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Technisches Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen leichtgewichtigen Aufhängungsträger oder - achsschenkel, insbesondere einen Spurstangenachsschenkel für ein Fahrzeug, wobei der leichtgewichtige Aufhängungsträger oder -achsschenkel ein Radnabenlagermodul integriert.
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Bekannte Technik
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Wie z. B. aus
US2016121927A1 bekannt ist, gibt es in der Automobilindustrie im Interesse der Treibstoffökonomie einen zunehmenden Trend in Richtung einer Gewichtsreduktion der Komponententeile von Fahrzeugen. Eine solche Komponente ist der Spurstangenachsschenkel, der das Radlager mit der Fahrzeugaufhängung verbindet, und allgemeiner umfassen solche Komponenten alle Träger der Fahrzeugaufhängung. Üblicherweise werden Träger und Spurstangenachsschenkel aus Gusseisen oder einer leichten Legierung hergestellt und es gibt nach wie vor Potenzial für Gewichtseinsparungen durch Herstellung des Achsschenkels/Trägers aus einem leichteren Material, wie beispielsweise faserverstärktem Polymer.
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Jedoch existiert ein Problem beim Verbinden des Radlagers mit dem Verbundmaterial des Trägers/Achsschenkels. Ein anderes Problem ist, dass es relativ schwierig ist, durchgehende Fasern in einem Verbundmaterial in einem Teil wie einem Fahrzeugachsschenkel aufgrund der geometrischen Komplexität des Teils, der Zweige in unterschiedlichen Richtungen hat, und aufgrund der komplexen Belastungsbedingungen einzusetzen.
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Gemäß
US2016121927A1 wird ein gesamter Achsschenkelverbundkörper, der ein faserverstärktes Polymermaterial aufweist, auf ein Hülsenelement umgeformt, das als ein Lagerverbindungsstück wirkt und aus dem Außenring der Wälzlagereinheit, die die Radnabe darstellt, oder aus einem Metallring, der dazu ausgebildet ist, mit dem Wälzlager verbunden zu werden, besteht.
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Das faserverstärkte Material weist ein Long Fiber Molding Compound auf, das auf eine erste Verbindungsfläche an dem Hülsenelement umgeformt ist, wobei die erste Verbindungsfläche eine radial äußere Fläche des Hülsenelements ist. Zusätzlich ist die erste Verbindungsfläche mit einem ausgesparten Abschnitt versehen, in den das Long Fiber Molding Compound fließt, um mechanisch das Hülsenelement mit dem Verbundkörper in einer axialen Richtung zu sichern.
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Jedoch kann das Formen eines ganzen Achsschenkelkörpers (oder eines ganzen Aufhängungsträgers) auf ein Wälzlager, oder auf jeden Fall sogar auf ein Verbindungsstück, das aus einer Metallhülse besteht, kein einfacher und günstiger Vorgang sein. Jedoch kann die Übertragung von Kräften zwischen dem Lager und dem Achsschenkelkörper nicht immer optimiert sein, insbesondere während des Kurvenfahrens. Schließlich kann der Spurstangenachsschenkel gemäß
US2016121927A1 , obwohl er leichter als ein herkömmlicher Metalllegierungsachsschenkel ist, nach wie vor zur Folge haben, dass er zu schwer für die Mehrzahl der Anwendungen ist, und vor allem eine Verschwendung von wertvollem Verbundmaterial zur Folge haben, da zumindest ein guter Teil davon nicht in einer optimalen Weise angeordnet ist, um die Arbeitsbelastungen aufzunehmen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Aufhängungsträger oder - achsschenkel, insbesondere einen Spurstangenachsschenkel, für ein Fahrzeug bereitzustellen, der eine Nabenlagereinheit aufweist und der einfach und ökonomisch herzustellen ist, jedoch eine optimierte Übertragung von Kräften zwischen der Nabenlagereinheit und dem Achsschenkel-/Trägerkörper und ein niedriges Gewicht sicherstellt.
