EP3966049A1

EP3966049A1 - Mehrpunktlenker für ein fahrwerk eines fahrzeugs

Info

Publication number: EP3966049A1
Application number: EP20718291.6A
Authority: EP
Inventors: Ingolf Müller; Jens Heimann; Andre Stieglitz; Carsten Sohl; Valentin HÖRTDÖRFER
Original assignee: Schafer MWN GmbH; ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2019-05-06
Filing date: 2020-04-08
Publication date: 2022-03-16
Also published as: DE102019206435A1; US20220212511A1; WO2020224906A1; CN113874231A

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker (1) für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, bestehend aus einem Kernelement (5) aus einem Schaummaterial und zumindest einem um das Kernelement (5) gewickelten Roving (10) aus gebündelten Endlosfasern, wobei der zumindest eine, das Kernelement (5) in zumindest einer Schicht umwickelnde, Roving (10) eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers (5) bildet, wobei das Kernelement (5) als ein Hohlkörper ausgeführt ist, der aus zumindest zwei Schalenelementen (11, 12) besteht.

Description

Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs ge mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahr zeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 14.

Mehrpunktlenker, wie beispielsweise ein Vierpunktlenker, kommen insbesondere in Nutzfahrzeugen zum Einsatz, um eine Starrachse federnd in einem Fahrzeugrahmen zu führen. Ein als Vierpunktlenker ausgeführter Mehrpunktlenker übernimmt dabei die Funktionen von Querführung und Längsführung der Starrachse. Darüber hinaus erfüllt ein solcher Mehrpunktlenker die Funktion eines Stabilisators und ist somit bei Wankbewegungen eines Fahrzeugaufbaus, die z. B. während einer Kurvenfahrt auf- treten, zusätzlichen Wanklasten ausgesetzt.

Ein als Dreipunktlenker ausgeführter Mehrpunktlenker wird im Nutzkraftfahrzeugbe reich in Sattelzugmaschinen eingesetzt, um die Achse am Strukturrahmen anzubin den. Dreipunktlenker tragen in erheblichem Maße zur Querführung und Längsfüh rung der Achse bei. Ein Dreipunktlenker führt die Achse in einer oberen Lenkerebene und ist während eines Fährbetriebs des Nutzkraftfahrzeugs hohen Längslasten und Querlasten ausgesetzt.

Ein Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2016 209 041 A1 bekannt. Der Mehrpunktlenker besteht aus einem Kernelement aus einem Schaum material und zumindest einem um das Kernelement gewickelten Roving (Faserbün del). Der zumindest eine das Kernelement in zumindest einer Schicht umwickelnde Roving bildet eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers. Das Kernelement ist hauptsächlich dazu vorgesehen, die Form des Mehrpunktlenkers auszubilden. Dabei ist das Kernelement selbst nicht oder nur bedingt zur Aufnahme von Lasten vorgese hen, sondern vorrangig zur Ablage bzw. Umwicklung mit dem Roving, um eine be lastbare Tragstruktur auszubilden. Lasten und Kräfte, die durch eine Fahrzeugachse bzw. einen Radträger in den Mehrpunktlenker in dafür vorgesehene Lasteinleitungs bereichen eingeleitet werden, werden hauptsächlich von der aus zumindest einem Roving gebildeten äußeren Schicht des Mehrpunktlenkers aufgenommen. Das Kern element, welches durch den zumindest einen Roving während eines Wickelvorgangs umwickelt wird, gibt die jeweilige Bauteilkontur des Mehrpunktlenkers vor. Dabei muss das Kernelement die Kräfte aufnehmen können, welche der unter Zugspan nung gehaltene zumindest eine Roving während des Wickelprozesses, insbesondere zu Beginn des Wickelprozesses, auf das Kernelement ausübt. Das Kernelement darf sich beim Umwickeln nur sehr gering verformen, da das Kernelement für den Mehr punktlenker formgebend ist und wesentliche geometrische Abmessungen (Kinema tikpunkte) des Mehrpunktlenkers in engen Toleranzen eingestellt werden müssen. Zu diesem Zweck ist das aus der DE 10 2016 209 041 A1 bekannte Kernelement als ein permanenter und zugleich massiver Vollkern ausgeführt. Nachteilig an einer Ausfüh rung als Vollkern ist, dass dieser, bedingt durch das verwendete Schaummaterial mit hoher Dichte, eine relativ hohe Masse aufweist. Die ebenfalls in der

DE 10 2016 209 041 A1 beschriebene Ausgestaltung des Kernelementes als tempo räres Kernelement in Form eines verlorenen Kerns, weist den Nachteil auf, dass der Aufwand zur Herstellung eines solchen verlorenen Kerns sowie dessen Entfernung aus dem fertigen Mehrpunktlenker groß ist.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufga be der vorliegenden Erfindung, einen Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahr zeugs, insbesondere Personenkraftfahrzeug oder Nutzkraftfahrzeug, weiterzubilden, wobei insbesondere die Großserientauglichkeit verbessert und der Herstellungspro zess beschleunigt und kosteneffizienter werden sollen.

