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Patent Searching and Data


Title:
AXLE LINK FOR A MOTOR VEHICLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2014/135251
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to an axle link (2) for a motor vehicle, having a body-side connecting element (4) and a wheel-side connecting element (6), wherein the connecting elements are connected to one another by a rod element (8), made from a metal rod (10) and a reinforcement jacket (12). The invention is characterized in that the metal rod (10) consists of a ductile material and is anchored in the jacket at the connecting elements, and in that the reinforcement jacket (12) consists of a brittle material and has a designed breaking point (20) at a longitudinal position between the connecting elements.

Inventors:
SCHINDLER SEBASTIAN (DE)
FESSEL GUIDO (DE)
Application Number:
PCT/EP2014/000420
Publication Date:
September 12, 2014
Filing Date:
February 15, 2014
Export Citation:
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Assignee:
AUDI AG (DE)
International Classes:
B60G7/00; F16C7/02
Domestic Patent References:
WO2011141538A12011-11-17
Foreign References:
DE10153799A12003-05-15
DE2845345A11980-04-30
JPH01171931A1989-07-06
JPH11270608A1999-10-05
DE102006058377B42010-09-16
DE3827854C11989-12-28
EP0900675A21999-03-10
JPH11270607A1999-10-05
DE3915991A11990-11-22
DE3827854C11989-12-28
DE102006058377B42010-09-16
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Claims:
P a t e n t a n s p r ü c h e

1. Achslenker (2) für ein Kraftfahrzeug, der ein

aufbauseitiges Verbindungselement (4) und ein radseitiges Verbindungselement (6) aufweist, wobei die Verbindungselemente durch ein Stabelement (8) aus einem Metallstab (10) und einer Verstär- kungs-Ummantelung (12) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstab (10) aus duktilem Material besteht und bei den Verbindungselementen in der Ummantelung verankert ist, und dass die Verstärkungs-Ummantelung (12) aus einem spröden Material besteht und an einer Längsposition zwischen den Verbindungselementen eine Sollbruchstelle (20) aufweist. 2. Achslenker (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Ummantelung (12) aus faserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK) , besteht. 3. Achslenker (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des Metallstabs (10) von der Verankerung bei dem einen Verbindungselement zu der Sollbruchstelle (20) zunimmt und von der Sollbruchstelle (20) zu dem anderen Verbindungselement abnimmt. 4. Achslenker (2) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die zum Auseinan derziehen des Metallstabes (10) relativ zu der Verstärkungs-Ummantelung (12) durch die Reibpaarung der Materialien des Metallstabes (10) und der Verstärkungs-Ummantelung (12) eingestellt ist . 5. Achslenker (2) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft zwischen einer großen Kraft, die durch raue Oberflächen an dem Metallstab (10) und/oder der Verstärkungs-Ummantelung (12) hervorgerufen wird, und einer geringeren Kraft, die durch polierte Oberflächen an dem Metallstab (10) und/oder der Verstärkungs- Ummantelung (12) hervorgerufen wird, und einer minimalen Kraft, die durch Anwendung, von Ol an den Oberflächen an dem Metallstab (10) und/oder der Verstärkungs-Ummantelung (12) hervorgerufen wird, einstellbar ist. 6. Achslenker (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungen des Metallstabs (10) durch angeformte Verdickungen (14, 16) des Metallstabs (10) gebildet sind. 7. Achslenker (2) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallstab (10) als Hohlkörper ausgebildet ist, der so dimensioniert ist, dass er bei Bruch-Beanspruchung in sich zusammenfällt und damit die Verbindung zu der Verstärkungs- Ummantelung (12) verliert.

Description:
Achslenker für ein Kraftfahrzeug

Die Erfindung betrifft einen Achslenker für ein Kraftfahrzeug, der ein aufbauseitiges Verbindungselement und ein radseitiges Verbindungselement aufweist, wobei die Verbindungselemente durch ein Stabelement aus einem Metallstab und einer Verstarkungs-Ummantelung aus Kunst- stoff miteinander verbunden sind.

