DE102012017940A1

DE102012017940A1 - Verbundlenker-Hinterachse

Info

Publication number: DE102012017940A1
Application number: DE201210017940
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner; Lothar Teske
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-09-12
Filing date: 2012-09-12
Publication date: 2014-03-13

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit zwei Längslenkern (100A, 100B) zur Lagerung je eines Rades, und mit einer Querstrebe (200) mit zwei Enden, die mit je einem dieser Längslenker (100A, 100B) verklebt sind, wobei die Längslenker (100A, 100B) jeweils einen Zapfen (110) aufweisen, der sich in Längsrichtung der Querstrebe (200) erstreckt und eine erste Mantelfläche (113B) aufweist, welche mit einer radial inneren Mantelfläche (200B) der Querstrebe (200) verklebt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse, ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbundlenker-Hinterachse sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbundlenker-Hinterachse.
Aus der DE 195 42 523 C2 ist eine Verbundlenker-Hinterachse mit zwei Längslenkern und einer Querstrebe bekannt, die aus einem Stahl- oder Gusswerkstoff gebildet und mit den Längslenkern verklebt ist. Zur Aufnahme der hohlzylindrischen Enden der Querstrebe sind an den Längslenkern tassenförmig ausgebildete zylindrische Ausnehmungen vorgesehen, die mit den radial äußeren Mantelflächen der Querstrebenenden verklebt sind.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Kraftfahrzeug mit einer verbesserten Verbundlenker-Hinterachse zur Verfügung zu stellen.
Diese Aufgabe wird durch eine Verbundlenker-Hinterachse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Anspruch 13 stellt ein Kraftfahrzeug mit einer solchen Verbundlenker-Hinterachse, Anspruch 14 ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Verbundlenker-Hinterachse unter Schutz. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weist eine Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, zwei Längslenker zur Lagerung je eines Rades, und eine Querstrebe mit zwei Enden auf, die mit je einem dieser Längslenker verklebt sind. Die Längslenker weisen jeweils einen Zapfen auf, der sich in Längsrichtung der Querstrebe erstreckt und eine Mantelfläche aufweist, welche mit einer Mantelfläche der Querstrebe verklebt ist.
Unter einem Zapfen im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Vorsprung verstanden, der in Längsrichtung der Querstrebe von einem Grundkörper eines Längslenkers hervorragt. In einer Ausführung kann seine axiale Länge wenigstens 20 mm, insbesondere wenigstens 35 mm betragen. Der Zapfen kann über einen Teil seiner axialen Länge oder komplett hohl bzw. rohrartig ausgebildet sein, um Gewicht zu sparen. Miteinander verklebte Mantelflächen können auf ihrem gesamten Überlappungsbereich oder einem Teil von diesem miteinander verklebt sein.
Indem die Querstreben mit hervorstehenden Zapfen der Längslenker verklebt werden bzw. sind, kann in einer Ausführung der vorliegenden Erfindung vorteilhaft eine Schwächung der Längslenker durch Materialaussparungen zur Aufnahme der Querstrebenenden vermieden werden. Insbesondere kann also eine stoffschlüssige Klebeverbindung zwischen Querstrebe und Längslenker in Axialrichtung in die Querstrebe hinein verlagert werden.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen die Zapfen jeweils eine im Folgenden als erste Mantelfläche bezeichnete Mantelfläche auf, welche mit einer radial inneren Mantelfläche der Querstrebe verklebt ist.
Hierdurch können gemäß einer vorteilhaften Ausführung die hohlen Enden der Querstrebe, d. h. ihre radial inneren Mantelflächen, radial von innen durch die ersten Mantelflächen der Zapfen abgestützt werden.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weisen die Zapfen jeweils eine im Folgenden ohne Beschränkung der Allgemeinheit als zweite Mantelfläche bezeichnete Mantelfläche auf, welche mit einer radial äußeren Mantelfläche der Querstrebe verklebt ist. Auf diese Weise kann ein Querstrebenende vorteilhaft radial beidseitig abgestützt und verklebt werden.
