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.

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.

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.

So ist aus der DE 10 2015 104656 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.

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.

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.

Gemäß der Erfindung wird ein Mehrpunktlenker für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, umfassend einen Körper, der zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche aufweist, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden sind, wobei der durch ein additives Fertigungsverfahren aufgebaute, aus einem Kunststoff bestehende Körper eine vollumfänglich geschlossene Außenmantelfläche aufweist, und dass der Körper im Inneren eine zumindest abschnittsweise porös ausgeführte Struktur aufweist, wobei die Porosität der Struktur durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt ist.

Der Aufbau des Körpers durch das additive Fertigungsverfahren ermöglicht es, einen Mehrpunktlenker der eingangs genannten Art kostengünstig in kleinen Stückzahlen herzustellen. Durch die vollumfänglich geschlossene Außenmantelfläche des Körpers können Ablagerungen sowie Verschmutzungen des in einem Fahrwerk eines Fahrzeugs verbauten Mehrpunktlenkers im laufenden Betrieb vermieden werden.

Dadurch, dass der Körper in seinem Inneren eine zumindest abschnittsweise porös ausgeführte Struktur aufweist, wird ein besonders effizienter Materialeinsatz bei der Herstellung erreicht. Der effiziente Materialeinsatz zeichnet sich insbesondere durch eine Reduzierung der Materialkosten sowie der Fertigungsdauer bei der Durchführung des additiven Fertigungsverfahren aus. Die Matenalreduzierung bewirkt somit auch eine Reduzierung der Belegungsdauer der Vorrichtung zur Durchführung des additiven Fertigungsverfahrens. Bei dem additiven Fertigungsverfahren kann es sich beispielsweise um das Fused Deposition Modeling Verfahren (FDM-Verfahren) oder das Poly-Jet-Modeling (PJM-Verfahren) bzw. Multi-Jet-Modeling (MJM-Verfahren) handeln. Den vorstehend nicht abschließend aufgelisteten additiven Fertigungsverfahren ist gemeinsam, dass der Aufbau des Körpers durch das Aufträgen und Aushärten eines Kunststoffs, insbesondere eines thermoplastischen Kunststoffes, erfolgt. 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 den jeweiligen Lastfall, dem der Mehrpunktlenker im Betrieb ausgesetzt wird, notwendig ist. Die Porosität der Struktur stellt das Verhältnis von Hohlraumvolumen zu Gesamtvolumen des Körpers dar.

Insbesondere kann der Aufbau des Körpers durch ein additives Fertigungsverfahren schichtweise erfolgen.

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 der Außenmantelfläche 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.

Insbesondere können die Strukturelemente eine Porosität aufweisen, wobei die Porosität der Strukturelemente durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt sind. 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 der Außenmantelfläche eingeschlossenen Hohlräume weist die Struktur somit eine von den Strukturelementen abweichende Porosität auf. Hierdurch wird der notwendige Matenaleinsatz für die Herstellung des Körpers weiter minimiert, ohne dadurch die erforderlichen Anforderungen des Körpers hinsichtlich der Festigkeit und Steifigkeit zu unterschreiten.

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 Außenmantelfläche - nahezu vollständig porös ausgeführt sein. Dabei können durch die Variation der Größenordnung der Porosität der inneren Struktur als auch der Strukturelemente entlang der vorhandenen 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 jeweiligen 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. Der Übergang zwischen den zumindest zwei Lastsegmenten kann abrupt oder fließend erfolgen.

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.

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 Matenaleinsatzes bei der Herstellung des Körpers.

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 großflächig 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.

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.

Insbesondere kann die Porosität der Struktur innerhalb eines Lastsegmentes ausgehend von dem ersten Lastsegment bis hin zum vierten Lastsegment variieren. Insbe- sondere kann die Porosität der Struktur innerhalb eines der Lastsegmente oder gegenüber benachbarten Lastsegmenten zunehmen oder abnehmen. 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.