Die DE 38 27 854 C1 zeigt eine Radführung für Kraftfahrzeuge mit einer Spurstange oder einem Querlenker in Rohrform, mit einem in das Rohr eingesetzten Übertra- gungsstab zur Übertragung von Zugkräften, der einerends von einer kraft- oder formschlüssigen Halterung in dem Rohr gehalten ist und anderenends aus dem Rohrende herausragt. Ein Übertragungsstab zwischen Halterung und Rohrende hat eine Sollbruchstelle und zwischen der Sollbruchstelle und dem Rohrende einen Absatz, wobei das Rohr zwischen Absatz und Rohrende mit einer Rohrverengung versehen ist, die einen Anschlag für den Absatz beim Reißen der Sollbruchstelle bildet, um eine völlige Bauteiltrennung zu verhindern. Bei einer Rad- führung wird die Zugkraft von der Spurstange bzw. von dem Querlenker über den Übertragungsstab weitergeleitet. Bei einer eine bestimmte Grenzlast überschreitenden Zugkraft reißt die Sollbruchstelle ab. Dann bewegt sich der Übertragungsstab unter einer fortwährenden Zugbelastung mit seinem Absatz bis zu der Rohrverengung, wodurch die Zugkraft zwischen Übertragungsstab und Rohr weiter übertragen werden kann. Die Längenände- rung der Einrichtung führt jedoch zu einer solch ausgeprägten Geometrieveränderung der Radführung, dass jeder Fahrer durch das Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges eindeutig vorgewarnt wird. Die DE 10 2006 058 377 B4 betrifft eine Samerstange zur strukturellen Verstärkung einer Rumpfstruktur eines Flugzeugs mit einem Schaft und beidseitig an Schaftenden angeordneten. Augen zur Anbindung der Samerstange an die Rumpfstruktur. Reine Crashlasten werden in

Crashnetzen sehr gewichtsgünstig mit Kunststoffseilen abgefangen. Da die Augen mittels einer Verstärkungsanordnung verbunden sind, die mit einer Vielzahl von Verstärkungsfasern gebildet ist, weist die Samerstange in allen Flugzuständen einschließlich der Unfallsituation (Crashfall) eine hinreichende mechanische Belastbarkeit auf. Die Verstärkungsanordnung kann als eine Ummante- lung ausgebildet sein, die einen Schaft und eine Gewindestange mit den daran angeordneten Augen im Wesentlichen vollständig umschließt.

Es ist Aufgabe der Erfindung einen Achslenker mit Energieabsorption und einem anzeigenden Schadensmechanismus in Zug und Druck bereit zu stellen, wobei mit dem durch das duktile Material verbundenen Achslenker eine aus- reichende Restlebensdauer zu gewährleisten ist, die einem Benutzer den Besuch einer Werkstatt ermöglicht.

Dazu ist der erfindungsgemäße Achslenker dadurch ge- kennzeichnet, dass der Metallstab aus duktilem Material besteht und bei den Verbindungselementen in der Umman- telung verankert ist, und dass die Verstärkungs- Ummantelung aus einem spröden Material besteht und an einer Längsposition zwischen den Verbindungselementen eine Sollbruchstelle aufweist.

Der Achslenker besteht somit aus einem duktilen Metallstab als Kern und einer Verstärkungs-Ummantelung aus sprödem Material, die für die nötige Steifigkeit und Festigkeit im normalen Betrieb sorgt. Der Metallstab . ist so ausgelegt, dass dieser bei einem Versagen der äußeren Verstärkungs-Ummantelung infolge eines Missbrauchsereignisses plastisch wird und dabei langsam aus dem Lenker gezogen wird. Infolgedessen kann der Achslenker knicken (Druck) oder seine Länge ändern (Zug), was für den Benutzer anzeigend ist, beispielsweise durch ein schief stehendes Lenkrad, ohne dass es zu einer Separation der Bruchstücke kommt.

Bei dem erfindungsgemäßen Achslenker kann die Kraft, die zum Auseinanderziehen des Metallstabes relativ zu der Verstärkungs-Ummantelung erforderlich ist, auf einfache Weise Uber den Werkstoff des Metallstabes und die geometrische Dimensionierung des Metallstabes eingestellt werden. Ferner ist vorteilhaft, dass die plastische Verformung des Achslenkers einen Energieabbau zur Folge hat. Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achslenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verstärkungs-Ummantelung aus faserverstärktem Kunststoff, vorzugsweise aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK), besteht.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achslenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass der Umfang des Metallstabs von der Verankerung bei dem einen Verbindungselement zu der Sollbruchstelle zunimmt und von der Sollbruchstelle zu dem anderen Verbindungselement abnimmt. Damit lässt sich in vorteilhafter Weise die Kraft zum Auseinanderziehen des Achslenkers bzw. die Duktualität des Metallstabes einstellen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achslenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Kraft, die zum Auseinanderziehen des Metallstabes relativ zu der Verstärkungs-Ummantelung durch die Reibpaarung der Materialien des Metallstabes und der Verstärkungs-Ummantelung einzustellen ist, wobei insbesondere die Kraft zwischen einer großen Kraft, die durch raue Oberflächen an dem Metallstab und/oder der Ver- stärkungs-Ummantelung hervorgerufen wird, und einer geringeren Kraft, die durch polierte Oberflächen an dem Metallstab und/oder der Verstärkungs-Ummantelung hervorgerufen wird, und einer minimalen Kraft, die durch Anwendung von Öl an den Oberflächen an dem Metallstab und/oder der Verstärkungs-Ummantelung hervorgerufen wird, einstellbar ist. Mit anderen Worten kann die betreffende Kraft in einem großen Bereich eingestellt werden je nach dem speziellen Anwendungsfall. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achslenkers ist dadurch gekennzeichnet, dass die Verankerungen des Metallstabes durch angeformte Verdickungen des Metallstabes gebildet sind, wobei das komplette Herausrutschen des Metallstabes aus der Ver- stärkungs-Ummantelung a-uf einfache Weise durch einen Formschluss verhindert wird. Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Achslenkers ist dadurch gekennzeichnet/ dass der Metallstab als Hohlkörper ausgebildet ist, der so dimensioniert ist, dass er bei Bruch-Beanspruchung in sich zusammenfällt und damit die Verbindung zu der Ver- stärkungs-ümmantelung verliert, wobei die Reibung zwischen dem Metällstab und der Verstärkungs-Ummantelung wegfällt, so dass sich die beiden Bauteile leicht auseinander ziehen lassen. Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausfuhrungsbeispielen. In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der

