SUSPENSION ARM AND METHOD OF MANUFACTURING SAME

Abstract: 1. A wheel radius arm, in particular a triangular radius arm for a motor vehicle of light construction, arranged in an approximately horizontal plane in the vehicle and having a lower face towards the roadway and an upper face remote from the roadway, characterized in that the radius arm (1) comprises a main body (2) of hard foam and of rectangular cross-section and provided on each of its lower and upper faces (3, 4) with an age-hardened fibre-reinforced cover plate (5, 6), and the boundary edges on the periphery of the main body (2) consist of age-hardened fibre-reinforced inner and outer profiled strips (7 to 12) which together form a hollow support integrally joined to the cover plates (5, 6) and the main body (2) to form a solid unit.

Description: Radführungslenker sowie ein Verfahren zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen Radführungslenker und ein Verfahren zu Herstellung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Es sind verschiedene Bauteile, wie Flugzeugflügel, Blattfedern und dergleichen sowie Verfahren zur Herstellung dieser Bauteile aus einem Faserverbundwerkstoff bekannt (DE-PS 30 14 034, DE-EP 0 084 101), der in einen Autoklav zur Fertigstellung dieser Bauteile ausgehärtet wird. Andere Bauteile wie Radführungslenker für Kraftfahrzeuge, die ebenfalls den Vorteil eines geringen Gewichts und gleichzeitig der hohen Haltbarkeit aufweisen sollen, bestehen in bekannter Weise aus einem Leichtmetallwerkstoff. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Radführungslenker und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Radführungslenkers zu schaffen, der den Vorteil einer weiteren Gewichtsverminderung bei gleichzeitiger einfacher Fertigung aufweist. Desweiteren soll durch ein abgestimmtes Zusammenformen der einzelnen Lenkerteile ein Radführungslenker erzielt werden, der mit optimalen Festigkeitseigenschaften herstellbar ist, die eine Anpassung an die jeweiligen Belastungsanforderungen gewährleisten. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäss durch die kennzeichnenden Merkmale de-r Ansprüche 1, 11 und 12 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung beinhalten die Unteransprüche. Der aus Faserverbundmaterial hergestellte Radführungslenker weist einen Grundkörper aus Hartschaum entsprechend der Grundform des Lenkers auf. Um diesen Grundkörper herum werden Verstärkungen wie Innen- und Aussenprofilleisten sowie Deckplatten massgerecht und in einer Endform herumgebaut, wobei alle diese Bauteile in einem weichen und aushärtbaren Zustand sind. Diese Bauteile können an die Belastungsanforderungen angepasst werden, d.h. die Dicke sowie die Art des Fasermaterials und die Dichte kann beliebig gewählt werden. Es ist somit möglich, das Faserverbundmaterial in angemessener Grösse auf den Bereich des Grundkörpers aufzubringen, der einer Verstärkung bedarf. Diese mögliche Anwendung des weichen Faserverbundmaterials verleiht dem Bauteil in Verbindung mit dem Grundkörper eine hohe und gegebenenfalls gerichtete Steifigkeit. Dieser Vorteil wird noch unterstützt durch eine gezielte Ausrichtung der Fasern der Innen- und Aussenprofilleisten sowie der Deckplatten. Durch die gemeinsame Aushärtung aller den Lenker bildenden Teile in einen Autoklav werden nachträgliche Anpassungen der Bauteile vermieden und ein Verfahren zur Herstellung geschaffen, mit dem in einem Arbeitsgang der Lenker fertigbar ist. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend näher beschrieben. Es zeigt Fig. 1 eine schaubildliche Ansicht auf einen Radführungs lenker mit seinen einzelnen Bauteilen, Fig. 2 einen ersten Verfahrensschritt zur Herstellung des Lenkers, Fig. 3 einen zweiten Verfahrensschritt zum Herstellen des Lenkers, Fig. 4 einen dritten Verfahrensschritt zum Herstellen des Lenkers, Fig. 5 ein vierter Verfahrenschritt zur Herstellung des Lenkers mit angedeuteten Stützwerkzeugen, und Fig. 6 der fertig hergestellte Radführungslenker. Der Radführungslenker 1 ist beispielsweise als Dreiecklenker ausgeführt und umfasst im wesentlichen einen Grundkörper 2, der an seiner Ober- und Unterseite 3 und 4 jeweils mit einer Deckplatte 5, 6 versehen ist. Am Umfang des Grundkörpers 2 ist an seiner Vorderseite V eine im Querschnitt U-förmige Aussenprofilleiste 7 und an seiner Längsseite L eine Innenprofilleiste 8 sowie eine im Querschnitt U-förmige Aussenprofilleiste 9 vorgesehen. Ebenfalls an der Rückseite und an der Innenseite J sind weitere Teilstücke von Innenprofilleisten 10, 11 und eine leicht gebogene Aussenprofilleiste 12 vorgesehen. Der Grundkörper 3 besteht aus isotropem Material, z.B. einem geschlossenzelligen Polyimid-Hartschaum und die übrigen Bauteile des Lenkers 1, wie die Profilleisten 7 bis 12 und die Deckplatten 5, 6 bestehen aus einem Faserverbundwerkstoff mit Hochleistungsfaser. Der Faserverlauf der Profilleisten ist überwiegend uni-direktional und der der Deckplatten kann quasi isotrop sein. Die Bauteile der Lenker 1 werden in einem weichen, aushärtbaren Zustand des Faserverbundmaterials in die in der Zeichnung dargestellte Form gebracht, wozu entfernbare innere Formkerne 13 für die Innenprofilleisten 8, 10 und 11 und äusseren - Stützelemente 14, 15, 16 für die Aussenprofilleisten 7, 9 und 12 verwendet werden. Wie am fertig hergestellten Lenker 1 gemäss Fig. 6 zu erkennen ist, sind die Innenprofilleisten 8, 10 und 11 mit ihrem jeweiligen Steg 8a, 10a und 11a (Fig. 1) am Grundkörper 2 anliegend, wobei die Schenkel sich nach aussen erstrecken und bündig mit der Oberfläche des Grundkörpers 2 verlaufen. Die beiden Deckplatten 5 und 6 schliessen die Oberfläche des Grundkörpers 2 ab und erstrecken sich bis über die Schenkel der Innenprofilleisten 8, 10 und 11. Die Aussenprofilleisten 7, 9 und 12 übergreifen mit ihren Schenkeln 7a, 9a und 12a die Deckplatten 5 und 6 randseitig und liegen mit ihrem Steg dicht an den Rändern der Innenprofilleiste 8 bzw. der Deckplatten 5, 6 an. Die Innenprofilleiste 8 an der Längsseite L des Lenkers 1 bildet mit der Aussenprofilleiste 9 einen Hohlträger. In diesem derart verstärkten Endbereich des Lenkers 1 sind zur weiteren Verstärkung flächige Verbreiterungen 17 und 18 an den Schenkeln 7a und 12a der Profilleisten 7 und 12 vorgesehen. Zur integrierten Anordnung von Lageraugen 20 am Lenker 1 ist es möglich, den Grundkörper 2, die Lenkerbauteile, wie die Profilleisten 7, 8 oder 9 und die Deckplatten 5, 6 entsprechend auszubilden, wie es in Fig. 6 mit gestrichelten Linien dargestellt ist. Ebenfalls ist eine Lagerung 19 für einen Stabilisatorlenker 1 in der Profilleiste 7 möglich. Das Verfahren zum Herstellen des Radführungslenkers 1 erfolgt in der Weise, dass die aus weichem, mit einem Bindemittel imprägniertem Faserverbundmaterial bestehenden Innenprofilleisten 8, 10 und 11 über Formkerne 13 zu im Querschnitt U farbigen Profilleisten verformt und um die Grundkörpqr 2 herum aufgebaut werden. Insbesondere erfolgt zuerst auf dem inneren Formkern 13, der entfernbar ist, ein Verformen der Innenprofilleiste 8 sowie der weiteren Innenprofilleistenstücke 10 und 1. Hiernach werden die Deckplatten 6 auf den Grundkörper 2 autgelragen, mit denen eine beiderseitige flächige überdeckung des gesamten Grundkörpers 2 einschliesslich der Schenkel der Innenprofilleisten 8, 10 und 11 erfolgt. Anschliessend werden die Aussenprofilleisten 7, 9 und 12 geformt, derart, dass sie mit ihren Schenkeln 7a, 9a, 12a die Deckplatte 5, 6 randseitig bergreifen. Über Stützelemente 14, 15 und 16 werden die derart ce¯c-rmten Aussenprofilleisten 7, 9 und 12 zum Grundkörper 2 nalten. Hiernach erfolgt in einem Arbeitsgang ein Aushärten aes Faserverbundwerkstoffs mit einem gleichzeitigen Verbinden aer einzelnen Lenkerteile untereinander zu einer Einheit in einem Autoklav.

