WO2022073814A1 - Multi-point link for the undercarriage of a vehicle - Google Patents

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WO2022073814A1
WO2022073814A1 PCT/EP2021/076736 EP2021076736W WO2022073814A1 WO 2022073814 A1 WO2022073814 A1 WO 2022073814A1 EP 2021076736 W EP2021076736 W EP 2021076736W WO 2022073814 A1 WO2022073814 A1 WO 2022073814A1
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WO
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load
structural elements
porosity
multipoint link
segment
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Application number
PCT/EP2021/076736
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German (de)
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Andre Stieglitz
Ingolf Müller
Paul Niemöller
Frank Jung
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Zf Friedrichshafen Ag
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Publication date
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60G2206/71Light weight materials
    • B60G2206/7105Porous materials, ceramics, e.g. as filling material

Definitions

  • Multipoint link for a chassis of a vehicle
  • the invention relates to a multipoint link for a chassis of a vehicle according to the preamble of claim 1.
  • the present invention also relates to a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle according to claim 17.
  • Multipoint links such as wishbones, trailing arms, links of multi-link axles and the like, are used in practically all wheel suspensions and axles of motor and commercial vehicles and are used for the defined movable connection or to limit the degrees of freedom of movement of the wheel relative to the vehicle chassis.
  • links often also serve to carry out body-supporting tasks by transferring spring and damper forces.
  • links are also part of the steering and roll suspension of a vehicle, where they then connect to a steering gear or stabilizer.
  • a link can be realized as a 2-point link, as a 3-point link, as a 4-point link or as a 5-point link.
  • multi-point links are made of metal in the form of cast iron, steel or aluminum, with the steel variant in particular being characterized by high strength, rigidity and ductility.
  • a significant disadvantage of multipoint links made of metal is that they are very heavy, additional post-processing is usually necessary during production and measures against corrosion must also be taken.
  • multi-point links are now made of fiber composite materials in order to achieve a particularly light, load-bearing construction that is also easily adaptable in terms of geometry.
  • DE 10 2015 104 656 A1 discloses a multipoint link of the type mentioned at the outset, which comprises a body made of injection-molded plastic that has at least two load introduction regions that are connected to one another by a connecting structure.
  • Draw multipoint links made of plastic compared to multi-point links made of metal due to a significantly lower dead weight. The production of such a multipoint link from a plastic is carried out in large series since the costs for the provision of injection molds are high.
  • a multipoint link for a chassis of a vehicle comprising a body that has at least two load application areas that are connected to one another by a connecting section, the body constructed by an additive manufacturing process having at least two mutually parallel base surfaces, each with a completely closed surface has, between which an open-pored, porous structure is formed, wherein the porosity of the structure in the connecting section is predetermined by the load to be absorbed by the body.
  • the continuous construction of the body through the additive manufacturing process makes it possible to produce a multipoint link of the type mentioned at low cost in small numbers.
  • the body Due to the open-pored, porous structure, which is formed in one direction between the two base surfaces arranged parallel to one another, the body can be produced by an additive manufacturing process, i.e. by a liquid process, such as polymerization from a liquid, or by a powder bed process, realize.
  • the generative Manufacturing process requires that after the completion of the manufacturing process, existing material, which may be in liquid or powder form depending on the process, can be removed from inside the body.
  • existing material which may be in liquid or powder form depending on the process
  • the open-pored porous structure is characterized in that cavities formed in the structure due to the porosity are connected to one another by openings, so that a material flow through the cavities to the outside is made possible.
  • the efficient use of materials is characterized in particular by a reduction in material costs and the production time when carrying out the additive manufacturing process. The reduction in material thus also brings about a reduction in the occupancy time of the device for carrying out the additive manufacturing process. Binder jetting, laser sintering (selective laser sintering), selective laser melting (selective laser melting), selective heat sintering or selective electron beam melting, for example, come into consideration as powder bed methods.
  • the porosity of the structure is predetermined by the load to be absorbed by the body of the multipoint link.
  • the porosity of the structure inside the body can vary in terms of expression and location, with the variation in the porosity of the structure being predetermined by the load to be absorbed by the body. This ensures that only as much material is used for the construction of the structure inside the body by the additive manufacturing process as is necessary for the respective load cases to which the multipoint link is exposed during operation.
  • the porosity represents the ratio of the void volume to the total volume of the body.
  • the body of the multipoint link is preferably made of a plastic or a metallic material.
  • the porous structure inside the body can be partially formed by building up a large number of structural elements which enclose cavities between themselves and/or the base surfaces.
  • the volume of the cavities by enclosed by the structural elements determines the porosity of the structure inside the body.
  • the structural elements can have different dimensions.
  • the structural elements can be flat elements, in particular ribs.
  • the structural elements can be rod-shaped elements, in particular webs or struts.
  • An essentially supporting structure is created by the structural elements. This takes into account the aspect of economy in the manufacture of the body using the additive manufacturing process. At the same time, the lightweight effect is reinforced.
  • the structural elements can be designed to be open-pored, at least in sections, with the porosity of the structural elements being predetermined by the load to be absorbed by the body.
  • the structural elements that form the structure inside the body also have porosity.
  • the porosity of the structural elements themselves is determined as a function of the load which is introduced into the connection section via the load introduction areas.
  • the structure inside the body and the structural elements that form the structure can be designed to be completely porous. Within the cavities enclosed by the structural elements and/or the base areas, the structure therefore has a porosity that differs from that of the structural elements. This further minimizes the amount of material needed to manufacture the body, without thereby influencing the required strength and rigidity requirements of the body.
  • the body can be made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity along the main load directions.
  • existing main load directions in the body can be made stiffer and stronger.
  • the body can preferably be divided into several load segments. By dividing the body into different load segments, the type and magnitude of the loads occurring in a load segment of the body can be taken into account when designing the internal structure.
  • a load segment is defined as an area or portion of the body that is subjected to a specific type and/or magnitude of stress. Different load segments of the body differ from each other in terms of the type and/or magnitude of the load.
  • the body can be divided into at least two different load segments.
  • the porosity of the structure and/or structural elements may vary between different load segments.
  • the porosity can vary depending on the type and/or magnitude of the loads occurring in a load segment.
  • the porosity of the structural elements can also have the value zero, i.e. the structural elements consist of a solid material.
  • the porosity of structural elements within a load segment can be lower than the porosity of the respective structure filling the cavities in this load segment. This also serves to reduce the amount of material used in the manufacture of the body.
  • a first load segment can preferably lie in the respective load application area of the body.
  • a low porosity of the internal structure of the body is required in the first load segment, which is in a load application area.
  • the load introduced in the load application areas of the body can be distributed over a very short distance over the cross section of the connecting section via a narrow branch due to the large number of porous structural elements and/or structural elements made of solid material. This avoids local stress peaks. Bending stresses can be of at least minor importance in the load application areas due to an increased thickness of the body, ie a greater extension of the load application areas in the vertical direction than the connecting section.
  • a second load segment can be located in the area of at least one narrowing of the connecting section running in the vertical direction, the narrowing starting from one of the load introduction areas and forming a transition into an intermediate section of the connecting section located between the load introduction areas.
  • a narrowing of the connecting section of the multi-point link can be necessary in order to do justice to the installation space that is often only available to a limited extent in the area of the chassis.
  • the waist means a section-by-section reduction in the expansion of the connecting section compared to the load introduction areas in the vertical direction. The waist adjoins the respective load application area and extends in sections in the longitudinal direction of the connecting section.
  • the load is concentrated on a smaller cross-section than in the first load segment.
  • the porosity of the structure and the structural elements in the respective second load segment should still be very low in order to be able to absorb the loads. Increased loads occur in particular in the tapered edge layer of the respective second load segment, which is why the edge layer should be designed with relatively thick walls.
  • a third load segment and a fourth load segment can be provided, with the fourth load segment being arranged between two third load segments.
  • the third load segment serves to homogenize the transmitted force over the entire cross-sectional area of the connecting section, which adjoins the respective waist, ie the second load segment.
  • the bending components contained in the load are increasingly relevant.
  • the fourth load segment experiences an increased tendency to buckle transverse to the longitudinal axis of the body as a result of a compressive load.
  • the fourth load segment can therefore be secured against bending by the design of the structural elements in the shear panel.
  • the fourth load segment of the connection section can have a higher porosity of the structure and/or of the structural elements than the first and second load segments close to the load introduction.
  • a deliberately adjusted variation of the The porosity of the inner structure and/or the structural elements can be used explicitly in this case in order to obtain a body of the multipoint link that is adapted to the loads.
  • the porosity of the structure within a load segment can vary from the first load segment to the fourth load segment.
  • the structure and the structural elements of adjacent load segments can be smoothly merged into one another in order to achieve a locally optimal and continuously changing mechanical behavior of the connecting section or of the body.
  • the load segments may be separated from one another by transverse ribs running transversely of the body.
  • the transverse ribs can be arranged oriented perpendicularly to the center plane in the body, i.e. the transverse ribs extend in the transverse and vertical directions.
  • the structural elements can preferably have an inclination in the longitudinal direction and/or transverse direction of the body.
  • the longitudinal direction designates an extension running along a longitudinal axis of the body.
  • the body has a longitudinal extension in the longitudinal direction.
  • the transverse direction denotes an extension running perpendicularly to the longitudinal axis of the body, which spatially lies in one plane with the longitudinal direction.
  • the body has a width dimension in the transverse direction.
  • the vertical direction denotes an extension running perpendicularly to the longitudinal axis of the body, which extends perpendicularly to the plane of the longitudinal and transverse directions.
  • the body has a vertical extent in the vertical direction, which is generally much more limited by the available space than the width of the body in the transverse direction.
  • the inclined arrangement of the structural elements in areas subject to tensile or compressive forces can be combined with an internal structure that is primarily subject to shear stress. It is therefore advantageous to arrange or form structural elements with a preferred orientation in a +/-45° direction.
  • the structural elements with increasing distance from a central plane of the body towards the tensile forces or Areas subjected to compressive forces have a flattening angle.
  • the median plane of the body is to be understood as an imaginary plane extending longitudinally and transversely from the midpoint of the body.
  • the midplane may also be physically formed as one or more structural members extending longitudinally and laterally continuously. As a result, the structural elements can extend from the center plane or be divided by it.
  • some of the structural elements can have a course that is radially curved in sections.
  • the structural elements following a curved path can run at a shallow angle near the base surfaces, while they enclose an angle of approximately 45° with a structural element running parallel to the base surface.
  • the structural elements following a curved path can have a parabolic course. Due to the curved course of the structural elements, the acting shear stress in the body can be represented.
  • the structural elements, which are arranged in particular in the third and fourth load segment have a substantially S-shaped course in the vertical direction of the body.
  • the structural elements have different angles to the longitudinal axis of the body over their course.
  • the structural elements can particularly preferably have a tangent-continuous course, i.e. a course without edges or kinks.
  • At least the structural elements arranged in the first load segment can run essentially parallel to the center plane of the body.
  • the course of the structural elements parallel to the central plane corresponds to the orientation of the forces that are introduced into the body in the load application areas. These are primarily compressive or tensile forces.
  • the connecting section can have an extent in the longitudinal direction of the body that is greater than in the vertical direction of the body, with the body having an outer contour that widens continuously in the longitudinal direction of the body, the maximum extent of which is in the middle of the body lies.
  • the outer contour of the connecting section which widens continuously in the longitudinal direction of the body, creates a large axial area moment of inertia in order to be able to absorb the compressive forces that are introduced without the connecting section buckling or bulging.
  • the fourth load segment of the connection section can have a higher porosity than the areas close to the load introduction, since the load in the area of the fourth load segment is already introduced uniformly into the inner structure and is distributed over an increased width of the connection section in the transverse direction.
  • the multi-point link can be designed as a 2-point link.
  • the object set at the outset is solved by a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle with the features of independent claim 17 .
  • a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle comprising the implementation of an additive manufacturing method for constructing a body from a powdered or liquid material, the body being constructed with at least two load application areas which are connected by a connecting section are connected to one another, an open-pored structure being built up between two mutually parallel base surfaces, each with a completely closed surface, the porosity of the structure being predetermined by the load to be absorbed by the body.
  • the generative process is based on a liquid process or a powder bed process.
  • the porosity of the structure can be varied inside the body, the variation in the porosity of the structure being determined by the load to be carried by the body.
  • the porosity ie the location of cavities inside the body, is determined by the respective type and magnitude of the load that occurs.
  • the one in particular Continuous, structure of the body by the additive manufacturing process makes it possible to produce a multi-point link of the type mentioned in small numbers, which is adapted to the loads to be absorbed. This is favored by the fact that the porous design of the body results in a reduction in material and thus the production time is minimized.
  • a material made of a plastic or a metallic material is preferably used.
  • the structure can be formed by building up a large number of structural elements which enclose cavities between themselves and/or the respective base area.
  • the porosity of the body can be shaped by the volume of the cavities enclosed by the structural elements and the number and wall thickness of the structural elements. This takes into account the aspect of economy in the manufacture of the body using the additive manufacturing process.
  • the lightweight effect is reinforced.
  • the structural elements can be manufactured with different wall thicknesses.
  • the structural elements can be made porous, at least in sections, with the porosity of the structural elements being predetermined by the load to be absorbed by the body.
  • the body can preferably be made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity of the structure and the structural elements along the main load directions.
