Lasteinleitungselementes sowie Fahrwerkbauteil

Die Erfindung betrifft ein Lasteinleitungselement für ein Fahrwerkbauteil gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 . Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Ver fahren zum Herstellen eines Lasteinleitungselementes für ein Fahrwerkbauteil ge mäß dem Oberbegriff des Anspruches 15 sowie ein Fahrwerkbauteil für ein Fahrwerk gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 21 .

Bei Radaufhängungen werden Radträger über zwischenliegende Lenker und Ge lenke mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, wobei die Lenker dabei die starren Ver bindungen der Gelenke bilden. Neben Radführungsaufgaben dienen Lenker hierbei häufig auch der Realisierung aufbautragender Aufgaben, indem Feder- und Dämpferkräfte übertragen werden. Die Gelenke werden insbesondere durch Kugel gelenke oder Molekulargelenke gebildet, welche in dafür an den Lenkern vorgesehe nen Lasteinleitungselementen zu montieren sind. Bei dem Lenker kann es sich um einen Mehrpunktlenker, insbesondere um einen Zweipunkt-Lenker, eine Achsstrebe oder eine Koppelstange handeln. Der Lenker kann auch als Dreipunktlenker, als Vierpunktlenker oder als Fünfpunktlenker ausgeführt sein.

Ein Fahrwerkbauteil der eingangs genannten Art ist aus der DE 10 2017 207 164 A1 bekannt, bei welchem es sich insbesondere um einen Lenker für eine Radaufhän gung handelt. Dabei verfügt der als Zweipunktlenker ausgeführte Lenker über zwei Gelenkpunkte, die als in einem jeweiligen aus einem metallischen Werkstoff herge stellten Lasteinleitungselement angeordnete Kugelgelenke ausgeführt sind. Die Lasteinleitungselemente sind durch ein aus einem endlosfaserverstärktem Kunst stoffhalbzeug hergestellten Profilbauteil miteinander verbunden. Die aus Metall und faserverstärktem Kunststoff hergestellten Lenker werden auch als Hybridlenker be zeichnet. Die Kugelgelenke umfassen bekanntermaßen einen Gelenkkörper aus Me tall sowie eine Lagerschale aus einem Kunststoff. Die Herstellung des Lasteinlei tungselementes erfolgt im Strangpressverfahren, wobei das Lasteinleitungselement aus Metall, insbesondere einer geeigneten Aluminiumlegierung hergestellt wird, um die im Betrieb auftretenden Lasten aufnehmen zu können. Zur Verbindung des Profil bauteils mit den Lasteinleitungselementen ist eine Steckverzahnung endseitig an dem Lasteinleitungselement ausgebildet, die formschlüssig mit dafür in dem Hohlpro fil angeordneten Hohlräumen in Eingriff gebracht wird und durch eine Klebeverbin dung unlösbar miteinander verbunden werden. Die Steckverzahnung wird beim Strangpressen in Profilrichtung des Lasteinleitungselements ausgebildet. Nachteilig an dem aus dem Stand der Technik bekannten Lasteinleitungselement ist, dass die Tiefe der Freigänge zur Ausbildung der Zahnzwischenräume bei einer definierten Breite der Freigänge bei der die erforderliche Festigkeit aufweisenden Aluminiumle gierung limitiert ist. Mit anderen Worten ist die maximale Länge der einzelnen Zähne der Steckverzahnung durch die Breite der Zwischenräume zwischen den benachbar ten Zähnen beschränkt. Zudem ist es im Strangpressverfahren nicht möglich, bei spielsweise Absätze zur Fixierung einer Lagerschale oder eines Deckels in das Lasteinleitungselement zu integrieren.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Auf gabe der vorliegenden Erfindung, ein Lasteinleitungselement sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Lasteinleitungselementes der eingangs genannten Art weiterzubil den, welches sich, bei gleichen Festigkeitseigenschaften, durch eine geringere Mate rialdichte und vergleichbare Material- und Herstellkosten auszeichnet.

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 Ober begriff des nebengeordneten Anspruchs 15 in Verbindung mit dessen kennzeichnen den Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Fahrwerkbauteil für ein Fahr werk, bei welchem zumindest ein erfindungsgemäßes Lasteinleitungselement zur An wendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 21.

