DE10036048B4

DE10036048B4 - Federbein mit einem Achsschenkel

Info

Publication number: DE10036048B4
Application number: DE10036048A
Authority: DE
Inventors: Günther Handke; Frank von den Dipl.-Ing. Bergen
Original assignee: ZF Sachs AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 1999-08-18
Filing date: 2000-07-25
Publication date: 2010-04-22
Anticipated expiration: 2020-07-26
Also published as: US6343804B1; DE10036048A1

Abstract

Federbein mit Achsschenkel, wobei das Federbein einen Rohrkörper aufweist, auf dem der Achsschenkel mittels einer Schraubverbindung befestigt ist, wobei der Achsschenkel einen durchgehenden Schlitz aufweist, der zusammen mit Befestigungsmitteln eine Klemmverbindung zum Rohrkörper bildet, wobei zwischen dem Rohrkörper und dem Achsschenkel eine Positionierungsverbindung vorliegt, die aus einem Vorsprung und einer Ausnehmung besteht und die eine exakte Zuordnung der die Klemmverbindung bildenden Bauteile in Umfangsrichtung ermöglicht, wobei der Rohrkörper einen Anschlag aufweist, der die Positionierung des Achsschenkels entlang der Längsachse des Federbeins vornimmt, wobei der Vorsprung der Positioniereinrichtung und der Anschlag für die Positionierung des Achsschenkels entlang der Längsachse von einem einteiligen Bauteil gebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Federbein mit einem Achsschenkel entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus der DE 198 15 215 A1 ist Federbein mit Achsschenkel, wobei das Federbein einen Rohrkörper aufweist, auf dem der Achsschenkel mittels einer Schraubverbindung befestigt ist, wobei der Achsschenkel einen durchgehenden Schlitz aufweist, der zusammen mit Befestigungsmitteln eine Klemmverbindung zum Rohrkörper bildet, wobei zwischen dem Rohrkörper und dem Achsschenkel eine Positionierungsverbindung vorliegt, die aus einem Vorsprung und einer Ausnehmung besteht und die eine exakte Zuordnung der die Klemmverbindung bildenden Bauteile in Umfangsrichtung ermöglicht, wobei der Rohrkörper einen Anschlag aufweist, der die Positionierung des Achsschenkels entlang der Längsachse des Federbeins vornimmt, bekannt.
Die Klemmverbindung muß mit einer entsprechenden Sicherheit ausgeführt sein, damit sich der Achsschenkel keinesfalls lösen kann. Das für eine hohe Klemmkraft notwendige Anzugsmoment erfordert hochbelastbare Klemmschrauben. Des weiteren wird der Rohrkörper stärker belastet, nämlich um die geforderte Sicherheit.
Die gattungsbildende DE 196 17 898 A1 beschreibt eine Fixiervorrichtung für ein Federbein, wobei die Einbausituation mit der der DE 198 15 215 A1 vergleichbar ist. Zusätzlich offenbart die DE 198 15 215 A1 eine Anschlagfläche an der Fixiervorrichtung.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Federbein zu realisieren, das eine Fixierung des Achsschenkels in Achsrichtung des Federbeins zusätzlich zur Klemmverbindung aufweist.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst.
Der am Rohrkörper befestigte Vorsprung muß nur bei der Montage Umfangskräfte aufnehmen. Sollte sich während des Einsatzes des Federbeins die Klemmverbindung des Achsschenkels lösen, dann steht die Kraft der Verbindung zwischen dem Vorsprung und dem Rohrkörper auch für den Anschlag zur Kraftaufnahme von Belastungen in Längsrichtung zur Verfügung.
Es hat sich als günstig erwiesen, wenn das Mittelteil zwei Flügel aufweist, um in die Verbindung zwischen dem Mittelteil und dem Rohrkörper keine Torsionskräfte einzuleiten. Des weiteren steht eine größere Anlagefläche für den Achsschenkel zur Verfügung.
Gemäß einem vorteilhaften Unteranspruch wird der Vorsprung von einer Zunge gebildet, die aus der Ebene des Mittelteils herausgeformt ist. Man hat herausgefunden, daß dann, wenn der Vorsprung in einem größeren radialen Abstand zum Rohrkörper in den Schlitz des Achsschenkels eingreift, eine größere Genauigkeit hinsichtlich der Positionierung erreicht wird, oder umgekehrt eine größere maßliche Toleranz bei den verwendeten Bauteilen zugelassen werden kann.
