| JP60082424 | STABILIZER CONTROLLER FOR CAR |
| JP08226394 | ROTARY MOTOR |
| JP57186509 | SUSPENSION OF AUTOMOBILE |
BRAUN, Tom-Hendrik (Methfesselstrasse 3, Braunschweig, 38106, DE)
SCHULZ, Christian (Lange Dorfstrasse 12, Liebenburg, 38704, DE)
BRAUN, Tom-Hendrik (Methfesselstrasse 3, Braunschweig, 38106, DE)
| Ansprüche 1. Stabilisator für ein Kraftfahrzeug, der ein- oder mehrteilig ausgeführt ist und aus einem Torsionsstab (12) und beiderseits abgewinkelten Drehschenkeln (14) besteht, deren freie Enden (16) über Drehgelenke jeweils mit einer Radaufhängung des Kraftfahrzeugs verbindbar sind, wobei der Stabilisator (1 1) aus einem Harz gebundenen Grundkörper gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper aus einem Seil (4) besteht, das durch Aushärtung des Harzes eine Steifigkeit erzielt. 2. Stabilisator nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (4) aus einer Seele (9) besteht, die mit Fasern (10) umwickelt oder umflochten ist. 3. Stabilisator nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Seele (9) aus einem Schlauch, einem Rohr, einem Faserbündel oder einem anderen porösen Material besteht, besteht. 4. Stabilisator nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Seele (9) des Seiles (4) mit einer Webstruktur umwoben ist. 5. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Fasern (10) unter einem Winkel vorzugsweise von 45° um die Seele (9) angeordnet sind. 6. Stabilisator nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Stabilisator (1 1) über seine Länge unterschiedliche Querschnittsformen aufweist, wobei die Querschnittsfläche konstant bleibt. 7. Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (4) als Vorformling in ein geschlossenes Werkzeug eingebracht und Harz in das Werkzeug injiziert wird. 8. Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators für Kraftfahrzeuge nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Seil (4) als Vorformling mit Harz getränkt wird und anschließend in einem geschlossenen Werkzeug aushärtet. |
Herstellung
Die Erfindung geht aus von einem Stabilisator für ein Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und einem Verfahren zu seiner Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruches 7.
Kraftfahrzeuge neigen im Straßenverkehr zum Wanken, was in der Regel nicht gewollt ist, die Ursache darin liegt in von außen auf das Kraftfahrzeug wirkenden Belastungen. Solche Belastungen treten sowohl beim Geradeausfahren, aber beispielsweise auch in Kurven, bei Fahrbahnunebenheiten, im unebenen Gelände oder bei einer seitlichen Windlast sowie beim Bremsen und Beschleunigen auf.
Zur Vermeidung derartiger Wankbewegungen ist allgemein bekannt, dass einzelnen oder jeder Achse eines Kraftfahrzeuges ein nach dem Drehstabprinzip arbeitender Stabilisator zugeordnet ist. Dieser Stabilisator kann einteilig oder auch mehrteilig ausgebildet sein und hat die Aufgabe, den das Wanken des Fahrzeugs während des Betriebes hervorrufenden Kräften entgegenzuwirken und so die Wankbewegung auf ein Minimum zu beschränken.
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bekannt sind Stabilisatoren, die aus einem Rundstahl oder auch einer Hohlwelle gebildet sind. Diese haben jedoch den Nachteil, dass ihr Gewicht zum einen relativ groß ist, insbesondere bei Vollmaterial- Verbund Stangen .
Ferner sind Stabilisatoren bekannt, die aus einem mit Kohlenstofffasern verstärktem Kunststoff bestehen, wobei am Stabilisator vorgesehene Lageraugen sowie endseitige Aufnahmen für Krafteinleitungselemente mit in den Faserverbund der Grundform des Stabilisators aufgenommen werden (DE 36 12 777). Auf diese Weise hergestellte Stabilisatoren haben allerdings den Nachteil, dass sie aufgrund der konstruktiv eingebundenen Anlenk- und Verbindungsstellen immer nur für ganz bestimmte, nämlich auf diese Anlenk- und Verbindungsstellen festgelegte Fahrzeugtypen anwendbar sind. Außerdem ist ihre Herstellung mit einem verhältnismäßig hohen Aufwand verbunden. Die Fasern werden, mit Harz getränkt, nass auf einen Kern gewickelt, der dann in einer Form aufgeblasen wird. Danach werden dort weitere Schichten nass aufgezogen. Nachteilig ist ferner, dass bei dieser Verfahrensweise eine sog. laminatrauhe Oberfläche entsteht, die sich technisch z. B. nicht als Lagerfläche nutzen lässt.
