DE102018218258A1

DE102018218258A1 - Indikator für ein faserverstärktes Fahrwerkbauteil

Info

Publication number: DE102018218258A1
Application number: DE102018218258.2A
Authority: DE
Inventors: Dennis Pape; Alexander Lundberg; Julian Stratmann; Friedhelm Langhorst; Frank Jung; Julian Weitkamp
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-10-25
Filing date: 2018-10-25
Publication date: 2020-04-30
Also published as: WO2020083588A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Indikator (7) zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen an Fahrwerkbauteilen (3), die faserverstärkten Kunststoff aufweisen, wobei der Indikator (7) in einem Einbauzustand vor einer schädigenden Beanspruchung des Fahrwerkbauteils (3) bleibend und visuell erkennbar geschädigt wird. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Indikator (7) einen an das faserverstärkte Fahrwerkbauteil (3) fest anbindbaren Grundkörper (10) und eine Mehrzahl von Indikatorelementen (9) aufweist, die sich aus einer Oberfläche (11) des Grundkörpers (10) heraus, und im Einbauzustand zugleich von dem Fahrwerkbauteil (3) weg, länglich erstrecken. In ihrer Gesamtheit bilden die Indikatorelemente (9) eine igelartige Struktur, um durch eine bleibende und visuell erkennbare Schädigung der Indikatorelemente (9) eine nicht bestimmungsgemäße Lasteinleitung in das Fahrwerkbauteil (3) nachweisen zu können (Missbrauchsgedächtnis) und darüber hinaus durch eine, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkende Gestaltung des Indikators (7) im Bereich seiner Indikatorelemente (9) auf einen für eine Krafteinleitung ungeeigneten Bereich hinzuweisen.Die Erfindung betrifft ferner ein Fahrwerkbauteil (3), das für ein Kraftfahrzeug (2) geeignet ist und einen solchen Indikator (7) aufweist sowie ein Kraftfahrzeug (2) mit einem derartigen Fahrwerkbauteil (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen Indikator zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen an Fahrwerkbauteilen, die faserverstärkten Kunststoff aufweisen; ein Fahrwerkbauteil für ein Kraftfahrzeug mit einem solchen Indikator und ein Kraftfahrzeug mit einem derartigen Fahrwerkbauteil gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen ist man bestrebt, das sogenannte Leergewicht, also die Masse im unbeladenen Zustand, zu senken, um beispielsweise im Speditionswesen möglichst viel Ware transportieren zu können. Daher werden im Kraftfahrzeugbau zunehmend faserverstärkte Leichtbaumaterialien eingesetzt. Diese Materialien weisen im Gegensatz zu herkömmlich eingesetzten duktilen Stahlwerkstoffen bei einer Überbeanspruchung durch eine sogenannte Missbrauchskraft häufig keine bleibenden Verformungen auf, die augenscheinlich auf eine Schädigung hindeuten. Faserverstärkte Fahrwerkbauteile können daher bereits ausgefallen und für den Fahrbetrieb nicht mehr einsatzfähig sein, ohne dass man diesen Bauteilen eine derart schwere Schädigung äußerlich ansieht. So kann ein Fahrwerkbauteil nach einer Überlastung durch eine Missbrauchskraft und anschließendem Entlasten beispielsweise äußerlich unversehrt erscheinen, weil das faserverstärkte Leichtbaumaterial aufgrund elastischer Eigenschaften wieder in seine ursprüngliche Ausgangsgeometrie zurückgekehrt ist, obwohl die Überlastung tatsächlich eine Strukturschädigung des Fahrwerkbauteils bewirkt hat. Eine solche Strukturschädigung kann in Form einer Delamination von Einzelschichten in der inneren Struktur des Fahrwerkbauteils oder in Faserrissen bestehen, die visuell nicht erkennbar sind.
Mit einer Missbrauchskraft ist vorliegend eine nicht bestimmungsgemäß von außen auf das Fahrwerkbauteil einwirkende Kraft gemeint, die aufgrund ihres Betrags und ihrer Richtung sowie ihres Angriffspunktes bereits bei einmaliger Einwirkung tatsächlich oder mit hoher Wahrscheinlichkeit zu einer bleibenden Schädigung des Fahrwerkbauteils führt. Das Einwirken der Missbrauchskraft auf das Fahrwerkbauteil wird auch als Missbrauchsfall bezeichnet. Die Missbrauchskraft kann punktförmig, linienförmig oder flächig auf das Fahrwerkbauteil einwirken. Nach dem Auftreten eines Missbrauchsfalls ist eine weitere Verwendung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils nicht mehr zulässig. Aus der Praxis ist ein Missbrauchsfall bekannt, bei dem im Falle einer Reifenpanne ein Wagenheber unter einer, sich relativ zu einem Untergrund waagerecht erstreckenden, faserverstärkten Achsstrebe positioniert wird, um einen Lastkraftwagen im Bereich einer Starrachse einseitig aufzubocken. Eine solche Vorgehensweise führt mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu einer Beschädigung der Achsstrebe, weil diese für eine derartige Belastung nicht ausgelegt ist. Eine Weiterfahrt mit einer Achsstrebe, die in nicht bestimmungsgemäßer Weise mit einer solchen Wagenheber- Missbrauchskraft belastet wurde, kann zu schweren Unfällen führen.
Insbesondere in Reparaturwerkstätten für Kraftfahrzeuge ist es notwendig, mögliche Schäden an faserverstärkten Fahrwerkbauteilen schnell und aufwandsarm erkennen zu können. Aus der DE 37 23 450 A1 ist eine Vorrichtung zum Erkennen von möglichen, durch Überbeanspruchungen hervorgerufenen, Strukturschädigungen an Lenkungsbauteilen bekannt, die faserverstärkten Kunststoff aufweisen. Hierzu ist ein Indikator, beispielsweise eine Beschichtung oder ein Blechstreifen, an dem Fahrwerkbauteil angeordnet, wobei der Indikator vor einer schädigenden Beanspruchung des Fahrwerkbauteiles bleibend und visuell erkennbar geschädigt wird. Eine bereits erfolgte mechanische Überbeanspruchung des Fahrwerkbauteils ist somit an einer visuell erkennbaren, bleibenden Schädigung des Indikatorabschnitts zu erkennen. Eine derartige Anordnung, die auch als „Missbrauchsgedächtnis“ bezeichnet wird, hilft allerdings nicht, Missbrauchsfälle zu vermeiden.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, den aus dem Stand der Technik bekannten Indikator mit „Missbrauchsgedächtnis“ dahingehend weiterzuentwickeln, dass dieser nicht nur bereits erfolgte, mechanische Überbeanspruchungen an faserverstärkten Fahrwerkbauteilen anzeigt, sondern darüber hinaus auch einen Beitrag leistet, um mechanische Überbeanspruchungen an Fahrwerkbauteilen, hervorgerufen durch nicht bestimmungsgemäß in diese Fahrwerkbauteile eingeleitete Missbrauchskräfte, zu vermeiden.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche und der nachfolgenden Beschreibung.