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Gemäß der Erfindung wird daher ein Aufhängungsträger oder -achsschenkel für ein Fahrzeug bereitgestellt, der die in den angehängten Ansprüchen beschriebenen Merkmale hat.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird nun mit Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben, die eine nicht-beschränkende Ausführungsform davon darstellen, in denen:
- 1 in einer schematischen Weise eine Aufrissseitenansicht eines Aufhängungsträgers oder -achsschenkels gemäß der Erfindung darstellt;
- 2 schematisch eine axonometrische Dreiviertelansicht von der Rückseite des Aufhängungsträgers oder -achsschenkels gemäß der Erfindung darstellt, die ein Nabenlagermodul aufweist;
- 3a - 3e und 4f - 4i schematisch jeweilige aufeinanderfolgende Schritte eines möglichen Verfahrens des Herstellens eines Aufhängungsträgers oder - achsschenkels gemäß der Erfindung darstellen;
- 51 und 5m schematisch weitere jeweilige Herstellungsschritte eines Aufhängungsträgers oder -achsschenkels gemäß der Erfindung darstellen;
- 6 schematisch einen Kompressionsformungsherstellungsschritt eines Aufhängungsträgers oder -achsschenkels gemäß der Erfindung darstellt; und
- 7 und 8 jeweils ein halbfertiges Produkt, das aus dem Kompressionsformungsschritt von 6 stammt, und einen finalen, fertigstellenden, Herstellungsschritt eines Aufhängungsträgers oder -achsschenkels gemäß der Erfindung darstellen; und
- 9 schematisch eine orthogonale Vorderansicht des Aufhängungsträgers oder - achsschenkels darstellt, der aus den Herstellungsschritten von 3 bis 8 erhalten wird.
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Detaillierte Offenbarung
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Mit Bezugnahme auf 1, 2, 3 und 9 gibt die Zahl 1 als ein Ganzes einen leichtgewichtigen Aufhängungsträger oder -achsschenkel (einen Spurstangenachsschenkel in der gezeigten nicht-beschränkenden Ausführungsform) für ein Fahrzeug an, wobei das letztere der Einfachheit wegen nicht gezeigt ist.
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Der leichtgewichtige Aufhängungsträger oder -achsschenkel 1 ist nur in einer schematischen, nicht-beschränkenden Weise dargestellt, um das Konzept, auf dem die Erfindung basiert, klarer zu machen. Es ist daher klar, dass er irgendeine geeignete unterschiedliche Form haben kann, sodass die Erfindung nicht in irgendeiner Weise auf die spezifische gezeigt Ausführungsform beschränkt ist.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Aufhängungsträger oder -achsschenkel 1 aus einem Verbundmaterial, z.B. einem faserverstärkten synthetischen Kunststoffharz, in einer Weise hergestellt, die hierin unten im Detail beschrieben wird.
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Im Gegensatz zu den Lehren von
US2016121927A1 ist er jedoch nicht in einem Stück über ein Lagerverbindungsstück, das durch eine Metallhülse dargestellt ist, geformt.
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Der Aufhängungsträger oder Spurstangenachsschenkel 1 weist in der Tat ein Lagerverbindungsstück 2 zum Aufnehmen eines Radwälzlagers 3 auf, wobei das letztere eine HBU (Nabenlagereinheit) ist, die in der Technik bekannt und dementsprechend der Einfachheit wegen im Detail nicht gezeigt und beschrieben ist.
