Die Erfindung betrifft ein Fahrwerkbauteil für eine Radaufhängung, mit zumindest zwei Gelenkpunkten, zumindest einer Verbindungsstruktur, welche die Gelenkpunkte miteinander verbindet, sowie zumindest einem Sensor.

Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbau- teils, wobei das Fahrwerkbauteil mit zumindest zwei Gelenkpunkten und einer Ver- bindungsstruktur aus wenigstens einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird , und das Fahrwerkbauteil mit zumindest einem Sensor versehen wird . Schließlich hat die Erfindung noch eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit mindestens einem vorgenannten Fahrwerkbauteil zum Gegenstand.

Aus der WO 03/039894 A1 geht ein Fahrwerkbauteil hervor, bei welchem es sich insbesondere um einen Lenker für eine Radaufhängung handelt. Der Lenker besteht aus faserverstärkten Kunststoffen oder Kunststoffverbundsystemen, wobei in die Kunststoffanteile des Lenkers ein als Dehnungsmessstreifen oder ein Piezoelement ausgebildeter Sensor zur Messung von an dem Fahrwerkbauteil angreifenden Kräf- ten integriert ist.

Aus der DE 10 2014 214 827 A1 geht ein Fahrwerkbauteil für eine Radaufhängung hervor, welches zwei Gelenkpunkten aufweist, die durch eine Verbindungsstruktur miteinander verbunden sind. Das Fahrwerkbauteil ist aus einer Faser-Kunststoff- Verbundstruktur hergestellt, in welche ein Sensor integriert ist, der eine Veränderung der Faser-Verbundstruktur detektiert. Hierzu ist der in die Faser-Kunststoff- Verbundstruktur integrierte Sensor mit einer Auswertevorrichtung verbindbar.

Die gemäß dem Stand der Technik vorgesehene Integration des Sensors in das Fahrwerkbauteil erfordert es, dass der Sensor zur Anbindung an die Auswertevor- richtung mit Zuleitungen versehen wird, welche auf verschiedene Art und Weise an der Oberfläche des Fahrwerkbauteils anbringbar sind. So sind die Zuleitungen mittels einer Lötverbindung mit dem Sensor verbindbar. Weitere Verbindungsmöglichkeiten stellen das Aufbringen von Leitlack wie Silberlack oder das Aufkleben von flexiblen Leiterbahnfolien dar. Neben den notwendigen, zeitaufwendigen Vorbereitungsmaß- nahmen, um die Voraussetzungen für das Löten, Aufträgen oder Kleben zu schaffen, ist insbesondere bei einer Verwendung von Leitlack eine Dauerfestigkeit der nicht gegeben.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Aufga- be der vorliegenden Erfindung, ein Fahrwerkbauteil zu schaffen, welches sich durch eine einfachere Ausgestaltung auszeichnet und einfacher und kostengünstiger her- stellbar 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 Ober- begriff des nebengeordneten Anspruchs 1 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnen- den Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Eine Radaufhängung, bei welcher zumindest ein erfindungsgemäßer Lenker zur Anwendung kommt, ist ferner Gegen- stand von Anspruch 14.

Gemäß der Erfindung wird ein Fahrwerkbauteil für eine Radaufhängung vorgeschla- gen, welches zumindest zwei Gelenkpunkten, zumindest einer Verbindungsstruktur, welche die Gelenkpunkte miteinander verbindet, sowie zumindest einen Sensor auf- weist. An dem jeweiligen Gelenkpunkt können ein Kugelgelenk und/oder ein Gummi- lager vorgesehen sein. Der Sensor dient dazu, eine Veränderung der Faserverbund- struktur des Fahrwerkbauteils zu erkennen und/oder Belastungen bzw. Überlastun- gen oder auch Überbeanspruchungen zu erfassen. Durch eine kontinuierliche Über- wachung der auftretenden Kräfte in dem Fahrwerkbauteil lassen sich Ermüdungser- scheinungen frühzeitig erkennen.

Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass der zumindest eine Sensor auf einem Abschnitt einer Oberfläche der Verbindungsstruktur angeordnet ist, wobei der Sensor Kontaktstellen von zumindest zwei in die Verbindungsstruktur integrierten Leitungsabschnitten miteinander verbindet. Eine derartige Ausgestaltung hat dabei den Vorteil, dass auf eine aufwendige, zeitintensive Vorbereitung der Oberfläche der Verbindungsstruktur verzichtet werden kann, um eine elektrisch leitende Verbindung zwischen dem Sensor und den Leitungsabschnitten zu realisieren. Die Leitungsab- schnitte sind durch die Integration in die Verbindungstruktur des Fahrwerkbauteils vor äußeren Einflüssen geschützt und dauerfest angeordnet. Die leitende Verbindung der Kontaktstellen wird durch den Sensor erreicht, welcher auf der Oberfläche des Fahrwerkbauteils angeordnet ist, an welcher die im Fahrwerkbauteil auftretenden Spannungen aufgrund von Dehnung, Stauchung sowie Torsion am größten sind.