Die Erfindung sieht demnach einen Indikator zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen an Fahrwerkbauteilen vor, die faserverstärkten Kunststoff aufweisen. In einem Einbauzustand wird der Indikator vor einer schädigenden Beanspruchung des Fahrwerkbauteils bleibend und visuell erkennbar geschädigt. Erfindungsgemäß weist der Indikator einen an das faserverstärkte Fahrwerkbauteil fest anbindbaren Grundkörper und eine Mehrzahl von Indikatorelementen auf, die sich aus einer Oberfläche des Grundkörpers heraus, und im Einbauzustand zugleich von dem Fahrwerkbauteil weg, länglich erstrecken. In ihrer Gesamtheit bilden die Indikatorelemente eine igelartige Struktur, um durch eine bleibende und visuell erkennbare Schädigung der Indikatorelemente eine nicht bestimmungsgemäße Lasteinleitung in das Fahrwerkbauteil nachweisen zu können (Missbrauchsgedächtnis). Darüber hinaus wird durch eine, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkende Gestaltung des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente auf einen für eine Krafteinleitung ungeeigneten Bereich hingewiesen.
Durch den Indikator ist eine möglicherweise vorliegende Überbeanspruchung des Fahrwerkbauteils infolge einer nicht bestimmungsgemäßen Lasteinleitung in das Fahrwerkbauteil erkennbar. Eine solche nicht bestimmungsgemäße Lasteinleitung ist durch eine bleibende und zugleich sichtbare Schädigung zumindest eines der Indikatorelemente nachweisbar. Diese Eigenschaft wird auch als Missbrauchsgedächtnis bezeichnet. Bei der nicht bestimmungsgemäßen Lasteinleitung handelt es sich insbesondere um eine von außen in das Fahrwerkbauteil eingeleitete Missbrauchskraft. Insbesondere ist der Indikator zwischen dem Fahrwerkbauteil und einem Angriffspunkt der Missbrauchskraft angeordnet. Insbesondere wird der Indikator von einer Wirkungslinie der Missbrauchskraft durchdrungen. Fahrwerkbauteile, die faserverstärkten Kunststoff aufweisen, werden im Rahmen der vorliegenden Erfindung auch als faserverstärkte Fahrwerkbauteile bezeichnet.
Die, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkende Gestaltung des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente ist zum Beispiel bei einer nächtlichen Reifenpanne besonders vorteilhaft, wenn an einem Fahrwerk eines Lastkraftwagens eine geeignete Aufnahmefläche zum Ansetzen eines Wagenhebers gesucht werden muss. Aufgrund der Dunkelheit erfolgt diese Suche beispielsweise unter Zuhilfenahme einer Taschenlampe. Selbst ein Fahrer ohne Erfahrung im Wechseln von Rädern oder ein mit einer Reparatur von Kraftfahrzeugen nicht vertrauter Laie wird aufgrund der fragil wirkenden Gestaltung und Anordnung der Indikatorelemente davon absehen, einen Wagenheber im Bereich der Indikatorelemente anzusetzen. Dies gilt insbesondere auch, wenn bei einer nächtlichen Reifenpanne aufgrund fehlender Taschenlampe eine geeignete Stelle zum Ansetzen eines Wagenhebers ertastet werden muss. Dadurch, dass im Bereich der Indikatorelemente lediglich voneinander beabstandete Stirnseiten der Indikatorelemente ertastet werden können, erhält der Suchende hier einen fragilen Eindruck, der ihn davon abhält, an dieser Stelle einen Wagenheber anzusetzen. Sollte hier trotzdem ein Wagenheber angesetzt werden, ist dies zumindest als fahrlässig, eventuell sogar als grob fahrlässig, anzusehen. Bei Vorliegen eines sogenannten Wagenheber- Missbrauchsfalls hinterlässt eine Tragplatte des Wagenhebers, die auch als Sattel bezeichnet wird, nach ihrem Eindringen in den Bereich der Indikatorelemente dort ein bleibendes Abbild als Negativform, die in diesem Fall das sogenannte Missbrauchsgedächtnis darstellt und beispielsweise relevant in Bezug auf Haftungsfragen sein kann.
Ergänzend kann das Fahrwerkbauteil im Bereich des Indikators mit auffällig gestalteten, hinweisenden Zeichen oder Symbolen versehen werden, die ein Ansetzen eines Wagenhebers in dem durch den Indikator abgedeckten Bereich verbieten. Bei der Mehrzahl von Indikatorelementen handelt es sich um mindestens zwei Indikatorelemente, insbesondere um mehr als 5 Indikatorelemente, vorzugsweise um mehr als 10 Indikatorelemente und besonders bevorzugt um mehr als 20 Indikatorelemente. Problematisch ist das Erkennen eines Missbrauchsfalls an dem faserverstärkten Fahrwerkbauteil selbst, weil dieses nach erfolgtem Einwirken und anschließender Rücknahme der Missbrauchskraft, wie eingangs bereits erläutert, aufgrund elastischer Bauteileigenschaften häufig keine äußerlich sichtbaren Schädigungen aufweist. Im Zweifel ist der Zustand insbesondere erst bei einer fachmännischen Inaugenscheinnahme feststellbar. Insbesondere bei äußerlich nicht sichtbaren Schädigungen des faserverstärkten Fahrwerkbauteils ist der Indikator von großem Nutzen, um Gefährdungen für den Straßenverkehr zu vermeiden. Unter einer nicht bestimmungsgemäßen Lasteinleitung in ein Fahrwerkbauteil ist vorliegend insbesondere eine Lasteinleitung außerhalb der bestimmungsgemäßen Lasteinleitungsstellen zu verstehen. Bei den bestimmungsgemäßen Lasteinleitungsstellen handelt es sich insbesondere um Lagerstellen, die beispielsweise mit sogenannten Molekulargelenken, die auch als Pratzengelenke bezeichnet werden, versehen sind. Insbesondere sind die Lagerstellen an freien Enden des Fahrwerkbauteils angeordnet.
Der Indikator wirkt ausschließlich mechanisch und hat somit den Vorteil, dass er keine Energieversorgung benötigt, die störungsbedingt ausfallen könnte. Insbesondere erstrecken sich die Indikatorelemente, zumindest im Wesentlichen, senkrecht aus der Oberfläche des Grundkörpers, die im Einbauzustand dem Fahrwerkbauteil abgewandt ist. Insbesondere sind die Indikatorelemente einstückig mit dem Grundkörper ausgebildet. Alternativ können die Indikatorelemente auch als separate Bauteile ausgebildet und stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig an den Grundkörper angebunden sein. Die Indikatorelemente können massiv oder hohl ausgebildet sein. Vorteilhaft weist der Grundkörper eine flächige, insbesondere eine unterbrechungsfrei flächige, Erstreckung auf, wodurch er - in Abhängigkeit von seiner Einbaulage - zusätzlich auch als Steinschlagschutz fungieren kann. Insbesondere weist der Grundkörper über seine flächige Erstreckung eine konstante Dicke auf. Der Grundkörper kann in sich steif oder elastisch oder in sich biegeschlaff ausgebildet sein.