  • FIG. 1 shows a schematic representation of a chassis according to the prior art in a partial view
  • FIG. 2 shows a schematic representation of a multipoint link according to the invention in an isometric view
  • 3 shows a schematic representation of the multipoint link according to the invention in a sectional view along the line AA according to FIG. 2 and a detailed view; and;
  • FIG 4 shows a schematic representation of the multipoint link in a side view (A) and a top view (B).
  • the chassis 1 shows a schematic representation of a chassis 1 of a vehicle, in particular a commercial vehicle, according to the prior art in a partial view.
  • the chassis 1 comprises two longitudinal beams 2, a steerable axle 3 and a steering rod 4 extending in the longitudinal direction of the vehicle (not shown).
  • a U-shaped roll stabilizer 5 is arranged on the steerable axle 3 .
  • the roll stabilizer 5 is connected in an articulated manner to the respective longitudinal member 2 by a two-point link 7 assigned to the roll stabilizer 5 at the end (only one of which is shown in FIG. 1).
  • the two-point link 7 has a load introduction area 8 at each end, at which the two-point link 7 is connected in an articulated manner to the roll stabilizer 5 or the longitudinal member 2 .
  • the two-point links 7 arranged on the roll stabilizer 5 are designed here as so-called coupling rods. Also extending in the longitudinal direction of the vehicle is a leaf spring assembly 6 which is arranged below the side member 2 and parallel to the steering rod 4 . The two-point link 7 extends in the vertical direction between the leaf spring assembly 6 and the steering rod 4 . The installation space between the leaf spring assembly 6 and the steering rod 4 that is available transversely to the longitudinal direction of the vehicle is very limited.
  • the two-point link 7 known from the prior art is made of a metallic material so that the two-point link 7 has the necessary rigidity to prevent a buckling or bulging of a connecting section 9 due to the compressive forces to be absorbed by the two-point link 7, which are caused by the oppositely arranged Load application areas 8 are initiated in the two-point link 7.
  • the multi-point link 10 is designed in the illustrated embodiment as a two-point link and includes a Body 11 , which has two load application areas 13 at the end, which are connected to one another by a connecting section 14 formed between the load application areas 13 .
  • the body 11 is preferably symmetrical.
  • the extension of the connecting portion 14 in the longitudinal direction x of the body 11 is greater than in its vertical direction z.
  • the body 11 has at least two base surfaces 12 arranged parallel to one another, each with a completely closed surface, between which an open-pored structure 18 is formed.
  • the open-pored porous structure 18 is characterized in that cavities are connected to one another by openings, so that a flow of material through the cavities to the outside is made possible.
  • the body 11 is permeable in the area lying between the base surfaces 12 due to the open-pored structure 18 .
  • the body 11 has a peripheral, open-pored outer surface that runs between the base surfaces 12 .
  • the base surfaces 12 are each interrupted by a cylindrically shaped recess 21.
  • a bearing mount 15 is arranged in the respective recess 21 .
  • the respective bearing mount 15 is used to hold a joint or joint part--not shown.
  • the respective joint can be designed as a ball joint or as an elastomer joint or as a part of the same.
  • the connecting section 14 has an outer contour that widens continuously in the longitudinal direction x of the body 11 , the maximum extent of which in the transverse direction y lies in the middle of the body 11 .
  • the body 11 has an essentially elliptical outer contour.
  • the outer contour of the body 11 can also be essentially diamond-shaped.
  • the connecting section 14 has a greater extension in the vertical direction z of the body 11 than an intermediate section 16 of the connecting section 14 located between the load application areas 13.
  • a narrowing 17 forms in the transition from the respective load application area 13 to the intermediate section 16.
  • the body 11 has a structure 18 that is open-pored, at least in sections. Furthermore, structural elements 19 and 20 are provided, which can also be open-pored at least in sections.
  • the open-pored structure 18 inside the body 11 is partially formed by the structural elements 19 , 20 .
  • the body 11 is produced by an additive manufacturing process. In this case, the body 11 is constructed from a thermoplastic or a metallic material, in particular continuously, in one construction direction. The construction is preferably carried out starting from one of the base surfaces 12 in the vertical direction z. The structure ends accordingly with the final parallel base surface 12.
  • the open-pored design of the structure 18 and/or the structural elements 19, 20 enables production according to an additive manufacturing process, which is based on a liquid process, such as polymerization from a liquid, or on a powder bed process based. After the completion of the manufacturing process, excess material that is present, which is in liquid or powder form depending on the method, can be removed from the interior of the body 11 along the open-pored porous structure.
  • the representation in Fig. 3 schematically shows the multipoint link 10 according to the invention in a sectional view along the line AA according to Fig. 2 and a detailed view of the intermediate section 16.
  • the structural elements 20 extend essentially in the longitudinal direction x of the body 11.
  • the structural elements 20 are arranged essentially parallel to one another.
  • Sections or layers with the open-pored structure 18, which connect the structural elements 20 to one another, are located between the structural elements 20 that run parallel and are spaced apart from one another.
  • the porosity of the structure 18 varies within a respective section lying between two adjacent structure elements 20 .
  • the arrangement of the bearing mount 15, which is located within the recess 21 formed during the manufacturing process.
  • the integration of the bearing mount 15 takes place during the construction of the body 11.
  • the bearing mount 15 is placed in the resulting load application areas 13 perpendicular to the direction of construction on the already formed base surface 12 and subsequently surrounded by the structure 18 and the structural elements 20.
  • the structural elements 20 extending essentially in the longitudinal direction x have a changing course in the transition to the area of the waist 17 .
  • the structural elements 20 can at least partially transition into a profile that is curved at the end.
  • Structural elements 19 of the intermediate section 14 directly or indirectly adjoin the ends of the structural elements 20 .
  • the structural elements 19 of the intermediate section 14 have a different course due to the loads to which the body 11 is exposed in this area. While essentially tensile and compressive forces are introduced in the load application areas 13 via the bearing mounts 15, the intermediate section 14 has an increased tendency to buckle in the vertical direction z as the distance from the load application areas 13 increases as a result of the compressive load. This area is secured against bending by the different design of the structural elements 19 in the shear panel.
  • the center plane 22 of the body 11 is to be understood as an imaginary plane which extends in the longitudinal direction x and the transverse direction y, starting from the center point of the body 11 .
  • FIG. 3 illustrates the internal structure of the body 11 with its porous structure 18 and the structural elements 19. From the respective Base surface 12 and the structural elements 19 adjoining this, cavities 23 are formed. An open-pored structure 18 that fills the cavity 23 is formed in these cavities 23 during the, in particular continuous, construction of the body 11 . The porosity of the structure 18 differs from the porosity of the structural elements 19 delimiting the cavity 23 . Cavities 24 are also formed between adjacent structural elements 19 . An open-pored structure 18 is also formed in these cavities 24 and fills the respective cavity 24 .
  • the porosity of the structural elements 19, 20 in the exemplary embodiment shown has the value zero, ie the structural elements 19, 20 consist of a solid material. The porosity of the structural elements 19, 20 can vary depending on the type and/or magnitude of the loads that occur, ie assume a value other than zero, which results in a saving in material.
  • the profile of the structural elements 19 which adjoin the respective base surface 12 or merge into it have an essentially S-shaped profile in the vertical direction z of the body 11 .
  • the structural elements 19 Toward the center plane 22 of the body 11, the structural elements 19 have a preferred orientation in a +/-45° direction.
  • the structural elements 19 have different angles to the longitudinal axis or center plane 22 of the body 11 over their course, at least in the vertical direction.
  • the structural elements 19 can particularly preferably have a tangent-continuous course, i.e. a course without edges or kinks.
  • the arrangement of the structural elements 19 or the porous structure 18 with a preferred orientation of +/ ⁇ 45° to the center plane 22 is advantageous.
  • the structural elements 19 have a flattening angle as the distance from the center plane 22 increases towards the base surfaces 12 subjected to tensile and compressive loads. This arrangement of the structural elements 19 and the porous structure 18 means that they are optimally aligned in accordance with the effective shear field.
  • the structure 18 has a porosity which is predetermined by the load to be carried by the body 11 .
  • This is illustrated in the detailed view according to FIG. 3 in that the open-pored structure 18 within the cavities 23 and 24 in turn forms open cavities 25 of different sizes.
  • the structure 18 becomes formed from thin-walled sections which are connected to one another in such a way that they enclose cavities 25 in sections. Neighboring cavities 25 are interconnected by openings. In this way, a continuous, open-pored structure 18 is created, which is permeable to a liquid used in the production process or a powdered material used, so that it can be removed from the interior of the body at the end of the production process.
  • the structural elements 19, 20 have a porosity which is also predetermined by the load to be absorbed by the body 11.
  • Fig. 4 shows a schematic representation of the multipoint link in a side view (A) and a top view (B).
  • the body 1 1 is divided into several load segments 26, 27, 28, 29. By dividing the body 1 1 into different load segments
  • a load segment 26, 27, 28, 29 denotes an area or a section of the body 11 which is subjected to a specific type and/or magnitude of load. Different load segments 26, 27, 28, 29 of the body 11 differ from one another with regard to the type and/or magnitude of the load that occurs.
  • the porosity of the structure 18 and/or the structural elements 19, 20 can vary between the different load segments 26, 27, 28, 29. The respective porosity can vary depending on the type and/or magnitude of the loads occurring in a load segment 26, 27, 28, 29.
  • the porosity of the structural elements 19, 20 can also have the value zero, i.e. the structural elements 19, 20 consist of a solid material. In particular, the porosity of the structural elements 19, 20 within a load segment 26,
  • 27, 28, 29 must be less than the porosity of the structure 18 filling the cavities 23, 24 in this load segment 26, 27, 28, 29.
  • a first load segment 26 is in the respective load introduction area 13 of the body 11.
  • a low porosity of the inner structure 18 and/or the structural elements 20, ie a high density of the structure 18, is required.
  • the initiated in the load application areas 14 of the body 11 Tensile/compressive stress in the case of a multipoint link 10 designed as a two-point link is thus introduced over a very short path through a narrow branch due to the large number of structural elements 20 of low porosity and/or structural elements 20 made of solid material over a very short path into the connecting section 14. This avoids local stress peaks. Bending loads can be negligible or at least of secondary importance in the load application areas 13 due to the increased thickness of the body 11, ie the greater expansion of the load application areas 13 in the vertical direction z than the connecting section 14.
  • a second load segment 27 is located in the area of the waist 17 of the connecting section 14 running in the vertical direction z, the waist 17 starting from the respective load introduction area 13 and forming a transition into the intermediate section 16 of the connection section 14 located between the load introduction areas 13.
  • the waist 17 means a reduction in sections of the expansion of the connecting section 14 compared to the load application areas 13 in the vertical direction z.
  • the waist 17 connects to the respective load application area 13 and extends in sections in the longitudinal direction x of the connecting section 14.
  • the load is concentrated on a smaller cross section than in the first load segment 26.
  • the porosity of the structure 18 and the Structural elements 19, 20 in the respective second load segment 27 is therefore very small in order to be able to absorb the loads introduced. Increased loads occur in particular in the tapered edge layer of the base surface 12 of the respective second load segment 27, which is why the base surface 12 is designed with relatively thick walls.
  • third load segments 28 and a fourth load segment 29 are provided, with the fourth load segment 29 being arranged between the two third load segments 28 .
  • the third load segment 28 serves to homogenize the transmitted force over the entire cross-sectional area of the connecting section 14 which adjoins the respective waist 17, ie the second load segment 27.
  • bending components contained in the load are increasingly relevant.
  • the fourth load segment 29 experiences an increased tendency to buckle transversely to the longitudinal axis of the body 11 as a result of a compressive load introduced in the first load segment 26 .
  • the fourth load segment 29 is therefore secured against bending by the design of the structural elements 19 in the shear panel.
  • the fourth load segment 29 of the connecting section 14 can have a higher porosity of the structure 18 and/or the structural elements 19 than the first load segments 26 and second load segments 27 close to the load introduction.
  • a specifically adjusted variation of the porosity of the inner structure 18 and/or the structural elements 19 can be used explicitly in this case in order to obtain a body 11 of the multipoint link 10 which is adapted to the loads.
  • the porosity of the structure 18 increases from the first load segment 26 to the fourth load segment 29 . This allows the structure 18 and the structural elements 19, 20 of mutually adjacent load segments 26, 27, 28, 29 to merge smoothly into one another, in order to achieve locally optimal and continuously changing mechanical behavior of the connecting section 14 or of the body 11.
  • the load segments 26 , 27 , 28 , 29 can also be separated from one another by transverse ribs 30 running in the transverse direction y of the body 11 .
  • the transverse ribs 30 extend perpendicular to the center plane 22.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

The invention relates to a multi-point link (10) for the undercarriage of a vehicle, comprising a body (11), which has at least two load-application regions (13) that are connected together by a connecting section (14). The body (11), which is produced by means of a generative manufacturing method, has at least two base surfaces (12) arranged parallel to each other, each surface having a completely closed surface, between which an open-pore structure (18) is formed which is designed to be porous, wherein the porosity of the structure (18) in the connecting section (14) is specified by the load to be received by the body (11).

Description

Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs Multipoint link for a chassis of a vehicle
Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs gemäß dem Anspruch 17. The invention relates to a multipoint link for a chassis of a vehicle according to the preamble of claim 1. The present invention also relates to a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle according to claim 17.