Diese Aufgabe wird aus vorrichtungstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruches 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruches 14 in Verbindung mit dessen kenn zeichnenden Merkmalen. Die auf den unabhängigen Anspruch 1 folgenden abhängi gen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder.

Gemäß dem Anspruch 1 wird ein Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, bestehend aus einem Kernelement aus einem Schaummaterial und zumindest einem um das Kernelement gewickelten Roving aus gebündelten Endlosfasern, wobei der zumindest eine, das Kernelement in zumindest einer Schicht umwickelnde, Roving eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers bildet, wobei das Kernelement als ein Hohlkörper ausgeführt ist, der aus zumindest zwei Schalenelementen besteht. Die Ausführung des Kernelements als ein zumindest zweiteiliger Hohlkörper hat den Vor teil einer geringeren Masse gegenüber einem Vollkern. Die zumindest zwei Schalen elemente lassen sich bei reduziertem Materialeinsatz einfacher und kostengünstiger hersteilen als Kernelemente, die als Vollkerne oder verlorene Kerne ausgeführt sind. Gegenüber verlorenen Kernen weist das als mehrteiliger Hohlkörper ausgeführte Kernelement zudem den Vorteil auf, dass durch den Verbleib im Inneren der durch Umwicklung ausgebildeten Schicht Lasten während der Nutzungsphase des Mehr punklenkers aufnehmen kann. Hierzu kann das Schaummaterial bevorzugt eine hö here Dichte aufweisen als Schaummaterial, welches zur Herstellung von Vollkernen zum Einsatz kommen kann.

Insbesondere kann der Roving unmittelbar vor dem Wickeln des Kernelements im prägniert werden oder es kann ein mit Harz vorimprägnierter Roving (Towpreg- Halbzeug) verwendet werden. Bei dem Nasswickelverfahren wird der Roving unmit telbar vor dem Wickeln in Harz getränkt und um das Kernelement gewickelt. Eine maximale Ablegegeschwindigkeit des Rovings auf das Kernelement ist aufgrund der Harzverluste, durch beispielsweise Fliehkräfte während des Wickelns, auf ca. 0,5 m/s begrenzt. Demgegenüber kann die Ablegegeschwindigkeit durch die Verwendung von vorimprägnierten Rovings erheblich gesteigert werden, da das Harz ausgetrock net ist und somit Fliehkräfte keinen Einfluss haben. Insbesondere roboterbasierte 3D- Faserwickelverfahren erlauben eine gezielte, faseroptimale Ablage von vorimpräg nierten Rovings mit sehr hoher Ablagegeschwindigkeit auf einem nahezu beliebig konturierten Kernelement. Vorzugsweise wird ein Towpreg-Halbzeug eingesetzt, um höchste Wickelgeschwindigkeiten erzielen zu können. Aufgrund der ausgeprägten Klebrigkeit des vorimprägnierten Halbzeuges und der mehrachsigen Rotation von Bauteil und Rovings mittels einem oder mehrerer Roboter oder Drehgestelle können gekrümmte Wickelbahnen auch außerhalb einer geodätischen Bahn, das heißt au ßerhalb einer zwei Punkte auf kürzester Strecke verbindendenden Bahn, erzeugt werden. Als Roving wird ein Bündel, Strang oder Multifilamentgarn aus parallel angeordneten Filamenten (Endlosfasern) bezeichnet, der überwiegend in der Fertigung von Faser verbundkunststoffen oder faserverstärkten Kunststoffen verwendet wird. Am häufigs ten werden Filamente aus Glas, Aramid oder Kohlenstoff zu Rovings zusammenge fasst.

Bevorzugt können die zumindest zwei Schalenelemente formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Im einfachsten Fall können die zumindest zwei Schalenelemente durch Verkleben stoffschlüssig miteinander verbunden werden. Das Verkleben hat den Vorteil, dass der das Kern element bildende Hohlkörper fluiddicht ausführbar ist. Eine formschlüssige Verbin dung der zumindest zwei Schalenelemente bietet den Vorteil, dass die Positionierung der zumindest zwei Schalenelemente beim Fügen zu dem Kernelement vorgebbar ist.

