DE102008056271B4

DE102008056271B4 - Querlenker in Blechkonstruktion

Info

Publication number: DE102008056271B4
Application number: DE102008056271.8A
Authority: DE
Inventors: Martin Roller; Dr. Tröndle Georg
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2008-11-06
Filing date: 2008-11-06
Publication date: 2021-02-04
Anticipated expiration: 2028-11-07
Also published as: DE102008056271A1

Abstract

Querlenker in Blechkonstruktion, umfassend:zwei Blechschalen (2, 3) mit jeweils einem ersten Endabschnitt (11, 13), einem zweiten Endabschnitt (12, 14) und einem den ersten und zweiten Endabschnitt (11, 12, 13, 14) verbindenden Verbindungsabschnitt (19, 20), wobei die zwei Blechschalen (2, 3) jeweils an dem ersten Endabschnitt (11, 13) eine gezogene Buchse (15, 17) ausbilden und die Verbindungsabschnitte (19, 20) jeweils zwei einwärts gekrümmte Randabschnitte (7, 8, 9, 10), die sich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (11, 12, 13, 14) erstrecken, aufweisen,ein erstes Lager (4), das in den gezogenen Buchsen (15, 17) der ersten Endabschnitte (11, 13) gehalten ist, unddie Randabschnitte (7, 8, 9, 10) der Blechschalen (2, 3) jeweils paarweise unter Ausbildung eines Hohlkörpers miteinander verbunden sind, so dass eine geschlossene Blechschalenkonstruktion gebildet wird, bei der die beiden Blechschalen (2, 3) gemeinsam einen Hohlraum (6) umschließen, dadurch gekennzeichnet, dassdie zwei Blechschalen (2, 3) jeweils an einem zweiten Endabschnitt (12, 14) eine gezogene Buchse (16, 18) ausbilden und ein zweites Lager (5) in den gezogenen Buchsen (16, 18) der zweiten Endabschnitte (12, 14) gehalten ist,die Blechschalen (2, 3) jeweils zumindest an einem Randabschnitt (7, 8, 9, 10) eine Auswölbung (24, 25) ausbilden, so dass der Querschnitt des Querlenkers an dem betreffenden Randabschnitt (7, 8, 9, 10) eine größere Weite (w) aufweist, undim Bereich abgewinkelter Randabschnitte (7, 8, 9, 10) benachbarter Blechschalen (2, 3) die Verbindung der Blechschalen (2, 3) durch eine Öffnung (28) unterbrochen ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Querlenker in Blechkonstruktion nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Querlenker werden im Fahrzeugbau eingesetzt, um ein Fahrzeugrad gegenüber dem Fahrzeugaufbau abzustützen. Sie sind in einer kaum überschaubaren Vielzahl von Ausgestaltungen bekannt. Gleichwohl besteht weiterhin Verbesserungsbedarf im Hinblick auf ein geringes Bauteilgewicht, eine hohe Steifigkeit und eine kostengünstige und einfache Fertigung bei großen Stückzahlen.
Ein Querlenker der eingangs genannten Art ist aus DE 39 21 468 C1 bekannt. Dieser weist zwei Blechschalen auf, die bis auf eine lokale Schweißstelle, unverbunden sind. Der zwischen den Blechschalen gebildete Raum ist sowohl nach unten als auch nach oben offen. Die Blechschalen bilden an einem ersten Endabschnitt jeweils in diese integrierte gezogene Buchsen aus, in denen ein Lager gehalten ist. An den gegenüberliegenden zweiten Endabschnitten der Blechschalen finden sich Durchbrechungen in Lagerwangen zur Aufnahme eines Lagerbolzens.
DE 10 2006 028 713 B3 offenbart einen Querlenker mit einem an einer Seite offenen U-Profil.
DE 10 2006 051 609 B3 offenbart einen Querlenker mit Doppel-T-Profil, dessen Flanken flach aufeinander liegen. Die Randabschnitte der Blechschalen sind nach außen weggebogen.
DE 602 20 031 T2 betrifft ein Strukturelement für einen dreieckigen Arm für die Aufhängung bei einem Kraftfahrzeug. Das Strukturelement besteht aus zwei Halbschalen, die eine im Wesentlichen plane Oberfläche aufweisen und welche jeweils Verbindungskanten mit voneinander abweisenden Stirnseiten aufweisen, die miteinander verschweißt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen kostengünstig und einfach herstellbaren Leichtbau-Querlenker mit hoher Steifigkeit und Festigkeit zu schaffen.
Diese Aufgabe wird durch einen Querlenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Der erfindungsgemäße Querlenker weist die Merkmale des Anspruchs 1 auf. Der erfindungsgemäße Querlenker weist im Verhältnis zu seinem Bauteilgewicht eine hohe Steifigkeit und eine hohe Festigkeit auf. Er besitzt eine geringe Anzahl von Bauteilen und lässt sich in großen Stückzahlen effizient fertigen.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 eine Seitenansicht eines Querlenkers nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine weitere Seitenansicht des Querlenkers nach 1,
3 eine räumliche Ansicht des Querlenkers,
4 eine Querschnittsansicht des Querlenkers, und in
5 weitere mögliche Querschnittsformen.