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Das Lagerverbindungsstück 2 weist ein erstes Hülsenelement 4 auf, das eine zylindrische Form und eine Symmetrieachse A (1) hat, die eine erste Achse des Achsschenkels 1 bildet und im Einsatz mit einer Rotations- und Symmetrieachse des Radlagers 3 zusammenfällt. In dem nicht-beschränkenden gezeigten Beispiel ist das erste Hülsenelement 4 metallisch und besteht vorzugsweise aus einem Stahlaußenring des Radwälzlagers oder HBU 3; der Außenring oder das erste Hülsenelement 4 ist der Einfachheit wegen nur in einer schematischen Weise gezeigt, so sind z.B. die Spuren für die Wälzkörper nicht gezeigt. Alternativ kann das erste Hülsenelement 4 ausgebildet sein, um das Radlager 3 in einer bekannten Weise, z.B. durch Presspassung, aufzunehmen, und kann in diesem Fall entweder aus einer Metalllegierung oder aus einem faserverstärkten synthetischen Kunststoff hergestellt sein.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist das Lagerverbindungsstück 2 auch ein zweites Hülsenelement 5 (3b), das radial außerhalb des ersten Hülsenelements 3 angeordnet ist, und einen ringförmigen Körper 6 auf, der in dem gezeigten nicht-beschränkenden Beispiel radial innerhalb des zweiten Hülsenelements 5 angeordnet ist; das Lagerverbindungsstück 2 hat eine radial äußeren Seitenfläche 7 und eine radial innere Seitenfläche 8 ( 3c).
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Der ringförmige Körper 6 ist aus einem Verbundmaterial hergestellt, das gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung 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 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 die Fasern in Schichten verteilt sind. In BMC-Materialien wird die synthetische Kunststoffmatrix im Allgemeinen durch ein Duroplast 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 oder isotropen Material zu führen.
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Der ringförmige Körper 6 ist koaxial mit dem ersten Hülsenelement 4.
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Die radial innere Seitenfläche 8 ist mechanisch mit dem ersten Hülsenelement 4 in einer bekannten Weise gekoppelt, z.B. durch chemische und/oder mechanische (z.B. durch Reibung) Haftung und/oder aufgrund von mechanischen Sicherungsmitteln, bekannt und der Einfachheit wegen nicht gezeigt: beispielsweise ist die äußere Seitenfläche des ersten Hülsenelements 4 gerändelt oder beschriftet oder anderweitig unter Verwendung von mechanischen, chemischen oder optischen Prozessen maschinell bearbeitet, wie beispielsweise um darauf eine Oberflächentextur zu erzeugen, und/oder sie ist mit Nuten, Rippen oder Stiften versehen, die das Verbundmaterial des ringförmigen Körpers 6 aufnehmen/in das Verbundmaterial des ringförmigen Körpers 6 eingebettet sein können.
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Gemäß einem weiteren und grundlegenden Aspekt der Erfindung weist der leichtgewichtige Aufhängungsträger oder -achsschenkel 1 des Weiteren zumindest ein erstes Anbringungsstück 9 (vier in dem gezeigten nicht-beschränkenden Beispiel) und zumindest ein zweites Anbringungsstück 10, die dazu ausgebildet sind, im Einsatz den Aufhängungsträger oder -achsschenkel 1 mit einem jeweiligen Steuer- oder Tragelement dafür zu verbinden, das bekannt und der Einfachheit wegen nicht gezeigt ist, und einen strukturellen Tragkörper 11 auf, der mechanisch das Lagerverbindungsstück 2 mit dem zumindest einen ersten und zweiten Anbringungsstück 9, 10 verbindet.
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Der strukturelle Tragkörper 11 ist aus einem faserverstärkten Verbundmaterial hergestellt, das in einer besonderen und innovativen Weise realisiert ist.
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Insbesondere ist der strukturelle Tragkörper 11 als ein netzartiger Rahmen geformt, der mehrere erste Flügelelemente 12 aufweist, die chemisch und mechanisch miteinander verbunden sind, wobei zumindest ein erstes Flügelelement auch chemisch und mechanisch direkt mit der äußeren Seitenfläche 7 des ringförmigen Körpers 6 des Lagerverbindungsstücks 2 verbunden ist, um sich integral in einem Stück damit zu verbinden.
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Jedes erste Flügelelement 12 besteht aus einer oder mehreren Lagen 13 von durchgehenden Fasern, die in einer Polymermatrix eingebettet sind, wobei die Lagen 13 aufeinandergestapelt sind, wenn die Flügelelemente 12 durch mehr als eine Lage 13 gebildet sind.