Insbesondere kann das Kernelement an distalen Enden angeordnete Abschnitte zur Aufnahme von Lasteinleitelementen aufweisen. Hierzu können in den Abschnitten des Kernelementes der Lasteinleitung dienende Buchsen angeordnet sein, die der Aufnahme von Lasteinleitelementen dienen. Die Lasteinleitelemente können als Ge lenklager oder Elastomerlager respektive Molekularlager ausgeführt sein, deren La gerkomponenten zumindest teilweise von den Buchsen aufgenommen werden.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können die zumindest zwei Schalenelemen te symmetrisch ausgebildet sein. Insbesondere können die zumindest zwei Schalen elemente, wenn das herzustellende Kernelement zwei senkrechte Symmetrieachsen aufweist, mittels nur eines Werkzeugs hergestellt werden.

Bevorzugt können die zumindest zwei Schalenelemente eine innenliegende Stütz struktur aufweisen. Mittels der innenliegenden Stützstruktur kann das Kernelement ausgesteift werden. Dabei kann durch das Vorsehen der innenliegenden Stützstruk tur das Kernelement dünnwandiger ausgeführt werden, wodurch eine weitere Mas sereduktion erreichbar ist. Die innenliegende Stützstruktur kann beispielsweise durch punkt- oder linienförmige Abstandselemente oder Rippen ausgebildet sein. Die Ab standselemente oder Rippen erstrecken sich bevorzugt im Wesentlichen senkrecht zu der Innenfläche des jeweiligen Schalenelementes. Somit können die Abstandse lemente oder Rippen in zum Kernelement gefügter Position der Schalenelemente einander gegenüberstehend angeordnet sein.

Vorteilhaft ist es, wenn die zumindest zwei Schalenelemente durch die Stützstruktur form- und/oder kraftschlüssig verbunden sind. Hierzu kann die Stützstruktur als kom plementäre Verbindungselemente ausgeführt sein, die beim Zusammenfügen der zumindest zwei Schalenelemente zumindest formschlüssig ineinandergreifen. Zu sätzlich können die komplementären Verbindungselemente mit Hinterschneidungen ausgeführt sein. Die Hinterschneidungen können dabei pilzförmig oder als ein An schlag ausgeführt sein. Hierdurch lässt sich eine Art Klickverbindung zwischen den zumindest zwei Schalenelementen realisieren. Das Herstellen der Schalenelemente mit Hinterschneidungen wird dadurch ermöglicht, wenn das zur Herstellung verwen dete Schaummaterial eine zerstörungsfreie Zwangsentformung aus dem Werkzeug zu lässt.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann die innenliegende Stützstruktur als eine sich abschnittsweise über eine flächige Ebene des jeweiligen Schalenelementes erstreckende Materialanhäufung ausgebildet sein. Die Lage und Anordnung der Ma terialanhäufung kann hierzu beispielsweise zumindest teilweise durch Wickelpfade des zumindest einen Rovings vorgegeben sein. Eine zumindest teilweise Orientie rung des Verlaufs der Materialanhäufung an Lastpfaden, entlang der von dem Mehr punktlenker Lasten aufgenommen und weiterlegleitet werden können, ist ebenfalls vorteilhaft. Selbstverständlich ist das Vorsehen einer Materialanhäufung mit einer aus punkt- oder linienförmigen Abstandselementen oder Rippen bestehenden Stützstruk tur miteinander kombinierbar.

Insbesondere kann die Materialanhäufung eine fachwerkartige Struktur ausbilden. Hierdurch kann eine hohe Tragfähigkeit und Steifigkeit der Schalenelemente erreicht werden. Weiterhin kann zur Fügung der zumindest zwei zusammengeführten Schalenelemen te zu dem Kernelement eine abschnittsweise Umwicklung der zumindest zwei zu sammengeführten Schalenelemente mit zumindest einem separaten Roving vorge sehen sein. Durch das Umwickeln der zumindest zwei zusammengeführten Schalen elemente mit zumindest einem separaten Roving wird eine Fügung durch Umschnü rung erreicht. Dadurch kann eine Verbindung der zumindest zwei Schalenelemente durch Stoffschluss, Kraftschluss oder Formschluss ganz oder zumindest teilweise entfallen.

