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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung ist auf eine leichtgewichtige Aufhängungsträgeranordnung für ein Fahrzeug bezogen.
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Bekannte Technik
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Wie bekannt ist, sind Aufhängungsträger oder -achsschenkel Fahrzeugkomponenten, die dazu ausgebildet sind, ein Radnabenlager mit Aufhängungen zu verbinden, und sind üblicherweise aus Gusseisen oder einer leichtgewichtigen Legierung hergestellt.
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Jedoch gibt es in dem Interesse der Gesamtgewichtsreduktion aus Treibstoffökonomiegründen einen zunehmenden Trend in den Automobilindustrien beim Herstellen von Aufhängungsträgern, die leichtere Materialien, wie beispielsweise Polymerverbundzusammensetzungen, enthalten.
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Insbesondere wurden einige von Forschungsbemühungen in der Vergangenheit investiert, um Aufhängungsträgerbeispiele herzustellen, die aus einem einzelnen Verbundmaterial, wie beispielsweise einem formungsfertigen Sheet Molding Compound (SMC), hergestellt sind.
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Außerdem hat das Automobilunternehmen Ford eine technische Mitteilung, mit dem Titel „Composite-lightweight rear suspension knuckle for a high-volume passenger vehicle“ veröffentlicht, in der eine Technik zum Herstellen von Mehrfachmaterialaufhängungsträgern vorgeschlagen wird, die die Nachteile von SMC-Aufhängungsträgern überwindet, die mit hohen Härtungszeiten und Fehlen von mechanischen Eigenschaften verbunden sind.
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Eine solche Technik beinhaltet das Coformen von SMC und Schichten aus vorimprägnierten Verbundfasern (üblicherweise „Pre-Pregs“ genannt).
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Das Ergebnis eines solchen Coformens ist ein leichtgewichtiger und hochfester Aufhängungsträger, obwohl sich die damit verbundenen Herstellungskosten und Komplexität erhöhen kann.
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In diesem technischen Hintergrund wird das Bedürfnis verspürt, einen kosteneffizienten Verbundaufhängungsträger zu gestalten, der einfach herzustellen ist, aber nach wie vor ein vergleichbares Gewicht, mechanische Eigenschaften und Zuverlässigkeit bezüglich bekannten cogeformten Aufhängungsträgern hat.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine leichtgewichtige Aufhängungsträgeranordnung für ein Fahrzeug bereitzustellen, die auf das oben erwähnte Bedürfnis eingeht.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung wird eine leichtgewichtige Aufhängungsträgeranordnung für ein Fahrzeug bereitgestellt, wie sie in dem angehängten Anspruch 1 definiert ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die eine nicht-beschränkende Ausführungsform davon darstellen, in denen:
- 1 eine perspektivische Ansicht einer leichtgewichtigen Aufhängungsträgeranordnung für ein Fahrzeug gemäß der vorliegenden Erfindung ist;
- 2, 3 und 4 jeweils eine Seitenansicht, eine Vorderansicht und eine Draufsicht der Aufhängungsträgeranordnung von 1 sind; und
- 5 ein Querschnitt, in einem vergrößerten Maßstab und mit Teilen der Klarheit wegen entfernt, gemäß der Schnittebene ist, die durch die Linie V-V in 2 gekennzeichnet ist.
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Detaillierte Offenbarung
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Mit Bezugnahme auf 1 gibt das Bezugszeichen 1 als ein Ganzes ein Fahrzeug an, von dem nur einige Teile dargestellt sind.
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Hier und im Folgenden beziehen sich Begriffe wie beispielsweise „oberer“, „unterer“, „oberhalb“, „unterhalb“, „vorderer“, „rückwärtiger“, „horizontal“,“ vertikal“ ... etc. auf die normale Fahrtrichtung T des Fahrzeugs 1.
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Das Fahrzeug 1 weist ein nicht gezeigtes Chassis und eine vordere Aufhängungsanordnung auf, die an dem Chassis in einer bekannten Weise befestigt ist und einen oberen und einen unteren Arm V1, V2 (schematisch dargestellt) aufweist.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 eine teilweise und schematisch dargestellte Radscheibe V3, ein Rad (nicht gezeigt), das koaxial zu und an der Radscheibe V3 befestigt ist, und eine leichtgewichtige Aufhängungsträgeranordnung oder -achsschenkelanordnung 2 auf, die mit dem oberen und dem unteren Arm V1, V2 gekoppelt ist und die Radscheibe V3 trägt.