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.

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 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 eine oder mehrere Strukturelemente ausgebildet sein, die sich durchgehend in Längs- und Querrichtung erstrecken. Dadurch können die Strukturelemente sich von der Mittelebene ausgehend erstrecken bzw. von dieser zerteilt werden.

Weiterhin können die Strukturelemente teilweise einen abschnittsweise radial gekrümmten Verlauf aufweisen. Die einer gekrümmten Bahn folgenden Strukturelemente können nahe der Außenmantelflächen in einem flachen Winkel verlaufen, während sie mit einem parallel zur Außenmantelfläche 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.

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.

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.

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.

Gemäß dem Anspruch 17 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Mehrpunktlenkers für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorgeschlagen, aufweisend die Durchführung eines additiven Fertigungsverfahren zum Aufbauen eines Körpers aus einem Kunststoff, wobei der Körper mit zumindest zwei Lasteinleitungsbereiche aufgebaut wird, die durch einen Verbindungsabschnitt miteinander verbunden werden, wobei der Körper mit einer vollumfänglich geschlossenen Außenmantelfläche aufgebaut wird, und dass der Körper im Inneren mit einer zumindest abschnittsweise porös ausgeführten Struktur aufgebaut wird, wobei die Porosität der Struktur durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt wird. 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 vorbestimmt 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 schichtweise Aufbau des Körpers durch das additive 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 thermoplastischer Kunststoff zur Anwendung. Dabei kann die Struktur durch den Aufbau einer Vielzahl von Strukturelemente ausgebildet werden, welche Hohlräume zwischen sich und/oder der Außenmantelfläche einschließen. Durch das Volumen der von den Strukturelementen eingeschlossenen Hohlräume sowie die Anzahl und die Dimensionierung 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.

Des Weiteren können die Strukturelemente zumindest abschnittsweise porös ausgeführt werden, wobei die Porosität der Strukturelemente durch die von dem Körper aufzunehmende Last vorbestimmt wird.

Bevorzugt kann der Körper durch eine Variation der Größenordnung der Porosität der Struktur und der Strukturelemente entlang von Hauptbelastungsrichtungen steifer und fester ausgebildet werden.

Besonders bevorzugt kann ein additives Fertigungsverfahren zum schichtweisen Aufbauen des Körpers verwendet werden.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist 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 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 Fig. 4 eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in einer Seitenansicht (A) und einer Draufsicht (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.

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 eine vollumfänglich geschlossene Außenmantelfläche 12 auf, die lediglich in den Lasteinleitungsbereichen 13 jeweils durch eine zylindrisch geformte Aussparung 21 unterbrochen ist. Durch die vollumfänglich geschlossene Außenmantelfläche 12 wird das Eindringen und Ablagern von Fremdmaterial vermieden. 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.

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 Lasteinleitungsbereich 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.

In Fig. 2 ist die an und für sich vollumfänglich geschlossene Außenmantelfläche 12 in einem Randbereich des Zwischenabschnitts 16 offen dargestellt, so dass der innere Aufbau des Körpers 11 partiell erkennbar ist. Der Körper 11 weist im Inneren eine zumindest abschnittsweise porös ausgeführte Struktur 18 auf. Des Weiteren sind als Rippen ausgeführte Strukturelemente 19 vorgesehen, welche ebenfalls zumindest abschnittsweise porös ausgeführt sein können. Alternativ oder zusätzlich können als Strukturelemente stabförmige Elemente in Form von Stegen oder Streben vorgesehen sein. Die poröse Struktur 18 im Inneren des Körpers 11 ist teilweise durch die Strukturelemente 19 ausgebildet. Die Herstellung des Körpers 11 erfolgt durch ein additives Fertigungsverfahren. Dabei wird der Körper 11 aus einem, insbesondere thermoplastischen, Kunststoff schichtweise in einer Aufbaurichtung aufgebaut.

