WO2016015933A1 - Lenker sowie verfahren zu dessen herstellung - Google Patents

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WO2016015933A1
WO2016015933A1 PCT/EP2015/064629 EP2015064629W WO2016015933A1 WO 2016015933 A1 WO2016015933 A1 WO 2016015933A1 EP 2015064629 W EP2015064629 W EP 2015064629W WO 2016015933 A1 WO2016015933 A1 WO 2016015933A1
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fiber
bearing
tool
handlebar according
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PCT/EP2015/064629
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Wolfgang Meyer
Ignacio Lobo Casanova
Martin WACHTEL
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Zf Friedrichshafen Ag
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing a handlebar for a motor vehicle, in particular multi-point link, preferably wishbone, which is formed essentially of a fiber-plastic composite structure.
  • the invention further relates to a handlebar for a motor vehicle, in particular multi-point control,
  • wishbone which is formed substantially from a fiber-plastic composite structure, wherein the fiber-plastic composite structure has at least one means for receiving at least one further chassis part, in particular a ball joint and / or elastomer bearing.
  • a chassis part for a motor vehicle is known, with a base body and with a reinforcing structure made of plastic, through which the base body is reinforced, wherein the base body of fiber reinforced plastic is formed with at least one fiber insert.
  • the chassis part disclosed in this publication due to the fiber-reinforced plastic used for the main body has a low weight compared to steel.
  • the base body is provided with a reinforcing structure made of plastic, which with a suitable
  • Injection-molded material is molded onto the base body. This injection molded
  • Reinforcement structure means additional weight and an extra
  • chassis components in the form of bearings, such.
  • the present invention provides a method for producing a handlebar for a motor vehicle and a handlebar for a motor vehicle made of a fiber-plastic composite structure according to the
  • An object of the invention is a method for producing a handlebar for a motor vehicle, in particular multi-point link, preferably wishbone, in
  • a preform structure is understood to mean a blank which consists of at least one flat textile material and is brought into its final shape under the influence of pressure and temperature during the production process by means of a shaping tool. Due to the component requirements z. B. by means of finite element method (FEM) determines which loads or stresses the manufactured handlebar component, for example. subject in a car chassis and which
  • FEM finite element method
  • Chassis components are guided around.
  • the flat textiles can be on or off multi-layered, in particular starting from a single layer using methods such as tailored fiber placement (TFP), jacquard method, fiber matrix mixing method, commingling method and / or the film stacking method.
  • TFP tailored fiber placement
  • jacquard method fiber matrix mixing method
  • commingling method commingling method
  • film stacking method commingling method
  • film stacking method By means of these known methods, virtually any conceivable structure and thus also any required load-adapted fiber orientation can be produced.
  • the preform structure created by this method step already shows the possible shape of the later component. In particular, however, it can be recognized by the load-adapted fiber orientation at which point the component will be exposed to increased load in later use.
  • the preform structure is inserted in a next step in a forming tool. This can be done manually or mechanically by appropriate handling machines. The forming tool determines the final shape of the later handlebars.
  • the handlebar is designed as a flat component, since the handlebars shown here in terms of strength and without reinforcing beads or webs.
  • the preform structure is consolidated in the tool by applying pressure and / or temperature.
  • Consolidation or consolidation process is accomplished by increasing the pressure and temperature and maintaining these parameters for a predetermined time, which is dependent on the base material of the preform structure, solidification of the starting material or the fiber-plastic composite structure.
  • the consolidation or the consolidation process is also under the term "hot pressing" or
  • the starting material of the preform structure combines with a matrix material already present in or on the preform structure prior to introduction into the tool (for example in the form of so-called “compression and hardening")
  • Hybrid yarns Hybrid yarns.
  • the matrix material is introduced into the tool at high pressure, in particular in the form of a resin, and subsequently the consolidation process takes place in the tool. This results in the consolidation of such a homogeneous fiber-plastic composite.
  • For feeding matrix materials in the form of resin too Called "infiltration” or in the form of hybrid yarns will be commented later.
  • Downstream of the consolidation can be carried out a cooling in the tool, which is possible with the tool closed or open and can be done depending on the material within a certain period of time.
  • a controlled active cooling within the tool can be carried out by an active cooling takes place in the tool via a fluid, in particular a gas or a liquid. Thereafter, the finished component can be removed from the forming tool and a
  • At least one before and / or during and / or after the introduction of the preform structure in the forming tool at least one before and / or during and / or after the introduction of the preform structure in the forming tool
  • Chassis part introduced into the preform structure can, for.
  • a chassis part can, for.
  • the tool has suitable receptacles which finish the later position of the chassis parts or bearing receptacles on the finished
  • This method step is particularly advantageous because the at least one chassis part and / or means for receiving bearings either later difficult or with a correspondingly high cost
  • the preform structure is infiltrated with a matrix material which is introduced into the tool, in particular in the form of a resin.
  • the introduced matrix material is preferably a resin that cures during the consolidation process by the application of pressure and temperature.
  • the component property can thus be influenced in a targeted manner via the matrix material.
  • the infiltration with matrix material during consolidation is preferably carried out by the RTM method, in particular T-RTM or HD-RTM method.
  • the T-RTM process is referred to as the thermoplastic resin transfer molding or in situ process or reactive injection molding, whereby the preform structure in the mold is supplied with the chemical starting materials required for polymerization. These form by chemical reaction a so-called thermoplastic matrix material.
  • the HD-RTM process is the high-pressure resin transfer molding process in which a thermosetting matrix material is fed. This is particularly advantageous when a folded preform structure is inserted into the tool. This is the case when load-fitting the preform structure when creating the preform
  • Fiber orientation has a shape that is mirror-symmetrical and is about, preferably exactly, folded at its mirror axis, before this in the
  • the invention generates a homogeneous cross section through the consolidation process.
  • hybrid thermoplastic yarns these become already applied when creating the preform structure with load-adapted fiber orientation on the preform structure, preferably by machine sewing. In this way, in the preform structure when this is also already provided later to determine the load provided sensor and / or a sensor line of a damage detection system in the fiber-plastic composite structure.
  • the hybrid yarns consist of a textile carrier thread
  • thermoplastic matrix e.g. Polyamide (PA), polyetheretherketone (PEEK),
  • the textile carrier thread can be twisted with the matrix material.
  • the matrix material may surround the carrier thread, e.g. in which it comprises the carrier thread, in particular when it runs within the matrix material.
  • the thermoplastic matrix is formed by the shape and the texture similar to a wool thread.
  • Tool on the handlebar at least one other chassis part and / or means for receiving at least one other chassis part are introduced, in particular by assembly injection molding. If necessary, prior to the assembly injection molding a bonding agent should be provided, which is applied to the consolidated / hardened preform structure or to the chassis part or means.
  • the handlebar from a material mix, that is, for example, from a fiber-plastic composite structure and additionally a light metal, preferably aluminum or magnesium housing for a ball joint, this can be done within the tool by cost and
  • a ball joint to be integrated into the handlebar for example, a lower part of the ball socket may be formed of a fiber-plastic composite structure, whereas the upper part of the housing, which secures the ball of a pivot pin in the housing against extract, by thermoplastic or thermosphering, by injection, adhesive bonding or by a, in particular produced by molding, riveted.
  • a chassis part or the means for receiving a bearing in time by means of the BMC and / or SMC method, in particular DSMC method complementary or
  • SMC Sheet Molding Compounds
  • BMC Bulk Molding Compounds
  • SMC is a type of fiber-reinforced plastics obtained in prefabrication from resins, hardeners, fillers, additives, etc. and glass fiber pieces, e.g. up to 50 mm in length, specially manufactured by SMC in a so-called resin mat.
  • a maturing period e.g. For a few days at approx. 30 - 40 ° C, the viscosity of the resin material (BMC) or the resin mat (SMC) increases.
  • the mat or the resin material can be further processed. The further processing then takes place in heated tools in the pressing process.
  • the fiber reinforced plastic e.g.
  • Resin mat is, depending on the component size and geometry, brought into well-defined sizes and placed in the tool according to a defined insertion plan.
  • the final component shape is given by the cavity of an at least two-part tool and usually shows smooth, visually appealing surfaces on both sides.
  • BMC / SMC components are highly loadable due to their large fiber length.
  • DSMC a special form of SMC, the storage time is advantageously effectively reduced, which has a positive effect on mass production and cost reduction.
  • the presented method can thus time and cost to produce a handlebar for a motor vehicle, in particular a multi-point link, preferably a wishbone, which is formed essentially of a fiber-plastic composite structure, wherein the fiber-plastic composite structure at least one means for receiving at least one further chassis part, in particular a ball joint and / or elastomeric bearing, so that the fiber-plastic composite structure is formed in one piece and cohesively and without a reinforcing structure.
  • the handlebar does not have a separate reinforcing structure.
  • the handlebar can thus be easily performed, since an additional weight is excluded by an injection-molded reinforcing structure.
  • the fiber-plastic composite structure is preferably produced from a load-adapted preform structure, wherein the preform structure is produced as, in particular as a flat, textile TFP and / or in a jacquard process and / or of a fiber-matrix mixture - And / or commingling and / or film stacking Materiai is formed, in particular multi-layered.