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Des Weiteren weist das Fahrzeug 1 des Weiteren ein Lenksystem auf, von dem nur eine Spurstange V4 schematisch dargestellt ist. Die Spurstange V4 ist mit der Aufhängungsträgeranordnung 2 gekoppelt und wird so betrieben, dass sie die Rotation der Aufhängungsträgeranordnung 2, der Radscheibe V3 und des Rads um eine Lenkachse verursacht.
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Außerdem weist das Fahrzeug 1 des Weiteren ein Bremssystem auf, das gesteuert wird, um eine Bremskraft auf die Radscheibe V3 auszuüben, und insbesondere einen Bremssattel V5 (teilweise und schematisch gezeigt), der an der Aufhängungsachsschenkelanordnung 2 angebracht ist, und eine Bremsscheibe (nicht gezeigt) aufweist, die koaxial zu und an der Radscheibe V3 befestigt ist.
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Wie besser in 5 sichtbar ist, weist die leichtgewichtige Aufhängungsträgeranordnung 2 einen Aufhängungsträger oder -achsschenkel 2a und ein Radlagermodul 3 auf. Im Gegenzug weist das Radlagermodul 3 ein Radlager 4 und ein Lagerverbindungsstück oder - schicht 5 auf, das koaxial zu dem Radlager 4 entlang einer im Wesentlichen horizontalen Radachse A ist und das Radlager 4 mit dem Aufhängungsträger 2a verbindet.
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Das Radlager 4 weist einen Innenring 6 und einen Außenring 7 auf, die koaxial entlang der Achse A angeordnet sind. Der Innen- und der Außenring 6, 7 sind jeweils in festen Positionen mit der Radscheibe V3 und dem Verbindungsstück 5 gekoppelt. Insbesondere weist das Radlagermodul 3 einen Flansch 9 auf, der integral mit dem Innenring 6 und an der Radscheibe V3, zum Beispiel mittels Bolzen, befestigt ist.
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Der Innenring 6 wird durch den Außenring 7 durch Wälzkörper (nicht gezeigt) getragen, um um die Achse A rotieren zu können.
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Das Lagerverbindungsstück 5 ist vorzugsweise durch einen ringförmigen Körper definiert, der radial außerhalb des Außenrings 7 angeordnet ist, mit dem Außenring 7 fest gekoppelt ist und eine radial äußere Seitenfläche 13 und eine radial innere Seitenfläche 14 aufweist.
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Die radial innere Seitenfläche 14 ist mechanisch mit dem Außenring 7 gekoppelt und die radial äußere Seitenfläche 13 ist mechanisch mit dem Aufhängungsträger 2a gekoppelt.
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Vorzugsweise ist das Lagerverbindungsstück 5 aus einem Verbundmaterial hergestellt, das aus der Gruppe bestehend aus BMC (Bulk Molding Compound), LFT (Long Fiber Thermoplastic) und DLFT (Direct In-Line Long Fiber Thermoplastic) ausgewählt ist.
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Sowohl BMC als auch LFT/DLFT sind synthetische Kunststoffmaterialien, bei denen einzelne verstärkende Fasern mit beträchtlicher Länge (üblicherweise mehr als 1/2 Zoll oder 12 mm) gleichmäßig in einer synthetischen Kunststoffmatrix ohne spezifische Orientierung (oder orientiert durch den Fluss während der Kompression, aber niemals in Schichten angeordnet) angeordnet sind, während z. B. in SMC-Materialien (Sheet Molding Compound) die Fasern in Schichten verteilt sind. In BMC-Materialien wird die synthetische Kunststoffmatrix im Allgemeinen durch ein Duroplast, oder in manchen Fällen ein Thermoplast-Polymer, gebildet und derartige Materialien sind dazu geeignet, im Allgemeinen durch eine Kompressionsformung geformt zu werden; bei LFT/DLFT-Materialien wird die synthetische Kunststoffmatrix durch ein thermoplastisches Harz definiert und solche Materialien sind dazu ausgebildet, durch Spritzgießen geformt zu werden. Des Weiteren haben sowohl bei den BMC- als auch LFT-Materialien die verstärkenden Fasern eine gleichmäßige Länge.
