DE112022001858T5

DE112022001858T5 - Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug und deren Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE112022001858T5
Application number: DE112022001858.5T
Authority: DE
Inventors: Wei Yang; Chunjie GUO; Haixiang Zhou; Bo Xu; Junrong Zhang; Xiaoye LI; Hongcheng Deng
Original assignee: Boge Rubber and Plastics Zhuzhou Co Ltd
Current assignee: Boge Rubber and Plastics Zhuzhou Co Ltd
Priority date: 2021-10-29
Filing date: 2022-02-15
Publication date: 2024-03-07
Also published as: CN113815376B; CN113815376A; WO2023070990A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug und deren Herstellungsverfahren. Die Stabilisator-Koppelstangenanordnung umfasst einen Verbundstabkörper (2) und einen Verstärkungskörper (3), wobei der Verstärkungskörper (3) aus Faser oder Metaldraht besteht, wobei der Verstärkungskörper (3) mehrere Verstärkungsabschnitte (31) aufweist, wobei an einem Ende des Verbundstabkörpers (2) eine erste Hülse (1) vorgesehen ist, wobei am anderen Ende eine zweite und dritte Hülse vorgesehen sind, wobei in den Hülsen jeweils eine Buchse angeordnet ist, und wobei im Verbundstabkörper (2) mindestens eine vierte Buchse (10) vorgesehen ist. Wenn eine viertie Buchse (10) vorgesehen ist, wird auf die erste Buchse und die vierte Buchse ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt, und auf die vierte Buchse (10) und die zweite Buchse sowie auf die vierte Buchse (10) und die dritte Buchse wird jeweils ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt. Wenn über zwei viertie Buchsen (10) vorgesehen sind, wird auf die zwei benachbarten vierte Buchsen (10) auch ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt. Das Herstellungsverfahren enthält Spritzgießverfahren und Gießverfahren. Die Stabilisator-Koppelstangenanordnung der vorliegenden Erfindung bietet die Vorteile eines geringen Gewichts, einer hohen Tragfähigkeit, eines hohen Gestaltungsfreiheitsgrads usw. und kann auf Stangen mit größeren Längen und komplexeren Strukturen angewendet werden.

Description

Querverweise auf verwandte Anwendungen
Diese Anmeldung basiert auf der chinesischen Patentanmeldung mit dem Anmeldedatum „29.10.2021“, der Anmeldenummer „ 202111275847.7 " und dem Erfindungstitel „Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug und deren Herstellungsverfahren“, und beansprucht seine Priorität. Der vollständige Text dieser chinesischen Patentanmeldung wird hiermit als Teil dieser Anmeldung zitiert.
Gebiet der Erfindung
Die Erfindung betrifft das technische Gebiet der gewichtsreduzierenden Konstruktion von Fahrzeugen, besonders eine Stabilisator-Koppelstangenanordnung und deren Herstellungsverfahren, insbesondere eine gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug und deren Herstellungsverfahren.
Stand der Technik
Mit der schrittweisen Einführung und Umsetzung nationaler Richtlinien und Vorschriften für Energieeinsparung, Emissionsreduzierung und Umweltschutz sowie der Beschleunigung des Aufbaus einer ressourcenschonenden und umweltfreundlichen Gesellschaft ist die Energieeinsparung in der Entwicklung der Automobilindustrie zu einem zentralen Forschungsthema geworden. Untersuchungen zeigen, dass die Reduzierung des Fahrzeuggewichts eine der wirksamsten Maßnahmen zur Verbesserung des Kraftstoffverbrauchs und zur Reduzierung der CO2-Emissionen von Fahrzeugen ist.
Der Stabilisator ist ein elastisches Hilfselement in der Fahrzeugaufhängung, das dazu dient, ein übermäßiges Querwanken der Karosserie bei Kurvenfahrt zu verhindern. Der Stabilisator-Koppelstange dient zur Verbindung des Aufhängungsauslegers und des Stabilisators. Heutzutage wird die Stabilisator-Koppelstange in der Regel vollständig aus Metallteilen gefertigt. Es gibt mehrere Herstellungsprozesse und das Gewicht ist groß, was die Anforderung an ein geringes Gewicht nicht erfüllen kann.
Das chinesische Patentdokument „geschmiedete Stabilisator-Koppelstange und Stützanordnung und Fahrzeug, das diese Stützanordnung verwendet“ mit der Veröffentlichungsnummer CN213007481U offenbart eine geschmiedete Stabilisator-Koppelstange, die keine wesentliche Gewichtsreduzierung bewirkt. Das chinesische Patentdokument „Gewichtsreduzierte Stabilisator-Koppelstangenanordnung für LKW“ mit der Veröffentlichungsnummer CN211844016U offenbart eine gewichtsreduzierte Stabilisator-Koppelstange. Allerdings ist sie eine gebogene Stange, ist für weniger Modelle geeignet und kann nicht in großen Mengen ausgetauscht werden. Das chinesische Patentdokument „Gewichtsreduzierte umweltfreundliche Stabilisator-Koppelstange für Fahrzeug“ mit der Veröffentlichungsnummer CN207433181U offenbart eine spritzgegossene Stabilisator-Koppelstange. Ein Ende der Koppelstange ist durch Presspassung mit einer Gummi-Metall-Buchse verbunden und das andere Ende ist einstückig mit dem Koppelstangenkörper geformt. Bei der Installation dieser Art von Struktur ist es notwendig, die Struktur des entsprechenden Stabilisators zu ändern, was unpraktisch ist. Darüber hinaus verwendet die in dieser Technologie offenbarte Koppelstange das herkömmliche Spritzgießverfahren, das für die Anwendung mit großer Last nicht geeignet ist.
Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die bestehende Stabilisator-Koppelstangenanordnung nicht gleichzeitig die beiden Eigenschaften erfüllen kann, nämlich den Betrieb großer Lasten von Nutzfahrzeugen und den Leichtbau. Daher ist es notwendig, eine neue Stabilisator-Koppelstangenanordnung zu entwickeln.
Aufgabe der Erfindung
Um die technischen Probleme im Stand der Technik zu lösen, stellt die Erfindung eine gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug bereit, die leicht ist, hohen Belastungen standhält, ein hohes Maß an Gestaltungsfreiheit aufweist und einsetzbar für Stangen mit größeren Längen und komplexeren Strukturen ist. Die Erfindung stellt auch ein Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug.
Um die oben genannten technischen Probleme zu lösen, stellt die Erfindung die folgenden technischen Lösungen bereit:

Eine gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug, die einen Verbundstabkörper und einen Verstärkungskörper umfasst, wobei der Verstärkungskörper aus Faser oder Metaldraht besteht, wobei der Verstärkungskörper mehrere Verstärkungsabschnitte aufweist, wobei an einem Ende des Verbundstabkörpers eine erste Hülse vorgesehen ist, wobei im Inneren der ersten Hülse eine erste Buchse vorgesehen ist, wobei das andere Ende des Verbundstabkörpers eine Verbindungsgabel bildet, wobei die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel mit einer zweiten Hülse und einer dritten Hülse versehen sind, wobei in der zweiten Hülse eine zweite Buchse vorgesehen ist, wobei in der dritten Hülse eine dritte Buchse vorgesehen ist, wobei in dem Verbundstabkörper eine vierte Buchse entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, wobei auf die erste Buchse und die vierte Buchse ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird, wobei auf die vierte Buchse und die zweite Buchse ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird, und wobei auf die vierte Buchse und die dritte Buchse ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird.

Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug sind vorzugsweise die Verstärkungsabschnitte einteilig ausgebildet.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise die Faser eine oder mehrere von Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser und der Metalldraht ein Stahldraht und/oder Eisendraht. Insbesondere vorzugsweise enthält der Stahldraht Edelstahldraht 304 oder Edelstahldraht 316.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise eine fünfte Buchse innerhalb der ersten Buchse vorgesehen, wobei die fünfte Buchse von außen nach innen ein Außenrohr, ein Gummirohr und ein Innenrohr aufweist.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug sind vorzugsweise die Innenwand des Außenrohrs und die Außenwand des Gummirohrs vulkanisiert verbunden und die Innenwand des Gummirohrs und die Außenwand des Innenrohrs sind vulkanisiert verbunden, wobei das Außenrohr und das Innenrohr beide Metallrohre sind.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise der Verbundstabkörper ein Verbundstabkörper aus duroplastischem Harz oder ein Verbundstabkörper aus thermoplastischem Harz und die zweite Buchse, die dritte Buchse und die vierte Buchse sind alle Metallbuchse.
Die Erfindung stellt auch eine gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug bereit, die einen Verbundstabkörper und einen Verstärkungskörper umfassst, wobei der Verstärkungskörper aus Faser oder Metaldraht besteht, wobei der Verstärkungskörper mehrere Verstärkungsabschnitte aufweist, wobei an einem Ende des Verbundstabkörpers eine erste Hülse vorgesehen ist, wobei im Inneren der ersten Hülse eine erste Buchse vorgesehen ist, wobei das andere Ende des Verbundstabkörpers eine Verbindungsgabel bildet, wobei die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel mit einer zweiten Hülse und einer dritten Hülse versehen sind, wobei in der zweiten Hülse eine zweite Buchse vorgesehen ist, wobei in der dritten Hülse eine dritte Buchse vorgesehen ist, wobei in dem Verbundstabkörper über zwei vierte Buchsen entlang der Längsrichtung vorgesehen sind, wobei auf die erste Buchse und die benachbarte vierte Buchse ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird, wobei auf die beiden benachbarten vierten Buchsen ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird, wobei auf die zweite Buchse und die benachbarten vierten Buchse ein Verstärkungskörpersegmente aufgewickelt wird, und wobei auf die dritte Buchse und die benachbarten vierten Buchse ein Verstärkungsabschnitt aufgewickelt wird.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug sind vorzugsweise die Verstärkungsabschnitte einteilig ausgebildet.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise die Faser eine oder mehrere von Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser und der Metalldraht ein Stahldraht und/oder Eisendraht. Insbesondere vorzugsweise enthält der Stahldraht Edelstahldraht 304 oder Edelstahldraht 316.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise eine fünfte Buchse innerhalb der ersten Buchse vorgesehen, wobei die fünfte Buchse von außen nach innen ein Außenrohr, ein Gummirohr und ein Innenrohr aufweist.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug sind vorzugsweise die Innenwand des Außenrohrs und die Außenwand des Gummirohrs vulkanisiert verbunden und die Innenwand des Gummirohrs und die Außenwand des Innenrohrs sind vulkanisiert verbunden, wobei das Außenrohr und das Innenrohr beide Metallrohre sind.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise der Verbundstabkörper ein Verbundstabkörper aus duroplastischem Harz oder ein Verbundstabkörper aus thermoplastischem Harz.
Bei der obigen gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug sind die zweite Buchse, die dritte Buchse und die vierte Buchse alle Metallbuchse.
Die Erfindung stellt auch Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug bereit, das die folgenden Schritte enthält:

S1: Der Metalldraht wird auf die erste Buchse und die vierte Buchse, die zweite Buchse und die vierte Buchse und die dritte Buchse und die vierte Buchse aufgewickelt; nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, wird ein Zwischenkörper erhalten, der aus dem Verstärkungskörper und den Buchsen besteht; der Zwischenkörper wird vorgeheizt und die Vorheiztemperatur beträgt 90 °C -100 °C; und
S2: der vorgeheizte Zwischenkörper wird in die Spritzgussform gebracht; die Temperatur der Spritzgussform wird auf 80 °C-110 °C geregelt; das thermoplastische Verbundmaterial wird bei hoher Temperatur von 290 °C -300 °C plastifizier und dann in die Spritzgussform gefüllt; zunächst wird die erste Druckhaltestufe durchgeführt, wobei der Druck der ersten Druckhaltestufe 60bar-75bar beträgt und 15-18 Sekunden lang aufrechterhalten wird; dann wird die zweite Druckhaltestufe durchgeführt, wobei der Druck der zweiten Druckhaltestufe 50bar-60bar beträgt und 10-15 Sekunden lang aufrechterhalten wird; nach dem Druckhalten wird durch das Abkühlen eine gewichtsreduziere und hochbelastbare Stabilisator- und Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeuge erhalten.

Bei dem obigen Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug wird vorzugsweise im Schritt S1 der Metalldraht vor dem Aufwickeln mit einem Silan-Haftvermittler, der eine Aminogruppe enthält, einer oberflächenbehandlung unterzogen, wobei das Aufwickeln kontinuierlich ist.
Bei dem obigen Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug ist vorzugsweise im Schritt S2 das thermoplastische Verbundmaterial faserverstärktes Nylon 6 oder faserverstärktes Nylon 66, wobei das thermoplastische Verbundmaterial vor der Hochtemperatur-Plastifizierung getrocknet wird, wobei die Trockentemperatur 120 °C und die Trockenzeit 4 Stunden beträgt.
Die Erfindung stellt auf ein Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug bereit, das die folgenden Schritte enthält:

S1: Die Faser wird auf die erste Buchse und die benachbarten vierte Buchse, die beiden benachbarten vierten Buchsen, die zweite Buchse und die benachbarten vierten Buchse und die dritte Buchse und die benachbarte vierten Buchse aufgewickelt; nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, wird ein Zwischenkörper erhalten, der aus den Verstärkungsabschnitten und den Buchsen besteht; und
S2: der Zwischenkörper wird in die Gießform gebracht; die Gießform wird bei Raumtemperatur evakuiert; dann wird das duroplastische Harzverbundmaterial bei einer Temperatur von 23 °C-40 °C gegossen; wenn das Verbundmaterial vollständig den Zwischenkörper umschließt, wird das Gießen gestoppt und die Form auf 80 °C-90 °C erhitzt; nach Aushärten für 2 bis 3 Stunden wird das Produkt entformt, wodurch die gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug erhalten wird.

Bei dem obigen Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug wird vorzugsweise in Schritt S1 die Faser vor dem Aufwickeln mit einem Silan-Haftvermittler mit hydrophilen funktionellen Gruppen einer oberflächenbehandlung unterzogen.
Bei dem obigen Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug wird vorzugsweise im Schritt S2 das Evakuieren durchgeführt wird, bis der Vakuumgrad unter -0,1 MPa liegt, wobei der Druck 10 Minuten lang aufrechterhalten und danach das Gießen durchgeführt wird, wobei das duroplastische Harzverbundmaterial ein duroplastisches Harzverbundmaterial, das Epoxidharz enthält, oder ein duroplastisches Harzverbundmaterial, das Polyurethanharz enthält, ist, und wobei das duroplastische Harzverbundmaterial vor dem Gießen entgast wird.
Im Vergleich mit dem Stand der Technik hat die Erfindung die folgenden Vorteile auf:

(1) Die Stabilisator-Koppelstangenanordnung der vorliegenden Erfindung ist mit mehreren Verstärkungsabschnitten im Verbundstabkörper versehen. Die mehreren Verstärkungsabschnitte sind durch die vierte Buchse verbunden, um einen tragenden Hauptrahmen zu bilden, der die Belastbarkeit der Stabilisator-Koppelstangenanordnung erheblich erhöht und den Gestaltungsfreiheitsgrad verbessert. Es können Stangen mit größeren Längen und komplexeren Strukturen entworfen werden. Gleichzeitig erhöht sich der Freiheitsgrad bei der Formgestaltung, was den Einfluss des Installationsraums auf die Strukturkonstruktion verringern kann. Der Verstärkungskörper besteht aus Faser oder Metalldraht, um das Gewicht der Struktur weiter zu reduzieren. Das Konstruktionsverfahren der vorliegenden Erfindung kann gleichzeitig die Anforderungen von Betriebsbedingungen mit großer Last und einer erheblichen Gewichtsreduzierung erfüllen und ist für Nutzfahrzeuge, einschließlich Lastkraftwagen, Traktoren, Maschinenfahrzeuge usw. geeignet.
(2) Bei der Koppelstange des Anmelders wird durch den Wickelprozess der Verstärkungskörper hergestellt, was die endgültige Schadensfestigkeit erheblich erhöht und sich besser für die Arbeitsumgebung von Nutzfahrzeugen eignet. Ein Ende ist durch Presspassung mit einer Gummimetallbuchse verbunden und das andere Ende hat eine Gabelstruktur. Die Struktur erleichtert die Installation von Gegenstücken und die Koppelstange ist austauschbarer.
(3) Das Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung verwendet kontinuierliche Faser oder kontinierlichen Metalldraht zur Herstellung des Verstärkungskörpers durch abschnittsweises Aufwickeln. Es weist eine hohe Gestaltungsfähigkeit auf und eignet sich zur Herstellung von Stangen mit größeren Längen und komplexeren Strukturen. Der Verstärkungskörper verwendet spezielle Hilfsmittel zur Oberflächenbehandlung. Durch die Steuerung von Temperatur, Druck und anderen Prozessparametern des Formprozesses wird die Verbindungsfestigkeit sichergestellt.
(4) Der Verstärkungskörper der vorliegenden Erfindung verwendet eine kontinuierliche Faser. Die kontinuierliche Faser wird vorab einer Oberflächenbehandlung mit einem Silan-Haftvermittler mit hydrophilen funktionellen Gruppen unterzogen. Der Verbundstabkörper besteht entsprechend aus duroplastischem Harz und wird durch einen Vakuumgusssprozess hergestellt, der ein Mitteldruck-Niederdruck-Vakuumguss oder Hochdruck-Vakuumguss sein kann, abhängig von den Produktleistungsanforderungen. Wenn der Verstärkungskörper aus Metallmaterialien wie Stahldraht oder Eisendraht besteht, wird sie vorab mit einem Silan-Haftvermittler mit Aminogruppe behandelt, um die Oberflächenaktivität des Verstärkungskörpers zu verbessern. Der Verbundstabkörper besteht aus thermoplastischem Harz und wird durch Umspritzen geformt. Der in der vorliegenden Erfindung entworfene Verstärkungskörper kann bessere Zug- und Druckeigenschaften bieten. Das duroplastische Harz oder thermoplastische Harz kann zu einer Struktur mit komplexerem Aussehen geformt werden.

Kurzebeschreibung der Zeichnungen

1 eine schematische Darstellung der Ausführungsform 1 der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der Erfindung,
2 eine schematische Darstellung des Zwischenkörpers (Buchsen und Verstärkungskörper) der Ausführungsform 1 der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der Erfindung,
3 eine Explosionsdarstellung des Zwischenkörpers (Buchsen und Verstärkungskörper) der Ausführungsform 1 der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der Erfindung,
4 eine schematische Darstellung der fünften Buchse der Ausführungsform 1 der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der Erfindung,