Mehrpunktlenker, wie beispielsweise Querlenker, Längslenker, Lenker von Raumlenkerachsen und dergleichen, kommen bei praktisch allen Radaufhängungen und Achsen von Kraft- und Nutzfahrzeugen zum Einsatz und dienen der definiert beweglichen Anbindung bzw. der Begrenzung der Bewegungsfreiheitsgrade des Rades gegenüber dem Fahrzeugchassis. Neben Radführungsaufgaben dienen Lenker hierbei häufig auch der Realisierung aufbautragender Aufgaben, indem Feder- und Dämpferkräfte übertragen werden. Schließlich sind Lenker auch Teil der Lenkung und Wankfederung eines Fahrzeuges, wo sie dann eine Verbindung zu einem Lenkgetriebe bzw. einem Stabilisator herstellen. Je nach Anzahl der zu verbindenden Gelenkpunkte kann ein Lenker als 2-Punkt-Lenker, als 3-Punkt-Lenker, als 4-Punkt-Len- ker oder auch als 5-Punkt-Lenker verwirklicht sein. Multipoint links, such as wishbones, trailing arms, links of multi-link axles and the like, are used in practically all wheel suspensions and axles of motor and commercial vehicles and are used for the defined movable connection or to limit the degrees of freedom of movement of the wheel relative to the vehicle chassis. In addition to wheel control tasks, links often also serve to carry out body-supporting tasks by transferring spring and damper forces. After all, links are also part of the steering and roll suspension of a vehicle, where they then connect to a steering gear or stabilizer. Depending on the number of articulation points to be connected, a link can be realized as a 2-point link, as a 3-point link, as a 4-point link or as a 5-point link.
Klassischerweise werden solche Mehrpunktlenker dabei aus Metall in Form von Gusseisen, Stahl oder auch Aluminium gefertigt, wobei sich insbesondere die Stahlvariante durch eine hohe Festigkeit, Steifigkeit und Duktilität auszeichnet. Ein wesentlicher Nachteil von Mehrpunktlenkern aus Metall ist jedoch, dass diese ein hohes Gewicht aufweisen, zumeist eine zusätzliche Nachbearbeitung im Rahmen der Herstellung notwendig ist und zudem Maßnahmen gegen Korrosion zu treffen sind. Aus diesem Grund werden Mehrpunktlenker inzwischen aus Faserverbundwerkstoffen ausgeführt, um eine besonders leichte, tragfähige und auch von der Geometrie her gut anpassbare Bauweise zu verwirklichen. Classically, such multi-point links are made of metal in the form of cast iron, steel or aluminum, with the steel variant in particular being characterized by high strength, rigidity and ductility. However, a significant disadvantage of multipoint links made of metal is that they are very heavy, additional post-processing is usually necessary during production and measures against corrosion must also be taken. For this reason, multi-point links are now made of fiber composite materials in order to achieve a particularly light, load-bearing construction that is also easily adaptable in terms of geometry.
So ist aus der DE 10 2015 104 656 A1 ein Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art bekannt, welcher einen Körper aus spritzgegossenem Kunststoff umfasst, der zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche aufweist, die durch eine Verbindungsstruktur miteinander verbunden sind. Aus Kunststoff hergestellte Mehrpunktlenker zeichnen sich gegenüber Mehrpunktlenkern aus Metall durch ein deutlich geringeres Eigengewicht aus. Die Herstellung eines solchen Mehrpunktlenkers aus einem Kunststoff erfolgt dabei in Großserie, da die Kosten für die Bereitstellung von Spritzgusswerkzeugen hoch sind. For example, DE 10 2015 104 656 A1 discloses a multipoint link of the type mentioned at the outset, which comprises a body made of injection-molded plastic that has at least two load introduction regions that are connected to one another by a connecting structure. Draw multipoint links made of plastic compared to multi-point links made of metal due to a significantly lower dead weight. The production of such a multipoint link from a plastic is carried out in large series since the costs for the provision of injection molds are high.
Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Mehrpunktlenker sowie eine Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers der eingangs genannten Art weiterzubilden, so dass ein Mehrpunktlenker auch in einer Kleinserie wirtschaftlich herstellbar ist. Based on the prior art described above, it is now the object of the present invention to further develop a multipoint link and a method for producing a multipoint link of the type mentioned above, so that a multipoint link can also be produced economically in a small series.
Diese Aufgabe wird aus vorrichtungstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Oberbegriff des nebengeordneten Anspruchs 17 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Die auf die unabhängigen Ansprüche 1 bzw. 17 folgenden abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. This object is achieved from a technical point of view starting from the preamble of claim 1 in conjunction with its characterizing features. From a procedural point of view, the task is solved based on the preamble of independent claim 17 in conjunction with its characterizing features. The dependent claims following the independent claims 1 and 17 each reflect advantageous developments of the invention.
Gemäß der Erfindung wird ein Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, umfassend einen Körper, der zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche, aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der durch ein generatives Fertigungsverfahren aufgebaute Körper zumindest zwei zueinander parallel angeordnete Basisflächen mit jeweils vollständig geschlossener Oberfläche aufweist, zwischen denen eine offenporige, porös ausgeführte Struktur ausgebildet ist, wobei die Porosität der Struktur im Verbindungsabschnitt durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt ist. According to the invention, a multipoint link for a chassis of a vehicle, comprising a body that has at least two load application areas that are connected to one another by a connecting section, the body constructed by an additive manufacturing process having at least two mutually parallel base surfaces, each with a completely closed surface has, between which an open-pored, porous structure is formed, wherein the porosity of the structure in the connecting section is predetermined by the load to be absorbed by the body.
Der kontinuierliche Aufbau des Körpers durch das generative Fertigungsverfahren ermöglicht es, einen Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art kostengünstig in kleinen Stückzahlen herzustellen. Durch die offenporige, porös ausgeführte Struktur, die in einer Aufbaurichtung zwischen den zwei zueinander parallel angeordneten Basisflächen ausgebildet wird, lässt sich die Herstellung des Körpers durch ein generatives Fertigungsverfahren, d.h. durch ein Flüssigverfahren, wie der Polymerisation aus einer Flüssigkeit, oder durch ein Pulverbettverfahren, realisieren. Das generative Fertigungsverfahren erfordert, dass nach dem Abschluss des Fertigungsprozesses vorhandener Werkstoff, der abhängig vom Verfahren flüssig oder in Pulverform vorliegt, aus dem Inneren des Körpers entfernt werden kann. Dadurch, dass der Körper in seinem Inneren eine offenporige, porös ausgeführte Struktur aufweist, wird das Entfernen des überschüssigen Werkstoffes ermöglicht und zugleich ein besonders effizienter Materialeinsatz bei der Herstellung erreicht. Die offenporig porös ausgeführte Struktur zeichnet sich dadurch aus, dass in der Struktur aufgrund der Porosität ausgebildete Hohlräume untereinander durch Öffnungen miteinander verbunden sind, so dass ein Materialfluss durch die Hohlräume hindurch nach außen ermöglicht wird. Der effiziente Materialeinsatz zeichnet sich insbesondere durch eine Reduzierung der Materialkosten sowie der Fertigungsdauer bei der Durchführung des generativen Fertigungsverfahren aus. Die Materialreduzierung bewirkt somit auch eine Reduzierung der Belegungsdauer der Vorrichtung zur Durchführung des generativen Fertigungsverfahrens. Als Pulverbettverfahren kommen beispielsweise Binder Jetting, Laser-Sintern (Selective Laser-Sintering), Selektives Laserschmelzen (Selective Laser-Melting), Selective Heat-Sintering oder Selektives Elektronenstrahlschmelzen in Betracht. Als Flüssigverfahren kommen z.B. Stereolithografie oder Flächenverfahren, wie das DLP-Verfahren (Digital Light Processing) oder das Lithography-based Ceramic Manufacturing in Betracht. Dabei ist die Porosität der Struktur durch die von dem Körper des Mehrpunktlenkers aufzunehmende Last vorbestimmt. Insbesondere kann die Porosität der Struktur im Inneren des Körpers hinsichtlich Ausprägung und Lage variieren, wobei die Variation der Porosität der Struktur durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt ist. Hierdurch wird erreicht, dass für den Aufbau der Struktur im Inneren des Körpers durch das additive Fertigungsverfahren nur so viel Material eingesetzt wird, wie für die jeweiligen Lastfälle, dem der Mehrpunktlenker im Betrieb ausgesetzt wird, notwendig ist. Die Porosität stellt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen des Körpers dar. Der Körper des Mehrpunktlenkers wird bevorzugt aus einem Kunststoff oder einem metallischen Material hergestellt. The continuous construction of the body through the additive manufacturing process makes it possible to produce a multipoint link of the type mentioned at low cost in small numbers. Due to the open-pored, porous structure, which is formed in one direction between the two base surfaces arranged parallel to one another, the body can be produced by an additive manufacturing process, i.e. by a liquid process, such as polymerization from a liquid, or by a powder bed process, realize. The generative Manufacturing process requires that after the completion of the manufacturing process, existing material, which may be in liquid or powder form depending on the process, can be removed from inside the body. The fact that the body has an open-pored, porous structure on the inside makes it possible to remove the excess material and at the same time achieves a particularly efficient use of material during production. The open-pored porous structure is characterized in that cavities formed in the structure due to the porosity are connected to one another by openings, so that a material flow through the cavities to the outside is made possible. The efficient use of materials is characterized in particular by a reduction in material costs and the production time when carrying out the additive manufacturing process. The reduction in material thus also brings about a reduction in the occupancy time of the device for carrying out the additive manufacturing process. Binder jetting, laser sintering (selective laser sintering), selective laser melting (selective laser melting), selective heat sintering or selective electron beam melting, for example, come into consideration as powder bed methods. Stereolithography or surface processes, such as the DLP process (digital light processing) or lithography-based ceramic manufacturing, for example, come into consideration as liquid processes. The porosity of the structure is predetermined by the load to be absorbed by the body of the multipoint link. In particular, the porosity of the structure inside the body can vary in terms of expression and location, with the variation in the porosity of the structure being predetermined by the load to be absorbed by the body. This ensures that only as much material is used for the construction of the structure inside the body by the additive manufacturing process as is necessary for the respective load cases to which the multipoint link is exposed during operation. The porosity represents the ratio of the void volume to the total volume of the body. The body of the multipoint link is preferably made of a plastic or a metallic material.
So kann die poröse Struktur im Inneren des Körpers teilweise durch den Aufbau einer Vielzahl von Strukturelementen ausgebildet sein, welche Hohlräume zwischen sich und/oder den Basisflächen einschließen. Das Volumen der Hohlräume, die von den Strukturelementen umschlossen werden, bestimmt die Porosität der Struktur im Inneren des Körpers. Die Strukturelemente können unterschiedliche Dimensionierungen aufweisen. Bei den Strukturelementen kann es sich um flächige Elementen handeln, insbesondere um Rippen. Alternativ oder zusätzlich kann es sich bei den Strukturelementen um stabförmige Elemente handeln, insbesondere um Stege oder Streben. Durch die Strukturelemente wird eine im Wesentlichen tragwerkartige Struktur geschaffen. Hierdurch wird dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung des Körpers mittels des additiven Fertigungsverfahren Rechnung getragen. Zugleich wird der Leichtbaueffekt verstärkt. Thus, the porous structure inside the body can be partially formed by building up a large number of structural elements which enclose cavities between themselves and/or the base surfaces. The volume of the cavities by enclosed by the structural elements determines the porosity of the structure inside the body. The structural elements can have different dimensions. The structural elements can be flat elements, in particular ribs. Alternatively or additionally, the structural elements can be rod-shaped elements, in particular webs or struts. An essentially supporting structure is created by the structural elements. This takes into account the aspect of economy in the manufacture of the body using the additive manufacturing process. At the same time, the lightweight effect is reinforced.
Insbesondere können die Strukturelemente zumindest abschnittsweise offenporig porös ausgeführt sein, wobei die Porosität der Strukturelemente durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt ist. Neben der eine Porosität aufweisenden Struktur weisen zusätzlich auch die Strukturelemente, welche die Struktur im Inneren des Körpers ausbilden, eine Porosität auf. Dabei wird die Porosität der Strukturelemente selbst in Abhängigkeit von der Last bestimmt, welche über die Lasteinleitungsbereiche in den Verbindungsabschnitt eingebracht wird. Somit können die Struktur im Inneren des Körpers sowie die Strukturelemente, welche die Struktur ausbilden, vollständig porös ausgebildet sein. Innerhalb der von den Strukturelementen und/oder den Basisflächen eingeschlossenen Hohlräume weist die Struktur somit eine von den Strukturelementen abweichende Porosität auf. Hierdurch wird der notwendige Materialeinsatz für die Herstellung des Körpers weiter minimiert, ohne dadurch die erforderlichen Anforderungen des Körpers hinsichtlich der Festigkeit und Steifigkeit zu beeinflussen. In particular, the structural elements can be designed to be open-pored, at least in sections, with the porosity of the structural elements being predetermined by the load to be absorbed by the body. In addition to the structure having porosity, the structural elements that form the structure inside the body also have porosity. In this case, the porosity of the structural elements themselves is determined as a function of the load which is introduced into the connection section via the load introduction areas. Thus, the structure inside the body and the structural elements that form the structure can be designed to be completely porous. Within the cavities enclosed by the structural elements and/or the base areas, the structure therefore has a porosity that differs from that of the structural elements. This further minimizes the amount of material needed to manufacture the body, without thereby influencing the required strength and rigidity requirements of the body.
