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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Vierpunktlenker für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs nach Anspruch 1.
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Herkömmliche Vierpunktlenker werden im NKW-Bereich derzeit in Sattelzugmaschinen als Fahrwerksanbindung eingesetzt. Dabei übernimmt der Vierpunktlenker die Aufgaben des Dreieckslenkers und des Stabilisators, d. h. die Querführung und die Längsführung der Achse. Außerdem übernimmt der Vierpunktlenker ebenfalls die Wankstabilisierung. Die Anbindung des Vierpunktlenkers an die Starrachse und an die Karosserie erfolgt üblicherweise mittels Gummi-Metall-Buchsen.
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In
DE 102004014610 A1 ist eine Konstruktionsweise eines Vierpunktlenkers aus einem Sphäroguss beschrieben. Dies ist nachteilig, da der Vierpunktlenker dadurch eine sehr hohe Masse aufweist.
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Aus
DE 102011079654 A1 ist eine Konstruktionsweise eines Vierpunktlenkers aus einem Faserkunststoffverbund (FKV) bekannt. Dieser Vierpunktlenker weist jedoch Nachteile in Bezug auf eine fasergerechte Konstruktion und eine großserientaugliche Fertigung auf.
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Der vorliegenden Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zu Grunde, einen verbesserten Vierpunktlenker für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, der auf einfache und kostengünstige Art und Weise gefertigt werden kann, bauraumoptimiert ist und eine geringe Masse aufweist.
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Die vorliegende Erfindung schlägt ausgehend von der vorgenannten Aufgabe einen Vierpunktlenker für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs mit den Merkmalen nach Patentanspruch 1 vor. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor.
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Ein Vierpunktlenker für eine Achsanordnung eines Fahrzeugs umfasst zwei Tragelemente, wobei jedes der Tragelemente zwei karosserieseitige Enden und einen Zentralbereich aufweist. Jedes der Tragelemente ist separat gefertigt, und jedes Tragelement ist aus einem Faserkunststoffverbund (FKV) ausgeformt. Die beiden Tragelemente sind an ihren Zentralbereichen mittels eines Fügemittels miteinander wirkverbunden. Ein Fahrzeug ist hierbei ein straßengebundenes Fahrzeug, z. B. ein NKW oder PKW.
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Ein Tragelement ist ein Biegeträger, oder in anderen Worten ein Längsträger und dient als Haupttragelement. Dies heißt, dass die Querführung und Längsführung der Achsanordnung, wenn der Vierpunktlenker in der Achsanordnung eines Fahrzeugs verwendet wird, hauptsächlich durch die Tragelemente übernommen werden. Jedes Tragelement weist hierbei zwei karosserieseitige Enden auf. Mittels der karosserieseitigen Enden kann sich das Tragelement und somit der gesamte Vierpunktlenker bei der Verwendung des Vierpunktlenkers in einem Fahrzeug an einer Fahrzeugkarosserie abstützen. Dazu kann an jedem karosserieseitigen Ende ein Lagerauge vorgesehen sein, mittels welchem die Anbindung erfolgen kann. Weiterhin weist jedes Tragelement einen Zentralbereich auf. Dieser Zentralbereich ist räumlich zwischen den beiden karosserieseitigen Enden jedes Tragelements angeordnet. Jedes Tragelement erstreckt sich also von seinem ersten karosserieseitigen Ende über seinen Zentralbereich zu seinem zweiten karosserieseitigen Ende. Die Tragelemente können hierbei derart ausgeformt sein, dass sie eine geradlinige oder alternativ dazu eine gebogene Form aufweisen, z. B. eine langgezogene S-oder Doppel-S-Form. Selbstverständlich ist jede geeignete spannungsoptimierte geometrische Form möglich. Beide Tragelemente können gleichartig ausgeformt sein oder alternativ dazu unterschiedlich voneinander. Die genaue geometrische Ausformung der Tragelemente ist hierbei an einem vorhandenen Bauraum zu orientieren und an diesen anzupassen.