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Gemäß einem Merkmal der Erfindung sind die Lagen 13, die die ersten Flügelelemente 12 bilden, dazu ausgebildet und derart angeordnet, dass die durchgehenden Fasern, die darin enthalten sind (bekannt und der Einfachheit wegen nicht gezeigt) alle in Ebenen enthalten sind, d. h. alle in Ebenen liegen, die alle senkrecht oder zumindest beinahe senkrecht zu der Achse A sind, d. h. parallel oder beinahe parallel zu dem Zeichnungsblatt in 3.
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Die Fasern jeder Lage 13, die die ersten Flügelelemente 12 bilden, sind in der Tat unidirektional orientiert.
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Um die Flügelelemente 12 zu erhalten, wurden die Lagen 13, wie gesehen wird, zueinander kompressionsgeformt und zumindest eines der Flügelelemente 12 wurde auf die Außenfläche 7 kompressionsgeformt.
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In der Tat sind die Lagen 13, die die ersten Flügelelemente 12 bilden, alle in einer Ringform um den ringförmigen Körper 6 des Lagerverbindungsstücks 2 und, fortlaufend radial nach außen, um einander gewunden, wie schematisch in 3f - 3i und 51, m, dargestellt ist. Auf diese Weise bilden die Lagen 13, Windung nach Windung, fortlaufend radial breitere ringförmige Schichten 14 von durchgehenden Fasern, die in einer Polymermatrix eingebettet sind, wobei jede Lage 13 umfänglich fest dagegen angezogen und chemisch und mechanisch an die Lage 13 gebunden ist, die unmittelbar radial nach innen angeordnet ist, um die Flügelelemente 12 zu bilden, und jedes Flügelelement 12 ist chemisch und mechanisch an ein anderes Flügelelemente 12 radial in direktem Kontakt damit gebunden, um den strukturellen Tragkörper 11 zu bilden.
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In der nicht-beschränkenden Ausführungsform von 1 und 2 weist der strukturelle Tragkörper 11 des Weiteren eine dreidimensionale, verstärkende Rahmenstruktur 15 auf, die radial außerhalb einer ersten Ringstruktur 16 (2) angeordnet ist, die durch ein oder mehrere erste Flügelelemente 12 definiert ist.
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Die dreidimensionale, verstärkende Rahmenstruktur 15 trägt teilweise radial an der Innenseite und teilweise radial an der Außenseite davon eine zweite Ringstruktur 17 (2), die durch ein oder mehrere weitere erste Flügelelemente 12 gebildet ist, die unterschiedlich zu denen sind, die die Ringstruktur 16 bilden.
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Das/die Flügelelement/e 12, das/die die Ringstruktur 17 definiert/definieren, ist/sind auf die Rahmenstruktur 15 gewunden, um darauf zu liegen.
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Des Weiteren ist/sind das/die Flügelelement/e 12, das/die die Ringstruktur 16 definiert/definieren, auch auf die Rahmenstruktur 15 gewunden, aber lediglich radial an der Innenseite davon, um dadurch getragen zu werden.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform definieren die erste und/oder die zweite Ringstruktur 16 und 17 (in dem gezeigten Beispiel nur die Ringstruktur 17) jeweilige erste radiale Tragarme 18 für die ersten Anbringungsstücke 9 und zweite radiale Tragarme 19 (ein einzelner Tragarm 19 in der gezeigten Ausführungsform) für das zweite Anbringungsstück 10 (8 und 9).
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Vorzugsweise ist zumindest ein jeweiliger Tragarm 18, 19, in dem gezeigten Beispiel nur der Arm 19, der das zumindest eine zweite Anbringungsstück 10 trägt, entweder durch einen umfänglichen Abschnitt 20 (8 und 9) der zweiten Ringstruktur 17 oder durch zumindest ein zweites Flügelelement 21 (1 und 2) gebildet, das auch durch ein oder mehrere Lagen 13 von durchgehenden Fasern gebildet ist, die in einer Polymermatrix eingebettet sind und wie die Matten oder Lagen der Flügelelemente 12 orientiert sind, und durch zumindest ein weiteres zweites Flügelelement 21b gebildet (nach wie vor durch ein oder mehrere Lagen von durchgehenden Fasern gebildet, die in einer Polymermatrix eingebettet sind), das in einem rechten Winkel mit den Lagen 13 angeordnet ist, die die ersten Flügelelemente 12 bilden.