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Bevorzugt bilden bei dem fertigen, ausgeformten Material die einzelnen verstärkenden Fasern Gruppen von Fasern, die bezüglich einander orientiert sind, und die Gruppen sind gleichmäßig in der Matrix zufallsverteilt, um zu einem nahezu isotropen Material zu führen.
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In geeigneter Weise besteht das BMC/LFT/DLFT-Verbindungsstück 5 aus 30-70 Volumenprozent Kohlenstofffasern, die eine Durchschnittslänge haben, die zwischen 10 mm und 50 mm enthalten ist und mit einer zufälligen Orientierung in einer Polymermatrix angeordnet ist.
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Möglicherweise sind die Fasern des BMC/LFT/DLFT-Verbindungsstücks 5 absichtlich spezifisch mittels eines Polymerprozessflusses gemäß den erwarteten Belastungspfaden an dem Aufhängungsträger 2a im Einsatz orientiert, sodass die Fasern hauptsächlich Druckspannungsbelastungen unterworfen sind. Nichtsdestotrotz sind solche Fasern orientiert, um vorzugsweise eine isotrope Verteilung davon und korrespondierende isotrope mechanische Eigenschaften des Verbindungsstücks 5 zu erhalten.
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Alternativ können Glas- oder Aramidfasern als Ersatz der Kohlenstofffasern verwendet werden oder können vorzugsweise zusammen mit dem letzteren gemischt werden.
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Die Polymermatrix des Verbindungsstücks 5 kann ein Duroplast- oder ein Thermoplast-Harz sein, dem optional ein Füllmaterial hinzugefügt ist. Insbesondere ist irgendein verfügbares Füllmaterial geeignet, das mit den Kohlenstofffasern und mit der Polymermatrix kompatibel ist.
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Die Polymermatrix ist vorzugsweise durch ein Kunststoffharz gebildet, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus: Epoxid, Polyamid, Polyphenylensulfid, Polyaryletherketon, irgendeine Mischung des obigen.
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Insbesondere wurde das BMC/LFT/DLFT-Verbindungsstück 5 während des Herstellungsprozesses auf eine radial äußere Seitenfläche 15 des Außenrings 7 angeformt und ausgehärtet, um einen vollständigen oder teilweise starren Zustand zu erreichen.
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Vorzugsweise ist die radial äußere Seitenfläche 15 nicht glatt, sodass die Anhaftung des BMC-Verbindungsstücks 5 erhöht ist. Beispielsweise wurde die radial äußere Seitenfläche 15 gerändelt oder beschrieben oder anderweitig unter Verwendung von mechanischen, chemischen oder optischen Prozessen maschinell bearbeitet, um beispielsweise eine Oberflächentextur darauf zu erzeugen, die den Oberflächenbereich erhöht und/oder eine mikroskopische Sicherungsrauigkeit definiert.
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Alternativ oder zusätzlich hat die radial äußere Seitenfläche 15 ringförmige Nuten, die an der Achse A zentriert und axial voneinander beabstandet sind.
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Als eine Alternative oder in Kombination mit dem BMC/LFT/DLFT weist das Verbindungsstück 5 einen Trägerring auf, der aus Metall hergestellt und direkt auf den Außenring 7 in einer festen Position eingepasst ist.
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Der Aufhängungsträger 2a weist des Weiteren eine Buchse oder Hülse 20 auf, die aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt ist und koaxial um den Außenring 7 angeordnet ist.
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Die Hülse 20 hat eine radial innere Seitenfläche 21, in Kontakt mit der äußeren Seitenfläche 13, und eine radial äußere Seitenfläche 22.
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Vorteilhafterweise ist die Hülse 20 aus einem Material hergestellt, das aus einer synthetischen Polymermatrix besteht, die mit Kohlenstofffasern verstärkt ist. Insbesondere ist die Hülse 20 aus einem BMC/LFT/DLFT hergestellt, genau wie das Verbindungsstück 5. Des Weiteren kann die Hülse 20 aus demselben BMC/LFT/DLFT des Verbindungsstücks 5 hergestellt sein.
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Vorzugsweise werden das Verbindungsstück 5 und die Hülse 20 gleichzeitig miteinander in einer selben Form durch Coformen hergestellt und werden dann in einem vollständig ausgehärteten Zustand erhalten.
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Alternativ kann die Hülse 20 durch Anformen eines solchen Materials auf das Verbindungsstück 5 in einem teilweise ausgehärteten Zustand und anschließend vollständigem Aushärten eines solchen Materials hergestellt werden, um eine mechanische und chemische Kopplung zwischen der äußeren Seitenfläche 13 und der vollständig ausgehärteten Hülse 20 zu erhalten.