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Jedes Tragelement ist aus einem FKV ausgeformt. Vorzugsweise sind beide Tragelemente aus demselben FKV ausgeformt. Der FKV kann beispielsweise ein glasfaserverstärkter Kunststoffverbund (GFK), ein carbonfaserverstärkter Kunststoffverbund (CFK), ein aramidfaserverstärkter Kunststoffverbund (AFK) oder ein anderer geeigneter FKV sein.
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Weiterhin ist jedes der Tragelemente separat gefertigt. Dies heißt, dass jedes Tragelement eine separate Baugruppe ausbildet. Erst nach Fertigstellung jedes einzelnen Tragelements werden diese lastgerecht gefügt und somit wirkverbunden. Dies entspricht einer Differentialbauweise. Die beiden Tragelemente sind an ihren Zentralbereichen miteinander wirkverbunden, das heißt, dass diese dort gefügt sind.
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Das Fügen ist mittels eines Fügemittels erfolgt. Ein Fügemittel ist hierbei ein Mittel, dass zum Fügen wenigstens zweier Bauelemente dient. Fügemittel sind beispielsweise Verbindungswicklungen aus Endlosfasern, Klebstoffe, Klammern, Gummi-Metall-Elemente, Schrauben oder ähnliche geeignete Fügemittel.
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Vorteilhaft hierbei ist, dass die Fertigung der Tragelemente kostengünstig in Serienfertigung erfolgen kann. Der Fügeprozess kann zudem automatisiert ablaufen. Durch die separate Fertigung jedes einzelnen Tragelements können die Tragelemente bezüglich der Faserorientierung optimiert sein. Außerdem weist der Vierpunktlenker auf Grund der vollständigen Fertigung aus FKV eine weit geringere Masse auf als ein vergleichbarer Vierpunktlenker aus einem metallischen Werkstoff. Der Vierpunktlenker weist eine hohe Seitensteifigkeit zur Führung der Achse, eine vorbestimmte Längsnachgiebigkeit, eine vorbestimmte Torsionssteifigkeit, und eine geringere Wanksteifigkeit im Vergleich zu herkömmlichen Vierpunktlenkern auf.
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Nach einer Ausführungsform sind die beiden Tragelemente an ihren Zentralbereichen derart miteinander wirkverbunden, dass diese beiden Zentralbereiche sich kreuzen. In anderen Worten ist das eine Tragelement räumlich auf dem anderen Tragelement angeordnet, so dass der Vierpunktlenker insgesamt in Form eines X ausgebildet ist. Vorzugsweise kontaktieren sich die beiden Zentralbereiche in einem Teilbereich und formen eine horizontale Anlagefläche aus.
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Der Vierpunktlenker weist eine Mittelachse auf, die bei Verwendung des Vierpunktlenkers in einem Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Das erste karosserieseitige Ende jedes Tragelements liegt auf einer ersten Seite der Mittelachse, während das zweite karosserieseitige Ende jedes Tragelements auf einer zweiten Seite der Mittelachse liegt.
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Beispielsweise weist jedes Tragelement eine langgezogene S-Form auf. In diesem Fall ist die ausgeformte horizontale Anlagefläche kleiner als bei zwei Tragelementen die jeweils eine langgezogene Doppel-S-Form aufweisen. Beispielsweise kann die horizontale Anlagefläche bei einer langgezogenen Doppel-S-Form der Tragelemente derart sein, dass die Ausformung beider Tragelemente an ihrem Zentralbereich für jeweils einen größeren Teilbereich übereinstimmt als bei Tragelement mit langgezogener S-Form, wobei zusätzlich eine vertikale Anlagefläche ausgeformt wird. Diese größeren Teilbereiche sind in anderen Worten deckungsgleich ausgeformt, so dass dieser Teilbereich des einen Tragelements genau auf dem gleich ausgeformten Teilbereich des anderen Tragelements angeordnet ist und sich diese beiden Teilbereiche kontaktieren und zusätzlich eine vertikale Anlagefläche ausbilden. In anderen Worten ist die horizontale Anlagefläche und somit die sich überschneidenden Teilbereiche der beiden Tragelemente abhängig von der geometrischen Ausformung der beiden Tragelemente.
