DE102005008548A1

DE102005008548A1 - Lenker, insbesondere Querlenker, für eine Fahrzeugradaufhängung

Info

Publication number: DE102005008548A1
Application number: DE102005008548A
Authority: DE
Inventors: Luzian Kobier
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-02-23
Filing date: 2005-02-23
Publication date: 2006-08-24
Also published as: MX2007010154A; ZA200706156B; AU2006217298A1; CN101128331A; KR20070108177A; US20080136136A1; WO2006089504A1; JP2008531358A; EP1888356A1; BRPI0606911A2

Abstract

Es wird ein Lenker, insbesondere Querlenker, für eine Kraftfahrzeugradaufhängung, bestehend aus mindestens zwei länglichen Hohlkörperbauteilen und mindestens einem im Wesentlichen plattenförmigen an den Hohlkörpern festgelegten Verbindungselement, vorgestellt, bei dem erfindungsgemäß die Hohlkörperbauteile (1, 2) mindestens eine in der Bauteillängsachse verlaufende Öffnung (4) zur Aufnahme eines der Endbereiche (7) des Verbindungselementes aufweisen und die Endbereiche (7) des Verbindungselementes (3) in den Innenraum des Hohlkörperbauteiles (1, 2) eingeschoben sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenker, insbesondere Querlenker, für eine Kraftfahrzeugradaufhängung, bestehend aus mindestens zwei länglichen Hohlkörperbauteilen und mindestens einem im Wesentlichen plattenförmigen an den Hohlkörpern festgelegtem Verbindungselement.

Lenker für Kraftfahrzeugradaufhängungen sind im Stand der Technik in unterschiedlicher Ausgestaltung bekannt. Sie können als schalenartige Bauteile ausgeführt sein, wobei derartige Lenker in der Regel aus zwei aus Blech geformten Schalenbestandteilen, welche an ihren Aussenkanten miteinander verschweißt oder vernietet werden, bestehen.

Darüber hinaus sind Lenker der eingangs geschilderten gattungsgemässen Art bekannt, bei der zwei Hohlkörperbauteile, die in der Regel als geschlossene Profile gestaltet sind, an deren Außenseite ein Verbindungsblech zur Ausformung des Gesamtkörpers angeschweißt wird. Der Nachteil einer derartigen Lenkerkonstruktion besteht darin, dass die miteinander zu verbindenden Bauteile zum einen mit einer relativ engen Toleranz gefertigt werden müssen, damit die Gesamtaußenabmaße des fertigen Lenkers die erforderlichen Werte insbesondere im Hinblick auf notwendige fahrwerk- und karosserieseitige Anbindungen aufweisen.

Darüber hinaus besteht bei derartigen Lenkern der Nachteil, dass das Flächenträgheitsmoment der Gesamtkonstruktion nur durch Veränderung der Größenverhältnisse, beispielsweise der Hohlkörperbauteile und der Dicke des Verbindungssteges an bestimmte Rahmenbedingungen angepasst werden kann.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, einen Lenker der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass zum einen ein leichterer Toleranzausgleich der miteinander zu verbindenden Bauteile herbeigeführt werden kann und darüber hinaus eine Anpassung der Bauteilkonstruktion an unterschiedlich geforderte Flächenträgheitsmomente ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 genannte technische Lehre gelöst.

Erfindungswesentlich dabei ist es, dass die Hohlkörperbauteile mindestens eine in der Bauteillängsachse verlaufende Öffnung zur Aufnahme eines der Endbereiche des Verbindungselementes aufweisen und der Endbereich des mit einem Hohlkörperprofil zu verbindenden Verbindungselementes zur Erzielung eines gesteigerten und vorher bestimmten Flächenträgheitsmomentes in den Innenraum des Hohlkörperbauteiles eingeschoben ist.

Diese erfindungsgemäße Gestaltung erlaubt zum einen durch unterschiedlich tiefes Einschieben der jeweiligen Endbereiche des Verbindungselementes in die Öffnungen der jeweiligen Hohlkörperbauteile einen gegebenenfalls erforderlichen Toleranzausgleich bezüglich der Außenabmessungen des herzustellenden Lenkers, gleichzeitig lässt sich durch das Tiefenmaß der eingeschobenen Endbereiche eine signifikante Änderung des Flächenträgheitsmomentes der Gesamtkonstruktion herbeiführen.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Merkmalen der Unteransprüche.

Bezüglich einer Variation des Flächenträgheitsmomentes hat es sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, die in den Innenraum der Hohlkörperbauteile eingeschobenen Endbereiche des Verbindungselementes innerhalb des Innenraumes mit mindestens einer Abkantung zu versehen. Durch eine oder mehrere Abkantungen lässt sich gegebenenfalls innerhalb des Innenraumes der Hohlkörperbauteile mehr Material des Verbindungselementes einbringen, was wiederum Einfluss auf die Größe der Flächenträgheitsmomente hat.