Insbesondere ist die Mehrzahl von Indikatorelementen auf der Oberfläche des Grundkörpers flächig verteilt angeordnet, insbesondere gleichmäßig flächig verteilt. Insbesondere sind die Indikatorelemente, zumindest teilweise, zeilenförmig hintereinander angeordnet. In diesem Fall können die Indikatorelemente einzeilig oder in mehreren, insbesondere parallel zueinander beabstandeten, Zeilen angeordnet sein. Bei einer mehrzeiligen Anordnung können die Indikatorelemente benachbarter Zeilen, in einer Längsrichtung und/oder in einer Querrichtung des Indikators, jeweils auf gleicher Höhe oder versetzt zueinander angeordnet sein. Die vorgenannte igelartige Struktur kann beispielsweise nach Art einer Taubensperre angeordnet sein, die auch Taubenabwehr- Leiste bezeichnet wird und vor allem an Gebäudefassaden, Brücken und anderen Bauwerken angebracht werden, um Tauben daran zu hindern, dort zu landen und zu nisten. Die igelartige Struktur kann alternativ auch dichter ausgebildet sein, beispielsweise ähnlich einem Nagelbett eines Fakirs, also einer mit Nägeln ausgestatteten, bettähnlichen Vorrichtung für Fakire. Der Indikator kann als ein Formteil, beispielsweise ein Spritzguss- Formteil ausgebildet sein oder als Stangenmaterial oder als Rollenmaterial oder als Plattenmaterial, das bedarfsweise von einer Stange oder einer Rolle oder einer Platte abgetrennt wird.
Bei der Oberfläche des Grundkörpers, aus der heraus sich die Indikatorelemente erstrecken, handelt es sich insbesondere um die - bezogen auf den Einbauzustand - dem Fahrwerkbauteil abgewandte Oberfläche des Grundkörpers. Unter der Formulierung, wonach sich die Indikatorelemente „länglich“ von dem Fahrwerkbauteil weg erstrecken, ist vorliegend zu verstehen, dass die Indikatorelemente von dem Fahrwerkbauteil weg eine größere Ausdehnung aufweisen, als in zumindest einer Raumrichtung senkrecht dazu. Insbesondere sind die Indikatorelemente gleich lang. Insbesondere erstrecken sich die Indikatorelemente geradlinig von dem Grundkörper weg. Die Indikatorelemente werden bei Überbelastung des Fahrwerkbauteiles irreversibel beschädigt und liefern somit visuell erkennbar ein Indiz, dass das Fahrwerkbauteil erneuert oder zumindest einer gründlichen apparativen Überprüfung unterzogen werden muss. Durch die Mehrzahl von Indikatorelementen, die sich im Einbauzustand aus der dem Fahrwerkbauteil abgewandten Oberfläche des Grundkörpers heraus erstrecken, können die Indikatorelemente in ihrer Gesamtheit eine dreidimensionale Negativform eines Gegenstands wiedergeben, der mit einer Missbrauchskraft auf das faserverstärkte Fahrwerkbauteil eingewirkt hat, insbesondere auf Bereiche des faserverstärkten Fahrwerkbauteils, die bestimmungsgemäß für eine Krafteinleitung nicht vorgesehen sind. Dies kann, insbesondere bei Vorliegen eines Missbrauchsfalls, eine große Hilfe zur Aufklärung und/oder zur Beweisführung darstellen, wie bereits im Zusammenhang mit dem sogenannten Wagenheber- Missbrauchsfall erläutert.
Bei dem faserverstärkten Kunststoff, den das Fahrwerkbauteil aufweist, kann es sich um einen kurzfaser-, langfaser- oder endlosfaserverstärkten Kunststoff handeln. Der faserverstärkte Kunststoff kann beispielsweise in einem Pultrusionsverfahren hergestellt sein. Bei dem Pultrusionsverfahren handelt es sich um ein Verfahren zur kostengünstigen Herstellung faserverstärkter Kunststoffprofile in einem kontinuierlichen Ablauf. Verstärkungsfasern des faserverstärkten Kunststoffs sind vorzugsweise über einen gesamten Profilquerschnitt des Fahrwerkbauteils verteilt und erstrecken sich insbesondere in einer Längsrichtung des Profilabschnitts, wodurch eine hohe Steifigkeit und Festigkeit in dieser Richtung bewirkt wird. Bei den Verstärkungsfasern kann es sich um Kohlenstofffasern, Glasfasern, Aramidfasern oder Naturfasern handeln. Ein Matrixsystem, in das die Verstärkungsfasern eingebettet sind, kann beispielsweise aus einem Vinylesterharz bestehen, da sich dieses bei sehr guten chemischen und mechanischen Eigenschaften gut im Pultrusionsverfahren verarbeiten lässt. Alternativ kann ein Epoxidharz, ein Polyesterharz, ein Phenolharz oder ein Polyurethanharz als Matrixmaterial verwendet werden. Bei dem faserverstärkten Kunststoff handelt es sich insbesondere um einen Faser-Kunststoff-Verbund (FKV), der aus einer Kunststoffmatrix mit darin eingebetteten Verstärkungsfasern gebildet ist. Darüber hinaus kann das faserverstärkte Fahrwerkbauteil auch in einem Multimaterialdesign (MMD, Mischbauweise aus verschiedenen Werkstoffen) ausgebildet sein, wobei das Fahrwerkbauteil zumindest teilweise faserverstärkt ausgeführt ist.
Bevorzugt weisen die Indikatorelemente, in einem beliebigen Schnitt parallel zu der Oberfläche des Grundkörpers, insgesamt eine Querschnittsfläche auf, die kleiner ist als 80 Prozent der Oberfläche des Grundkörpers, aus der heraus sich die Indikatorelemente erstrecken. Diese Ausgestaltung trägt maßgeblich zu dem, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkenden Charakter des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente bei. Insbesondere ist die gesamte Querschnittsfläche der Indikatorelemente in dem genannten Schnitt kleiner als 70 Prozent, vorzugsweise kleiner als 60 Prozent, besonders bevorzugt kleiner als 50 Prozent der Oberfläche des Grundkörpers, aus der heraus sich die Indikatorelemente erstrecken. Insbesondere beträgt die Querschnittsfläche eines einzelnen Indikatorelements in dem genannten Schnitt weniger als 10 Prozent der vorgenannten Oberfläche des Grundkörpers, vorzugsweise weniger als 5 Prozent, besonders bevorzugt weniger als 3 Prozent.
