DE102007049113B4

DE102007049113B4 - Einschaliger Querlenker

Info

Publication number: DE102007049113B4
Application number: DE102007049113.3A
Authority: DE
Inventors: Dirk Barnick; Sierk Fiebig; Jens Klünder
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2007-10-12
Filing date: 2007-10-12
Publication date: 2016-12-15
Anticipated expiration: 2027-10-13
Also published as: DE102007049113A1

Abstract

Einschaliger Querlenker, umfassend einen radseitigen Anbindungsabschnitt (2) und zwei aufbauseitige Anbindungsabschnitte (3, 4) sowie eine sich zwischen diesen erstreckende L-förmige Verbindungsstruktur (5), dadurch gekennzeichnet, dass ein zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt (2) führender Arm (6) der Verbindungsstruktur (5) eine wannenförmige Sicke (11) aufweist, die quer zur einer Längsrichtung des Arms (6) verläuft und unmittelbar an den radseitigen Anbindungsabschnitt (2) angrenzt.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen einschaligen Querlenker, umfassend einen radseitigen Anbindungsabschnitt und zwei aufbauseitige Anbindungsabschnitte sowie eine sich zwischen diesen erstreckende L-förmige Verbindungsstruktur.
Querlenker dieser Bauart werden in Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um ein Fahrzeugrad gegenüber dem Fahrzeugaufbau zu führen. Da Querlenker in der Regel in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist eine effiziente Fertigung von großer Bedeutung. Zudem unterliegen Querlenker im Betrieb komplexen dynamischen Beanspruchungen, woraus entsprechend hohe Anforderungen an die Festigkeit der Struktur resultieren. Gleichwohl sollen in einer Radaufhängung die schwingenden Massen möglichst gering gehalten werden. Dies impliziert die Forderung nach einer leichtgewichtigen Bauweise, die jedoch einer hohen Festigkeit entgegengerichtet ist.
Aus dem Stand der Technik sind bereits eine Vielzahl von Querlenkerkonstruktionen bekannt, mit denen versucht wurde, dem oben beschriebenen Anforderungsprofil gerecht zu werden.
So wird in der DE 102 12 791 A1 ein einschaliger, L-förmiger Querlenker mit einem radseitigen Anbindungsabschnitt und zwei aufbauseitigen Anbindungsabschnitten beschrieben. Um die benötigte Steifigkeit des Querlenkers zu gewährleisten, weist er zum einen eine sich längs zwischen den aufbauseitigen Anbindungsabschnitten verlaufende Sicke und zum anderen seitlich umlaufend und einwärts gestellte Stege auf.
Die US 3,797,852 zeigt einen Federlenker, welcher eine im Wesentlichen kreisrund ausgeprägte Sicke zur Abstützung einer Tragfeder aufweist.
In der US 2,611,625 wird der Aufbau einer Vorderradaufhängung beschrieben. Diese umfasst unter anderem einen unteren und einen oberen Querlenker. Der obere Querlenker weist einen radseitigen Anbindungsabschnitt sowie zwei sich zu diesem achssymmetrisch erstreckende aufbauseitige Anbindungsabschnitte auf. Im Bereich des radseitigen Anbindungsabschnitts ist bei dem oberen Querlenker eine Vertiefung vorgesehen, die zur Aufnahme eines als Anschlag eingesetzten Gummipuffers dient. Die US 2,886,341 beschreibt den Aufbau einer Kugelgelenkdämpfung. Dieser umfasst unter anderem einen unteren Querlenker, welcher an einem radseitigen Anbindungsabschnitt eine sphärisch ausgestaltete Aufnahme für ein Kugelgelenk aufweist.
In der DE 199 23 699 A1 wird ein L-förmiger Querlenker aus Leichtmetall beschreiben. Zwecks Steifigkeitserhöhung weist dieser in weiten Teilen seines Grundkörpers ein doppel-T-förmiges Profil auf.
Die DE 101 10 492 A1 offenbart einen Querlenker mit zwei Anbindungsabschnitten. Diese Anbindungsabschnitte werden durch ein in Einbaulage horizontal verlaufendes Verbindungselement miteinander verbunden. Zur Aussteifung des Verbindungselements ist ein seitlich orthogonal an das Verbindungselement angeschweißter Steg vorgesehen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine alternative Querlenkerkonstruktion anzugeben, die bei geringem Fertigungsaufwand und geringem Bauteilgewicht eine hohe Tragfähigkeit sowie ein geringes Verformungsverhalten aufweist.
Diese Aufgabe wird durch einen einschaligen Querlenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Dieser zeichnet sich dadurch aus, dass ein zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt führender Arm der Verbindungsstruktur eine wannenförmige Sicke aufweist, die quer zu einer Längsrichtung des Arms verläuft und unmittelbar an den radseitigen Anbindungsabschnitt angrenzt.
Die vorgeschlagene Sicke versteift einen einschaligen Querlenker derart, dass das Traglastniveau gesteigert und das Verformungsverhalten verbessert wird. Insbesondere in Belastungsfällen mit sehr hoher Beanspruchung, so genannten Missbrauchslastfällen, wird die Tragfähigkeit gegenüber herkömmlichen Blechlenkern, die an dem radführenden Anbindungsabschnitt keine Sicke aufweisen, deutlich verbessert.