Bevorzugt können zur Verstärkung des Kernelements in seinem Inneren und/oder auf seiner Außenseite separate Rovings in Führungskanälen angeordnet sein. Durch das Anordnen von separaten Rovings in Führungskanälen auf der Innenseite der Schalenelemente und/oder auf der Außenseite der Schalenelemente, d.h. im Inneren oder auf der Außerseite des Kernelementes, kann eine weitere Verstärkung des Kernelementes erreicht werden. Die separaten Rovings können automatisiert mittels Roboter angeordnet werden. Die Ablage der separaten Rovings in den eingebrach- ten Führungskanälen kann derart erfolgen, dass dabei eine fachwerkähnliche Struk tur ausgebildet wird. Damit wird das Kernelement in seiner Form stabilisiert und kann während des anschließenden Wickelvorganges höhere Lasten aufnehmen. Beson ders vorteilhaft ist es, wenn die fachwerkähnliche Struktur auf der Außenseite des Kernelementes an das zumindest eine Roving, das durch den Umwicklungsprozess eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers bildet, angebunden werden kann. Hier durch kann eine Verstärkung der Tragstruktur des Kernelementes erreicht werden. Hierbei fungieren die separaten Rovings im Kernelement als auch auf dessen Au ßenseite als fachwerkartige Einleger und Aussteifung der Tragstruktur. Da die sepa raten Rovings nicht auf freien geodätischen Bahnen abgelegt werden müssen, son dern sich in den Führungskanälen befinden, ist eine sehr freie und gezielte Verstär kung der Struktur beispielsweise für bestimmte Lastfälle möglich.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung können die zum Kernelement zusammen gefügten Schalenelemente mit im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehenden Wandungen ausgeführt sein, welche die Außenkontur begrenzen, wobei die Wan dungen Hinterschneidungen aufweisen, die im gefügten Zustand der Schalenele- mente formschlüssig ineinandergreifen. Insbesondere weisen die Wandungen kom plementäre Hinterschneidungen an einander zugewandten Fügeflächen auf, so dass die zumindest zwei Schalenelemente zusammengefügt abschnittsweise ineinander greifen. Zusätzlich kann in diesem Bereich ein Klebstoff aufgebracht werden, um die zumindest zwei Schalenelemente sowohl formschlüssig als auch stoffschlüssig mit einander zu verbinden. Insbesondere sind die Hinterschneidungen als Versprünge ausgebildet, beispielsweise in Form von Stufen.

Vorzugsweise können die zumindest zwei Schalenelemente in zusammengefügter Position fluiddicht ausgeführt sind, so dass ein von den zumindest zwei Schalenele menten umschlossener Hohlraum mit einem Fluid befüllbar ist. Das fluiddichte Aus führen des Kernelementes kann insbesondere durch eine stoffschlüssige Verbindung der Schalenelemente, wie beispielsweise Verkleben, erreicht werden. Auf diese Wei se kann die temporäre Tragfähigkeit, die insbesondere zu Beginn des Umwickelns mit dem zumindest einen Roving erforderlich ist, erhöht werden . Indem der Hohlraum in dem Kernelement während des Wickelns durch einen Innendruck mittels eines Fluids, einer Flüssigkeit oder einem Gas, temporär druckbeaufschlagt wird, wird das Kernelement zusätzlich stabilisiert.

Bevorzugt kann in das als Hohlkörper ausgebildete Kernelement vor dem Umwickeln ein Funktionselement einbringbar sein. Denkbar ist beispielsweise eine Anordnung von Elektronikkomponenten, wie beispielsweise einer Leiterplatte, eines Energie speichers, eines Datenspeichers, eines Funkmoduls und dergleichen vor dem Fügen und anschließenden Umwickeln des Kernelements. Derartige Funktionselemente können beispielsweise für ein System zur Schadenserkennung oder zur Erfassung von Belastungszyklen des Mehrpunktlenkers zum Einsatz kommen. Der Vorteil des mehrteiligen Kernelements besteht darin, dass die Funktionselemente einfach vor dem Fügen des Kerns eingebaut werden können.

Weiterhin wird die eingangs gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers mit den Merkmalen gemäß dem Anspruch 14 gelöst. Gemäß dem Anspruch 14 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 13 vorgeschla gen, welches durch die nachfolgenden Verfahrensschritte gekennzeichnet ist:

- Herstellen zumindest zweier Schalenelemente aus einem Schaummaterial,

- Fügen der zumindest zwei Schalenelemente zur Ausbildung eines hohlen Kernele mentes, und

- Umwickeln des Kernelementes mit zumindest einem Roving aus gebündelten End losfasern.

