DE102020212622A1

DE102020212622A1 - Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk

Info

Publication number: DE102020212622A1
Application number: DE102020212622.4A
Authority: DE
Inventors: Andre Stieglitz; Frank Jung; Paul Niemöller; Ingolf Müller; Manfred Bürgmann
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2020-10-06
Filing date: 2020-10-06
Publication date: 2022-04-07
Also published as: WO2022073812A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker (10) für ein Fahrwerk, umfassend einen Körper (11), der zumindest zwei Krafteinleitungsbereiche (12) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (13) miteinander verbunden sind, dessen Erstreckung in Längsrichtung (x) des Körpers (11) größer als in Hochrichtung (z) des Körpers (11) ist, wobei der Verbindungsabschnitt (13) jeweils ausgehend von einem den Krafteinleitungsbereich (12) endseitig umschließenden Randbereich (16) des im Spritzgussverfahren hergestellten, aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehenden, Körpers (11) eine sich in Längsrichtung (x) des Körpers (11) kontinuierlich aufweitende Außenkontur aufweist, deren maximale Ausdehnung im Wesentlichen in der Mitte des Körpers (11) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.
Aus der DE 10 2016 200 609 A1 ist ein Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art bekannt. Der als Zweipunktlenker, insbesondere als gerade Achsstrebe für ein Nutzfahrzeug, ausgebildete Mehrpunktlenker umfasst einen länglichen Körper, der zwei endseitige Krafteinleitungsbereiche aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind. Die Erstreckung des Verbindungsabschnittes in Längsrichtung des Körpers ist größer als in Hochrichtung des Körpers. Der Körper besteht aus Metall und ist bevorzugt als Gusslenker oder Schmiedelenker ausgeführt. Ein Zweipunktlenker wird beispielsweise zur gelenkigen Verbindung eines Längsträgers eines Fahrwerks mit einem Wankstabilisator verwendet. Dabei nimmt der Zweipunktlenker je nach Fahrsituation im Wesentlichen in Längsrichtung gerichtete Druck- und Zugkräfte auf. Die jeweiligen Krafteinleitungsbereiche, in denen der Zweipunktlenker einenends mit dem Längsträger und anderenends mit dem Wankstabilisator gelenkig verbunden ist, sind in Querrichtung des Körpers gegenüber dem Verbindungsabschnitt vergrößert ausgebildet. Ein Übergangsbereich zwischen dem Krafteinleitungsbereich und dem Verbindungsabschnitt ist eingeschnürt ausgebildet, da die Gefahr eines Ausknickens durch die hier auftretenden Druckkräfte erheblich geringer ist als mittig im Verbindungsabschnitt zwischen den Krafteinleitungsbereichen. Um der Gefahr eines Ausknickens des Zweipunktlenkers senkrecht zu seiner Längsrichtung zu begegnen, ist gemäß der DE 10 2016 200 609 A1 vorgesehen, dass der Verbindungsabschnitt einen H-förmig Querschnitt aufweist, wobei sich der Verbindungsabschnitt ausgehend von den Einschnürungen unterhalb der Krafteinleitungsbereiche in Querrichtung aufweitet. Durch die Aufweitung in Querrichtung, d.h. in die Richtung, in der es zu einem Ausknicken kommen kann, wird eine Erhöhung des axialen Flächenträgheitsmomentes erreicht. Um eine Gewichtsreduzierung des aus Metall bestehenden Zweipunktlenkers zu erreichen, weist der H-förmige Verbindungsabschnitt zwei Flansche auf, die durch einen sich in Querrichtung erstreckenden Steg miteinander verbunden sind. Die den Verbindungsabschnitt außenseitig begrenzenden Flansche weisen dabei in Hochrichtung eine größere Erstreckung auf als der dazwischenliegende Steg, welcher die Flansche miteinander verbindet.
Der zur Verfügung stehende Einbauraum eines Mehrpunktlenkers ist zumeist in dessen Hochrichtung begrenzt, wodurch die Krafteinleitungsbereiche in Hochrichtung eine größere Erstreckung aufweisen als der die Krafteinleitungsbereiche miteinander verbindende Verbindungsabschnitt.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art weiterzubilden, der sich durch ein verringertes Gewicht auszeichnet und zugleich bei einer erhöhten Längenausprägung und damit einhergehend höheren Drucklasten die notwendige Steifigkeit aufweist.
Diese Aufgabe wird aus vorrichtungstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.
Gemäß der Erfindung wird ein Mehrpunktlenker, insbesondere ein Zweipunktlenker, für ein Fahrwerk vorgeschlagen, umfassend einen Körper, der zumindest zwei Krafteinleitungsbereiche aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, dessen Erstreckung in Längsrichtung des Körpers größer als in Hochrichtung des Körpers ist. Insbesondere kann der Mehrpunktlenker als Zweipunktlenker ausgeführt sein, der beispielsweise als Pendelstütze oder Koppelstange an dem Fahrwerk zum Einsatz kommen kann.
Erfindungsgemäß weist der Verbindungsabschnitt jeweils ausgehend von einem den Krafteinleitungsbereich endseitig umschließenden Randbereich des im Spritzgussverfahren hergestellten Körpers eine sich in Längsrichtung des Körpers kontinuierlich aufweitende Außenkontur auf, deren maximale Ausdehnung im Wesentlichen in der Mitte des Körpers liegt.
Der Körper kann insbesondere aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff bestehen, wodurch sich eine deutliche Gewichtsreduzierung gegenüber dem aus Metall bestehenden Mehrpunktlenker gemäß der DE 10 2016 200 609 A1 erzielen lässt. Alternativ kann der Körper aus einem SMC-Material (Sheet Moulding Compound-Material) bestehen, bei dem es sich um einen langfaserverstärkten Kunststoff mit einer duromeren Matrix handelt. Das SMC-Material kann dabei mit einer Faservorzugsrichtung versehen sein. Bei den faserverstärkten Kunststoffen ist eine Verstärkung durch Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern möglich. Es können auch unterschiedliche Faserarten miteinander kombiniert werden. Vorteilhaft ist beim Einsatz von SMC-Material, dass dieses Material eine nur sehr geringe Degradation der mechanischen Eigenschaften infolge von Temperatureinflüssen und Feuchtigkeit erfährt und zudem keine Kriechneigung aufweist.
