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Die Erfindung betrifft eine Koppelstange für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs. Üblicherweise weist jede Radachse eines Kraftfahrzeugs einen Wankstabilisator auf, der nach dem Torsionsstabprinzip arbeitet. Der Wankstabilisator ist im Wesentlichen parallel zur Fahrzeugachse angeordnet und an beiden Enden über eine jeweilige Koppelstange mit der Radaufhängung verbunden. Ferner ist der Wankstabilisator ist zur Stabilisierung des Karosserieaufbaus gegenüber unerwünschten Wankbewegungen um die Längsachse des Kraftfahrzeuges vorgesehen. Solche Wankbewegungen treten beispielsweise bei Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs auf. Die Wankbewegung des Kraftfahrzeugs wird durch den Wankstabilisator beeinflusst, indem die Einfederbewegung der linken und rechten Radaufhängung einer Achse mithilfe des Wankstabilisators miteinander gekoppelt wird. Somit findet ein Kopiereffekt zwischen den Einfederbewegungen der beiden Räder an der Achse statt.
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Aus der
DE 10 2012 020 628 A1 geht eine Koppelstange für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs hervor. Die Koppelstange ist aus einem Spritzgusswerkstoff ausgebildet. Um eine sichere Fertigmontage der Koppelstange zu ermöglichen weist ein Koppelarm der Koppelstange eine in einem Lagerauge fixierte Lagerbuchse auf.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Koppelstange für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs weiterzuentwickeln.
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Die erfindungsgemäße Koppelstange für einen Wankstabilisator eines Kraftfahrzeugs ist aus einem ersten und einem zweiten Kopplungselement sowie einem die beiden Kopplungselemente formschlüssig miteinander verbindenden Faden ausgebildet, wobei der Faden zumindest Kohlenstofffasern umfasst. Mit anderen Worten ist der Faden aus einer Vielzahl von Kohlenstofffasern, insbesondere Endlosfasern gebildet, wobei die Kohlenstofffasern miteinander verwoben sind und den Faden ausbilden. Insbesondere besteht der Faden aus 24.000 Filamenten von Kohlenstofffasern.
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Vorzugsweise ist der Faden mit einem Härter benetzt. Unter einem Härter ist insbesondere ein Harz zu verstehen, wobei das Harz in einem ausgehärteten Zustand der Koppelstange die jeweiligen Fäden zumindest stoffschlüssig miteinander verbindet. Insbesondere wird der Faden in Harz getränkt und um die beiden Kopplungselemente gewickelt. Bevorzugt kann der Faden unmittelbar vor dem Wickeln imprägniert werden oder es kann ein mit Harz vorimprägnierter Faden verwendet werden. Zur Ausbildung der Koppelstange werden die beiden Kopplungselemente in eine Montagevorrichtung eingespannt und mit dem in Harz getränkten Faden umwickelt. Vorzugsweise sind die beiden Kopplungselementen an den mit dem Faden in Verbindung kommenden Flächen aufgeraut. Die aufgerauten Flächen ermöglichen eine bessere Anbindung der Fäden an die beiden Kopplungselemente. Die Kopplungselemente werden somit durch Wickel- und Schlaufenverbindungen miteinander verbunden.
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Bevorzugt ist der Faden in einem Schaftbereich der Koppelstange, der räumlich zwischen den beiden Kopplungselementen angeordnet ist, zumindest teilweise spiralförmig gewickelt. Somit ist der Faden im Schaftbereich dazu vorgesehen, längsverlaufende Fadenstränge radial zu umgeben. Das verhindert die Bildung einzelner Fäden im Raum und sorgt für eine natürliche Verdickung des Schaftbereichs der Koppelstange. Insbesondere ist die Anzahl der radialen Windungen von dem zu erwartenden Lastkollektiv, das an der Koppelstange angreift, abhängig und nimmt mit zunehmendem Lastkollektiv zu.
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Ferner bevorzugt sind die beiden Kopplungselemente als Gelenkelemente oder Ringelemente ausgebildet. Insbesondere ist das Ringelement eine Gewindebefestigungsbüchse mit einem Gewinde an einer Innenumfangsfläche. Es ist aber auch denkbar, dass die beiden Kopplungselemente vorzugsweise als Gelenkkopf einer Gelenkverbindung ausgebildet sind.
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Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung anhand der beiden Figuren näher dargestellt. Hierbei zeigt
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1 eine schematische Darstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus einer erfindungsgemäßen Koppelstange, und
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2 eine schematische Schnittdarstellung zur Veranschaulichung des Aufbaus der erfindungsgemäßen Koppelstange gemäß 1.