Als vorteilhafte Verbindungstechnik der Lenkereinzelteile hat sich die Tatsache erwiesen, dass Hohlkörperbauteile und Verbindungsstege im Bereich der Hohlkörperöffnung miteinander verschweißt sind, wodurch gleichzeitig ein Verschließen der Hohlkörperbauteile herbeigeführt wird. Die Fügestelle liegt dabei in vorteilhafter Weise nicht unmittelbar an der Außenseite der Bauteile, an der gegebenenfalls besonders hohe Beanspruchungen auftreten.

Im Folgenden werden mehrere Ausgestaltungsvarianten des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert:
Es zeigen dabei die
1 bis 4 Querschnittsdarstellungen von Ausführungsvarianten erfindungsgemäßer Lenker mit unterschiedlichen Abmessungen.
Der im Querschnitt in 1 dargestellte Lenker einer Fahrzeugradaufhängung besteht im Wesentlichen aus einem Hohlkörperbauteil 1, einem Hohlkörperbauteil 2 sowie einem zwischen den beiden Hohlkörperbauteilen 1 und 2 angeordneten plattenförmigen Verbindungselement 3. Die Hohlkörperbauteile 1 und 2 sind im Wesentlichen im Querschnitt rechteckförmig gestaltet und weisen jeweils an einer Seitenwandung schlitzförmige Öffnungen 4 auf, die in Richtung der Mittellängsachse der Hohlkörperbauteile 1 und 2 orientiert sind. Die Breite der Öffnungen 4 ist so bemessen, dass sie in etwa der Dicke des Verbindungselementes 3 entspricht. Das Verbindungselement 3 ist im Wesentlichen plattenförmig ausgebildet.
Aus der 1 ist ersichtlich, dass zwei Endbereiche 7 des Verbindungselementes 3 durch die Öffnungen 4 der Hohlkörperbauteile 1 und 2 hindurch geschoben sind, so dass sich die entsprechenden Endbereiche 7 innerhalb des Innenraumes 6 der Hohlkörperbauteile 1 und 2 befinden. Dieser erfindungsgemäße Aufbau hat im Wesentlichen zwei Vorteile. Zum einen kann durch das Einschieben der Endbereiche 7 des Verbindungselementes 3 ein gewisser Toleranzausgleich in Bezug auf die Gesamtaußenabmessungen des Lenkers herbeigeführt werden. Darüber hinaus lassen sich je nach Größe der Querschnitte der Hohlkörperbauteile 1 und 2 gegebenenfalls Lenker unterschiedlicher Baugröße durch unterschiedlich weites Einschieben der Endbereiche 7 in die Innenräume 6 der Hohlkörperbauteile 1, 2 realisieren. Weiterer positiver Effekt der Gestaltung ist die Möglichkeit, durch Einschieben der Endbereiche 7 das Flächenträgheitsmoment der Gesamtkonstruktion des Lenkers beeinflussen zu können. Versuche haben gezeigt, dass sich gegenüber einem freien Innenraum 7 der Hohlkörperbauteile 1, 2 das Flächenträgheitsmoment der Ausführung der 1 um ca. 20% steigern lässt. Ist ein bestimmtes Flächenträgheitsmoment gefordert, so lässt sich durch das Einschieben des Verbindungselementes 3 in die jeweiligen Innenräume 7 der Hohlkörperbauteile 1, 2 ein genau vorbestimmtes Flächenträgheitsmoment erzielen.
In der 2 ist eine Ausführung eines Lenkers für eine Kraftfahrzeugradaufhängung gezeigt, die im Wesentlichen analog der 1 wiederum aus zwei Hohlkörperbauteilen 1, 2 sowie einem mit dem Hohlkörperbauteil verbundenem Verbindungselement 3 besteht. Wesentlicher Unterschied der Gestaltung zwischen den verschiedenen Ausführungsvarianten ist darin zu sehen, dass die Endbereiche 7 des Verbindungselementes 3, die jeweils durch die Öffnung 4 innerhalb der Hohlkörperbauteile 1 und 2 in die Innenräume 6 der jeweiligen Bauteile hineinragen, mit jeweils zwei Abkantungen 8 und 9 versehen sind. Durch diese Abkantungen kann die Masse des Endbereiches 7 des Verbindungselementes 3, die innerhalb des Innenraumes 6 der jeweiligen Hohlkörperbauteile 1 und 2 angeordnet sind, gegenüber der Ausführung der 1 zusätzlich gesteigert werden. Hierdurch ergibt sich rechnerisch eine Erhöhung des Flächenträgheitselementes gegenüber einem leeren Innenraum 6 von über 60%. Die Anbindung des jeweiligen Verbindungselementes 3 an die Hohlkörperbauteile 1 und 2 ist in beiden Ausführungsvarianten durch eine Schweißverbindung realisiert. Die Schweißverbindung wird hierbei, wie aus den 1 und 2 ersichtlich ist, durch Schweißnähte 5 herbeigeführt, die unmittelbar benachbart der jeweiligen Öffnung 4 des Hohlkörperbauteiles 1 und 2 angeordnet sind.
Der in der 3 dargestellte Lenker besitzt zwei unterschiedliche geformte Hohlprofile 1 und 11 sowie ein dazwischen angeordnetes Verbindungselement 3. Das Hohlkörperbauteil 1 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung, wie sie auch in den 1 und 2 für die dort dargestellten Hohlkörperbauteile 1 und 2 gegeben ist. Allerdings besitzt das Hohlkörperbauteil 1 der 3 im Bereich der Öffnung 4 zwei nach außen vorstehende Flansche 12, zwischen denen sich der Öffnungsspalt zum Durchschieben des Endbereiches 7 des Verbindungselementes 3 ergibt. Die Gestaltung des Öffnungsbereiches mit dem dargestellten Flansch 12 kann dann vorteilhaft sein, wenn das Hohlkörperbauteil 1 mit dem Verbindungselement 3 beispielsweise mittels einer Punktschweißung verbunden werden soll. Der Ort der Punktschweißung ist in der 3 durch eine strichpunktierte Linie verdeutlicht.
Das weitere Hohlkörperbauteil 11 in der 3 besitzt im Gegensatz zum Hohlkörperbauteil 1 eine im Wesentlichen U-förmige Gestalt, so dass sich hierbei eine breitere Öffnung 13 ergibt. In die Öffnung 13 ist der Endbereich 7 des Verbindungselementes 3 so weit eingeschoben, dass er mit seinem freien Ende an der hinteren Wandung des Hohlkörperbauteiles 11 zur Anlage kommt. Das freie Ende des Verbindungselementes 3 ist dabei im Wesentlichen rechtwinkelig abgekantet, so dass sich eine Verbreiterung der Anlagefläche zwischen Verbindungselement 3 und der Wandung des Hohlkörperbauteiles 11 ergibt. In diesem Bereich sind die beiden Bestandteile des Querlenkers ebenfalls mittels einer Punktschweißung, deren Ort durch die strichpunktierte Linie verdeutlicht ist, miteinander verbunden.
In der 4 ist eine weitere Ausgestaltungsvariante eines Lenkers im Querschnitt dargestellt, bei dem beide Hohlkörperbauteile 11 als U-förmige Profile gestaltet sind. In die sich ergebenden Öffnungen sind die jeweiligen Endbereiche 7 des Verbindungselementes 13 eingeschoben. Diese Endbereiche sind im dargestellten Ausführungsbeispiel jeweils durch die Umkantungen 8 und 9 so umgeformt, dass sich für das Verbindungselement 13 eine solche Form ergibt, die zusammen mit den Hohlkörperbauteilen 11 eine geschlossene Form der Endbereiche des Lenkers realisiert.