Mit Längsrichtung ist eine entlang einer Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet. Der Körper weist in Längsrichtung eine Längsausdehnung auf. Mit Querrichtung ist eine senkrecht zur Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet, welche räumlich in einer Ebene mit der Längsrichtung liegt. Der Körper weist in Querrichtung eine Breitenausdehnung auf. Mit Hochrichtung ist eine senkrecht zur Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet, welche senkrecht zur Ebene von Längs- und Querrichtung verläuft. Der Körper weist in Hochrichtung eine Höhenausdehnung auf, welche im Allgemeinen durch den verfügbaren Bauraum deutlich stärker begrenzt ist als in Querrichtung.
Um die geringere Steifigkeit bei der Verwendung eines kurzfaserverstärkten Kunststoffs zu kompensieren, wird durch die sich in Längsrichtung des Körpers kontinuierlich aufweitende Außenkontur des Verbindungsabschnitts ein großes axiales Flächenträgheitsmoment geschaffen, um die Druckkräfte aufnehmen zu können, ohne dass es zu einem Ausknicken oder Ausbeulen kommt. Durch das Aufweiten des Verbindungsabschnittes ausgehend von den Krafteinleitungsbereichen zur Mitte des Körpers hin werden die in den Krafteinleitungsbereichen aufgenommenen Druckkräfte frühzeitig in den Verbindungsabschnitt eingeleitet und in Querrichtung verteilt. Gegenüber dem aus dem Stand der Technik bekannten Mehrpunktlenker wird bei der äußeren Geometrie in einer projizierten, in Längsrichtung und Querrichtung aufgespannten, Fläche auf eine Einschnürung im Übergangsbereich zwischen den Krafteinleitungsbereichen und dem Verbindungsabschnitt gänzlich verzichtet. Bevorzugt kann die Außenkontur des Verbindungsabschnitts eine im Wesentlichen elliptische Form aufweisen oder im Wesentlichen rautenförmig ausgeführt sein.
Bevorzugt kann der Verbindungsabschnitt mit zumindest einer sich in Längs- und Querrichtung des Körpers erstreckenden Verbindungsstruktur ausgeführt sein, mit der sich in Hochrichtung des Körpers erstreckende Rippenabschnitte verbunden sind. Der Verbindungsabschnitt wird durch die auf der Verbindungsstruktur angeordneten Rippenabschnitte gestützt. Insbesondere erstrecken sich die Rippenabschnitte in Längsrichtung des Verbindungsabschnitts. Besonders bevorzugt erstrecken sich die Rippenabschnitte im Wesentlichen durchgehend über die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts in Längsrichtung.
Dabei kann die Verbindungsstruktur als eine sich zwischen den Krafteinleitungsbereichen erstreckende durchgehende Verbindungsebene ausgebildet sein. Die Verbindungsebene bildet einen eine geschlossene oder nahezu geschlossene Oberfläche aufweisenden Abschnitt der Verbindungsstruktur, welcher sich in Längsrichtung und Querrichtung erstreckt. Die auf der Verbindungsstruktur angeordneten bzw. mit der Verbindungsstruktur verbundenen Rippenabschnitte erstrecken sich beidseitig der Verbindungsebene von dieser ausgehend in Hochrichtung des Körpers.
Insbesondere kann die Verbindungsebene parallel zu einer Mittellängsebene des Körpers angeordnet sein. Besonders bevorzugt kann die Verbindungsebene mit der Mittellängsebene zusammenfallen. Bei dieser Ausbildung der Verbindungsstruktur weisen die beidseitig mit der Verbindungsstruktur verbundenen Rippenabschnitte jeweils die gleiche Ausdehnung in Hochrichtung auf. Denkbar ist jedoch auch eine Anordnung der Verbindungsebene mit einem Versatz zur Mittellängsebene in Hochrichtung. Auf diese Weise kann gezielt eine stärkere Unterdrückung der Knickneigung in eine Richtung erreicht werden.
Vorzugsweise kann die Verbindungsebene einen zumindest abschnittsweise gekrümmten Verlauf aufweisen. Auch durch diese Formgebung kann gezielt eine stärkere Unterdrückung der Knickneigung in eine Richtung erreicht werden.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die Verbindungsstruktur segmentiert ausgeführt sein. Eine segmentierte Ausführung der Verbindungsstruktur bietet die Möglichkeit, einer besseren Anpassung an auftretende Lastsituationen an dem Mehrpunktlenker.
So können Segmente der Verbindungsstruktur zu einer Mittellängsebene des Körpers versetzt zueinander angeordnet sein. Es bildet sich keine durchgehende Verbindungsebene aus, sondern es werden mehrere einzelne Segmente ausgebildet, die zumindest in Längsrichtung des Körpers in Hochrichtung versetzt zur Mittellängsebene angeordnet sind. In Querrichtung benachbarte Segmente weisen hingegen bevorzugt eine in einer gemeinsamen Ebene liegende Anordnung auf. Denkbar ist aber auch, dass auch die in Querrichtung benachbart zueinander angeordneten Segmente, die durch die Rippenabschnitte voneinander getrennt sind, zudem einen Versatz zur Mittellängsebene zueinander aufweisen.
Bevorzugt können Segmente der Verbindungsstruktur zu einer Mittellängsebene des Körpers geneigt angeordnet sein. Hierbei kann eine gleichsinnige oder gegensinnige Neigung benachbarter Segmente vorteilhaft sein. Insbesondere diagonal verlaufende Verbindungen zwischen den Rippenabschnitten erhöhen das Flächenträgheitsmoment zusätzlich, wodurch der Verbindungsabschnitt biegesteifer wird.
Weiter bevorzugt können Segmente der Verbindungsstruktur einen wellenförmigen Verlauf aufweisen.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann der Verbindungsabschnitt in den Krafteinleitungsbereichen jeweils einen äußeren Abschnitt aufweisen, der in Hochrichtung des Körpers eine größere Ausdehnung aufweist als ein zwischen den Krafteinleitungsbereichen liegender Zwischenabschnitt der Verbindungsstruktur. Hierdurch kann einerseits auf Bauraumrestriktionen reagiert werden, wenn quer zur Hauptbelastungsrichtung begrenzende Strukturen vorhanden sind, beispielsweise ein Blattfederpaket. Hierbei kann die Reduzierung vom jeweiligen äußeren Abschnitt zum Zwischenabschnitt in Hochrichtung einer Ellipse folgen. Insbesondere folgt die Reduzierung im Verhältnis der Eulerzahl, da diese eine besonders günstige Krafteinleitung, d.h. eine Vermeidung von Spannungsspitzen, in den Zwischenabschnitt der Verbindungsstruktur bietet. Zudem führt die größere Ausdehnung der äußeren Abschnitte in den Krafteinleitungsbereichen quer zur Längsrichtung dazu, dass die kritische Biegelänge reduziert wird.