Gemäß der Erfindung wird ein Lasteinleitungselement für ein Fahrwerkbauteil eines Fahrwerks vorgeschlagen, umfassend eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme einer Gelenkanordnung sowie eine Steckverzahnung mit sich im Wesentlichen achsparal- lel zur Längsachse des Lasteinleitungselements erstreckenden Zähnen. Erfindungs gemäß ist vorgesehen, dass das Lasteinleitungselement aus einem faserverstärkten Kunststoffhalbzeug besteht, wobei das Lasteinleitungselement aus in einer Aufbau richtung schichtweise übereinander angeordneten flächigen Zuschnitte des Kunst stoffhalbzeugs besteht, die einen Grundkörper des Lasteinleitungselementes bilden, wobei die Zuschnitte unterschiedliche Geometrien und unterschiedliche Faservor zugsrichtungen aufweisen. Als faserverstärktes Kunststoffhalbzeug, aus dem die flä chigen Zuschnitte bestehen, wird ein langfaserverstärktes Duromer, z.B. SMC (Sheet Molding Compound) oder ein endlosfaserverstärktes Duromer (bspw. Prepreg) ein gesetzt. Vorteilhaft an der Verwendung von beispielsweise SMC oder Prepreg ist, dass das Lasteinleitungselement eine geringere Masse aufweist als ein Lasteinlei tungselement gemäß dem Stand der Technik aus Metall. Das aus den schichtweise angeordneten Zuschnitten aufgebaute Lasteinleitungselement bietet gegenüber dem durch Strangpressen hergestellten Lasteinleitungselement aus Metall mehr geometri sche Freiheitgrade. Es lassen sich beispielsweise Absätze bzw. Hinterschneidungen im Grundkörper des Lasteinleitungselementes darstellen, die für das Einbringen und Fixieren der Gelenkanordnung oder von Teilen der Gelenkanordnung von Vorteil sind. Die aus SMC oder Prepreg als Kunststoffhalbzeug hergestellten Zuschnitte wei sen in ihrer duromeren Matrix einen Wirranteil an Verstärkungsfasern und einen An teil an Verstärkungsfasern mit einer Faservorzugsrichtung auf. Die Zuschnitte weisen zumindest drei unterschiedliche Geometrien und unterschiedliche Faservorzugsrich tungen auf und werden entsprechend ihrer Geometrie in einer jeweiligen Schicht zur Bildung des Grundkörpers angeordnet. Die schichtweise Anordnung der Zuschnitte mit unterschiedlichen Geometrien erfolgt dabei wechselweise symmetrisch oder asymmetrisch in Bezug auf die mit unterschiedlichen Faservorzugsrichtungen anzu ordnenden Zuschnitte. Der erfindungsgemäß aufgebaute Grundkörper wird bevor zugt durch Nasspressen verarbeitet, wobei der aus dem Kunststoffhalbzeug beste hende Grundkörper in ein beheiztes Werkzeug eingelegt und zusammengepresst wird, was der finalen Formgebung und Aushärtung der polymeren Matrix des Kunst stoffhalbzeugs dient. Das erfindungsgemäße Lasteinleitungselement ermöglicht die Substitution einer metallischen Struktur unter Beibehaltung wesentlicher Schnittstel len durch die Ausführung als ein Bauteil aus SMC-Halbzeug oder Prepreg-Halbzeug. Weiterhin kann das Lasteinleitungselement eine im Wesentlichen U-förmige Außen kontur aufweisen, die von zumindest einem aus dem Kunststoffhalbzeug hergestell ten streifenförmigen Zuschnitt umschlossen ist, dessen Faservorzugrichtung senk recht zur Aufbaurichtung verläuft. Der streifenförmige Zuschnitt liegt an der Außen kontur des Lasteinleitungselementes umfänglich an und verläuft zwischen den au ßenseitigen Zahnspitzen der Steckverzahnung. Der umlaufende streifenförmige Zu schnitt wird dabei als Rechteck mit der langen Seite in Faservorzugsrichtung des Kunststoffhalbzeugs ausgeschnitten. Der streifenförmige Zuschnitt wird vor der An lage an den Grundkörper um 90° gekippt, so dass die Faservorzugsrichtung in Um fangsrichtung um den Grundkörper des Lasteinleitungselementes verläuft, d.h. senk recht zur Aufbaurichtung. Der streifenförmige Zuschnitt wird primär bei einer Zugbe lastung des Lasteinleitungselementes beansprucht. Der streifenförmige Zuschnitt verstärkt insbesondere den Bereich umlaufend um die Aufnahmeöffnung, in welcher die Gelenkanordnung aufgenommen ist.

Dabei kann ein Teil der den Grundkörper bildenden Zuschnitte eine Kontur aufwei sen, die dem vollständigen Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes ent spricht, und ein Teil der Zuschnitte kann eine Kontur aufweisen, welche das Quer schnittsprofil des Lasteinleitungselementes anteilig abbildet. Die Zuschnitte, die das Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes anteilig abbilden, sind komplementär zugeschnitten, so dass diese komplementären Zuschnitte in einer Schichtebene ne beneinander angeordnet werden können, um das Querschnittsprofil des Lasteinlei tungselementes in der jeweiligen Schichtebene zu vervollständigen.

Insbesondere können die dem vollständigen Querschnittsprofil entsprechenden Zu schnitte eine Faservorzugsrichtung aufweisen, die parallel zur Längsachse des Lasteinleitungselements verläuft, während die dem anteiligen Querschnittsprofil ent sprechenden Zuschnitte eine Faservorzugsrichtung aufweisen, die zu der Längs achse unter einem Wnkel geneigt orientiert ist. Die Längsachse des Lasteinleitungs elements bildet die Symmetrieachse der Zuschnitte, die dem vollständigen Quer schnittsprofil des Lasteinleitungselementes entsprechen. Zuschnitte mit einer parallel zur Längsachse orientierten Faservorzugsrichtung nehmen durch die Gelenkanord- nung eingeleitete Zug- und Druckkräfte auf. Zuschnitte mit einer zur Längsachse un ter einem Winkel geneigt orientierten Faservorzugsrichtung nehmen entsprechend im Wesentlichen Kräfte auf, die durch Kippbewegungen im Bereich der Aufnahmeöff nung in das Lasteinleitungselement eingetragen werden. Durch diese Zuschnitte las sen sich die Kräfte zu mittleren Zähnen der Steckverzahnung des Lasteinleitungsele mentes ableiten. Die schichtweise Anordnung der verschiedenen Zuschnitte kann da bei wechselweise mit zumindest einem Zuschnitt mit einer parallel zur Längsachse orientierten Faservorzugsrichtung und zumindest einem Paar komplementärer Zu schnitte mit einer zur Längsachse unter einem Winkel geneigt orientierten Faservor zugsrichtung innerhalb einer Schichtebene erfolgen.