  • the load adjustment by fiber orientation on the preform structure in the form of single and / or multiple superimposed and / or side by side
  • hybrid yarns are yarns in which a
  • the flat textile preform structure may consist wholly or partly of these hybrid yarns and can with a
  • Thermoplastic TFP constructions based on polypropylene (PP), polyamide (PA), partially aromatic PA (PPA) or other thermoplastic resins are the matrix materials for the fiber-matrix system to be used
  • Hybrid yarns conceivable as well as dry textile produced in the TFP process
  • thermoplastic RTM or T-RTM process or thermoset HD-RTM process Semi-finished products or constructions, which are then impregnated or infiltrated with resin in the thermoplastic RTM or T-RTM process or thermoset HD-RTM process. If, in connection with the preform structure, "dry” or a dry structure or a dry textile or textile semifinished product or a textile construction is used, this means that no matrix material is (yet) introduced into the material is (neither in the form of hybrid yarn in the form of resin or the like).
  • Chassis component in particular with regard to the chassis safety are guaranteed with regard to pull-out forces.
  • the means for receiving the bearing and / or joint is formed by a sleeve integrated in the handlebar, which consists in particular of plastic, light metal or a fiber composite material, preferably of an aluminum or magnesium alloy and / or from a glass fiber plastic (GRP) or carbon fiber plastic (CFRP) stands.
  • the bush is molded onto the fiber-plastic composite structure or bonded thereto. This results in a durable and resilient cohesive connection of the socket with the handlebar.
  • the bearing or joint is integrated by means of a partially interrupted, in particular perforated structural support of the bearing or joint in the handlebar, wherein the structural support of metal or plastic, in particular made of light metal or a fiber composite material is formed. Due to the interruption or holes in the structural support of the bearing or joint this can be connected by encapsulation in an advantageous manner with the handlebars.
  • the means formed by the fiber-plastic composite structure for receiving the bearing or the joint forms a first part of a bearing bush or a joint housing, to which at least one further
  • Housing part in particular form-fitting, for receiving the bearing or a Ball pin connects a ball joint, wherein the housing parts are cohesively and / or positively and / or non-positively connected to each other.
  • connection of the housing parts is formed by gluing and / or riveting and / or by overmolding and / or by thermoplastic and / or thermosetting overmolding.
  • the Gezzauseteii of a metallic material in particular a light metal, preferably an aluminum alloy or magnesium alloy is formed, wherein between the first and second housing part an at least another material, in particular by means of thermoplastic and / or thermoset encapsulation is inserted.
  • At least one sensor is integrated in the fiber composite structure, which detects a change in the fiber composite structure to indicate the load or an overload and / or overuse.
  • the sensor is preferably connected to a detection device and / or an evaluation device.
  • the load is preferably displayed to the driver in the cockpit of the vehicle, in particular optically and / or acoustically.
  • the evaluation unit in particular via a vehicle bus system (for example CAN bus), is networked with a control device in the vehicle so that load values can be kept retrievable in a memory.
  • a load value is exceeded, the control device can influence the onward journey or prevent a restart, so that driving with a faulty handlebar or chassis can be effectively avoided.
  • an adjusting device is integrated in the handlebar, so that the handlebar is variable in length or the handlebar has a displaceable tie rod, which is adjustable by the adjusting device, in particular linear, in relation to the handlebars.
  • the aforementioned handlebar is preferably used in a steering device for an axle system, preferably for an axle system with a rear-wheel steering.
  • the invention is described below with reference to preferred embodiments
  • Fig. 1 is a perspective view of a multi-point link
  • FIG. 1 a is a partially sectioned illustration of an end region of a link according to FIG. 1
  • Fig. 1 b is a detail view of another end portion of a link with a ball joint
  • Fig. 2 is a sectional view through a handlebar end with a
  • Fig. 3 is a perspective view of a handlebar with a sleeve or bushing bearing
  • Fig. 4a is an illustration of an embodiment of the ball joint for a
  • Fig. 4b is an illustration of an alternative embodiment of the ball joint for a handlebar
  • Fig. 5 is a schematic representation of the method for producing a handlebar
  • Fig. 1 shows a control arm of a motor vehicle in the form of a three-point link, which is made of a fiber-plastic composite structure.
  • the wishbone 1 is made of a multilayer preform structure, which has been brought by folding about the axis A shown in Figure 1 in its illustrated form.
  • a bushing 7 has been introduced in the region of the loop 4, which is formed approximately ellipse-like, so that an otherwise required gusset piece in the loop area 4 can be omitted.
  • the rubber bearing 5 has at one end a collar 5 a, which bears in each case on the outside of the handlebar 1.
  • a ball joint 3 is introduced. How to
  • the ball joint 3 consisting of the aforementioned components, is introduced here as a preassembled ball joint cartridge 3, wherein the housing 3e from Plastic can exist, with which the ball stud 3c with the ball enclosing the bearing shell 3d and the structural part 3b are encapsulated.
  • the structural part may also be formed by the preform structure or a part thereof. This will be explained later with reference to FIGS. 4a, b.
  • the ball joint 3 is protected on the pin side by a sealing bellows 3a, which surrounds both the ball stud 3c and the housing 3e form fit.
  • the structural part 3b is provided, which is completely enclosed by the fiber-plastic composite structure.
  • the siructure part 3 b has an approximately planar configuration which can flatten towards the end of the structural component towards the side remote from the ball joint 3.
  • Structural component 3b is also interspersed with holes 3bi, which are in from each other
  • the structural part 3b itself can be made of a metal material or also of a fiber-plastic composite material. The fact that the structural part 3b is completely enclosed by the fiber-plastic composite structure, resulting in a homogeneous bond between the ball joint 3 and the handlebar 1 itself. Through the holes 3bi is the consolidation and
  • Structural part 3b is additionally held positively.
  • a primer or the like is additionally held positively.
  • Ball stud 3c and a housing 3e or a ball of the ball stud 3c enclosing bearing shell 3d is in itself during the manufacture of the
  • Ball joint or the manufacturing process downstream annealing process required When annealing, the ball joint will over a period of time heated, so that the bearing shell material or the structure between ball stud and housing can set. This is needed to do that
  • the handlebar 1 shows a dashed line A, which indicates that the handlebar of the preform structure is a folded component.
  • the handlebar 1 is designed as a flat component and in the present embodiment, no webs are provided. To produce a flat component requires a simplified tool when no webs are provided, which saves additional costs in the production of the tool. However, this does not exclude that due to special loads possibly L or songs T-shaped webs can be provided.
  • the shape of the webs depends on the mechanical requirements of the handlebar and can be adapted locally in all three spatial directions.
  • the link 1 shown here also has no bead-like elevations or depressions, since they are not necessary due to the high strength and rigidity of the component. However, it does not exclude that, depending on the requirements, any elevations or depressions may be provided in the form of beads.
  • the bushes 7 already mentioned above can be designed as metal or polymeric (plastic) bushes.
  • the bushes are inserted into the tool, the rubber bearings were previously pressed into the bushes.
  • the jacks can also be omitted and the rubber bearings are inserted directly into the tool and molded with plastic.
  • the gussets required in the known from the prior art links gussets also omitted here, since they take over the gusset shape and function.
  • a further variant for avoiding the gusset pieces is possible by stitching the dry or pre-impregnated preform structure in the region of the merging of the upper and lower layers, ie in the loop region 4 shown by intermediate stitching in the intermediate region 4a. After folding the preform structure, this intermediate stitching would be provided in the region 4a before the bushing 7 is introduced into the preform structure and thus before the preform structure is inserted into the tool;
  • Fig. 2 shows the integration of a ball joint 3 in a preformed fiber-plastic composite structure 8.
  • a housing made of metal preferably a housing made of aluminum 3e a ball stud 3c with preassembled bearing shell 3d and the preformed fiber-plastic Composite structure 8 (eg a preform structure created from TFP) can be placed in an injection molding tool and overmoulded thermoplastic (RTM) or duroplastic (HD-RTM).
  • RTM thermoplastic
  • HD-RTM duroplastic
  • Aluminum SectiongePFuses in the fiber-plastic composite structure to a MultiMaterial design ensures that high forces acting on the ball pin forces, such as the forces shown in Figure 2 F A and F D , in a wishbone of fiber-plastic structure can be realized, which could alternatively be achieved by, if necessary. consuming, difficult to produce fiber orientation.
  • handlebars made of fiber-plastic composite structure are suitable, which are based on a preform structure, which are folded before insertion into the tool or Voreintral of bearing bushes and / or rubber bearings.
  • the fiber-plastic composite structure or preform structure 21 shown in FIG. 3, shown here with webs 30 and 31 serving to reinforce the rigidity, is also executed without a introduced during or after the consolidation process or injection molded reinforcing structure.
  • the fiber-plastic composite structure is designed to integrate the rubber bearing 5 in the direction of the tool-opening movement Where without undercuts, such that they only half of the rubber bearings 5 and
  • Bush 7 leads. A folding of the preform fiber structure is thus not required, so that an even more simplified manufacturing process for the integration of bushes or bearings is guaranteed.
  • the sleeve 7 is connected to the handlebar 21 by a
  • preform structures which are produced by the TFP process. These may consist of hybrid yarn with integrated thermoplastic matrix.