Insbesondere können in den Krafteinleitungsbereichen sich in Hochrichtung des Körpers erstreckende Lageraugen angeordnet sein. Die Lageraugen können der Aufnahme von Gelenken dienen, welche bevorzugt als Kugelgelenke oder Elastomergelenke ausgeführt sein können. Die Integration der Gelenke oder Teile der Gelenke kann bereits während des Spritzgießens in den Mehrpunktlenker erfolgen. So können beispielsweise Metallhülsen in die Lageraugen eingesetzt werden, die bereits während des Spritzgussprozesses in den Körper integriert werden. Besonders bevorzugt kann eine Anbindung mittels Elastomerlagern gewählt werden, welche zur Einleitung der mechanischen Lasten besser geeignet sind als Kugelgelenklager, da durch die Elastomerlager die Lasten gleichmäßiger in die umgebende Struktur in den Krafteinleitungsbereichen eingeführt werden können.
Dabei können von den Lageraugen ausgehende Rippen, die sich in Längsrichtung des Körpers zumindest über den jeweiligen äußeren Abschnitt erstrecken, einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf aufweisen. Es hat sich gezeigt, dass die elliptischen Bahnen folgende Gestaltung der Rippen insbesondere im lasteinleitungsnahen Bereich der Lageraugen erhebliche Vorteile gegenüber einem geraden Verlauf der Rippen aufweist. Die Spannungen in den elliptisch geformten Rippen, die von den Gelenken in den Lageraugen auf den jeweiligen äußeren Abschnitt übertragen werden, sind bei gleicher Gesamtbelastung des Körpers erheblich geringer. Die bauteilinnenliegende Seite der Lageraugen jedes Krafteinleitungsbereiches ist verhältnismäßig hoch belastet und die Last muss in diesem kleinen Bereich auf kurzem Wege möglichst gut in die Verbindungsstruktur verteilt bzw. aufgeteilt werden. Die Gestalt der Rippen im äußeren Abschnitt ermöglicht eine Aufteilung der dort wirkenden Drucklast.
Weiterhin können die auf der Verbindungsstruktur angeordneten Rippenabschnitte einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf aufweisen. Die Rippenabschnitte folgen dabei im Wesentlichen der Außenkontur des Körpers in Längsrichtung. Optional kann von der Form einer Ellipse der Außenkontur des Körpers abgewichen werden und stattdessen eine Rautenform gewählt werden, um das lokal erforderliche Flächenträgheitsmoment bei begrenztem Bauraum in Querrichtung analog zum Verlauf des Biegemomentes zu erhöhen. Bei konstanter Querrichtung kann dadurch ein - bis zur Mitte des Bauteils - linear steigendes Flächenträgheitsmoment erreicht werden.
Des Weiteren kann der Verbindungsabschnitt zumindest zwei in Querrichtung des Körpers orientierte Stege aufweisen, die sich im Wesentlichen über die Breite des Körpers erstrecken. Die zumindest zwei Stege können den Verbindungsabschnitt des Körpers in zumindest drei Teile untergliedern. Die zumindest zwei Stege können beispielsweise den Verbindungsabschnitt in die beiden äußeren Abschnitte und den Zwischenabschnitt unterteilen.
Bevorzugt kann in die Verbindungsstruktur zumindest ein Endlosfaser-Tape integriert sein. Durch die zusätzliche Integration zumindest eines, insbesondere mehrerer, Endlosfaser-Tapes in den Körper, lässt sich die Druckfestigkeit und die zur Erhöhung des Knickwiderstandes erforderliche Steifigkeit des Mehrpunktlenkers erhöhen. Das zumindest eine Endlosfaser-Tape lässt sich durch Umspritzen in den Körper, insbesondere in den Verbindungsabschnitt, integrieren. Dabei kann sich das zumindest eine Endlosfaser-Tape abschnittsweise im Wesentlichen in Längsrichtung des Körpers erstrecken, welches bei einem Zweipunktlenker der Hauptlastrichtung entspricht. Eine Integration des zumindest eine Endlosfaser-Tapes kann in der Verbindungsstruktur und/oder den Rippenabschnitten erfolgen.
Insbesondere kann zumindest die Kontur des Verbindungsabschnitts durch einen äu-ßeren umlaufenden Rippenabschnitt begrenzt sein. Der äußere umlaufende Rippenabschnitt ist bevorzugt flanschförmig ausgeführt, so dass sich ein im Wesentlichen T-förmiger Querschnitt einstellt.
Bevorzugt kann entlang des äußeren umlaufenden Rippenabschnitts zumindest ein Endlosfaser-Tape angeordnet sein. Die Anordnung des zumindest einen Endlosfaser-Tapes entlang des äußeren umlaufenden Rippenabschnitts ist besonders vorteilhaft, da durch das zumindest eine Endlosfaser-Tape sowohl das Spritzgussmaterial des Verbindungsabschnitts zusammengehalten wird. Zudem hat das zumindest eine Endlosfaser-Tape durch seine gekrümmte Orientierung eine duktilere/federnde Auswirkung im Körper. Das bandagierte Spritzgussmaterial kann somit höhere Kräfte aufnehmen. Das zumindest eine Endlosfaser-Tape kann außenseitig auf dem äußeren umlaufenden Rippenabschnitt angeordnet sein. Alternativ kann das zumindest eine Endlosfaser-Tape in den äußeren umlaufenden Rippenabschnitt teilweise oder vollständig integriert sein. Gegenüber einer Anordnung des zumindest einen Endlosfaser-Tapes an oder in Rippenabschnitten in einem innenliegenden Bereich des Verbindungselementes, bei der die Kräfte aufgrund der höheren Steifigkeit des Endlosfaser-Tapes gegenüber dem Spritzgussmaterial größtenteils auf das zumindest eine Endlosfaser-Tape einwirken, hat die Anordnung des zumindest einen Endlosfaser-Tapes entlang des äußeren umlaufenden Rippenabschnitts den Vorteil, dass die Krafteinleitung gleichmäßiger vom Spritzgussmaterial und dem zumindest einen umgebenden Endlosfaser-Tape aufgenommen wird.
Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann der Verbindungsabschnitt in einem Mittenbereich mit einer sich in Querrichtung des Körpers erstreckenden Verbindungsstruktur ausgeführt sein, mit der sich in Hochrichtung des Körpers erstreckende Rippenabschnitte verbunden sind, sowie dass der Verbindungsabschnitt in den Mittenbereich umschließenden Außenbereichen jeweils zumindest zwei parallel zueinander angeordnete, sich in Querrichtung des Körpers erstreckende Verbindungsstrukturen aufweisen kann, zwischen denen jeweils eine sich in Querrichtung und Hochrichtung des Körpers erstreckende Rippenstruktur angeordnet ist. Der Mittenbereich bildet eine Art Kern aus, in der die Verbindungsstruktur sowie die mit dieser verbundenen, sich in Hochrichtung erstreckenden, Rippenabschnitte wie weiter oben beschrieben ausgebildet sein können. Der Außenbereich erstreckt sich zwischen den gegenüberliegenden Krafteinleitungsbereichen abschnittsweise in Umfangsrichtung des Körpers und umgibt den Mittenbereich zumindest abschnittsweise. Die zusätzlichen, im Au-ßenbereich ausgebildeten Verbindungsstrukturen mit den zwischen diesen angeordneten Rippenstrukturen ergänzen die Eigenschaft des Körpers des Mehrpunktlenkers dahingehend, dass der Körper einen hohen Widerstandsmoment gegen Biegung aufweisen kann. Die jeweiligen Verbindungsstrukturen im Außenbereich sind bevorzugt als zumindest zwei durchgehende, zueinander parallele Verbindungsebenen ausgeführt. Zwischen den zueinander parallel angeordneten Verbindungsebenen ist die Rippenstruktur ausgebildet. Die Rippenstruktur weist eine unter einem Winkel geneigte Anordnung von Rippen auf. Bevorzugt können die Rippen wechselweise in einem Winkel von +/- 45° angeordnet sein, um im Verbindungsabschnitt eine hohe Schubsteifigkeit und Schubfestigkeit zu erreichen. Durch das abschnittsweise Schlie-ßen der Oberfläche im Außenbereich des Verbindungsabschnitts kann eine Erhöhung des Materialeintrages in die zur Auslegung gegen Knicken bzw. Ausbeulen relevanten Bereiche des Körpers erreicht werden.
Weiter bevorzugt kann der Verbindungsabschnitt in einem Mittenbereich eine Durchgangsöffnung aufweisen, deren Kontur im Wesentlichen der Außenkontur des Körpers entspricht. Die Durchgangsöffnung ermöglicht es, beim Einbau des Mehrpunktlenkers ein Bauteil des Fahrwerks durch diesen hindurchzuführen, wenn eine anderweitige Umgehung des Mehrpunktlenkers aus bauraumtechnischen Gründen nicht möglich ist. Die Übertragung der Formgebung der Außenkontur auf die Kontur der Durchgangsöffnung ist vorteilhaft, da dadurch die Strukturschwächung des Mehrpunktlenkers minimiert wird. Eingeleitete Lasten werden um die Durchgangsöffnung herumgeleitet.
Hierbei kann im Bereich der Durchgangsöffnung der Abstand zwischen einer die Durchgangsöffnung begrenzenden Wandung und eines die Kontur des Verbindungsabschnitts begrenzenden äußeren Randes im Bereich der Mitte des Körpers ein Maximum aufweisen. Auf diese Weise kann ein großes axiales Flächenträgheitsmoment geschaffen werden, um die Druckkräfte aufnehmen zu können, ohne dass es zu einem Ausknicken oder Ausbeulen kommt.
Bevorzugt kann die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts in Querrichtung im Bereich der Mitte des Körpers zumindest um den Faktor 5 größer als die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts in Hochrichtung sein.
Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

1 eine schematische Darstellung eines Fahrwerks gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht;
2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht;
3 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 2 in einer Ansicht von oben;
4 eine Detailansicht A gemäß 3;
5 eine Schnittansicht entlang der Linie B-B gemäß 3;
6 eine Schnittansicht entlang der Linie C-C gemäß 3;
7 eine Querschnittansicht eines Mehrpunktlenkers in einer weiteren Ausführungsform;
8 in Ansicht (A) eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben sowie in Ansicht (B) eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers entlang der Linie D-D gemäß Ansicht (A);
9 eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers entlang der Linie D-D gemäß 8 einer weiteren Ausführungsform mit einer wellenförmigen Verbindungsstruktur;
10 eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers entlang der Linie D-D gemäß 8 einer weiteren Ausführungsform mit einer segmentierten Verbindungsstruktur;
11 eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers in einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben;
12 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 11 in isometrischer Ansicht;
13 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 11 in Seitenansicht;
14 eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben;
15 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 14 in isometrischer Ansicht;
16 eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers entlang der Linie E-E gemäß 14;
17 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht;
18 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 17 in einer Ansicht von oben; und
19 eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungsform eines Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht.

In der nachfolgenden Beschreibung werden aus Vereinfachungsgründen und soweit für die Erläuterung der Gegenstände sinnvoll für identische bzw. funktionsgleiche Komponenten oder Elemente die gleichen Bezugszeichen verwendet.
1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrwerks 1 Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrtzeugs, gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht. Das Fahrwerk 1 umfasst zwei Längsträger 2, eine lenkbare Achse 3 sowie eine sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende Lenkstange 4. An der lenkbaren Achse 3 ist ein U-förmiger Wankstabilisator 5 angeordnet. Der Wankstabilisator 5 ist durch jeweils einen endseitig dem Wankstabilisator 5 zugeordneten Zweipunktlenker 7 - von denen in 1 nur einer dargestellt ist - mit dem jeweiligen Längsträger 2 gelenkig verbunden. Der Zweipunktlenker 7 weist endseitig jeweils einen Krafteinleitungsbereich 8 auf, an denen der Zweipunktlenker 7 mit dem Wankstabilisator 5 bzw. dem Längsträger 2 gelenkig verbunden ist. Die an dem Wankstabilisator 5 angeordneten Zweipunktlenker 7 sind hier als sogenannte Koppelstangen ausgeführt. Ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung erstreckend ist ein Blattfederpaket 6 vorgesehen, welches unterhalb des Längsträgers 2 und parallel zu der Lenkstange 4 angeordnet ist. Zwischen dem Blattfederpaket 6 und der Lenkstange 4 erstreckt sich der Zweipunktlenker 7 in vertikaler Richtung. Der quer zur Fahrzeuglängsrichtung verfügbare Bauraum zwischen dem Blattfederpaket 6 und der Lenkstange 4 ist sehr beschränkt. Der aus dem Stand der Technik bekannte Zweipunktlenker 7 ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, damit der Zweipunktlenker 7 die notwendige Steifigkeit besitzt, um ein Ausknicken oder Ausbeulen eines Verbindungsabschnitts 9 aufgrund der von dem Zweipunktlenker 7 über einander gegenüberliegend angeordnete Krafteinleitungsbereiche 8 aufzunehmenden Druckkräfte zu verhindern.