Solche erste und zweite Mantelflächen können insbesondere durch einen Kanal in der Querstrebe zugewandten Stirnfläche der Zapfen gebildet bzw. definiert sein. Entsprechend weisen in einer Ausführung die Zapfen jeweils eine der Querstrebe zugewandte Stirnfläche mit einem Kanal auf, wobei eine radial innere Kanalwand die erste Mantelfläche und eine radial äußere Kanalwand die zweite Mantelfläche aufweist, insbesondere definiert bzw. bildet. Der Kanal kann in Umfangsrichtung insbesondere einen U- oder V-förmigen Querschnitt aufweisen, d. h. die erste und zweite, dieser radial gegenüberliegenden Mantelfläche können durch einen Kanalgrund oder unmittelbar miteinander verbunden sein. Auf der der Querstrebe abgewandten Seite ist der Kanal in einer Ausführung geschlossen.
Nach einem Aspekt der vorliegenden Erfindung weisen eine oder mehrere Mantelflächen der Zapfen und/oder der Querstrebe jeweils einen oder mehrere radiale Vorsprünge auf, die in Axialrichtung des Zapfens verlaufen. Insbesondere können die ersten und/oder zweiten Mantelflächen der Zapfen und/oder die radial inneren und/oder äußeren Mantelflächen der Querstrebe jeweils einen oder mehrere solcher Vorsprünge aufweisen. In einer Ausführung sind die Vorsprünge einer Mantelfläche, wenigstens im Wesentlichen, äquidistant über den Umfang dieser Mantelfläche verteilt. In Axialrichtung des Zapfens kann ein Vorsprung einen konstanten oder variablen, insbesondere sich in radialer und/oder Umfangsrichtung verjüngenden oder erweiternden Querschnitt aufweisen. Mehrere Vorsprünge können dieselben oder unterschiedliche Querschnitte aufweisen.
Unter einem radialen Vorsprung im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere ein Vorsprung verstanden, der in radialer Richtung von der Mantelfläche hervorsteht. Entsprechend erstreckt sich ein radialer Vorsprung einer ersten Mantelfläche eines Zapfens bzw. einer radial äußeren Mantelfläche der Querstrebe von dieser Mantelfläche nach radial außen, ein radialer Vorsprung einer zweiten Mantelfläche eines Zapfens bzw. einer radial inneren Mantelfläche der Querstrebe von dieser Mantelfläche nach radial innen. Eine Wandstärke eines radialen Vorsprungs kann, wenigstens im Wesentlichen, der Wandstärke in einem Anschlussbereich in Umfangsrichtung neben dem Vorsprung entsprechen. Gleichermaßen kann ein radialer Vorsprung auch durch eine radiale Materialaufdickung ausgebildet sein.
Durch radiale Vorsprünge auf einer oder mehreren Mantelflächen können Längslenker und Querstrebe zusätzlich zur stoffschlüssigen Verklebung in einer Ausführung vorteilhaft auch in Umfangsrichtung formschlüssig aneinander befestigt werden bzw. sein.
Insbesondere hierzu können in einer Ausführung eine oder mehrere derjenigen Mantelflächen, die mit einer Mantelfläche mit wenigstens einem radialen Vorsprung verklebt sind, jeweils eine oder mehrere radiale Vertiefungen aufweisen, in die einer dieser Vorsprünge eingreift. Ein Vorsprung und eine Vertiefung können dabei komplementäre bzw. kongruente Querschnitte aufweisen. Insbesondere kann ein Vorsprung zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Flanken aufweisen, von denen eine oder beide vollständig oder teilweise an in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Flanken der Vertiefung anliegen können, in die dieser Vorsprung eingreift. Die Flanken können in einer Ausführung abgeschrägt sein bzw. Vorsprung und Vertiefung können trapezförmige Querschnitte aufweisen. Die radialen Vertiefungen verlaufen in einer Ausführung ebenfalls in Axialrichtung des Zapfens bzw. fluchten mit den radialen Vorsprüngen.
In einer Ausführung können die ersten Mantelflächen der Zapfen jeweils wenigstens einen radialen Vorsprung aufweisen, der in eine radiale Vertiefung der radial inneren Mantelflächen der Querstrebe eingreift. Zusätzlich oder alternativ können die radial inneren Mantelflächen der Querstrebe jeweils wenigstens einen radialen Vorsprung aufweisen, der in eine radiale Vertiefung der ersten Mantelflächen der Zapfen eingreift.