Hierdurch können einschalige Querlenker leichter und kostengünstiger ausgeführt werden, da z. B. deren Blechstärke verringert werden kann.
Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die Sicke in Form eines weich gekrümmten Bogens ausgebildet, der in einen im Wesentlichen ebenen Wandabschnitt der Verbindungsstruktur eingetieft ist.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Querlenker nach der Erfindung in Blickrichtung von schräg oben, und in
2 eine weitere räumliche Ansicht des Querlenkers aus 1 von schräg unten.
Der in den 1 und 2 beispielhaft dargestellte Querlenker 1 dient als Radführungsglied in einer Radaufhängung eines Personenkraftfahrzeugs. Der Querlenker 1 des Ausführungsbeispiels ist als Dreiecksquerlenker ausgeführt und weist einen radseitigen Anbindungsabschnitt 2 für ein Führungsgelenk sowie zwei aufbauseitige Anbindungsabschnitte 3 und 4 auf. Zwischen diesen Anbindungsabschnitten 2, 3 und 4 erstreckt sich eine Verbindungsstruktur 5.
Die Verbindungsstruktur 5 ist ein einschaliges Element, das vorzugsweise umformtechnisch auf einem Blech mit konstanter Wanddicke hergestellt ist. Im eingebauten Zustand in einer Radaufhängung erstreckt sich ein erster Arm 6 der in etwa L-förmigen Verbindungsstruktur 5 im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung, wohingegen ein zweiter Arm 7 verstärkt in Fahrzeuglängsrichtung verläuft. An einem freien Ende des ersten Arms 6 befindet sich der radseitige Anbindungsabschnitt 2, über den ein Radträger gelenkig ankoppelbar ist. Dem radseitigen Anbindungsabschnitt 2 am anderen Ende des ersten Arms 6 gegenüberliegend befindet sich ein vorderer aufbauseitiger Anbindungsabschnitt 3 mit einer Lagerbuchse. Ein hinterer aufbauseitiger Anbindungsabschnitt 4 mit einem Lagerzapfen ist am freien Ende des zweiten Arms 7 angeordnet. Die Anlenkung kann unmittelbar am Aufbau des Kraftfahrzeuges erfolgen oder aber auch an einem mit dem Aufbau verbundenen Hilfsrahmen.
Die Ränder der Arme 6 und 7 sind versteift, indem Randabschnitte 8, 9 und 10 der Blechschale gegenüber der Haupterstreckungsebene des Lenkers 1 um etwa 90° abgebogen sind. Vorzugsweise verlaufen die abgebogenen Randabschnitte 8, 9 und 10 jeweils durchgehend von einem Anbindungsabschnitt 2 bzw. 3 zum benachbarten Anbindungsabschnitt 3 bzw. 4.
Es hat sich herausgestellt, dass durch die zusätzliche Anordnung einer hier nach unten offenen wannenförmigen Sicke 11 an dem zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt 2 führenden Arm 6 die Tragfähigkeit des Lenkers 1 überraschend deutlich erhöht werden kann. Dies ermöglicht eine erhöhte Sicherheit gegenüber Missbrauchslastfällen und/oder gestattet die Verwendung einer geringeren Blechdicke und damit einen leichteren Querlenker 1.
Die wannenförmige Sicke 11 verläuft hierzu quer zur Längsrichtung des Arms 6 und wird unmittelbar angrenzend zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt 2 angeordnet.
Wie die 1 und 2 zeigen, ist die wannenförmige Sicke 11 in einen im Wesentlichen ebenen Wandabschnitt 12 eingewölbt, der seinerseits gegenüber den Randabschnitten 8 und 9 abgesetzt ist. Die wannenförmige Sicke 11 verbindet somit die versteiften Ränder des Arms 6 in Querrichtung desselben. Vorzugsweise sind die Ränder und die zwischen diesen verlaufende wannenförmige Sicke 11 umformtechnisch hergestellt. Dabei können die Ränder und die wannenförmige Sicke 11 in gleicher Richtung zur Haupterstreckungsebene des Querlenkers vorgewölbt sein.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die wannenförmige Sicke 11 in Form eines weich gekrümmten Zylindermantelabschnitts ausgebildet. Dessen Längsachse A verläuft quer zur Längsrichtung B des sich zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt 2 erstreckenden Arms 6. Der Krümmungsradius r der wannenförmige Sicke 11 ist so gewählt, dass ein Einknicken des Arms 6 vermieden wird. Vorzugsweise wird der Krümmungsradius r bei Querlenkern 1 für Personenkraftwagen in der Größenordnung von 18 mm bis 85 mm gewählt. Der Zylindermantelabschnitt schließt dabei zwischen den Übergängen 12 und 13 zu dem Wandabschnitt 12 einen Bogen von ca. 90 bis 170° ein.
Die Enden der wannenförmigen Sicke 11 bilden mit den Randabschnitten 8 und 9 des Arms 6 jeweils eine Kante, die im Fall einer Zylinderform im Wesentlichen bogenförmig ausfällt. Anstelle einer Zylindermantelform können auch andere weich gekrümmte Wölbungsformen zum Einsatz kommen.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen.
Bezugszeichenliste