Die Darstellung in 2 zeigt eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers 10 in isometrischer Ansicht. Der Mehrpunktlenker 10 umfasst einen im Spritzgussverfahren hergestellten Körper 11, der endseitig zwei Krafteinleitungsbereiche 12 aufweist, die durch einen zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12 befindlichen Verbindungsabschnitt 13 miteinander verbunden sind. Der Körper 11 ist vorzugsweise symmetrisch ausgeführt. Die Erstreckung des Verbindungsabschnitts 13 in Längsrichtung x des Körpers 11 ist größer als in Hochrichtung z des Körpers. Der Körper 11 des Mehrpunktlenkers 10 kann aus einem kurzfaserverstärkten Kunststoff hergestellt werden, insbesondere einem kurzfaserverstärkten Thermoplast. Alternativ kann der Körper 11 aus einem SMC-Material (Sheet Moulding Compound-Material) bestehen, bei dem es sich um einen langfaserverstärkten Kunststoff mit einer duromeren Matrix handelt. Das SMC-Material kann dabei mit einer Faservorzugsrichtung versehen sein. Bei den faserverstärkten Kunststoffen ist eine Verstärkung durch Glasfasern, Aramidfasern oder Kohlenstofffasern möglich. Es können auch unterschiedliche Faserarten miteinander kombiniert werden. In den endseitigen Krafteinleitungsbereichen 12 sind Lageraugen 15 angeordnet. Das jeweilige Lagerauge 15 dient der Aufnahme eines Gelenks 14. Die Gelenke 14 können als Kugelgelenk oder als Elastomergelenk ausgeführt sein. Das Gelenk 14 oder Teile des Gelenkes 14 sind während des Herstellprozesses in den Körper 11 integrierbar. So kann während des Spritzgussprozesses eine Metallhülse in den Körper 11 integriert werden, welche zu einem späteren Zeitpunkt der Aufnahme eines Kugelzapfens durch Einpressen dient.
Der Verbindungsabschnitt 13 weist jeweils ausgehend von einem den Krafteinleitungsbereich 12 endseitig umschließenden Randbereich 16 eine sich in Längsrichtung x des Körpers 11 kontinuierlich aufweitende Außenkontur auf, deren maximale Ausdehnung im Wesentlichen in der Mitte des Körpers 11 liegt. Der Körper 11 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen ellipsenförmige Außenkontur auf. Die Außenkontur des Körpers 11 kann alternativ, wie anhand eines weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispieles noch erläutert wird, eine im Wesentlichen rautenförmige Außenkontur aufweisen.
Der Verbindungsabschnitt 13 weist zumindest zwei in Querrichtung y des Körpers 11 orientierte Stege 17 auf, die sich im Wesentlichen über die Breite des Körpers 11 erstrecken. Die Stege 17 begrenzen einen Übergangsbereich zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12 und dem Verbindungsabschnitt 13. Der Verbindungsabschnitt 13 weist in den Krafteinleitungsbereichen 12 jeweils einen äußeren Abschnitt 18 auf, der in Hochrichtung z des Körpers 11 eine größere Ausdehnung aufweist als ein zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12 bzw. den Stegen 17 liegender Zwischenabschnitt 19 des Verbindungsabschnitts 13. Von den Stegen 17 ausgehend erstrecken sich Rippenabschnitt 20 in Längsrichtung x. Die zur Längsachse 21 des Körpers 11 benachbart angeordneten Rippenabschnitte 20 folgen, mit der Außenkontur des Körpers 11 korrespondierend, einem im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf.
Der Verlauf der Reduzierung der Ausdehnung des Körpers 11 in Hochrichtung z folgt vom jeweiligen äußeren Abschnitt 18 zum Zwischenabschnitt 19 hin einer Ellipse. Insbesondere folgt die Reduzierung im Verhältnis der Eulerzahl, da diese eine besonders günstige Krafteinleitung, d.h. eine Vermeidung von Spannungsspitzen, in den Zwischenabschnitt 19 des Verbindungsabschnitts 13 bietet.
In 3 ist eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers 10 gemäß 2 in einer Ansicht von oben gezeigt. Die Gelenke 14 sind in dieser Darstellung nicht gezeigt. Die in Querrichtung y verlaufenden Stege 17 trennen die äußeren Abschnitte 18 von dem Zwischenabschnitt 19. Spiegelsymmetrisch zur Längsachse 21 sind die Rippenabschnitte 20 angeordnet, die sich zwischen den Stegen 17 in Längsrichtung x erstrecken. Die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts 13 in Querrichtung y ist im Bereich der Mitte des Körpers zumindest um den Faktor 5 größer als die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts 13 in Hochrichtung z.
Die Darstellung in 4 zeigt eine Detailansicht A des äußeren Abschnitts 18 gemäß 3. Von den Lageraugen 15 ausgehende Rippen 23 erstrecken sich in Längsrichtung x des Körpers 11 zumindest über den jeweiligen äußeren Abschnitt 18. Die Rippen 23 weisen einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf auf. Es hat sich gezeigt, dass die elliptischen Bahnen folgende Gestaltung der Rippen 23 im lasteinleitungsnahen Bereich der Lageraugen 15 erhebliche Vorteile gegenüber einem geraden Verlauf von Rippen aufweist. Die Spannungen in den elliptisch geformten Rippen 23, die von den Gelenken 14 in den Lageraugen 15 auf den jeweiligen äußeren Abschnitt 18 übertragen werden, sind bei gleicher Gesamtbelastung des Körpers 11 erheblich geringer.
