DE102008015799A1

DE102008015799A1 - Radführungslenker

Info

Publication number: DE102008015799A1
Application number: DE200810015799
Authority: DE
Inventors: Martin Roller
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2009-10-01

Abstract

Ein Radführungslenker für ein Kraftfahrzeug umfasst mindestens eine radseitige Anbindungsstelle (2), mindestens eine aufbauseitige Anbindungsstelle (3) und eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur (4), welche zwei Schalenelemente (5, 6) aufweist. Die Schalenelemente (5, 6) sind lediglich über Klemmverbindungen miteinander verbunden. Die Schalenelemente bilden hierzu unter anderem Hülsenabschnitte (10, 11) aus, die unmittelbar miteinander verpresst sind. Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Kombination kostengünstiger Verfahren wie Tiefziehen und Verpressen zur Herstellung von Radführungslenkern unter Verzicht auf aufwändige Prozesse wie Schweißen oder eine mechanische Nachbearbeitung. Zudem zeichnet sich der erfindungsgemäße Lenker durch ein vergleichsweise geringes Bauteilgewicht aus. Weiterhin wird ein geeignetes Herstellungsverfahren für einen solchen Radführungslenker angegeben.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Radführungslenker für ein Kraftfahrzeug, umfassend mindestens eine radseitige Anbindungsstelle, mindestens eine aufbauseitige Anbindungsstelle sowie eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur mit zwei Schalenelementen.
Derartige Radführungslenker werden als Komponenten in Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen eingesetzt, um ein Fahrzeugrad am Fahrzeugaufbau zu führen. Da Radführungslenker in der Regel in großen Stückzahlen hergestellt werden, ist eine effiziente Fertigung von großer Bedeutung. Zudem unterliegen Radführungslenker im Betrieb komplexen dynamischen Beanspruchungen, woraus entsprechende hohe Anforderungen an die Strukturfestigkeit 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 Struktursteifigkeit entgegengerichtet ist.
Aus dem Stand der Technik ist bereits eine Vielzahl von Radführungslenkern bekannt, mit denen versucht wurde, dem oben beschriebenen Anforderungsprofil gerecht zu werden.
Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde eine alternative Radführungslenkerkonstruktion anzugeben.
Diese Aufgabe wird durch einen Radführungslenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Dieser umfasst mindestens eine radseitige Anbindungsstelle, mindestens eine aufbauseitige Anbindungsstelle und eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur, welche zwei Schalenelemente aufweist, die lediglich über Klemmverbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Schalenelemente Hülsenabschnitte ausbilden und an diesen Hülsenabschnitten unmittelbar miteinander verpresst sind.
Die erfindungsgemäße Lösung ermöglicht die Kombination kostengünstiger Verfahren wie Tiefziehen und Verpressen zur Herstellung von Radführungslenkern unter Verzicht auf aufwändige Prozesse wie Schweißen oder eine mechanische Nachbearbeitung. Zudem zeichnet sich der erfindungsgemäße Lenker durch ein vergleichsweise geringes Bauteilgewicht aus.
Weitere, vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.
Insbesondere kann der Lenker so ausgeführt sein, dass die Schalenelemente voneinander beabstandet sind und lediglich an den Hülsenabschnitten in unmittelbarem Kontakt stehen.
Weiterhin können an den Anbindungsstellen Lagerbuchsen mit den Schalenelementen verpresst sein. Hierdurch bleibt die Form der vorzugsweise umformtechnisch hergestellten Schalenelemente einfach. Zudem wird der Radführungslenker zusätzlich versteift.
Weiterhin wird in Patentanspruch 19 ein Herstellungsverfahren angegeben, mit dem sich die vorgenannten Radführungslenker besonders effizient fertigen lassen. Danach werden die Schalenelemente umformtechnisch hergestellt. Im Zuge der Formgebung oder in einem separaten Fertigungsschritt werden an den Schalenelementen Hülsenabschnitte ausgeformt. Die Schalenelemente werden anschließend lediglich an den Hülsenabschnitten unmittelbar miteinander verbunden, wobei das Verbinden durch Verpressen erfolgt.