1: Querlenker
2: radseitiger Anbindungsabschnitt
3: aufbauseitiger Anbindungsabschnitt
4: aufbauseitiger Anbindungsabschnitt
5: Verbindungsstruktur
6: Arm
7: Arm
8: abgebogener Randabschnitt
9: abgebogener Randabschnitt
10: abgebogener Randabschnitt
11: wannenförmige Sicke
12: ebener Wandabschnitt
13: Übergangskante
14: Übergangskante
r: Krümmungsradius

Claims

Einschaliger Querlenker, umfassend einen radseitigen Anbindungsabschnitt (2) und zwei aufbauseitige Anbindungsabschnitte (3, 4) sowie eine sich zwischen diesen erstreckende L-förmige Verbindungsstruktur (5), dadurch gekennzeichnet, dass ein zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt (2) führender Arm (6) der Verbindungsstruktur (5) eine wannenförmige Sicke (11) aufweist, die quer zur einer Längsrichtung des Arms (6) verläuft und unmittelbar an den radseitigen Anbindungsabschnitt (2) angrenzt.
Querlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die wannenförmige Sicke (11) in einen ebenen Wandabschnitt (12) eingewölbt ist.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der sich zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt (2) erstreckende Arm (6) zwei versteifte Ränder aufweist und die wannenförmige Sicke (11) zwischen diesen Rändern verläuft.
Querlenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder und die zwischen diesen verlaufende Sicke (11) umformtechnisch erzeugt sind.
Querlenker nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder und die Sicke (11) in gleicher Richtung zur Haupterstreckungsebene des Querlenkers (1) vorgewölbt sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (11) in Form eines Zylindermantelabschnitts ausgebildet ist.
Querlenker nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Längsachse des Zylindermantelabschnitts quer zur Längsrichtung des sich zu dem radseitigen Anbindungsabschnitt (2) erstreckenden Arms (6) verläuft.
Querlenker nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Zylindermantelabschnitt einen Bogen von 90 bis 170° einschließt.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Sicke (11) einen Krümmungsradius größer 18 mm und kleiner als 85 mm aufweist.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass dieser ein Blechformteil ist.