Zusätzlich oder alternativ können die zweiten Mantelflächen der Zapfen jeweils wenigstens einen radialen Vorsprung aufweisen, der in eine radiale Vertiefung der radial äußeren Mantelflächen der Querstrebe eingreift. Zusätzlich oder alternativ können die radial äußeren Mantelflächen der Querstrebe jeweils wenigstens einen radialen Vorsprung aufweisen, der in eine radiale Vertiefung der zweiten Mantelflächen der Zapfen eingreift.
Durch radiale Vorsprünge auf einer oder mehreren Mantelflächen können Längslenker und Querstrebe zusätzlich zur stoffschlüssigen Verklebung in einer Ausführung vorteilhaft auch in radialer Richtung formschlüssig aneinander befestigt werden bzw. sein. Insbesondere können auf den radial inneren und äußeren Mantelflächen der Querstrebe in Umfangsrichtung abwechselnd radiale Vorsprünge angeordnet bzw. ausgebildet sein, so dass die Querstrebe in Umfangsrichtung abwechselnd die erste und zweite Mantelfläche eines Längslenkers kontaktiert und sich an dieser formschlüssig abstützt. Gleichermaßen können auf der ersten und zweiten Mantelfläche eines Längslenkers in Umfangsrichtung abwechselnd radiale Vorsprünge angeordnet bzw. ausgebildet sein, so dass der Längslenker in Umfangsrichtung abwechselnd die radial innere und äußere Mantelfläche der Querstrebe kontaktiert und sich an dieser formschlüssig abstützt. Insbesondere bei diesen Ausführungen kann eine Mantelfläche, die mit einer Mantelfläche mit wenigstens einem radialen Vorsprung verklebt ist, auch homogen bzw. vertiefungsfrei ausgebildet sein.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung können eine oder mehrere Mantelflächen jeweils einen konischen Abschnitt aufweisen, insbesondere konisch ausgebildet sein. Als konisch im Sinne der vorliegenden Erfindung wird insbesondere eine, vorzugsweise lineare, Veränderung einer radialen Erstreckung, insbesondere eine Verjüngung oder Erweiterung, in axialer Richtung verstanden.
Insbesondere kann sich eine erste Mantelfläche eines Zapfens, ausgehend von einer der Querstrebe zugewandten Stirnseite des Zapfens, mit zunehmendem Abstand von dieser Stirnseite radial erweitern bzw. zu dieser Stirnseite hin verjüngen.
Zusätzlich oder alternativ kann sich eine zweite Mantelfläche eines Zapfens, ausgehend von einer der Querstrebe zugewandten Stirnseite des Zapfens, mit zunehmendem Abstand von dieser Stirnseite radial verjüngen bzw. zu dieser Stirnseite hin erweitern. Insbesondere kann ein Kanal in einer Stirnfläche eines Zapfens zur Aufnahme eines Endes der Querstrebe, dessen Kanalwände die erste und zweite Mantelfläche aufweisen, sich von der der Querstrebe zugewandten Stirnfläche des Zapfens aus verjüngen bzw. konvergieren, insbesondere bis zu einem Kanalgrund.
Zusätzlich oder alternativ kann sich eine radial innere Mantelfläche der Querstrebe, ausgehend von einer einem Zapfen zugewandten Stirnseite der Querstrebe, mit zunehmendem Abstand von dieser Stirnseite radial verjüngen bzw. zu dieser Stirnseite hin erweitern, insbesondere in gleicher Weise wie die mit dieser radial inneren Mantelfläche verklebte erste Mantelfläche des Zapfens.
Zusätzlich oder alternativ kann sich eine radial äußere Mantelfläche der Querstrebe, ausgehend von einer einem Zapfen zugewandten Stirnseite der Querstrebe, mit zunehmendem Abstand von dieser Stirnseite radial erweitern bzw. zu dieser Stirnseite hin verjüngen, insbesondere in gleicher Weise wie die mit dieser radial äußeren Mantelfläche verklebte zweite Mantelfläche des Zapfens.
Eine Mantelfläche mit einem konischen Abschnitt kann insbesondere ein Fügen von Zapfen und Querstrebe vereinfachen und/oder eine Zentrierung von Zapfen und Querstrebe und/oder den Abtransport überschüssigen Klebstoffs verbessern.