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Die dreidimensionale, verstärkende Rahmenstruktur 15 weist (1 und 2) zwei Ringe 22, in dem nicht-beschränkenden Beispiel quadratisch gezeigt, und mehrere Zugstangen 23 auf, die parallel zu der Achse A angeordnet und radial durch die zwei Ringe 22 in Eingriff sind, durch die sie radial komprimiert werden; die ersten und/oder zweiten Flügelelemente 12, 21, die die radialen Tragarme 18, 19 bilden, sind zumindest teilweise auf die Ringe 22 und/oder die Zugstangen 23 gewunden, um durch sie getragen zu werden und durch sie vorgespannt zu werden.
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Unabhängig davon, wie die Arme 18, 19 erhalten werden, sind die Arme 18 und 19 dazu ausgebildet, in Auslegerart von dem strukturellen Tragkörper 11 radial auszukragen, vorzugsweise an gegenüberliegenden Seiten davon.
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Die Anbringungsstücke 9, 10 weisen Metallstifte 24 oder Buchsen 25 auf, die integral mit den ersten Flügelelementen 12 und/oder den zweiten Flügelelementen 21 verbunden sind.
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Wie gesehen wird, weisen die Anbringungsstücke 9, 10 auch Kissen 26 auf, die aus einer BMC/LFT/DLFT-Zusammensetzung hergestellt sind, die an die Flügelelemente 12, 21 gebondet werden und ein integraler Teil der Flügelelemente 12, 21 sind und in die die Stifte 24 und/oder Buchsen 25 eingebettet sind.
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Die Verwendung von ausgewählten Verbundmaterialien in einer spezifisch ausgewählten Anordnung, die oben beschrieben ist, erlaubt es, die höchsten Stärke-zu-Gewicht- und Steifigkeit-zu-Gewicht-Verhältnisse zu erreichen, da die Fasern der Matten oder Lagen 13 in geeigneten Richtungen angeordnet sind, abhängig von der Belastungsbedingung der Struktur. Eine Hauptbelastung des Achsschenkels wirkt allgemein in vertikaler und transversaler Richtung bezüglich der Wagenbewegung, sodass, indem die Fasern in zwei ebenen Strukturen (Flügeln), die von unteren zu oberen Gelenken (Anbringungsstücke 9) für eine Verbindung mit Aufhängungsarmen laufen und an den zwei Seiten der Nabenlagereinheit 3 durchlaufen, platziert werden, es möglich ist, die Hauptbelastung in einer sehr effektiven Weise auszuhalten und zu übertragen, die vollständig die Verbundmaterialleistung nutzt.
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Die beschriebene Form erlaubt es auch, eine effektive Verbindung mit der Nabenlagereinheit 3 selbst zu realisieren, die eine große verfügbare Kontaktfläche hat, wobei die HBU 3 in einem Verbundrohr 6 mit großem Durchmesser (oder ähnlicher Form) untergebracht ist, die den Übergang von der kreisförmigen Form der Lager 3 zu der flachen Fläche der Flügelelemente 12, 21 erlaubt. Diese letzteren sind auch besonders effektiv im Vereinfachen der Verbindung mit oberen und unteren Gelenken/Stücken 9, solange eine effektive Lastübertragung durch die Einführung von spezifischen Metallklemmungen wie Stiften 24 und Buchsen 25 erhalten werden kann.
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In einer ähnlichen Weise wie die Hauptflügel 12 werden Seitenflügel 12, 21 angeordnet, um die Hauptstruktur jeweils mit Bremssattelgelenken und dem Spurstangenarmgelenk zu verbinden. Die Orientierung dieser Seitenstruktur wird gemäß den spezifischen Belastungspfaden durchgeführt.