Vorzugsweise können die Zuschnitte, deren Faservorzugsrichtung unter einem Win kel zur Längsachse geneigt orientiert ist, innerhalb einer Schichtebene spiegelbildlich angeordnet sein. Dadurch wird eine gleichmäßige Einleitung der Kräfte zu den mittle ren Zähnen der Steckverzahnung erreicht.

Gemäß einer bevorzugten Weiterbildung kann in die Aufnahmeöffnung des Lastein leitungselementes eine Kartusche integriert sein, die der Aufnahme der Gelenkanord nung dient. Die aus einem metallischen Material bestehende Kartusche leitet die von der Gelenkanordnung aufgenommenen Kräfte in das Lasteinleitungselement ein.

Zum Abdecken der Gelenkanordnung kann die Aufnahmeöffnung einseitig durch ei nen Deckel verschlossen sein, der einstückig mit dem Lasteinleitungselement ausge bildet ist. Hierzu kann zumindest ein Zuschnitt vorgesehen sein, welcher nur auf ei ner Seite des Grundkörpers in Aufbaurichtung angeordnet ist und keine Aufnahme öffnung aufweist.

Weiterhin kann unterhalb des Deckels ein radial nach innen gerichteter Absatz aus gebildet sein, an dem sich die Kartusche und/oder eine Lagerschale der Gelenkan ordnung abstützen können. Der schichtweise Aufbau aus einzelnen Zuschnitten er möglicht es in einfacher Weise, die Geometrie des Grundkörpers zur Ausbildung ei nes solchen Absatzes oder einer Hinterschneidungen anzupassen. Insbesondere kann die Kartusche vor einem Aushärtevorgang in die Aufnahmeöff nung eingesetzt werden, so dass durch das Aushärten eine formschlüssige Verbin dung entsteht.

Alternativ kann die Kartusche nach einem Aushärtevorgang in die Aufnahmeöffnung eingesetzt werden und durch Verkleben stoffschlüssig mit dem Lasteinleitungsele ment verbunden werden.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann in das Lasteinleitungselement eine zu einer Seite offen ausgeführte, zylindrische Hülse formschlüssig integriert sein, welche eine Lagerschale sowie einen sphärischen Abschnitt eines Gelenkkörpers der Gelenkanordnung aufnimmt. Dabei wird die Hülse zusammen mit der darin angeord neten Lagerschale und dem darin angeordneten sphärischen Abschnitt des Gelenk körpers vor dem Aushärtevorgang in die sich während des schichtweisen Aufbaus des Lasteinleitungselements ausbildende Aufnahmeöffnung eingesetzt, um die Hülse während des nachfolgenden Press- und Aushärtungsvorgangs auch stoffschlüssig zu integrieren. Vorteilhaft ist, das von dem sphärischen Abschnitt des Gelenkkörpers auf die Lagerschale übertragene Querkräfte von der Hülse als Zugkräfte aufgenommen werden.

Hierzu kann die Hülse an ihrer geschlossenen Seite einen durchgehenden Boden aufweisen, der in einen radial nach außen gerichteten wulstförmigen Abschnitt über geht, der sich abschnittsweise in Längsrichtung der Hülse erstreckt.

Zudem kann die Hülse auf ihrer offenen Seite einen flanschförmigen Abschnitt auf weisen, der abschnittsweise aus der Aufnahmeöffnung hinausragt. Das Kunststoff halbzeug des Grundkörpers kann dabei aufgrund seiner Fließfähigkeit während des Press- und Aushärtungsvorgangs in die umlaufende Hinterschneidung des flansch förmigen Abschnitts fließen, wodurch eine Stoff- und formschlüssige Verbindung von Hülse und Lasteinleitungselement erreicht wird.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform kann in das Lasteinleitungselement eine zu beiden Seiten offen ausgeführte, zylindrische Buchse formschlüssig integriert sein. Die Buchse kann der Aufnahme einer als Molekulargelenk ausgeführten Ge lenkanordnung dienen.

Gemäß einer weiteren Ausführung kann ein sphärischer Abschnitt eines Gelenkkör pers der Gelenkanordnung unmittelbar in das Lasteinleitungselement integriert sein. Dazu kann der sphärische Abschnitt des Gelenkkörpers zusammen mit den Zuschnit ten in dem Werkzeug angeordnet werden, um diesen während des Press- und Aus härtungsvorgangs in das Lasteinleitungselement Stoff- und formschlüssig zu integrie ren.

Weiterhin wird die eingangs gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen ei nes Lasteinleitungselementes für ein Fahrwerkbauteil gemäß dem Anspruch 15 ge löst.