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Gemäß einer weiteren, nicht gezeigten Alternative fehlt das Verbindungsstück 5 und die Hülse 20 ist direkt mit dem Außenring 7 gekoppelt. Insbesondere kann die Hülse 20 geformt und anschließend auf dem Außenring 7 befestigt oder eingepasst werden; andernfalls kann die Hülse 20 auf die äußere Seitenfläche 15 angeformt werden.
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Mit Bezugnahme auf 1 weist der Aufhängungsträger 2a des Weiteren ein oberes und ein unteres Anbringungselement 24, 25 auf, die durch die Hülse 20 in jeweiligen festen Positionen getragen werden, die im Wesentlichen diametral gegenüberliegend bezüglich der Achse A, jeweils oberhalb und unterhalb der Hülse 20, sind und insbesondere axial das eine bezüglich dem anderen versetzt sind.
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Die Anbringungselemente 24, 25 sind jeweils an dem oberen und dem unteren Aufhängungsarm V1, V2 angebracht. Insbesondere definieren die Anbringungselemente 24, 25 jeweilige Sitze 28, 29 (4 und 3), die vorteilhafterweise zylindrisch geformt sind, nach oben offen sind und jeweilige Achsen B, C haben. Insbesondere ist die Achse C vertikal und die Achse B ist leicht hinzu der Vorderseite und dem Boden des Fahrzeugs 1 geneigt (3). Alternativ können die Achsen C, B unterschiedlich basierend auf der besonderen Ausgestaltung der Aufhängungsanordnung orientiert sein.
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Des Weiteren weist gemäß der spezifischen Ausführungsform, die gezeigt ist, der Aufhängungsträger 2a ein Spurstangenarmanbringungselement 30 auf, das durch die Hülse 20 in einer vorderen festen Position getragen wird und mit der Spurstange V4 gekoppelt ist. Das Anbringungselement 30 definiert einen Sitz 31, der vorteilhafterweise zylindrisch geformt ist, nach unten offen ist und eine Achse D hat, die im Wesentlichen vertikal ist.
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Des Weiteren weist der Aufhängungsträger 2a ein oberes und ein unteres Bremssattelanbringungselement 33, 34 auf, die beide durch die Hülse 20 in jeweiligen rückwärtigen festen Positionen, im Wesentlichen symmetrisch zueinander bezüglich der Richtung T und gegenüberliegend zu der Position des Anbringungselements 30 bezüglich der Hülse 20 getragen werden.
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Die Anbringungselemente 33, 34 sind beide an dem Bremssattel V5 angebracht und sind vorzugsweise durch jeweilige zylindrische Rohre definiert, die sich entlang jeweiliger Achsen F, G erstrecken, die parallel zueinander sind.
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Alternativ können die Bremssattelanbringungselement 33, 34 und das Spurstangenanbringungselement 30 ausgetauschte Positionen haben, d. h. sind entsprechend an der Vorderseite und an der Rückseite des Fahrzeugs platziert.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist der Aufhängungsträger 2a eine Trägerstruktur auf, die die Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 mit der Hülse 20 und/oder miteinander verbindet.
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Die Trägerstruktur weist mehrere Stangen auf, die in geeigneter Weise fünf Arme 40, 41, 42, 43, 44 definieren, die von der Hülse 20 auskragen und jeweils ein jeweiliges Anbringungselement 24, 25, 30, 33, 34 mit der Hülse 20 verbinden.
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Wie in 4 dargestellt ist, weist der Arm 40 vorzugsweise zwei Stangen 45, 46 auf, die von der Hülse 20 nach oben auskragen, d. h. hin zu dem Anbringungselement 24. Vorzugsweise sind die Stangen 45, 46 durch jeweilige Rohre definiert, die insbesondere zylindrisch geformt sind. Die Stangen 45, 46 haben jeweilige Achsen, die in geeigneter Weise koplanar miteinander sind, entlang einer Ebene, auf der vorzugsweise auch die Achse A liegt. Die Stangen 45, 46 divergieren hin zu der Hülse 20 und haben jeweilige ideale Verlängerungen, die sich in einem Punkt schneiden, der an oder nahe dem Anbringungselement 24 angeordnet ist. Insbesondere ist die Stange 45 näher an dem Flansch 9 als die Stange 46 und hat eine geringere Neigung als die Stange 46 bezüglich der Achse A.