Gemäß einer vorteilhaften Variante des Verfahrens werden für die Anbindungsstellen an den Schalenelementen Öffnungen ausgebildet. Die Schalenelemente werden an diesen Anbindungsstellen durch Verpressen von Lagerbuchsen mit den Öffnungen der Schalenelemente miteinander verbunden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels für einen Radführungslenker nach der Erfindung,
2 eine Schnittansicht durch miteinander verpresste Hülsenabschnitte der Schalenelemente des Lenkers nach 1,
3 eine Schnittansicht durch eine Lagerbuchse an einer Anbindungsstelle des Lenkers nach 1,
4 eine räumliche Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels für einen Radführungslenker nach der Erfindung, und in
5 eine Seitenansicht des Radführungslenkers aus 4.
Der in den 1 bis 3 dargestellte Radführungslenker 1 dient als Radführungsglied in einer Radaufhängung eines Personenkraftfahrzeugs. Der Radführungslenker 1 des Ausführungsbeispiels weist eine radseitige Anbindungsstelle 2 sowie eine aufbauseitige Anbindungsstelle 3 auf. Zwischen diesen Anbindungsstellen 2 und 3 erstreckt sich eine Verbindungsstruktur 4. Jedoch kann das nachfolgend erläuterte Konstruktionsprinzip auch auf andere Lenkertypen wie beispielsweise Querlenker übertragen werden, welche eine radseitige Anbindungsstelle und zwei aufbauseitige Anbindungsstellen aufweisen.
Die Verbindungsstruktur 4 des Lenkers 1 wird durch zwei voneinander beabstandete Schalenelemente 5 und 6 gebildet, die als Oberschale und Unterschale im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Beide Schalenelemente 5 und 6 sind hier beispielhaft als Blechumformteile ausgebildet, die sich jeweils im Wesentlichen in einer Ebene erstrecken. Vorzugsweise sind die beiden Schalenelemente 5 und 6 im Wesentlichen symmetrisch oder doppelsymmetrisch zueinander. Gleichwohl können Randabschnitte 7 und 8 der Schalenelemente 5 und 6 abgebogen sein. Bei dem ersten Ausführungsbeispiel sind die Randabschnitte 7 und 8 der Schalenelemente 5 und 6 auf einander zu gekrümmt. Wie den 1 bis 3 zu entnehmen ist, berühren sich die Randabschnitte 7 und 8 jedoch nicht. Vielmehr bleibt zwischen diesen ein Spalt 9 bestehen.
Erfindungsgemäß sind die beiden Schalenelemente 5 und 6 lediglich über lokale Klemmverbindungen miteinander verbunden. Im Bereich der Verbindungsstruktur 4 außerhalb der Anbindungsstellen 2 und 3 sind hierzu an den Schalenelementen Hülsenabschnitte 10 und 11 ausgebildet. Wie 2 zeigt, sind diese Hülsenabschnitte 10 und 11 unmittelbar miteinander verpresst. Dazu sind an den Schalenelementen 2 und 3 zwei Durchzüge umformtechnisch angeformt, welche geringfügig unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Vorzugsweise erfolgt die Herstellung der Durchzüge durch Tiefziehen. Jedoch können die Hülsenabschnitte 10 und 11 auch durch Bördeln hergestellt werden. Die Durchzüge sind ineinander gesteckt und miteinander verpresst. Dabei stehen die voneinander beabstandeten Schalenelemente 5 und 6 lediglich an den Hülsenabschnitten 10 und 11 in unmittelbarem Kontakt miteinander.