Zeichnung werden- die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet: Fig. 1 einen Schnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Achslenkers .

Gemäß Fig. 1 weist der erfindungsgemäße Achslenker 2 ein aufbauseitiges Verbindungselement 4 und ein radsei- tiges Verbindungselement 6 auf, und die beiden Verbindungselemente 4, 6 sind durch ein Stabelement 8 aus einem Metällstab 10 und einer Verstärkungs-Ummantelung 12 miteinander verbunden. Der Metallstab 10 besteht aus einem duktilen Material und ist in der Nähe der Verbindungselemente 4, 6 in der Verstärkungs-Ummantelung 12 durch angeformte Verdickungen des Metallstabes 10 verankert.

Die Verstärkungs-Ummantelung 12 dient dazu, die nötige Steifigkeit und Festigkeit des Achslenkers 2 in normalem Betrieb sicherzustellen. Dazu besteht die Verstärkungs-Ummantelung 12 aus einem spröden Material, insbe- sondere aus carbonfaserverstärktem Kunststoff (CFK- Ummantelung) . Die Verstärkungs-Ummantelung 12 hat schließlich eine Sollbruchstelle 20 an der der erfindungsgemäße Achslenker 2 bei einer Überbelastung bricht .

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel des Achslenkers 2 nimmt der Umfang des Metallstabes 10 von der Verankerung bzw. Verdickung 14 bei dem Verbindungselement 4 zu der Sollbruchstelle 20 hin zu, und von der Sollbruch- stelle 20 zu dem radseitigen Verbindungselement 6 ab. Alternativ kann auch ein entgegengesetzter Verlauf des Umfangs des Metallstabes 10 gewählt werden, wenn beispielsweise die Stelle des Metallstabes 10 mit dem geringsten Umfang als Sollbruchstelle 20 des Metallstabes 10 dienen soll.

Die Kraft, die zum Auseinanderziehen des Metallstabes 10 relativ zu der Verstärkungs-Ummantelung 12 erforderlich ist, kann auf verschiedene Weise, insbesondere durch die Reibpaarung der Materialien des Metallstabes 10 und der Verstärkungs-Ummantelung 12 eingestellt werden. Die Kraft kann zu diesem Zweck zwischen einer großen Kraft, die durch raue Oberflächen an Metallstab 10 und/oder der Verstärkungs-Ummantelung 12 hervorgerufen wird, und einer geringeren Kraft, die durch polierte Oberflächen an dem Metallstab 10 und/oder der Verstärkungs-Ummantelung 12 hervorgerufen wird, und einer mi- nimalen Kraft, die durch Anwendung von Öl an den Oberflächen an den Metallstab 10 und/oder der Verstärkungs- Ummantelung 12 hervorgerufen wird, eingestellt werden.

Ebenfalls unter dem Gesichtspunkt der Einstellung der Kraft beim Auseinanderziehen der Bauteile kann der Metallstab 10 als Hohlkörper (nicht gezeigt) ausgebildet sein, der bei Bruch-Beanspruchung in sich zusammenfällt und damit die Verbindung zu der Verstärkungs- Ummantelung 12 verliert.

B e s u g s z e i c h e n l i s t e

2 Achslenker

4 Aufbauseitiges Verbindungselement

6 Radseitiges Verbindungselement

8 Stabelement

10 Metallstab

12 Verstärkungs-Ummantelung

14 Verdickung

16 Verdickung

18 Lenker

20 Sollbruchstelle