Zusätzlich oder alternativ können eine oder mehrere der Mantelflächen eine Kante mit einer Fase oder einem Radius aufweisen, insbesondere, um ein Fügen von Zapfen und Querstrebe zu vereinfachen. In einer Ausführung kann eine der Querstrebe zugewandte Kante der ersten und/oder zweiten Mantelfläche eines oder beider Zapfen, insbesondere die Kanten eines Kanals in einer Stirnfläche eines Zapfens zur Aufnahme eines Endes der Querstrebe, jeweils eine Fase oder einen Radius aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann eine einem Zapfen zugewandte Kante der radial inneren und/oder äußeren Mantelfläche der Querstrebe eine Fase oder einen Radius aufweisen.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist zwischen wenigstens einer Mantelfläche und der mit dieser verklebten Mantelfläche ein Radialspalt ausgebildet, der mit Klebstoff gefüllt ist. Dieser kann in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet sein, so dass in einem Querschnitt überall Klebstoff zwischen den beiden Mantelflächen angeordnet ist bzw. diese über ihren gesamten Umfang miteinander verklebt sind, um eine Klebefläche zu vergrößern.
Gleichermaßen kann der mit Klebstoff gefüllte Radialspalt in Umfangsrichtung auch unterbrochen ausgebildet sein, so dass in einem Querschnitt die beiden Mantelflächen nicht über ihren gesamten Umfang, sondern nur abschnittsweise miteinander verklebt sind. Der Radialspalt kann insbesondere durch einen oder mehrere Kontaktabschnitte unterbrochen sein, in denen die beiden Mantelflächen sich in radialer Richtung formschlüssig aneinander abstützen. Insbesondere die vorstehend erläuterten radialen Vorsprünge können solche Kontaktabschnitte aufweisen, insbesondere bilden bzw. definieren.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weisen wenigstens die Enden der Querstrebe, in einer Weiterbildung die gesamte Querstrebe, einen nicht rotationssymmetrischen, insbesondere elliptischen Querschnitt auf. Die Hauptachsen eines elliptischen Querschnitts können in einer Weiterbildung gegen eine Fahrzeuglängs- und -hochachse geneigt sein. Durch nicht rotationssymmetrische Querschnitte kann die Querstrebe in einer Ausführung vorteilhaft bezüglich der Belastungen optimiert und/oder ihre Orientierung relativ zu den Längslenkern festgelegt sein bzw. werden.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung weisen die Zapfen jeweils eine Rippenstruktur mit einer oder mehreren Rippen auf. Hierdurch kann der Zapfen in einer Ausführung vorteilhaft verstärkt und/oder versteift werden. Die Rippen können sich von einer Außenumfangsfläche des Zapfens nach radial außen und/oder von einer Innenumfangsfläche des Zapfens nach radial innen erstrecken.
Ein oder mehrere Rippen einer Rippenanordnung können sich in Axialrichtung des Zapfens erstrecken bzw. – wenigstens im Wesentlichen – in Axialrichtung des Zapfens verlaufen. Hierdurch kann vorteilhaft insbesondere eine Biegesteifigkeit und/oder Festigkeit in radialer Richtung verbessert werden. Zusätzlich oder alternativ kann die Rippenstruktur eine oder mehrere Rippen aufweisen, die sich in Umfangsrichtung des Zapfens erstrecken bzw. eine oder mehrere Rippen aufweisen, die – wenigstens im Wesentlichen – in Umfangsrichtung des Zapfens verlaufen. Zusätzlich oder alternativ kann die Rippenstruktur eine oder mehrere Rippen aufweisen, die mit Axial- und Umfangsrichtung des Zapfens einen Winkel einschließen, der in einer Weiterbildung wenigstens 30° und/oder höchstens 60° beträgt bzw. eine oder mehrere Rippen aufweisen, die – wenigstens im Wesentlichen – quer verlaufen.
In einer Weiterbildung weist die Rippenstruktur zwei oder mehr Rippen auf, die, insbesondere äquidistant, über den Umfang der Mantelfläche verteilt sind. Rippen, die sich nach radial innen erstrecken, können, insbesondere unmittelbar oder über einen Innenring oder -kern, miteinander verbunden sein.