Wie 2 weiter zeigt, kann über die Hülsenabschnitte 10 und 11 der Abstand zwischen den Schalenelementen 5 und 6 eingestellt werden. Prinzipiell ist es möglich, die Hülsenabschnitte 10 und 11 so auszuführen, dass sich der aufnehmende Hülsenabschnitt 11 mit seiner Stirnseite an einem den aufgenommenen Hülsenabschnitt 10 umgebenden Wandabschnitt 12 der Haupterstreckungsebene des anderen Schalenelements 6 abstützt. Es ist jedoch auch möglich, den aufgenommenen Hülsenabschnitt 10, wie in 2 gezeigt, mit einem Absatz 13 auszuführen, der als Anschlag für die Stirnseite 14 des aufnehmenden Hülsenabschnitts 11 dient.
In Abwandlung des dargestellten Ausführungsbeispiels kann vorgesehen sein, lediglich einen Hülsenabschnitt an einem der Schalenelemente auszubilden und diesen mit einer Öffnung am anderen Schalenelement zu verpressen.
Zusätzlich zu der klemmenden Verbindung über die Hülsenabschnitte 10 und 11 sind die Schalenelemente 5 und 6 des ersten Ausführungsbeispiels über klemmend gehaltene Lagerbuchsen 15 und 16 zueinander fixiert und versteift. Die Achsen der Lagerbuchsen 15 und 16 verlaufen dabei senkrecht zu Haupterstreckungsebene der Schalenelemente 5 und 6. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist an jeder Anbindungsstelle 2 bzw. 3 eine Lagerbuchse angeordnet, die mit beiden Schalenelementen 5 und 6 verpresst ist. Hierzu sind an den Schalenelementen 5 und 6 zweite Hülsenabschnitte 17 und 18 ausgebildet, mit welchen die Lagerbuchsen 15 und 16 verpresst sind. Die zweiten Hülsenabschnitte 17 und 18 der beiden Schalenelemente 5 und 6 weisen zueinander, berühren einander jedoch nicht, so dass hier lediglich eine mittelbare Verbindung der Schalenelemente 5 und 6 über die Lagerbuchsen gegeben ist.
Von dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind zahlreiche Abwandlungen möglich, die nachfolgend beispielhaft anhand eines in 4 gezeigten zweiten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.
Der Radführungslenker 21 des zweiten Ausführungsbeispiels umfasst eine radseitige Anbindungsstelle 22 und eine aufbauseitige Anbindungsstelle 23 sowie eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur 24, welche zwei Schalenelemente 25 und 26 aufweist. Die beiden Schalenelemente 25 und 26 sind lediglich über Klemmverbindungen miteinander verbunden, wobei in 4 zwei unmittelbare Klemmverbindungen im Bereich der Verbindungsstruktur 24 in Form von Hülsenabschnitten 30 und 31 sowie zwei mittelbare Klemmverbindungen in Form von hier nicht näher dargestellten Lagerbuchsen vorgesehen sind. Die Lagerbuchsen können wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ausgeführt sein.
Die Hülsenabschnitte 30 und 31 sind integral mit den Schalenelementen 25 und 26 ausgebildet und durch Bördeln hergestellt. Beide Hülsenabschnitte 30 und 31 sind unmittelbar miteinander verpresst, wodurch die Schalenelemente 25 und 26 im Übrigen voneinander auf Abstand gehalten sind, wie dies in 5 durch den Spalt 29 angedeutet ist.
Beide Schalenelemente 25 und 26 sind als im Wesentlichen symmetrische Blechformteile ausgeführt. Zur Aussteifung können Randabschnitte 27 und 28 der Schalenelemente 25 und 26 gegenüber der Haupterstreckungsebene derselben abgewinkelt sein. Wie 4 zeigt, sind bei dem dargestellten zweiten Ausführungsbeispiel die Randabschnitte 27 und 28 der Schalenelemente 25 und 26 voneinander weg gerichtet.