5 stellt eine Schnittansicht durch den Körper 11 entlang Linie B-B gemäß 3 dar. Mit 24 ist eine Mittellängsebene bezeichnet, welche sich in Längsrichtung x durch den Mittelpunkt des Körpers 11 erstreckt. Parallel zu der Mittellängsebene 24 erstreckt sich eine Verbindungsstruktur 25, mit der sich die in Hochrichtung z des Körpers 11 erstreckenden Rippenabschnitte 20 verbunden sind. Die Rippenabschnitte 20 erstrecken sich ausgehend von der Verbindungsstruktur 25 in entgegengesetzte Richtungen. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Verbindungsstruktur 25 als eine durchgehende Verbindungsebene 26, d.h. in einer gemeinsamen in Längsrichtung x und Querrichtung y aufgespannten Ebene liegend, ausgeführt. Die durchgehende Verbindungsebene 26 verläuft parallel zu der Mittellängsebene 24, ist jedoch zu dieser um einen Abstand bzw. Offset 27 in Hochrichtung z versetzt angeordnet. Der Offset 27 zur Mittellängsebene 24 kann bevorzugt den Wert Null annehmen, so dass die Verbindungsebene 26 zwischen den Mittelpunkten der Lageraugen 15 respektive den Kugelmittelpunkten 28 der - nicht dargestellten - Kugelzapfen von als Kugelgelenken ausgeführten Gelenken 14 angeordnet ist, wie in 6 dargestellt. Die Anordnung der Verbindungsebene 26 zwischen den lasteinleitenden Gelenken 14 mit einem Offset 27 größer Null dient dazu, gezielt die Knickneigung des Körpers 11 in eine Richtung stärker zu unterdrücken.
In 6 ist eine Schnittansicht des Körpers 11 entlang der Linie C-C gemäß 3 dargestellt. Wie zuvor bereits ausgeführt, verläuft die Verbindungsebene 26 zwischen den Kugelmittelpunkten 28 der Kugelzapfen 29, so dass sich bezüglich der Mittellängsebene 24 der Offset 27 einstellt. Die als durchgehende Verbindungsebene 26 ausgeführte Verbindungsstruktur 25 dient der Aufnahme von primär auftretenden Zug- und Drucklasten. Durch die Verbindung der Rippenabschnitte 20 miteinander durch die Verbindungsebene 26 weist der Körper 11 ein großes Flächenträgheitsmoment auf.
Die Darstellung in 7 zeigt eine Querschnittansicht eines Mehrpunktlenkers 10 in einer weiteren Ausführungsform. Gemäß dieser Ausführungsform ist die Verbindungsstruktur 25 nicht als eine durchgehende Verbindungsebene 26 ausgeführt, sondern ist segmentiert ausgebildet. Zwischen den Rippenabschnitt 20 verlaufen einzelne Segmente 29. Die einzelnen Segmente 29 der Verbindungsstruktur 25 sind zur Mittellängsebene 24 des Körpers 11 geneigt angeordnet. Hierbei kann eine gleichsinnige oder gegensinnige Neigung benachbarter Segmente 29 vorteilhaft sein. Die Darstellung in 7 zeigt eine wechselweise Anordnung benachbarter Segmente 29 mit gegensinniger Neigung. Die Segmente 29 bilden diagonale Verbindungen zwischen den Rippenabschnitten 20 aus und erhöhen dadurch das Flächenträgheitsmoment zusätzlich, wodurch der Verbindungsabschnitt 13 biegesteifer wird.
8 zeigt in Ansicht (A) eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben sowie in Ansicht (B) eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers 10 entlang der Linie D-D gemäß Ansicht (A). In der Draufsicht gemäß Ansicht (A) der 8 unterscheidet sich der Mehrpunktlenker 10 zunächst nicht von dem in 3 dargestellten Mehrpunktlenker 10. In der Ansicht (B) gemäß 8 ist die Verbindungsstruktur 25 des Verbindungsabschnitts 13 als eine einen gekrümmten Verlauf aufweisende Verbindungsebene 32 ausgeführt. Der Verlauf der sich zwischen den Stegen 17 erstreckenden, durchgehenden Verbindungsebene 3 ist konkav. Auf diese Weise kann gezielt eine stärkere Unterdrückung der Knickneigung in eine Richtung erreicht werden.
In 9 ist eine Schnittansicht entlang der Linie D-D des Mehrpunktlenkers 10 gemäß 8, Ansicht (A) in einer weiteren Ausführungsform mit einer im Wesentlichen wellenförmigen Verbindungsstruktur 25 dargestellt. Die Verbindungsstruktur 25 besteht aus einzelnen wellenförmig geschwungenen Segmenten 30. Denkbar ist aber auch, dass die im Wesentlichen wellenförmige Verbindungsstruktur 25 aus einer entsprechend geformten durchgehenden Verbindungsfläche besteht.
Die Darstellung in 10 zeigt eine Schnittansicht entlang der Linie D-D des Mehrpunktlenkers gemäß 8 in einer weiteren Ausführungsform mit einer segmentierten Verbindungsstruktur. Wie in 10 dargestellt, sind die Segmente 31 der Verbindungsstruktur 25 zu der Mittellängsebene 24 des Körpers 11 versetzt zueinander angeordnet. Es bildet sich keine durchgehende Verbindungsebene oder Verbindungsfläche aus, sondern es werden im Spritzgussprozess mehrere einzelne Segmente 31 ausgebildet, die zumindest in Längsrichtung x des Körpers 11 gesehen in Hochrichtung z versetzt zur Mittellängsebene 24 angeordnet sind. In Querrichtung y benachbarte Segmente 31 weisen hingegen bevorzugt eine in einer gemeinsamen Ebene liegender Anordnung auf. Denkbar ist aber auch, dass die in Querrichtung y benachbarten Segmente 31, die durch die Rippenabschnitte 20 voneinander getrennt sind, zudem einen Versatz zur Mittellängsebene 24 zueinander aufweisen.
11 zeigt eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers 10 in einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben. Diese Ausführungsform soll dem Umstand Rechnung tragen, dass es im Spritzgussprozess vorteilhaft ist, Hohlstrukturen zu vermeiden. Der Mehrpunktlenker 10 gemäß der Darstellung in 11 wird nachstehend unter Bezugnahme auf die 12 und 13 näher erläutert.