Vorteilhaft weist jedes der Indikatorelemente eine Länge von mindestens 2 Millimeter auf, gemessen senkrecht zu der Oberfläche des Grundkörpers, aus der heraus sich die Indikatorelemente erstrecken. Auch diese Ausgestaltung trägt maßgeblich zu dem, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkenden Charakter des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente bei. Insbesondere weist jedes der Indikatorelemente eine Länge von mindestens 5 Millimeter, vorzugsweise mindestens 8 Millimeter, besonders bevorzugt mindestens 10 Millimeter auf, jeweils gemessen senkrecht zu der Oberfläche des Grundkörpers, aus der heraus sich die Indikatorelemente erstrecken.
Zweckmäßig erstreckt sich zumindest ein Indikatorelement senkrecht zu dem Grundkörper säulenförmig mit, zumindest im Wesentlichem, gleichbleibendem Querschnitt. Somit verhält sich das Indikatorelement im Sinne der Technischen Mechanik wie ein einseitig fest eingespannter Träger mit konstantem Querschnitt. Insbesondere weist dabei ein freies, dem Grundkörper abgewandtes, Ende des Indikatorelements bei einer Querbeanspruchung, beispielsweise durch ein etwas festeres Tasten auf der Suche nach einem geeigneten Wagenheber- Ansatzpunkt, eine geringfügige elastische Nachgiebigkeit auf. Insbesondere ist das Indikatorelement nach Überschreitung eines elastischen Verformungsbereichs relativ biegeempfindlich und/oder knickempfindlich.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung ist zumindest ein Indikatorelement eindimensional ausgebildet. Insbesondere ist das Indikatorelement dabei zapfenartig oder, mit anderen Adjektiven ausgedrückt, stiftartig beziehungsweise noppenartig ausgebildet. Insbesondere erstreckt sich das eindimensional ausgebildete Indikatorelement senkrecht zu dem Grundkörper säulenförmig mit, zumindest im Wesentlichem, gleichbleibendem Querschnitt. Insbesondere weist das Indikatorelement eine runde Querschnittsfläche auf. Alternativ kann das Indikatorelement eine Querschnittsfläche nach Art eines regelmäßigen, sowohl gleichseitigen als auch gleichwinkligen, Vielecks aufweisen.
Alternativ oder zusätzlich ist zumindest ein Indikatorelement zweidimensional ausgebildet. Mit einer zweidimensionalen Ausbildung ist in diesem Zusammenhang eine flächige Ausbildung, beispielsweise eine schwertartige Ausbildung, mit einer geringen Dicke von beispielsweise 1 oder 2 Millimeter gemeint. Eine derart schlanke Ausgestaltung des Indikatorelements weist bei einer Querbelastung vorzugsweise zum einen eine gewisse elastische Nachgiebigkeit und darüber hinaus eine Biege- und/oder Knickempfindlichkeit auf, wodurch ebenfalls ein fragiler Eindruck entsteht. Bei einer schwertartigen Ausbildung ist eine dem Fahrwerkbauteil abgewandte Stirnseite allerdings nicht scharf sondern stumpf ausgebildet, um das Verletzungsrisiko zu minimieren. Das zweidimensional ausgebildete Indikatorelement kann, ebenso wie das eindimensional ausgebildete Indikatorelement, aus Gewichtsgründen auch hohl ausgebildet sein. In einem Einbauzustand in einem Fahrzeug weisen auf den flächigen Seiten des zweidimensionalen Indikatorelements errichtete Normalvektoren vorzugsweise in eine Fahrzeugquerrichtung, um im Fahrbetrieb den Luftwiderstand gering zu halten. Insbesondere erstreckt sich das zweidimensional ausgebildete Indikatorelement senkrecht zu dem Grundkörper säulenförmig mit, zumindest im Wesentlichem, gleichbleibendem Querschnitt.
Bevorzugt weist zumindest ein Indikatorelement an der Stelle, an der es mit einem Fußende aus dem Grundkörper austritt, eine größere Querschnittsfläche auf als an einem gegenüberliegenden, freien Ende. Insbesondere ist das Indikatorelement dabei kegelartig, kegelstumpfartig, pyramidenartig oder pyramidenstumpfartig und zugleich massiv oder hohl ausgebildet. Insbesondere verjüngt sich das Indikatorelement zu seinem freien Ende hin kontinuierlich. Insbesondere weist das Indikatorelement von seinem Austritt aus der Oberfläche des Grundkörpers bis zu seinem freien Ende hin eine kontinuierlich abnehmende Querschnittsfläche auf. Bei dem freien Ende handelt es sich insbesondere um ein Ende des Indikatorelements, das dem Ende, an dem das Indikatorelement aus dem Grundkörper austritt, gegenüberliegend abgewandt ist. Durch die, im Verhältnis zum Fußende, wesentlich kleinere Querschnittsfläche an dem freien Ende des Indikatorelements wird einem Laien und erst recht einem Fachmann sowohl bei visueller Betrachtung als auch bei einem Ertasten, beispielsweise im Dunkeln, schnell klar, dass ein Indikator mit derartigen Indikatorelementen zur Übertragung von Kräften, beispielsweise von Wagenheberkräften, über den Grundkörper in das Fahrwerkbauteil ungeeignet ist.
Vorteilhaft weist zumindest ein Indikatorelement eine Sollbruchstelle auf. Bei einem Bruch des Indikatorelements an der Sollbruchstelle kann durch die konstruktiven Gegebenheiten an der Sollbruchstelle auf einen Mindestbetrag einer Missbrauchskraft geschlossen werden. Auf diese Weise kann die Sollbruchstelle, die eine gewollte partielle Schwächung des Indikatorelements darstellt, derart ausgelegt werden, dass das Indikatorelement bei einer definierten Missbrauchskraft an der Sollbruchstelle versagt. Die Sollbruchstelle kann darüber hinaus so ausgelegt sein, dass bei Einwirkung einer Missbrauchskraft auf den Indikator, die nicht zu einem Bruch des Indikatorelements an dessen Sollbruchstelle führt, keine weitere Überprüfung des Fahrwerkbauteils erforderlich ist. Hierdurch wird nicht nur für das Werkstattpersonal, sondern auch für einen in der Interpretation von Schadensbildern nicht versierten Laien ein eindeutiges Prüfkriterium bereitgestellt. Insbesondere ist die Sollbruchstelle als Querschnittssprung innerhalb des Indikatorelements gebildet. So kann das Indikatorelement von einem an die Oberfläche des Grundkörpers anschließenden Fußende bis zu der Sollbruchstelle einen stetigen Querschnittsverlauf aufweisen, sich in der Sollbruchstelle sprunghaft verjüngen und anschließend bis zu einem freien Ende hin wiederum einen stetigen Querschnittsverlauf aufweisen.