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Wie gesehen wurde, sind die Strukturen der Flügelelemente 12, 21 vorzugsweise aus einem unidirektionalen (UD) Verbundmaterial hergestellt, das Fasern hat, die hauptsächlich in der Belastungsrichtung orientiert sind (parallel zu der Flügelrichtung), um eine maximale Leistung des Verbundmaterials zu erhalten.
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In der Ausführungsform von 1 und 2 bildet das Hülsenelement 5, das Teil des Verbindungsstücks 2 ist, das dazu ausgebildet ist, die HBU 3 unterzubringen, ein zentrales Rohr, das die Nabenlagereinheit 3 unterbringt und ebenfalls aus UD-Lagen hergestellt ist, während das Material des ringförmigen Körpers 6, der auch in dem Rohr 5 untergebracht ist, aber zwischen das letztere und die Hülse 4 gepackt ist, dieses „Rohr“ 5 mit dem Außenring des Lagers 3 verbindet und aus einem beinahe isotropen Verbundmaterial wie BMC/LFT/DLFT hergestellt ist.
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Das zentrale Rohr oder Hülse 5 ist in dieser Ausführungsform geformt, um zu erlauben, dass die vier Metallstangen 23 in der so definierten Aussparung komprimiert werden. Zwischen den Stangen 23 und dem zentralen Rohr 5 sind die vertikalen ersten Hauptflügelelemente 12 eingefügt, um die erforderliche Belastungsübertragung zwischen diesen zwei Strukturen zu erlauben, die nicht rein auf der Harzleistung basieren kann. Die vier Stangen 23 werden in einem komprimierten Zustand mit dem zentralen Hauptrohr/Hülse 5 mittels der quadratischen Ringe 22 gehalten, die durch Fasern in der reihenden oder schleppenden Form hergestellt sind.
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Die Verbindung des Flügels 12, um den Hauptkörper 11 zu bilden, ist auf zwei Arten angeordnet: eine ist mittels der vier Stangen 23 als die Hauptflügel 12 und die andere ist aufgrund der Gelenke, die den Achsschenkel 1 mit den Aufhängungsarmen verbinden, d. h. in dem gezeigten Beispiel die Anbringungsstücke 9.
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Der Achsschenkel 1 ist mit Aufhängungsarmen und Bremssattel mittels Metalleinsätzen, wie Stiften 24 und Buchsen 23, verbunden, die zumindest in zwei Teilen realisiert sind, ein innerer Teil und ein äußerer Teil an den zwei Seiten der Flügel 12, 21 aus Verbundmaterial, mit denen sie verbunden sind. Die zwei Teile sind vorzugsweise gegen ein massiges Zwischenverbundmaterial (wie BMC) komprimiert, das die Kissen 26 bildet, die dann in direktem Kontakt mit den Flächen der Flügel 12, 21 sind, um die geeignete Lastübertragung zu dem Laminat zu erlauben und zu verhindern, dass es aufgrund der Transversalspannungen versagt. Die Flächen dieser Gelenke sind dazu ausgebildet, der Form des Flügels 12, 21 zu entsprechen. Kompression kann durch zum Beispiel eine Schraubverbindung erhalten werden.
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Bezüglich des Spurstangenarms 19 ist der Flügel 21 in diesem Fall positioniert, um die höhere Steifigkeit zu haben, während er in der Lenkaktion gefordert wird, somit in einer transversalen Richtung zu der Fahrzeugbewegung. Der Verbundflügel 21 ist in diesem Fall mittels einer zusätzlichen Klammer realisiert, die die Übertragung der Last auf die Hauptflügel 12 ermöglicht.