12 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers 10 gemäß 11 in isometrischer Ansicht. In 13 ist eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers 10 gemäß 11 in Seitenansicht gezeigt. Wie zu den weiter oben bereits beschriebenen Ausführungsbeispielen ausgeführt ist, weist auch der Mehrpunktlenker 10 eine elliptische Außenkontur auf. Der Verbindungsabschnitt 13 ist in einen Mittenbereich 33 und einen den Mittenbereich 33 abschnittsweise umgebenden Außenbereich 34 unterteilt. Der Mittenbereich 33 ist in Längsrichtung x durch die quer verlaufenden Stege 17 begrenzt. Im Inneren des Mittenbereich 33 befindet sich die Verbindungsstruktur 25, mit der die sich in Hochrichtung z des Körpers 11 erstreckenden Rippenabschnitte 20 verbunden sind. Die Ausgestaltungsmöglichkeiten der Verbindungsstruktur 25 im Mittenbereich 33 entsprechen denen der weiter oben beschriebenen Verbindungsstrukturen 25, so dass zur Vermeidung von Wiederholungen hierauf nicht noch einmal näher eingegangen wird.
Der jeweilige Außenbereich 34 umfasst zwei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnete Verbindungsstrukturen 35, die sich ausgehend vom Mittenbereich 33 in Längsrichtung x und Querrichtung y des Körpers 11 erstrecken. Zwischen den Verbindungsstrukturen 35 ist eine Rippenstruktur 36 angeordnet. Die Verrippung durch die Rippenstruktur 36 im Außenbereich 34 erfolgt in Querrichtung y des Körpers 11. Durch das Schließen der äußeren Flächen im Außenbereich 34 gelangt mehr Material in die zur Auslegung gegen Knicken relevanten äußeren Bereiche des Körpers 11. Die Rippenstruktur weist eine Vielzahl von Einzelrippen 37 auf, die in einem Winkel von +/- 45° zueinander angeordnet sind. Dadurch können im Körper 11 primär eine hohe Schubsteifigkeit und Schubfestigkeit erreicht werden.
In 14 ist eine schematische Darstellung eines Mehrpunktlenkers 10 gemäß einer weiteren Ausführungsform in einer Ansicht von oben dargestellt. Der Mehrpunktlenker 10 in seiner in 14 dargestellten Ausführungsform unterscheidet sich dadurch, dass im Mittenbereich 33 eine Durchgangsöffnung 38 vorgesehen ist. Die Kontur der Durchgangsöffnung 38 entspricht im Wesentlichen der Außenkontur des Körpers 11. Die Durchgangsöffnung 38 erstreckt sich abschnittsweise in Längsrichtung x des Körpers 11 zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12. Im Bereich der Durchgangsöffnung 38 weist der Abstand zwischen einer die Durchgangsöffnung 38 begrenzenden Wandung, die von einander gegenüberliegenden Rippenabschnitten 20 gebildet ist, und eines die Außenkontur des Verbindungsabschnitts 13 begrenzenden äußeren Randes, der bevorzugt von den äußeren Rippenabschnitten 22 gebildet ist, im Bereich der Mitte des Körpers 11 ein Maximum auf. Die Begrenzung der Durchgangsöffnung 38 durch die auf ellipsenförmigen Bahnen verlaufenden Rippenabschnitte 20 sorgt dafür, dass die Steifigkeit des Mehrpunktlenkers 10 trotz der Durchgangsöffnung 38, hinreichend groß ist, um Druck- und Zuglasten aufnehmen zu können.
15 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers 10 gemäß 14 in isometrischer Ansicht und 16 eine Schnittansicht des Mehrpunktlenkers 10 entlang der Linie E-E gemäß 14. Die von den Lageraugen 15 jeweils ausgehenden Rippen 23 erstrecken sich in Längsrichtung x des Körpers 11 über den jeweiligen äußeren Abschnitt 18. Die Rippen 23 weisen einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf auf. Die Rippen 23 gehen in die Rippenabschnitte 20 über.
Die 17 und 18 zeigen eine weitere Ausführungsform eines Mehrpunktlenkers 10. Diese Ausführungsform des Mehrpunktlenkers 10 unterscheidet sich von den vorherigen durch die von einer Ellipsenform abweichende Außenkontur. Die Außenkontur dieser Ausführungsform des Mehrpunktlenkers 10 ist im Wesentlichen rautenförmig ausgebildet.
In 17 ist eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht gezeigt. In 18 ist eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers gemäß 17 in einer Ansicht von oben gezeigt. Wie aus der Darstellung in 17 ersichtlich ist, weist der Verbindungsabschnitt 13 in den Krafteinleitungsbereichen 12 jeweils einen äußeren Abschnitt 18 auf, der in Hochrichtung z des Körpers 11 eine größere Ausdehnung aufweist als der zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12 liegende Zwischenabschnitt 19 des Verbindungsabschnitts 13. Auch hier folgt der Verlauf der Reduzierung in Hochrichtung z vom jeweiligen äußeren Abschnitt 18 zum Zwischenabschnitt 19 der Form einer Ellipse.
In 19 ist eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht gemäß einer weiteren Ausführungsform gezeigt. In den Krafteinleitungsbereichen 12 sind an den Lageraugen 15 entlang eines dem Randbereich 16 zugewandten bogenförmigen Abschnitts 39 des jeweiligen Lagerauges 15 mehrere Einzelrippen 40 angeordnet. Die Einzelrippen 40 erstrecken sich vom jeweiligen bogenförmigen Abschnitt 39 der Lageraugen 15 ausgehend bis an den Randbereich 16. Über den übrigen Umfang des jeweiligen Lagerauges 15 verteilt erstrecken sich die Rippen 23 in Richtung des Verbindungsabschnittes 13. Zwischen den Krafteinleitungsbereichen 12 und dem Verbindungsabschnitt 13 verlaufen zwei Stege 17, die einen abgewinkelten Verlauf aufweisen. Ausgehend von den äußeren Rippenabschnitten 22 weisen die Stege 17 in Längsrichtung x gesehen einen zur Mitte des Körpers 11 hin ansteigenden Verlauf auf. Dadurch stellt sich eine im Wesentlichen pfeilförmige Kontur der an den jeweiligen Steg 17 angrenzenden Rippen 23 und des Steges 17 ein. Durch die im Wesentlichen pfeilförmige Kontur der Rippen 23 und des zugehörigen Steges 17 werden die im Verbindungsabschnitt 13 ausgebildeten Rippen 20 abgestützt. Hierdurch kann ein Ausbeulen der Rippen 20 vermieden werden.