  • the preform structures can also consist of glass fiber or carbon fiber, which are then infiltrated in the thermoplastic (T-RTM) or thermoset (HD-RTM) process with plastic or a plastic matrix.
  • T-RTM thermoplastic
  • HD-RTM thermoset
  • the integration of the rubber bearing can by injection by means of the plastic matrix similar to the integration of a ball joint in one
  • Figures 4a and 4b show further variants of ball joints, which are also suitable for integration in a fiber-plastic composite handlebars.
  • Fig. 4a shows a ball joint 31 with a ball pivot 31 c and a bearing shell 31 d, wherein the ball pin is embedded with enclosing bearing shell in a metal housing or metal cage 30. Also visible is a structural component 31 b, which encloses the metal housing or the metal cage 30. In other words that's it
  • the housing 31 e surrounds the aforementioned components in such a way that the ball pin 31 c has the usual pivoting and rotational mobility with ball joints.
  • the housing 31 e is introduced by encapsulation or encloses the structural component 31 b and metal cage 30 to a solid composite.
  • the structural part can be made of metal, of organic sheet or also by a preform structure, for example, in the TFP process is to be executed. Under organic sheet is a semi-finished thermoplastic
  • Plastic reinforced to understand continuous fibers which is usually made in sheet form. Organo sheets can be plastically deformed under the influence of temperature (for example, by the forming process thermoforming).
  • FIG. 4b shows a slightly modified alternative to FIG. 4a.
  • the housing is made in two parts.
  • the lower part 41 eu of the housing is designed as the structural part of Figure 4a, wherein no hole is provided, but a spherical recess or bead 45 is provided, which is the
  • Bearing shell 41 d or the ball of the ball stud 41 c at least partially,
  • the upper part 41 eo or pin-side part of the housing is formed by a conical ring 41 eo , which is connected to the lower housing part 41 eo form or materially.
  • the ball stud 41 c is held with the bearing shell 41 d in the ball joint 41.
  • the structural part 31 b, 41 b is not a separate component, as described in the embodiments described above, but is formed by the preform structure itself or an outer subarea thereof, as already stated for FIG. 1.
  • the preform structure 31 b has a hole 33 there, where later the ball stud 31 c, if necessary with bearing shell 31 d and / or bearing cage 30, is encapsulated with plastic after consolidation in order to form the housing ,
  • the partial region of the preform structure is provided with a recess or bead or trough 45, which may already be provided during the production of the preform structure.
  • the trough 45 can also be introduced by the fact that it is present in the forming tool and introduced after insertion into the tool or the
  • the partial area of the preform structure forms the lower housing part 41 eu .
  • the joining between the upper housing part 41 eo and lower housing part 41 eu can, as already described above, by a
  • Bonding 47 or 42b as shown in Figure 4b also shown by an encapsulation.
  • FIG. 5 shows a sequence of the method steps according to the invention.
  • a preform structure is created, e.g. a flat textile construction (scrim, woven or knitted fabric or the like), by means of the TFP method under
  • Tool introduced.
  • the tool is closed.
  • the component is consolidated.
  • a temperature adapted to the materials used and a predetermined pressure in or with the tool is generated and held for a certain time.
  • the handlebar is completed and can be removed from the tool by means of a handling robot.
  • License plate handlebar

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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Lenkers (1) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker, vorzugsweise Querlenker, im Wesentlichen ausgebildet aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur, mit den Schritten Erstellen einer Preform-Struktur mit lastangepasster Faserorientierung, Einbringen der Preform-Struktur in ein formgebendes Werkzeug, Konsolidieren der Preform-Struktur in dem Werkzeug mittels Zuführen von Druck und/oder Temperatur, Entnehmen und Weiterbearbeiten des Lenkers (1).

Description

Lenker sowie Verfahren zu dessen Herstellung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker, vorzugsweise Querlenker, der im Wesentlichen aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur ausgebildet ist. Die Erfindung betrifft des Weiteren einen Lenker für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker,
vorzugsweise Querlenker, der im Wesentlichen aus einer Faser-Kunststoff-Verbund- Struktur ausgebildet ist, wobei die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur mindestens ein Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils, insbesondere eines Kugelgelenks und/oder Elastomerlagers aufweist.
Aus der DE 10 201 1 010 367 A1 ist ein Fahrwerksteil für einen Kraftwagen bekannt, mit einem Grundkörper und mit einer Verstärkungsstruktur aus Kunststoff, durch welche der Grundkörper verstärkt ist, wobei der Grundkörper aus faserverstärktem Kunststoff mit mindestens einem Fasereinleger gebildet ist. Das in dieser Veröffentlichung offenbarte Fahrwerksteil weist aufgrund des für den Grundkörper verwendeten faserverstärkten Kunststoffs ein im Vergleich mit Stahl geringes Gewicht auf. Um jedoch die für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs benötigten Festigkeits- und Steifigkeitskennwerte bei geringen Verformungs- und Dehnungsverhalten zu erfüllen, ist der Grundkörper mit einer Verstärkungsstruktur aus Kunststoff versehen, die mit einem geeigneten
Spritzguss-Werkstoff an den Grundkörper angespritzt ist. Diese spritzgegossene
Verstärkungsstruktur bedeutet zusätzliches Gewicht und einen zusätzlichen
Arbeitsgang zur Herstellung des Fahrwerksteils.
Bei Fahrwerksbauteilen gemäß der vorgenannten Offenlegungsschrift besteht eine zusätzliche Herausforderung darin, weitere Fahrwerksbauteile in Form von Lagern, wie z. B. Gummilagern oder Kugelgelenke zu integrieren, ohne die Faser-Verbund- Kunststoff-Struktur dabei zu schädigen oder zu schwächen.
Mittels eines Verfahrens zur Herstellung eines Lenkers aus einer Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur bzw. eines Lenkers, hergestellt nach einem solchen Verfahren, kann der Zielkonflikt gelöst werden, ein sowohl kostengünstiges als auch verbessert leichtgewichtiges Fahrwerksbauteil bereitzustellen, das den hohen Anforderungen bei Fahrwerken gerecht wird. Vor diesem Hintergrund schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers für ein Kraftfahrzeug sowie einen Lenker für ein Kraftfahrzeug aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur gemäß den
Hauptansprüchen. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den
Unteransprüchen sowie der nachfolgenden Beschreibung.
Ein Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Lenkers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker, vorzugsweise Querlenker, im
Wesentlichen ausgebildet aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur, mit den
Schritten
- Erstellen einer Preform-Struktur mit lastangepasster Faserorientierung,
- Einbringen der Preform-Struktur in ein formgebendes Werkzeug,
- Konsolidieren der Preform-Struktur in dem Werkzeug mittels Zuführen von Druck und/oder Temperatur,
- Entnehmen und Weiterbearbeiten des Lenkers.
Unter einer Preform-Struktur wird ein Rohteil verstanden, welches aus zumindest einem flächigen Textilmaterial besteht und innerhalb des Herstellungsverfahrens mittels eines formgebenden Werkzeugs unter dem Einfluss von Druck und Temperatur in seine Endform gebracht wird. Aufgrund der Bauteilanforderungen wird z. B. mittels Finite- Elemente-Methode (FEM) ermittelt, welchen Belastungen bzw. Beanspruchungen das herzustellende Lenkerbauteil z.B. in einem Pkw-Fahrwerk unterliegt und welche
Hauptspannungsrichtungen sich dadurch ergeben. Aufgrund der dann bekannten, später auf das fertige Bauteil wirkenden Lasten (hinsichtlich Intensität und Richtung) wird ein flächiges Textil maschinell erstellt, so dass eine Preform-Struktur mit
lastangepasster Faserorientierung vorliegt. Einfach gesagt, wird an Positionen im Bauteil, an denen eine höhere Belastung zu erwarten ist, eine Faserverdichtung vorgesehen. An weniger belasteten Orten verlaufen die Fasern weniger dicht. Da es ungünstig ist, Faser-Kunststoff-Verbund-Strukturen bzw. deren Fasern zu unterbrechen, werden die Fasern des Textils so gelegt, dass diese beispielsweise um spätere beabsichtigte Aussparungen oder Löcher zur Aufnahme von weiteren
Fahrwerksbauteilen herumgeführt werden. Die flächigen Textilien können ein- oder mehrschichtig, insbesondere ausgehend von einer einzigen Schicht erstellt werden, wobei Verfahren wie tailored fibre placement (TFP), Jacquard-Verfahren, Faser-Matrix- Misch-Verfahren, Commingling-Verfahren und/oder das Film-Stacking-Verfahren verwendet werden. Mittels dieser bekannten Verfahren kann nahezu jede erdenkliche Struktur und somit auch jede geforderte lastangepasste Faserorientierung erzeugt werden. Die durch diesen Verfahrensschritt erstellte Preform-Struktur lässt bereits die etwaige Form des späteren Bauteils erkennen. Insbesondere lässt sich aber durch die lastangepasste Faserorientierung erkennen, an welcher Stelle das Bauteil im späteren Gebrauch einer erhöhten Belastung ausgesetzt sein wird. Die Preform-Struktur wird in einem nächsten Schritt in ein formgebendes Werkzeug eingelegt. Dieses kann von Hand oder maschinell durch entsprechende Handhabungsmaschinen geschehen. Das formgebende Werkzeug legt die endgültige Form des späteren Lenkers fest. Die zuvor eher flächige und somit eher ebene Textilstruktur kann in dem formgebenden Werkzeug verschiedenste Formen annehmen. Es sind so verschiedenste Geometrien, die aus dem Bereich von herkömmlichen aus Metall gefertigten Lenkern bekannt sind, denkbar (flächig, eben, mit Sicken und/oder Stegen, l-und/oder U- und/oder V-förmig).