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Die Stangen 45, 46 haben jeweilige Enden 45a, 46a, die fest mit der Hülse 20 gekoppelt sind, und jeweilige Enden 45b, 46b, die axial gegenüberliegend zu den Enden 45a, 46a sind und mit dem Anbringungselement 24 verbunden sind, wie unten besser offenbart ist.
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Wie in 1 dargestellt ist weist der Arm 41 zwei Stangen 47, 48 auf, die von der Hülse 20 nach unten auskragen und jeweilige Achsen haben, die in geeigneter Weise koplanar miteinander sind, entlang einer Ebene, die insbesondere im Wesentlichen vertikal ist und parallel zu der Achse A ist. Eine solche Ebene ist von der Achse A hin zu der Vorderseite des Fahrzeugs 1 beabstandet.
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Vorzugsweise sind auch die Stangen 47, 48 durch jeweilige Rohre definiert, die insbesondere zylindrisch geformt sind. Die Achsen der Stangen 47, 48 divergieren hin zu der Hülse 20. Insbesondere haben die Achsen der Stangen 47, 48 jeweilige ideale Verlängerungen, die sich in einem Punkt schneiden, der unterhalb der Hülse 20 angeordnet ist und zu der oben erwähnten im Wesentlichen vertikalen Ebene gehört. Insbesondere ist die Stange 47 näher an dem Flansch 9 als die Stange 48 und hat eine Neigung, die entgegengesetzt zu der der Stange 48 bezüglich der Achse A ist.
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Die Stangen 47, 48 haben jeweilige Enden 47a, 48a, die fest mit der Hülse 20 gekoppelt sind, und jeweilige Enden 47b, 48b, die axial gegenüberliegend zu den Enden 47a, 48a sind und mit dem Anbringungselement 25 verbunden sind, wie unten besser offenbart ist.
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Wie in 4 dargestellt ist, weist der arme 42 zwei Stangen 49, 50 auf, die von der Hülse 20 nach vorne auskragen. Die Stangen 49, 50 haben jeweilige Achsen, die vorzugsweise auf einer im Wesentlichen radialen Ebene bezüglich der Achse A liegen.
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Vorzugsweise sind auch die Stangen 49, 50 durch jeweilige Rohre definiert, die insbesondere zylindrisch geformt sind. Die Achsen der Stangen 49, 50 divergieren hin zu der Hülse 20. Insbesondere haben die Achsen der Stangen 49, 50 jeweilige ideale Verlängerungen, die sich in einem Punkt schneiden, der vor der Hülse 20 angeordnet ist und zu der oben erwähnten im Wesentlichen radialen Ebene gehört. Insbesondere ist die Stange 49 näher an dem Flansch 9 als die Stange 50 und hat eine Neigung, die entgegengesetzt zu der der Stange 47 bezüglich der Achse A ist.
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Die Stangen 49, 50 haben jeweilige Enden 49a, 50a, die fest mit der Hülse 20 gekoppelt sind, und jeweilige Enden 49b, 50b, die axial gegenüberliegend zu den Enden 49a, 50a sind und mit dem Anbringungselement 30 verbunden sind, wie unten besser offenbart ist.
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Des Weiteren, wie in 2 sichtbar ist, weisen die Arme 43, 44 jeweilige Paare von Stangen auf (d. h. ein oberes Paar von Stangen 51, 52 und ein unteres Paar von Stangen 53, 54), die von der Hülse 20 rückwärts auskragen, jeweils hin zu den Anbringungselementen 33, 34.
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Insbesondere sind die Arme 43, 44 im Wesentlichen symmetrisch zueinander bezüglich einer horizontalen Ebene, die durch die Achse A und die Richtung T definiert ist. Insbesondere sind die Stangen 51, 52 und die Stangen 53, 54 entlang jeweiliger Ebenen koplanar, die vorzugsweise im Wesentlichen radial bezüglich der Achse A sind. Insbesondere sind solche Ebenen symmetrisch zueinander bezüglich der oben erwähnten horizontalen Ebene.