In einer Ausführung der vorliegenden Erfindung ist bzw. wird die Querstrebe, insbesondere einteilig, aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt. Insbesondere kann die Querstrebe in einem 3D-Flechtverfahren und/oder mit einem entformbaren Kern hergestellt sein bzw. werden. Die Querstrebe kann insbesondere rohrartig bzw. als Hohlkörper ausgebildet sein bzw. werden. Sie kann, insbesondere über ihre gesamte Länge oder abschnittsweise, insbesondere an ihren mit den Längslenkern verklebten Enden und/oder dazwischen, insbesondere in einem zentralen bzw. Mittelabschnitt, einen geschlossenen oder offenen, insbesondere U-förmigen, Profilquerschnitt aufweisen.
Die Längslenker können in einer Ausführung aus einem von der Querstrebe verschiedenen Material, insbesondere Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminium- und/oder Magnesium-Legierung, und/oder Kunststoff, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, urgeformt, insbesondere druck- bzw. spritzgegossen, werden bzw. sein.
Die Zapfen sind in einer Ausführung einstückig bzw. -teilig mit dem restlichen Längslenker bzw. einem Grundkörper des Längslenkers urgeformt, insbesondere, um die Festigkeit zu erhöhen und/oder den Montageaufwand zu reduzieren.
In einer Ausführung können ein oder beide Längslenker jeweils einen oder mehrere urgeformte Befestigungsabschnitte zur Befestigung eines Rades, einer Feder, eines Dämpfers und/oder eines Lagers zur Anlenkung an einer Fahrzeugstruktur aufweisen, insbesondere eine Durchgangsöffnung bzw. Befestigungsaufnahme. Auf diese Weise können Fahrwerkkräfte vorteilhafter in den Längslenker eingeleitet werden.
Die Längslenker einer Verbundlenker-Hinterachse nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung können, insbesondere elastisch, vorzugsweise mittels Lager- bzw. A-Buchsen, an einer Fahrzeugstruktur angelenkt sein.
Zum Herstellen einer Verbundlenker-Hinterachse werden nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung die Mantelflächen der Querstrebe auf den Mantelflächen der Zapfen angeordnet und mit diesen verklebt. Insbesondere können radial innere Mantelflächen der Querstrebe auf ersten Mantelflächen der Zapfen angeordnet und mit diesen verklebt werden. Zusätzlich können radial äußere Mantelflächen der Querstrebe auf den zweiten Mantelflächen der Zapfen angeordnet und mit diesen verklebt werden.
Hierzu kann Klebstoff vorab auf einer inneren und/oder äußeren Mantelfläche der Querstrebe angeordnet werden, bevor anschließend diese Mantelfläche und eine ihr radial gegenüberliegende erste bzw. zweite Mantelfläche eines Zapfens übereinander angeordnet werden, um miteinander verklebt zu werden.
Zusätzlich oder alternativ kann Klebstoff vorab auf einer ersten und/oder zweiten Mantelfläche eines Zapfens angeordnet werden, bevor anschließend diese Mantelfläche und eine ihr gegenüberliegende innere bzw. äußere Mantelfläche der Querstrebe übereinander angeordnet werden, um miteinander verklebt zu werden. Insbesondere kann ein Kanal in einer Stirnfläche eines Zapfens, dessen Kanalwände die erste und zweite Mantelfläche dieses Zapfens definieren, ganz oder teilweise mit Klebstoff gefüllt und anschließend das Ende der Querstrebe in diesen eingeführt werden, wodurch die erste und zweite Mantelfläche des Zapfens und die ihr gegenüberliegende innere bzw. äußere Mantelfläche der Querstrebe übereinander angeordnet werden, um miteinander verklebt zu werden.