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Auf Grund der sich kreuzenden Zentralbereiche der Tragelemente ist der Kraftfluss im Vierpunktlenker - bei der Verwendung des Vierpunktlenkers in der Achsanordnung eines Fahrzeugs - besonders verbessert. Der Vierpunktlenker ist in anderen Worten kraftflussoptimiert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform weist wenigstens eines der beiden Tragelemente an seinem Zentralbereich eine Aussparung auf. Diese kann der äußeren Form eines Teilbereichs des Zentralbereichs des anderen Tragelements entsprechen. Wenigstens eines der Tragelemente kann eine Aussparung, die einer äußeren Form des Teilbereichs des Zentralbereichs des jeweils anderen Tragelements entspricht aufweisen, so dass bei dem Fügen der beiden Tragelemente ein zusätzlicher Formschluss entsteht. Selbstverständlich können beide Tragelemente eine einander entsprechende Aussparung aufweisen. Daran ist z. B. vorteilhaft, dass von dem Vierpunktlenker bei der Ausformung mit sich kreuzenden Zentralbereichen der Tragelemente an dem Kreuzbereich weniger Bauraum eingenommen wird.
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Nach einer weiteren Ausführungsform sind die beiden Tragelemente an ihren Zentralbereichen derart miteinander wirkverbunden, dass diese beiden Zentralbereiche eine tangentiale Anlagefläche ausbilden. Die beiden Tragelemente sind räumlich derart zueinander angeordnet, dass diese in einer Ebene nebeneinander angeordnet sind. Die beiden Zentralbereiche sind miteinander wirkverbunden, so dass die tangentiale Anlagefläche ausgebildet ist. Die Anlagefläche wird als tangential bezeichnet, da beide Tragelemente an ihren jeweiligen Zentralbereichen eine gebogene Ausformung aufweisen. Beide Tragelemente sind beispielsweise c-förmig ausgeformt. Beide Tragelemente sind über das Fügemittel miteinander wirkverbunden.
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Der Vierpunktlenker weist eine Mittelachse auf, die bei Verwendung des Vierpunktlenkers in einem Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Das erste karosserieseitige Ende jedes Tragelements liegt auf einer Seite der Mittelachse, während das zweite karosserieseitige Ende jedes Tragelements auf derselben Seite der Mittelachse liegt. Dies heißt, dass das erste karosserieseitige Ende des ersten Tragelements auf derselben Seite der Mittelachse liegt wie das zweite karosserieseitige Ende des ersten Tragelements, z. B. auf der ersten Seite der Mittelachse. Das erste karosserieseitige Ende des zweiten Tragelements liegt auf derselben Seite der Mittelachse wie das zweite karosserieseitige Ende des zweiten Tragelements, z. B. auf der zweiten Seite der Mittelachse.
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Auf Grund der Fügung der beiden Tragelemente mit einer tangentialen Anlagefläche der Zentralbereiche ist der von dem Vierpunktlenker benötigte Bauraum - bei der Verwendung des Vierpunktlenkers in der Achsanordnung eines Fahrzeugs - besonders verbessert. Der vertikale Bauraum ist geringer als bei der Ausformung des Vierpunktlenkers mit sich kreuzenden Zentralbereichen der Tragelemente. Der Vierpunktlenker ist in anderen Worten bauraumoptimiert.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist Faserkunststoffverbund ein glasfaserverstärkter Kunststoffverbund. Die beiden Tragelemente sind in somit aus GFK ausgeformt. Dies hat den Vorteil, dass der Materialpreis günstiger ist als bei anderen FKVs. Weiterhin hat dies den Vorteil, dass GFK ein günstiges Verhältnis zwischen Steifigkeit und Festigkeit aufweist, d. h. dass GFK im Vergleich zu anderen FKVs einen geringen E-Modul aufweist, so dass die benötigte Elastokinematik bei Erreichen der Festigkeitsanforderungen einstellbar ist. Alternativ dazu ist der Faserkunststoffverbund ein CFK, d. h. beide Tragelemente sind dann aus CFK ausgeformt.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Fügemittel mittels Faserwicklungen ausgeformt. Dies heißt, dass die beiden Tragelemente wirkverbunden werden mittels Umwicklung durch FKV-Fasern. Die Ausformung der Faserwicklungen richtet sich nach der geometrischen Ausformung der beiden Tragelemente und deren Anordnung zueinander. Bei sich kreuzenden Zentralbereichen der beiden Tragelemente kann sich die Ausformung der Faserwicklungen nach Ausformung und Größe der Anlagefläche richten. Ist die Anlagefläche der Zentralbereiche der beiden Tragelemente nur horizontal ausgebildet, sind Kreuzwicklungen vorteilhaft. Weist der Vierpunktlenker eine horizontale Anlagefläche der Zentralbereiche der beiden Tragelemente und eine zusätzliche vertikale Anlagefläche auf, sind Querwicklungen vorteilhaft. Weist der Vierpunktlenker alternativ dazu eine tangentiale Anlagefläche auf, sind Querwicklungen vorteilhaft.
