Fahrzeuges und Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrwerkbauteils

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerkbauteil zum gelenkigen Verbinden von Bauteilen in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges, mit einem Strukturteil aus einem Metallmaterial und mit einer mindestens teilweisen Umhüllung aus einem Kunststoffmaterial, wobei das Strukturteil und die Umhüllung mindestens formschlüssig miteinander verbunden sind. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Fahrwerkbauteils.

Ein derartiges Fahrwerkbauteil und ein entsprechendes Verfahren sind aus der DE 10 2007 015 616 A1 bekannt. Hierbei ist ein Strukturteil als ein Grundkörper aus ei nem Metallblech realisiert, das mit einem Kunststoffteil fest verbunden ist. Hierbei ist der Grundkörper in das Kunststoffteil teilweise oder ganz eingebettet. Zum Realisie ren der Verbindung zwischen dem Grundkörper und dem Kunststoffteil weist der Grundkörper mehrere Durchbrüche auf, die von dem Kunststoffmaterial des Kunst stoffteils durchsetzt sind. Alternativ können einzelne Sicken bspw. mit Hinterschnei dungen in dem Grundkörper ausgebildet sein, in die der Kunststoff während des An formens einfließt.

Sowohl die Ausbildung von Durchbrüchen als auch von Sicken mit Hinterschneidun gen können einen gegebenenfalls unerwünschten oder ungünstigen Eingriff in die Struktur des Strukturteils darstellen. Zudem ist die Ausbildung derartiger Durchbrü che und Sicken mit Hinterschneidungen mit einem erheblichen, unerwünschten Auf wand verbunden.

Zwar wird durch die Verbindung mittels Durchbrüchen oder einzelner Sicken ein loka ler Formschluss zwischen dem Strukturteil und dem Kunststoffteil erreicht. Jedoch besteht die Gefahr, dass weiterhin oder mindestens bereichsweise ein unerwünsch tes Gleiten des Strukturteils und des Kunststoffteils aufeinander möglich ist. Eine zusätzliche stoffschlüssige und flächige Verbindung ist zwar unter Hinzunahme eines Haftvermittlers möglich. Dies verursacht jedoch zusätzliche Schritte bei der Herstellung und kann zu einem unerwünschten Mehraufwand führen.

Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Fahrwerkbauteil und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiter zu entwickeln, dass eine zu verlässige Verbindung zwischen dem Strukturteil und der Umhüllung aus dem Kunst stoffmaterial realisierbar ist. Hierbei soll der Herstellungsaufwand möglichst gering sein. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.

Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Fahrwerkbauteil nach Anspruch 1 und mittels eines Verfahrens nach Anspruch 6 gelöst. Bevorzugte Wei terbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfol genden Beschreibung.

Das Fahrwerkbauteil ist zum gelenkigen Verbinden von Bauteilen in einem Fahrwerk eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, ausgebildet. Insbesondere ist das Fahrwerkbauteil als ein Fahrwerklenker, ein 2-Punkt-Lenker, ein 3-Punkt- Lenker, ein Mehrpunktlenker oder ein Dreieckslenker ausgebildet. Das Fahrwerkbau teil kann mindestens eine, vorzugsweise zwei oder mehr, Lagerstellen und/oder Ge lenke aufweisen. Die Lagerstellen können zum Aufnehmen eines Gelenks oder Gummilagers ausgebildet sein. Insbesondere dient das Gelenk oder Gummilager zum gelenkigen Verbinden des Fahrwerkbauteils mit einem weiteren Bauteil des Fahrwerks. Mittels zwei oder mehr Gelenken und/oder Gummilagern des Fahrwerk bauteils kann dieses mindestens zwei oder mehr weitere Bauteile gelenkig oder be weglich miteinander verbinden.