Überschüssiger Klebstoff kann durch die Querstrebe auf der ersten und/oder zweiten Mantelfläche eines Zapfens zum Zapfen hin verdrängt, insbesondere aus dem Kanal ausgetrieben werden. In einer Ausführung ist auf einer oder mehreren der Mantelflächen Klebstoff in Axialrichtung über die mit dieser verklebten Mantelfläche hinaus angeordnet und dichtet einen Radialspalt zwischen diesen beiden Mantelflächen ab. Gleichermaßen kann auch vorgesehen sein, dass eine Klebefläche zwischen erster und radial innerer Mantelfläche und/oder eine Klebefläche zwischen zweiter und radial äußerer Mantelfläche vollständig innerhalb des Zapfens bzw. der Querstrebe angeordnet sind.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 einen Längslenker der Verbundlenker-Hinterachse in perspektivischer Einzeldarstellung;
2 eine Verbundlenker-Hinterachse eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht;
3 einen Schnitt längs der Linie III-III in 2;
4A eine Verbundlenker-Hinterachse eines Kraftfahrzeugs nach einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung in 4B entsprechender Darstellung;
4B ein Detail IV der 3; und
5 einen Schnitt längs der Linie V-V in 3.
2 zeigt eine Verbundlenker-Hinterachse eines Kraftfahrzeugs nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in perspektivischer Ansicht.
Die Verbundlenker-Hinterachse weist zwei Längslenker 100A, 100B zur Lagerung je eines Rades, und eine Querstrebe 200 mit zwei Enden auf, die mit je einem dieser Längslenker 100A, 100B verklebt sind. Die Längslenker 100A, 100B sind, wenigstens im Wesentlichen, spiegelsymmetrisch ausgebildet, so dass nachfolgend insbesondere der Längslenker 100A näher erläutert und bezüglich des Längslenkers 100B hierauf Bezug genommen bzw. verwiesen wird.
Die Längslenker 100A, 100B weisen jeweils einen Zapfen 110 auf, der sich in Längsrichtung der Querstrebe 200 erstreckt und eine erste Mantelfläche 113B aufweist, welche mit einer radial inneren Mantelfläche 200B der Querstrebe 200 verklebt ist (vgl. 3 bis 5). Die Zapfen 110 weisen jeweils zweite Mantelflächen 113A auf, welche mit einer radial äußeren Mantelfläche 200A der Querstrebe 200 verklebt sind (vgl. 3 bis 5). Die ersten und zweiten Mantelflächen 113B, 113A sind durch einen Kanal 113 in der Querstrebe zugewandten Stirnflächen der Zapfen 110 gebildet (vgl. 1).
In einer Ausführung, die im Detail der 4B dargestellt ist, weisen die radial äußeren und inneren Mantelflächen 200A, 200B der Querstrebe 200 jeweils mehrere radiale Vorsprünge 114 bzw. 115 auf, die äquidistant über den Umfang dieser Mantelfläche verteilt sind. Die Wandstärke der radialen Vorsprünge 114, 115 entspricht der Wandstärke in einem Anschlussbereich in Umfangsrichtung neben den Vorsprüngen. Die radialen Vorsprünge 114, 115 auf den radial äußeren und inneren Mantelflächen 200A, 200B der Querstrebe 200 sind in Umfangsrichtung abwechselnd angeordnet, so dass die Querstrebe 200 in Umfangsrichtung abwechselnd die erste und zweite Mantelfläche 113B, 113A kontaktiert und sich an dieser formschlüssig abstützt. Die erste und zweite Mantelfläche 113B, 113A ist hingegen jeweils homogen bzw. vertiefungsfrei ausgebildet. In einer Abwandlung, die im Detail der 4A dargestellt ist, sind hingegen auch die radial äußeren und inneren Mantelflächen 200A, 200B homogen bzw. vertiefungsfrei ausgebildet.
Die ersten Mantelflächen 113B verjüngen sich in Richtung auf die Querstrebe 200 hin, während sich die zweiten Mantelflächen 113A in Richtung auf die Querstrebe 200 hin erweitern, so dass der Kanal 113 sich von der der Querstrebe 200 zugewandten Stirnfläche des Zapfens aus bis zu einem Kanalgrund verjüngt (nach links in 5). Zusätzlich weisen die Mantelflächen 113A, 113B jeweils eine Kante mit einer Fase oder einem Radius 116 auf.
Zwischen den ersten Mantelflächen 113B und den mit diesen verklebten radial inneren Mantelflächen 200B sowie zwischen den zweiten Mantelflächen 113A und den mit diesen verklebten radial äußeren Mantelflächen 200A ist jeweils ein Radialspalt ausgebildet, der mit Klebstoff gefüllt ist. Dieser ist in der Ausführung, die im Detail der 4A dargestellt ist, in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet. In der Ausführung, die im Detail der 4B dargestellt ist, ist der mit Klebstoff gefüllte Radialspalt in Umfangsrichtung hingegen durch Kontaktabschnitte unterbrochen, welche durch die radialen Vorsprünge 114, 115 gebildet sind.