Insbesondere kann der Körper durch eine Variation der Größenordnung der Porosität entlang von Hauptbelastungsrichtungen steifer und fester ausgebildet sein. Die innere Struktur des Körpers kann - mit Ausnahme der begrenzenden Basisflächen - nahezu vollständig porös ausgeführt sein. Dabei können durch die Variation der Größenordnung der Porosität der inneren Struktur als auch der Strukturelemente vorhandene Hauptbelastungsrichtungen in dem Körper steifer und fester gestaltet werden. Bevorzugt kann der Körper in mehrere Lastsegmente unterteilt sein. Durch die Aufteilung des Körpers in verschiedene Lastsegmente kann bei der Ausgestaltung der inneren Struktur den in einem Lastsegment des Körpers auftretenden Belastungen hinsichtlich ihrer Art und Größenordnung Rechnung getragen werden. Als ein Lastsegment wird ein Bereich oder ein Abschnitt des Körpers bezeichnet, welcher einer bestimmten Art und /oder Größenordnung einer Belastung ausgesetzt ist. Unterschiedliche Lastsegmente des Körpers unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Art und/oder der Größenordnung der Belastung. Dabei kann der Körper in zumindest zwei unterschiedliche Lastsegmente unterteilt sein. In particular, the body can be made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity along the main load directions. The internal structure of the body--with the exception of the delimiting base surfaces--can be designed to be almost completely porous. By varying the magnitude of the porosity of the internal structure and of the structural elements, existing main load directions in the body can be made stiffer and stronger. The body can preferably be divided into several load segments. By dividing the body into different load segments, the type and magnitude of the loads occurring in a load segment of the body can be taken into account when designing the internal structure. A load segment is defined as an area or portion of the body that is subjected to a specific type and/or magnitude of stress. Different load segments of the body differ from each other in terms of the type and/or magnitude of the load. The body can be divided into at least two different load segments.
Insbesondere kann die Porosität der Struktur und/oder der Strukturelemente zwischen verschiedenen Lastsegmenten variieren. Die Porosität kann dabei in Abhängigkeit von der Art und/oder der Größenordnung der jeweils in einem Lastsegment auftretenden Belastungen variieren. Dabei kann die Porosität der Strukturelemente auch den Wert Null annehmen, d.h. die Strukturelemente bestehen aus einem Vollmaterial. In particular, the porosity of the structure and/or structural elements may vary between different load segments. The porosity can vary depending on the type and/or magnitude of the loads occurring in a load segment. The porosity of the structural elements can also have the value zero, i.e. the structural elements consist of a solid material.
Des Weiteren kann die Porosität von Strukturelementen innerhalb eines Lastsegmentes geringer als die Porosität der jeweiligen die Hohlräume ausfüllenden Struktur in diesem Lastsegment sein. Auch dies dient der Reduzierung des Materialeinsatzes bei der Herstellung des Körpers. Furthermore, the porosity of structural elements within a load segment can be lower than the porosity of the respective structure filling the cavities in this load segment. This also serves to reduce the amount of material used in the manufacture of the body.
Vorzugsweise kann ein erstes Lastsegment in dem jeweiligen Lasteinleitungsbereich des Körpers liegen. In dem ersten, in einem Lasteinleitungsbereich liegenden, Lastsegment ist eine geringe Porosität der inneren Struktur des Körpers erforderlich. Die in den Lasteinleitungsbereichen des Körpers eingeleitete Belastung kann auf sehr kurzem Wege durch eine enge Verzweigung aufgrund der Vielzahl von porösen Strukturelementen und/oder von Strukturelementen aus Vollmaterial sehr flächig auf kurzem Weg über den Querschnitt des Verbindungsabschnitts verteilt werden. Dadurch werden lokale Spannungsspitzen vermieden. Biegebelastungen können in den Lasteinleitungsbereichen aufgrund einer erhöhten Dicke des Körpers, d.h. einer stärkeren Ausdehnung der Lasteinleitungsbereiche in Hochrichtung als der Verbindungsabschnitt, zumindest von untergeordneter Bedeutung sein. Weiterhin kann ein zweites Lastsegment im Bereich zumindest einer in Hochrichtung verlaufenden Taillierung des Verbindungsabschnitts liegen, wobei die Taillierung von einem der Lasteinleitungsbereiche ausgeht und einen Übergang in einen zwischen den Lasteinleitungsbereichen befindlichen Zwischenabschnitt des Verbindungsabschnitts bildet. Eine Taillierung des Verbindungsabschnitts des Mehrpunktlenkers kann erforderlich sein, um dem vielfach nur eingeschränkt zur Verfügung stehenden Bauraum im Bereich des Fahrwerks gerecht zu werden. Die Taillierung bedeutet eine abschnittsweise Reduzierung der Ausdehnung des Verbindungsabschnittes gegenüber den Lasteinleitungsbereichen in Hochrichtung. Die Taillierung schließt sich an den jeweiligen Lasteinleitungsbereich an und erstreckt sich jeweils abschnittsweise in Längsrichtung des Verbindungsabschnitts. In dem oder den zweiten Lastsegmenten, d.h. den Bereichen des Verbindungsabschnittes, in denen die Taillierung vorgesehen ist, konzentriert sich die Last auf einen geringeren Querschnitt als in dem ersten Lastsegment. Die Porosität der Struktur und der Strukturelemente in dem jeweiligen zweiten Lastsegment sollte noch sehr gering sein, um die Lasten aufnehmen zu können. Es treten erhöhte Lasten insbesondere in der taillierten Randschicht des jeweiligen zweiten Lastsegmentes auf, weshalb die Randschicht verhältnismäßig dickwandig gestaltet sein sollte. A first load segment can preferably lie in the respective load application area of the body. A low porosity of the internal structure of the body is required in the first load segment, which is in a load application area. The load introduced in the load application areas of the body can be distributed over a very short distance over the cross section of the connecting section via a narrow branch due to the large number of porous structural elements and/or structural elements made of solid material. This avoids local stress peaks. Bending stresses can be of at least minor importance in the load application areas due to an increased thickness of the body, ie a greater extension of the load application areas in the vertical direction than the connecting section. Furthermore, a second load segment can be located in the area of at least one narrowing of the connecting section running in the vertical direction, the narrowing starting from one of the load introduction areas and forming a transition into an intermediate section of the connecting section located between the load introduction areas. A narrowing of the connecting section of the multi-point link can be necessary in order to do justice to the installation space that is often only available to a limited extent in the area of the chassis. The waist means a section-by-section reduction in the expansion of the connecting section compared to the load introduction areas in the vertical direction. The waist adjoins the respective load application area and extends in sections in the longitudinal direction of the connecting section. In the one or more second load segments, ie the areas of the connecting section in which the waist is provided, the load is concentrated on a smaller cross-section than in the first load segment. The porosity of the structure and the structural elements in the respective second load segment should still be very low in order to be able to absorb the loads. Increased loads occur in particular in the tapered edge layer of the respective second load segment, which is why the edge layer should be designed with relatively thick walls.
Des Weiteren können ein drittes Lastsegment und ein viertes Lastsegment vorgesehen sein, wobei das vierte Lastsegment zwischen zwei dritten Lastsegmenten angeordnet ist. Das dritte Lastsegment dient der Homogenisierung der übertragenen Kraft auf den gesamten Querschnittsbereich des Verbindungsabschnitts, der sich an die jeweilige Taillierung, d.h. das zweite Lastsegment, anschließt. Im dritten Lastsegment sind in der Belastung enthaltene Biegeanteile zunehmend relevant. Das vierte Lastsegment erfährt infolge einer Drucklast eine erhöhte Neigung zum Ausknicken quer zur Längsachse des Körpers. Das vierte Lastsegment kann daher durch die Gestaltung der Strukturelemente im Schubfeld gegenüber einer Biegung gesichert werden. Insbesondere das vierte Lastsegment des Verbindungsabschnitts kann eine höhere Porosität der Struktur und/oder der Strukturelemente aufweisen, als die lasteinleitungsnahen ersten und zweiten Lastsegmente. Eine gezielt eingestellte Variation der Porosität der inneren Struktur und/oder der Strukturelemente kann hierbei explizit genutzt werden, um einen an die Belastungen angepassten Körper des Mehrpunktlenkers zu erhalten. Furthermore, a third load segment and a fourth load segment can be provided, with the fourth load segment being arranged between two third load segments. The third load segment serves to homogenize the transmitted force over the entire cross-sectional area of the connecting section, which adjoins the respective waist, ie the second load segment. In the third load segment, the bending components contained in the load are increasingly relevant. The fourth load segment experiences an increased tendency to buckle transverse to the longitudinal axis of the body as a result of a compressive load. The fourth load segment can therefore be secured against bending by the design of the structural elements in the shear panel. In particular, the fourth load segment of the connection section can have a higher porosity of the structure and/or of the structural elements than the first and second load segments close to the load introduction. A deliberately adjusted variation of the The porosity of the inner structure and/or the structural elements can be used explicitly in this case in order to obtain a body of the multipoint link that is adapted to the loads.
Insbesondere kann die Porosität der Struktur innerhalb eines Lastsegmentes ausgehend von dem ersten Lastsegment bis hin zum vierten Lastsegment variieren. Hierdurch kann ein fließendes ineinander Übergehen der Struktur sowie der Strukturelemente von benachbarten Lastsegmenten erreicht werden, um ein lokal optimales und sich kontinuierlich veränderndes mechanisches Verhalten des Verbindungsabschnittes bzw. des Körpers zu erreichen. In particular, the porosity of the structure within a load segment can vary from the first load segment to the fourth load segment. As a result, the structure and the structural elements of adjacent load segments can be smoothly merged into one another in order to achieve a locally optimal and continuously changing mechanical behavior of the connecting section or of the body.
Alternativ können die Lastsegmente voneinander durch in Querrichtung des Körpers verlaufende Querrippen separiert sein. Dabei können die Querrippen senkrecht zur Mittelebene im Körper orientiert angeordnet sein, d.h. die Querrippen erstrecken sich in Quer- und in Hochrichtung. Alternatively, the load segments may be separated from one another by transverse ribs running transversely of the body. The transverse ribs can be arranged oriented perpendicularly to the center plane in the body, i.e. the transverse ribs extend in the transverse and vertical directions.
Vorzugsweise können die Strukturelemente teilweise eine Neigung in Längsrichtung und/oder Querrichtung des Körpers aufweisen. Mit Längsrichtung ist eine entlang einer Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet. Der Körper weist dabei in Längsrichtung eine Längsausdehnung auf. Mit Querrichtung ist eine senkrecht zur Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet, welche räumlich in einer Ebene mit der Längsrichtung liegt. Der Körper weist in Querrichtung eine Breitenausdehnung auf. Mit Hochrichtung ist eine senkrecht zur Längsachse des Körpers verlaufende Erstreckung bezeichnet, welche senkrecht zur Ebene von Längs- und Querrichtung verläuft. Der Körper weist in Hochrichtung eine Höhenausdehnung auf, welche im Allgemeinen durch den verfügbaren Bauraum deutlich stärker begrenzt ist als die Breitenausdehnung des Körpers in Querrichtung. Die geneigte Anordnung der Strukturelemente in durch Zugkräfte oder Druckkräfte belasteten Bereichen kann mit einer vorwiegend auf Schub beanspruchten inneren Struktur kombiniert werden. Es ist daher vorteilhaft, Strukturelemente mit einer Vorzugsorientierung in +/- 45° Richtung anzuordnen bzw. auszubilden. Bevorzugt können die Strukturelemente mit zunehmendem Abstand von einer Mittelebene des Körpers hin zu den durch Zugkräfte oder Druckkräfte belasteten Bereichen einen sich abflachenden Winkel aufweisen. Die Mittelebene des Körpers ist als eine gedachte Ebene zu verstehen, die sich ausgehend vom Mittelpunkt des Körpers in Längsrichtung und Querrichtung erstreckt. Die Mittelebene kann auch physisch als ein Strukturelement oder mehrere Strukturelemente ausgebildet sein, das bzw. die sich durchgehend in Längs- und Querrichtung erstrecken. Dadurch können die Strukturelemente sich von der Mittelebene ausgehend erstrecken bzw. von dieser zerteilt werden. The structural elements can preferably have an inclination in the longitudinal direction and/or transverse direction of the body. The longitudinal direction designates an extension running along a longitudinal axis of the body. The body has a longitudinal extension in the longitudinal direction. The transverse direction denotes an extension running perpendicularly to the longitudinal axis of the body, which spatially lies in one plane with the longitudinal direction. The body has a width dimension in the transverse direction. The vertical direction denotes an extension running perpendicularly to the longitudinal axis of the body, which extends perpendicularly to the plane of the longitudinal and transverse directions. The body has a vertical extent in the vertical direction, which is generally much more limited by the available space than the width of the body in the transverse direction. The inclined arrangement of the structural elements in areas subject to tensile or compressive forces can be combined with an internal structure that is primarily subject to shear stress. It is therefore advantageous to arrange or form structural elements with a preferred orientation in a +/-45° direction. Preferably, the structural elements with increasing distance from a central plane of the body towards the tensile forces or Areas subjected to compressive forces have a flattening angle. The median plane of the body is to be understood as an imaginary plane extending longitudinally and transversely from the midpoint of the body. The midplane may also be physically formed as one or more structural members extending longitudinally and laterally continuously. As a result, the structural elements can extend from the center plane or be divided by it.