Dabei weist der Vorsprung ein s-förmiges Profil auf. Diese Ausgestaltung ist in zweierlei Hinsicht vorteilhaft. Zum einen wird durch die Umformung eine Kaltverfestigung erreicht, die eine relativ dünne Wandstärke des Vorsprungs ermöglicht. Des weiteren ist der Materialaufwand auch von der Zungenlänge günstiger als ein einfach senkrechter Vorsprung.
Für besonders hoch beanspruchte Federbeine weist der Vorsprung ein u-förmiges Profil auf. Die beiden im wesentlichen senkrecht zur Federbeinlängsachse sich erstreckenden Schenkel greifen dann in den Schlitz des Achsschenkels ein.
Bei einer ähnlichen Variante ist der Vorsprung doppellagig im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Rohrkörpers ausgeführt. Letztlich handelt es sich um axial gestauchtes U-Profil, bei dem der axiale Steg verpresst wurde, damit die beiden vertikalen Stege zumindest auf einem Längenbereich zur Anlage kommen.
Bei der Ausgestaltung der Zunge hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die endseitige Stirnfläche des Vorsprungs zum Rohrkörper einen Abstand aufweist. Während des Lackiervorganges können sich keine Fehlstellen bilden, weil der Lack einen Spalt nicht durchdringen konnte.
Hinsichtlich der Befestigung der Baueinheit aus Anschlag und Vorsprung hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, daß das Mittelteil mittels einer Kontaktschweißung mit dem Rohrkörper zur Positionierung verbunden ist. Bei der Kontaktschweißung handelt es sich um eine Widerstandsschweißung, die in einem zentralen Bereich des Mittelteils ausgeführt ist und deshalb die Ränder des Mittelteils für weitere Befestigungsmöglichkeiten vollständig zur Verfügung stehen.
Deshalb ist es möglich, daß das Mittelteil mit einer zusätzlich zur Kontaktschweißung ausgeführten Befestigungsschweißung mit dem Rohrkörper verbunden ist. Bei der Befestigungsschweißung ist man hinsichtlich der Möglichkeiten des einzusetzenden Schweißverfahrens sehr flexibel. Auch bei einer einseitigen Wärmeentwicklung kann das Mittelteil aufgrund der Befestigungsschweißung nicht vom Rohrkörper abheben.
Zur Vereinfachung der Schweißvorrichtung und zur Vergrößerung der Kontaktfläche für die Kontaktschweißung geht das Mittelteil eine Formschlußverbindung mit dem Rohrkörper ein.
Dazu weist der Rohrkörper für den Formschluß eine Vertiefung auf, in die eine Sicke des Mittelteils eingreift.
Für höher beanspruchte Federbeine ist vorgesehen, daß mindestens ein Flügel mit dem Rohrkörper verschweißt ist. Diese Ausgestaltung kann auch mit einer Befestigungsschweißung des Mittelteils kombiniert sein. Man erhält eine längere Schweißnaht, die damit auch eine höhere Belastung übertragen kann.
Im Hinblick auf die freie Wahl des Schweißverfahrens weist der Flügel eine Kontaktfläche zu dem Rohrkörper auf. Damit die Kontaktfläche für den Schweißapparat gut zugänglich ist, ist die Kontaktfläche am seitlichen Rand des Flügels ausgeführt. Als besonders vorteilhaft hat sich herausgestellt, wenn die Kontaktfläche von der Stirnfläche des seitlichen Randes gebildet wird. Das Verhältnis von Umformaufwand zur Festigungssteigerung ist besonders günstig.
Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.
Es zeigt:
1 Darstellung der Einbausituation
2a u. 2b Rohrkörper als Einzelteil
3a–3f Baueinheit aus Vorsprung und Anschlag als Einzelteil
Die 1 zeigt ein Federbein 1, wie es insbesondere bei Fahrzeugen der Kompaktklasse eingesetzt wird. Das Federbein verfügt über einen an einem Rohrkörper 3 in der Regel angeschweißten Federteller 5, auf dem sich eine Fahrzeugtragfeder 7 abstützt. An seinem unteren Ende des Rohrkörper ist ein Achsschenkel 9 mittels einer Klemmverbindung 11 befestigt.
Der Achsschenkel verfügt über einen Hülsenabschnitt 13, der im wesentlichen parallel zur Längsachse des Federbeins einen Schlitz 15 aufweist. Mit dem Schlitz 15 ergibt sich eine Elastizität des Hülsenabschnitts in Umfangsrichtung. Im Bereich des Schlitzes ist der Hülsenabschnitt mit einem Vorsprung 17 versehen, der eine quer zur Längsachse des Federbeins verlaufende Durchgangsöffnung aufweist, die einen Gewindeteil umfaßt. In der Durchgangsöffnung ist ein Befestigungsmittel 19 in der Form einer Spannschraube eingeschraubt.
