DE102004055099B4

DE102004055099B4 - Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004055099B4
Application number: DE200410055099
Authority: DE
Inventors: Armin Zuber
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2004-11-15
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2009-03-26
Anticipated expiration: 2024-11-16
Also published as: DE102004055099A1

Abstract

Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug, die zwischen zwei Längslenkern (2) einen auf Torsinn beanspruchten Querträger (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (3) aus zwei identisch konfigurierten, im Querschnitt U- oder V-förmigen Profilen (4) aus Metall gebildet ist, die in kongruenter Zuordnung zumindest abschnittsweise miteinander verklebt sind.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.
Verbundlenkerachsen für Kraftfahrzeuge sind in verschiedenster Form bekannt. Ihre Querträger (Twistbeams) aus Stahlblech zählen zum Beispiel in Schalenbauweise zum Stand der Technik. Ferner hat die Praxis Querträger aus Rohrprofilen mit diversen Querschnitten und Längslenker zu Verbundlenkerachsen zusammengesetzt.
Durch die DE 83 15 313 U1 gehört eine Hinterachse für Kraftfahrzeuge zum Stand der Technik. Diese besteht aus zwei Längslenkern, zwischen denen ein torsionsweicher Querträger angeordnet ist. Der Querträger hat ein offenes Profil und ist mittig abschnittsweise durch ein Schließblech verschlossen. Das Schließblech kann im Profil ähnlich wie der Querträger konfiguriert sein.
In der DE 27 40 948 C2 wird eine Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge beschrieben, bei der ein Verstärkungsblech sich über die gesamte Länge der Querstrebe erstreckt und so zum einen die Anbindung der Querstrebe an die Längslenker verbessert uns zweitens ein erhöhter Stabilisatoreffekt entsteht. Das Verstärkungsblech ist mit der Querstrebe verschweißt.
Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche unter Beibehaltung der Steifigkeit und Festigkeit eine Reduzierung des Bauteilgewichts sowie der Bauteilkosten erlaubt.
Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst.
Kern der Erfindung ist die Verwendung von gleichartig gestalteten Bauteilen in Form von zwei identisch konfigurierten, im Querschnitt U- bzw. V-förmigen Profilen aus Metall, insbesondere aus Stahlblech, zur Bildung des Querträgers. Diese Profile werden in kongruenter Zuordnung, also bei deckungsgleicher räumlicher Zuordnung und Ausrichtung zumindest abschnittsweise miteinander verklebt. Die beiden Profile werden unter Eingliederung einer Klebelage einem Kunststoffschaum oder einem Kunststoff ineinander gelegt, wobei sich die Schalen gegeneinander selbst distanzieren. Die Klebelage wird im Längsverlauf des Querträgers zumindest abschnittsweise vorgesehen. Durch die Verwendung identisch konfigurierter Profile ergeben sich nicht nur geringere Werkzeugkosten, sondern auch ein deutlich reduzierter logistischer Aufwand. Aufgrund der klebetechnischen Fügung der Profile über die Klebelage wirken sich Formtoleranzen im Prinzip nicht auf den Fügeprozess aus. Durch die Klebelage wird der Abstand zwischen den Profilen ausgeglichen. Der sandwichartige Aufbau des Querträgers aus identisch konfigurierten Profilen ist einfach und erlaubt die Realisierung großer Trägheitsmomente bei hoher Bauteilsteifigkeit.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung besteht in den Merkmalen des Anspruchs 2. Hierbei wird eine Klebelage zumindest zwischen den Schenkeln der Profile angeordnet. Er kann in den einzelnen Abschnitten aber auch über den Gesamtquerschnitt des Querträgers vorgesehen sein.
Es ist nach Anspruch 3 zweckmäßig, wenn die Dicke der Klebelage etwa der doppelten Blechdicke der Profile entspricht.
Über die Länge der Klebelage und ihre Platzierung im Längsverlauf des Querträgers kann dessen Steifigkeit (Biege- und/oder Verwindungssteifigkeit) gezielt beeinflusst werden. In diesem Zusammenhang ist es gemäß Anspruch 4 denkbar, dass Klebelagen über die Länge des Querträgers gleichmäßig verteilt sind.
Vorstellbar ist es aber auch, dass entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 5 Klebelagen über die Länge des Querträgers ungleichmäßig verteilt sind.
Zur Beeinflussung des Steifigkeitsverhaltens des Querträgers können entsprechend Anspruch 6 die Klebelagen gleich lang bemessen sein.
Die Merkmale des Anspruchs 7 erlauben es aber auch, die Abschnitte der Klebelagen unterschiedlich lang zu bemessen.
Dadurch, dass nach Anspruch 8 oder gemäß Anspruch 9 die Länge der Abschnitte der Klebelagen gleich bzw. größer als der Abstand zwischen zwei aufeinander folgenden Klebelagen bemessen ist, kann das Festigkeitsverhalten sowie die Steifigkeit des Querträgers noch gezielter beeinflusst werden.
Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 10 können die Abstände zwischen den Abschnitten der Klebelage gleich groß bemessen sein. Vorstellbar ist es aber auch, dass die Abstände unterschiedlich groß bemessen sind.
Die zwischen den Profilen eingebrachte Klebelage ist entsprechend Anspruch 11 ein Polyurethanschaum.
Zum Fügen der Profile kann nach den Merkmalen des Anspruchs 12 auch ein Epoxidharzklebstoff verwendet.
Das Fügen des Querträgers mit den Längslenkern zur Schaffung einer Verbundlenkerachse wird gemäß Anspruch 13 dadurch verbessert, dass in den Anbindungsbereichen des Querträgers an die Längslenker die Profile aufgespreizt sind.
Die Verklebung kann, wie gesagt, durch einen Polyurethanschaum oder einen Epoxidharzklebstoff realisiert sein. Auch eine Kombination von Polyurethanschaum und Epoxidharzklebstoff in räumlich voneinander verschiedenen Bereichen des Querlenkers kann für die Praxis im Hinblick auf das statische und dynamische Belastungsverhalten des Querträgers sinnvoll sein.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
1 in schematischer Draufsicht eine Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug und
2 in vergrößertem Maßstab einen vertikalen Querschnitt durch die Darstellung der 1 entlang der Linie II-II in Richtung der Pfeile IIa gesehen.
Mit 1 ist in der 1 eine Verbundlenkerachse für ein ansonsten nicht näher dargestelltes Kraftfahrzeug, insbesondere einen Personenkraftwagen, bezeichnet. Die Verbundlenkerachse 1 setzt sich aus zwei nicht näher veranschaulichten Längslenkern 2 und einem die Längslenker 2 verbindenden Querträger 3 zusammen.
Wie eine gemeinsame Betrachtung der 1 und 2 erkennen lässt, ist der Querträger 3 aus zwei identisch konfigurierten, im Querschnitt V-förmigen Profilen 4 aus Stahlblech gebildet. Die Profile 4 sind in kongruenter Zuordnung durch abschnittweise Klebelagen 5 aus Polyurethan oder Epoxidharzklebstoff sandwichartig miteinander verklebt.
Die 2 lässt erkennen, dass eine Klebelage 5 zumindest zwischen den Schenkeln 6 der Profile 4 vorgesehen ist. Bevorzugt erstreckt er sich jedoch über den gesamten Querschnitt des Querträgers 3. Die Dicke D der Klebelagen 5 entspricht etwa der doppelten Blechdicke D₁ der Profile 4.
Die 1 zeigt, dass die Klebelagen 5 aus Kunststoffschaum und/oder Epoxidharzklebstoff über die Länge L des Querträgers 3 gleichmäßig verteilt sind. Die Länge L₁ der Klebelagen 5 ist kleiner als der Abstand A zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten 6 bemessen.
Denkbar ist es aber auch, dass die Klebelagen 5 über die Länge L des Querträgers 3 ungleichmäßig verteilt sind. Der Abstand A zwischen zwei aufeinander folgenden Klebelagen 5 kann auch kleiner als die Länge L₁ der Klebelagen 5 bemessen sein.
Letztlich ist den 1 und 2 noch zu entnehmen, dass in den Anbindungsbereichen 7 des Querträgers 3 an die Längslenker 2 die Profile 4 aufgespreizt sind.