Weiterhin können die Strukturelemente teilweise einen abschnittsweise radial gekrümmten Verlauf aufweisen. Die einer gekrümmten Bahn folgenden Strukturelemente können nahe der Basisflächen in einem flachen Winkel verlaufen, während sie mit einem parallel zur Basisfläche verlaufenden Strukturelement einen Winkel von etwa 45° einschließen. Insbesondere können die einer gekrümmten Bahn folgenden Strukturelemente einen parabolischen Verlauf aufweisen. Durch den gekrümmten Verlauf der Strukturelemente kann die wirkende Schubbeanspruchung im Körper abgebildet werden. Weiterhin ist denkbar, dass die Strukturelemente, die insbesondere im dritten und vierten Lastsegment angeordnet sind, einen im Wesentlichen S-förmigen Verlauf in Hochrichtung des Körpers aufweisen. Dabei weisen die Strukturelemente über ihren Verlauf unterschiedliche Winkel zur Längsachse des Körpers auf. Besonders bevorzugt können die Strukturelemente einen tangentenstetigen Verlauf aufweisen, d.h. einen kantenfreien bzw. knickfreien Verlauf. Furthermore, some of the structural elements can have a course that is radially curved in sections. The structural elements following a curved path can run at a shallow angle near the base surfaces, while they enclose an angle of approximately 45° with a structural element running parallel to the base surface. In particular, the structural elements following a curved path can have a parabolic course. Due to the curved course of the structural elements, the acting shear stress in the body can be represented. Furthermore, it is conceivable that the structural elements, which are arranged in particular in the third and fourth load segment, have a substantially S-shaped course in the vertical direction of the body. The structural elements have different angles to the longitudinal axis of the body over their course. The structural elements can particularly preferably have a tangent-continuous course, i.e. a course without edges or kinks.
Des Weiteren können zumindest die in dem ersten Lastsegment angeordneten Strukturelemente einen zur Mittelebene des Körpers im Wesentlichen parallelen Verlauf aufweisen. Der zur Mittelebene parallele Verlauf der Strukturelemente entspricht dabei der Orientierung der Kräfte, die in den Lasteinleitungsbereichen des Körpers in diesen eingeleitet werden. Dabei handelt es sich vorrangig um Druck- bzw. Zugkräfte. Furthermore, at least the structural elements arranged in the first load segment can run essentially parallel to the center plane of the body. The course of the structural elements parallel to the central plane corresponds to the orientation of the forces that are introduced into the body in the load application areas. These are primarily compressive or tensile forces.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann der Verbindungsabschnitt eine Erstreckung in Längsrichtung des Körpers aufweisen, die größer als in Hochrichtung des Körpers ist, wobei der Körper eine sich in Längsrichtung des Körpers kontinuierlich aufweitende Außenkontur aufweist, deren maximale Ausdehnung in der Mitte des Körpers liegt. Durch die sich in Längsrichtung des Körpers kontinuierlich aufweitende Außenkontur des Verbindungsabschnitts wird ein großes axiales Flächenträgheitsmoment geschaffen, um die eingeleiteten Druckkräfte aufnehmen zu können, ohne dass es zu einem Ausknicken oder Ausbeulen des Verbindungsabschnitts kommt. Durch das Aufweiten des Verbindungsabschnittes in Querrichtung ausgehend von den Lasteinleitungsbereichen zur Mitte des Körpers hin werden die in den Lasteinleitungsbereichen aufgenommenen Druckkräfte frühzeitig in den Verbindungsabschnitt eingeleitet und im Wesentlichen gleichmäßig in Querrichtung verteilt. Insbesondere kann zumindest das vierte Lastsegment des Verbindungsabschnitts eine höhere Porosität als die lasteinleitungsnahen Bereiche aufweisen, da die Last im Bereich des vierten Lastsegments bereits gleichmäßig in die innere Struktur eingeleitet und auf einer in Querrichtung erhöhten Breite des Verbindungsabschnitts verteilt wird. Vorzugsweise kann der Mehrpunktlenker als ein 2-Punkt-Lenker ausgebildet sein. According to a preferred embodiment, the connecting section can have an extent in the longitudinal direction of the body that is greater than in the vertical direction of the body, with the body having an outer contour that widens continuously in the longitudinal direction of the body, the maximum extent of which is in the middle of the body lies. The outer contour of the connecting section, which widens continuously in the longitudinal direction of the body, creates a large axial area moment of inertia in order to be able to absorb the compressive forces that are introduced without the connecting section buckling or bulging. By widening the connection section in the transverse direction, starting from the load application areas towards the center of the body, the compressive forces absorbed in the load application areas are introduced into the connection section at an early stage and distributed substantially evenly in the transverse direction. In particular, at least the fourth load segment of the connection section can have a higher porosity than the areas close to the load introduction, since the load in the area of the fourth load segment is already introduced uniformly into the inner structure and is distributed over an increased width of the connection section in the transverse direction. Preferably, the multi-point link can be designed as a 2-point link.
Des Weiteren wird die eingangs gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruches 17 gelöst. Furthermore, the object set at the outset is solved by a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle with the features of independent claim 17 .
Gemäß dem Anspruch 17 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, aufweisend die Durchführung eines generativen Fertigungsverfahren zum Aufbauen eines Körpers aus einem pulverförmigen oder flüssigen Werkstoff, wobei der Körper mit zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche aufgebaut wird, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden werden, wobei zwischen zwei zueinander parallel angeordneten Basisflächen mit jeweils vollständig geschlossener Oberfläche eine offenporig ausgeführte Struktur aufgebaut wird, wobei die Porosität der Struktur durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt wird. Das generative Verfahren basiert dabei auf einem Flüssigverfahren oder einem Pulverbettverfahren. Insbesondere kann die Porosität der Struktur im Inneren des Körpers variiert werden, wobei die Variation der Porosität der Struktur durch die von dem Körper aufzunehmende Last bestimmt ist. Die Porosität, d.h. die Lage von Hohlräumen im Inneren des Körpers wird durch die jeweilige Art und Größenordnung der auftretenden Last bestimmt. Der, insbesondere kontinuierliche, Aufbau des Körpers durch das generative Fertigungsverfahren ermöglicht es, einen Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art kostengünstig in kleinen Stückzahlen herzustellen, der an die zu aufzunehmenden Belastungen angepasst ist. Dies wird dadurch begünstigt, dass durch die poröse Ausgestaltung des Körpers eine Materialreduzierung erreicht und somit die Fertigungsdauer minimiert wird. Bevorzugt kommt ein Werkstoff aus einem Kunststoff oder einem metallischen Material zum Einsatz. According to Claim 17, a method for producing a multipoint link for a chassis of a vehicle is proposed, comprising the implementation of an additive manufacturing method for constructing a body from a powdered or liquid material, the body being constructed with at least two load application areas which are connected by a connecting section are connected to one another, an open-pored structure being built up between two mutually parallel base surfaces, each with a completely closed surface, the porosity of the structure being predetermined by the load to be absorbed by the body. The generative process is based on a liquid process or a powder bed process. In particular, the porosity of the structure can be varied inside the body, the variation in the porosity of the structure being determined by the load to be carried by the body. The porosity, ie the location of cavities inside the body, is determined by the respective type and magnitude of the load that occurs. The one in particular Continuous, structure of the body by the additive manufacturing process makes it possible to produce a multi-point link of the type mentioned in small numbers, which is adapted to the loads to be absorbed. This is favored by the fact that the porous design of the body results in a reduction in material and thus the production time is minimized. A material made of a plastic or a metallic material is preferably used.
Dabei kann die Struktur durch den Aufbau einer Vielzahl von Strukturelementen ausgebildet werden, welche Hohlräume zwischen sich und/oder der jeweiligen Basisfläche einschließen. Durch das Volumen der von den Strukturelementen eingeschlossenen Hohlräume sowie die Anzahl und Wandungsstärke der Strukturelemente lässt sich die Porosität des Köpers gestalten. Hierdurch wird dem Aspekt der Wirtschaftlichkeit bei der Herstellung des Körpers mittels des additiven Fertigungsverfahren Rechnung getragen. Zugleich wird der Leichtbaueffekt verstärkt. Die Strukturelemente können mit unterschiedlichen Wandstärken hergestellt werden. In this case, the structure can be formed by building up a large number of structural elements which enclose cavities between themselves and/or the respective base area. The porosity of the body can be shaped by the volume of the cavities enclosed by the structural elements and the number and wall thickness of the structural elements. This takes into account the aspect of economy in the manufacture of the body using the additive manufacturing process. At the same time, the lightweight effect is reinforced. The structural elements can be manufactured with different wall thicknesses.
Des Weiteren können die Strukturelemente zumindest abschnittsweise offenporig porös ausgeführt werden, wobei die Porosität der Strukturelemente durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt wird. Furthermore, the structural elements can be made porous, at least in sections, with the porosity of the structural elements being predetermined by the load to be absorbed by the body.
Bevorzugt kann der Körper durch eine Variation der Größenordnung der Porosität der Struktur und der Strukturelemente entlang von Hauptbelastungsrichtungen steifer und fester ausgebildet werden. The body can preferably be made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity of the structure and the structural elements along the main load directions.
Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt: An advantageous embodiment of the invention, which is explained below, is shown in the drawings. It shows:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrwerks gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht; 1 shows a schematic representation of a chassis according to the prior art in a partial view;
Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers in isometrischer Ansicht; Fig. 3 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß der Fig. 2 sowie eine Detailansicht; und; 2 shows a schematic representation of a multipoint link according to the invention in an isometric view; 3 shows a schematic representation of the multipoint link according to the invention in a sectional view along the line AA according to FIG. 2 and a detailed view; and;
Fig. 4 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in einer Seitenansicht (A) und einer Draufsicht (B). 4 shows a schematic representation of the multipoint link in a side view (A) and a top view (B).
Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrwerks 1 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht. Das Fahrwerk 1 umfasst zwei Längsträger 2, eine lenkbare Achse 3 sowie eine sich in Längsrichtung des - nicht dargestellten - Fahrzeugs erstreckende Lenkstange 4. An der lenkbaren Achse 3 ist ein U-förmiger Wankstabilisator 5 angeordnet. Der Wankstabilisator 5 ist durch jeweils einen endseitig dem Wankstabilisator 5 zugeordneten Zweipunktlenker 7 -von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist - mit dem jeweiligen Längsträger 2 gelenkig verbunden. Der Zweipunktlenker 7 weist endseitig jeweils einen Lasteinleitungsbereich 8 auf, an denen der Zweipunktlenker 7 mit dem Wankstabilisator 5 bzw. dem Längsträger 2 gelenkig verbunden ist. Die an dem Wankstabilisator 5 angeordneten Zweipunktlenker 7 sind hier als sogenannte Koppelstangen ausgeführt. Ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung erstreckend ist ein Blattfederpaket 6 vorgesehen, welches unterhalb des Längsträgers 2 und parallel zu der Lenkstange 4 angeordnet ist. Zwischen dem Blattfederpaket 6 und der Lenkstange 4 erstreckt sich der Zweipunktlenker 7 in vertikaler Richtung. Der quer zur Fahrzeuglängsrichtung verfügbare Bauraum zwischen dem Blattfederpaket 6 und der Lenkstange 4 ist sehr beschränkt. Der aus dem Stand der Technik bekannte Zweipunktlenker 7 ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt, damit der Zweipunktlenker 7 die notwendige Steifigkeit besitzt, um ein Ausknicken oder Ausbeulen eines Verbindungsabschnitts 9 aufgrund der von dem Zweipunktlenker 7 aufzunehmenden Druckkräfte zu verhindern, welche durch die einander gegenüberliegend angeordneten Lasteinleitungsbereiche 8 in den Zweipunktlenker 7 eingeleitet werden. 1 shows a schematic representation of a chassis 1 of a vehicle, in particular a commercial vehicle, according to the prior art in a partial view. The chassis 1 comprises two longitudinal beams 2, a steerable axle 3 and a steering rod 4 extending in the longitudinal direction of the vehicle (not shown). A U-shaped roll stabilizer 5 is arranged on the steerable axle 3 . The roll stabilizer 5 is connected in an articulated manner to the respective longitudinal member 2 by a two-point link 7 assigned to the roll stabilizer 5 at the end (only one of which is shown in FIG. 1). The two-point link 7 has a load introduction area 8 at each end, at which the two-point link 7 is connected in an articulated manner to the roll stabilizer 5 or the longitudinal member 2 . The two-point links 7 arranged on the roll stabilizer 5 are designed here as so-called coupling rods. Also extending in the longitudinal direction of the vehicle is a leaf spring assembly 6 which is arranged below the side member 2 and parallel to the steering rod 4 . The two-point link 7 extends in the vertical direction between the leaf spring assembly 6 and the steering rod 4 . The installation space between the leaf spring assembly 6 and the steering rod 4 that is available transversely to the longitudinal direction of the vehicle is very limited. The two-point link 7 known from the prior art is made of a metallic material so that the two-point link 7 has the necessary rigidity to prevent a buckling or bulging of a connecting section 9 due to the compressive forces to be absorbed by the two-point link 7, which are caused by the oppositely arranged Load application areas 8 are initiated in the two-point link 7.