Gemäß dem Anspruch 15 wird ein Verfahren zum Herstellen eines Lasteinleitungs elementes vorgeschlagen, wobei das Lasteinleitungselement mit einer Aufnahmeöff nung zur Aufnahme einer Gelenkanordnung sowie einer Steckverzahnung ausgebil det wird, wobei das Verfahren durch die Verfahrensschritte gekennzeichnet ist: a) Zuschneiden mehrere Zuschnitte aus einem flächig ausgeführten Kunst stoffhalbzeug, wobei die Zuschnitte zumindest zwei unterschiedliche Geo metrien mit unterschiedlichen Faservorzugsrichtungen aufweisen, b) Anordnen der Zuschnitte in einer Aufbaurichtung schichtweise übereinan der, um einen Grundkörper des Lasteinleitungselementes zu bilden, und c) Pressen und Aushärten der zu einem Grundkörper aufgeschichteten Zu schnitte.

Als faserverstärktes Kunststoffhalbzeug, aus dem die flächigen Zuschnitte bestehen, wird ein langfaserverstärktes Duromer, z.B. SMC (Sheet Molding Compound) oder ein endlosfaserverstärktes Duromer (Prepreg) eingesetzt. Vorteilhaft an der Verwen dung von SMC oder Prepreg ist, dass das nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Lasteinleitungselement eine geringere Masse aufweist als ein Lasteinlei tungselement gemäß dem Stand der Technik. Das aus den schichtweise angeordne ten Zuschnitten aufgebaute Lasteinleitungselement bieten gegenüber dem durch Strangpressen hergestellten Lasteinleitungselement aus Metall mehr geometrische Freiheitgrade. Es lassen sich somit Absätze bzw. Hinterschneidungen im Grundkör per des Lasteinleitungselementes darstellen, die für das Einbringen und Fixieren der Gelenkanordnung oder deren Bauteile von Vorteil sind.

Bevorzugt kann das Lasteinleitungselement eine im Wesentlichen U-förmige Außen kontur aufweisen, die von zumindest einem aus dem Kunststoffhalbzeug hergestell ter streifenförmigen Zuschnitt umschlossen wird, dessen Faservorzugrichtung senk recht zur Aufbaurichtung verläuft.

Insbesondere kann vor oder nach dem Aushärten zumindest ein Bauteil der Ge lenkanordnung in die Aufnahmeöffnung eingebracht werden.

Hierbei kann als zumindest ein Bauteil der Gelenkanordnung eine Hülse, eine Kartu sche, eine Buchse oder ein sphärischer Abschnitt eines Gelenkkörpers in die Aufnah meöffnung eingebracht werden. Die Hülse oder die Kartusche können der Aufnahme einer als Kugelgelenk ausgeführten Gelenkanordnung dienen. Die beidseitig offen ausgeführte Buchse kann der Aufnahme einer als Molekulargelenk ausgeführten Ge lenkanordnung dienen.

Insbesondere kann das Bauteil nach dem Aushärten in die Aufnahmeöffnung einge bracht und durch Verkleben mit dem Lasteinleitungselement verbunden werden. So mit ist das Bauteil keinen thermischen Belastungen während des Press- und Aushär tungsvorgangs ausgesetzt.

Alternativ kann das in die Aufnahmeöffnung eingebrachte Bauteil durch das Aushär ten zumindest stoffschlüssig mit dem Lasteinleitungselement verbunden werden. So mit kann ein Bearbeitungsschritt entfallen. Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Fahrwerkbauteil für ein Fahrwerk gelöst, wobei das Fahrwerkbauteil einen Körper umfasst, der zumindest zwei Lasteinleitungsele mente aufweist, die durch ein Profilbauteil miteinander verbunden sind, wobei die Lasteinleitungselemente jeweils eine Aufnahmeöffnung zur Aufnahme einer Gelenka nordnung aufweisen, wobei die Lasteinleitungselemente mit dem Profilbauteil in ei nem gemeinsamen Verbindungsabschnitt durch eine geklebte Steckverzahnung mit einander verbunden sind, gekennzeichnet durch Lasteinleitungselemente nach ei nem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 14. Das Fahrwerkbauteil kann insbesondere als Achsstrebe, Koppelstange oder Mehrpunktlenker ausgeführt sein. Auf alle Aus führungen zu dem vorschlagsgemäßen Lasteinleitungselement darf verwiesen wer den. Insbesondere werden die Lasteinleitungselemente des Fahrwerkbauteils nach einem der Verfahrensansprüche 15 bis 20 hergestellt.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebenge ordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich dar über hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung o- der unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugs zeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung, die nachfolgend erläutert werden, sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrwerks gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines Fahrwerkbauteils in perspektivischer Ansicht;

Fig. 3 schematisch eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Lasteinleitungselementes; Fig. 4A schematisch eine Vorderansicht eines Zuschnittes welches dem vollstän digen Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes gemäß Fig. 3 ent spricht;

Fig. 4B schematisch eine Vorderansicht zweier komplementärer Zuschnitte, wel che das Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes gemäß Fig. 3 an teilig abbilden;

Fig. 4C schematisch eine Vorderansicht seines streifenförmigen Zuschnitts, wel cher das Lasteinleitungselement umfangsseitig abschnittsweise um schließt;

Fig. 5 schematisch eine Frontalansicht in Profilrichtung des Lasteinleitungsele mentes mit einem Umfangsseitig angeordneten streifenförmigen Zuschnitt;

Fig. 6 schematisch eine perspektivische Ansicht gemäß Fig. 5;