Zweckmäßig ist das Indikatorelement aus einem duktilen Werkstoff gebildet. In diesem Fall wird das Vorliegen einer möglichen mechanischen Überbeanspruchung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils durch eine bleibende plastische Verformung des Indikatorelements angezeigt und dokumentiert. Der duktile Werkstoff, aus dem das Indikatorelement gebildet ist, kann ein metallischer Werkstoff, insbesondere ein Leichtmetall wie zum Beispiel Aluminium, oder ein Kunststoff sein. Zeigt das Indikatorelement durch eine bleibende plastische Verformung eine mögliche mechanische Überbeanspruchung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils an, so kann eine weitere Überprüfung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils sicherstellen, dass das Fahrwerkbauteil noch einsatzbereit ist oder tatsächlich beschädigt ist und ausgetauscht werden muss.
Alternativ ist das Indikatorelement aus einem spröden Werkstoff gebildet. In diesem Fall wird das Vorliegen einer möglichen mechanischen Überbeanspruchung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils durch einen Bruch des Indikatorelements angezeigt und dokumentiert. Der spröde Werkstoff, aus dem das Indikatorelement gebildet ist, kann ein metallischer Werkstoff oder ein Kunststoff, beispielsweise ein duroplastischer Kunststoff, sein. Indikatorelemente aus einem spröden Werkstoff können zum Nachweis nicht bestimmungsgemäßer Krafteinleitungen eingesetzt werden und können darüber hinaus, in Abhängigkeit von dem konkret eingesetzten Werkstoff, den Vorteil einer Geräuschentwicklung bei einem Bruch des Lasteinleitungselements haben. Auf diese Weise könnte beispielsweise ein Fahrer eines Fahrzeugs mit einer faserverstärkten Kunststoff- Blattfeder, die zu einem Untergrund hin durch einen Indikator abgedeckt ist, akustisch gewarnt werden, wenn er beim Rangieren langsam auf einen aus dem Untergrund vorstehenden Stein auffährt. Zeigt das Indikatorelement durch einen Bruch eine mögliche mechanische Überbeanspruchung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils an, so kann auch hier eine weitere Überprüfung des faserverstärkten Fahrwerkbauteils sicherstellen, dass das Fahrwerkbauteil noch einsatzbereit ist oder tatsächlich beschädigt ist und ausgetauscht werden muss.
Vorteilhaft sind die Indikatorelemente, zumindest teilweise, unterschiedlich lang. Damit ist gemeint, dass sich die Indikatorelemente unterschiedlich weit aus der Oberfläche des Grundkörpers heraus erstrecken. Hierdurch wird der fragil wirkende Eindruck des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente verstärkt.
Bevorzugt spannen Stirnseiten der Indikatorelemente ein Flächengebilde auf, das von einer ebenen Fläche abweicht. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Indikatorelemente bei zugleich ebener Oberfläche des Grundkörpers unterschiedlich lang sind oder dass die Indikatorelemente bei zugleich unebener Oberfläche des Grundkörpers gleich lang sind oder dass die Indikatorelemente bei zugleich unebener Oberfläche des Grundkörpers unterschiedlich lang sind. Auch hierdurch wird der fragil wirkende Eindruck des Indikators im Bereich seiner Indikatorelemente verstärkt, sowohl optisch als auch haptisch. Beispielsweise können die Indikatorelemente in ihrer Gesamtheit eine dachartige Struktur aufweisen, beispielsweise ähnlich einem Satteldach oder einem Krüppelwalmdach, mit einem sich im Einbauzustand in einer Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden First.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Fahrwerkbauteil für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrwerkbauteil faserverstärkten Kunststoff und einen Indikator, wie zuvor beschrieben, aufweist. Dabei ist der Indikator fest an das Fahrwerkbauteil angebunden und das Fahrwerkbauteil selbst als eine Achsstrebe, ein unterer Querlenker einer Einzelradaufhängung oder als eine Blattfeder ausgebildet. Die feste Anbindung des Indikators an das Fahrwerkbauteil kann als eine lösbare Anbindung, beispielsweise eine Klettanbindung, oder als eine unlösbare Anbindung ausgebildet sein.
Vorteilhaft folgt der Grundkörper einem Konturverlauf des faserverstärkten Fahrwerkbauteils. Insbesondere liegt der Grundkörper dabei vollflächig an einer Oberfläche des Fahrwerkbauteils an.
Vorzugsweise ist der Indikator durch eine stoffschlüssige Verbindung, insbesondere eine Klebeverbindung, mit dem faserverstärkten Fahrwerkbauteil verbunden. Alternativ ist auch eine kraftschlüssige oder eine formschlüssige Verbindung des Indikators mit dem faserverstärkten Fahrwerkbauteil möglich, beispielsweise eine Schnapp-Rast-Verbindung, eine Clipverbindung, eine Steckverbindung, eine Schraubverbindung, eine Nietverbindung oder eine Klemmverbindung.
Die Erfindung betrifft weiterhin ein Kraftfahrzeug mit einem Fahrwerkbauteil wie zuvor beschrieben. Dabei sind freie Enden der Indikatorelemente im Einbauzustand im Kraftfahrzeug, zumindest im Wesentlichen, einem Untergrund zugewandt. Insbesondere erstrecken sich die Indikatorelemente dabei von dem Grundkörper weg in Richtung des Untergrunds. Auf diese Weise erfahren die Indikatorelemente auch bei einer schräg oder sogar parallel zu der Oberfläche des Grundkörpers wirkenden Missbrauchskraft eine Formänderung. Insbesondere deckt der Grundkörper des Indikators eine im Einbauzustand bodenseitig ausgerichtete Projektionsfläche des Fahrwerkbauteils, zumindest im Wesentlichen, vollständig ab. Hierdurch schützt der Grundkörper das Fahrwerkbauteil vor Steinschlag, durch den das faserverstärkte Fahrwerkbauteil im Fahrbetrieb regelmäßig mit Steinen von der Fahrbahn beschossen wird.