Das Fahrwerkbauteil weist ein Strukturteil aus einem Metallmaterial auf. Hierbei kann das Strukturteil einen Grundkörper des Fahrwerkbauteils bilden. Insbesondere ist eine Kontur und/oder Gestalt des Fahrwerkbauteils mittels des Strukturkörpers, vor zugsweise im Wesentlichen, vorgegeben. Das Strukturteil kann mindestens einen oder mehrere Durchbrüche oder Öffnungen zum Ausbilden der Lagerstelle und/oder zum Aufnehmen eines Gelenks oder Gummilagers aufweisen. Insbesondere ist das Strukturteil aus einem Metallblech gebildet. Das Strukturteil kann aus einem einzigen Metallblech realisiert oder aus mehreren Metallblechen zusammengesetzt sein. Des Weiteren kann das Strukturteil schalenförmig oder schalenartig ausgebildet sein.

Das Fahrwerkbauteil hat eine Umhüllung und/oder ein Kunststoffteil aus einem Kunststoff material. Hierbei kann die Umhüllung mindestens teilweise das Strukturteil umhüllen. Insbesondere dient die Umhüllung aus dem Kunststoffmaterial als ein Kor rosionsschutz und/oder eine Versteifung des Strukturteils. Das Strukturteil und die Umhüllung und/oder das Kunststoffteil sind mindestens formschlüssig miteinander verbunden.

Erfindungsgemäß ist in eine Oberfläche des Strukturteils ein flächenartiges Profil eingebracht und das Kunststoffmaterial der Umhüllung und/oder des Kunststoffteils füllt das flächenartige Profil zum Ausbilden einer formschlüssigen Verbindung aus.

Hierbei ist von Vorteil, dass mittels des flächenartigen Profils in der Oberfläche des Strukturteils eine flächenhafte oder flächenartige formschlüssige Verbindung zwi schen dem Strukturteil aus dem Metallmaterial und der Umhüllung und/oder dem Kunststoffteil aus dem Kunststoffmaterial realisierbar ist. Im Vergleich hierzu ermög lichten die bisherigen Lösungen allenfalls die Ausbildung einer lokalen formschlüssi gen Verbindung. Hierdurch besteht jedoch die Gefahr, dass die beiden Komponen ten, nämlich das Strukturteil und die Umhüllung bzw. das Kunststoffteil, mindestens teilweise aneinander gleiten. Aufgrund der mittels des flächenartigen Profils realisier baren flächenhaften oder flächenartigen formschlüssigen Verbindung ist dagegen eine Relativbewegung oder ein Gleiten des Strukturteils und der Umhüllung bzw. des Kunststoffteils zuverlässig vermeidbar.

Gemäß einer Weiterbildung ist das flächenartige Profil mittels einer Vielzahl von Er hebungen und/oder Vertiefungen in der Oberfläche des Strukturteils ausgebildet. Hierbei können die Vertiefungen als kegelartige Vertiefungen oder Kegelkonturen realisiert sein. Insbesondere sind die Vertiefungen kugelförmig, halbkugelartig oder kugelabschnittsförmig bzw. als Kugelabschnittskonturen ausgebildet. Alternativ kön nen die Vertiefungen als Rillen und/oder Nuten realisiert sein. Die Erhebungen kön- nen können aufgrund der Vertiefungen ausgebildet sein. Vorzugsweise ergeben sich die Erhebungen als Materialaufwürfe beim Herstellen der Vertiefungen. Insbesonde re sind die Erhebungen als aus der Oberfläche des Strukturteils hervorstehende Vor sprünge ausgebildet. Die Erhebungen und/oder Vertiefungen können gleichmäßig und/oder regelmäßig verteilt auf und/oder in der Oberfläche des Strukturteils ange ordnet sein. Insbesondere können die Erhebungen und/oder Vertiefungen entspre chend eines vorgegebenen Musters auf und/oder in der Oberfläche des Strukturteils verteilt sein. Hierbei sind verschiedenste Muster denkbar.