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 als Rippen ausgeführte 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 beabstandeten Strukturelementen 20 befinden sich jeweils Abschnitte bzw. Schichten mit einer porösen 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 schichtweisen Aufbaus des Körpers 11. Hierzu wird die Lageraufnahme 15 in den entstehenden Lasteinleitungsbereichen 13 senkrecht zur Aufbaurichtung aufgesetzt und im weiteren Verlauf schichtweise von der Struktur 18 sowie den Strukturelemente 20 umschlossen.

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 die 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 Außenmantelfläche 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.

Die Detailansicht gemäß Fig. 3 veranschaulicht den inneren Aufbau des Körpers 11 mit seiner porösen Struktur 18 sowie den Strukturelementen 19. Von der Außenmantelfläche 12 und den Rippen 19, die an diese angrenzen, werden Hohlräume 23 umschlossen. In diesen Hohlräumen 23 wird während des schichtweisen Aufbauens des Körpers 11 eine poröse Struktur 18 ausgebildet, die den Hohlraum 23 ausfüllt. Die Struktur 18 wird aus dünnwandigen Abschnitten gebildet, die miteinander in der Weise verbunden sind, dass sie Hohlräume 25 einschließen. Die Hohlräume 25 sind vollumfänglich geschlossen. Die Porosität der Struktur 18 weicht von der Porosität der den Hohlraum 23 begrenzenden Strukturelementen 19 ab. Zwischen benachbart angeordneten Strukturelementen 19 bilden sich ebenfalls Hohlräume 24 aus. Auch in diesen Hohlräume 24 wird eine poröse 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 Rippen 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. Der Verlauf der Strukturelemente 19, die an die jeweilige Außenmantelfläche 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 Außenmantelflächen 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.

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 Struktur 18 innerhalb der Hohlräume 23 und 24 ihrerseits Hohlräume 25 unterschiedlicher Größe umschließt. Die Strukturelemente 19, 20 weisen eine Porosität auf, die ebenfalls durch die von dem Körper 11 aufzunehmende Last vorbestimmt ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung des Mehrpunktlenkers in einer Seitenansicht (A) und einer Draufsicht (B). Der Körper 11 ist in mehrere Lastsegmente 26, 27, 28, 29 unterteilt. Durch die Aufteilung des Körpers 11 in verschiedene Lastsegmente 26, 27, 28, 29 kann bei der Ausgestaltung der inneren Struktur 18 den in einem spezifischen Lastsegment 26, 27, 28, 29 des Körpers 11 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 Rippen 19, 20 bestehen aus einem Vollmaterial. Insbesondere kann die Porosität der Strukturelemente 19, 20 innerhalb eines Lastsegmentes 26, 27, 28, 29 geringer als die Porosität der die Hohlräume 23, 24 ausfüllenden Struktur 18 in diesem Lastsegment 26, 27, 28, 29 sein.

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 Rippen 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.

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 Außenmantelfläche 12 des jeweiligen zweiten Lastsegmentes 27 treten erhöhte Lasten auf, weshalb die Randschicht der Außenmantelfläche 12 verhältnismäßig dickwandig gestaltet ist.

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.

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.

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. Bezuqszeichen

Fahrwerk

Längsträger

Achse

Lenkstange

Wankstabilisator

Blattfederpaket

Zweipunktlenker

Lasteinleitungsbereich

Verbindungsabschnitt

Mehrpunktlenker

Körper

Außenmantelfläche

Lasteinleitungsbereich

Verbindungsabschnitt

Lageraufnahme

Zwischenabschnitt

Taillierung

Struktur

Strukturelement

Strukturelement

Aussparung

Mittelebene

Hohlraum

Hohlraum

Hohlraum

Erstes Lastsegment

Zweites Lastsegment

Drittes Lastsegment

Viertes Lastsegment 30 Querrippe