In den 2a und 2b ist der Rohrkörper als Einzelteil in zwei Ansichten dargestellt. Im unteren Bereich des Rohrkörpers 3 ist eine Baueinheit befestigt, die aus einem in den Schlitz 15 des Achsschenkels 9 (s. 1) eingreifenden Vorsprung 21 und einen Anschlag 23 besteht.
Die 3a zeigt die Baueinheit aus Vorsprung 21 und Anschlag 23 als Einzelteil. Die Baueinheit verfügt über ein Mittelteil 25, von dem sich seitlich Flügel 27 erstrecken. Der eigentliche Anschlag wird von Stirnflächen 27a gebildet. Wie man aus der 3c entnehmen kann, ist das Mittelteil dem Radius des Rohrkörpers angepaßt. Die Flügel 27 weisen einen radialen Abstand zum Rohrkörper auf, damit einerseits die Stirnflächen möglichst mittig auf der Oberseite des Achsschenkels zur Anlage kommt. Zwischen den Flügeln und dem Mittelteil sind Übergänge 29 angeformt, die die Baueinheit deutlich verfestigen.
Die 3b zeigt, daß der Vorsprung 21 aus der Ebene des Mittelteils herausgeformt ist und ein s-förmiges Profil aufweist. Die Übergangswinkel zwischen den einzelnen Abschnitten des Vorsprungs sind größer als 90°. Damit wird erreicht, daß die beim Umformen an den Seiten 21a; 21b (s. 3a) des Vorsprungs zwangsläufig entstehenden Materialaufwerfungen im Bereich der Krümmungen deutlich geringer ausfallen. Folglich kann die Schlitzbreite des Achsschenkels besser ausgenutzt werden und im Vergleich zu einem rechtwinklig geformten Vorsprung kann Material eingespart werden.
Zur Befestigung der Baueinheit aus Vorsprung und Anschlag sind mehrere Maßnahmen vorgesehen. Zum einen besteht zwischen dem Mittelteil und dem Rohrkörper eine Formschlußverbindung 31, die insbesondere für eine einfache Positionierung der Baueinheit auf dem Rohrkörper dienlich ist. Die Formschlußverbindung wird von einer punktförmigen Sicke 33 (3b) und einer Vertiefung 35 im Rohrkörper (3c) gebildet. Des weiteren wird in einem ersten Verfahrensschritt bei der Befestigung der Baueinheit auf dem Rohrkörper eine Kontaktschweißung 37, beispielsweise als Widerstandsschweißung, durchgeführt, die der zuverlässigen Positionierung dient.
Danach wird das Mittelteil 25 über eine Befestigungsschweißung 39 (s. 2b) mit dem Rohrkörper 3 verbunden. Aufgrund der vorangegangenen Kontaktschweißung kann das Mittelteil beim Schweißen nicht mehr vom Rohrkörper abheben, so daß die Anschläge bzw. die Flügel ihre vorgesehen Position behalten.
Die Varianten 3d bis 3f zeigen Varianten der Baueinheit, die bevorzugt für Federbeine eingesetzt werden, die für eine höhere Belastung ausgelegt sind.
Der zungenförmige Vorsprung 21 in der 3d ist u-förmig ausgebildet. Die beiden parallelen Stege 21c; 21d des Vorsprungs verlaufen möglichst rechtwinklig zur Längsachse des Federbeins, wobei die endseitige Stirnfläche 21e auf den Rohrkörper 3 ausgerichtet ist, ihn aber mit einem Abstand von 1 bis 2 mm nicht berührt. Es soll vermieden werden, daß zwischen der Stirnfläche 21e des Vor sprungs und dem Rohrkörper 21 nur ein geringer undefinierter Spalt vorliegt, in den Reinigungsmedien oder auch Lack nicht eindringen kann und damit eine optische Fehlstelle vorprogrammiert wäre. Andererseits kann sich die Stirnfläche bei einer sehr großen radialen Deformation des Vorsprungs 21 auf dem Rohrkörper abstützen.
Die Variante nach 3e ist eine Abwandlung der 3d. Wiederum wird ein u-förmiger Vorsprung 21 eingesetzt, der jedoch axial bezogen auf die Längsachse des Federbeins gestaucht ist, so daß sich die beiden Stege 21c; 21d zumindest in einem Bereich berühren und ein doppellagiger Vorsprung vorliegt.
Mit der 3f soll dokumentiert werden, daß sich auch im Bereich der Flügel 27 noch Möglichkeiten ergeben, um die Belastbarkeit des Bauteils zu erhöhen. Wie bei der 3c sind in der Ausführung nach der 3f die Flügel 27 mit radialem Abstand zum Rohrkörper 3 ausgeführt. Die Flügel weisen aber eine Kontaktfläche 41 zu dem Rohrkörper auf, die den Einsatz einer weiteren Befestigungsschweißnaht 43 alternativ oder in Kombination zur Befestigungsschweißnaht 41 ermöglichen. Am seitlichen Rand des Flügel ist ein Steg 45 nach radial innen geformt, der den Abstand des restlichen Flügels zum Rohrkörper überbrückt, so daß die Kontaktfläche von der Stirnfläche des seitlichen Randes gebildet wird.