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Das Ausformen des Fügemittels mittels Faserwicklungen ist zudem vorteilhaft, weil dieses fasergerecht ist, eine geringe Masse aufweist und auf einfache Art und Weise umzusetzen ist. Außerdem ist dieses schadenstolerant für wechselnde und hohe Belastungen.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Fügemittel mittels wenigstens eines Onserts ausgeformt. Ein Onsert ist eine Klammer aus einem metallischen Material. Mittels eines Onserts oder mittels mehrerer Onserts werden die beiden Tragelemente an ihren Zentralbereichen gegeneinander verspannt. Die Fügung kann z. B. mit Vorspannung erzeugt werden. Die Ausformung des Fügemittels mittels des wenigstens einen Onserts hat den Vorteil, dass auf einfache und kostengünstige Art und Weise eine Fügung umgesetzt werden kann.
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Nach einer weiteren Ausführungsform ist an jedem karosserieseitigen Ende eine Anbindungsstelle angeordnet. Die Anbindungsstelle dient zur Anbindung des Vierpunktlenkers an eine Fahrzeugkarosserie, wenn der Vierpunktlenker in einem Fahrzeug verwendet wird. Ein Vierpunktlenker weist somit vier Anbindungsstellen auf. Jede Anbindungsstelle ist dazu ausgeformt, ein Lager aufzunehmen. Jede Anbindungsstelle kann mit einer Gummi-Metall-Buchse wirkverbunden sein, mittels welcher die Anbindung an die Fahrzeugkarosserie erfolgen kann.
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Bei einem Verfahren zum Herstellen eines Vierpunktlenkers, der in der vorherigen Beschreibung beschrieben worden ist, wird zuerst ein erstes der zwei Tragelemente aus einem Faserkunststoffverbund hergestellt und vollständig ausgehärtet. Anschließend oder gleichzeitig wird ein zweites der zwei Tragelemente aus einem Faserkunststoffverbund hergestellt und vollständig ausgehärtet. Diese beiden Schritte können entweder nacheinander mit derselben Fertigungsanlage als auch gleichzeitig mit zwei verschiedenen Fertigungsanlagen durchgeführt werden.
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Das Herstellen der beiden Tragelemente erfolgt hierbei vorzugsweise mittels Verwendung von Standardhalbzeugen in Serienfertigung. Dazu werden automatisierte Fertigungsverfahren genutzt werden, z. B. Resin Transfer Moulding (RTM), wobei entweder Preforms genutzt werden oder ein Flechtverfahren. Wegen der komplexen geometrischen Ausformung jedes Tragelements muss der erforderliche Kern, der zur Formgebung jedes Tragelements dient, als verlorener Kern oder als löslicher Kern ausgebildet sein.
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Beide Tragelemente werden anschließend derart zueinander angeordnet, dass deren Zentralbereiche sich kreuzen oder alternativ dazu eine tangentiale Anlagefläche ausbilden. Das heißt, dass beide Tragelemente entweder an ihren Teilbereichen ihrer Zentralbereiche räumlich aufeinander oder räumlich in einer Ebene nebeneinander, wobei die Zentralbereiche zueinander orientiert sind, angeordnet werden.