Fig. 7 schematisch eine Schnittansicht des Lasteinleitungselements mit einer da rin angeordneten Gelenkanordnung;

Fig. 8 schematisch eine perspektivische Ansicht des Lasteinleitungselements mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung gemäß einerweiteren Aus führungsform;

Fig. 9 schematisch eine Teilschnittansicht des Lasteinleitungselements mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 schematisch eine perspektivische Ansicht des Lasteinleitungselements mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung gemäß einerweiteren Aus führungsform; und

Fig. 11 schematisch eine Teilschnittansicht des Lasteinleitungselements mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung gemäß Fig. 10. Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrwerks 101 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht. Das Fahrwerk 101 umfasst zwei Längsträger 102, eine lenkbare Achse 103 sowie eine sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende Lenkstange 104. An der lenkbaren Achse 103 ist ein U-förmiger Wankstabilisator 105 angeordnet. Der Wank- stabilisator 105 ist durch jeweils einen endseitig dem Wankstabilisator 105 zugeord neten Zweipunktlenker 107 - von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist - mit dem je weiligen Längsträger 102 gelenkig verbunden. Der Zweipunktlenker 107 weist end seitig jeweils einen Lasteinleitungsbereich 108 auf, an denen der Zweipunktlenker 107 mit dem Wankstabilisator 105 bzw. dem Längsträger 102 gelenkig verbunden ist. Die an dem Wankstabilisator 105 angeordneten Zweipunktlenker 107 sind hier als sogenannte Koppelstangen ausgeführt. Ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung erstre ckend ist ein Blattfederpaket 106 vorgesehen, welches unterhalb des Längsträgers 102 und parallel zu der Lenkstange 104 angeordnet ist. Zwischen dem Blattfederpa ket 106 und der Lenkstange 104 erstreckt sich der Zweipunktlenker 107 in vertikaler Richtung. Der quer zur Fahrzeuglängsrichtung verfügbare Bauraum zwischen dem Blattfederpaket 106 und der Lenkstange 104 ist sehr beschränkt. Der aus dem Stand der Technik bekannte Zweipunktlenker 107 ist aus einem metallischen Werkstoff her gestellt, damit der Zweipunktlenker 107 die notwendige Steifigkeit besitzt, um ein Ausknicken oder Ausbeulen eines Verbindungsabschnitts 109 aufgrund der von dem Zweipunktlenker 107 aufzunehmenden Druckkräfte zu verhindern, welche durch die einander gegenüberliegend angeordneten Lasteinleitungsbereiche 108 in den Zwei punktlenker 107 eingeleitet werden.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines Fahrwerkbauteils 1 , insbesondere für ein Fahrwerk 101 , in perspektivischer Ansicht dargestellt. Das Fahrwerkbauteil 1 umfasst einen Körper 2, der hier und vorzugsweise zumindest zwei Lasteinleitungs elemente 3 aufweist. Ein solches Fahrwerkbauteil 1 wird auch als Zweipunktlenker bezeichnet. Die an dem Körper angeordneten Lasteinleitungselemente 3 sind iden tisch ausgeführt, so dass die nachfolgende Beschreibung im Kontext mit einem der Lasteinleitungselemente 3 für beide Gültigkeit hat. Die Lasteinleitungselemente 3 be stehen aus einem faserverstärkten Kunststoff, insbesondere SMC (Sheet Molding Compound) oder Prepreg. Die Lasteinleitungselemente 3 sind durch einen aus ei nem faserverstärkten Kunststoff hergestellten Profilbauteil 4 miteinander verbunden. Die Lasteinleitungselemente 3 weisen jeweils eine Aufnahmeöffnung 5 zur Aufnahme einer Gelenkanordnung 6 auf. Die Gelenkanordnung 6 ist vorzugsweise als Kugelge lenk ausgeführt. Die Gelenkanordnung 6 kann auch als Molekulargelenk ausgeführt sein. Ein solches Molekulargelenk umfasst ein Innenteil mit einem sich in dessen Axi alrichtung erstreckenden Kugelstück mit einem zumindest im Wesentlichen kugelför migen Lagerbereich. Der Lagerbereich ist von zwei in Axialrichtung des Innenteils ne beneinander angeordneten und zugleich geometrisch gleich ausgebildeten Elastomerhalbschalen ringförmig umschließend eingefasst. Die als Molekulargelenk ausgeführte Gelenkanordnung 6 wird aus einer beidseitig offen ausgeführten Buchse, die in das Lasteinleitungselement 3 des Fahrwerkbauteil 1 integriert wird, und dem darin eingepressten Innenteil gebildet.

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht des Lasteinleitungselementes 3. Das Lasteinleitungselement 3 weist eine im Wesentlichen U-förmige Außenkontur auf.