1: Verbundlenkerachse
2: Längslenker
3: Querträger
4: Profile
5: Klebelage
6: Schenkel v. 4
7: Anbindungsbereiche v. 3 an 2
A: Abstand zw. 5
D: Dicke v. 5
D₁: Dicke v. 4
L: Länge v. 3
L₁: Länge v. 5

Claims

Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug, die zwischen zwei Längslenkern (2) einen auf Torsinn beanspruchten Querträger (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (3) aus zwei identisch konfigurierten, im Querschnitt U- oder V-förmigen Profilen (4) aus Metall gebildet ist, die in kongruenter Zuordnung zumindest abschnittsweise miteinander verklebt sind.
Verbundlenkerachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Klebelage (5) zumindest zwischen den Schenkeln (7) der Profile (4) angeordnet ist.
Verbundlenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke (D) der Klebelage (5) etwa der doppelten Blechdicke (D₁) der Profile (4) entspricht.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelagen (5) über die Länge (L) des Querträgers (3) gleichmäßig verteilt sind.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelagen (5) über die Länge (L) des Querträgers (3) ungleichmäßig verteilt sind.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelagen (5) gleich lang bemessen sind.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelagen (5) ungleich lang bemessen sind.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L₁) der Klebelagen (5) gleich dem Abstand (A) zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten (6) bemessen ist.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Länge (L₁) der Klebelagen (5) größer als der Abstand (A) zwischen zwei aufeinander folgenden Abschnitten (6) bemessen ist.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstände (A) zwischen den Klebelagen (5) gleich groß bemessen sind.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelage (5) aus Polyurethanschaum ist.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Klebelage (5) ein Epoxidharzklebstoff ist.
Verbundlenkerachse nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass in den Anbindungsbereichen (8) des Querträgers (3) an die Längslenker (2) die Profile (4) aufgespreizt sind.