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele
Die vorliegende Erfindung wird im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen und spezifischen bevorzugten Ausführungsformen detailliert beschrieben. Der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung wird jedoch dadurch nicht eingeschränkt. Die in den folgenden Ausführungsformen verwendeten Materialien und Instrumente sind alle im Handel erhältlich.
Ausführungsform 1
Die gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der vorliegenden Erfindung, wie in 1 bis 4 gezeigt, umfasst einen Verbundstabkörper 2 und einen Verstärkungskörper 3. Der Verstärkungskörper 3 weist mehrere Verstärkungsabschnitte 31 auf. An einem Ende des Verbundstabkörpers 2 ist eine erste Hülse 1 vorgesehen. Im Inneren der ersten Hülse 1 ist eine erste Buchse 4 vorgesehen. Das andere Ende des Verbundstabkörpers 2 bildet eine Verbindungsgabel 5. Die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel 5 sind mit einer zweiten Hülse 6 und einer dritten Hülse 7 versehen. In der zweiten Hülse 6 ist eine zweite Buchse 8 vorgesehen. In der dritten Hülse 7 ist eine dritte Buchse 9 vorgesehen. In dem Verbundstabkörper 2 ist eine vierte Buchse 10 in der Mitte entlang der Längsrichtung vorgesehen. Auf die erste Buchse 4 und die vierte Buchse 10 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt. Auf die vierte Buchse 10 und die zweite Buchse 8 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt. Auf die vierte Buchse 10 und die dritte Buchse 9 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt.
In dieser Ausführungsform sind die beiden Verstärkungsabschnitte 31 einteilig ausgebildet, das heißt, der Verstärkungskörper, der auf die erste Buchse 4, die vierte Buchse 10, die zweite Buchse 8 und die dritte Buchse 9 aufgewickelt wird, ist kontinuierlich. Der Verstärkungskörper 3 besteht aus Edelstahldraht 304 mit einem Durchmesser von 0,2 mm. Der Verstärkungskörper 3 wird nacheinander auf die erste Buchse 4 und die vierte Buchse 10, die vierte Buchse 10 und die zweite Buchse 8 und die vierte Buchse 10 und die dritte Buchse 9 aufgewickelt. Der Verstärkungskörper 3 kann in beliebiger Weise abschnittsweise aufgewickelt werden. Dieses Wickelverfahren eignet sich für Produkte mit größeren Längen. Darüber hinaus weist der Verstärkungskörper eine höhere strukturelle Stabilität und starke mechanische Eigenschaften auf und der Prozess ist stabiler und kontrollierbarer.
In dieser Ausführungsform ist eine fünfte Buchse 11 innerhalb der ersten Buchse 4 vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, weist die fünfte Buchse 11 von außen nach innen ein Außenrohr 113, ein Gummirohr 112 und ein Innenrohr 111 auf. Die zweite Buchse 8, die dritte Buchse 9 und die vierte Buchse 10 sind alle ringförmige Metallbuchsen. Die ringförmigen Metallbuchsen werden mit Werkzeugen befestigt, um den Produktmittenabstand und die Anforderungen an die Installationsgenauigkeit sicherzustellen.
In dieser Ausführungsform sind die Innenwand des Außenrohrs 113 und die Außenwand des Gummirohrs 112 vulkanisiert verbunden. Die Innenwand des Gummirohrs 112 und die Außenwand des Innenrohrs 111 sind vulkanisiert verbunden. Das Außenrohr 113 und das Innenrohr 111 sind beide Metallrohr. Das Außenrohr 113 besteht aus 20#-Stahl und das Innenrohr 111 besteht aus 45#-Stahl. Die Achse des Außenrohrs 113 fällt mit der Achse des Innenrohrs 111 zusammen.
In dieser Ausführungsform ist der Verbundstabkörper 2 ein Verbundstabkörper aus thermoplastischem Harz, inbesonderene ein Verbundstabkörper aus faserverstärktem Nylon 6. Es kann auch ein Verbundstabkörper aus faserverstärktem Nylon 66.
Ein Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug enthält die folgenden Schritte:

S1: Der Metalldraht wird mit einem Silan-Haftvermittler, der eine Aminogruppe enthält, einer oberflächenbehandlung unterzogen. Der Metalldraht ist Edelstahldraht 304. Der Edelstahldraht 304 wird kontinuierlich auf die erste Buchse 4 und die vierte Buchse 10, die zweite Buchse 8 und die vierte Buchse 10 und die dritte Buchse 9 und die vierte Buchse 10 aufgewickelt. Nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, werden mehrere aufgewickelte Verstärkungsabschnitte 31 erhalten, die einen Zwischenkörper bilden, der aus dem Verstärkungskörper 3 und den Buchsen besteht. Der Zwischenkörper wird vorgeheizt und die Vorheiztemperatur beträgt 90°C.
S2: Der vorgeheizte Zwischenkörper wird in die Spritzgussform gebracht. Die Kavität der Spritzgussform stimmt mit der Form des Produkts überein. Die Temperatur der Spritzgussform wird auf 110 °C geregelt. Das thermoplastische Verbundmaterial wird 4 Stunden lang bei 120 °C getrocknet. Das thermoplastische Verbundmaterial ist faserverstärktes Nylon 6 (oder faserverstärktes Nylon 66). Anschließend wird es bei hoher Temperatur in der Schnecke der Spritzgießmaschine plastifiziert. Die Düsentemperatur wird auf 290°C geregelt. Der thermoplastische Verbundmaterial wird bei hoher Temperatur zu einer fließfähigen Schmelze plastifiziert und in die Spritzgussform gefüllt. Dann wird zwei Druckhaltestufen durchgeführt. Der Druck der ersten Druckhaltestufe beträgt 60 bar und wird 15 Sekunden lang aufrechterhalten. Der Druck der zweiten Druckhaltestufe beträgt 50bar und wird 10 Sekunden lang aufrechterhalten. Nach dem Abkühlen wird eine gewichtsreduziere und hochbelastbare Stabilisator- und Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeuge erhalten.