Wie insbesondere im Querschnitt der 3 erkennbar, weist die gesamte Querstrebe 200 einen nicht rotationssymmetrischen, elliptischen Querschnitt auf, dessen Hauptachsen gegen eine Fahrzeuglängs- und -hochachse (horizontal bzw. vertikal in 5) geneigt sind.
Die Zapfen 110 weisen jeweils eine Rippenstruktur mit mehreren Rippen 111, die sich von einer Außenumfangsfläche des Zapfens 110 nach radial außen erstrecken, und mehreren Rippen 112 auf, die sich von einer Innenumfangsfläche des Zapfens 110 nach radial innen erstrecken und sich jeweils in Axialrichtung des Zapfens 110 erstrecken. Die radial inneren Rippen 112 sind miteinander verbunden.
Die Querstrebe 200 ist einteilig aus einem Faserverbundwerkstoff in einem 3D-Flechtverfahren mit einem entformbaren Kern hergestellt und insbesondere rohrartig bzw. als Hohlkörper ausgebildet.
Die Längslenker 100A, 100B sind aus Leichtmetall, vorzugsweise einer Aluminium- und/oder Magnesium-Legierung, und/oder Kunststoff, vorzugsweise faserverstärktem Kunststoff, insbesondere glasfaserverstärktem Kunststoff, urgeformt, insbesondere druck- bzw. spritzgegossen. Die Zapfen 110 sind einstückig mit dem restlichen Längslenker 100A bzw. 100B urgeformt.
Beide Längslenker 100A, 100B weisen jeweils einen Befestigungsabschnitt 120 zur Befestigung eines Rades, einen Befestigungsabschnitt 150 zur Befestigung einer Feder, einen Befestigungsabschnitt 140 zur Befestigung eines Dämpfers und einen Befestigungsabschnitt 130 zur Befestigung eines Lagers zur Anlenkung an einer Fahrzeugstruktur mit einer Durchgangsöffnung bzw. Befestigungsaufnahme auf, die mit dem Längslenker 100A bzw. 100B urgeformt bzw. in diesen eingeformt ist.
Zum Herstellen der Verbundlenker-Hinterachse werden die radial inneren Mantelflächen 200B der Querstrebe 200 auf den ersten Mantelflächen 113B der Zapfen 110 und zugleich radial äußeren Mantelflächen 200A der Querstrebe 200 auf den zweiten Mantelflächen 113A der Zapfen 110 angeordnet und mit diesen verklebt. Hierzu werden vorab die Kanäle 113 in der Stirnfläche der Zapfen 110 ganz oder teilweise mit Klebstoff gefüllt und anschließend die Enden der Querstrebe 200 gleichzeitig oder nacheinander in diese eingeführt.
Überschüssiger Klebstoff 3 wird durch die Querstrebe 200 aus den Kanälen 113 ausgetrieben, so dass er insbesondere auf den radial äußeren Mantelflächen 200A in Axialrichtung über die mit diesen verklebten zweiten Mantelflächen 113A hinaus angeordnet ist und so den Radialspalt zwischen diesen beiden Mantelflächen 113A, 200A abdichtet (vgl. 2).

