeigt, in der zweiten Komponente 7 gelenkig gelagert sein.
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4 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht einer erfindungsgemäßen weiteren Fahrzeugeinrichtung 26 in einem bezüglich der herzustellenden Verbindung zwischen der ersten Komponente 2 und der zweiten Komponente 7 vormontierten Zustand. Die Fahrzeugeinrichtung 26 entspricht weitgehend der Fahrzeugeinrichtung 1. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen. Die weitere Komponente 10 weist eine Stirnseite 27 auf, die der zweiten Komponente 7 zugewandt ist. Die zweite Komponente 7 weist eine Stirnseite 28 auf, die der weiteren Komponente 10 zugewandt ist. Bei der Fahrzeugeinrichtung 1 gemäß 1 und 2 sowie auch bei der Fahrzeugeinrichtung 23 gemäß 3 sind die Stirnseiten 27, 28 jeweils eben ausgebildet. Nach dem Verschieben der weiteren Komponente 10 zum Anliegen an der zweiten Komponente 7, liegen die Stirnseiten 27, 28 somit gemäß den Fahrzeugeinrichtungen 1 und 23 flächig aneinander an.
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Im Unterschied hierzu ist gemäß der hier dargestellten Fahrzeugeinrichtung 26 vorgesehen, dass die Stirnseiten 27, 28 jeweils eine zusätzliche und zueinander korrespondierend ausgebildete Kontur 29 bzw. 30 aufweisen. Hierbei ist die Kontur 29 der zweiten Komponente 7 bzw. der Stirnseite 28 zugeordnet. Die Kontur 30 ist der weiteren Komponente 10 bzw. der Stirnseite 27 zugeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Kontur 29 als ein ringartiger Vorsprung ausgebildet. Korrespondierend hierzu ist die Kontur 30 bei diesem Ausführungsbeispiel als eine ringartige Nut realisiert. Derartige oder anderweitig geeignet ausgebildete Konturen 29, 30 begünstigen die Verwendung alternativer Schweißverfahren, wie beispielsweise ein Heißgasschweißen.
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5 zeigt ein schematisches Ablaufdiagramm für ein erfindungsgemäßes Verfahren. Nach dem Start gemäß Schritt S10 wird im Rahmen des darauffolgenden Schrittes S11 die erste Komponente 2 bereitgestellt. Die erste Komponente 2 kann beispielsweise aus einem Metall gebildet sein. Des Weiteren wird die erste Komponente 2 mit dem Verbindungsabschnitt 5 und dem Verschiebeabschnitt 6 ausgebildet.
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Sodann erfolgt gemäß Schritt S12 das Herstellen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10. Beim Herstellen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 werden diese jeweils zugleich formschlüssig mit der ersten Komponente 2 verbunden. Somit werden gleichzeitig mit dem Herstellen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 die beiden formschlüssigen Verbindungen 9, 12 realisiert.
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Sodann erfolgt gemäß Schritt S13 ein Verdrehen der zweiten Komponente 7 in Bezug zu der Mittellängsachse 4 der ersten Komponente 2. Hierzu ermöglicht die formschlüssige Verbindung 9 zwischen der zweiten Komponente 7 und der ersten Komponente 2 ausschließlich ein Verdrehen um die Mittellängsachse 4. Gleichzeitig realisiert die formschlüssige Verbindung 9 eine Abziehsicherung für die zweite Komponente 7. Die formschlüssige Verbindung 9 ist somit derart ausgebildet, dass eine Relativbewegung der zweiten Komponente 7 in Bezug zu der ersten Komponente 2 und in axialer Richtung zur Mittellängsachse 4 blockiert ist. Hierdurch kann ein Verlieren der zweiten Komponente 7 bzw. ein Ablösen der zweiten Komponente 7 von der ersten Komponente 2 verhindert werden. Bei der Ausbildung der zweiten Komponente 7 als eine Gelenkaufnahme kann somit eine beliebige Winkeleinstellung der als erste Gelenkaufnahme ausgebildeten zweiten Komponente 7 in Bezug zu einer zweiten Gelenkaufnahme und bezüglich einer Verdrehung um die Mittellängsachse 4 realisiert werden. Hierbei ist die zweite Gelenkaufnahme fest bzw. unbeweglich an der ersten Komponente 2 und an einem von der zweiten Komponente 7 abgewandten Ende der ersten Komponente 2 angeordnet.
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Nach dem Einstellen der gewünschten Lage bzw. Position der zweiten Komponente 7 erfolgt gemäß Schritt S14 ein translatorisches Verschieben der weiteren Komponente 10 in axialer Richtung der Mittellängsachse 4. Hierbei wird die weitere Komponente 10 derart in Richtung der zweiten Komponente 2 entlang des Verschiebeabschnitts 6 verschoben, bis die weitere Komponente 10 mit ihrer Stirnseite 27 an der Stirnseite 28 der zweiten Komponente 7 anliegt.
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Anschließend werden die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 stoffschlüssig miteinander verbunden. Aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung 13 der zweiten Komponente 7 mit der weiteren Komponente 10, der formschlüssigen Verbindung 9 zwischen der zweiten Komponente 7 und der ersten Komponente 2 und der formschlüssigen Verbindung 12 zwischen der weiteren Komponente 10 und der ersten Komponente 2 sind die erste Komponente 2, die zweite Komponente 7 und die weitere Komponente 10 fest und unbeweglich zueinander gehalten bzw. festgesetzt. Hierbei ist wesentlich, dass die formschlüssige Verbindung 9 zwischen der zweiten Komponente 7 und der ersten Komponente 2 ausschließlich ein Verdrehen um die Mittellängsachse 4 und die formschlüssige Verbindung 12 zwischen der weiteren Komponente 10 und der ersten Komponente 2 ausschließlich eine lineare Bewegung in axialer Richtung der Mittellängsachse 4 ermöglicht. Aufgrund der stoffschlüssigen Verbindung 13 zwischen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 werden die Relativbewegungen der zweiten Komponente 7 und der weiteren Komponente 10 sowohl zueinander als auch zu der ersten Komponente 2 blockiert.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Fahrzeugeinrichtung
- 2
- erste Komponente
- 3
- erstes Ende
- 4
- Mittellängsachse
- 5
- Verbindungsabschnitt
- 6
- Verschiebeabschnitt
- 7
- zweite Komponente
- 8
- Anschlussabschnitt
- 9
- formschlüssige Verbindung
- 10
- weitere Komponente
- 11
- Innenumfang
- 12
- formschlüssige Verbindung
- 13
- stoffschlüssige Verbindung
- 14
- Kugelgelenk
- 15
- Anspritzstelle
- 16
- Anspritzstelle
- 17
- Gelenkkugel
- 18
- Spalt
- 19
- radial umlaufende Außenrändelung
- 20
- radial umlaufende Innenrändelung
- 21
- axial ausgerichtete Außenrändelung
- 22
- axial ausgerichtete Innenrändelung
- 23
- Fahrzeugeinrichtung
- 24
- Anspritzstelle
- 25
- Materialüberlauf
- 26
- Fahrzeugeinrichtung
- 27
- Stirnseite
- 28
- Stirnseite
- 29
- Kontur
- 30
- Kontur