Vorzugsweise ist der Lenker als ebenes Bauteil ausgeführt, da hier gezeigte Lenker hinsichtlich der Festigkeit auch ohne verstärkende Sicken oder Stege auskommt. Nach dem Schließen des formgebenden Werkzeuges wird die Preform-Struktur in dem Werkzeug mittels Zuführen von Druck und/oder Temperatur konsolidiert. Beim
Konsolidieren oder auch Konsolidierungsprozess wird durch Erhöhen von Druck und Temperatur und Halten dieser Parameter für eine vorbestimmte Zeit, die abhängig vom Grundwerkstoff der Preform-Struktur ist, eine Verfestigung des Ausgangsmaterials bzw. der Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur bewerkstelligt. Das Konsolidieren bzw. der Konsolidierungsprozess ist auch unter dem Ausdruck„heißes Verpressen" bzw.
„Verpressen und Aushärten" bekannt. Hierbei verbindet sich das Ausgangsmaterial der Preform-Struktur mit einem in oder auf der Preform-Struktur vor dem Einbringen in das Werkzeug bereits vorhandenen Matrixmaterial (z.B. in Form von sogenannten
Hybridgarnen). Alternativ wird das Matrixmaterial mit hohem Druck in das Werkzeug eingebracht, insbesondere in Form eines Harzes, und anschließend findet im Werkzeug der Konsolidierungsprozess statt. Es entsteht beim Konsolidieren so ein homogener Faser-Kunststoff-Verbund. Zum Zuführen von Matrixmaterialien in Form von Harz, auch „Infiltrieren" genannt bzw. in Form von Hybridgarnen wird später noch Stellung genommen.
Dem Konsolidieren nachgeschaltet kann eine Abkühlung im Werkzeug erfolgen, die bei geschlossenem oder geöffnetem Werkzeug möglich ist und je nach Material innerhalb einer bestimmten Zeitspanne erfolgen kann. Alternativ kann auch eine gesteuerte aktive Abkühlung innerhalb des Werkzeuges erfolgen, indem in dem Werkzeug über ein Fluid, insbesondere einem Gas oder einer Flüssigkeit eine aktive Abkühlung erfolgt. Hiernach kann das fertige Bauteil dem formgebenden Werkzeug entnommen und einer
Weiterbearbeitung zugeführt werden. Das bedeutet nicht, dass der Lenker durch die vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte nicht bereits fertig hergestellt ist bzw. sein kann. Wesentlich ist bei dem vorgestellten Verfahren, dass dem Lenker innerhalb des Werkzeugs keine separate, aus dem Stand der Technik bekannte Verstärkungsstruktur, z. B. in Form von Hinterspritzungen oder Anspritzungen beigefügt wird. Der zusätzliche Schritt zum Einbringen einer Verstärkung entfällt ganz. Es ist offensichtlich, dass sich hiermit hinsichtlich Durchlaufzeiten und somit auch bezüglich Kosten ein günstigeres Endprodukt ergibt. Durch das Ausbleiben einer Verstärkungsstruktur ist im Ergebnis zudem ein geringeres Gewicht als bei einem Bauteil mit Verstärkung zu erwarten.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird vor und/oder während und/oder nach dem Einbringen der Preform-Struktur in das formgebende Werkzeug mindestens ein
Fahrwerksteil und/oder ein Mittel zum Vorsehen einer Lagerstelle bzw. zur Aufnahme eines Lagers an dem Lenker bzw. zur Aufnahme mindestens eines weiteren
Fahrwerkteils in die Preform-Struktur eingebracht. Ein derartiges Fahrwerksteil kann z. B. aus einem Kugelgelenk oder einem Elastomerlager, insbesondere Gummilager, vorzugsweise Buchsenlager, höchst vorzugsweise Hydrolager, bestehen. Über diese Lager ist im Fahrwerk eine Anbindung an weitere Bauteile wie Lenker, Radträger oder Karosseriebauteile möglich. Das Werkzeug weist hierzu geeignete Aufnahmen auf, die der späteren Position der Fahrwerksteile bzw. Lageraufnahmen an dem fertig
hergestellten Lenker entsprechen. Dieser Verfahrensschritt ist insbesondere vorteilhaft, da das mindestens eine Fahrwerkteil und/oder Mittel zur Aufnahme von Lagern entweder später nur schwerlich oder mit entsprechend hohem Aufwand nach
Fertigstellung des Lenkers mit diesem verbindbar sind. Auch ist mit der vorliegend möglichen Integration eine verbesserte Festigkeit der integrierten Bauteile bzw. des gesamten Lenkers gegeben. Es ergibt sich somit vorteilhafterweise eine Reduzierung der Zeit, die zum Herstellen des fertigen Lenkers benötigt wird.
Vorzugsweise wird während des Konsolidierens die Preform-Struktur mit einem Matrix- Material infiltriert, welches in das Werkzeug eingebracht, insbesondere in Form eines Harzes eingespritzt wird. Bei dem eingebrachten Matrix-Material handelt es sich vorzugsweise um ein Harz, das während des Konsolidierungsprozesses durch die Zuführung von Druck und Temperatur aushärtet. Über das Matrix-Material kann somit die Bauteileigenschaft gezielt beeinflusst werden.
Das Infiltrieren mit Matrix-Material während des Konsolidierens wird vorzugsweise nach dem RTM-Verfahren, insbesondere T-RTM- oder HD-RTM-Verfahren vorgenommen. Beim T-RTM-Verfahren handelt es sich um das Thermoplastische Resin-Transfer- Molding- oder auch Insitu-Verfahren oder reaktives Spritzgießen genannt, wobei der im Werkzeug befindlichen Preform-Struktur die für eine Polymerisation erforderlichen chemischen Ausgangswerkstoffe zugeführt werden. Diese bilden durch chemische Reaktion einen sogenannten thermoplastischen Matrix-Werkstoff. Beim HD-RTM- Verfahren handelt es sich um das Hochdruck -Resin-Transfer-Molding-Verfahren, bei dem ein duroplastischer Matrix-Werkstoff zugeführt wird. Dies ist insbesondere vorteilhaft, wenn in das Werkzeug eine gefaltete Preform-Struktur eingelegt wird. Dies ist der Fall, wenn beim Erstellen der Preform-Struktur mit lastangepasster
Faserorientierung diese eine Form aufweist, die spiegelsymmetrisch ist und die etwa, vorzugsweise genau, an ihrer Spiegelachse gefaltet wird, bevor diese in das
formgebende Werkzeug eingelegt wird. Es entsteht auf diese Weise ein Bauteil mit einem homogenen Querschnitt, das keine Verbindungsfläche zwischen den aufeinander gefalteten Teilen aufweist. Diese ist üblicherweise vorhanden, wenn der Lenker, wie aus dem Stand der Technik bekannt, aus einem Faser- Verbund-Grundkörper mit einer anschließend angespritzten Verstärkungsstruktur aus Kunststoff besteht. Auch bei Verwendung von sogenannten thermoplastischen Hybridgarnen, bei denen ein
Zuführen von Matrix-Material in den Konsolidierungsprozess nicht notwendig ist, wird mit der Erfindung ein homogener Querschnitt durch den Konsolidierungsprozess erzeugt. Bei der Verwendung von thermoplastischen Hybridgarnen werden diese bereits bei Erstellung der Preform-Struktur mit lastangepasster Faserorientierung auf die Preform-Struktur aufgebracht, vorzugsweise durch maschinelles Vernähen. Auf diese Weise kann in die Preform-Struktur bei Erstellung dieser auch bereits ein später zur Feststellung der Belastung vorgesehener Sensor und/oder eine Sensorleitung eines Schadenserfassungssystems in die Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur eingebracht werden. Die Hybridgarne bestehen aus einem textilen Trägerfaden mit
thermoplastischer Matrix, wie z.B. Polyamid (PA), Polyetheretherketon (PEEK),
Polypropylen (PP) o.ä. Der textile Trägerfaden kann mit dem Matrixmaterial verdrillt sein. Alternativ kann das Matrixmaterial den Trägerfaden umgeben, z.B. in dem es den Trägerfaden umfasst, wenn dieser insbesondere innerhalb des Matrixmateriais verläuft. Die thermoplastische Matrix ist dabei von der Form und der Beschaffenheit ähnlich wie ein Wollfaden ausgebildet.
In einer weiteren Ausführungsform kann nach dem Konsolidieren innerhalb des
Werkzeugs an dem Lenker wenigstens ein weiteres Fahrwerksteil und/oder eine Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils eingebracht werden, insbesondere durch Montagespritzguss. Gegebenenfalls ist vor dem Montagespritzguss ein Haftvermittler vorzusehen, der auf die konsolidierte/ausgehärtete Preform-Struktur oder auf das Fahrwerksteil bzw. Mittel aufgebracht wird.
