DE102006032595A1

DE102006032595A1 - Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102006032595A1
Application number: DE102006032595A
Authority: DE
Inventors: Ingo Winter; Steffen Muth; Dirk Surma
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2006-07-14
Filing date: 2006-07-14
Publication date: 2008-01-17

Abstract

Ein Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst eine Federlenkerschale (2) mit einem ersten Endabschnitt (3) zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt (4) zur radseitigen Anbindung und einem erweiterten Abschnitt (5) zur Abstützung einer Feder, der zwischen beiden Endabschnitten (3, 4) angeordnet ist und ein U-förmiges Profil aufweist. Die einstückig ausgebildete Federlenkerschale (2) weist im Bereich des erweiterten Abschnitts (5) eine nach außen ausgestülpte Ringfläche (9) als Federsitz auf. Hierdurch wird eine hohe Steifigkeit im Bereich der Federauflage erzielt. Zudem ergibt sich ein geringes Bauteilgewicht und ein geringer Herstellungsaufwand, da der Federlenker in einem Stück aus einer Platine hergestellt werden kann.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federlenker für eine Radaufhängung, umfassend eine Federlenkerschale mit einem ersten Endabschnitt zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt zur radseitigen Anbindung und einem erweiterten Abschnitt zur Abstützung einer Feder, der zwischen beiden Endabschnitten angeordnet ist und ein U-förmiges Profil aufweist.
Federlenker dienen der Führung eines Rades in einer Radaufhängung. Sie zeichnen sich dadurch aus, dass sie einen erweiterten Abschnitt zur Abstützung einer Feder oder einer Feder-Dämpfer-Anordnung – nachfolgend allgemein als Feder bezeichnet – aufweisen, welche ihrerseits gegen den Fahrzeugaufbau abgestützt ist.
Aufgrund der zwischen den Endabschnitten angreifenden Feder- und Dämpferkräfte unterliegen Federlenker großen Belastungen. Vor allem im Bereich der Federauflage kann es unter wechselnder Last zu einer Profilaufweitung der Federlenkerschale kommen.
Einen Federlenker der eingangs genannten Art durch ein die Feder umschließendes Schließblech auszusteifen, das in die offene Seite des U-förmigen Profils eingeschweißt wird, wird in der am 21. Januar 2004 unter der Nummer 10 2004 003 152.5 eingereichten Patentanmeldung vorgeschlagen. in einer weiteren Anmeldung mit der Nummer 10 2004 008 957.4 vom 24. Februar 2004 wird vorgeschlagen, das U-förmige Profil mit einem sichelförmigen Blechstreifen zu überbrücken.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die bereits vorgeschlagenen Lösungen im Hinblick auf das Bauteilgewicht zu weiter verbessern und insbesondere die Herstellung einfacher und kostengünstiger zu gestalten, wobei gleichwohl die Steifigkeit zumindest auf gleichem Niveau gehalten werden soll.
Hierzu wird ein Federlenker mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 vorgeschlagen. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass die einstückig ausgebildete Federlenkerschale im Bereich des erweiterten Abschnitts eine nach außen ausgestülpte Ringfläche als Federsitz aufweist.
Hierdurch wird auf überraschend einfache Art und Weise im Bereich der Federauflage eine verbesserte Aussteifung erzielt, die es erlaubt, die Federlenkerschale ohne zusätzliche Schließbleche oder Überbrückungsbleche herzustellen. Durch die Ausstülpung der Ringfläche für den Federsitz nach außen wird ein mechanisches Aufdehnen und Zusammenziehen des U-förmigen Profils bei Ein- und Ausfedervorgängen stark eingeschränkt. Gegenüber den bekannten Lösungen wird zum einen das Bauteilgewicht verringert, zum anderen fallen zusätzliche Fertigungsschritte weg, die dort für die Herstellung und Eingliederung der zusätzlichen Schließ- und Überbrückungsbleche erforderlich sind.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.
Eine weitere, zusätzliche Aussteifung kann beispielsweise dadurch erfolgen, dass die freien Enden des U-förmigen Profils jeweils zu einem Kragen nach außen gebogen werden.