Ist der Grundkörper vollständig mit Indikatorelementen besetzt, ist beispielsweise eine Nachweisbarkeit des eingangs beschriebenen Wagenheber- Missbrauchsfalls sicher gegeben. Insbesondere sind die Indikatorelemente derartig ausgebildet und/oder angeordnet, dass deren Stirnseiten unterschiedlich weit von dem Untergrund beabstandet sind. Insbesondere berührt eine parallel zu dem Untergrund ausgerichtete Tragplatte des Wagenhebers, die auch als Sattel bezeichnet wird, während eines Ausfahrens des Wagenhebers in einer Kraftfahrzeughochrichtung bei einem Erstkontakt mit dem Indikator nur einen Teil der Stirnseiten der Indikatorelemente oder sogar nur eine Stirnseite eines einzigen Indikatorelements. Bei einer derart fragil anmutenden Anordnung, wird ein Fahrer oder ein mit einer Reparatur von Kraftfahrzeugen nicht vertrauter Laie mit hoher Wahrscheinlichkeit davon absehen, im Bereich der Indikatorelemente einen Wagenheber anzusetzen. Neben einer Berührung der Tragplatte mit nur einer einzigen Stirnseite eines einzigen Indikatorelements, ist es auch möglich, dass die parallel zum Untergrund ausgerichtete Tragplatte bei einem Erstkontakt mehrere Stirnseiten von mehreren Indikatorelementen berührt.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:

1 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben einen Teil eines Fahrwerks mit einem Fahrwerkbauteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 in einer perspektivischen Darstellung das Fahrwerkbauteil aus 1, allerdings um 90 Grad aus dessen Einbaulage heraus gedreht;
3 in einer perspektivischen Darstellung einen Indikator des Fahrwerkbauteils aus 2;
4 in einer perspektivischen Darstellung das Fahrwerkbauteil aus 2 mit einem Indikator gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 in einer perspektivischen Darstellung einen Abschnitt des Indikators aus 4;
6 in einer perspektivischen Darstellung einen Indikator gemäß einer dritten Ausführungsform;
7 in einer Schnittdarstellung den Indikator aus 6 gemäß dem dort angegebenen Schnittverlauf A - A;
8 in einer perspektivischen Ansicht von schräg oben einen Teil einer Einzelradaufhängung mit einem als unterer Querlenker ausgebildeten Fahrwerkbauteil und
9 in einer Seitenansicht einen Teil eines Fahrwerks mit einem als Längsblattfeder ausgebildeten Fahrwerkbauteil.

In 1 ist ein Teil eines Fahrwerks 1 eines Kraftfahrzeugs 2 dargestellt, wobei das Kraftfahrzeug als ein Lastkraftwagen 2 ausgebildet ist. Das Fahrwerk 1 weist ein als Achstrebe 3 ausgebildetes, faserverstärktes Fahrwerkbauteil auf. Ein Wagenheber 4, der sich auf einem als Parkplatzfläche 5 ausgebildeten Untergrund abstützt, drückt zwischen zwei endseitigen Lasteinleitungsstellen 6 der Achsstrebe 3 mit einer Wagenheberkraft F gegen eine Unterseite der Achsstrebe 3. Die Achsstrebe 3 ist allerdings an dieser Stelle nicht für ein seitliches Anheben des Fahrwerks 1 ausgelegt. Es handelt sich daher vorliegend um einen Missbrauchsfall, bei dem eine Missbrauchskraft F, nämlich die Wagenheberkraft, nicht bestimmungsgemäß in die faserverstärkte Achsstrebe 3 eingeleitet wird. Da die Einwirkung der Missbrauchskraft F möglicherweise zu einer Schädigung der Achsstrebe 3 führt, würde eine Weiterfahrt des Lastkraftwagens 2 ein Sicherheitsrisiko darstellen. An der Unterseite der Achsstrebe 3 ist ein durch die Achsstrebe 3 verdeckter Indikator 7 fest angebunden. Der dem Untergrund 5 zugewandte Indikator 7 ist in 2 dargestellt und dient zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen an der faserverstärkten Achsstrebe 3. Der Indikator 7 weist eine durch die Wagenheberkraft F hervorgerufene, bleibende und visuell erkennbare, Schädigung auf, die ebenfalls durch die Achsstrebe 3 verdeckt ist.
2 zeigt den Indikator 7, der durch eine stoffschlüssige Verbindung 8, die als eine Klebeverbindung ausgeführt ist, fest mit der faserverstärkten Achsstrebe 3 verbunden ist. Der Indikator 7 ist in seinem beschädigungsfreien Ausgangszustand dargestellt und weist nicht die vorgenannte, durch die Wagenheberkraft F hervorgerufene, bleibende und visuell erkennbare, Schädigung auf. Der Indikator 7 weist eine Mehrzahl von Indikatorelementen 9 auf und einen Grundkörper 10, der einem Konturverlauf der Achsstrebe 3 folgt und über den der Indikator 7 stoffschlüssig mit der Achsstrebe 3 verbunden ist. Die Indikatorelemente 9 sind einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgebildet und weisen eine schwertartige, zweidimensional flächige Gestalt auf. Sowohl der Grundkörper 10 als auch die Indikatorelemente 9 weisen über deren flächige Erstreckung eine konstante Dicke auf. Die Indikatorelemente 9 erstrecken sich aus einer Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 heraus und zugleich länglich von der Achsstrebe 3 weg. In ihrer Gesamtheit bilden die Indikatorelemente 9 eine igelartige Struktur, um im Einbauzustand im Kraftfahrzeug 2 im Falle einer bleibenden und visuell erkennbaren Schädigung der Indikatorelemente 9 eine nicht bestimmungsgemäße Lasteinleitung in die Achsstrebe 3 nachweisen zu können. Diese Eigenschaft wird auch als Missbrauchsgedächtnis bezeichnet. Darüber hinaus wirkt die igelartige Struktur sowohl optisch als auch haptisch recht fragil, wodurch im Bereich der Indikatorelemente 9 auf einen für eine Krafteinleitung ungeeigneten Bereich hingewiesen wird.
Die Indikatorelemente 9 sind auf der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 gleichmäßig flächig verteilt angeordnet und zugleich in drei parallel beabstandeten Zeilen jeweils zeilenförmig hintereinander angeordnet. In Längsrichtung der drei Zeilen sind alle Indikatorelemente 9 gleich lang und zeilenweise jeweils auf gleicher Höhe, also ohne Versatz, angeordnet. Die Längsrichtung der drei Zeilen fällt in den Einbauzustand gemäß 1 mit einer Fahrzeuglängsrichtung x zusammen, wodurch im Fahrbetrieb der Luftwiderstand gering gehalten wird. Dementsprechend weisen auf den flächigen Seiten der schwertartigen, zweidimensionalen Indikatorelemente errichtete Normalvektoren in eine Fahrzeugquerrichtung y. Im Einbauzustand erstrecken sich die Indikatorelemente 9 aus der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 heraus in einer Fahrzeughochrichtung z.
Die Achsstrebe 3 ist in einer Mischbauweise aus verschiedenen Werkstoffen ausgeführt, wobei die endseitigen Lasteinleitungsstellen 6 aus Aluminium gebildet sind und ein zwischen den Lasteinleitungsstellen 6 angeordneter Verbindungsabschnitt 12 glasfaserverstärkten Kunststoff aufweist. Die endseitigen Lasteinleitungsstellen 6 sind als Lagerstellen ausgebildet, die jeweils ein Molekulargelenk 13 aufweisen, um die Achsstrebe 3 einenends gelenkig mit einem Fahrzeugrahmen und andernends gelenkig mit einer Fahrzeugachse verbinden zu können.