In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers 10 in isometrischer Ansicht gezeigt. Der Mehrpunktlenker 10 ist in dem dargestellten Ausführungsbeispiel als ein Zweipunktlenker ausgeführt und umfasst einen Körper 11 , der endseitig zwei Lasteinleitungsbereiche 13 aufweist, die durch einen zwischen den Lasteinleitungsbereichen 13 ausgebildeten Verbindungsabschnitt 14 miteinander verbunden sind. Der Körper 11 ist vorzugsweise symmetrisch ausgeführt. Die Erstreckung des Verbindungsabschnitts 14 in Längsrichtung x des Körpers 11 ist größer als in dessen Hochrichtung z. Der Körper 11 weist zumindest zwei zueinander parallel angeordnete Basisflächen 12 mit jeweils vollständig geschlossener Oberfläche aufweist, zwischen denen eine offenporig ausgeführte Struktur 18 ausgebildet ist. Die offenporig porös ausgeführte Struktur 18 zeichnet sich dadurch aus, dass Hohlräume untereinander durch Öffnungen miteinander verbunden sind, so dass ein Materialfluss durch die Hohlräume hindurch nach außen ermöglicht wird. Der Körper 11 ist im zwischen den Basisflächen 12 liegenden Bereich aufgrund der offenporigen Struktur 18 durchlässig ausgeführt. Der Körper 11 weist hierzu eine umlaufende offenporige Außenfläche auf, die zwischen den Basisflächen 12 verläuft. In den Lasteinleitungsbereichen 13 sind die Basisflächen 12 jeweils durch eine zylindrisch geformte Aussparung 21 unterbrochen. In der jeweiligen Aussparung 21 ist eine Lageraufnahme 15 angeordnet. Die jeweilige Lageraufnahme 15 dient der Aufnahme eines - nicht dargestellten - Gelenkes oder Gelenkteils. Das jeweilige Gelenk kann als Kugelgelenk oder als Elastomergelenk oder als ein Teil desselben ausgeführt sein. 2 shows a schematic representation of a multipoint link 10 according to the invention in an isometric view. The multi-point link 10 is designed in the illustrated embodiment as a two-point link and includes a Body 11 , which has two load application areas 13 at the end, which are connected to one another by a connecting section 14 formed between the load application areas 13 . The body 11 is preferably symmetrical. The extension of the connecting portion 14 in the longitudinal direction x of the body 11 is greater than in its vertical direction z. The body 11 has at least two base surfaces 12 arranged parallel to one another, each with a completely closed surface, between which an open-pored structure 18 is formed. The open-pored porous structure 18 is characterized in that cavities are connected to one another by openings, so that a flow of material through the cavities to the outside is made possible. The body 11 is permeable in the area lying between the base surfaces 12 due to the open-pored structure 18 . For this purpose, the body 11 has a peripheral, open-pored outer surface that runs between the base surfaces 12 . In the load introduction areas 13, the base surfaces 12 are each interrupted by a cylindrically shaped recess 21. A bearing mount 15 is arranged in the respective recess 21 . The respective bearing mount 15 is used to hold a joint or joint part--not shown. The respective joint can be designed as a ball joint or as an elastomer joint or as a part of the same.
Der Verbindungsabschnitt 14 weist jeweils ausgehend von den Lasteinleitungsbereich 13 eine sich in Längsrichtung x des Körpers 11 kontinuierlich aufweitende Außenkontur auf, deren maximale Ausdehnung in Querrichtung y in der Mitte des Körpers 11 liegt. Der Körper 11 weist im dargestellten Ausführungsbeispiel eine im Wesentlichen ellipsenförmige Außenkontur auf. Die Außenkontur des Körpers 11 kann auch im Wesentlichen rautenförmig ausgeführt sein. Der Verbindungsabschnitt 14 weist in den Lasteinleitungsbereichen 13 jeweils in Hochrichtung z des Körpers 11 eine größere Ausdehnung auf als ein zwischen den Lasteinleitungsbereichen 13 liegender Zwischenabschnitt 16 des Verbindungsabschnitts 14. Im Übergang vom jeweiligen Lasteinleitungsbereich 13 hin zu dem Zwischenabschnitt 16 bildet sich eine Taillierung 17 aus. Der Verlauf der Reduzierung der Ausdehnung des Körpers 11 in Hochrichtung z respektive die Taillierung 17 folgt ausgehend vom jeweiligen Lastein- leitungsbereich 13 zum Zwischenabschnitt 16 hin im Wesentlichen der Form einer Ellipse. Insbesondere folgt die Reduzierung im Verhältnis der Eulerzahl, da diese eine besonders günstige Krafteinleitung, d.h. eine Vermeidung von Spannungsspitzen, in dem Zwischenabschnitt 16 des Verbindungsabschnitts 14 bietet. Starting from the load application area 13 , the connecting section 14 has an outer contour that widens continuously in the longitudinal direction x of the body 11 , the maximum extent of which in the transverse direction y lies in the middle of the body 11 . In the exemplary embodiment shown, the body 11 has an essentially elliptical outer contour. The outer contour of the body 11 can also be essentially diamond-shaped. In the load application areas 13, the connecting section 14 has a greater extension in the vertical direction z of the body 11 than an intermediate section 16 of the connecting section 14 located between the load application areas 13. A narrowing 17 forms in the transition from the respective load application area 13 to the intermediate section 16. The course of the reduction in the expansion of the body 11 in the vertical direction z or the waist 17 follows, starting from the respective load application line area 13 towards the intermediate section 16 essentially in the form of an ellipse. In particular, there is a reduction in the ratio of the Euler number, since this offers a particularly favorable introduction of force, ie avoidance of stress peaks, in the intermediate section 16 of the connecting section 14 .
Der Körper 11 weist im Inneren eine zumindest abschnittsweise offenporig ausgeführte Struktur 18 auf. Des Weiteren sind Strukturelemente 19 und 20 vorgesehen, welche ebenfalls zumindest abschnittsweise offenporig ausgeführt sein können. Die offenporige Struktur 18 im Inneren des Körpers 11 ist teilweise durch die Strukturelemente 19, 20 ausgebildet. Die Herstellung des Körpers 11 erfolgt durch ein generatives Fertigungsverfahren. Dabei wird der Körper 1 1 aus einem thermoplastischen o- der einem metallischen Material, insbesondere kontinuierlich, in einer Aufbaurichtung aufgebaut. Vorzugsweise erfolgt der Aufbau ausgehend von einer der Basisflächen 12 in Hochrichtung z. Der Aufbau endet entsprechend mit der abschließenden parallelen Basisfläche 12. Die offenporige Ausgestaltung der Struktur 18 und/oder der Strukturelemente 19, 20 ermöglicht die Herstellung gemäß einem generativen Fertigungsverfahren, welches auf einem ein Flüssigverfahren, wie der Polymerisation aus einer Flüssigkeit, oder auf einem Pulverbettverfahren basiert. Nach dem Abschluss des Fertigungsprozesses kann vorhandener überschüssiger Werkstoff, der abhängig vom Verfahren flüssig oder in Pulverform vorliegt, aus dem Inneren des Körpers 11 entlang der offenporigen porösen Struktur entfernt werden. Inside, the body 11 has a structure 18 that is open-pored, at least in sections. Furthermore, structural elements 19 and 20 are provided, which can also be open-pored at least in sections. The open-pored structure 18 inside the body 11 is partially formed by the structural elements 19 , 20 . The body 11 is produced by an additive manufacturing process. In this case, the body 11 is constructed from a thermoplastic or a metallic material, in particular continuously, in one construction direction. The construction is preferably carried out starting from one of the base surfaces 12 in the vertical direction z. The structure ends accordingly with the final parallel base surface 12. The open-pored design of the structure 18 and/or the structural elements 19, 20 enables production according to an additive manufacturing process, which is based on a liquid process, such as polymerization from a liquid, or on a powder bed process based. After the completion of the manufacturing process, excess material that is present, which is in liquid or powder form depending on the method, can be removed from the interior of the body 11 along the open-pored porous structure.
Die Darstellung in Fig. 3 zeigt schematisch den erfindungsgemäßen Mehrpunktlenker 10 in einer Schnittansicht entlang der Linie A-A gemäß der Fig. 2 sowie eine Detailansicht des Zwischenabschnitts 16. In den außenliegenden Lasteinleitungsbereichen 13 erstecken sich die Strukturelemente 20 im Wesentlichen in Längsrichtung x des Körpers 11. Die Strukturelemente 20 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander angeordnet. Zwischen den parallel verlaufenden und zueinander beabstande- ten Strukturelementen 20 befinden sich jeweils Abschnitte bzw. Schichten mit der offenporigen Struktur 18, welche die Strukturelemente 20 miteinander verbinden. Die Porosität der Struktur 18 variiert dabei innerhalb eines jeweiligen zwischen zwei benachbarten Strukturelementen 20 liegenden Abschnittes. Weiterhin ist die Anordnung der Lageraufnahme 15 ersichtlich, welche sich innerhalb der im Laufe des Fertigungsprozesses ausgebildeten Aussparung 21 befindet. Die Integration der Lageraufnahme 15 erfolgt dabei während des Aufbaus des Körpers 11. Hierzu wird die Lageraufnahme 15 in den entstehenden Lasteinleitungsbereichen 13 senkrecht zur Aufbaurichtung auf die bereits ausgebildete Basisfläche 12 aufgesetzt und im weiteren Verlauf von der Struktur 18 sowie den Strukturelementen 20 umschlossen. The representation in Fig. 3 schematically shows the multipoint link 10 according to the invention in a sectional view along the line AA according to Fig. 2 and a detailed view of the intermediate section 16. In the external load application areas 13, the structural elements 20 extend essentially in the longitudinal direction x of the body 11. The structural elements 20 are arranged essentially parallel to one another. Sections or layers with the open-pored structure 18, which connect the structural elements 20 to one another, are located between the structural elements 20 that run parallel and are spaced apart from one another. The porosity of the structure 18 varies within a respective section lying between two adjacent structure elements 20 . Furthermore, the arrangement of the bearing mount 15, which is located within the recess 21 formed during the manufacturing process. The integration of the bearing mount 15 takes place during the construction of the body 11. For this purpose, the bearing mount 15 is placed in the resulting load application areas 13 perpendicular to the direction of construction on the already formed base surface 12 and subsequently surrounded by the structure 18 and the structural elements 20.
Die sich im Wesentlichen in Längsrichtung x erstreckenden Strukturelemente 20 weisen im Übergang zum Bereich der Taillierung 17 einen sich ändernden Verlauf auf. So können die Strukturelemente 20 zumindest teilweise in einen endseitig gekrümmten Verlauf übergehen. An die Enden der Strukturelemente 20 schließen sich Strukturelemente 19 des Zwischenabschnittes 14 mittelbar oder unmittelbar an. Die Strukturelemente 19 des Zwischenabschnitts 14 weisen aufgrund der Belastungen, denen der Körper 11 in diesem Bereich ausgesetzt ist, einen abweichenden Verlauf auf. Während in den Lasteinleitungsbereichen 13 über die Lageraufnahmen 15 im Wesentlichen Zug- und Druckkräfte eingeleitet werden, tritt im Zwischenabschnitt 14 mit zunehmendem Abstand zu den Lasteinleitungsbereichen 13 infolge der Drucklast eine erhöhte Neigung zum Ausknicken in Hochrichtung z auf. Dieser Bereich wird durch die abweichende Gestaltung der Strukturelemente 19 im Schubfeld gegenüber einer Biegung gesichert. Dies erfordert vorwiegend in den äußeren Bereichen, d.h. zur Basisfläche 12 hin, die Anordnung von zug- bzw. druckbelasteten Strukturelementen 19, welche mit einer vorwiegend auf Schub beanspruchten Anordnung von Strukturelementen 19 kombiniert werden. In einer Mittelebene 22 des Körpers 11 ist daher eine Anordnung der Strukturelemente 19 mit einer Vorzugsorientierung in +/- 45° Richtung vorteilhaft, welche mit zunehmendem Abstand von der Mittelebene 22, hin zu den zug- bzw. druckbelasteten Strukturelementen 19, einen abflachenden Winkel aufweist. Die Mittelebene 22 des Körpers 11 ist als eine gedachte Ebene zu verstehen, die sich ausgehend vom Mittelpunkt des Körpers 11 in Längsrichtung x und Querrichtung y erstreckt. The structural elements 20 extending essentially in the longitudinal direction x have a changing course in the transition to the area of the waist 17 . Thus, the structural elements 20 can at least partially transition into a profile that is curved at the end. Structural elements 19 of the intermediate section 14 directly or indirectly adjoin the ends of the structural elements 20 . The structural elements 19 of the intermediate section 14 have a different course due to the loads to which the body 11 is exposed in this area. While essentially tensile and compressive forces are introduced in the load application areas 13 via the bearing mounts 15, the intermediate section 14 has an increased tendency to buckle in the vertical direction z as the distance from the load application areas 13 increases as a result of the compressive load. This area is secured against bending by the different design of the structural elements 19 in the shear panel. This requires the arrangement of structural elements 19 subjected to tensile or compressive loads, predominantly in the outer regions, i.e. towards the base surface 12, which are combined with an arrangement of structural elements 19 predominantly subjected to shear stress. In a central plane 22 of the body 11, an arrangement of the structural elements 19 with a preferred orientation in +/−45° direction is therefore advantageous, which has a flattening angle with increasing distance from the central plane 22 towards the structural elements 19 subjected to tensile or compressive loads . The center plane 22 of the body 11 is to be understood as an imaginary plane which extends in the longitudinal direction x and the transverse direction y, starting from the center point of the body 11 .