Das Lasteinleitungselement 3 weist endseitig eine Steckverzahnung 8 auf, die zumin dest drei Zähne 9A, 9B umfasst. Im dargestellten Ausführungsbeispiel sind fünf Zähne 9A, 9B vorgesehen, von denen die zwei äußeren Zähne 9A das Profilbauteil 4 außenseitig überlappen, wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, und der zumindest eine weitere innenliegende Zahn 9B in zumindest einen korrespondierenden Hohlraum des Profil bauteils 4 hineinragt. Dabei steht der zumindest eine innenliegende Zahn 9B form schlüssig mit dem korrespondierenden Hohlraum des Profilbauteils 4 in Eingriff. Der Überlappungsbereich der äußeren Zähne 9A mit dem jeweiligen Hohlraum des Profil bauteils 4 bildet einen Verbindungsabschnitt 7 Die Länge der Zähne 9A, 9B bestimmt dabei die Länge des Verbindungsabschnitts 7. Die Zähne 9A, 9B der Steckverzah nung 8 werden im Bereich des Verbindungsabschnittes 7 zusätzlich durch Verkleben stoffschlüssig mit dem Profilbauteil 4 verbunden, was durch eine Klebeschicht 10 an gedeutet ist. Das aus dem faserverstärkten Kunststoffhalbzeug, SMC bzw. Prepreg, bestehende Lasteinleitungselement 3 wird aus in einer Aufbaurichtung AR, die der Profilrichtung des Lasteinleitungselements 3 entspricht, schichtweise übereinander angeordneter flächiger Zuschnitte 13, 14, 15 hergestellt, die aus dem Kunststoffhalb- zeug ausgeschnitten bzw. zugeschnitten werden. Die schichtweise übereinander an geordneten Zuschnitte 13, 14, 15 bilden einen Grundkörper 11 des Lasteinleitungs elementes 3. Der aus den Zuschnitten 13, 14, 15 aufgebaute Grundkörper 11 wird in ein beheizbares Werkzeug eingelegt oder in diesem aufgeschichtet und anschlie ßend in bekannter Weise einem Press- und Aushärtungsvorgang unterzogen. Mit 12 ist die Längsachse des Lasteinleitungselementes 3 bezeichnet.

In Fig. 4A ist schematisch eine Vorderansicht eines Zuschnittes 13 dargestellt, wel cher dem vollständigen Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes 3 gemäß Fig. 3 entspricht. Der flächige Zuschnitt 13 weist eine kreisförmige Ausnehmung 17 auf, die durch Austanzen aus dem Kunststoffhalbzeug erzeugt wird. Endseitig sind äußere Zahnsegmente 18 und innere Zahnsegmente 19 an dem Zuschnitt 13 durch das Zuschneiden ausgebildet worden. Der Zuschnitt 13 ist zur Längsachse 12, wel che die Symmetrieachse des Zuschnitts 13 bildet, spiegelsymmetrisch ausgestaltet. Lediglich exemplarisch sind Verstärkungsfasern 20 mit einer definierten Faservor zugsrichtung dargestellt. Die Faservorzugsrichtung der Verstärkungsfasern 20 des Zuschnitts 13 verläuft parallel zur Längsachse 12 des herzustellenden Lateinleitungs elementes 3.

In Fig. 4B ist schematisch eine Vorderansicht zweier komplementärer Zuschnitte 14, 15 dargestellt, welche das Querschnittsprofil des Lasteinleitungselementes 3 gemäß Fig. 3 anteilig abbilden. Vorzugsweise bilden die Zuschnitte 14 und 15 jeweils im We sentlichen eine Hälfte des Querschnittsprofils des Lasteinleitungselementes 3 ab. Entsprechend weisen die Zuschnitte 14 und 15 jeweils eine halbkreisförmige Aus nehmung 22 sowie ein hälftiges inneres Zahnsegment 23 auf. Die schichtweise An ordnung der komplementären Zuschnitte 14 und 15 erfolgt in einer gemeinsamen Ebene an der Längsachse 12 gespiegelt. Somit bilden die eine halbkreisförmigen Ausnehmungen 22 eine geschlossene kreisförmige Ausnehmung, die Teil der Auf nahmeöffnung 5 ist. Die hälftigen inneren Zahnsegmente 23 der beiden komplemen tären Zuschnitte 14 und 15 bilden das innere Zahnsegment 19 als Teil eines der in neren Zähne 9B. Die komplementären Zuschnitte 14 und 15 weisen eine Faservor zugsrichtung 21 auf, die zu der Längsachse 12 unter einem Winkel a geneigt orien- tiert ist. Der Winkel a der Faservorzugsrichtung 21 ist ungleich 0°. Hierdurch wird er reicht, dass durch die Gelenkanordnung 6 im Bereich der Aufnahmeöffnung 5 einge leitete Kräfte in die inneren Zähne 9B eingeleitet werden.

In Fig. 4C ist schematisch eine Vorderansicht seines streifenförmigen Zuschnitts 16 dargestellt, welcher das Lasteinleitungselement 3 umfangsseitig abschnittsweise um schließt, wie in den Fig. 5 und 6 veranschaulicht ist. Die auch hier eingezeichnete Längsachse 12 dient als Bezugslinie für eine Faservorzugsrichtung 24 der Verstär kungsfasern des Zuschnitts 16. Die Faservorzugsrichtung 24 der Verstärkungsfasern des Zuschnitts 16 verläuft parallel zur Längsachse 12.