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Die Achsen der Stangen 51, 52 und die Achsen der Stangen 53, 54 divergieren jeweils hin zu der Hülse 20. Insbesondere haben die Achsen der Stangen 51, 52 und die Achsen der Stangen 53, 54 ideale Verlängerungen, die sich in zwei Punkten schneiden, die an der Rückseite der Hülse 20 angeordnet sind, jeweils an oder nahe dem Anbringungselement 33 und dem Anbringungselement 34.
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Insbesondere haben die Stangenachsen für jedes Paar von Stangen 51, 52 und Stangen 53, 54 Neigungen, die entgegengesetzt zueinander bezüglich der Achse A sind. Des Weiteren sind die Stangen 51, 53 näher an dem Flansch 9 als die Stangen 52, 54.
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Vorzugsweise sind auch die Stangen 51, 52, 53, 54 durch jeweilige Rohre definiert, die insbesondere zylindrisch geformt sind.
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Die Stangen 51, 52, 53, 54 haben jeweilige Enden 51a, 52a, 53a, 54a, die fest mit der Hülse 20 gekoppelt sind, und jeweilige Enden 51b, 52b, 53b, 54b, die axial gegenüberliegend zu den Enden 51a, 52a, 53a, 54a sind und mit den Anbringungselementen 33, 34 verbunden sind, wie unten besser offenbart ist.
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Vorteilhafterweise weist die Trägerstruktur 2 zusätzliche Stangen 57, 58 (1 und 3) auf, die die Anbringungselemente 24, 33 miteinander und jeweils die Anbringungselemente 25, 34 miteinander verbinden, um so indirekt die Arme 40, 43 miteinander und jeweils die Arme 41, 44 miteinander zu verbinden. Die Stangen 57, 58 sind vorzugsweise durch jeweilige Rohre definiert, die insbesondere zylindrisch geformt sind.
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Die Stange 57 weist zwei gegenüberliegende Enden 57a, 57b jeweils nahe an dem Anbringungselement 24 und dem Anbringungselement 33 auf. In ähnlicher Weise weist die Stange 58 zwei gegenüberliegende Enden 58a, 58b jeweils nahe an dem Anbringungselement 25 und dem Anbringungselement 34 auf.
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Gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung haben zumindest manche der Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 57, 58 jeweilige Querschnitte, die entlang ihrer Achsen konstant sind. Insbesondere sind solche Achsen geradlinig. Für zumindest manche der Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 57, 58 sind ihre Querschnitte in geeigneter Weise gleich zueinander. In geeigneterer Weise sind die Querschnitte ringförmig.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind die Stangen der Trägerstruktur aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt, zum Beispiel demselben BMC der Hülse 20. In geeigneter Weise sind die Fasern, die verwendet werden, um die Stangen der Trägerstruktur herzustellen, parallel zu den Achsen solcher Stangen orientiert.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung werden die Stangen der Trägerstruktur hergestellt, bevor sie in die Aufhängungsträgeranordnung 2 eingebaut werden. Vorzugsweise werden die Stangen der Trägerstruktur durch Ziehverfahren, oder durch Präzisionswickelverfahren oder durch Flechten hergestellt.
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Gemäß einem weiteren bevorzugten Aspekt der Erfindung weist die Hülse 20 mehrere Ansätze 66 auf, die von der äußeren Seitenfläche 22 auskragen, jeweils koaxial zu den Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54 und fest mit den Enden 45a, 46a, 47a, 48a, 49a, 50a, 51a, 52a, 53a, 54a gekoppelt sind, insbesondere durch Männlich-Weiblich-Kopplungen (4). Insbesondere haben die Ansätze 66 jeweilige Sitze, die fest durch die Enden 45a, 46a, 47a, 48a, 49a, 50a, 51a, 52a, 53a, 54a in Eingriff sind, insbesondere durch Presspassung.
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Die Ansätze 66 sind aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt, da sie Teile der Hülse 20 sind. In geeigneter Weise sind die Fasern in der Polymermatrix der Ansätze 66 parallel zu den jeweiligen Achsen davon orientiert.
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Der Aufhängungsträger 2a weist des Weiteren ein oberes Gelenk 80 auf, das die Enden 45b, 46b, 57a miteinander verbindet und vorzugsweise das Anbringungselement 24 aufweist.
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Das obere Gelenk 80 weist drei Ansätze 81, 82, 83 (2) auf, die koaxial und fest mit den Enden 45b, 46b, 57a gekoppelt sind und insbesondere direkt von dem Anbringungselement 24 auskragen.