Die Ausführung des Kernelements als ein zumindest zweiteiliger Hohlkörper hat den Vorteil einer geringeren Masse gegenüber einem Vollkern. Die zumindest zwei Scha lenelemente lassen sich bei reduziertem Materialeinsatz einfacher und kostengünsti ger hersteilen als Kernelemente, die als Vollkerne oder verlorene Kerne ausgeführt sind. Gegenüber verlorenen Kernen weist das als mehrteiliger Hohlkörper ausgeführ te Kernelement zudem den Vorteil auf, dass es während der Nutzungsphase des Mehrpunklenkers Lasten aufnehmen kann. Hierzu kann das Schaummaterial bevor zugt eine höhere Dichte aufweisen als Schaummaterial, welches zur Herstellung von Vollkernen zum Einsatz kommen kann.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 a bis 1 c schematische Ansichten von Mehrpunktlenkern für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs;

Fig. 2 schematisch eine Draufsicht auf einen als Vierpunktlenker ausgeführten

Mehrpunktlenker;

Fig. 3 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Kernelementes des

Mehrpunktlenkers gemäß Fig. 2;

Fig. 4 schematisch das Kernelement gemäß Fig. 3 mit einem transparent darge stellten Schalenelement; Fig. 5 schematisch eine Schnittansicht des Kernelementes entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3;

Fig. 6 eine Detailansicht X gemäß Fig. 5;

Fig. 7 schematisch eine weitere Ausführungsform des Kernelementes gemäß

Fig. 3 mit einem transparent dargestellten Schalenelement;

Fig. 8 schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Kernelementes mit einer außenseitigen Stützstruktur;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines Führungskanales zur Ablage einer als zumindest einem separaten Roving ausgeführten Stützstruktur auf der Außenseite des Kernelementes; und

Fig. 10 eine schematische Darstellung eines Führungskanales gemäß einer weite ren Ausführungsform.

Nachfolgend werden für identische oder funktionsgleiche Bauteile oder Komponen ten die gleichen Bezugszeichen verwendet.

In den Fig. 1 a bis 1 c sind schematische Ansichten von verschiedenen Mehrpunktlen kern 1 für ein - nicht dargestelltes - Fahrwerk eines Fahrzeugs dargestellt. So zeigt Fig. 1 a einen als Dreipunktlenker ausgeführten Mehrpunktlenker 1. Der Mehrpunkt lenker 1 umfasst einen Körper 2, der mehrere Krafteinleitungsbereiche 4 aufweist, die durch eine Verbindungsstruktur 3 miteinander verbunden sind. Der Körper 2 be stimmt im Wesentlichen die Grundform des Mehrpunktlenkers 1. In den Fig. 1 b und 1 c ist beispielhaft ein als Vierpunktlenker bzw. ein als Fünfpunktlenker ausgeführter Mehrpunktlenker 1 dargestellt. Mehrpunktlenker 1 können kinematische Punkte in einem Fahrwerk und/oder in einer Radaufhängung verbinden und Bewegungen und/oder Kräfte übertragen. Hierbei kann die Verbindung des Mehrpunktlenkers 1 mit weiteren Bestandteilen des Fahrwerks mittels Gelenken realisiert sein, die in den Krafteinleitungsbereichen 4 angeordnet sind.

Die Darstellung in Fig. 2 zeigt schematisch eine Draufsicht auf einen als Vierpunkt lenker ausgeführten Mehrpunktlenker 1 . Der erfindungsgemäße Mehrpunktlenker 1 umfasst ein Kernelement 5, das aus einem Schaummaterial besteht, und zumindest einen um das Kernelement 5 gewickelten Roving 10 aus gebündelten Endlosfasern, wobei das zumindest eine das Kernelement 5 in zumindest einer Schicht umwickeln de Roving 10 eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers 1 bildet. Das Kernelement 5 weist ein Torsionselement 6 sowie vier mit dem Torsionselement 6 einteilig verbun dene Tragarme 7 auf. An distalen Enden der Tragarme 7 sind Abschnitte 8 zur Auf nahme von Lasteinleitelementen angeordnet. Hierzu ist an dem jeweiligen Abschnitt 8 eine Buchse 9 zur Aufnahme eines jeweiligen - nicht dargestellten - als Gelenkla ger oder Elastomerlager ausgeführten Lasteinleitelementes angeordnet. Der als Vierpunktlenker ausgeführte Mehrpunktlenker 1 kommt beispielsweise in einem Nutz fahrzeug als Fahrwerksanbindung zum Einsatz und vereinigt dabei die Aufgaben ei nes separaten Dreiecklenkers und eines separaten Wankstabilisators in einem einzi gen Fahrwerkbauteil. Somit übernimmt der als Vierpunktlenker ausgeführte Mehr punktlenker 1 die Aufgabe der Querführung und Längsführung einer Starrachse so wie die Wankstabilisierung.