Die Detailansicht gemäß Fig. 3 veranschaulicht den inneren Aufbau des Körpers 11 mit seiner porösen Struktur 18 sowie den Strukturelementen 19. Von der jeweiligen Basisfläche 12 und den Strukturelementen 19, die an diese angrenzen, werden Hohlräume 23 gebildet. In diesen Hohlräumen 23 wird während des, insbesondere kontinuierlichen, Aufbauens des Körpers 1 1 eine offenporige Struktur 18 ausgebildet, die den Hohlraum 23 ausfüllt. Die Porosität der Struktur 18 weicht von der Porosität der den Hohlraum 23 begrenzenden Strukturelemente 19 ab. Zwischen benachbart angeordneten Strukturelementen 19 bilden sich ebenfalls Hohlräume 24 aus. Auch in diesen Hohlräume 24 wird eine offenporige Struktur 18 ausgebildet, die den jeweiligen Hohlraum 24 ausfüllt. Die Porosität der Strukturelemente 19, 20 im dargestellten Ausführungsbeispiel haben den Wert Null, d.h. die Strukturelemente 19, 20 bestehen aus einem Vollmaterial. Die Porosität der Strukturelemente 19, 20 kann dabei in Abhängigkeit von der Art und/oder der Größenordnung der auftretenden Belastungen variieren, d.h. einen Wert ungleich Null annehmen, wodurch eine Materialeinsparung erreicht wird. The detailed view of FIG. 3 illustrates the internal structure of the body 11 with its porous structure 18 and the structural elements 19. From the respective Base surface 12 and the structural elements 19 adjoining this, cavities 23 are formed. An open-pored structure 18 that fills the cavity 23 is formed in these cavities 23 during the, in particular continuous, construction of the body 11 . The porosity of the structure 18 differs from the porosity of the structural elements 19 delimiting the cavity 23 . Cavities 24 are also formed between adjacent structural elements 19 . An open-pored structure 18 is also formed in these cavities 24 and fills the respective cavity 24 . The porosity of the structural elements 19, 20 in the exemplary embodiment shown has the value zero, ie the structural elements 19, 20 consist of a solid material. The porosity of the structural elements 19, 20 can vary depending on the type and/or magnitude of the loads that occur, ie assume a value other than zero, which results in a saving in material.
Der Verlauf der Strukturelemente 19, die an die jeweilige Basisfläche 12 angrenzen bzw. in diese übergehen, weisen einen im Wesentlichen S-förmigen Verlauf in Hochrichtung z des Körpers 11 auf. Zur Mittelebene 22 des Körpers 11 hin weisen die Strukturelemente 19 eine Vorzugsorientierung in +/- 45° Richtung auf. Insgesamt weisen die Strukturelemente 19 über ihren Verlauf zumindest in Hochrichtung unterschiedliche Winkel zur Längsachse bzw. Mittelebene 22 des Körpers 11 auf. Besonders bevorzugt können die Strukturelemente 19 einen tangentenstetigen Verlauf aufweisen, d.h. einen kantenfreien bzw. knickfreien Verlauf. In Bereich der Mittelebene des Körpers 11 ist die Anordnung der Strukturelemente 19 bzw. der porösen Struktur 18 mit einer Vorzugsorientierung von +/- 45° zur Mittelebene 22 vorteilhaft. Mit zunehmendem Abstand von der Mittelebene 22, hin zu den auf Zug sowie Druck belasteten Basisflächen 12 weisen die Strukturelemente 19 einen abflachenden Winkel auf. Durch diese Anordnung der Strukturelemente 19 sowie porösen Struktur 18 werden diese optimal entsprechend des wirkenden Schubfeldes ausgerichtet. The profile of the structural elements 19 which adjoin the respective base surface 12 or merge into it have an essentially S-shaped profile in the vertical direction z of the body 11 . Toward the center plane 22 of the body 11, the structural elements 19 have a preferred orientation in a +/-45° direction. Overall, the structural elements 19 have different angles to the longitudinal axis or center plane 22 of the body 11 over their course, at least in the vertical direction. The structural elements 19 can particularly preferably have a tangent-continuous course, i.e. a course without edges or kinks. In the area of the center plane of the body 11, the arrangement of the structural elements 19 or the porous structure 18 with a preferred orientation of +/−45° to the center plane 22 is advantageous. The structural elements 19 have a flattening angle as the distance from the center plane 22 increases towards the base surfaces 12 subjected to tensile and compressive loads. This arrangement of the structural elements 19 and the porous structure 18 means that they are optimally aligned in accordance with the effective shear field.
Die Struktur 18 weist eine Porosität auf, die durch die von dem Körper 11 aufzunehmende Last vorbestimmt ist. Dies wird in der Detailansicht gemäß der Fig. 3 dadurch verdeutlicht, dass die offenporige Struktur 18 innerhalb der Hohlräume 23 und 24 ihrerseits offene Hohlräume 25 unterschiedlicher Größe ausbildet. Die Struktur 18 wird aus dünnwandigen Abschnitten gebildet, die miteinander in der Weise verbunden sind, dass sie Hohlräume 25 abschnittsweise umschließen. Benachbarte Hohlräume 25 sind untereinander durch Öffnungen miteinander verbunden. Auf diese Weise entsteht eine durchgehende offenporige Struktur 18, die für eine im Herstellprozess verwendete Flüssigkeit oder ein verwendetes pulverförmiges Material durchlässig ist, um es am Ende des Fertigungsprozesses aus dem Inneren des Körpers entfernen zu können. Die Strukturelemente 19, 20 weisen eine Porosität auf, die ebenfalls durch die von dem Körper 11 aufzunehmende Last vorbestimmt ist. The structure 18 has a porosity which is predetermined by the load to be carried by the body 11 . This is illustrated in the detailed view according to FIG. 3 in that the open-pored structure 18 within the cavities 23 and 24 in turn forms open cavities 25 of different sizes. The structure 18 becomes formed from thin-walled sections which are connected to one another in such a way that they enclose cavities 25 in sections. Neighboring cavities 25 are interconnected by openings. In this way, a continuous, open-pored structure 18 is created, which is permeable to a liquid used in the production process or a powdered material used, so that it can be removed from the interior of the body at the end of the production process. The structural elements 19, 20 have a porosity which is also predetermined by the load to be absorbed by the body 11.
Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in einer Seitenansicht (A) und einer Draufsicht (B). Der Körper 1 1 ist in mehrere Lastsegmente 26, 27, 28, 29 unterteilt. Durch die Aufteilung des Körpers 1 1 in verschiedene LastsegmenteFig. 4 shows a schematic representation of the multipoint link in a side view (A) and a top view (B). The body 1 1 is divided into several load segments 26, 27, 28, 29. By dividing the body 1 1 into different load segments
26, 27, 28, 29 kann bei der Ausgestaltung der inneren Struktur 18 den in einem spezifischen Lastsegment 26, 27, 28, 29 des Körpers 1 1 auftretenden Belastungen hinsichtlich ihrer Art und Größenordnung Rechnung getragen werden. Als ein Lastsegment 26, 27, 28, 29 wird ein Bereich oder ein Abschnitt des Körpers 11 bezeichnet, welcher einer bestimmten Art und /oder Größenordnung einer Belastung ausgesetzt ist. Unterschiedliche Lastsegmente 26, 27, 28, 29 des Körpers 11 unterscheiden sich voneinander hinsichtlich der Art und/oder der Größenordnung der auftretenden Belastung. Dabei kann die Porosität der Struktur 18 und/oder der Strukturelemente 19, 20 zwischen den verschiedenen Lastsegmenten 26, 27, 28, 29 variieren. Die jeweilige Porosität kann dabei in Abhängigkeit von der Art und/oder der Größenordnung der jeweils in einem Lastsegment 26, 27, 28, 29 auftretenden Belastungen variieren. Dabei kann die Porosität der Strukturelemente 19, 20 auch den Wert Null annehmen, d.h. die Strukturelemente 19, 20 bestehen aus einem Vollmaterial. Insbesondere kann die Porosität der Strukturelemente 19, 20 innerhalb eines Lastsegmentes 26,26, 27, 28, 29, when designing the inner structure 18, the loads occurring in a specific load segment 26, 27, 28, 29 of the body 11 can be taken into account with regard to their type and magnitude. A load segment 26, 27, 28, 29 denotes an area or a section of the body 11 which is subjected to a specific type and/or magnitude of load. Different load segments 26, 27, 28, 29 of the body 11 differ from one another with regard to the type and/or magnitude of the load that occurs. The porosity of the structure 18 and/or the structural elements 19, 20 can vary between the different load segments 26, 27, 28, 29. The respective porosity can vary depending on the type and/or magnitude of the loads occurring in a load segment 26, 27, 28, 29. The porosity of the structural elements 19, 20 can also have the value zero, i.e. the structural elements 19, 20 consist of a solid material. In particular, the porosity of the structural elements 19, 20 within a load segment 26,
27, 28, 29 geringer als die Porosität der die Hohlräume 23, 24 ausfüllenden Struktur 18 in diesem Lastsegment 26, 27, 28, 29 sein. 27, 28, 29 must be less than the porosity of the structure 18 filling the cavities 23, 24 in this load segment 26, 27, 28, 29.
Ein erstes Lastsegment 26 liegt in dem jeweiligen Lasteinleitungsbereich 13 des Körpers 11. In den Lasteinleitungsbereichen 13 ist eine geringe Porosität der inneren Struktur 18 und/oder der Strukturelemente 20, d.h. eine hohe Dichte der Struktur 18, erforderlich. Die in den Lasteinleitungsbereichen 14 des Körpers 11 eingeleitete Zug/Druck-Belastung bei einem als Zweipunktlenker ausgeführten Mehrpunktlenker 10 wird dadurch auf sehr kurzem Wege durch eine enge Verzweigung aufgrund der Vielzahl von Strukturelementen 20 geringer Porosität und/oder von Strukturelementen 20 aus Vollmaterial sehr flächig auf kurzem Weg in den Verbindungsabschnitt 14 eingeleitet. Dadurch werden lokale Spannungsspitzen vermieden. Biegebelastungen können in den Lasteinleitungsbereichen 13 aufgrund der erhöhten Dicke des Körpers 11 , d.h. der stärkeren Ausdehnung der Lasteinleitungsbereiche 13 in Hochrichtung z als der Verbindungsabschnitt 14, vernachlässigbar oder zumindest von untergeordneter Bedeutung sein. A first load segment 26 is in the respective load introduction area 13 of the body 11. In the load introduction areas 13, a low porosity of the inner structure 18 and/or the structural elements 20, ie a high density of the structure 18, is required. The initiated in the load application areas 14 of the body 11 Tensile/compressive stress in the case of a multipoint link 10 designed as a two-point link is thus introduced over a very short path through a narrow branch due to the large number of structural elements 20 of low porosity and/or structural elements 20 made of solid material over a very short path into the connecting section 14. This avoids local stress peaks. Bending loads can be negligible or at least of secondary importance in the load application areas 13 due to the increased thickness of the body 11, ie the greater expansion of the load application areas 13 in the vertical direction z than the connecting section 14.
Ein zweites Lastsegment 27 liegt im Bereich der in Hochrichtung z verlaufenden Tail- lierung 17 des Verbindungsabschnitts 14, wobei die Taillierung 17 von dem jeweiligen Lasteinleitungsbereich 13 ausgeht und einen Übergang in den zwischen den Lasteinleitungsbereichen 13 befindlichen Zwischenabschnitt 16 des Verbindungsabschnitts 14 bildet. Die Taillierung 17 bedeutet eine abschnittsweise Reduzierung der Ausdehnung des Verbindungsabschnittes 14 gegenüber den Lasteinleitungsbereichen 13 in Hochrichtung z. Die Taillierung 17 schließt sich an den jeweiligen Lasteinleitungsbereich 13 an und erstreckt sich jeweils abschnittsweise in Längsrichtung x des Verbindungsabschnitts 14. In den zweiten Lastsegmenten 27 konzentriert sich die Belastung auf einen geringeren Querschnitt als in dem ersten Lastsegment 26. Die Porosität der Struktur 18 und der Strukturelemente 19, 20 in dem jeweiligen zweiten Lastsegment 27 ist daher sehr gering, um die eingeleiteten Belastungen aufnehmen zu können. Insbesondere in der taillierten Randschicht der Basisfläche 12 des jeweiligen zweiten Lastsegmentes 27 treten erhöhte Lasten auf, weshalb die Basisfläche 12 verhältnismäßig dickwandig gestaltet ist. A second load segment 27 is located in the area of the waist 17 of the connecting section 14 running in the vertical direction z, the waist 17 starting from the respective load introduction area 13 and forming a transition into the intermediate section 16 of the connection section 14 located between the load introduction areas 13. The waist 17 means a reduction in sections of the expansion of the connecting section 14 compared to the load application areas 13 in the vertical direction z. The waist 17 connects to the respective load application area 13 and extends in sections in the longitudinal direction x of the connecting section 14. In the second load segments 27, the load is concentrated on a smaller cross section than in the first load segment 26. The porosity of the structure 18 and the Structural elements 19, 20 in the respective second load segment 27 is therefore very small in order to be able to absorb the loads introduced. Increased loads occur in particular in the tapered edge layer of the base surface 12 of the respective second load segment 27, which is why the base surface 12 is designed with relatively thick walls.