Bei der Herstellung aus einer Blechplatine kann zudem im Bereich der Kragen eine größere Dicke vorgesehen werden, beispielsweise durch eine Stauchung des Materials oder eine geringere Umformung.
In einer weiteren, vorteilhaften Ausgestaltung verlaufen die an den beiden Flanken des U-förmigen Profils vorgesehenen Kragen jeweils durchgehend von dem ersten Endabschnitt zu dem zweiten Endabschnitt.
Ein tangentialer Verlauf der Außenkanten der Kragen zu dem erweiterten Abschnitt ermöglicht einen weiteren Aussteifungseffekt.
Vorzugsweise werden ferner im Bereich der Endabschnitte an den Flanken des U-förmigen Profils nach außen ausgestellte Sicken vorgesehen.
Die erfindungsgemäße Konfiguration beseitigt weitestgehend die Federlenkern in Blechkonstruktion bisher innewohnenden Nachteile, nämlich eine gegenüber geschweißten und gegossenen einschaligen Federlenkern geringere Traglast und einen erhöhten Bauraumbedarf im Bereich der Lageranbindungen.
Sie zeichnet sich vor allem auch dadurch aus, dass keinerlei Schweißoperationen benötigt werden und die Herstellung denkbar einfach und prozesssicher ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Federlenker nach der Erfindung von schräg unten,
2 eine räumliche Ansicht des Federlenkers aus 1 von schräg oben,
3 eine Seitenansicht des Federlenkers aus 1,
4 eine Schnittansicht des Federlenkers im Bereich eines erweiterten Abschnitts mit einem Federsitz, und in
5 eine Schnittansicht des Federlenkers in einem zu einem Lager auslaufenden Endabschnitt.
Das Ausführungsbeispiel in den 1 bis 5 zeigt einen Federlenker 1. für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Der Federlenker 1 wird durch eine einstückige Federlenkerschale 2 gebildet, die insgesamt ein U-förmiges Querschnittsprofil aufweist und damit an einer Seite offen ist. Das Querschnittsprofil zieht sich mit variierender Breite von einem ersten Endabschnitt 3 zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung zu einem zweiten Endabschnitt 4 zur radseitigen Anbindung. Zwischen beiden Endabschnitten 3 und 4 befindet sich ein erweiterter Abschnitt 5 zur Abstützung einer nicht näher dargestellten Feder.
Die Federlenkerschale 2 ist aus einer Blechplatine umformtechnisch in einem Stück hergestellt und weist keinerlei Schweißnähte oder sonstige Fügestellen auf. insbesondere sind an dem Profil keine Schließbleche und dergleichen vorgesehen.
Der erweiterte Abschnitt 5 der Federlenkerschale 2 ist topfförmig ausgebildet. Wie die 1 und 2 zeigen, weist dieser Bereich einen profilierten Boden 6 auf, an den zwei einander gegenüberliegende Flanken 7 und 8 des U-förmigen Profils angrenzen. Diese Flanken 7 und 8 erstrecken sich jeweils von einem Endabschnitt 3 zu dem anderen Endabschnitt 4 der Federlenkerschale 2.
Der profilierte Boden 6 bildet eine nach außen ausgestülpte Ringfläche 9 aus, deren Innenseite als Federsitz dient. Wie 4 zeigt, weist diese Ausstülpung 23 eine steilere Wandneigung auf, als die angrenzenden Flanken 7 und 8 des U-förmigen Profils in dem erweiterten Abschnitt 5. Die Ausstülpung der Ringfläche 9 nach außen, die in 3 gut zu erkennen ist, bringt einen deutlichen Steifigkeitsgewinnen mit sich, da hierdurch ein Atmen des Profils unter Wechsellast gegenüber herkömmlichen Federsitzflächen eingeschränkt wird.