Wie oben bereits ausgeführt, können einzelne Randabschnitte 27 und 28 der Schalenelemente 25 und 26 auch zueinander hin gebogen sein. Dabei können die abgebogenen Randabschnitte 27 und 28 einander überlappen, ohne sich zu berühren. Vorzugsweise verlaufen die abgebogenen Randabschnitte 27 und 28 jeweils durchgehend von einer Anbindungsstelle zur benachbarten Anbindungsstelle.
Zur Aufnahme der Lagerbuchsen vorgesehene Öffnungen 32 und 33 an den Schalenelementen 25 und 26 sind vorzugsweise jeweils mit einem kragenförmigen Rand umgeben, so dass zweite Hülsenabschnitte 34 und 35 gebildet werden, die hier an voneinander abgewandten Seiten der Schalenelemente 25 und 26 abstehen. Jedoch können die zweiten Hülsenabschnitte 34 und 35 wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel auch auf einander zu gerichtet sein, wobei sich diese wiederum nicht berühren.
Die vorstehend erläuterten Radführungslenker 1 und 21 lassen sich durch kostengünstige Verfahren wie Tiefziehen und Verpressen herstellen. Aufwändige Prozesse wie Schweißen oder eine mechanische Nachbearbeitung sind hierbei nicht erforderlich.
Vorzugsweise werden zunächst die Schalenelemente umformtechnisch hergestellt. Dabei können gegebenenfalls gleichzeitig die ersten und zweiten Hülsenabschnitte ausgeformt werden. Es ist jedoch auch möglich, einzelne oder alle Hülsenabschnitte nach der Konturierung der Schalenelemente durch Bördeln nachträglich auszuformen.
Anschließend werden die Schalenelemente lediglich an den ersten Hülsenabschnitten 10 und 11 bzw. 30 und 31 unmittelbar miteinander verbunden, wobei das Verbinden durch Verpressen erfolgt.
Eine zusätzliche, mittelbare Verbindung der Schalenelemente 5 und 6 bzw. 25 und 26 erfolgt an den Anbindungsstellen durch Einpressen von Lagerbuchsen in die dort befindlichen Öffnungen.
Zur Vermeidung von Korrosion im Bereich der Kontaktstellen der beiden Schalenelemente an den Hülsenabschnitten ist der Einsatz von verzinkten Blechen zur Herstellung der Schalenelemente von Vorteil.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand von Ausführungsbeispielen und weiteren Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht hierauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Ansprüche definierten Ausgestaltungen.

1: Radführungslenker
2: radseitige Anbindungsstelle
3: aufbauseitige Anbindungsstelle
4: Verbindungsstruktur
5: Schalenelement
6: Schalenelement
7: Randabschnitt
8: Randabschnitt
9: Spalt
10: Hülsenabschnitt
11: Hülsenabschnitt
12: Wandabschnitt in der Haupterstreckungsebene
13: Absatz
14: Stirnseite
15: Lagerbuchse
16: Lagerbuchse
17: zweiter Hülsenabschnitt
18: zweiter Hülsenabschnitt
21: Radführungslenker
22: radseitige Anbindungsstelle
23: aufbauseitige Anbindungsstelle
24: Verbindungsstruktur
25: Schalenelement
26: Schalenelement
27: Randabschnitt
28: Randabschnitt
29: Spalt
30: Hülsenabschnitt
31: Hülsenabschnitt
32: Öffnung
33: Öffnung
34: zweiter Hülsenabschnitt
35: zweiter Hülsenabschnitt

Claims

Radführungslenker für ein Kraftfahrzeug, umfassend: – mindestens eine radseitige Anbindungsstelle (2; 22), – mindestens eine aufbauseitige Anbindungsstelle (3; 23) und – eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur (4; 24), welche zwei Schalenelemente (5, 6; 25, 26) aufweist, die lediglich über Klemmverbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Schalenelemente Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) ausbilden und an diesen Hülsenabschnitten unmittelbar miteinander verpresst sind.
Radführungslenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) voneinander beabstandet sind und lediglich an den Hülsenabschnitten (10, 11; 30, 31) in unmittelbarem Kontakt stehen.
Radführungslenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Schalenelemente (5, 6; 25, 26) symmetrisch zueinander sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass Schalenelemente (5, 6; 25, 26) Blechformteile sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an den Schalenelementen (5, 6; 25, 26) zueinander weisende Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) ausgebildet sind, welche in einander gesteckt und miteinander verpresst sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Schalenelement (5, 6; 25, 26) ein Hülsenabschnitt ausgebildet ist, welcher mit einer Öffnung am anderen Schalenelement verpresst ist.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenabschnitte (10, 11) durch Tiefziehen erhaltene Durchzüge sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Hülsenabschnitte (30, 31) gebördelt sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Hülsenabschnitt (11) eines Schalenelements (6) ein Absatz (13) ausgebildet ist, an dem sich das andere Schalenelement (5) abstützt.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass an einem Hülsenabschnitt (11) eines Schalenelements (6) ein Absatz ausgebildet ist, an dem sich das andere Schalenelement (5) mit der Stirnseite (14) eines an diesem ausgebildeten Hülsenabschnitts (5) abstützt.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an einer oder mehreren Anbindungsstellen (2, 3; 22, 23) jeweils eine Lagerbuchse (15, 16) vorgesehen ist, welche mit beiden Schalenelementen (5, 6; 25, 26) verpresst ist.
Radführungslenker nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerbuchse (15, 16) mit an den Schalenelementen (5, 6; 25, 26) ausgebildeten zweiten Hülsenabschnitten (10, 11; 30, 31) verpresst ist.
Radführungslenker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) zueinander weisen, jedoch einander nicht berühren.
Radführungslenker nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) an voneinander abgewandten Seiten der Schalenelemente (5, 6; 25, 26) ausgebildet sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) an den Anbindungsstellen (2, 3; 22, 23) durch Lagerbuchsen (15, 16) gekoppelt sind und zwischen den Anbindungsstellen (2, 3; 22, 23) über Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) unmittelbar miteinander verpresst sind.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (5, 6) an ihrem Umfang zueinander gekrümmte Randabschnitte (7, 8) aufweisen.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Schalenelemente (25, 26) abgewinkelte Randabschnitte (27, 28) aufweisen, die voneinander weg weisen.
Radführungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 17, umfassend mindestens eine radseitige Anbindungsstelle, mindestens einer aufbauseitige Anbindungsstelle und eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur, welche zwei voneinander beabstandete Schalenelemente (5, 6; 25, 26) aufweist, die lediglich über lokale Klemmverbindungen miteinander verbunden sind, wobei die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) integrale Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) ausbilden und an diesen Hülsenabschnitten unmittelbar miteinander verpresst sind und an den Anbindungsstellen (2, 3; 22, 23) jeweils eine Lagerbuchse (15, 16) mit den Schalenelementen (5, 6; 25, 26) verpresst ist.
Verfahren zur Herstellung eines Radführungslenkers für ein Kraftfahrzeug, welcher mindestens eine radseitige Anbindungsstelle (2; 22), mindestens eine aufbauseitige Anbindungsstelle (3; 23) und eine sich zwischen diesen erstreckende Verbindungsstruktur (4; 24) mit zwei Schalenelementen (5, 6; 25, 26) aufweist, bei dem – die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) umformtechnisch hergestellt werden, – an den Schalenelementen (5, 6; 25, 26) Hülsenabschnitte (10, 11; 30, 31) ausgeformt werden, und – die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) lediglich an den Hülsenabschnitten (10, 11; 30, 31) unmittelbar miteinander verbunden werden, wobei das Verbinden durch Verpressen erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass an den Anbindungsstellen (2, 3; 22, 23) Öffnungen ausgebildet werden und die Schalenelemente (5, 6; 25, 26) an den Anbindungsstellen durch Verpressen von Lagerbuchsen (15, 16) mit den Öffnungen miteinander verbunden werden.