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Die beiden Tragelemente werden mittels des Fügemittels lastsicher miteinander wirkverbunden. Das Fügemittel ist entweder ausgeformt mittels Faserwicklungen oder mittels wenigstens eines Onserts oder mittels Gummi-Metall-Elementen. Ist das Fügemittels mittels Faserwicklungen ausgeformt, können diese entweder Querwicklungen oder Kreuzwicklungen sein. Die beiden Tragelemente werden an den Teilbereichen ihrer Zentralbereiche mit Faserwicklungen umwickelt, so dass eine lastsichere Fügung entsteht. Bei der Ausformung des Fügemittels mittels wenigstens eines Onserts werden die beiden Tragelemente miteinander verspannt.
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Vorteilhaft ist, dass der Vierpunktlenker mittels des beschriebenen Herstellungsverfahrens auf kostengünstige und einfache Art und Weise hergestellt werden kann. Das Herstellungsverfahren kann zudem in Serienfertigung umgesetzt werden.
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Ein Fahrzeug zur Nutzung im Straßenverkehr weist zumindest einen Vierpunktlenker auf, der in der vorherigen Beschreibung beschrieben wurde. Der Vierpunktlenker in an jeder seiner Anbindungsstellen mit einer Gummi-Metall-Buchse verbunden. Mittels dieser Gummi-Metall-Buchsen stützt sich der Vierpunktlenker an der Fahrzeugkarosserie ab. Während eines Fahrbetriebs übernimmt der Vierpunktlenker die Quer- und Längsführung sowie die Stabilisierung der Achse des Fahrzeugs. Das Fahrzeug ist vorzugsweise ein NKW.
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Anhand der im Folgenden erläuterten Figur werden ein Ausführungsbeispiel und Details der Erfindung näher beschrieben. Es zeigt:
- 1 eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer NKW-Achsanordnung nach dem Stand der Technik,
- 2 eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers mit sich kreuzenden Zentralbereichen nach einem Ausführungsbeispiel,
- 3 eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers mit sich kreuzenden Zentralbereichen nach einem weiteren Ausführungsbeispiel, und
- 4 eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers mit Zentralbereichen mit tangentialer Anlagefläche nach einem weiteren Ausführungsbeispiel.
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1 zeigt eine schematische Darstellung eines Ausschnitts einer NKW-Achsanordnung A nach dem Stand der Technik. Gezeigt ist eine Achsanordnung A mit einem herkömmlichen Vierpunktlenker 1 welcher vier Anbindungsstellen 3 aufweist. Jede Anbindungsstelle 3 ist mit einer Gummi-Metall-Buchse 12 verbunden. Mittels der Gummi-Metall-Buchsen 12 ist der Vierpunktlenker 1 mit der Fahrzeugkarosserie verbunden. Die dargestellte Achsanordnung A weist eine Starrachse 10 auf. Weiterhin sind zur besseren Orientierung zwei Räder 11 dargestellt. Dargestellt ist zudem eine Mittelachse 9, die bei der Verwendung des Vierpunktlenkers 1 in einem Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Der gezeigte Vierpunktlenker 1 ist aus einem metallischen Material, beispielsweise aus Sphäroguss, ausgeformt. Durch diese Materialwahl weist der Vierpunktlenker 1 eine hohe Masse auf. Dies ist nachteilig, da die gesamte Achsanordnung A somit eine hohe Masse aufweist. Die in 1 dargestellte Achsanordnung A dient lediglich zum Vergleich mit den erfindungsgemäßen Ausführungsformen nach 2 bis 4.
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2 zeigt eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers 1 mit sich kreuzenden Zentralbereichen 4 nach einem Ausführungsbeispiel. Der Vierpunktlenker 1 weist zwei Tragelemente 2 auf, die aus einem FKV ausgeformt sind. Dargestellt ist zudem eine Mittelachse 9, die bei der Verwendung des Vierpunktlenkers 1 in einem Fahrzeug in Fahrzeuglängsrichtung orientiert ist. Jedes der Tragelemente 2 weist einen Zentralbereich 4 und zwei karosserieseitige Enden 3 auf. Das heißt, jedes Tragelement erstreckt sich von seinem ersten karosserieseitigen Ende 3 über seinen Zentralbereich 4 zu seinem zweiten karosserieseitigen Ende 3. Jedes Tragelement 2 ist hier in Form eines langgezogenen S ausgeformt.