In Fig. 5 ist schematisch eine Frontalansicht in Profilrichtung des Lasteinleitungsele mentes 3 mit einem Umfangsseitig angeordneten streifenförmigen Zuschnitt 16 dar gestellt. In Fig. 6 ist schematisch eine perspektivische Ansicht des Lasteinleitungs elementes 3 gemäß Fig. 5 dargestellt. Lediglich aus Veranschaulichungsgründen ist der Zuschnitt 16 in den Fig. 5 und 6 hervorgehoben dargestellt. Der Zuschnitt 16 ver läuft zwischen endseitigen Zahnspitzen 25 der äußeren Zähne 9A in Umfangsrich- tung der U-förmigen Außenkontur des Lasteinleitungselements 3. Der umlaufende streifenförmige Zuschnitt 16 wird dabei als Rechteck mit der langen Seite in Faser vorzugsrichtung 24 des Kunststoffhalbzeugs ausgeschnitten. Der streifenförmige Zu schnitt 16 wird vor der Anlage an den Grundkörper 11 um 90° gekippt, so dass die Faservorzugsrichtung 24 in Umfangsrichtung um den Grundkörper 11 des Lasteinlei tungselementes 3 verläuft. Der streifenförmige Zuschnitt 16 wird primär bei einer Zugbelastung des Lasteinleitungselementes 3 beansprucht. Der streifenförmige Zu schnitt 16 verstärkt insbesondere den Bereich umlaufend um die Aufnahmeöffnung 5, in welcher die Gelenkanordnung 6 aufgenommen ist.

Die Darstellung in Fig. 7 zeigt schematisch eine Schnittansicht des Lasteinleitungs elements 3 mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung 6. Die als Kugelgelenk ausgeführte Gelenkanordnung 6 weist eine Lageschale 26 und einen Gelenkkörper 27 mit einem sphärischen Abschnitt 28 und einem zapfenförmigen Abschnitt 29 auf. Mit 14 ist die Längsachse des Gelenkkörpers 8 bezeichnet. Die Lageschale 26 be steht aus einem aus einem hartelastischen Kunststoff, insbesondere Polyoxymethy- len (POM). Der Gelenkkörper 27 besteht aus Metall, insbesondere Stahl.

Der Gelenkkörper 27 ist an seinem sphärischen Abschnitt 28 von der in der Aufnah meöffnung 5 des Lasteinleitungselementes 3 angeordneten Lagerschale 26 aufge nommen. Die Aufnahmeöffnung 5 ist oberhalb des sphärischen Abschnitts 28 durch einen Deckel 30 verschlossen. Der Deckel 30 verschließt das Kugelgelenk 6 und schützt es vor Verschmutzungen und eindringende Feuchtigkeit. Der Deckel 30 ist im vorliegenden Ausführungsbeispiel durch zumindest einen Zuschnitt 13 ausgebildet, welcher jedoch keine kreisförmige Ausnehmung 17 aufweist. Innerhalb des Lastein leitungselementes 3 ist eine zu einer Seite offen ausgeführte, zylindrische Hülse 31 formschlüssig integriert, welche die Lagerschale 26 sowie den darin angeordneten sphärischen Abschnitt 28 des Gelenkkörpers 27 der Gelenkanordnung 6 aufnimmt. Die Hülse 31 ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. Die Hülse 31 weist an ihrer geschlossenen Seite einen durchgehenden Boden 32 auf, der in einen radial nach außen gerichteten wulstförmigen Abschnitt 33 übergeht, der sich abschnittsweise in Längsrichtung der Hülse 31 erstreckt. Im Inneren der Hülse 31 ist ein zylindrischer Stützkörper 34 eingesetzt, der sich an dem Boden 32 axial ab stützt. Weiterhin weist die Hülse 31 auf ihrer offenen Seite einen flanschförmigen Ab schnitt 35 auf, der abschnittsweise aus der Aufnahmeöffnung 5 hinausragt. Die La gerschale 26 stützt sich endseitig an dem Stützkörper 34 ab.

Die Montage der Gelenkanordnung 6 erfolgt vor dem Press- und Aushärtungsvor gang des Lasteinleitungselements 3. Dazu werden der Stützkörper 34, die Lager schale 26 sowie der Gelenkkörper 27 in die Hülse 31 eingesetzt. Die Hülse 31 wird daraufhin mitsamt der Gelenkanordnung 6 in die Aufnahmeöffnung 5 eingebracht. Während des Press- und Aushärtungsvorgangs fließt das Kunststoffhalbzeug des Grundkörpers 27 aufgrund seiner Fließfähigkeit in die umlaufende Hinterschneidung des flanschförmigen Abschnitts 35 und umschließt den wulstförmigen Abschnitt 33, wodurch eine Stoff- und formschlüssige Verbindung von Hülse 31 und Lasteinlei tungselement 3 erreicht wird. Die Hülse 31 ist form- und stoffschlüssig mit dem Lasteinleitungselement 3 verbunden. Die Anordnung einer als Molekulargelenk aus geführten Gelenkanordnung 6 kann analog erfolgen, wobei auf das Vorsehen eines Deckels verzichtet wird. Die Buchse und das darin eingepresste Innenteil des Mole kulargelenks können form- und stoffschlüssig mit dem erfindungsgemäßen Lastein leitungselement 3 verbunden werden.

Die Darstellung in Fig. 8 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Lastein leitungselements 3 mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung 6 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In Fig. 9 ist schematisch eine Teilschnittansicht des Lasteinleitungselements 3 mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung 6 gemäß Fig. 8 dargestellt. Fig. 8 zeigt dabei Bauteile der Gelenkanordnung 6 vor der Mon tage in das Lasteinleitungselement 3. Zur Aufnahme der Lagerschale 7 und des darin angeordneten Gelenkkörpers 8 ist eine hohlzylindrische Kartusche 36 in der Aufnah meöffnung 5 des Lasteinleitungselementes 3 angeordnet. Die Kartusche 36 ist bezo gen auf die Längsachse 12 des Lasteinleitungselementes 3 rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Kartusche 36 ist im Kaltfließverfahren herstellbar. Die Kartusche 36 besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem Stahl.