In Fig. 3 ist schematisch eine perspektivische Teilansicht nur des Kernelementes 5 gemäß Fig. 2 dargestellt. Das Kernelement 5 ist erfindungsgemäß als ein Hohlkörper ausgeführt, der aus zumindest zwei Schalenelementen 1 1 , 12 besteht, die zusam mengefügt werden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind das untere Schalen element 1 1 und das obere Schalenelement 12 als Halbschalen ausgebildet. Die zu mindest zwei Schalenelemente 1 1 , 12 sind bevorzugt symmetrisch ausgeführt. Die als Halbschalen ausgeführten Schalenelemente 1 1 , 12 weisen einen im Wesentli chen U-förmigen Profilquerschnitt auf. Die zum Kernelement 5 zusammengefügten Schalenelemente 1 1 , 12 weisen im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehende Wandungen 13, 14 auf. Die Wandungen 13, 14 begrenzen die Außenkontur des je weiligen Schalenelementes 1 1 , 12. Stirnflächen an den Wandungen 13, 14 bilden sich quer zu den Wandungen 13, 14 erstreckende Anlageflächen 15, 16 aus, auf welchen die Schalenelemente 1 1 , 12 nach dem Fügen aufeinanderliegen. Zur unlös baren Verbindung kann vor dem Fügen ein Klebstoff auf eine oder beide Anlageflä chen 15, 16 aufgebracht werden, wodurch eine stoffschlüssige Verbindung der zu mindest zwei Schalenelemente 11 , 12 erreicht wird. Die stoffschlüssige Verbindung ermöglicht es zudem, das Kernelement 5 fluiddicht auszuführen.

Fig. 4 zeigt schematisch das Kernelement 5 gemäß Fig. 3 mit einem transparent dar gestellten oberen Schalenelement 12. Durch die transparente Darstellung des obe ren Schalenelementes 12 sind im Inneren der beiden Schalenelemente 11 , 12 ei nander gegenüberliegend angeordnete, insbesondere komplementär ausgeführte, Verbindungselemente 17, 18 sichtbar. Dabei können die Verbindungselemente 17 des unteren Schalenelementes 1 1 als zylindrische Stifte ausgeführt sein und die Verbindungselemente 18 des oberen Schalenelementes 12 als hohlzylindrische Ab schnitte, in welche die als zylindrische Stifte ausgeführten Verbindungselemente 17 einführbar sind. Mittels der Verbindungselemente 17, 18 lassen sich die zumindest zwei Schalenelemente 11 , 12 form- und/oder kraftschlüssig miteinander verbinden. Zudem lassen sich durch die Verbindungselemente 17, 18 die zumindest zwei Scha lenelemente 11 , 12 hinsichtlich ihrer Positionierung beim Fügen festlegen.

Darüber hinaus fungieren die Verbindungselemente 17, 18 als eine Stützstruktur 19 im Inneren des Kernelementes 5. Hierdurch wird das Kernelement 5 ausgesteift, was die Belastbarkeit des Kernelementes 5 insbesondere zu Beginn des Wickelprozesses erhöht.

Die Stützstruktur 19 im Inneren der jeweiligen Schalenelementes 1 1 , 12 kann alter nativ als Rippen oder als punkt- und/oder linienförmige Abstandselemente ausgeführt sein. In gefügtem Zustand der Schalenelemente 11 , 12 stehen die Rippen oder punkt- und/oder linienförmige Abstandselemente aufeinander, so dass die beim Um wickeln des Kernelementes 5 mit dem zumindest einen Roving 10 aufgenommene Druckkräfte, die aus der Fadenspannung des Rovings 10 resultieren, nicht zu einer ungewollten Verformung des Kernelementes 5 führen. In Fig. 5 ist schematisch eine Schnittansicht des Kernelementes 5 entlang der Linie A-A gemäß Fig. 3 dargestellt. Der Schnitt durch zwei der Verbindungselemente 17,

18 veranschaulicht die formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Schalen elementen 1 1 , 12 durch die Verbindungselemente 17, 18. Für die Herstellung der zumindest zwei Schalenelemente 1 1 , 12 sind im Allgemeinen zwei Werkzeuge erfor derlich, um die Schalenelemente 1 1 , 12 mit den komplementären Verbindungsele menten 17, 18 auszubilden. Denkbar ist aber die Verwendung nur eines Werkzeugs, wenn das herzu stellende Kernelement 5 mindestens zwei senkrechte Symmetrie achsen aufweist und die Symmetriebedingungen entsprechend genutzt werden.

Fig. 6 zeigt eine Detailansicht X gemäß Fig. 5. Die Wandungen 13, 14 der Schalen elemente 1 1 , 12 weisen jeweils Hinterschneidungen 29 auf, die beim Fügen der Schalenelemente 1 1 , 12 formschlüssig ineinandergreifen. Hierdurch werden die bei den Schalenelemente 1 1 , 12 zumindest gegen ein Verschieben in Querrichtung des Kernelementes 5 gesichert. Die Hinterschneidungen 29 sind hier als Versprünge in Form von Stufen ausgebildet.