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Beide Tragelemente 2 sind derart zueinander angeordnet, dass sich deren Zentralbereiche 4 kreuzen. Dies heißt, dass ein erstes der beiden Tragelemente 2 räumlich auf dem zweiten der beiden Tragelemente 2 angeordnet ist. Das erste Tragelement 2 liegt also auf dem zweiten Tragelement 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 ist auf einer anderen Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2 ist auf einer anderen Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Weiterhin ist das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das erste karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Ebenso ist das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Die Berührungsfläche zwischen den beiden Tragelementen 2, an deren Zentralbereichen 4, ist eine horizontale Anlagefläche 7. Diese horizontale Anlagefläche 7 betrifft lediglich einen Teilbereich der beiden Zentralbereiche 4 der beiden Tragelemente 2.
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Jedes Tragelement 2 wird separat von dem anderen Tragelement 2 gefertigt. Die Fertigung kann beispielsweise mittels RTM erfolgen. Dadurch ist eine Serienfertigung auf einfache Art und Weise möglich. Bevor die beiden Tragelement 2 miteinander wirkverbunden werden können, muss jedes separat aushärten. Diese Wirkverbindung der beiden Tragelemente 2 an Ihren Zentralbereichen 4 wird mittels eines Fügemittels, welches hier nicht dargestellt ist, geschaffen. Dieses Fügemittel kann entweder mittels Faserwicklungen realisiert sein oder mittels wenigstens eines Onserts. Durch das Fügen mittels des Fügemittels sind die beiden Tragelemente 2 lastgerecht miteinander verbunden.
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Bei der Verwendung des Vierpunktlenkers 1 in einem Fahrzeug weist jedes Tragelement 4 an seinen karosserieseitigen Enden 3 eine Anbindungsstelle auf, wobei diese Anbindungsstelle beispielsweise mit einer Gummi-Metall-Buchse verbunden sein kann.
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3 zeigt eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers 1 mit sich kreuzenden Zentralbereichen 4 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Die hier dargestellten Tragelemente 2 weisen die Form eines langgezogenen Doppel-S auf. Beide Tragelemente 2 sind aus einem FKV, vorzugsweise aus GFK oder CFK, hergestellt. Jedes Tragelement 2 weist wie bereits in 2 beschrieben einen Zentralbereich 4 und zwei karosserieseitige Enden 3 auf. Wie bereits in 2 sind die beiden Tragelemente 2 so zueinander angeordnet, dass deren Zentralbereiche 4 sich kreuzen. Dies heißt, dass ein erstes der beiden Tragelemente 2 räumlich auf dem zweiten der beiden Tragelemente 2 angeordnet ist. Das erste Tragelement 2 liegt also auf dem zweiten Tragelement 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 ist auf einer anderen Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2 ist auf einer anderen Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Weiterhin ist das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das erste karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Ebenso ist das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2.
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Durch die sich kreuzenden Zentralbereiche 4 der beiden Tragelemente 2 wird an der Berührungsfläche der beiden Tragelemente 2 eine horizontale Anlagefläche 7 ausgeformt. Diese horizontale Anlagefläche 7 betrifft lediglich einen Teilbereich der beiden Zentralbereiche 4 der beiden Tragelemente 2. Durch die besondere Ausformung der beiden Tragelemente 2 als langgezogene Doppel-S-Form wird zudem eine vertikale Anlagefläche 6 ausgeformt. Die vertikale Anlagefläche 6 und die horizontale Anlagefläche 7 stehen senkrecht aufeinander. Die Teilbereiche der beiden Zentralbereiche 4, die aufeinander angeordnet sind, sind größer, als die beiden Teilbereiche der Zentralbereiche, die in 2 aufeinander angeordnet sind.
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Beide Tragelemente 2 sind wie bereits in 2 beschrieben mittels eines Fügemittels, das hier nicht dargestellt ist, lastgerecht miteinander wirkverbunden. Das Fügemittel kann hierbei mittels Faserwicklungen, beispielsweise mittels Querwicklungen, oder mittels wenigstens eines Onserts oder mittels Gummi-Metall-Elementen, ausgeformt sein.
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Bei der Verwendung des Vierpunktlenkers 1 in einem Fahrzeug weist jedes Tragelement 4 an seinen karosserieseitigen Enden 3 eine Anbindungsstelle auf, wobei diese Anbindungsstelle beispielsweise mit einer Gummi-Metall-Buchse verbunden sein kann.