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Von dem, was bislang beschrieben wurde, ist auch klar, dass die vorliegende Erfindung sich auch auf ein Verfahren zum Erhalten eines leichtgewichtigen Aufhängungsträgers oder -achsschenkels 1 für ein Fahrzeug bezieht, der ein Lagerverbindungsstück 2 zum Aufnehmen eines Radlagers aufweist, wobei das Lagerverbindungsstück ein erstes Hülsenelement 4 aufweist. Ein solches Verfahren weist, nicht notwendigerweise in Reihenfolge, die Schritte auf:
- i) - Bereitstellen des Lagerverbindungsstücks 2 mit einem zweiten Hülsenelement 5, das radial außerhalb des ersten Hülsenelements 4 angeordnet ist, und einen ringförmigen Körper 6 aufweist, der eine radial äußere Seitenfläche 7 und eine radial innere Seitenfläche 8 hat, wobei der ringförmige Körper 6 durch Spritzguss oder Kompressionsformung eines Verbundmaterials, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus BMC (Bulk Molding Compound) und LFT (Long Fiber Thermoplastic) und DLFT (Direct Long Fiber Thermoplastic) besteht, direkt auf einer radial äußeren Seitenfläche des ersten Hülsenelements 4 gebildet wird, um mechanisch das zweite Hülsenelement 5 mit dem ersten Hülsenelement 4 zu koppeln;
- ii) - Bilden eines strukturellen Tragkörpers 11 um den ringförmigen Körper 6, der als ein netzartiger Rahmen geformt ist, indem zumindest mehrere erste Flügelelemente 12 zusammen und mit dem ringförmigen Körper 6 gekoppelt werden, wobei jedes erste Flügelelement 12 aus einer oder mehreren Lagen 13 von durchgehenden Fasern, die in eine Polymermatrix eingebettet sind, besteht, wobei die Lagen 13 aufeinandergestapelt sind, wenn die ersten Flügelelemente 12 durch mehr als eine Lage 13 gebildet sind;
- iii) - Kompressionsformen der Lagen 13 gegeneinander und auf das zweite Hülsenelement 5 und/oder den ringförmigen Körper 6 davon, der zu dem Lagerverbindungsstück 2 gehört, bis zum vollständigen Aushärten der Lagen 13, um sie chemisch und mechanisch miteinander zu verbinden und auch chemisch und mechanisch direkt zumindest ein erstes Flügelelement 12 an die äußeren Seitenfläche 7 des Lagerverbindungsstücks 2 zu binden;
- iv) - Anlegen von zumindest einem ersten und einem zweiten Anbringungsstück 9, 10 an ausgewählte Abschnitte von zumindest manchen der ersten Flügelelemente 12, die dazu ausgebildet sind, im Einsatz den Aufhängungsträger oder -achsschenkel 1 mit jeweiligen Steuer- oder Tragelementen dafür zu verbinden, um das Lagerverbindungsstück 2 integral mit dem zumindest einen ersten und einen zweiten Anbringungsstück 9, 10 über den strukturellen Tragkörper 11 zu machen.
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Die durchgehenden Fasern der Lagen 13, die die ersten Flügelelemente 12 bilden, sind derart angeordnet, dass sie alle in Ebenen enthalten sind, die alle im Wesentlichen senkrecht zu einer ersten Symmetrieachse A des ersten Hülsenelements 4 sind.
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Des Weiteren, wie schematisch in 3-5 gezeigt ist, werden die obigen Schritte ausgeführt, sodass die Lagen 13, die die ersten Flügelelemente 12 bilden, wenn sie in einem nicht ausgehärteten oder nur teilweise ausgehärteten Zustand sind, in eine Ringform gewunden werden, eine nach der anderen, in Reihe, um den ringförmigen Körper 6/das zweite Hülsenelement 5 des Lagerverbindungsstücks 2 herum und fortlaufend radial nach außen um einander, indem mehrere Kernvorlagen 27 (3-5) verwendet werden, um die Lagen 13 zu tragen, die in diesem Zustand nicht selbsttragend sind, wie beispielsweise um fortlaufend radial breitere ringförmige Schichten 14 aus durchgehenden Fasern zu bilden, die in einer Polymermatrix eingebettet sind, wobei jede Lage 13 umfänglich gegen die Lage 13, die unmittelbar radial nach innen angeordnet ist, und gegen die Kernvorlagen 27 und den ringförmigen Körper 6/Hülsenelement 5 des Lagerverbindungsstücks 2 angezogen werden.