Nach dem Test wiegt die gewichtsreduziere und hochbelastbare Stabilisator- und Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeuge, die durch die vorliegende Erfindung hergestellt wurde, 1,8 kg und ist damit 48 % leichter als der Prototyp (Gusseisen 3,48 kg). Die maximale Zug- und Druckbelastung beträgt jeweils mehr als 50 kN. Die technischen Anforderungen liegen über 25 kN. Es gibt einen 2-fachen Sicherheitskoeffizient.
Ausführungsform 2:
Die gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug der vorliegenden Erfindung, wie in 1 bis 4 gezeigt, umfasst einen Verbundstabkörper 2 und einen Verstärkungskörper 3. Der Verstärkungskörper 3 weist mehrere Verstärkungsabschnitte 31 auf. An einem Ende des Verbundstabkörpers 2 ist eine erste Hülse 1 vorgesehen. Im Inneren der ersten Hülse 1 ist eine erste Buchse 4 vorgesehen. Das andere Ende des Verbundstabkörpers 2 bildet eine Verbindungsgabel 5. Die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel 5 sind mit einer zweiten Hülse 6 und einer dritten Hülse 7 versehen. In der zweiten Hülse 6 ist eine zweite Buchse 8 vorgesehen. In der dritten Hülse 7 ist eine dritte Buchse 9 vorgesehen. In dem Verbundstabkörper 2 sind zwei vierte Buchsen 10 in der Mitte entlang der Längsrichtung vorgesehen. Auf die erste Buchse 4 und die benachbarte vierte Buchse 10 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt. Auf die beiden benachbarten vierten Buchsen 10 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt. Auf die zweite Buchse 8 und die benachbarten vierten Buchse 10 wird ein Verstärkungskörpersegmente 31 aufgewickelt. Auf die dritte Buchse 9 und die benachbarten vierten Buchse 10 wird ein Verstärkungsabschnitt 31 aufgewickelt.
In dieser Ausführungsform sind die mehrere Verstärkungsabschnitte 31 einteilig ausgebildet und durch eine kontinuierliche Glasfaser (E-Glas) hergestellt.
In dieser Ausführungsform ist eine fünfte Buchse 11 innerhalb der ersten Buchse 4 vorgesehen. Wie in 4 gezeigt, weist die fünfte Buchse 11 von außen nach innen ein Außenrohr 113, ein Gummirohr 112 und ein Innenrohr 111 auf. Die zweite Buchse 8, die dritte Buchse 9 und die vierte Buchse 10 sind alle ringförmige Metallbuchse.
In dieser Ausführungsform sind die Innenwand des Außenrohrs 113 und die Außenwand des Gummirohrs 112 vulkanisiert verbunden. Die Innenwand des Gummirohrs 112 und die Außenwand des Innenrohrs 111 sind vulkanisiert verbunden. Das Außenrohr 113 und das Innenrohr 111 sind beide Metallrohr. Die Achse des Außenrohrs 113 fällt mit der Achse des Innenrohrs 111 zusammen.
In dieser Ausführungsform ist der Verbundstabkörper 2 ein Verbundstabkörper aus duroplastischem Harz.
Ein Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug enthält die folgenden Schritte:

S1: Die Faser wird mit einem Silan-Haftvermittler mit hydrophilen funktionellen Gruppen einer oberflächenbehandlung (Imprägnierung) unterzogen. Die oberflächenbehandelte Glasfaser wird auf die erste Buchse 4 und die benachbarten vierte Buchse 10, die beiden benachbarten vierten Buchsen 10, die zweite Buchse 8 und die benachbarten vierten Buchse 10 und die dritte Buchse 9 und die benachbarte vierten Buchse 10 aufgewickelt. Das Wickelverfahren ist ein ununterbrochenes Wickeln (d.h. kontinuierliches Wickeln). Nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, werden mehrere Verstärkungsabschnitte 31 mit den aufgewickelten Buchsen erhalten, die einen Zwischenkörper bilden, der aus den Verstärkungsabschnitten 3 und den Buchsen besteht. Anschließend werden die Gießhilfsmaterialien (d. h. Vakuumbeutelfolie, Strömungsleitnetz, Entformungstuch, gelochte Isolierfolie, Gummieinspritzschlauch usw. wie im herkömmlichen Verfahren) in die Gießform eingelegt.

S2: Der Zwischenkörper wird in die Gießform gebracht. Die Kavität der Gießform stimmt mit der Form des Produkts überein. Sie wird bei Raumtemperatur evakuiert. Ein Vakuumbeutel wird verwendet, bis der Vakuumgrad unter -0,1 MPa liegt. Der Druck wird 10 Minuten lang aufrechterhalten. Nachdem die Anforderung an den Druckabfall erfüllt wurde, wird das duroplastische Harzverbundmaterial, das Epoxidharz enthält und bei einer Temperatur von 30 °C entgast wurde, gegossen. Wenn das Harz vollständig den Zwischenkörper umschließt, wird das Gießen gestoppt und die Form auf 80 °C erhitzt. Nach Aushärten für 2 Stunden wird das Produkt entformt, wodurch die gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug erhalten wird.