Claims: Patentansprüche 1. Radführungslenker für ein Kraftfahrzeug in Leichtbauweise, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenker (1) einen schaumkerngestützten Grundkörper (2) umfasst, der an seiner Ober- und Unterseite (3, 4) ausgehärtete, faserverstärkte Deckplatten (5, 6) aufweist und umfangsseitig mit ausgehärteten, faserverstärkten Innen- und Aussenprofilleisten (7 bis 12) versehen ist, die mit den Deckplatten (5, 6) und dem Grundkörper (2) stoffschlüssig zu einer Festigkeitseinheit verbunden sind. 2. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilleisten (7 bis 12) im Querschnitt U-profilförmig ausgebildet sind und die Aussenprofilleisten (7, 9, 12) mit ihren Schenkeln den mit Deckplatten (5, 6) verbundenen Grundkörper (2) und teilweise die umfangsseitig angeordneten Innenprofilleisten (8, 10, 11) übergreifen. 3. Lenker nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenprofilleisten (8, 10, 11) mit ihrem Steg (8a, 10a, 11a) den umfangsseitigen Stirnflächen des Grundkörpers (2) derart zugerichtet sind, dass die Schenkel in einer Ebene mit der Ober- und Unterseite (3, 4) des Grundkörpers (2) und bündig abschliessend mit diesem verlaufen. 4. Lenker nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenprofilleiste (8) mit der Aussenprofil- leiste (9) einen Hohlträger bildet. 5. Lenker nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Schenkel der Innen- und Aussenprofilleisten (7, 8, 12) endseitig jeweils flächige Verbreiterungen (17, 18) aufweisen. 6. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass von den Aussen- und Innenprofilleisten (7, 9, 12 und 8, 10, 11) sowie von den Deckplatten (5, 6) Lageraugen (20) mit einer horizontalen Schwenkachse an einer Seite (L oder V) des Lenkers (1) und gegenüberliegend ein weiteres Lagerauge mit einer vertikalen Schwenkachse gebildet werden und diese Lageraugen (20) in den Lenker (1) integriert sind. 7. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung eines Lagers (19) für einen Stabilisator die Schenkel (7a) der Profilleiste (7) eine flächige Erweiterung (19a) mit einer Öffnung aufweist, in der eine Metallbuchse eingesetzt ist. 8. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Profilleisten (7 bis 12) aus einem Faserverbundwerkstoff mit Hochleistungsfasern mit einem überwiegend uni-direktionalen Faserverlauf bestehen. 9. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckplatten (5, 6) einen quasi isotropen Faserverlauf aufweisen un , je nach gewünschter Steifigkeit, die Fasern in Vorzugsrichtungen ausgerichtet sind. 10. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gr'nkcrper (2) aus isotropem Material, wie geschlossenzelligem Polyimid-Hartschaum besteht. 11. Verfahren zur Herstellung eines Radführungslenkers nach den Ansprchen 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Innen- und Aussenprofilleisten sowie die Deckplatten in einem nicht ausgehärteten Zustand aus weichem, mit einem Bindemittel imçrag-iertem Faserverbundmaterial, sogenannten Prepregs, bestehen und aus diesem Material über die Formkerne und Stützelemente die Profile der Lenker geformt und um den Grundkörper herumgebaut werden und die Lenkerteile dann unter Aktivierung und Härtung des Bindemittels zu einem einteiligen Lenker verbunden werden. 12. Verfahren zur Herstellung eines Radführungslenkers nach den Ansprüchen 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass a) durch ein Verformen des Faserverbundmaterials auf dem inneren Formkern zunächst die Innenprofilleisten hergestellt und in-einer endgültigen Lage zum Grundkörper gebracht werden, b) dann wird der Grundkörper mit den umfangsseitig angeordneten Innenprofilleisten von beiden Seiten mit dem Faserverbund material in Plattenstärke beschichtet, c) danach werden die aus dem Faserverbundmaterial bestehenden Aussenprofilleisten durch ein Ablegen ihrer Schenkel auf den Deckplatten hergestellt, wobei der Steg der Profilleisten über das äussere Stützelement am Grundkörper bzw. an den Innenprofilleisten gehalten wird, d) anschliessend erfolgt in einem Arbeitsgang ein Aushärten des Faserverbundwerkstoffs mit gleichzeitigem Verbinden der einzelnen Lenkerteile zu einer Einheit in einem Autoklav.

Inventors: MAST, PETER, DIPL.-ING., WEHR, THOMAS, DIPL.-ING.
Applicants: DR.ING.H.C. F. PORSCHE AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1986
Main classification: B60G3
IPC codes: B60G7