Zur besseren Zentrierung der Feder kann zusätzlich innerhalb der Ringfläche 9 eine einwärts, d.h. in Bezug auf die U-Form nach innen gerichtete Erhebung 10 ausgeformt sein. Die Erhebung 10 ist gegebenenfalls mit einer zentralen Öffnung 11 versehen. Eine oder mehrere weitere Öffnungen 12 befinden sich unmittelbar an der Ringfläche 9.
Eine weitere Aussteifung des Profils wird erhalten, indem die Flanken 7 und 8 an der offenen Profilseite als Kragen 13 und 14 flanschartig nach außen umgebogen werden. Diese Kragen 13 und 14 verlaufen jeweils durchgehend zwischen den beiden Endabschnitten 3 und 4 und reichen vorzugsweise bis an die dort befindlichen Lageraufnahmeabschnitte 15 und 16 heran.
Wie insbesondere 1 und 2 entnommen werden kann, nimmt die Breite des Federlenkers von den Endabschnitten 3 und 4 zu dem erweiterten Abschnitt 5 zu. Unabhängig von der konkreten Breitenzunahme zwischen den Flanken 7 und 8 ist vorgesehen, dass die Außenkanten der Kragen 13 und 14 tangential zu dem erweiterten Abschnitt 5 verlaufen.
Die einzelnen Kragen 13 und 14 können, wie insbesondere in 4 dargestellt ist, soweit umgebogen werden, dass diese einen ersten in etwa horizontalen Abschnitt 17 und einen demgegenüber weiter umgebogenen zweiten Abschnitt 18, der in 4 etwa senkrecht verläuft, ausbilden.
Durch entsprechende fertigungstechnische Maßnahmen kann zudem erreicht werden, dass die Federlenkerschale 2 an den Kragen 13 und 14, insbesondere in dem ersten Abschnitt 17, eine gegenüber dem restlichen Profil erhöhte Blechdicke aufweist. Selbstverständlich kann alternativ oder ergänzend auch der zweite Abschnitt 18 mit erhöhter Dicke ausgebildet werden.
Ferner hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, zumindest im Bereich des erweiterten Abschnitts 5 die Flanken 7 und 8 zur Öffnungsseite nicht senkrecht auszubilden, sondern in der in 4 gezeigten Schnittebene mit etwa 10 bis 22 Grad anzuwinkeln. Wie 4 weiter zeigt, schließen die ersten Abschnitte 17 der Kragen 13 und 14 mit der jeweiligen Flanke 7 bzw. 8 des U-förmigen Profils einen Winkel von 84 bis 121 Grad ein. Der an den ersten Abschnitt 17 unmittelbar angrenzende zweite Abschnitt 18 schließt mit dem ersten Abschnitt einen Winkel von 85 bis 95 Grad ein.
Weiterhin ist die Federlenkerschale 2 im Bereich der Flanken 7 und 8 des U-förmigen Profils unterhalb der Kragen 13 und 14 mit Sicken 19 und 20 versehen, die sich ohne großen Aufwand an einer Blechplatine anbringen lassen. Die Sicken 19 und 20 sind vorzugsweise nach außen ausgestellt, um hier den Endabschnitt 3 weiter auszusteifen. Ähnliche Sicken 19 und 20 können auch an dem Endabschnitt 4 vorgesehen werden.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel läuft ein Endabschnitt 3 zu dem zugehörigen Lagerabschnitt 15 mit parallelen Flanken oder annäherungsweise parallelen Flanken 7 und 8 aus. Die Sicken 19 und 20 sind lediglich an diesen parallelen Flanken 7 und 8 ausgebildet und laufen in einem Bereich aus, in dem sich die Flanken 7 und 8 des U-förmigen Profils beginnen, voneinander zu entfernen.
Schließlich kann auch im Bereich der Lageabschnitte 15 und 16 ein zusätzlicher Versteifungseffekt erzielt werden, indem dort befindliche Lageröffnungen 21 jeweils mit einem in Bezug auf die U-Form nach außen ausgestellten Kragen 22 versehen werden.