Wie in 3 zu erkennen ist, erstrecken sich die Indikatorelemente 9, die massiv ausgebildet sind, säulenförmig mit gleichbleibendem Querschnitt und zugleich senkrecht aus der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 heraus. An den Stellen, an denen die Indikatorelemente 9 mit Fußenden 14 aus dem Grundkörper 10 austreten, weisen die Indikatorelemente 9 die gleiche Querschnittsfläche auf wie an gegenüberliegenden, freien Enden 15. In beliebigen Schnitten durch Ebenen, die durch die Fahrzeuglängsrichtung x und durch die Fahrzeughochrichtung z oder durch die Fahrzeuglängsrichtung x und die Fahrzeugquerrichtung y oder durch die Fahrzeugquerrichtung y und die Fahrzeughochrichtung z aufgespannt werden, weisen die Indikatorelemente 9 jeweils einen rechteckigen Querschnitt auf. Die Indikatorelemente 9 weisen in Fahrzeughochrichtung z zwei unterschiedliche Längen auf. Zugleich ist die Oberfläche 11 des Grundkörpers 10, aus der sich die Indikatorelemente 9 erstrecken, eben ausgebildet. Daher spannen Stirnseiten 16 der Indikatorelemente 9 ein Flächengebilde auf, das von einer ebenen Fläche abweicht. Konkret weisen die Indikatorelemente 9 in ihrer Gesamtheit eine dachartige Struktur auf, die einem Satteldach mit einem sich in Fahrzeuglängsrichtung x erstreckenden First ähnelt. Dieser First ist im Einbauzustand parallel zum Untergrund 5 ausgerichtet, wodurch eine waagerecht ausgerichtete Tragplatte des Wagenhebers 4 bei einem Hochfahren desselben zunächst eine unterbrochene Linienberührung mit dem First hätte.
Im Einbauzustand im Lastkraftwagen 2 sind die freien Enden 15 der Indikatorelemente 9 dem Untergrund 5 zugewandt. In einem beliebigen Schnitt parallel zu der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10, aus der heraus sich die Indikatorelemente 9 erstrecken, weisen alle Indikatorelemente 9 zusammen eine Gesamtquerschnittsfläche auf, die kleiner ist als 50 Prozent der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10, aus der heraus sich die Indikatorelemente 9 erstrecken. Die Gesamtquerschnittsfläche aller Indikatorelemente 9 zusammen beträgt vorliegend etwa 10 Prozent der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10, aus der heraus sich die Indikatorelemente 9 erstrecken. Zugleich sind die einstückig mit dem Grundkörper 10 ausgebildeten Indikatorelemente 9 aus einem spröden Kunststoff gebildet. Daher wird der Indikator 7 vor einer schädigenden Beanspruchung der faserverstärkten Achsstrebe 3 durch die Wagenheberkraft F bleibend und visuell erkennbar dadurch geschädigt, dass zumindest einzelne Indikatorelemente 9 abbrechen. Da das Abbrechen der Indikatorelemente 9 werkstoffbedingt mit einem knackenden Bruchgeräusch verbunden ist, erhält die Person, die die Tragplatte des Wagenhebers 4 in die Indikatorelemente 9 drückt, auch ein akustisches Warnsignal als Hinweis auf einen für eine Krafteinleitung nicht geeigneten Bereich der Achsstrebe 3. Die kürzeren Indikatorelemente 9 weisen eine Länge von 5 Millimeter auf und die längeren, die den First bilden, eine Länge von 10 Millimeter, jeweils gemessen senkrecht zu der Oberfläche 11 des Grundkörpers 10, aus der heraus sich die Indikatorelemente 9 erstrecken.
4 zeigt die bereits aus 2 bekannte Achsstrebe 3 mit einem Indikator 7, dessen Grundkörper 10 eine im Einbauzustand zum Untergrund 5 hin ausgerichtete Projektionsfläche der Achsstrebe 3 vollständig abdeckt. Dadurch fungiert der Grundkörper 10 hier zugleich als Steinschlagschutz und schützt eine faserverstärkte Tragwicklung, die die Achsstrebe 3 in einer durch die Fahrzeuglängsrichtung x und die Fahrzeughochrichtung z aufgespannten Ebene umschließt. Weiterhin folgt der Grundkörper 10, der ebenso wie die Achsstrebe 3 selbst in Fahrzeuglängsrichtung x ausgerichtet ist, einem Konturverlauf der Achsstrebe 3, indem er sich an diese anschmiegt. In Endabschnitten des Grundkörpers 10, die im Bereich der beiden endseitigen Lasteinleitungsstellen 6 der Achsstrebe 3 liegen, verringert sich die Dicke des Grundkörpers 10 kontinuierlich auf null. Zwischen den beiden endseitigen Lasteinleitungsstellen 6 weist der Grundkörper 10 dagegen eine konstante Dicke auf. Der Grundkörper 10 ist im Bereich der zum Untergrund 5 hin ausgerichteten Projektionsfläche der Achsstrebe 3 mit Indikatorelementen 9 aus duktilem Leichtmetall besetzt; aber nicht im Bereich seiner sich kontinuierlich verjüngenden Endabschnitte, die jeweils eine endseitige Lasteinleitungsstelle 6 teilweise umschließen. Hier ist der Grundkörper 10 frei von Indikatorelementen 9 und fungiert ausschließlich als Steinschlagschutz.
5 zeigt den im Bereich des Verbindungsabschnitts 12 mit der Achsstrebe 3 verklebten Abschnitt des Indikators 7 aus 4. Die Indikatorelemente 9 sind eindimensional und zugleich kegelstumpfartig ausgebildet, so dass die Indikatorelemente 9 an den Stellen, an denen sie mit Fußenden 14 aus dem Grundkörper 10 austreten, eine größere Querschnittsfläche aufweisen als an in Fahrzeughochrichtung z gegenüberliegenden, freien Enden 15. Stirnseiten 16 der Indikatorelemente 9 sind leicht abgeflacht, um das Verletzungsrisiko zu minimieren.
Bei einem in 6 dargestellten Indikator 7 erstrecken sich Indikatorelemente 9 zeilenförmig hintereinander und zugleich mehrzeilig aus einer Oberfläche 11 eines Grundkörpers 10 heraus. Die Indikatorelemente 9 zeichnen sich dadurch aus, dass sie jeweils eine Sollbruchstelle 17 aufweisen, die jeweils eine gewollte partielle Schwächung des Indikatorelements 9 darstellt. Wie aus 7 ersichtlich, weisen die Indikatorelemente 9 jeweils von einem an die Oberfläche 11 des Grundkörpers 10 anschließenden Fußende14 bis zu der das Indikatorelement 9 umlaufenden Sollbruchstelle 17 einen stetigen Querschnittsverlauf auf, der sich in der Sollbruchstelle 17 sprunghaft verjüngt und anschließend bis zu einem freien Ende 15 des Indikatorelements 9 hin wiederum einen sich stetig verjüngenden Querschnittsverlauf aufweist. Der Indikator 7 ist hier als eine Noppenplatte aus Kunststoff mit hohlen Indikatorelementen 9 ausgebildet.