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Gemäß 1 umfasst eine erfindungsgemäße Koppelstange 1 für einen – hier nicht dargestellten – Wankstabilisator einen Schaftbereich 4 sowie ein erstes und zweites Kopplungselement 2a, 2b. Das jeweilige Kopplungselement 2a, 2b ist ringförmig ausgebildet und zur Aufnahme eines – hier nicht dargestellten – Verbindungsmittels vorgesehen. Ferner ist die Koppelstange 1 aus einem die beiden Kopplungselemente 2a, 2b formschlüssig miteinander verbindenden Faden 3 ausgebildet, wobei der Faden 3 aus in Harz getränkten Kohlenstofffasern ausgebildet ist. Mithin ist der Faden 3 als sogenannter Carbon Wire ausgebildet. Im Schaftbereich 4 der Koppelstange 1, der räumlich zwischen den beiden Kopplungselementen 2a, 2b angeordnet ist, ist der Faden 3 teilweise spiralförmig gewickelt.
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Aus 2 geht hervor, dass das erste Kopplungselement 2a mit dem Faden 3 umwickelt ist, wobei der Faden 3 in einem ausgehärteten Zustand, insbesondere nach einer abschließenden Wärmebehandlung ein Faserverbundmaterial 5 ausbildet. Das Faserverbundmaterial 5 kommt unmittelbar an einer Außenumfangsfläche des ersten Kopplungselements 2a zur Anlage. Zur besseren Anbindung des Fadens 3 an das erste Kopplungselement 2a ist die Außenumfangsfläche des ersten Kopplungselements 2a aufgeraut. Da das zweite Kopplungselement 2b nicht in 2 dargestellt ist, wird darauf hingewiesen, dass das zweite Kopplungselement 2b identisch zum ersten Kopplungselement 2a ausgebildet und angebunden ist.
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Zur Ausbildung der Koppelstange 1 werden die beiden Kopplungselemente 2a, 2b in einer Montagevorrichtung eingespannt und fixiert. Danach wird der mit Harz getränkte Faden 3 mit einem Ende um das erste Kopplungselement 2a herumgeführt. Anschließend wird der Faden 3 zum zweiten Kopplungselement 2b geführt und um das zweite Kopplungselement 2a gewickelt. Mithin wird der Faden 3 zwischen den beiden Kopplungselementen 2a, 2b gespannt. Von dem zweiten Kopplungselement 2b wird der Faden 3 wieder zum ersten Kopplungselement 2a geführt und um das erste Kopplungselement 2a gewickelt. Dieser Vorgang wird mehrmals wiederholt. Je nach vorgesehener Belastungsart der Koppelstange 1 wird der Faden 3 im Schaftbereich 4 der Koppelstange 1 spiralförmig, insbesondere radial um in Längsrichtung verlaufende innere Fäden 3 gewickelt. Das verhindert die Bildung einzelner Fäden 3 im Raum und sorgt für eine natürliche Verdickung des Schaftbereichs 4. Abschließend wird der Faden 3 abgeschnitten. Optional kann der Faden 3 auch noch mehrfach um die beiden Kopplungselemente 2a, 2b gewickelt werden. Durch diese Wickeltechnik werden die Fäden 3 nicht verletzt. Ferner wird im Wesentlichen kein Abfallt produziert, da keine Reste oder Verschnitt anfallen. Zum Aushärten des Harzes an den Fäden 3 und Ausbildung der Koppelstange 1 wird vorzugsweise die gesamte Montagevorrichtung in einen Ofen gesteckt. Insbesondere werden Harze oder Härter verwendet die eine Aushärtungszeit von bis zu fünf Minuten aufweisen. Die Verwendung mehrerer Montagevorrichtungen erlaubt eine kontinuierliche Herstellung der Koppelstangen 1. Aufgrund der Verwendung des Fadens 3 ist kein Umrüsten des Roboters bei der Herstellung unterschiedlicher Koppelstangen 1 notwendig.
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Diese Fertigungsmethode erlaubt es einen Baukasten zur Herstellung von Koppelstangen 1 bereitzustellen. Jede Koppelstange 1 kann ohne Mehraufwand individuell gefertigt werden. Die Fadenführung ist in einem Programm des Roboters, der zur Führung des Fadens 3 vorgesehen ist, hinterlegt. Insbesondere ist eine chaotische Fertigung unterschiedlicher Koppelstangen 1 nacheinander möglich. Dabei wechselt der Roboter nur das jeweilige Programm zur Führung des Fadens. Dadurch ist ein maximaler Durchsatz bei minimaler Lagerhaltung realisierbar. Des Weiteren ist eine derart gefertigte Koppelstange 1 deutlich leichter als eine dazu identische, aus einem Metall ausgebildete Koppelstange 1.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Koppelstange
- 2a, 2b
- Kopplungselement
- 3
- Faden
- 4
- Schaftbereich
- 5
- Faserverbundmaterial
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102012020628 A1 [0002]