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Der Sequenz, die in 3-6 gezeigt ist, folgend, wird zuerst eine Einheit gebildet, die das Radlager 3 mit dem Verbindungsstück 2 verbindet, zum Beispiel indem der ringförmige Körper 6 und/oder das Hülsenelement 5 direkt auf das Hülsenelement 4 geformt wird, die jedoch vorzugsweise in einem nicht vollständig ausgehärteten Zustand gehalten werden (3a-b).
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Dann wird eine erste Vorlage 27 radial außerhalb des Verbindungsstücks 2, das so geformt ist, angeordnet und ein eventuelles Kissen 26 ist auf einem radial äußeren Ende der Vorlage 27 angeordnet; dann wird eine erste Lage 13 genau um das Lagerverbindungsstück 2, um in Kontakt mit der Oberfläche 7 zu sein, und die Vorlage 27 gewunden; auf diese Weise wird die Vorlage 27 auch gegen die Fläche 7 (3d-e) blockiert.
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Danach wird eine zweite Vorlage 27, zum Beispiel identisch zu der ersten, gegen die erste Lage 13 auf der gegenüberliegenden Seite der ersten Vorlage 27 angeordnet, sie nimmt ein weiteres Kissen 26 an ihrem freien radialen Ende auf, und eine zweite Lage 13 wird genau um und gegen eine solche zweite Vorlage 27 und die erste Lage 13, in direktem Kontakt damit, gewunden, um auch die zweite Vorlage 27 so in Position zu blockieren (4f-h).
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An diesem Punkt wird eine weitere Vorlage 27 mit unterschiedlicher Form radial außerhalb der zweiten Lage 13 (4i) und radial davon auskragend angeordnet, und nimmt an ihren freien radialen Enden weitere Kissen 26 auf (51) und dann wird eine dritte Lage 13 genau um und gegen die weiteren Vorlagen 27 und die erste und die zweite Lage 13 gewunden (5), um auch die weiteren Vorlagen 27 in Position zu blockieren.
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An diesem Punkt wird eine selbsttragende Verbundstruktur T erhalten, wobei die Vorlagen 27 alle parallel zur Achse A angeordnet sind. Eine solche Struktur T wird in einer Form 28 platziert und die Lagen 13, sowie die unvollständig ausgehärteten Komponenten des Verbindungsstücks 2 (Körper 6 und/oder Hülse 5) werden kompressionsgeformt und vollständig ausgehärtet, um steif zu werden. Dies vervollständigt den Kompressionsformungsschritt.
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Danach wird die Form 28 geöffnet und die Kernvorlagen 27 werden in der Richtung der ersten Achse A nach dem Ende des Kompressionsformungsschritts entfernt, um einen fertiggestellten netzförmigen Körper 11 zu hinterlassen (7).
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Danach können Löcher vorgesehen sein, um die Anbringungsstücke 9, 10 zu vervollständigen (8) und die Stifte 24 und Buchsen 25 werden an Ort und Stelle angeordnet. Der Achsschenkel 1 ist somit vollständig.
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Natürlich können die Anbringungsstücke 9, 10 in einer unterschiedlichen Weise erhalten werden, zum Beispiel können die Stifte 24 und/oder Buchsen 25 mit den Kissen 26 und den Matten oder Lagen 13 cogeformt werden. Vorzugsweise, wie vorher beschrieben ist, können die Metallklemmen 24, 25 in zwei Teilen gebildet werden, die zusammengeschraubt sind.
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Von dem obigen ist es klar, dass der Aufhängungsträger/-achsschenkel 1, der beschrieben ist, relativ einfach und ökonomisch zu erhalten ist, extrem leicht und performant. Des Weiteren kann er gemäß der Notwendigkeit in einer einfachen Weise geformt werden.
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Alle Aufgaben der Erfindung werden somit erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 2016121927 A1 [0002, 0004, 0006, 0013]