Ist es vorgesehen, den Lenker aus einem Materialmix herzustellen, das hei ßt beispielsweise aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur und zusätzlich einem Leichtmetall, vorzugsweise Aluminium- bzw. Magnesium-Gehäuse für ein Kugelgelenk, so kann dieses innerhalb des Werkzeuges durch kostengünstigen und
großserientauglichen Montagespritzguss erfolgen. Soll ein Kugelgelenk in den Lenker integriert werden, kann beispielsweise ein Unterteil der Kugelpfanne aus einer Faser- Kunststoff- Verbund-Struktur gebildet sein, wohingegen der obere Teil des Gehäuses, der die Kugel eines Gelenkzapfens in dem Gehäuse gegen Auszug sichert, durch thermoplastische bzw. duroplastische Umspritzung, durch Durchspritzung, Verklebung oder auch durch eine, insbesondere durch Umspritzen hergestellte, Nietverbindung gehalten werden. Zur möglichen Ausführung wird hier später in der Beschreibung noch Bezug genommen. In bevorzugter Weise wird das Einbringen eines Fahrwerkteils oder des Mittels zur Aufnahme eines Lagers zeitlich nach dem HD-RTM-Verfahren mittels des BMC- und/oder SMC-Verfahrens, insbesondere DSMC-Verfahrens ergänzend bzw.
kombinierend ausgeführt.
Bei SMC (Sheet Molding Compounds) oder BMC (Bulk Moiding Compounds) handelt es sich um einer Art von faserverstärkten Kunststoffen, die in einer Vorfertigung aus Harzen, Härtern, Füllstoffen, Additiven, etc. und Glasfaserstücken, z.B. bis 50 mm Länge hergestellt werden, speziell bei SMC in einer sogenannte Harzmatte gefertigt werden. Nach einer Reifezeit (Lagerzeit), z.B. einige Tage bei ca. 30 - 40 °C, erhöht sich die Viskosität des Harzwerkstoffes (BMC) bzw. der Harzmatte (SMC). Bei dieser definiert festzulegenden Viskosität, abhängig von der Rezeptur kann die Matte bzw. der Harzwerkstoff weiterverarbeitet werden. Die Weiterverarbeitung erfolgt dann in beheizten Werkzeugen im Pressverfahren. Der faserverstärkte Kunststoff (z.B.
Harzmatte) wird, je nach Bauteilgröße und -geometrie, in genau definierte Größen gebracht und nach einem definierten Einlegeplan im Werkzeug platziert. Beim
Schließen der Presse wird die Harzmatte bzw. der Werkstoff im gesamten Werkzeug verteilt. Hierbei sinkt die vorher während der Reifezeit erreichte Viskositätserhöhung fast wieder auf das Niveau der Halbzeugfertigung. Der Vorteil dieser Werkstoffklasse liegt in der leichten Darstellung dreidimensionaler Geometrien und
Wanddickenunterschieden in nur einem Arbeitsschritt. Die endgültige Bauteilform wird durch die Kavität eines mindestens zweiteiligen Werkzeugs gegeben und zeigt üblicherweise beidseitig glatte, optisch ansprechende Oberflächen. BMC/SMC-Bauteile sind aufgrund ihrer großen Faserlänge hoch belastbar. Bei DSMC, einer speziellen Form des SMC, wird vorteilhaft die Lagerzeit effektiv verringert, was sich positiv auf eine Serienherstellung und Kostenreduzierung auswirkt.
Mit dem vorgestellten Verfahren lässt sich somit zeit- und kostengünstig ein Lenker für ein Kraftfahrzeug herstellen, insbesondere ein Mehrpunktlenker, vorzugsweise ein Querlenker, der im Wesentlichen aus einer Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur ausgebildet ist, wobei die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur mindestens ein Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils, insbesondere eines Kugelgelenks und/oder Elastomerlagers aufweist, so dass die Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur einstückig und stoffschlüssig und ohne eine Verstärkungsstruktur ausgebildet ist.
Wie zu den grundsätzlichen Verfahrensschritten bereits erwähnt, weist der Lenker keine gesonderte Verstärkungsstruktur auf. Der Lenker kann somit leicht ausgeführt werden, da ein zusätzliches Gewicht durch eine spritzgegossene Verstärkungsstruktur ausgeschlossen ist. Bevorzugt ist die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur aus einer lastangepassten Preform-Struktur hergestellt, wobei die Preform-Struktur als, insbesondere als flächiges, Textil-TFP- und/oder im Jacquard-Verfahren hergestellt und/oder aus Faser-Matrix-Misch- und/oder Commingling- und/oder Film-Stacking- Materiai ausgebildet ist, insbesondere mehrschichtig ausgebildet ist. Durch die vorgenannten Verfahren ist hinsichtlich Form und Eigenschaften ein nahezu beliebiger Lenker, wie dieser auch aus bisherigen aus Metall hergestellten oder aus einem Faser- Kunststoff- Verbund mit Verstärkungsstruktur gebildeten Form bekannt ist, herstellbar.
Bevorzugt ist die Lastanpassung durch Faserorientierung auf der Preform-Struktur in Form von einfach und/oder mehrfach übereinander und/oder nebeneinander
eingebrachten, insbesondere ein- oder aufgenähten Hybridgarnen ausgebildet. Bei der Verwendung von Hybridgarnen handelt es sich um Garne, bei denen eine
thermoplastische Matrix integriert ist. Die flächige textile Preform-Struktur kann ganz oder teilweise aus diesen Hybridgarnen bestehen und können mit einer
Verstärkungsfaser aus Glasfaser oder Kohlefaser oder ähnlichen bekannten Materialien versehen sein. Als Matrix-Materialien für das zu verwendende Faser-Matrix-System sind sowohl thermoplastische TFP-Konstruktionen auf Basis von Polypropylen (PP), Polyamid (PA), Teilaromatischen PA (PPA) oder anderen thermoplastischen
Hybridgarnen denkbar als auch trockene im TFP-Verfahren hergestellte textile
Halbzeuge bzw. Konstruktionen, die dann im thermoplastischen RTM- oder T-RTM- Verfahren oder duroplastischen HD-RTM-Verfahren mit Harz getränkt bzw. infiltriert werden. Wenn im Zusammenhang mit der Preform-Struktur von„trocken" oder von einer trockenen Struktur bzw. einem trockenen Textil bzw. textilem Halbzeug bzw. einer textilen Konstruktion gesprochen wird, so bedeutet dieses, dass in dem Material (noch) kein Matrix-Material eingebracht ist (weder in Form von Hybridgarn noch in Form von Harz o.a.). Bevorzugt ist an zumindest einer Lagerstelle ein Lager oder ein Gelenk, insbesondere Elastomerlager, vorzugsweise in Form eines Hülsen- oder Buchsenlagers oder ein Kugelgelenk in den Lenker form- und/oder stoffschlüssig integriert. Durch die form- und/oder stoffschlüssige Integration der genannten Bauteile ist ein sicherer Verbund mit dem Lenker gewährleistet, so dass die Anforderungen an das gesamte
Fahrwerksbauteil, insbesondere hinsichtlich der Fahrwerkssicherheit mit Blick auf Auszugskräfte gewährleistet sind.
In einer besondere Ausführungsform ist das Mittel zur Aufnahme des Lagers und/oder Gelenks durch eine in den Lenker integrierte Buchse gebildet, die insbesondere aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem Faser- Verbund-Werkstoff besteht, vorzugsweise aus einer Aluminium- oder Magnesium-Legierung und/oder aus einem Glas-Faser- Kunststoff (GFK) oder Kohle-Faser-Kunststoff (CFK) steht. Besonders bevorzugt ist die Buchse an die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur angespritzt oder mit dieser verklebt. Es ergibt sich somit eine dauerhafte und belastbare stoffschlüssige Verbindung der Buchse mit dem Lenker.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das Lager oder Gelenk mittels eines teilweise unterbrochenen, insbesondere gelochten Strukturträgers des Lagers oder Gelenks in den Lenker integriert, wobei der Strukturträger aus Metall oder Kunststoff, insbesondere aus Leichtmetali oder einem Faser-Verbund-Werkstoff gebildet ist. Durch die Unterbrechung bzw. Löcher in dem Strukturträger des Lagers oder Gelenks kann dieser durch Umspritzung in vorteilhafter Weise mit dem Lenker verbunden werden. Der beispielsweise in dem Montage-Spritzguss eingebrachte Werkstoff zur Verbindung des Lagers oder Gelenks mit dem Lenker umschließt nicht nur den Strukturträger
insgesamt, sondern fließt beim Montage-Spritzguss-Prozess auch in die
Unterbrechungen bzw. Löcher und ergibt somit eine hochbelastbare Form einer stoffschlüssigen und formschlüssigen Verbindung.