Dabei kann die zumindest eine Verbindungsstruktur aus einem Faserverbundwerk- stoff bestehen. Bevorzugt ist die zumindest eine Verbindungsstruktur aus einem duroplastischen Kurzfaser-Kunststoff-Verbund, bevorzugt aus einem glasfaserver- stärkten Kunststoff (GFK), gefertigt. Alternativ kann die Verbindungsstruktur aus ei- nem Kunststoff gebildet sein, der nicht elektrisch leitfähig ist.

Vorzugsweise ist der zumindest eine Sensor als eine auf dem Abschnitt der Oberflä- che der Verbindungsstruktur angeordnete piezoresistive Dünnschicht ausgeführt.

Zum Schutz vor äußeren Einflüssen kann die piezoresistive Dünnschicht mit einer Schutzschicht versehen sein. Insbesondere kann die Schutzschicht die piezoresistive Dünnschicht wasserdicht umschließen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Material, aus welchem die Schutzschicht besteht, elastisch ist, so dass Verformungen des Fahrwerkbauteils nicht zum Ablösen von der Oberfläche führen. Darüber hinaus kann die Schutzschicht einen Einschlag-und Splitterschutz ausbilden. Die piezoresistive Dünnschicht kann von dem Material der Verbindungsstruktur bedeckt oder von die- sem Material umhüllt sein. Insbesondere ist die Schutzschicht aus dem Material der Verbindungsstruktur gebildet.

Bevorzugt kann die Verbindungsstruktur im Bereich des Sensors, insbesondere des als piezoresistiver Dünnschicht ausgebildeten Sensors, wenigstens einen Anschluss aufweisen, an dem Anschlussstellen der Leitungsabschnitte von außen zugänglich sind. Dies ermöglicht es auf einfache Weise, eine Zuleitung anzuschließen, um die von dem Sensor bzw. dem als piezoresistive Dünnschicht ausgeführten Sensor er- fassten Signale an eine Auswertevorrichtung zu übertragen. Hierzu kann der An- schluss als eine Kupplung ausgebildet sein, mit welcher ein Stecker der Zuleitung formschlüssig verbindbar ist.

Gemäß einer bevorzugten Ausführung kann die piezoresistive Dünnschicht als eine Lackschicht aus einem piezoresistiven Material ausgeführt sein. Das Aufbringen der Lackschicht kann während des Fertigungsvorganges nach dem Eingießen der Lei- tungsabschnitte oder nach Abschluss des Fertigungsvorganges des Fahrwerkbau- teils erfolgen. Dabei ist es besonders vorteilhaft, dass die Lackschicht durch Gießen oder Sprühen auf die Oberfläche der Verbindungsstruktur aufbringbar ist. Alternativ kann die Lackschicht mittels Rakeln, Drucken oder Sputtern aufgebracht werden. Insbesondere kann die als Lackschicht ausgeführte piezoresistive Dünnschicht aus einem Polymerlack bestehen.

Zur Erfassung der Beanspruchung des Fahrwerkbauteils kann sich der Sensor, ins- besondere die piezoresistive Dünnschicht, in Längsrichtung und/oder Hauptspan- nungsrichtung der zumindest einen Verbindungsstruktur erstrecken. Insbesondere bei einem Fahrwerkbauteil mit mehr als zwei Anbindungspunkten können mehrere relevante Spannungsrichtungen zu berücksichtigen sein, in die sich die piezoresistive Dünnschicht erstrecken kann. Denkbar ist auch die Anordnung eines weiteren als piezoresistive Dünnschicht ausgeführten Sensors, der unter einem Winkel zur Längsachse des Fahrwerkbauteils angeordnet sein kann.

Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung können die Leitungsabschnitte als Stanzgit- ter oder Drähte ausgebildet sein. Dies ermöglicht eine kostengünstige Herstellung der Leitungsabschnitte.

Bevorzugt kann das Fahrtwerkbauteil als ein Lenker ausgebildet sein. Dabei kann es sich um einen 2-Punkt-Lenker, der zwei Gelenkpunkte miteinander verbindet oder einen 3-Punkt- oder Mehr-Punkt-Lenker handeln. Alternativ kann das Fahrwerkbau- teil als eine Pendelstütze, ein Radträger oder eine Blattfeder ausgebildet sein. Vor- zugsweise ist das Fahrwerkbauteil als ein Traggelenk oder ein Stützlager, insbeson- dere für einen Dämpfer, ausgebildet.