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Des Weiteren weist der Aufhängungsträger 2a ein unteres Gelenk 84 auf, das die Enden 47b, 48b, 58a verbindet und insbesondere das Anbringungselement 25 aufweist.
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Das untere Gelenk 84 weist einen Tragabschnitt 85 (1) auf, der vorzugsweise länglich ist, unter dem Anbringungselement 25 angeordnet ist, sich im Wesentlichen parallel zu der Richtung T erstreckt und ein vorderes Ende 86 und ein rückseitiges Ende 87 hat.
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Das untere Gelenk 84 weist drei Ansätze 88, 89, 90 auf, die koaxial und fest mit den Enden 47b, 48b, 58a gekoppelt sind. Insbesondere kragen die Ansätze 88, 89 nach oben von dem vorderen Ende 86 aus, während der Ansatz 90 nach oben von dem rückwärtigen Ende 87 auskragt.
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Der Tragabschnitt 85 hat des Weiteren eine Zwischenzone, von der das Anbringungselement 25 nach oben auskragt.
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Des Weiteren weist der Aufhängungsträger 2a ein vorderes Gelenk 95 auf, das die Enden 49b, 50b miteinander verbindet und vorzugsweise das Anbringungselement 30 aufweist.
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Das vordere Gelenk 95 weist zwei Ansätze 98, 99 (4) auf, die koaxial und fest mit den Enden 49b, 50b gekoppelt sind und insbesondere direkt von dem Anbringungselement 30 auskragen.
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Des Weiteren weist, mit Bezugnahme auf 1, der Aufhängungsträger 2a ein rückseitiges obere Gelenk 100 auf, das die Enden 51b, 52b, 57b miteinander verbindet und vorzugsweise das Anbringungselement 33 aufweist.
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Das rückseitige obere Gelenk 100 weist drei Ansätze 101, 102, 103 (2) auf, die koaxial und fest mit den Enden 51b, 52b, 57b gekoppelt sind und insbesondere von dem Anbringungselement 33 auskragen.
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Korrespondierend weist der Aufhängungsträger 2a ein rückseitiges unteres Gelenk 104 auf, das die Enden 53b, 54b, 58b miteinander verbindet und vorzugsweise das Anbringungselement 34 aufweist. Das rückseitige untere Gelenk 104 weist drei Ansätze 105, 106, 107 (2) auf, die jeweils koaxial und fest mit den Enden 53b, 54b, 58b gekoppelt sind und insbesondere von dem Anbringungselement 34 und den Stangen 53, 54 auskragen.
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Insbesondere sind die Ansätze 81, 82, 83, 88, 89, 90, 98, 99, 101, 102, 103, 105, 106, 107 mit den jeweiligen Stangen durch Männlich-Weiblich-Kopplungen gekoppelt. Insbesondere haben solche Ansätze jeweilige Sitze, die fest durch die korrespondierenden Stangenenden in Eingriff sind, insbesondere durch Presspassung.
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Gemäß einer anderen bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung sind die Gelenke 80, 84, 95, 100, 104 aus einem faserverstärkten Polymer hergestellt, zum Beispiel demselben BMC der Hülse 20. In geeigneter Weise sind die Fasern in der Polymermatrix der Ansätze 81, 82, 83, 88, 89, 90, 98, 99, 101, 102, 103, 105, 106, 107 parallel zu den jeweiligen Achsen davon orientiert.
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Während des Herstellungsprozesses des Aufhängungsträgers 2a wird gemäß einer bevorzugten Ausführungsform die Hülse 20, die die integrierten Ansätze 66 aufweist, geformt, werden die Gelenke 80, 84, 95, 100, 104 getrennt von der Hülse 20 geformt und die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 mit der geformten Hülse 20 und den geformten Gelenken 80, 84, 95, 100, 104 gekoppelt, um die oben erwähnte Trägerstruktur zu bilden.
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Gemäß einer Variante wird zumindest eines der Gelenke 80, 84, 95, 100, 104 durch Formen von zwei getrennten Halbhüllen, die jeweils korrespondierende Halbabschnitte der Ansätze haben, und anschließend durch Schweißen solcher Halbhüllen über die korrespondierenden Stangenenden erhalten.
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Gemäß einer Alternative des Herstellungsprozesses werden die Hülse 20 und/oder ein oder mehrere Gelenke 80, 84, 95, 100, 104 auf die Stangenenden angeformt und möglicherweise ausgehärtet, um solche Stangenenden in Ansätze der Hülse 20 und/oder in Ansätze der Gelenke 80, 84, 95, 100, 104 einzubetten.