In besonders bevorzugter Weise bildet das aus der Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur gebildete Mittel zur Aufnahme des Lagers oder des Gelenks einen ersten Teil einer Lagerbuchse oder eines Gelenkgehäuses, an den sich zumindest ein weiteres
Gehäuseteil, insbesondere formschlüssig, zur Aufnahme des Lagers oder eines Kugelzapfens eines Kugelgelenks anschließt, wobei die Gehäuseteile stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
In einer weiteren Ausführungsform ist die Verbindung der Gehäuseteile durch Kleben und/oder Vernieten und/oder durch Umspritzen und/oder durch thermoplastisches und/oder duroplastisches Umspritzen gebildet.
In bevorzugter Weise ist das Gehäuseteii aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminium-Legierung oder Magnesium-Legierung gebildet, wobei zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil ein zumindest weiterer Werkstoff, insbesondere mittels thermoplastischer und/oder duroplastischer Umspritzung eingefügt ist.
Bevorzugt ist in die Faser- Verbund-Struktur zumindest ein Sensor integriert, der eine Veränderung der Faser- Verbund-Struktur detektiert, um die Belastung bzw. eine Überlastung und/oder Überbeanspruchung anzuzeigen. Der Sensor ist vorzugsweise mit einer Erfassungseinrichtung und/oder einer Auswerteeinrichtung verbunden.
Bevorzugt wird die Belastung dem Fahrer im Cockpit des Fahrzeugs, insbesondere optisch und/oder akustisch, angezeigt. Alternativ ist die Auswerteeinheit, insbesondere über ein Fahrzeug-Bussystem (z.B. CAN-Bus), mit einer Steuereinrichtung im Fahrzeug vernetzt, so dass Belastungswerte in einem Speicher abrufbar gehalten werden können. Bei Überschreiten eines Belastungswertes kann die Steuereinrichtung die Weiterfahrt beeinflussen oder einen Neustart verhindern, so dass eine Fahrt mit einem fehlerhaften Lenker bzw. Fahrwerk wirkungsvoll vermieden werden kann.
Weiter bevorzugt ist in den Lenker eine Stellvorrichtung integriert, so dass der Lenker längenveränderlich ist oder der Lenker eine verschiebbare Spurstange aufweist, die durch die Stellvorrichtung, insbesondere linear, in Relation zu dem Lenker verstellbar ist.
Der zuvor genannte Lenker findet bevorzugt Verwendung in einer Lenkvorrichtung für ein Achssystem, vorzugsweise für ein Achssystem mit einer Hinterradlenkung. Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter
Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Mehrpunktlenkers
Fig. 1 a eine teilgeschnittene Darstellung eines Endbereichs eines Lenkers gemäß Fig. 1
Fig. 1 b eine Detailansicht eines anderen Endbereichs eines Lenkers mit einem Kugelgelenk
Fig. 2 eine Schnittdarstellung durch ein Lenkerende mit einem
Kugelgelenk
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung eines Lenkers mit einem Hülsenoder Buchsenlager
Fig. 4a eine Darstellung einer Ausführung des Kugelgelenks für einen
Lenker
Fig. 4b eine Darstellung einer alternativen Ausführung des Kugelgelenks für einen Lenker
Fig. 5 einer schematischen Darstellung des Verfahrens zur Herstellung eines Lenkers
Fig. 1 zeigt einen Querlenker eines Kraftfahrzeuges in Form eines Dreipunktlenkers, der aus einer Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur herstellt ist. Der Querlenker 1 ist aus einer mehrlagigen flächigen Preform-Struktur erstellt, der durch Falten etwa um die in der Figur 1 dargestellte Achse A in seine dargestellte Form gebracht wurde. Zur Aufnahme des Gummilagers 5 ist in dem Bereich der Schlaufe 4 eine Buchse 7 eingebracht worden, die etwa ellipsenartig ausgeformt ist, so dass ein sonst benötigtes Zwickelstück im Schlaufenbereich 4 entfallen kann. Das Gummilager 5 weist einenends einen Kragen 5a auf, der jeweils außen am Lenker 1 anliegt. An dem von den Gummilagern 5 abgewandten Enden des Lenkers 1 ist ein Kugelgelenk 3 eingebracht. Wie zur
Verdeutlichung in der Figur 1 a bzw. 1 b in Schnittdarstellung dargestellt, weist das Kugelgelenk ein Strukturteil 3b auf, welches den Kugelzapfen 3c und die Lagerschale 3d umgreift. Das Strukturteil 3b und die Lagerschale 3d sind von einem Gehäuse 3e umgriffen. Das Kugelgelenk 3, bestehend aus den vorgenannten Bauteilen, ist hier als vormontierte Kugelgelenk-Kartusche 3 eingebracht, wobei das Gehäuse 3e aus Kunststoff bestehen kann, mit dem der Kugelzapfen 3c mit der die Kugel umschließenden Lagerschale 3d und das Strukturteil 3b umspritzt sind. Alternativ kann das Strukturteil aber auch durch die Preform-Struktur bzw. einem Teil davon gebildet sein. Dieses wird zu Figur 4a,b später noch erläutert.
Zum Schutz vor äu ßeren Einflüssen und Korrosion ist das Kugelgelenk 3 zapfenseitig durch einen Dichtungsbalg 3a geschützt, der sowohl den Kugelzapfen 3c als auch das Gehäuse 3e formschlüssig umgreift. Für den Verbund zwischen Kugelgelenk 3 und Lenker 1 ist das Strukturteil 3b vorgesehen, welches vollständig von der Faser- Kunststoff- Verbund-Struktur umschlossen ist. Wie der Figur 1 b zu entnehmen ist, weist das Sirukturteil 3b eine etwa flächige Ausbildung auf, die zur von dem Kugelgelenk 3 abgewandten Seite zum Ende des Strukturbauteils hin abflachen kann. Das
Strukturbauteil 3b ist zudem mit Löchern 3bi durchsetzt, die in voneinander
beabstandet z.B. konzentrisch mit unterschiedlichen Radien um die Längsachse des Kugelgelenks 3 angeordnet sind. Das Strukturteil 3b selbst kann aus einem Metall- Werkstoff oder ebenfalls aus einem Faser-Kunststoff- Verbund-Werkstoff gefertigt sein. Dadurch, dass das Strukturteil 3b vollständig von der Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur umschlossen ist, ergibt sich ein homogener Verbund zwischen Kugelgelenk 3 und dem Lenker 1 selbst. Durch die Löcher 3bi wird beim Konsolidierungs- und
Infiltrationsprozess ein besonders fester Verbund erreicht, da das Lenkermaterial als auch Matrixmaterial beim Konsolidieren in die Löcher 3bi eindringt und so das
Strukturteil 3b zusätzlich formschlüssig gehalten wird. Bei der Fertigung ist je nach Material des Strukturteils bzw. des Gehäuses 3e ein Primer oder dergleichen
vorzusehen, so dass je nach Material, welches für das Strukturteil vorgesehen wird, zusätzlich zum Formschluss ebenfalls ein stoffschlüssiger Verbund zwischen der Preform-Struktur bzw. der Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur und dem Strukturteil vorgesehen werden kann.
Bei der Herstellung eines Kugelgelenkes 3, bestehend aus zumindest einem
Kugelzapfen 3c und einem Gehäuse 3e bzw. eine die Kugel des Kugelzapfens 3c umschließende Lagerschale 3d ist an sich ein während der Herstellung des
Kugelgelenks oder des Herstellungsprozesses nachgeschalteter Temperprozess erforderlich. Beim Tempern wird das Kugelgelenk über einen gewissen Zeitraum erwärmt, so dass sich das Lagerschalenmaterial bzw. das Gefüge zwischen Kugelzapfen und Gehäuse setzen kann. Dieses ist erforderlich, um das
Losbrechmoment des Kugelzapfens innerhalb des Gehäuses einzustellen. Dieses kann entfallen, da bei der Herstellung des Lenkers in dem Werkzeug Temperaturen anfallen, die für das Tempern des Kugelgelenks ausreichend sind. Somit ergibt sich ein weiteres Einsparpotential, da bei der Herstellung des Kugelgelenks bzw. der Kartusche dieses nicht getempert werden muss, sondern das Tempern in dem formgebenden Werkzeug bei der Herstellung des Lenkers mit bewerkstelligt werden kann.
In der Figur 1 ist eine strichlinierte Linie A eingezeichnet, die andeutet, dass es sich bei dem Lenker von der Preform-Struktur her um ein gefaltetes Bauteil handelt. Nach der Konsolidierung bzw. Herstellung des Lenkers sind die obere und untere Lage im fertigen Bauteil jedoch einstückig stoffschlüssig ausgeführt und diese sind nicht mehr voneinander unterscheidbar. Der Lenker 1 ist als flächiges Bauteil ausgelegt und in der vorliegenden Ausbildung sind keine Stege vorgesehen. Zur Herstellung eines flächigen Bauteils bedarf es eines vereinfachten Werkzeuges, wenn keine Stege vorgesehen sind, was zusätzliche Kosten bei der Herstellung des Werkzeuges einspart. Das schließt jedoch nicht aus, dass aufgrund von besonderen Belastungen ggf. L- oder Lieder T-förmige Stege vorgesehen werden können. Die Form der Stege richtet sich dabei nach der mechanischen Anforderung an den Lenker und kann in allen drei Raumrichtungen lokal angepasst werden. Der vorliegend gezeigte Lenker 1 weist ebenfalls keine sickenförmigen Erhebungen oder Vertiefungen auf, da diese aufgrund der hohen Festigkeit und Steifigkeit des Bauteils nicht notwendig sind. Es schließt jedoch nicht aus, dass je nach Anforderung ggf. Erhebungen oder Vertiefungen in Form von Sicken vorgesehen werden können.