Die durch die vorliegende Erfindung hergestellte gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug wiegt 1,65 kg und ist damit fast 53 % leichter als der Prototyp (Gusseisen 3,48 kg). Die maximale Zug- und Druckbelastung beträgt über 60 kN. Die technischen Anforderungen liegen über 25 kN. Es gibt einen 2,4-fachen Sicherheitskoeffizient.
In dieser Ausführungsform wird eine kontinuierliche Faser für das abschnittsweise Wickeln verwendet. Das duroplastische Harz wird eingegossen und einteilig geformt. Vor dem Wickeln müssen die kontinuierliche Faser mit einem Silan-Haftvermittler, das hydrophile funktionelle Gruppen enthält, einer Oberflächenbehandlung unterzogen, damit auf der Oberfläche eine chemische Reaktion stattfindet, um die Imprägnierungswirkung der Faser für das duroplastische Harz zu gewährleisten .
Wenn Stahldraht, Eisendraht und andere Metallmaterialien für das abschnittsweise Aufwickeln und thermoplastische Kunststoffe für das Umspritzen verwendet werden, müssen Stahldraht, Eisendraht und andere Metallmaterialien vor dem Aufwickeln auch einer Oberflächenbehandlung mit einem Silan-Haftvermittler mit Aminogruppe unterzogen, damit das Metallmaterial und die thermoplastischen Kunststoffe eine stärkere Verbindung haben und die Festigkeit der Verbundschnittstelle größer ist als die Zug- und Scherfestigkeiten reiner technischer Kunststoffe.
Wenn in den obigen Ausführungsformen kontinuierliche Faser oder Metalldraht wie Stahldraht und Eisendraht auf die ringförmigen Metallbuchsen aufgewickelt werden, können Pressschnallen verwendet werden, um den Einfluss der Überlappung auf die mechanischen Eigenschaften zu beseitigen. Beim Aufwickeln zur Bildung des Zwischenkörpers wird eine konstante Spannung während des Wickelvorgangs sichergestellt, um eine hervorragende Haltbarkeitsleistung zu erzielen.
Die obigen Beschreibungen stellen lediglich bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar und schränken die vorliegende Erfindung in keiner Weise ein. Obwohl die vorliegende Erfindung oben anhand bevorzugter Ausführungsformen offenbart wurde, soll dies die vorliegende Erfindung nicht einschränken. Jeder mit der Technik vertraute Fachmann kann unter Verwendung der oben offenbarten Methoden und technischen Inhalte viele mögliche Änderungen und Modifikationen an der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung vornehmen oder sie so modifizieren, dass sie gleichwertig ist, ohne vom Geist und der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Daher fallen alle einfachen Modifikationen, äquivalenten Ersetzungen, äquivalenten Änderungen und Modifikationen, die an den oben genannten Ausführungsformen basierend auf dem technischen Wesen der vorliegenden Erfindung vorgenommen werden, ohne vom Inhalt der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung abzuweichen, immer noch in den Schutzbereich der Technik Lösung der vorliegenden Erfindung.
Bezugszeichenliste
1 erste Hülse, 2 Verbundstabkörper, 3 Verstärkungskörper, 31 Verstärkungsabschnitt, 4 erste Buchse, 5 Verbindungsgabel, 6 zweite Hülse, 7 dritte Hülse, 8 zweite Buchse, 9 dritte Buchse, 10 vierte Buchse, 11 fünfte Buchse, 111 Innenrohr, 112 Gummirohr, 113 Außenrohr
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

CN 202111275847 [0001]
CN 213007481 U [0005]
CN 211844016 U [0005]
CN 207433181 U [0005]