Des Weiteren wird ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 1 zur Lösung der eingangs gestellten Aufgabe vorgeschla- gen.

Gemäß dem unabhängigen Anspruch 11 wird ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils vorgeschlagen, wobei das Fahrwerkbauteil mit zumindest zwei Ge- lenkpunkten und zumindest einer Verbindungsstruktur aus einem Kunststoff oder wenigstens einem Faserverbundwerkstoff hergestellt wird. Insbesondere ist der Kunststoff oder der Faserverbundwerkstoff elektrisch nicht leitend. Das Fahrwerkbau- teil wird mit zumindest einem Sensor versehen, mit welchem eine Veränderung der Faserverbundstruktur des Fahrwerkbauteils erkannt und/oder Belastungen bzw.

Überlastungen oder auch Überbeanspruchungen erfasst werden. Hierzu werden im Herstellungsprozess der Verbindungsstruktur zumindest zwei Leitungsabschnitte in die Verbindungsstruktur integriert, wobei Kontaktstellen der Leitungsabschnitte in eine Oberfläche der Verbindungsstruktur münden und durch einen Sensor miteinan- der verbunden. Insbesondere wird der Sensor auf der Oberfläche der Verbindungs- Struktur angeordnet.

Vorzugsweise sind die Leitungsabschnitte als Stanzgitter oder Drähte ausgebildet.

Die Leitungsabschnitte können vor der Herstellung der Verbindungsstruktur in ein Werkzeug zum Herstellen der Verbindungsstruktur eingelegt und/oder in dem Werk- zeug positioniert werden. Mittels eines Guss- und/oder Spritzgussprozesses kann die Verbindungsstruktur hergestellt und die Leitungsabschnitte in dieser integriert wer- den.

Insbesondere ist der Sensor als piezoresistive Dünnschicht ausgeführt. Dabei kann die als Sensor ausgeführte piezoresistive Dünnschicht auf einen Abschnitt der Ver- bindungsstruktur aufgegossen oder aufgesprüht werden. Durch das Aufgießen oder Aufsprühen wird der Vorgang gegenüber dem Stand der Technik vereinfacht. Vorteilhaft ist es, wenn an der Oberfläche der Verbindungsstruktur wenigstens ein Anschluss angeformt wird. Dabei ist der Anschluss benachbart zu dem Sensor ange- ordnet. Die Anzahl der Anschlüsse entspricht dabei der Anzahl an Sensoren, die auf die Verbindungsstruktur auf einen Abschnitt der Verbindungsstruktur aufgegossen werden.

Besonders bevorzugt umfasst eine Radaufhängung einen oder mehrere erfindungs- gemäß gestaltete Fahrwerkbauteile, die insbesondere als Lenker für die Radaufhän- gung konzipiert sein können.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines als Lenker ausgebildeten Fahrwerk- bauteils; und

Fig. 2 eine Teilansicht des Fahrwerkbauteils in Explosionsdarstellung.

In Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines als Lenker 2 ausgebildeten Fahrwerk- bauteils 1 dargestellt. Dabei ist zu erkennen, dass der Lenker 2 vorliegend als 2- Punkt-Lenker mit zwei Gelenkpunkten 3 und 4 gestaltet ist, wobei an dem Gelenk- punkt 3 ein Gelenk in Form eines Kugelgelenks 5 und an dem Gelenkpunkt 4 ein Ge- lenk in Form eines Gummilagers 6 vorgesehen ist.

Der Lenker 2 besteht aus einem Faser-Kunststoff-Verbund und umfasst dabei zu- mindest eine Verbindungsstruktur 7, die zwischen den Gelenkpunkten 3 und 4 ver- läuft und sich aus einem duroplastischen Endlosfaser-Kunststoff-Verbund, insbeson- dere GFK, zusammensetzt.

An einer Oberfläche 8 der Verbindungsstruktur 7 ist ein Sensor 9 angeordnet, von welchem lediglich eine Schutzschicht 10 dargestellt ist. Der Sensor 9 dient dazu, eine Veränderung der Faserverbundstruktur des Fahrwerkbauteils 1 zu erkennen und/oder Belastungen bzw. Überlastungen oder auch Überbeanspruchungen zu er- fassen.

Weiterhin ist auf der Oberfläche 8 ein im Wesentlichen hohlzylindrischer Anschluss 1 1 angeordnet. Der Anschluss 1 1 ist vorzugsweise benachbart zu dem Sensor 9 an- geordnet. Hierbei kann der Anschluss 1 1 als eine Art Kupplung ausgebildet sein, mit welcher ein Stecker 12 einer Zuleitung formschlüssig verbindbar ist. Mittels der Zulei- tung können Signale des Sensors 9 an eine Auswertevorrichtung zur Auswertung übertragen werden.