Allen vorstehend beschriebenen Ausführungsformen eines Mehrpunktlenkers 10 ist gemeinsam, dass zumindest an dem äußeren Rippenabschnitt 22, der die Außenkontur begrenzt, ein umlaufendes Endlosfaser-Tape angeordnet ist. Durch das Endlosfaser-Tape lassen sich die Druckfestigkeit und die zur Erhöhung des Knickwiderstandes erforderliche Steifigkeit des Mehrpunktlenkers erhöhen. Das zumindest eine Endlosfaser-Tape lässt sich durch Umspritzen in den Körper 11, insbesondere in die Verbindungsstruktur 25 und/oder die Rippenabschnitte 20 und/oder den äußeren Rippenabschnitt 22 integrieren.
Bezugszeichenliste

1: Fahrwerk
2: Längsträger
3: Achse
4: Lenkstange
5: Wankstabilisator
6: Blattfederpaket
7: Zweipunktlenker
8: Krafteinleitungsbereich
9: Verbindungsabschnitt
10: Mehrpunktlenker
11: Körper
12: Krafteinleitungsbereich
13: Verbindungsabschnitt
14: Gelenk
15: Lagerauge
16: Randbereich
17: Steg
18: Äußerer Abschnitt von 13
19: Zwischenabschnitt von 13
20: Rippenabschnitt
21: Längsachse
22: Äußerer Rippenabschnitt
23: Rippen
24: Mittellängsebene
25: Verbindungsstruktur
26: Verbindungsebene
27: Offset in Hochrichtung
28: Kugelmittelpunkt
29: Segment
30: Segment
31: Segment
32: Verbindungsebene
33: Mittenbereich von 13
34: Außenbereich von 13
35: Verbindungsstruktur
36: Rippenstruktur
37: Einzelrippe
38: Durchgangsöffnung
39: Einzelrippe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102016200609 A1 [0002, 0008]

Claims

Mehrpunktlenker (10) für ein Fahrwerk, umfassend einen Körper (11), der zumindest zwei Krafteinleitungsbereiche (12) aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (13) miteinander verbunden sind, dessen Erstreckung in Längsrichtung (x) des Körpers (11) größer als in Hochrichtung (z) des Körpers (11) ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) jeweils ausgehend von einem den Krafteinleitungsbereich (12) endseitig umschließenden Randbereich (16) des im Spritzgussverfahren hergestellten, aus einem faserverstärkten Kunststoff bestehenden, Körpers (11) eine sich in Längsrichtung (x) des Körpers (11) kontinuierlich aufweitende Außenkontur aufweist, deren maximale Ausdehnung im Wesentlichen in der Mitte des Körpers (11) liegt.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) mit zumindest einer sich in Längs- und Querrichtung (x, y) des Körpers (11) erstreckenden Verbindungsstruktur (25) ausgeführt ist, mit der sich in Hochrichtung (z) des Körpers (11) erstreckende Rippenabschnitte (20) verbunden sind.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (25) als eine sich zwischen den Krafteinleitungsbereichen (12) erstreckende durchgehende Verbindungsebene (26, 33) ausgebildet ist.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsebene (26) parallel zu einer Mittellängsebene (24) des Körpers (11) angeordnet ist.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsebene (26, 33) einen zumindest abschnittsweise gekrümmten Verlauf aufweist.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsstruktur (25) segmentiert ausgeführt ist.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente (29, 30, 31) der Verbindungsstruktur (25) zu einer Mittellängsebene (24) des Körpers (11) versetzt angeordnet sind.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente (29) der Verbindungsstruktur (25) zu einer Mittellängsebene (24) des Körpers (11) geneigt angeordnet sind.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass Segmente (30) der Verbindungsstruktur (25) einen wellenförmigen Verlauf aufweisen.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) in den Krafteinleitungsbereichen (12) jeweils einen äußeren Abschnitt (18) aufweist, der in Hochrichtung (z) des Körpers (11) eine größere Ausdehnung aufweist als ein zwischen den Krafteinleitungsbereichen (12) liegender Zwischenabschnitt (19) des Verbindungsabschnitts (13).
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Krafteinleitungsbereichen (12) sich in Hochrichtung (z) des Körpers (11) erstreckende Lageraugen (15) angeordnet sind.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass von den Lageraugen (15) ausgehende Rippen (23), die sich in Längsrichtung (x) des Körpers (11) zumindest über den jeweiligen äußeren Abschnitt (18) erstrecken, einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf aufweisen.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die auf der Verbindungsstruktur (13) angeordneten Rippenabschnitte (20) einen im Wesentlichen elliptischen Bahnverlauf aufweisen.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) zumindest zwei in Querrichtung (y) des Körpers (11) orientierte Stege (17) aufweist, die sich im Wesentlichen über die Breite des Körpers (11) erstrecken.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in die Verbindungsstruktur (25) zumindest ein Endlosfaser-Tape integriert ist.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kontur des Verbindungsabschnitts (25) durch einen äußeren umlaufenden Rippenabschnitt (22) begrenzt ist.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass entlang des äußeren umlaufenden Rippenabschnitts (22) zumindest ein Endlosfaser-Tape angeordnet ist.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) in einem Mittenbereich (33) mit einer sich in Querrichtung (y) des Körpers (11) erstreckenden Verbindungsstruktur (25) ausgeführt ist, mit der sich in Hochrichtung (z) des Körpers (11) erstreckende Rippenabschnitte (20) verbunden sind, sowie dass der Verbindungsabschnitt (13) in den Mittenbereich (33) umschließenden Außenbereichen (34) jeweils zwei parallel zueinander angeordnete, sich in Querrichtung (y) des Körpers (11) erstreckende Verbindungsstrukturen (35) aufweist, zwischen denen jeweils eine sich in Querrichtung (y) und Hochrichtung (z) des Körpers (11) erstreckende Rippenstruktur (36) angeordnet ist.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (13) in einem Mittenbereich (33) eine Durchgangsöffnung (38) aufweist, deren Kontur im Wesentlichen der Außenkontur des Körpers (11) entspricht.
Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Durchgangsöffnung (38) der Abstand zwischen einer die Durchgangsöffnung (38) begrenzenden Wandung (20) und eines die Kontur des Verbindungsabschnitts (13) begrenzenden äußeren Randes (22) im Bereich der Mitte des Körpers (11) ein Maximum aufweist.
Mehrpunktlenker (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts (13) in Querrichtung (y) im Bereich der Mitte des Körpers (11) zumindest um den Faktor 5 größer ist als die Ausdehnung des Verbindungsabschnitts (13) in Hochrichtung (z).