In Fig. 7 ist schematisch eine weitere Ausführungsform des Kernelementes 5 gemäß Fig. 3 mit einem transparent dargestellten oberen Schalenelement 12 dargestellt. Diese Ausführungsform weist zusätzlich eine Stützstruktur 19 auf, welche als eine sich abschnittsweise über eine innenliegende flächige Ebene des jeweiligen Scha lenelementes 1 1 , 12 erstreckende, insbesondere strukturierte, Materialanhäufung 20 ausgebildet ist. Der Verlauf der Materialanhäufung 20 auf der jeweiligen Innenseite der Schalenelemente 1 1 , 12 kann bevorzugt einer fachwerkartigen Struktur entspre chen.

Fig. 8 zeigt schematisch eine perspektivische Teilansicht eines Kernelementes 5 mit einer außenseitigen Stützstruktur 21 . Die außenseitige Stützstruktur 21 besteht aus zumindest einem separaten Roving 22, 23, 24, 25. Bevorzugt sind mehrere separate Rovings 22, 23, 24, 25 vorgesehen, um die zumindest zwei Schalenelemente 1 1 , 12, die zum Kernelement 5 zusammengesetzt werden, zu fügen und miteinander zu ver binden. Dadurch können Hinterschneidungen an den Anlageflächen 15, 16 oder das Verkleben der zumindest zwei Schalenelemente 1 1 , 12 miteinander entfallen. Des Weiteren wird durch die separaten Rovings 22, 23, 24, 25 eine zusätzliche Stabilisie rung des Kernelementes 5 erreicht, wodurch dieses während des anschließenden Wickelvorgangs höhere Lasten aufnehmen kann.

Dabei ist vorgesehen, in der Oberfläche auf der Außenseite der zumindest zwei Schalenelemente 1 1 , 12 Führungskanäle 26 anzuordnen, wie in Fig. 9 schematisch dargestellt ist. Diese Führungskanäle 26 können bereits während des Herstellpro zesses der Schalenelemente 1 1 , 12 in diese eingebracht werden. Alternativ können die Führungskanäle 26 durch eine nachträgliche Bearbeitung der Oberfläche der Schalenelemente 1 1 , 12 oder des bereits gefügten Kernelementes 5 eingebracht werden.

Die Anordnung der Führungskanäle 26 erfolgt dabei bevorzugt unabhängig von geo dätischen Bahnen. Dadurch lassen sich die separaten Rovings 22, 23, 24, 25 frei auf der Oberfläche der Schalenelemente 1 1 , 12 ablegen, um gezielt einen Verlauf der Stützstruktur 21 zu erzeugen, der zumindest teilweise eine von der äußeren Form des Kernelementes 5 unabhängige Ablage der separaten Rovings 22, 23, 24, 25 er möglicht. Beispielhaft wird hierzu auf die Verläufe der separaten Rovings 24 und 25 hingewiesen. Die Ablage der Rovings 24 und 25 dient dazu, den Roving 22, der das Kernelement 5 in Umfangsrichtung entlang des schmalen senkrecht verlaufenen Wandung 14 umschließt, in dem dafür vorgesehenen Führungskanal 26 zu fixieren und zu spannen. Die separaten Rovings 22, 23, 24, 25 können ebenfalls mittels ei nes Roboters angeordnet werden und bilden vorzugsweise eine fachwerkähnliche Struktur aus.

In einem weiteren Aspekt werden die separaten Rovings 22, 23, 24, 25, mit denen die zumindest zwei Schalenelemente 11 , 12 umschnürt und gefügt werden, an das um das Kernelement 5 zu einer äußeren Schicht gewickelte Roving 10 angebunden. Hierdurch wird eine Verstärkung der Tragstruktur des Kernelementes 5 erreicht. Hierbei fungieren die separaten Rovings 22, 23, 24, 25 auf der Oberfläche des Kern elementes als fachwerkartige Einleger und Aussteifung der Tragstruktur. Da die se paraten Rovings 22, 23, 24, 25 nicht auf freien geodätischen Bahnen abgelegt wer- den müssen, sondern sich in den Führungskanälen 26 befinden, ist eine sehr freie und gezielte Verstärkung der Struktur beispielsweise für bestimmte Lastfälle möglich.