Insbesondere sind unmittelbar benachbarte Erhebungen und/oder Vertiefungen mit einem vorgegebenen Abstand voneinander beabstandet. Dieser Abstand kann für sämtliche unmittelbar benachbarten Erhebungen und/oder Vertiefungen des flächen artigen Profils gleich groß sein. Des Weiteren können sich die Erhebungen und/oder Vertiefungen mindestens teilweise einander überschneidend auf und/oder in der Oberfläche des Strukturteils angeordnet sein. Sind die Vertiefungen beispielsweise als Rillen und/oder Nuten ausgebildet, kann das flächenartige Profil aus einem ersten Satz von Vertiefungen und einem zweiten Satz von Vertiefungen gebildet sein. Jeder Satz von Vertiefungen kann aus mehreren parallel zueinander angeordneten Rillen und/oder Nuten gebildet sein. Insbesondere sind die Rillen und/oder Nuten des ers ten Satzes und des zweiten Satzes quer oder rechtwinklig zueinander ausgerichtet. Hierdurch überschneiden sich die Vertiefungen des ersten Satzes oder des zweiten Satzes.

Nach einer weiteren Ausführungsform weist das flächenartige Profil eine vorgegebe ne Profiltiefe auf. Hierbei kann abhängig von den jeweiligen Anforderungen eine ge eignete Profiltiefe gewählt sein. Insbesondere ist die Profiltiefe über das gesamte flächenartige Profil konstant. Sämtliche Vertiefungen des flächenartigen Profils kön nen die gleiche Profiltiefe aufweisen. Insbesondere weisen Erhebungen des flächen artigen Profils eine über das gesamte flächenartige Profil konstante Profilhöhe auf. Alternativ können verschiedene Abschnitte des flächenartigen Profils voneinander abweichende Profiltiefen aufweisen. Vorzugsweise ist das flächenartige Profil als eine Prägung der Oberfläche des Struk turteils ausgebildet. Eine derartige Prägung lässt sich vergleichsweise einfach und kostengünstig hersteilen. Alternativ kann das flächenartige Profil als eine Laserstruk tur ausgebildet sein. Somit ist das flächenartige Profil mittels eines Lasers in die Oberfläche einbringbar. Die Verwendung eines Lasers bzw. die Herstellung einer Laserstruktur ermöglicht, insbesondere bei hohen Stückzahlen, eine kostengünstige Realisierung.

Gemäß einer Weiterbildung weist die gesamte Oberfläche des Strukturteils das flä chenartige Profil auf. Alternativ kann nur ein vorgegebener Abschnitt der Oberfläche des Strukturteils das flächenartige Profil aufweisen. Somit kann je nach Bedarf und/oder Ausbildung der Umhüllung und/oder des Kunststoffteils die gesamte Ober fläche oder nur ein Teilbereich der Oberfläche des Strukturteils mit dem flächenarti gen Profil versehen sein. Insbesondere ist das Strukturteil vollständig oder nur ab schnittsweise von dem Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Umhüllung und/oder des Kunststoffteils umgeben. Hierbei kann das Strukturteil vollständig oder teilweise von der Umhüllung umgeben sein. Insbesondere ist das Strukturteil im Bereich der Umhüllung und/oder des Kunststoffteils in das Kunststoffmaterial eingebettet.