Claims

Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug, die einen Verbundstabkörper (2) und einen Verstärkungskörper (3) umfasst, wobei der Verstärkungskörper (3) aus Faser oder Metaldraht besteht, wobei der Verstärkungskörper (3) mehrere Verstärkungsabschnitte (31) aufweist, wobei an einem Ende des Verbundstabkörpers (2) eine erste Hülse (1) vorgesehen ist, wobei im Inneren der ersten Hülse (1) eine erste Buchse (4) vorgesehen ist, wobei das andere Ende des Verbundstabkörpers (2) eine Verbindungsgabel (5) bildet, wobei die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel (5) mit einer zweiten Hülse (6) und einer dritten Hülse (7) versehen sind, wobei in der zweiten Hülse (6) eine zweite Buchse (8) vorgesehen ist, wobei in der dritten Hülse (7) eine dritte Buchse (9) vorgesehen ist, wobei in dem Verbundstabkörper (2) eine vierte Buchse (10) entlang der Längsrichtung vorgesehen ist, wobei auf die erste Buchse (4) und die vierte Buchse (10) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird, wobei auf die vierte Buchse (10) und die zweite Buchse (8) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird, und wobei auf die vierte Buchse (10) und die dritte Buchse (9) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug, die einen Verbundstabkörper (2) und einen Verstärkungskörper (3) umfassst, wobei der Verstärkungskörper (3) aus Faser oder Metaldraht besteht, wobei der Verstärkungskörper (3) mehrere Verstärkungsabschnitte (31) aufweist, wobei an einem Ende des Verbundstabkörpers (2) eine erste Hülse (1) vorgesehen ist, wobei im Inneren der ersten Hülse (1) eine erste Buchse (4) vorgesehen ist, wobei das andere Ende des Verbundstabkörpers (2) eine Verbindungsgabel (5) bildet, wobei die Enden der beiden Schenkel der Verbindungsgabel (5) mit einer zweiten Hülse (6) und einer dritten Hülse (7) versehen sind, wobei in der zweiten Hülse (6) eine zweite Buchse (8) vorgesehen ist, wobei in der dritten Hülse (7) eine dritte Buchse (9) vorgesehen ist, wobei in dem Verbundstabkörper (2) über zwei vierte Buchsen (10) entlang der Längsrichtung vorgesehen sind, wobei auf die erste Buchse (4) und die benachbarte vierte Buchse (10) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird, wobei auf die beiden benachbarten vierten Buchsen (10) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird, wobei auf die zweite Buchse (8) und die benachbarten vierten Buchse (10) ein Verstärkungskörpersegmente (31) aufgewickelt wird, und wobei auf die dritte Buchse (9) und die benachbarten vierten Buchse (10) ein Verstärkungsabschnitt (31) aufgewickelt wird.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungsabschnitte (31) einteilig ausgebildet sind.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser eine oder mehrere von Glasfaser, Kohlenstofffaser und Aramidfaser und der Metalldraht ein Stahldraht und/oder Eisendraht ist.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine fünfte Buchse (11) innerhalb der ersten Buchse (4) vorgesehen ist, wobei die fünfte Buchse (11) von außen nach innen ein Außenrohr (113), ein Gummirohr (112) und ein Innenrohr (111) aufweist.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenwand des Außenrohrs (113) und die Außenwand des Gummirohrs (112) vulkanisiert verbunden und die Innenwand des Gummirohrs (112) und die Außenwand des Innenrohrs (111) sind vulkanisiert verbunden sind, wobei das Außenrohr (113) und das Innenrohr (111) beide Metallrohr sind.
Gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbundstabkörper (2) ein Verbundstabkörper aus duroplastischem Harz oder ein Verbundstabkörper aus thermoplastischem Harz und die zweite Buchse (8), die dritte Buchse (9) und die vierte Buchse (10) alle Metallbuchse sind.
Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das die folgenden Schritte enthält: S1 :Der Metalldraht wird auf die erste Buchse (4) und die vierte Buchse (10), die zweite Buchse (8) und die vierte Buchse (10) und die dritte Buchse (9) und die vierte Buchse (10) aufgewickelt; nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, wird ein Zwischenkörper erhalten, der aus dem Verstärkungskörper (3) und den Buchsen besteht; der Zwischenkörper wird vorgeheizt und die Vorheiztemperatur beträgt 90 °C ~ 100 °C; und S2: der vorgeheizte Zwischenkörper wird in die Spritzgussform gebracht; die Temperatur der Spritzgussform wird auf 80 °C ~ 110 °C geregelt; das thermoplastische Verbundmaterial wird bei hoher Temperatur von 290 °C ~ 300 °C plastifizier und dann in die Spritzgussform gefüllt; zunächst wird die erste Druckhaltestufe durchgeführt, wobei der Druck der ersten Druckhaltestufe 60bar ~ 75bar beträgt und 15 ~ 18 Sekunden lang aufrechterhalten wird; dann wird die zweite Druckhaltestufe durchgeführt, wobei der Druck der zweiten Druckhaltestufe 50bar ~ 60bar beträgt und 10 ~ 15 Sekunden lang aufrechterhalten wird; nach dem Druckhalten wird durch das Abkühlen eine gewichtsreduziere und hochbelastbare Stabilisator- und Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeuge erhalten.
Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach Anpsurch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im Schritt S1 der Metalldraht vor dem Aufwickeln mit einem Silan-Haftvermittler, der eine Aminogruppe enthält, einer oberflächenbehandlung unterzogen wird, wobei das Aufwickeln kontinuierlich ist, und/oder im Schritt S2 das thermoplastische Verbundmaterial faserverstärktes Nylon 6 oder faserverstärktes Nylon 66 ist, wobei das thermoplastische Verbundmaterial vor der Hochtemperatur-Plastifizierung getrocknet wird, wobei die Trockentemperatur 120 °C und die Trockenzeit 4 Stunden beträgt.
Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 7, das die folgenden Schritte enthält: S1: Die Faser wird auf die erste Buchse (4) und die benachbarten vierte Buchse (10), die beiden benachbarten vierten Buchsen (10), die zweite Buchse (8) und die benachbarten vierten Buchse (10) und die dritte Buchse (9) und die benachbarte vierten Buchse (10) aufgewickelt; nachdem das Aufwickeln abgeschlossen ist, wird ein Zwischenkörper erhalten, der aus den Verstärkungsabschnitten (3) und den Buchsen besteht; und S2: der Zwischenkörper wird in die Gießform gebracht; die Gießform wird bei Raumtemperatur evakuiert; dann wird das duroplastische Harzverbundmaterial bei einer Temperatur von 23 °C ~ 40 °C gegossen; wenn das Verbundmaterial vollständig den Zwischenkörper umschließt, wird das Gießen gestoppt und die Form auf 80 °C ~ 90 °C erhitzt; nach Aushärten für 2 bis 3 Stunden wird das Produkt entformt, wodurch die gewichtsreduzierte und hochbelastbare Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug erhalten wird.
Verfahren zur Herstellung der gewichtsreduzierten und hochbelastbaren Stabilisator-Koppelstangenanordnung für Nutzfahrzeug nach einem der Ansprüche 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Schritt S1 die Faser wird vor dem Aufwickeln mit einem Silan-Haftvermittler mit hydrophilen funktionellen Gruppen einer oberflächenbehandlung unterzogen; und/oder im Schritt S2 das Evakuieren durchgeführt wird, bis der Vakuumgrad unter -0,1 MPa liegt, wobei der Druck 10 Minuten lang aufrechterhalten und danach das Gießen durchgeführt wird, wobei das duroplastische Harzverbundmaterial ein duroplastisches Harzverbundmaterial, das Epoxidharz enthält, oder ein duroplastisches Harzverbundmaterial, das Polyurethanharz enthält, ist, und wobei das duroplastische Harzverbundmaterial vor dem Gießen entgast wird.