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4 zeigt eine schematische Darstellung eines Vierpunktlenkers 1 mit Zentralbereichen 4 mit tangentialer Anlegefläche 8 nach einem weiteren Ausführungsbeispiel. Der Vierpunktlenker 1 weist zwei Tragelemente 2 auf, die die Form eines C aufweisen. Jedes Tragelement 2 weist einen Zentralbereich 4 und zwei karosserieseitige Enden 3 auf. Jedes Tragelement 2 erstreckt sich also von seinem ersten karosserieseitigen Ende 3 über seinen Zentralbereich 4 zu seinem zweiten karosserieseitigen Ende 3. Die beiden Tragelemente 2 sind so zueinander angeordnet, dass ihre Bögen einander zugewandt sind. Außerdem ist das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 auf derselben Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2 ist auf derselben Seite der Mittelachse 9 angeordnet wie das zweite karosserieseitige Ende 3 des zweiten Tragelements 2. Das erste karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 ist auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 wie das erste karosserieseitige Endes 3 des zweiten Tragelements 2 angeordnet. Das zweite karosserieseitige Ende 3 des ersten Tragelements 2 ist auf der entgegengesetzten Seite der Mittelachse 9 wie das zweite karosserieseitige Endes 3 des zweiten Tragelements 2 angeordnet.
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Beide Tragelemente 2 sind mittels eines Fügemittels 5, welches hier als Onsert ausgebildet ist, miteinander wirkverbunden. Diese Wirkverbindung führt dazu, dass sich eine tangentiale Anlagefläche 8 ausbildet. Das Onsert 5 ist beispielsweise aus einem metallischen Material ausgeformt, wobei die beiden Tragelemente 2 aus einem FKV, vorzugsweise aus einem GFK oder CFK, ausgeformt sind.
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Bei den hier gezeigten Ausführungsformen von 2 bis 4 ist insgesamt vorteilhaft, dass durch die Ausformung der jeweiligen Vierpunktlenker 1 aus einem FKV die Masse des jeweiligen Vierpunktlenkers 1 im Gegensatz zu einem herkömmlichen Vierpunktlenker aus einem metallischen Material stark verringert ist. Durch diese Ausformung aus einem FKV ist die Fertigung der einzelnen Tragelemente 2 kostengünstig in Serienfertigung möglich. Der Fügeprozess kann automatisiert werden. Aufgrund der Einzelfertigung jedes einzelnen Tragelements 2 kann jedes einzelne Tragelement 2 bezogen auf seine Faserorientierung optimiert werden. Die in 2 und 3 gezeigten Ausführungsbeispiele sind kraftflussoptimiert. Das in 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ist bauraumoptimiert. Zudem weisen die in 2 bis 4 gezeigten Vierpunktlenker 1 eine hohe Seitensteifigkeit zur Führung der Achse A auf. Die Wanksteifigkeit der jeweiligen Vierpunktlenkers 1 ist im Vergleich zu herkömmlichen Vierpunktlenkern aus metallischem Material geringer.
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Die hier dargestellten Ausführungsbeispiele sind nur beispielhaft gewählt. So kann das Fügen der beiden Tragelemente in 4 mittels Faserwicklungen als Fügemittel erfolgen. Diese Faserwicklungen können Quer- oder Kreuzwicklungen, je nach Ausformung und Anordnung der beiden Tragelemente zueinander sein. Weiterhin können die einzelnen Tragelemente selbstverständlich eine andere als die hier gezeigte S- oder Doppel-S- oder C-Form aufweisen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vierpunktlenker
- 2
- Tragelement
- 3
- karosserieseitiges Ende
- 4
- Zentralbereich
- 5
- Fügemittel
- 6
- vertikale Anlagefläche
- 7
- horizontale Anlagefläche
- 8
- tangentiale Anlagefläche
- 9
- Mittelachse
- 10
- Starrachse
- 11
- Rad
- 12
- Gummi-Metall-Buchse
- A
- Achsanordnung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102004014610 A1 [0003]
- DE 102011079654 A1 [0004]