Gemäß dem Verfahren zum Herstellen des erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils wird das flächenartige Profil beim Walzen und/oder Umformen des Metallmaterials zum Ausbilden des Strukturbauteils mit einem Profil- und/oder Prägewerkzeug, ins besondere einer Profil- und/oder Prägewalze, ausgebildet. Somit kann das flächenar tige Profil in unterschiedlicher weise und zu unterschiedlichen Zeitpunkten im Laufe des Herstellverfahrens in das Metallmaterial, insbesondere das Metallblech, einge bracht werden. Beispielsweise kann das flächenartige Profil im Rahmen einer Her stellung des Metallbleches beim Walzen des Bleches mit einer Profil- und/oder Prä gewalze ausgebildet werden. Insbesondere kann das Ausbilden des flächenartigen Profils nach einem üblichen Walzen des Metallbleches erfolgen. Vorzugsweise ist das flächenartige Profil im Rahmen einer Umformung des Metallmaterials herstellbar. Dies kann beispielsweise bei einer Zuführung des Metallmaterials zu einem Um formwerkzeug über eine oder mittels einer Profil- und/oder Prägewalze erfolgen. Des Weiteren kann das Metallmaterial im Rahmen der Umformung oder unmittelbar nach der erfolgten Umformung über eine Stufe oder Kante mit einem geeignet ausgebilde ten Prägeprofil gezogen werden. Hierbei ist von Vorteil, dass keine oder nur geringe Mehrkosten bezüglich der Ausbildung des flächenartigen Profils anfallen, da die Her stellung des flächenartigen Profils in den normalen bzw. sonst üblichen Herstellungs prozess integrierbar ist. Insbesondere ist kein zusätzlicher Herstellungsschritt not wendig.

Alternativ kann das flächenartige Profil mittels eines Lasers ausgebildet werden. Mit tels eines Lasers lässt sich das flächenartige Profil schnell, präzise und kostengüns tig in die Oberfläche einbringen. Zudem können mittels einer Anpassung einer Füh rung eines Laserstrahls des Lasers auf einfache Weise unterschiedliche Muster für das flächenartige Profil realisiert werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerkbau teils,

Fig. 2 die perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils gemäß Fig. 1 mit einer ausschnittsweise weggelassenen Umhüllung,

Fig. 3 einen Ausschnitt eines Strukturteils für das erfindungsgemäße Fahr werkbauteil gemäß Fig. 1 ,

Fig. 4 einen perspektivischen Querschnitt des Strukturteils gemäß Fig. 3, und

Fig. 5 einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils gemäß

Fig. 1 .

Figur 1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Fahrwerkbau teils 1 . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Fahrwerkbauteil 1 als ein Fahrwerk- lenker, insbesondere ein Dreipunktlenker, ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil 1 hat ein Gelenk 2. Das Gelenk 2 ist hier beispielhaft als ein Kugelgelenk realisiert. Des Weite ren hat das Fahrwerkbauteil 1 eine erste Lagerstelle 3 und eine zweite Lagerstelle 4. Die Lagerstellen 3, 4 sind an zwei voneinander abgewandten bzw. beabstandeten Enden des Fahrwerkbauteils 1 angeordnet. Das Gelenk 2 ist zwischen den beiden Lagerstellen 3, 4 und mittig in dem hier im Wesentlichen U-förmig ausgebildeten Fahrwerkbauteil 1 angeordnet. Die Lagerstellen 3, 4 sind bei diesem Ausführungs beispiel zum Aufnehmen von hier nicht näher dargestellten Gummilagern ausgebil det.

Das Fahrwerkbauteil 1 weist ein Kunststoffteil bzw. eine Umhüllung 5 auf. Die Umhül lung 5 ist aus einem Kunststoffmaterial gebildet. Die Umhüllung 5 umgibt teilweise ein hier nicht näher dargestelltes Strukturteil 6. Hierbei bestimmt das Strukturteil 6 im Wesentlichen die hier beispielhaft U-förmige Gestalt bzw. Kontur des Fahrwerkbau teils 1 .

Figur 2 zeigt die perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils 1 gemäß Figur 1 mit einer ausschnittsweise weggelassenen Umhüllung 5. Im Bereich der ausschnittsweise weggelassenen Umhüllung 5 ist eine Oberfläche 7 des Struk turteils 6 erkennbar. Das Strukturteil 1 ist aus einem Metallmaterial hergestellt. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Strukturteil 6 aus einem Metallblech gebildet. Die Oberfläche 7 des Strukturteils 6 weist ein flächenartiges Profil 8 auf.

Figur 3 zeigt einen Ausschnitt des Strukturteils 6 für das erfindungsgemäße Fahr werkbauteil 1 gemäß Figur 1 . Das flächenartige Profil 8 setzt sich aus einer Vielzahl von Vertiefungen 9 zusammen. Hierbei sind zugunsten einer besseren Übersichtlich keit nicht sämtliche Vertiefungen 9 mit einem Bezugszeichen versehen.

