[发明专利]具有热固性基质材料的纤维塑料复合单体结构形式的底盘构件及其制造方法

说明书

本发明涉及一种呈纤维塑料复合结构形式的底盘构件(100)，特别是车轮引导控制臂，底盘构件在用热固性基质材料一体式构造的情况下具有至少一个用连续纤维形成的增强结构(110)、至少一个用短纤维和/或长纤维形成的加固结构(120)和多个整合在增强结构(110)和/或加固结构(120)中的用于容纳轴承元件(141、142、143)的轴承容纳部(131、132、133)。本发明还涉及用于制造该底盘构件(100)的方法。

技术领域

本发明涉及一种纤维塑料复合结构方式的底盘构件，特别是车轮引导控制臂。

本发明还涉及一种用于制造这种底盘构件的方法。

背景技术

由现有技术中已知底盘构件，其全部或部分地由纤维塑料复合物形成。与纯金属变型方案相比，尤其是得到较低的重量、较高的设计自由度、降低的易腐蚀性并且通常还得到较简单的可制造性。

从DE 10 2007 015 616 A1中已知一种以混合结构方式实施的三角形控制臂，它具有由金属板形成的基体和与基体固定连接的塑料部件。塑料部件用于增强基体并且优选地具有格栅结构，该格栅结构尤其布置在基体的壳形凹陷部中。塑料优选地用纤维例如玻璃纤维增强。作为塑料，可以使用聚酰胺(热塑性塑料)。

DE 10 2011 003 971 A1描述了一种控制臂元件，该控制臂元件由具有连续纤维增强部的基本上深拉成盒状的型材载体和布置在其中的由注塑塑料制成的填充体形成。对于深拉的型材载体，可以使用由可固化塑料如环氧树脂制成的连续纤维增强的预浸料。然而，优选地，型材载体的材料是由连续纤维增强的热塑性塑料制成的深拉板形半成品。填充体可以由短纤维增强或长纤维增强的热塑性材料组成。

发明内容

本发明的任务是提供另一种基本上仅由纤维塑料复合材料形成的底盘构件，该底盘构件可以承受载荷并且可以有利地制造。

该任务通过根据本发明的底盘构件解决。该任务还通过根据本发明的底盘构件的制造方法解决。对于两个发明主题，优选的改进和设计方案类似地由从以下描述和附图给出。

根据本发明的底盘构件的特征在于，它在(仅)用热固性基质材料一体式构造的情况下具有至少一个用连续纤维形成的增强结构(连续纤维增强结构)，至少一个用短纤维和/或长纤维形成的加固结构(短纤维/长纤维加固结构)和多个整合在增强结构和/或加固结构中的用于容纳轴承元件的轴承容纳部。

底盘构件优选地是车轮引导控制臂，并且特别是具有2点控制臂几何形状或3点控制臂几何形状的横向控制臂，例如Y、A、L或U结构方式。例如，它也可以是支柱轮架。

整合的轴承容纳部用于将轴承元件例如球头关节或球头销、轴承螺栓、橡胶或弹性体轴承以及类似物紧固在底盘构件上，用于将底盘构件在结构上接入到机动车、特别是客车中。通常，它是具有不同关节功能的关节(例如转动关节、球头关节等)。因此，轴承容纳部在底盘构件中形成力引入点或力作用点(运动点)。有利地，在构造底盘构件时，整合的轴承容纳部的布置和它们的取向(水平、竖直或倾斜)在很大程度上可以自由地确定。

根据本发明的底盘构件具有至少三个不同的功能区域(增强结构、加固结构和轴承容纳部)并且仍然构造为一体的，即作为单件制造，特别是采用模型制造方法制造。连续纤维增强部可以在很大程度上自由设计，以适应底盘构件的载荷特性，并且于是相应该载荷特性地提供突出的针对性的机械性能。不仅可以改变连续纤维增强结构的几何形状，而且可以改变连续纤维增强结构的数量。加固结构的短纤维和/或长纤维增强部用于增强结构的加固并且实现高设计自由度(几何结构可以针对载荷情况在轻量化技术上自由设计)以及通过合并多个工艺步骤来缩短工艺链。通过具有不同功能区域的结构化一体式结构，尽管重量轻但仍最佳地实现了对底盘构件的机械要求。另外，各个功能区域之间的增附剂等以及形状锁合的连接设计不是绝对必要的，这简化了制造和结构构成。