Eine in 8 gezeigte Einzelradaufhängung 18 eines Lastkraftwagens 2 weist ein faserverstärktes Fahrwerkbauteil 3 auf, welches als faserverstärkter unterer Querlenker ausgebildet ist. Auf Unterseiten von zwei Armen des unteren Querlenkers 3 ist jeweils ein gestrichelt dargestellter Indikator 7 zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen des Querlenkers 3 appliziert, die über einen nicht bestimmungsgemäß an den Querlenker 3 angesetzten Wagenheber 4 in den Querlenker 3 eingeleitet werden. Die beiden Indikatoren 7 weisen jeweils einen selbstklebenden Grundkörper 10 auf, mit dem sie auf eine einem Untergrund 5 zugewandte Projektionsfläche des Querlenkers 3 aufgeklebt sind. Auch eine faserverstärkte Spurstange 3 und eine faserverstärkte Lenkstange 3 sind jeweils an deren dem Untergrund 5 zugewandten Projektionsflächen mit einem Indikator 7 versehen.
9 zeigt einen Teil eines Fahrwerks 1, das ein als Längsblattfeder ausgebildetes, faserverstärktes Fahrwerkbauteil 3 zur Abstützung und Führung einer Starrachse 19 aufweist. Auf einer einem Untergrund 5 zugewandten Unterseite der Längsblattfeder 3 ist ein Indikator 7 zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen der Längsblattfeder 3 durch Missbrauchskräfte F appliziert.
Bezugszeichenliste

1: Fahrwerk
2: Kraftfahrzeug, Lastkraftwagen
3: Fahrwerkbauteil, Achsstrebe, unterer Querlenker, Spurstange, Lenkstange, Längsblattfeder
4: Wagenheber
5: Untergrund, Parkplatzfläche
6: Lasteinleitungsstelle, Lagerstelle
7: Indikator
8: stoffschlüssige Verbindung, Klebeverbindung
9: Indikatorelement
10: Grundkörper
11: Oberfläche des Grundkörpers
12: Verbindungsabschnitt
13: Molekulargelenk
14: Fußende des Indikatorelements
15: freies Ende des Indikatorelements
16: Stirnseite des Indikatorelements
17: Sollbruchstelle
18: Einzelradaufhängung
19: Starrachse
F: Missbrauchskraft, Wagenheberkraft
x: Fahrzeuglängsrichtung
y: Fahrzeugquerrichtung
z: Fahrzeughochrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 3723450 A1 [0004]

Claims

Indikator (7) zum Erkennen von möglichen Überbeanspruchungen an Fahrwerkbauteilen (3), die faserverstärkten Kunststoff aufweisen, wobei der Indikator (7) in einem Einbauzustand vor einer schädigenden Beanspruchung des Fahrwerkbauteils (3) bleibend und visuell erkennbar geschädigt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (7) einen an das faserverstärkte Fahrwerkbauteil (3) fest anbindbaren Grundkörper (10) und eine Mehrzahl von Indikatorelementen (9) aufweist, die sich aus einer Oberfläche (11) des Grundkörpers (10) heraus, und im Einbauzustand zugleich von dem Fahrwerkbauteil (3) weg, länglich erstrecken und in ihrer Gesamtheit eine igelartige Struktur bilden, um durch eine bleibende und visuell erkennbare Schädigung der Indikatorelemente (9) eine nicht bestimmungsgemäße Lasteinleitung in das Fahrwerkbauteil (3) nachweisen zu können (Missbrauchsgedächtnis) und darüber hinaus durch eine, sowohl optisch als auch haptisch, fragil wirkende Gestaltung des Indikators (7) im Bereich seiner Indikatorelemente (9) auf einen für eine Krafteinleitung ungeeigneten Bereich hinzuweisen.
Indikator (7) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorelemente (9), in einem beliebigen Schnitt parallel zu der Oberfläche (11) des Grundkörpers (10), insgesamt eine Querschnittsfläche aufweisen, die kleiner ist als 80 Prozent der Oberfläche (11) des Grundkörpers (10), aus der heraus sich die Indikatorelemente (9) erstrecken.
Indikator (7) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedes der Indikatorelemente (9) eine Länge von mindestens 2 Millimeter aufweist, gemessen senkrecht zu der Oberfläche des Grundkörpers (10), aus der heraus sich die Indikatorelemente (9) erstrecken.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich zumindest ein Indikatorelement (9) senkrecht zu dem Grundkörper (10) säulenförmig mit, zumindest im Wesentlichem, gleichbleibendem Querschnitt erstreckt.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Indikatorelement (9) eindimensional ausgebildet ist.
Indikator (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Indikatorelement (9) zweidimensional ausgebildet ist.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Indikatorelement (9) an der Stelle, an der es mit einem Fußende (14) aus dem Grundkörper (10) austritt, eine größere Querschnittsfläche aufweist als an einem gegenüberliegenden, freien Ende (15).
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Indikatorelement (9) eine Sollbruchstelle (17) aufweist.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (9) aus einem duktilen Werkstoff gebildet ist.
Indikator (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Indikatorelement (9) aus einem spröden Werkstoff gebildet ist.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Indikatorelemente (9), zumindest teilweise, unterschiedlich lang sind.
Indikator (7) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Stirnseiten (16) der Indikatorelemente (9) ein Flächengebilde aufspannen, das von einer ebenen Fläche abweicht.
Fahrwerkbauteil (3) für ein Kraftfahrzeug, wobei das Fahrwerkbauteil (3) faserverstärkten Kunststoff und einen Indikator (7) nach einem der Ansprüche 1 bis 12 aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (7) fest an das Fahrwerkbauteil (3) angebunden ist und dass das Fahrwerkbauteil (3) als eine Achsstrebe, ein unterer Querlenker einer Einzelradaufhängung oder als eine Blattfeder ausgebildet ist.
Fahrwerkbauteil (3) nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) einem Konturverlauf des faserverstärkten Fahrwerkbauteils (3) folgt.
Fahrwerkbauteil (3) nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Indikator (7) durch eine stoffschlüssige Verbindung (8), insbesondere eine Klebeverbindung, mit dem faserverstärkten Fahrwerkbauteil (3) verbunden ist.
Kraftfahrzeug (2) mit einem Fahrwerkbauteil (3) nach einem der Ansprüche 13 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass freie Enden (15) der Indikatorelemente (9) im Einbauzustand im Kraftfahrzeug (2), zumindest im Wesentlichen, einem Untergrund (5) zugewandt sind.