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

3	Klebstoff zur Radialspaltabdichtung
100A, 100B	Längslenker
110	Zapfen
111/112	radial äußere/innere Rippen
113	Kanal
113A	zweite Mantelfläche von Zapfen 110 bzw. radial äußere Kanalwand von Kanal 113
113B	erste Mantelfläche von Zapfen 110 bzw. radial innere Kanalwand von Kanal 113
114, 115	radiale Vorsprünge
116	Fase bzw. Radius an Kante von Kanal 113
120	Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines Rades
130	Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines Lagers
140	Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines Dämpfers
150	Befestigungsabschnitt zur Befestigung einer Feder
200	Querstrebe
200A	radial äußere Mantelfläche von Querstrebe 200
200B	radial innere Mantelfläche von Querstrebe 200

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 19542523 C2 [0002]

Claims

Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, mit zwei Längslenkern (100A, 100B) zur Lagerung je eines Rades, und mit einer Querstrebe (200) mit zwei Enden, die mit je einem dieser Längslenker (100A, 100B) verklebt sind, wobei die Längslenker (100A, 100B) jeweils einen Zapfen (110) aufweisen, der sich in Längsrichtung der Querstrebe (200) erstreckt und eine erste Mantelfläche (113B) aufweist, welche mit einer radial inneren Mantelfläche (200B) der Querstrebe (200) verklebt ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zapfen jeweils eine zweite Mantelfläche (113A) aufweisen, welche mit einer radial äußeren Mantelfläche (200A) der Querstrebe (200) verklebt ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei die Zapfen (110) jeweils eine der Querstrebe (200) zugewandte Stirnfläche mit einem Kanal (113) aufweisen, wobei eine radial innere Kanalwand die erste Mantelfläche (113B) und eine radial äußere Kanalwand die zweite Mantelfläche (113A) aufweist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Mantelflächen (200A, 200B) wenigstens einen radialen Vorsprung (114, 115) aufweist, der in Axialrichtung des Zapfens (110) verläuft.
Verbundlenker-Hinterachse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei diejenige der Mantelflächen (113A, 113B), die mit der Mantelfläche (200A, 200B) mit wenigstens einem radialen Vorsprung verklebt ist, wenigstens eine radiale Vertiefung aufweist, in die ein Vorsprung der Mantelfläche (200A, 200B) mit wenigstens einem radialen Vorsprung eingreift.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens eine der Mantelflächen (113A, 113B) einen konischen Abschnitt und/oder eine Kante mit einer Fase oder einem Radius (116) aufweist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei zwischen wenigstens einer der Mantelflächen (113A, 113B) und der mit dieser verklebten Mantelflächen (200A, 200B) ein in Umfangsrichtung unterbrochener oder durchgehender Radialspalt ausgebildet ist, der mit Klebstoff (3) gefüllt ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei wenigstens die Enden der Querstrebe (200) einen nicht rotationssymmetrischen, insbesondere elliptischen, vorzugsweise gegen eine Fahrzeuglängs- und -hochachse geneigten, Querschnitt aufweisen.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Zapfen (110) jeweils wenigstens eine Rippenstruktur mit wenigstens einer Rippe (111, 112) aufweisen, die sich insbesondere in Axialrichtung des Zapfens (110) erstreckt und/oder mit einer weiteren Rippe verbunden (112) ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Querstrebe (200), insbesondere einteilig, aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längslenker (100A, 100B) einteilig mit dem Zapfen (110) und/oder aus einem von der Querstrebe (200) verschiedenen Material, insbesondere Leichtmetall und/oder Kunststoff, urgeformt sind und/oder wenigstens einen urgeformten Befestigungsabschnitt zur Befestigung eines Rades (120), einer Feder (150), eines Dämpfers (140) und/oder eines Lagers (130) zur Anlenkung an einer Fahrzeugstruktur aufweisen.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei auf wenigstens einer der Mantelflächen (200A) Klebstoff in Axialrichtung über die mit dieser verklebten Mantelfläche (113A) hinaus angeordnet ist und einen Radialspalt zwischen diesen beiden Mantelflächen abdichtet.
Kraftfahrzeug, insbesondere Personenkraftwagen, mit einer Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Längslenker (100A, 100B), insbesondere elastisch, an einer Fahrzeugstruktur angelenkt sind.
Verfahren zum Herstellen einer Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die radial inneren Mantelflächen (200B) der Querstrebe (200) auf den ersten Mantelflächen (113B) der Zapfen (110) angeordnet und mit diesen verklebt werden.
Verbundlenker-Hinterachse nach dem vorhergehenden Anspruch, wobei Klebstoff auf wenigstens einer Mantelfläche (113A, 113B) eines Zapfens (110) und/oder der Querstrebe (200), insbesondere in einem Kanal (113) in einer Stirnfläche, dessen Kanalwand diese Mantelfläche definiert, angeordnet wird, und anschließend diese Mantelfläche (113A, 113B) und eine ihr radial gegenüberliegende Mantelfläche (200A, 200B) eines anderen von dem Zapfen und/oder der Querstrebe (200) übereinander angeordnet werden, um miteinander verklebt zu werden.