Die bereits weiter oben angesprochenen Buchsen 7 können als metallene oder polymere (Kunststoff-) Buchsen ausgeführt sein. Bei der Herstellung des Lenkers 1 beispielsweise im RTM-Verfahren, ob duroplastisch oder thermoplastisch, werden die Buchsen in das Werkzeug eingelegt, wobei die Gummilager zuvor in die Buchsen eingepresst wurden. In einer Variante können die Buchsen jedoch auch entfallen und die Gummilager direkt in das Werkzeug eingelegt und mit Kunststoff umspritzt werden. Die bei den aus dem Stand der Technik bekannten Lenkern erforderlichen Zwickel entfallen hierbei ebenfalls, da diese die Zwickelform und -funktion übernehmen.
Eine weitere Variante zur Vermeidung der Zwickelstücke ist durch die Vernähung der trockenen oder vorimprägnierten Preform-Struktur im Bereich der Zusammenführung von oberer und unterer Lage, also in dem gezeigten Schlaufenbereich 4 durch eine Zwischenvernähung im Zwischenbereich 4a möglich. Nach dem Falten der Preform- Struktur würde diese Zwischenvernähung im Bereich 4a vorgesehen, bevor die Buchse 7 in die Preform-Struktur eingebracht wird und somit bevor die Preform-Struktur in das Werkzeug eingelegt wird;
Fig. 2 zeigt die Integration eines Kugelgelenks 3 in eine vorgeformte Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur 8. Diese erfolgt derart, dass ein Gehäuse aus Metall, vorzugsweise ein Gehäuse aus Aluminium 3e einen Kugelzapfen 3c mit vormontierter Lagerschale 3d und die vorgeformte Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur 8 (z. B. eine Preform-Struktur erstellt aus TFP) in ein Spritzgusswerkzeug eingelegt werden, und thermoplastisch (RTM) oder duroplastisch (HD-RTM) umspritzt werden. Die Verbindung des Gehäuses 3e kann dabei sowohl stoffschlüssig über eine Verklebung 1 1 als auch Stoff- bzw.
formschlüssig über durch Umspritzungen 12, die einen Niet ausbilden oder einer Kombination von beiden Möglichkeiten, erfolgen. Durch die Integration des
AluminiumTeilgehäuses in die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur zu einem MultiMaterial-Design wird sichergestellt, dass hohe auf den Kugelzapfen wirkende Kräfte, wie die in der Figur 2 gezeigten Kräfte FA bzw. FD, bei einem Querlenker aus Faser- Kunststoff-Struktur realisiert werden können, die alternativ durch ggfs. aufwendige, schwer herstellbare Faserorientierung erreichbar wären.
Zur Integration von Gummilagern sind nicht nur Lenker aus Faser-Kunststoff- Verbund- Struktur geeignet, die auf einer Preform-Struktur basieren, die vor Einlegen in das Werkzeug bzw. Voreinbringen von Lagerbuchsen und/oder Gummilagern gefaltet werden.
Die in Fig. 3 gezeigte Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur bzw. Preform-Struktur 21 , hier gezeigt mit zur Verstärkung der Steifigkeit dienenden Stege 30 und 31 , ist ebenfalls ohne eine während oder nach dem Konsolidierungsprozess eingebrachte oder angespritzte Verstärkungsstruktur ausgeführt. Die Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur ist zur Integration der Gummilager 5 in Richtung der Werkzeug-Öffnungs-Bewegung Wo ohne Hinterschnitte gestaltet, derart, dass sie nur halb um die Gummilager 5 bzw.
Buchse 7 führt. Eine Faltung der Preform-Faser-Struktur ist somit nicht erforderlich, so dass ein noch weiter vereinfachter Fertigungsprozess für die Integration von Buchsen bzw. Lagern gewährleistet ist. Die Buchse 7 ist mit dem Lenker 21 durch eine
Umspritzung 22 gesichert.
Dieses Prinzip eignet sich somit auch für Preform-Strukturen, die durch das TFP- Verfahren hergestellt sind. Dabei können diese aus Hybridgarn mit integrierter thermoplastischer Matrix bestehen. Alternativ können die Preform-Strukturen auch aus Glasfaser oder Kohlefaser bestehen, die dann im thermoplastischen (T-RTM) oder duroplastischen (HD-RTM) Verfahren mit Kunststoff bzw. einer Kunststoff-Matrix infiltriert werden. Die Integration des Gummilagers kann dabei durch Einspritzen mittels der Kunststoff-Matrix gleichartig wie die Integration eines Kugelgelenks in einem
Arbeitsgang, also bei der Infiltration der Preform-Struktur mit der Kunststoff- Matrix ausgeführt werden. Ein kostengünstiger Einstufen-Prozess ist somit gewährleistet.
Die Fig. 4a und 4b zeigen weitere Varianten von Kugelgelenken, die sich ebenfalls für die Integration in einem Faser-Kunststoff-Verbund-Lenker eignen.
Fig. 4a zeigt ein Kugelgelenk 31 mit einem Kugelzapfen 31 c und einer Lagerschale 31 d, wobei der Kugelzapfen mit umschließender Lagerschale in ein Metallgehäuse bzw. Metallkäfig 30 eingebettet ist. Ebenfalls erkennbar ist ein Strukturbauteil 31 b, das das Metallgehäuse bzw. den Metallkäfig 30 umschließt. Mit anderen Worten ist das
Metallgehäuse bzw. der Metallkäfig in das Strukturbauteil 31 b eingesetzt, so dass der umlaufende Rand 30a an dem Loch in dem Strukturbauteil 31 b anliegt. Das Gehäuse 31 e umschließt die vorgenannten Bauteile in der Weise, dass der Kugelzapfen 31 c die bei Kugelgelenken übliche Schwenk- und Drehbeweglichkeit hat. Das Gehäuse 31 e ist durch Umspritzen eingebracht bzw. umschließt Strukturbauteil 31 b und Metallkäfig 30 zu einem festen Verbund. Das Strukturteil kann aus Metall, aus Organoblech oder ebenfalls durch eine Preform-Struktur, die beispielsweise im TFP-Verfahren hergestellt ist, ausgeführt sein. Unter Organoblech ist ein Halbzeug aus thermoplastischem
Kunststoff verstärkt mit Endlosfasern zu verstehen, der zumeist in Plattenform hergestellt ist. Organobleche können untern Temperatureinfluss plastisch verformt werden (z.B. durch den Umformprozess Tiefziehen).
In Fig. 4b ist eine im Vergleich zur Figur 4a leicht veränderter Alternative gezeigt. Das Gehäuse wird hierbei zweiteilig ausgeführt. Das Unterteil 41 eu des Gehäuses ist ausgeführt wie das Strukturteil gemäß Figur 4a, wobei kein Loch vorgesehen ist, sondern eine kugelförmige Einbuchtung bzw. Sicke 45 vorgesehen ist, die die
Lagerschale 41 d bzw. die Kugel des Kugelzapfens 41 c zumindest teilweise,
vorzugsweise zur Hälfte aufnimmt. Der obere Teil 41 eo bzw. zapfenseitige Teil des Gehäuses ist durch einen konischen Ring 41 eo gebildet, der mit dem Gehäuseunterteil 41 eo form- bzw. stoffschlüssig verbunden ist. Dadurch wird der Kugelzapfen 41 c mit der Lagerschale 41 d in dem Kugelgelenk 41 gehalten. Die Verbindung zwischen
Gehäuseoberteil 41 eo und Gehäuseunterteil 41 eu kann, wie schon zu Figur 2
beschrieben, durch eine Verklebung 47 oder wie hier ebenso gezeigt durch eine Umspritzung 42 gegeben sein. Das so vormontierte Bauteil wird zur Herstellung des Lenkers in das formgebende Werkzeug eingelegt, so dass Gehäuseober- und unterteil dann im Konsolidierungsprozess durch den Faserverbund-Werkstoff bzw. die Struktur und der eingespritzten Kunststoff-Matrix umschlossen werden. Für das Kugelgelenk 41 ergibt sich somit hinsichtlich der durch den Kugelzapfen 41 c einwirkenden Druckkräfte FD bzw. Zugkräfte FA eine hinreichende Festigkeit, so dass der Auszug des
Kugelzapfens durch diese Kräfte nicht gegeben ist.
Alternativ ist das Strukturteil 31 b, 41 b kein separates Bauteil, wie in den Ausführungen zuvor beschrieben, sondern ist durch die Preform-Struktur selbst bzw. eines äußeren Teilbereiches davon, gebildet, wie schon zu Figur 1 gesagt.