Die Darstellung in Fig. 2 zeigt eine Teilansicht des Fahrwerkbauteils 1 in einer Explo- sionsdarstellung. Der Lenker 2 ist teilweise transparent dargestellt, um in diesen in- tegrierte Bauteile sichtbar darzustellen. Bei den in die Verbindungsstruktur 7 inte- grierten handelt es sich um jeweils paarweise angeordnete Leitungsabschnitte 13 und 14, die sich abschnittsweise in Längsrichtung der Verbindungsstruktur 7 unter- halb der Oberfläche 8 erstrecken. Jeder Leitungsabschnitt 13, 14 weist an einem En- de eine Kontaktstelle 15 bzw. 16 auf. Die Kontaktstellen 15 und 16 münden beab- standet zueinander und an einander gegenüberliegenden Stellen der Verbindungs- Struktur 7 in die Oberfläche 8 ein.

Bei der Herstellung der als Kunststoffformteil ausgeführten Verbindungsstruktur 7, beispielsweise im Resin Transfer Moulding-Verfahren, werden das Kugelgelenk 5, das Gummilager 6 sowie die Leitungsabschnitte 13, 14 in einem Werkzeug positio- niert, um diese darin zu integrieren.

In dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist eine im Wesentlichen quaderförmige Senke 18 vorgesehen, in deren einem Endbereich die Kontaktstellen 15 der Lei- tungsabschnitte 13 und in deren gegenüberliegendem Endbereich die Kontaktstellen 16 der Leitungsabschnitte 14 in die Oberfläche 8 einmünden. Die Kontaktstellen 15,

16 schließen im Wesentlichen bündig mit der Oberfläche 8 im Inneren der Senke 18 ab. Am anderen Ende der Leitungsabschnitte 13, 14 befindet sich jeweils eine An- schlussstellel 7, welche in den Anschluss 1 1 mündet. Die Anschlussstellen können über die Oberfläche 8 hinaus in den Anschluss 1 1 hineinragen. Die Leitungsabschnitt 13, 14 können bevorzugt als Stanzgitter oder Drähte ausgeführt sein. Bei der Herstel- lung des Lenkers 2 werden die Leitungsabschnitt 13, 14 in die Verbindungsstruktur 7 integriert, indem diese nahezu vollständig umspritzt werden. Lediglich die Kontakt- steilen 15, 16 sowie die Anschlussstellen 17 liegen frei.

Der Sensor 9 ist als eine piezoresistive Dünnschicht 1 9 ausgeführt, welche die je- weils einander gegenüberliegend angeordneten Kontaktstellen 15 und16 der Lei- tungsabschnitt 13, 14 miteinander leitend verbindet.

Die piezoresistive Dünnschicht 19 lässt sich beispielsweise durch Gießen oder Sprü- hen auf die Oberfläche 8 respektive in der Senke 18 aufbringen. Die Schutzschicht 10 wird anschließend auf die Dünnschicht 19 aufgebracht, um diese vor äußeren Ein- flüssen zu schützen. Die Tiefe der Senke 18 kann derart gewählt werden , dass zu- mindest die piezoresistive Dünnschicht 19 nahezu bündig oder bündig mit der die Senke 18 umgebenden Oberfläche 8 abschließt. Die auf die piezoresistive Dünn- schicht 19 aufgebrachte Schutzschicht 10 dient dazu, die piezoresistive Dünnschicht 19 wasserdicht umschließen. Zudem ist es vorteilhaft, wenn das Material, aus wel- chem die Schutzschicht 10 besteht, elastisch ist, so dass Verformungen des Fahr- werkbauteils 1 an der Oberfläche 8 nicht zum Ablösen führen. Darüber hinaus kann die Schutzschicht 10 einen Einschlag-und Splitterschutz ausbilden.

Auch das Aufbringen der piezoresistiven Dünnschicht 19 kann, wie die Integration der Leitungsabschnitt 13, 14, in den Fertigungsprozess der Verbindungsstruktur 7 integriert werden.

Bezuaszeichen Fahrwerkbauteil

Lenker

Gelenkpunkt

Gelenkpunkt

Kugelgelenk

Gummilager

Verbindungsstruktur

Innenbereich

Oberfläche

Sensor

Schutzschicht

Anschluss

Stecker

Leitungsabschnitt

Leitungsabschnitt

Kontaktstelle

Kontaktstelle

Anschlussstelle

Senke

Piezoresistive Dünnschicht