Die Vertiefungen 9 sind hier regelmäßig auf der Oberfläche 7 verteilt angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind mehrere Vertiefungen 9 in jeweils einer Reihe 10 angeordnet. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Reihen 10 mit einem Bezugszeichen versehen. Mehrere oder eine Vielzahl von Reihen 10 erstrecken sich bei diesem Ausführungsbeispiel quer zu einer Längserstreckung des Strukturteils 6 bzw. der Oberfläche 7. Hierbei sind die Reihen 10 parallel zueinander angeordnet. Des Weiteren sind die Abstände von zwei unmittelbar benachbarten Reihen 10 über das gesamte flächenartige Profil 8 jeweils gleich.

Figur 4 zeigt einen perspektivischen Querschnitt des Strukturteils 6 gemäß Figur 3. Die Vertiefungen 9 sind hier jeweils als eine in die Oberfläche 7 eingebrachte Kegel kontur ausgebildet. Zum Ausbilden des flächenartigen Profils 8 werden die Vertiefun gen 9 mit einem geeignet ausgebildeten Profil- und/oder Prägewerkzeug, beispiels weise einer Prägewalze, in die Oberfläche 7 eingeprägt bzw. eingepresst. Sämtliche Vertiefungen 9 weisen bei diesem Ausführungsbeispiel die gleiche Profiltiefe auf.

Bei diesem Ausführungsbeispiel weist lediglich ein vorgegebener Abschnitt 1 1 der Oberfläche 7 das flächenartige Profil 8 auf. Hier ist der Abschnitt 11 als ein im We sentlichen ebener Teil einer Außenseite 13 des Strukturteils 6 ausgebildet. Eine von dem Abschnitt 1 1 bzw. der Außenseite 13 des Strukturteils 6 abgewandt angeordne te Innenseite 12 des Strukturteils 6 weist kein flächenartiges Profil 8 auf. Gemäß ei ner alternativen Ausführungsform kann jedoch die gesamte Oberfläche 7 des Struk turteils 6, insbesondere auch die Innenseite 12, das flächenartige Profil 8 aufweisen. Eine derartige Ausführung ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Strukturteil 6 vollständig in der Umhüllung 5 eingebettet ist.

Figur 5 zeigt einen Querschnitt des erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils 1 gemäß Figur 1 . Bei diesem Ausführungsbeispiel ist lediglich die Außenseite 13 des Struktur teils 6 von dem Kunststoff material der Umhüllung 5 umhüllt. Beim Anformen oder Spritzgussgießen des Kunststoffmaterials zum Ausbilden der Umhüllung 5 dringt das Kunststoff material in die Vertiefungen 9 ein. Hierbei werden Vorsprünge 14 der Um hüllung 5 ausgebildet, die korrespondierend zu der Kontur der Vertiefungen 9 reali siert sind. Für eine bessere Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche Vorsprünge 14 mit einem Bezugszeichen versehen. Aufgrund des flächenartigen Profils 8 und dem Zu sammenwirken der Vertiefungen 9 des Strukturteils 6 und der Vorsprünge 14 der Umhüllung 5 ist eine flächenartige formschlüssige Verbindung zwischen dem Struk turteil 6 und der Umhüllung 5 realisiert. Hierdurch ist ein Gleiten des Strukturteils 6 und der Umhüllung 5 relativ zueinander blockiert, unterbunden bzw. verhindert. Die Steifigkeit und/oder die Belastbarkeit des Fahrwerkbauteils 1 ist erhöht.

Bezuaszeichen Fahrwerkbauteil

Gelenk

Lagerstelle

Lagerstelle

Umhüllung

Strukturteil

Oberfläche

flächenartiges Profil

Vertiefung

Reihe

Abschnitt

Innenseite

Außenseite

Vorsprung