In Analogie zu Figur 4a weist die Preform-Struktur 31 b dort ein Loch 33 auf, wo später der Kugelzapfen 31 c, ggfs. mit Lagerschale 31 d und/oder Lagerkäfig 30, nach dem Konsolidieren mit Kunststoff umspritzt wird, um das Gehäuse zu bilden. Alternativ zu vorgenannten Variante und in Analogie zu Figur 4b ist der Teilbereich der Preform-Struktur mit einer Einbuchtung bzw. Sicke oder Mulde 45 versehen, die bereits bei der Herstellung der Preform-Struktur vorgesehen sein kann. Die Mulde 45 kann aber auch dadurch eingebracht sein, dass diese in dem formgebenden Werkzeug vorhanden ist und nach dem Einlegen ins Werkzeug eingebracht bzw. dem
anschließenden Konsolidierungsprozess gefestigt wird. Damit bildet der Teilbereich der Preform-Struktur das Gehäuseunterteil 41 eu. Das Fügen zwischen Gehäuseoberteil 41 eo und Gehäuseunterteil 41 eu kann, wie schon zuvor beschrieben, durch eine
Verklebung 47 oder wie in Figur 4b ebenso gezeigt durch eine Umspritzung 42 gegeben sein.
Figur 5 zeigt einen Ablauf der Verfahrensschritte gemäß der Erfindung. In einem ersten Schritt PS wird eine Preform-Struktur erstellt, z.B. eine flächige Textilkonstruktion (Gelege, Gewebe oder Gewirke o.ä.), die mittels des TFP Verfahrens unter
Verwendung von Hybridgarnen, z.B. mittels Aufnähen, dieser hergestellt wird. In einem weiteren Schritt PS->W wird das Werkstück mittels eines Handhabungsroboters in ein formgebendes Werkzeug eingebracht. Weitere Fahrwerks-Bauteile wie ein
Buchsenlager und/oder Kugelgelenke werden in diesem Schritt ebenfalls in das
Werkzeug eingebracht. Das Werkzeug wird geschlossen. In einem nachfolgenden Schritt wird das Bauteil konsolidiert. Dabei wird eine auf die verwendeten Werkstoffe angepasste Temperatur sowie ein vorbestimmter Druck im bzw. mit dem Werkzeug erzeugt und für eine bestimmte Zeit gehalten. Anschließend ist der Lenker fertiggestellt und kann dem Werkzeug mittels eines Handhabungsroboters entnommen werden.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Ebenso liegt es im Rahmen der Erfindung, eine mechanische Umkehr der Funktionen der einzelnen mechanischen Elemente der Erfindung zu bewirken. Bezuqszeichen Lenker
Gedachte Verbindungslinie, 31 , 41 Kugelgelenk, -kartuschea, 31 a Dichtungsbalg
b, 31 b, 41 b Strukturteil
bi, 33bi, 41 bi Löcher
c, 31 c, 41 c Kugelzapfen, Kugel
d, 31 d, 41 d Lagerschale
e, 31 e Gehäuse
Schlaufenbereich
a Zwischenbereich
Gummilagera Kragen
Buchse
Preform-Struktur, FKV-Struktur 1 Verklebung
2, 22, 42 Durchspritzung, Umspritzung1 Lenker
0 Metallgehäuse, Metallkäfig0a umlaufender Rand
1 eu Gehäuse Unterteil
1 eo Gehäuse Oberteil, konischer Ring5 Sicke, Einbuchtung
7 Verklebung
Auszugskraft
Druckkraft
Richtung Werkzeugöffnung

Claims

Patentansprüche
1 . Verfahren zur Herstellung eines Lenkers für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker, vorzugsweise Querlenker, im Wesentlichen ausgebildet aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur, mit den Schritten
- Erstellen einer Preform-Struktur mit lastangepasster Faserorientierung,
- Einbringen der Preform-Struktur in ein formgebendes Werkzeug,
- Konsolidieren der Preform-Struktur in dem Werkzeug mittels Zuführen von Druck und/oder Temperatur
- Entnehmen und Weiterbearbeiten des Lenkers.
2. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 1 ,
wobei vor und/oder während und/oder nach dem Einbringen der Preform-Struktur in das Werkzeug mindestens ein Fahrwerksteil und/oder ein Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils in die Preform-Struktur eingebracht wird.
3. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 1 oder 2,
wobei während des Konsolidierens die Preform-Struktur mit einem Matrix-Material infiltriert wird, welches in das Werkzeug eingebracht, insbesondere eingespritzt, wird.
4. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 3, wobei das Konsolidieren mit Infiltrieren nach dem RTM-Verfahren, insbesondere T-RTM- oder HD-RTM- Verfahren, vorgenommen wird.
5. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 3 oder 4, wobei nach dem Konsolidieren innerhalb des Werkzeugs an dem Lenker wenigstens ein weiteres Fahrwerkteil und/oder ein Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren
Fahrwerkteils, insbesondere eines Lagers, eingebracht wird, insbesondere durch Montagespritzguss, vorzugsweise nach dem T-RTM oder HD-RTM-Verfahren.
6. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 5, wobei das Einbringen des Fahrwerkbauteils oder des Mittels zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils, insbesondere eines Lagers, nach dem HD-RTM-Verfahren mit dem SMC und/oder BMC-Verfahren ergänzend und/oder kombinierend ausgeführt wird.
7. Lenker für ein Kraftfahrzeug, insbesondere Mehrpunktlenker, vorzugsweise Querlenker, im Wesentlichen ausgebildet aus einer Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur, wobei die Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur mindestens ein Mittel zur Aufnahme mindestens eines weiteren Fahrwerkteils, insbesondere eines Kugelgelenks und/oder Elastomerlagers, aufweist, dadurch gekennzeichnet , dass die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur, insbesondere einstückig und stoffschlüssig, ohne eine
Verstärkungsstruktur ausgebildet ist.
8. Lenker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Faser-Kunststoff- Verbund-Struktur aus einer lastangepassten Preform-Struktur hergestellt ist, wobei die Preform-Struktur als, insbesondere flächiges, zumindest einschichtiges Textil im TFP- und/oder Jacquard-Verfahren hergestellt und/oder aus Faser-Matrix-Misch- und/oder Commingling- und/oder Film-Stacking-Material ausgebildet ist, insbesondere
mehrschichtig ausgebildet ist.
9. Lenker nach einem der Ansprüche von 7 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lastanpassung durch Faserorientierung auf der Preform-Struktur in Form von einfach und/oder mehrfach übereinander und/oder nebeneinander eingebrachten, insbesondere ein- und/oder aufgenähten Hybridgarnen ausgebildet ist.
10. Lenker nach einem der Ansprüche von 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einer Lagerstelle ein Lager oder ein Gelenk, insbesondere Elastomerlager oder Kugelgelenk in den Lenker form- und/oder stoffschlüssig integriert ist.
1 1 . Lenker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerstelle in Form eines Mittels zur Aufnahme des Lagers und/oder Gelenks durch eine in den Lenker integrierte Buchse gebildet ist, die insbesondere aus Kunststoff, Leichtmetall oder einem Faser- Verbundwerkstoff besteht, vorzugsweise aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung und/oder aus einem GFK- oder CFK-Werkstoff.
12. Lenker nach Anspruch 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse an die Faser-Kunststoff-Verbund-Struktur stoffschlüssig verbunden ist, insbesondere angespritzt oder mit dieser verklebt ist.
13. Lenker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lager oder Gelenk mittels eines teilweise unterbrochenen, insbesondere gelochten, Struktur-Trägers des Lagers oder Gelenks in den Lenker integriert ist, wobei der Struktur-Träger aus Metall oder Kunststoff, insbesondere aus Leichtmetall oder einem Faser-Verbundwerkstoff gebildet ist.
14. Lenker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das aus der Faser- Kunststoff- Verbund-Struktur gebildete Mittel zur Aufnahme für das Lager oder das Gelenk einen ersten Teil einer Lagerbuchse oder eines Gelenkgehäuses bildet, an den sich zumindest ein weiteres Gehäuseteil, insbesondere formschlüssig, zur Aufnahme des Lagers oder eines Kugelzapfens eines Kugelgelenks anschließt, wobei die
Gehäuseteile stoffschlüssig und/oder formschlüssig und/oder kraftschlüssig miteinander verbunden sind.
15. Lenker nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Gehäuseteile durch Kleben und/oder durch Vernieten und/oder Durchspritzen und/oder durch thermoplastisches und/oder duroplastisches Umspritzen gebildet ist.
16. Lenker nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Gehäuseteil aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminiumlegierung oder Magnesiumlegierung gebildet ist, wobei zwischen dem ersten und zweiten Gehäuseteil ein zumindest weiterer Werkstoff, insbesondere mittels thermoplastischer und/oder duroplastischer Umspritzung eingefügt ist.
17. Lenker nach einem der Ansprüche von 7 bis 1 6, dadurch gekennzeichnet, dass in die Faser-Verbund-Struktur zumindest ein Sensor integriert ist, der eine Veränderung der Faser-Verbund-Struktur detektiert, um eine Überlastung oder Überbeanspruchung anzuzeigen.
18. Lenker nach einem der Ansprüche von 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass in den Lenker eine Stellvorrichtung integriert ist, so dass der Lenker längenveränderlich ist oder der Lenker eine verschiebbare Spurstange aufweist.
19. Lenker nach Anspruch 18, zur Verwendung in einer Lenkvorrichtung,
vorzugsweise einer Hinterradlenkung.
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