Bekannt ist ferner eine Stabilisatorstange, die einen faserverstärkten Verbund stab umfass, der aus einer Vielzahl von Fasern, die in einen Harz/ Kunststoffbinder eingebettet sind, besteht. Mit seinen beiden Enden sind metallische Arme form- und kraftschlüssige verbunden. Der Verbundstab kann mittels Aufwalztechnik, im Blasformungsprozess oder im Filamentwicklungsprozess hergestellt werden (DE 602 22 494 T2). Diese Herstellungsverfahren sind verhältnismäßig aufwendig und lediglich auf die Herstellung des Verbundstabes gerichtet. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Stabilisator für Kraftfahrzeuge zu schaffen, dessen Gewicht reduziert und der universell anwendbar ist und der sich auf einfache Weise herstellen lässt.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit den Merkmalen der Patentansprüche 1 und 7 gelöst.
Besondere Ausgestaltungen und vorteilhafte Lösungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Die Erfindung und ihre Vorteile
Die Erfindung hat den Vorteil, dass zur Montage des erfindungsgemäßen Stabilisators die hierzu an Kraftfahrzeugen bereits verwendeten und fahrsicherheitstechnisch erprobten Baugruppen und -elemente in ihren wesentlichen Merkmalen unverändert belassen werden können, was zum einen durch die Ausbildung und Form und zum anderen durch die Wahl des Werkstoffs des vorgestellten Stabilisators gegeben ist.
Das wird durch einen Stabilisator erreicht, dessen Grundkörper aus einem Seil als Vorformling besteht, der in ein geschlossenes Werkzeug eingelegt und dann mit einem Harz infiltriert wird. Nach dem Aushärten des Grundkörpers wird der Stabilisator mit den zur Krafteinleitung erforderlichen Teilen bzw. Baugruppen komplettiert, die in Abhängigkeit von dem jeweiligen Fahrzeugtyp, für den er verwendet werden soll, dafür vorgesehen sind.
Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass als Vorformlinge industriell als Meterware in Seilereien hergestellte Seile verwendet werden können. Dadurch gestaltet sich die Herstellung der Stabilisatoren auch für unterschiedliche Fahrzeugtypen sehr kostengünstig.
Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung besteht das Seil aus einer Seele, die mit Fasern umwickelt oder auch umflochten sind. Als Fasern können alle Arten von anorganischen und organischen Fasern verwendet werden.
Nach einer diesbezüglich vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung wird als Seele ein Schlauch, ein elastisches Rohr, ein Faserbündel oder lediglich ein einfaches Seil ohne besondere Anforderungen, z. B. ein ungeflochtenes Seil verwendet.
Nach einer zusätzlichen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung werden die Fasern in einem Winkel von 45 ° um die Seele des Seiles angeordnet. Dabei ist eine möglichst unidirektionale Anordnung sinnvoller als ein reines Umwickeln in einer 45 ° Lage, gefolgt von einer 45 "-Lage in entgegengesetzter Richtung.
Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Seele des Seiles mit einer Webstruktur umwoben. Eine hier eventuell auftretende geringere Steifigkeit des Seiles wird durch die nachfolgende Behandlung des Seiles beseitigt.
Neben der Werkstoffwahl bei der Ausbildung des Stabilisators ist mit dem vorgestellten Verfahren zur Herstellung des Stabilisators, der Vorteil verbunden, dass der Stabilisator in seiner Federsteifigkeit den Gegebenheiten am Fahrzeug angepasst werden kann. Durch diese Möglichkeit der Herstellung des Stabilisators ist die breite Anwendung des Stabilisators gegeben, da die vorherrschenden konstruktiven Bedingungen und die Anordnung von Funktionsteilen in einem Kraftfahrzeug in ihrer Form und Anordnung erhalten bleiben können und der Stabilisator diesen vorherrschenden Bedingungen angepasst wird, wodurch Vorteile sowohl bei der Montage derartiger Stabilisatoren als auch bei deren Funktion erzielt werden.
Nach einer anderweitigen vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Stabilisator über seine Länge unterschiedliche Querschnittsformen auf, wobei jedoch die Querschnittsfläche unabhängig von ihrer Form konstant bleibt. Der Querschnitt des Stabilisators ist in den Bereichen, in denen hauptsächlich Torsionsbelastungen vorliegen, günstiger Weise kreisförmig. In den Bereichen, in denen die Torsionsbelastungen durch Biegespannungen überlagert sind, das sind in erster Linie die Bereiche des Übergangs vom Torsionsstab in die Drehschenkel, sind andere Querschnittsformen, beispielsweise elliptische Querschnitte, möglich.
Das Verfahren zur Herstellung des Stabilisators besteht darin, dass das entsprechende Seil in ein Werkzeug eingelegt wird, das harzdicht über eine Gegenform verschlossen wird. Danach wird ein Harz in das Werkzeug eingedrückt, welches die verbleibende Luft aus dem Vorformling verdrängt und dabei das eingelegte Seil durchtränkt.
Alternativ kann auch ein mit Harz vorgetränktes Seil, ein so genanntes Prepreg, in ein Werkzeug eingelegt werden und dann dort unter Druck und Temperatur aushärten.