1: Hohlkörperbauteil
2: Hohlkörperbauteil
3: Verbindungselement
4: Öffnung
5: Schweißnaht
6: Innenraum
7: Endbereich
8: Abkantung
9: Abkantung
10: Durchbrechung
11: Hohlkörperbauteil
12: Flansch
13: Verbindungselement

Claims

Lenker, insbesondere Querlenker, für eine Kraftfahrzeugradaufhängung, bestehend aus mindestens zwei länglichen Hohlkörperbauteilen und mindestens einem im Wesentlichen plattenförmigen an den Hohlkörpern festgelegtem Verbindungselement, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlkörperbauteile (1, 2, 11) mindestens eine in der Bauteillängsachse verlaufende Öffnung (4) zur Aufnahme eines der Endbereiche (7) des Verbindungselementes (3) aufweisen, und dass die Endbereiche (7) des Verbindungselementes (3) in den Innenraum des Hohlkörperbauteiles (1, 2) eingeschoben sind.
Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die in den Innenraum des Hohlkörperbauteiles (1, 2) eingeschobenen Endbereiche (7) des Verbindungselementes (3) innerhalb des Innenraumes (6) mindestens eine Abkantung (8, 9) aufweisen.
Lenker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Hohlkörperbauteil (1, 2) und Verbindungssteg (3) im Bereich der Hohlkörperöffnung (4) miteinander verschweißt sind.
Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungselement (3) in den nicht innerhalb eines Innenraumes (6) eines Hohlkörperbauteiles (1, 2, 11) befindlichen Teilbereichen Durchbrechungen(10) aufweisen.