Weiterhin sind dritte Lastsegmente 28 und ein viertes Lastsegment 29 vorgesehen, wobei das vierte Lastsegment 29 zwischen den zwei dritten Lastsegmenten 28 angeordnet ist. Das dritte Lastsegment 28 dient der Homogenisierung der übertragenen Kraft auf den gesamten Querschnittsbereich des Verbindungsabschnitts 14, der sich an die jeweilige Taillierung 17, d.h. das zweite Lastsegment 27, anschließt. Im dritten Lastsegment 28 sind in der Belastung enthaltene Biegeanteile zunehmend relevant. Das vierte Lastsegment 29 erfährt infolge einer im ersten Lastsegment 26 eingeleiteten Drucklast eine erhöhte Neigung zum Ausknicken quer zur Längsachse des Körpers 11 . Das vierte Lastsegment 29 ist daher durch die Gestaltung der Strukturelemente 19 im Schubfeld gegenüber einer Biegung gesichert. Insbesondere das vierte Lastsegment 29 des Verbindungsabschnitts 14 kann eine höhere Porosität der Struktur 18 und/oder der Strukturelemente 19 aufweisen, als die lasteinleitungsnahen ersten Lastsegmente 26 und zweiten Lastsegmente 27. Eine gezielt eingestellte Variation der Porosität der inneren Struktur 18 und/oder der Strukturelemente 19 kann hierbei explizit genutzt werden, um einen an die Belastungen angepassten Körper 11 des Mehrpunktlenkers 10 zu erhalten. Furthermore, third load segments 28 and a fourth load segment 29 are provided, with the fourth load segment 29 being arranged between the two third load segments 28 . The third load segment 28 serves to homogenize the transmitted force over the entire cross-sectional area of the connecting section 14 which adjoins the respective waist 17, ie the second load segment 27. In the third load segment 28, bending components contained in the load are increasingly relevant. The fourth load segment 29 experiences an increased tendency to buckle transversely to the longitudinal axis of the body 11 as a result of a compressive load introduced in the first load segment 26 . The fourth load segment 29 is therefore secured against bending by the design of the structural elements 19 in the shear panel. In particular, the fourth load segment 29 of the connecting section 14 can have a higher porosity of the structure 18 and/or the structural elements 19 than the first load segments 26 and second load segments 27 close to the load introduction. A specifically adjusted variation of the porosity of the inner structure 18 and/or the structural elements 19 can be used explicitly in this case in order to obtain a body 11 of the multipoint link 10 which is adapted to the loads.
Die Porosität der Struktur 18 nimmt ausgehend von dem ersten Lastsegment 26 bis hin zum vierten Lastsegment 29 zu. Hierdurch kann ein fließendes ineinander Übergehen der Struktur 18 sowie der Strukturelemente 19, 20 von zueinander benachbarten Lastsegmenten 26, 27, 28, 29 erreicht werden, um ein lokal optimales und sich kontinuierlich veränderndes mechanisches Verhalten des Verbindungsabschnittes 14 bzw. des Körpers 11 zu erreichen. The porosity of the structure 18 increases from the first load segment 26 to the fourth load segment 29 . This allows the structure 18 and the structural elements 19, 20 of mutually adjacent load segments 26, 27, 28, 29 to merge smoothly into one another, in order to achieve locally optimal and continuously changing mechanical behavior of the connecting section 14 or of the body 11.
Die Lastsegmente 26, 27, 28, 29 können untereinander auch durch in Querrichtung y des Körpers 11 verlaufende Querrippen 30 separiert sein. Die Querrippen 30 erstrecken sich senkrecht zur Mittelebene 22. The load segments 26 , 27 , 28 , 29 can also be separated from one another by transverse ribs 30 running in the transverse direction y of the body 11 . The transverse ribs 30 extend perpendicular to the center plane 22.
Bezuqszeichen reference sign
Fahrwerk landing gear
Längsträger side members
Achse axis
Lenkstange handlebar
Wankstabilisator roll stabilizer
Blattfederpaket leaf spring package
Zweipunktlenkertwo-point link
Lasteinleitungsbereichload application area
Verbindungsabschnittconnection section
Mehrpunktlenker multipoint handlebar
Körper Body
Basisfläche base surface
Lasteinleitungsbereichload application area
Verbindungsabschnitt connection section
Lageraufnahme stock pick-up
Zwischenabschnitt intermediate section
Taillierung sidecut
Struktur structure
Strukturelement structural element
Strukturelement structural element
Aussparung recess
Mittelebene midplane
Hohlraum cavity
Hohlraum cavity
Hohlraum cavity
Erstes Lastsegment First load segment
Zweites Lastsegment Second load segment
Drittes Lastsegment Third load segment
Viertes Lastsegment Fourth load segment
Querrippe cross rib

Claims

Patentansprüche patent claims
1 . Mehrpunktlenker (10) für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, umfassend einen Körper1 . Multipoint link (10) for a chassis of a vehicle, comprising a body
(11 ), der zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche (13), aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt (14) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der durch ein generatives Fertigungsverfahren aufgebaute Körper (11 ) zumindest zwei zueinander parallel angeordnete Basisflächen (12) mit jeweils vollständig geschlossener Oberfläche aufweist, zwischen denen eine offenporige, porös ausgeführte Struktur (18) ausgebildet ist, wobei die Porosität der Struktur (18) im Verbindungsabschnitt (14) durch die von dem Körper (11 ) aufzunehmende Last vorbestimmt ist. (11) which has at least two load application areas (13) which are connected to one another by a connecting section (14), characterized in that the body (11) constructed by an additive manufacturing process has at least two base surfaces (12) arranged parallel to one another, each with completely closed surface, between which an open-pored, porous structure (18) is formed, the porosity of the structure (18) in the connecting section (14) being predetermined by the load to be absorbed by the body (11).
2. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (18) teilweise durch den Aufbau einer Vielzahl von Strukturelementen (19, 20) ausgebildet ist, welche Hohlräume (23, 24) zwischen sich und/oder den Basisflächen2. Multipoint link (10) according to claim 1, characterized in that the structure (18) is partially formed by the construction of a plurality of structural elements (19, 20), which cavities (23, 24) between them and / or the base surfaces
(12) einschließen. (12) include.
3. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (19, 20) zumindest abschnittsweise offenporig porös ausgeführt sind, wobei die Porosität der Strukturelemente (19, 20) durch die von dem Körper (11 ) aufzunehmende Last vorbestimmt ist. 3. Multipoint link (10) according to claim 2, characterized in that the structural elements (19, 20) are designed to be porous, at least in sections, the porosity of the structural elements (19, 20) being predetermined by the load to be absorbed by the body (11). .
4. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11 ) durch eine Variation der Größenordnung der Porosität entlang von Hauptbelastungsrichtungen steifer und fester ausgebildet ist. 4. Multipoint link (10) according to claim 1 or 3, characterized in that the body (11) is made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity along the main load directions.
5. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11 ) in mehrere Lastsegmente (26, 27, 28, 29) unterteilt ist. 5. Multipoint link (10) according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the body (11) is divided into a plurality of load segments (26, 27, 28, 29).
6. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Struktur (18) und/oder der Strukturelemente (19, 20) zwischen verschiedenen Lastsegmenten (26, 27, 28, 29) variiert. 6. Multipoint link (10) according to claim 5, characterized in that the porosity of the structure (18) and/or the structural elements (19, 20) varies between different load segments (26, 27, 28, 29).
7. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität von Strukturelementen (19, 20) innerhalb eines Lastsegmentes (26, 27, 28, 29) geringer als die Porosität der jeweiligen Struktur (18) in diesem Lastsegment (26, 27, 28, 29) ist. 7. Multipoint link (10) according to claim 5 or 6, characterized in that the porosity of structural elements (19, 20) within a load segment (26, 27, 28, 29) is less than the porosity of the respective structure (18) in this load segment (26, 27, 28, 29) is.
8. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Lastsegment (26) in dem jeweiligen Lasteinleitungsbereich (13) des Körpers (1 1 ) liegt. 8. Multipoint link (10) according to any one of claims 5 to 7, characterized in that a first load segment (26) in the respective load application area (13) of the body (1 1) is located.
9. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein zweites Lastsegment (27) im Bereich zumindest einer in Hochrichtung (z) verlaufenden Tail- lierung (17) des Verbindungsabschnitts (14) liegt, wobei die Taillierung (17) von einem der Lasteinleitungsbereiche 13() ausgeht und einen Übergang in einen zwischen den Lasteinleitungsbereichen (13) befindlichen Zwischenabschnitt (16) des Verbindungsabschnitts (14) bildet. 9. Multi-point link (10) according to claim 8, characterized in that a second load segment (27) in the region of at least one waist (17) of the connecting section (14) running in the vertical direction (z), the waist (17) of one of the load introduction areas 13() and forms a transition into an intermediate section (16) of the connecting section (14) located between the load introduction areas (13).
10. Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein drittes Lastsegment (28) und ein viertes Lastsegment (29) vorgesehen sind, wobei das vierte Lastsegment (29) zwischen zwei dritten Lastsegmenten (28) angeordnet ist. 10. Multipoint link (10) according to claim 9, characterized in that a third load segment (28) and a fourth load segment (29) are provided, wherein the fourth load segment (29) is arranged between two third load segments (28).
11 . Mehrpunktlenker (10) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Porosität der Struktur (18) innerhalb eines Lastsegmentes (26, 27, 28, 29) ausgehend von dem ersten Lastsegment (26) hin zum vierten Lastsegment (29) zunimmt. 11 . Multipoint link (10) according to claim 10, characterized in that the porosity of the structure (18) increases within a load segment (26, 27, 28, 29) starting from the first load segment (26) towards the fourth load segment (29).
12. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 5 bis 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lastsegmente (26, 27, 28, 29) voneinander durch in Querrichtung (y) des Körpers (11 ) verlaufende Querrippen (30) separiert sind. 12. Multipoint link (10) according to one of claims 5 to 11, characterized in that the load segments (26, 27, 28, 29) are separated from one another by transverse ribs (30) running in the transverse direction (y) of the body (11).
13. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (19, 20) teilweise eine Neigung in Längsrichtung (x) und/oder Querrichtung (y) des Körpers (11 ) aufweisen. 13. Multipoint link (10) according to any one of claims 2 to 12, characterized in that the structural elements (19, 20) partially have an inclination in the longitudinal direction (x) and / or transverse direction (y) of the body (11).
14. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (19, 20) teilweise einen abschnittsweise radial gekrümmten Verlauf aufweisen. 14. Multipoint link (10) according to any one of claims 2 to 13, characterized in that the structural elements (19, 20) partially have a radially curved course in sections.
15. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 2 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die in dem ersten Lastsegment (26) angeordneten Strukturelemente (20) einen zur Mittelebene (22) des Körpers (1 1 ) im Wesentlichen parallelen Verlauf aufweisen. 15. Multipoint link (10) according to any one of claims 2 to 14, characterized in that at least the in the first load segment (26) arranged structural elements (20) have a central plane (22) of the body (1 1) essentially parallel.
16. Mehrpunktlenker (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsabschnitt (14) eine Erstreckung in Längsrichtung (x) des Körpers (11 ) aufweist, die größer als in Hochrichtung (z) des Körpers (11 ) ist, und dass der Körper (11 ) eine sich in Längsrichtung (x) des Körpers (11 ) kontinuierlich aufweitende Außenkontur aufweist, deren maximale Ausdehnung in der Mitte des Körpers (11 ) liegt. 16. Multipoint link (10) according to one of claims 1 to 15, characterized in that the connecting section (14) has an extension in the longitudinal direction (x) of the body (11) which is greater than in the vertical direction (z) of the body (11). and that the body (11) has an outer contour that widens continuously in the longitudinal direction (x) of the body (11), the maximum extent of which lies in the middle of the body (11).
17. Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers (10) für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, aufweisend die Durchführung eines generativen Fertigungsverfahren zum Aufbauen eines Körpers (1 1 ) aus einem Kunststoff, wobei der Körper (11 ) mit zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche (13) aufgebaut wird, die durch einen Verbindungsabschnitt (14) miteinander verbunden werden, wobei zwischen zwei zueinander parallel angeordneten Basisflächen (12) mit jeweils vollständig geschlossener Oberfläche eine offenporige, porös ausgeführte Struktur (18) aufgebaut wird, wobei die Porosität der Struktur (18) durch die von dem Körper (11 ) aufzunehmende Last vorbestimmt ist. 17. A method for producing a multi-point link (10) for a chassis of a vehicle, comprising carrying out an additive manufacturing method for constructing a body (11) from a plastic, the body (11) being constructed with at least two load application areas (13), which are connected to one another by a connecting section (14), an open-pored, porous structure (18) being built up between two mutually parallel base surfaces (12), each with a completely closed surface, the porosity of the structure (18) being determined by the Body (11) to be absorbed load is predetermined.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur (11 ) durch den Aufbau einer Vielzahl von Strukturelementen (19, 20) ausgebildet wird, welche Hohlräume (23, 24) zwischen sich und /oder der Basisfläche (12) einschließen. 18. The method according to claim 17, characterized in that the structure (11) is formed by building up a plurality of structural elements (19, 20) which include cavities (23, 24) between themselves and/or the base surface (12).
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Strukturelemente (19, 20) zumindest abschnittsweise offenporig porös ausgeführt werden, wobei die Porosität der Strukturelemente (19, 20) durch die von dem Körper (11 ) aufzunehmende Last vorbestimmt wird. 19. The method according to claim 18, characterized in that the structural elements (19, 20) are made porous at least in sections, the porosity of the structural elements (19, 20) being predetermined by the load to be absorbed by the body (11).
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass der Körper (11 ) durch eine Variation der Größenordnung der Porosität entlang von Hauptbelastungsrichtungen steifer und fester ausgebildet wird. 20. The method according to any one of claims 17 to 19, characterized in that the body (11) is made stiffer and stronger by varying the magnitude of the porosity along main load directions.
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