Der vorstehend erläuterte Federlenker lässt sich sehr einfach und kostengünstig aus einer einzigen Blechplatine umformtechnisch herstellen. Durch die vorstehend geschilderten Maßnahmen wird bei leichter Bauweise eine hohe Steifigkeit erzielt, die an gegossene oder geschweißte Federlenker-Konstruktionen heranreicht. Weiterhin zeichnet sich der erfindungsgemäße Lenker trotz seines einschaligen Aufbaus durch eine besonders kompakte Bauweise im Bereich seiner Anbindungsstellen aus.

1: Federlenker
2: Federlenkerschale
3: erster Endabschnitt
4: zweiter Endabschnitt
5: erweiterter Abschnitt
6: Boden
7: Flanke des U-förmigen Profils
8: gegenüberliegende Flanke des U-förmigen Profils
9: Ringfläche
10: Erhebung
11: zentrale Öffnung
12: Öffnung
13: Kragen
14: Kragen
15: Lagerabschnitt
16: Lagerabschnitt
17: erster Abschnitt des Kragens
18: zweiter Abschnitt des Kragens
19: Sicke
20: Sicke
21: Lageröffnung
22: umlaufender Kragen
23: Ausstülpung

Claims

Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend eine Federlenkerschale (2) mit einem ersten Endabschnitt (3) zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt (4) zur radseitigen Anbindung und einem erweiterten Abschnitt (5) zur Abstützung einer Feder, der zwischen beiden Endabschnitten (3, 4) angeordnet ist und ein U-förmiges Profil aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die einstückig ausgebildete Federlenkerschale (2) im Bereich des erweiterten Abschnitts (5) eine nach außen ausgestülpte Ringfläche (9) als Federsitz aufweist.
Federlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Ringfläche (9) eine einwärts gerichtete Erhebung (10) ausgeformt ist.
Federlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausstülpung der Ringfläche (9) eine steilere Wandneigung aufweist, als die angrenzenden Flanken (7, 8) des U-förmigen Profils in dem erweiterten Abschnitt (5).
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die freien Enden des U-förmigen Profils jeweils zu einem Kragen (13, 14) nach außen gebogen sind.
Federlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Federlenkerschale (2) an den Kragen (13, 14) eine erhöhte Blechdicke aufweist.
Federlenker nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Kragen (13, 14) einen an die jeweilige Flanke (7, 8) des U-förmigen Profils unmittelbar anschließenden ersten Abschnitt (17) aufweist, der mit der jeweiligen Flanke einen Winkel von 84° bis 121° einschließt.
Federlenker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass an den ersten Abschnitt (17) ein zweiter Abschnitt (18) unmittelbar anschließt, der mit dem ersten Abschnitt einen Winkel von 85 bis 95° einschließt.
Federlenker nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (13, 14) an beiden Flanken (7, 8) des U-förmigen Profils vorgesehen sind und jeweils durchgehend von dem ersten Endabschnitt (3) zu dem zweiten Endabschnitt (4) verlaufen.
Federlenker nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (13, 14) zwischen an den Endabschnitten (3, 4) vorgesehenen Lagerabschnitten (15, 16) durchgehend verlaufen.
Federlenker nach einem der Ansprüche 4 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenkanten der Kragen (13, 14) tangential zu dem erweiterten Abschnitt (5) verlaufen.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (7, 8) des U-förmigen Profils unterhalb der Kragen (13, 14) mit Sicken (19, 20) versehen sind.
Federlenker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (19, 20) nach außen ausgestellt sind.
Federlenker nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Endabschnitt (3) zu dem zugehörigen Lager mit parallelen Flanken (7, 8) ausläuft und die Sicken (19, 20) an diesen parallelen Flanken ausgebildet sind.
Federlenker nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicken (19, 20) in einem Bereich auslaufen, in dem sich die Flanken (7, 8) des U-förmigen Profils beginnen, voneinander zu entfernen.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Endabschnitt (3, 4) in den einander gegenüberliegenden Flanken des U-förmigen Profils jeweils eine Lageröffnung (21) mit einem nach außen ausgestellten Kragen (22) vorgesehen ist.