Fig. 9 zeigt eine schematische Darstellung eines Führungskanales 26 zur Ablage einer, aus zumindest einem separaten Roving 23 gebildeten, Stützstruktur 21 auf der Außenseite des Kernelementes 5 sowie den Führungskanal 26 mit einem darin abge legten Roving 23. Der Führungskanal 26 ist als eine Ausnehmung mit bogenförmi gem Querschnitt ausgeführt, in dem der separate Roving 23 abgelegt wird. Um eine Verbesserung der Führung und des Haltens des separaten Rovings 22, 23, 24, 25 in dem jeweiligen Führungskanal 26 zu erreichen, kann der Führungskanal 26 gemäß einer in Fig. 10 dargestellten Weiterbildung an den Führungskanal 26 begrenzenden Wandabschnitten 27 Hinterschneidungen 28 aufweisen. Hierdurch wird insbesondere eine bessere seitliche Fixierung der in den Führungskanälen 26 abgelegten separa ten Rovings 22, 23, 24, 25 erreicht.

Bezuaszeichen Mehrpunktlenker

Körper

Verbindungsstruktur

Krafteinleitungsbereich

Kernelement

Torsionselement

Tragarm

Abschnitt

Buchse

Roving

Schalenelement

Wandung

Anlagefläche

Verbindungselement

Stützstruktur

Materialanhäufung

Stützstruktur

Roving

Führungskanal

Wandabschnitt

Hinterschneidung

Claims

Patentansprüche

1 . Mehrpunktlenker (1 ) für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, bestehend aus einem Kernelement (5) aus einem Schaummaterial und zumindest einem um das Kernele ment (5) gewickelten Roving (10) aus gebündelten Endlosfasern , wobei der zumin dest eine, das Kernelement (5) in zumindest einer Schicht umwickelnde, Roving (10) eine äußere Schicht des Mehrpunktlenkers (5) bildet, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (5) als ein Hohlkörper ausgeführt ist, der aus zumindest zwei Scha lenelementen (1 1 , 12) besteht.

2. Mehrpunktlenker (5) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die zumin dest zwei Schalenelemente (1 1 , 12) formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

3. Mehrpunktlenker (1 ) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernelement (5) an distalen Enden angeordnete Abschnitte (7) zur Aufnahme von Lasteinleitelementen (9) aufweist.

4. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Schalenelemente (11 , 12) symmetrisch ausgebildet sind.

5. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die zumindest zwei Schalenelemente ( 11 , 12) eine innenliegende Stützstruktur (19) aufweisen.

6. Mehrpunktlenker (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die zumin dest zwei Schalenelemente (1 1 , 12) durch die Stützstruktur (19) form- und/oder kraft schlüssig verbunden sind.

7. Mehrpunktlenker (1 ) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die innen liegende Stützstruktur (19) als eine sich abschnittsweise über eine flächige Ebene des jeweiligen Schalenelementes (1 1 , 12) erstreckende Materialanhäufung (20) aus gebildet ist.

8. Mehrpunktlenker (1 ) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Materi alanhäufung (20) eine fachwerkartige Struktur ausbildet.

9. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zur Fügung der zumindest zwei zusammengeführten Schalenelemente (11 , 12) zu dem Kernelement (5) eine abschnittsweise Umwicklung der zumindest zwei zu sammengeführten Schalenelemente (11 , 12) mit zumindest einem separatem Roving (22, 23, 24, 25) vorgesehen ist.

10. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeich net, dass zur Verstärkung des Kernelements (5) in seinem Inneren und/oder auf sei ner Außenseite separate Rovings (12, 23, 24, 25) in Führungskanälen (26) angeord net sind.

11. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeich net, dass die zum Kernelement (5) zusammengefügten Schalenelemente (11 , 12) mit im Wesentlichen senkrecht aufeinander stehenden Wandungen (13, 14) ausgeführt sind, welche die Außenkontur begrenzen, wobei die Wandungen (13, 14) Hinter schneidungen (29) aufweisen, die im gefügten Zustand der Schalenelemente (11 ,

12) formschlüssig ineinandergreifen.

12. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , dadurch gekennzeich net, dass die zumindest zwei Schalenelemente (11 , 12) in zusammengefügter Positi on fluiddicht ausgeführt sind, so dass ein von den zumindest zwei Schalenelementen (11 , 12) umschlossener Hohlraum mit einem Fluid befüllbar ist.

13. Mehrpunktlenker (1 ) nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeich net, dass in das als Hohlkörper ausgebildete Kernelement (5) vor dem Umwickeln ein Funktionselement einbringbar ist.

14. Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers (1 ) für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs nach einem der Ansprüche 1 bis 13, gekennzeichnet durch die Verfah re nssch ritte: - Herstellen zumindest zweier Schalenelemente (1 1 , 1 2) aus einem Schaummaterial,

- Fügen der zumindest zwei Schalenelemente (1 1 , 12) zur Ausbildung eines hohlen Kernelementes (5), und

- Umwickeln des Kernelementes (5) mit zumindest einem Roving (10) aus gebündel ten Endlosfasern.