Nach dem Aushärten und Entformen können am so hergestellten Stabilisator entsprechende Bearbeitungsvorgänge vorgenommen werden, um Anschlusselemente an dem Stabilisator anzubringen, mittels denen dieser im Kraftfahrzeug angeordnet werden kann. Gemäß der Erfindung ist das Werkzeug mit einer Form ausgebildet, die zum einen dem Querschnitt des Stabilisators und zum anderen dessen Längsausbildung entspricht. Hier kommt insbesondere der Vorteil des Verfahrens zum Tragen, dass der erfindungsgemäße Stabilisator den vorherrschenden Betriebs- und Anordnungsbedingungen sowie der Gestaltung der Kraftfahrzeugteile in dem jeweiligen Kraftfahrzeug angepasst werden kann, ohne dass an deren Ausbildung und Anordnung Veränderungen vorgenommen werden müssen. Durch eine entsprechende Gestaltung des Formhohlraums des Werkzeugs können auch unterschiedliche Querschnittsformen über die Länge des Stabilisators realisiert werden.
Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung, der Zeichnung und den Ansprüchen entnehmbar.
Zeichnung
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in den Zeichnungen dargestellt und im Folgenden näher beschrieben. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 ein Werkzeug zur Herstellung eines Stabilisators,
Fig. 2 eine Schnittansicht durch das Werkzeug und
Fig. 3 einen Stabilisator mit unterschiedlichen
Quer schnittsbereichen . Beschreibung des Ausführungsbeispiels
Fig. 1 zeigt die Ausbildung eines Werkzeuges zur Herausbildung eines Querstabilisators, welches aus einem Unterteil 1 und einem Oberteil 2 besteht, in die jeweils ein Formhohlraum 3 eingearbeitet ist, welcher der Form des herzustellenden Stabilisators entspricht. Oberhalb des Unterteils 1 ist ein in den Formhohlraum 3 einzulegendes Seil 4 bereits in der dem Stabilisator entsprechenden Form dargestellt.
Im Unterteil 1 des Werkzeugs ist ein Harzeinlass 5 vorgesehen, gleichfalls ist das Werkzeug mit Harzüberläufen 6 ausgestattet. In der Form teilungsebene von Unter- und Oberteil 1 , 2 sind Bohrungen 7 zur Fixierung beider Teile vorgesehen.
Aus der Schnittdarstellung des geschlossenen Werkzeugs in Fig. 2 ist zu erkennen, dass die Formteilungsebene in die Durchmesserebene des Seils 4 gelegt ist und Unter- und Oberteile 1 , 2 Positionier schrägen 8 aufweisen. Die Positionierschrägen 8 dienen der exakten Zuordnung von Unter- und Oberteile 1 , 2 und sichern so ein exaktes Schließen des Gesamtwerkzeugs, ohne dass Verschiebungen in der Form teilebene eintreten.
Fig. 2 verdeutlicht die Ausbildung und Zuordnung von Unter- und Oberteile 1 , 2 zueinander. Der Formhohlraum 3 ist bei geschlossenem Werkzeug vollständig von dem Seil 4 ausgefüllt, das im vorliegenden Beispiel in seinem Kern eine Seele 9 aufweist und mit Fasern 10 umwickelt ist. Nach dem Schließen des Werkzeugs wird über den Harzeinlass 5 ein flüssiges Kunstharz in das Werkzeug eingedrückt, das alle Zwischenräume zwischen den einzelnen Fasern 10 bzw. den Fasern 10 und der Seele 9 ausfüllt. Wenn der Füllvorgang abgeschlossen ist, kann der Aushärtungsvorgang beginnen.
Fig. 3 zeigt ein Ende eines erfindungsgemäß hergestellten Stabilisators 11 , der aus einem Torsionsstab 12 und zwei 90° zu diesem in einer Ebene mit einem Radius 13 abgewinkelten Drehschenkeln 14 besteht. Letztere sind in der gleichen Ebene noch einmal mit einem Radius 15 um 90° in entgegengesetzter Richtung zu einem Endstück 16 abgewinkelt. In den jeweils gerade verlaufenden Bereichen sind die Querschnitte kreisförmig, in den Bereichen der Radien 13 und 15 elliptische ausgebildet. Das Seil 4 macht die Formänderung über eine Zwängung in dem Formhohlraum 3 mit.
Alle in der Beschreibung, den nachfolgenden Ansprüchen und der Zeichnung dargestellten Merkmale können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination miteinander erfindungswesentlich sein.
Bezugszahlenliste
1 Unterteil
2 Oberteil
3 Formhohlraum
4 Seil
5 Harzeinlass
6 Harzüberlauf
7 Bohrung
8 Po sitionier schräge
9 Seele
10 Fasern
1 1 Stabilisator
12 Torsionsstab
13 Radius
14 Drehschenkel
15 Radius
16 Endstück
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