Die Kartusche 36 weist weiterhin einen, ausgehend von der Längsachse 12, radial nach außen gerichteten Vorsprung 37 auf, der mit seiner axialen Stirnfläche an der dem zapfenförmigen Abschnitt 27 zugewandten Unterseite des Lasteinleitungsele mentes 3 anliegt. Der Vorsprung 37 kann durchgehend, d.h. vollständig umlaufend, oder in Umfangsrichtung segmentiert ausgebildet sein. Mittels des Vorsprungs 37 liegt die Kartusche 36 in axialer Richtung an der Unterseite des Lasteinleitungsele ments 3 ab. Innenseitig weist die Kartusche 36 einen, ausgehend von der Längs achse 12, radial nach innen gerichteten Absatz 38 auf. Auf dem Absatz 38 stützt sich die in die Kartusche 36 eingesetzte Lagerschale 26 an einer axialen Stirnfläche des Absatzes 38 in axialer Richtung ab. Weiterhin ist unterhalb des Vorsprungs 37 der Kartusche 36 eine umlaufende Aussparung 40 angeordnet ist, welche der Aufnahme eines - nicht dargestellten - Dichtungsbalges dient. Das Lasteinleitungselement 3 weist einen umlaufenden schulterförmigen Absatz 39 oberhalb des sphärischen Ab- Schnitts 28 auf, an dem sich die Lagerschale 26 sowie die Kartusche 36 axial abstüt zen. Auf der dem sphärischen Abschnitt 28 gegenüberliegenden Seite ist die Aufnah meöffnung durch einen konvex ausgeführten Deckel 30 verschlossen.

Die Montage der Lageranordnung 6 erfolgt nach dem Press- und Aushärtungsvor gang des Lasteinleitungselements 3. Dazu wird die Lagerschale 26 mitsamt dem Ge lenkkörper 27 in die Kartusche 36 eingesetzt. Die Kartusche 36 wird daraufhin in die Aufnahmeöffnung 5 eingebracht und durch Verkleben stoffschlüssig mit dem Lastein leitungselement 3 verbunden.

Die Darstellung in Fig. 10 zeigt schematisch eine perspektivische Ansicht des Lasteinleitungselements 3 mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung 6 gemäß einer weiteren Ausführungsform. In Fig. 11 ist schematisch eine Teilschnittansicht des Lasteinleitungselements 3 mit einer darin angeordneten Gelenkanordnung 6 ge mäß Fig. 10 dargestellt. Bei dieser Ausführungsform wird der sphärische Abschnitt 28 des Gelenkkörpers 27 unmittelbar in das Lasteinleitungselement 3 integriert. Das in Fig. 10 dargestellte Lasteinleitungselement 3 unterscheidet sich nicht von dem in Fig. 8 dargestellten.

Das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des vorangehend beschriebenen Lasteinleitungselementes 3 für ein Fahrwerkbauteil 1 ist durch die folgenden Verfah rensschritte gekennzeichnet: a) Zuschneiden mehrere Zuschnitte 13, 14, 15 aus einem flächig ausgeführten Kunststoffhalbzeug, wobei die Zuschnitte 13, 14, 15 zumindest zwei unter schiedliche Geometrien mit unterschiedlichen Faservorzugsrichtungen 20, 21 , 24 aufweisen, b) Anordnen der Zuschnitte 13, 14, 15, 16 in einer Aufbaurichtung (AR) schichtweise übereinander, um einen Grundkörper 11 des Lasteinleitungs elementes 3 zu bilden, und c) Pressen und Aushärten der zu einem Grundkörper 11 aufgeschichteten Zu schnitte 13, 14, 15.

Bezuqszeichen Fahrwerkbauteil Körper Lasteinleitungselement Profilabschnitt Aufnahmeöffnung Gelenkanordnung Verbindungsabschnitt Steckverzahnung A äußerer Zahn B innerer Zahn 0 Klebeschicht 1 Grundkörper 2 Längsachse 3 Zuschnitt 4 Zuschnitt 5 Zuschnitt 6 Zuschnitt 7 Ausnehmung 8 Zahnsegment 9 Zahnsegment 0 Faservorzugsrichtung 1 Faservorzugsrichtung 2 Ausnehmung 3 Zahnsegment 4 Faservorzugsrichtung 5 Zahnspitze 6 Lagerschale 7 Gelenkkörper 8 sphärischer Abschnitt 9 zapfenförmigen Abschnitt 0 Deckel 31 Hülse

32 Boden

33 wulstförmiger Abschnitt

34 Stützkörper

35 flanschförmiger Abschnitt

36 Kartusche

37 Vorsprung

38 Absatz

39 schulterförm iger Absatz

40 Aussparung

AR Aufbaurichtung a Winkel

101 Fahrwerk

102 Längsträger

103 Achse

104 Lenkstange

105 Wankstabilisator

106 Blattfederpaket

107 Zweipunktlenker