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Aus dem Vorhergehenden sind die Vorteile der Aufhängungsträgeranordnung 2 für einen Fachmann offensichtlich.
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Insbesondere erlaubt die Implementierung einer faserverstärkten Trägerstruktur, um die Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 mit der Hülse 20 und/oder miteinander zu verbinden, dass der Aufhängungsträger 2a extrem einfach herzustellen ist und zeitgemäß ein leichtes Gewicht, Steifigkeit und Stärke für Traktions- und Kompressionslasten hat.
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Die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 sind alle leichtgewichtig, da sie aus einem faserverstärkten Verbundmaterial hergestellt sind, und effizient beim Ansprechen auf Hochkompressions- und Zugspannungen. Insbesondere erhöht sich die Effizienz, wenn die Fasern in der Polymermatrix geeignet in jeder der Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58, zum Beispiel parallel zu ihren jeweiligen Achsen, orientiert sind.
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Die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 werden unabhängig von der Herstellung der Hülse 20 und den Gelenken 80, 84, 95, 100, 104 hergestellt, sodass der Herstellungsprozess solche Stangen standardisiert werden kann, jedoch kann eine unterschiedliche Trägerstruktur gemäß spezifischen Bedürfnissen und den spezifischen Merkmalen des Trägers 2a, insbesondere den Positionen und der Anzahl der Anbringungselemente und der Belastungswerte, die zu unterstützen sind, zusammengebaut werden.
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Daher kann die Herstellung der Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 durch einfache und kosteneffektive Prozesse durchgeführt werden und benötigt nicht streng die Verwendung von unterschiedlichen und dedizierten Formen.
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Insbesondere kann, da die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 alle denselben konstanten Querschnitt entlang ihrer jeweiligen Achsen haben, eine einzelne Maschine oder Matrize verwendet werden, um alle Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 herzustellen.
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In der Zwischenzeit gibt es in der Entwurfsstufe eine hohe Flexibilität beim Festsetzen des Querschnitts, des Durchmessers, der Länge, der Anzahl und der Positionen der Stangen der Trägerstruktur.
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Insbesondere kann eine besonders leichtgewichtige Struktur durch Verwenden von röhrenförmigen Stangen oder durch Verwendung eines Querschnitts, der eine T-Form, eine H-Form oder eine U-Form hat, erhalten werden, um den Kompromiss zwischen Leichtgewicht und Steifigkeit zu optimieren.
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Schließlich resultiert offensichtlich aus dem Vorhergehenden, dass viele Modifikationen an der offenbarten Aufhängungsträgeranordnung 2 durchgeführt werden können, ohne den Schutzumfang, wie er in dem angehängten Satz an Ansprüchen definiert ist, zu verlassen.
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Insbesondere können die Stangen der Trägerstruktur in einer Anzahl unterschiedlich von der beschriebenen und dargestellten sein. Beispielsweise kann jedes der Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 mit der Hülse 20 durch eine einzelne Stange oder mehr als zwei Stangen verbunden sein; und/oder die Trägerstruktur kann nur auf eines oder manche der Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 angewendet werden (während die anderen mit der Hülse 20 mittels herkömmlicher Verbundblätter verbunden werden können); und/oder die Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 können miteinander durch mehrere Stangen verbunden werden.
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Außerdem können manche der offenbarten Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 fehlen; insbesondere ist das Anbringungselement 30 nicht vorhanden, wenn der Aufhängungsträger 2a für ein ungelenktes Rad vorgesehen ist.
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Die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 der Trägerstruktur können einen unterschiedlichen Querschnitt und/oder eine unterschiedliche Größe bezüglich der oben offenbarten haben; beispielsweise können die Stangen 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 57, 58 eine leicht konische Außenform statt einer zylindrischen haben.
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Schließlich können die Anbringungselemente 24, 25, 30, 33, 34 durch Elemente definiert sein, die an den Gelenken befestigt sind, statt Teile solcher Gelenke zu sein; und/oder die Stangen der Trägerstruktur können mit den Anbringungselementen 24, 25, 30, 33, 34 und/oder mit der Hülse 20 ohne Ansätze verbunden sein, d. h. in einer Weise unterschiedlich von den spezifischen Ausführungsformen, die oben beschrieben wurden.