Claims

Federbein (1) mit Achsschenkel (9), wobei das Federbein (1) einen Rohrkörper (3) aufweist, auf dem der Achsschenkel (9) mittels einer Schraubverbindung (19) befestigt ist, wobei der Achsschenkel (9) einen durchgehenden Schlitz (15) aufweist, der zusammen mit der Schraubverbindung (19) eine Klemmverbindung (11) zum Rohrkörper (3) bildet, wobei zwischen dem Rohrkörper (3) und dem Achsschenkel (9) eine Positionierungsverbindung vorliegt, die aus einem Vorsprung (21) und einer Ausnehmung (15) besteht und die eine exakte Zuordnung der die Klemmverbindung (11) bildenden Bauteile in Umfangsrichtung ermöglicht, wobei der Rohrkörper (3) einen Anschlag (23) aufweist, der die Positionierung des Achsschenkels (9) entlang der Längsachse des Federbeins (1) vornimmt, wobei der Vorsprung (21) der Positioniereinrichtung und der Anschlag (23) für die Positionierung des Achsschenkels (9) entlang der Längsachse von einem einteiligen Bauteil gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Anschlag (23) ein Mittelteil (25) aufweist, das am Rohrkörper (3) befestigt ist und sich ausgehend von dem Mittelteil (25) mindestens ein seitlicher Flügel (27) erstreckt, der mit einem radialen Abstand zum Rohrkörper (3) ausgeführt ist.
Federbein nach Anspruch 1; dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (21) von einer Zunge gebildet wird, die aus der Ebene des Mittelteils (25) herausgeformt ist.
Federbein nach Anspruch 2; dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (21) ein s-förmiges Profil aufweist.
Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (21) ein u-förmiges Profil aufweist.
Federbein nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (21) doppellagig im wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Rohrkörpers (3) ausgeführt ist.
Federbein nach den Ansprüchen 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die endseitige Stirnfläche (21e) des Vorsprungs (21) zum Rohrkörper (3) einen Abstand aufweist.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (25) mittels einer Kontaktschweißung (37) mit dem Rohrkörper (3) zur Positionierung verbunden ist.
Federbein nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (25) mit einer zusätzlich zur Kontaktschweißung (37) ausgeführten Befestigungsschweißung (39) mit dem Rohrkörper (3) verbunden ist.
Federbein nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Mittelteil (25) eine Formschlußverbindung (31) mit dem Rohrkörper (3) eingeht.
Federbein nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper (3) für den Formschluß eine Vertiefung (35) aufweist, in die eine Sicke (33) des Mittelteils (25) eingreift.
Federbein nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens ein Flügel (27) mit dem Rohrkörper (3) verschweißt ist.
Federbein nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Flügel (27) eine Kontaktfläche (41) zu dem Rohrkörper (3) aufweist.
Federbein nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (41) am seitlichen Rand des Flügels (27) ausgeführt ist.
Federbein nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontaktfläche (41) von der Stirnfläche des seitlichen Randes gebildet wird.