Der in den 1 bis 4 beispielhaft dargestellte Querlenker dient der Abstützung eines Fahrzeugrads gegenüber einem Fahrzeugaufbau. Hierzu weist der Querlenker einen radseitigen Anbindungspunkt und einen aufbauseitigen Anbindungspunkt auf. Es ist jedoch auch möglich, den Querlenker mit drei Anbindungspunkten auszuführen.
Der dargestellte Querlenker wird durch zwei miteinander verbundene Blechschalen 2 und 3 sowie zwei an den Blechschalen 2 und 3 angeordnete Lager 4 und 5 gebildet. Er ist als geschlossene Blechschalenkonstruktion ausgeführt, bei der die beiden Blechschalen 2 und 3 gemeinsam einen Hohlraum 6 umschließen. Die Blechschalen 2 und 3 weisen zueinander umgebogene Randabschnitte 7 bis 10 auf und sind an diesen Randabschnitten unter Ausbildung eines Hohlkörpers miteinander verbunden.
Jede Blechschale 2 bzw. 3 weist je Lager 4 bzw. 5 einen Endabschnitt 11 bis 14 auf. An jedem Endabschnitt 11 bis 14 ist eine gezogene Buchse 15 bis 18 ausgebildet. Jedes Lager 4 bzw. 5 ist dabei durch zwei Buchsen 15 und 17 bzw. 16 und 18 verschiedener Blechschalen gehalten. Die Buchsen 15 bis 18 zur Halterung eines Lagers 4 bzw. 5 sind voneinander beabstandet und als voneinander weg gerichtete Durchzüge an den Blechschalen 2 und 3 ausgebildet. Hierdurch ergibt sich eine besonders leichtgewichtige, gleichwohl stabile Lageraufnahme. Jedoch können die gezogenen Buchsen auch an den zueinander weisenden Innenseiten der Blechschalen vorstehen. Die Lager 4 und 5 bzw. Außenhülsen derselben bzw. die Lager aufnehmende Hülsen sind mit den Buchsen 15 bis 18 verpresst. Die Hülsen können auch mit den Buchsen 15 bis 18 verschweißt sein.
Die Endabschnitte 11 und 12 bzw. 13 und 14 einer Blechschale 2 bzw. 3 sind über einen mit den jeweiligen Endabschnitten 11 und 12 bzw. 13 und 14 aus einem Stück hergestellten Verbindungsabschnitt 19 bzw. 20 miteinander verbunden. Dieser kann wie bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bogenförmig gekrümmt sein, jedoch auch eine andere Form aufweisen.
Die zwischen den Endabschnitten 11 bis 14 verlaufenden Randabschnitte 7 bis 10 der Verbindungsabschnitte 19 und 20 sind jeweils einwärts, d.h. jeweils in Richtung der anderen Blechschale 2 bzw. 3, gekrümmt. Die Randabschnitte 7 bis 10 der beiden Blechschalen 2 und 3 stoßen mit ihren Stirnseiten zusammen und sind durch Schweißen miteinander verbunden. Entsprechende Schweißnähte 21 sind durch Laserschweißen oder durch Laserschweißen mit Zusatzwerkstoff, d.h. so genanntes Laser-Hybrid-Schweißen, hergestellt. Jedoch können auch andere thermische Fügeverfahren zum Einsatz kommen. Zudem ist es möglich, die Randabschnitte miteinander zu verbördeln.
Im Bereich abgewinkelter Randabschnitte 8 und 10 benachbarter Blechschalen ist ein Wasserablaufloch 28 vorgesehen, das in Einbaulage des Querlenkers untenliegend angeordnet ist. Dieses Wasserablaufloch 28 kann durch entsprechende Ausnehmungen an den Randabschnitten gebildet sein, so dass die Verbindung der Blechschalen 2 und 3 bzw. die Schweißnaht 21 durch eine Öffnung unterbrochen ist.
4 zeigt einen Querschnitt des Querlenkers im Bereich der Verbindungsabschnitte 19 und 20 der Blechschalen 2 und 3. Die Blechschalen 2 und 3 sind hier symmetrisch ausgebildet und in einer Haupterstreckungsebene E des Querlenkers miteinander verbunden. Jedoch können auch asymmetrische Blechschalen zum Einsatz kommen.
Wie 4 zeigt, bilden die Blechschalen 2 und 3 jeweils einen zur Haupterstreckungsebene E des Querlenkers parallelen Wandflächenabschnitt 22 und 23 aus. Weiterhin bilden die Blechschalen 2 und 3 am Rand des Querlenkers mit kleinerem Krümmungsradius an den Randabschnitten 7 und 9 jeweils eine Auswölbung 24 bzw. 25 aus, so dass der Querschnitt des Querlenkers an den betreffenden Randabschnitten 7 und 9 eine größere Weite w aufweist. Der Bereich l_a der Querschnittsaufweitung bezogen auf die Querschnittslänge l in der Haupterstreckungsebene E beträgt maximal ein Achtel der Querschnittslänge l.
Weitere Querschnittsvarianten sind in 5 dargestellt. So kann der Querschnitt, wie in Variante A gezeigt, gänzlich ohne Querschnittsaufweitung ausgeführt sein. Die Randabschnitte 7 und 8 bzw. 9 und 10 gehen dann unmittelbar in zur Haupterstreckungsebene E parallele Wandflächenabschnitt 22 und 23 über.
Ferner können, wie in Variante D gezeigt, beide Ränder des Querlenkers mit Querschnittsaufweitungen 24 und 25 analog 4 ausgeführt werden.
Weiterhin ist es gemäß Variante B möglich, die Blechschalen 2 und 3 mit keilförmig zueinander angestellten Wandflächenabschnitten 26 und 27 ausbilden, die jeweils unmittelbar in abgewinkelte Randabschnitte 7 bis 10 übergehen.
In einer weiteren Ausgestaltungsvariante C schließt je Blechschale 2 bzw. 3 an einen zur Haupterstreckungsebene E parallelen Wandflächenabschnitt 22 bzw. 23 ein schräger Wandflächenabschnitt 26 bzw. 27 an. Dabei liegen sowohl die parallelen Wandflächenabschnitte 22 bzw. 23 als auch die keilförmig zueinander angestellten Wandflächenabschnitte 26 und 27 jeweils paarweise einander gegenüber, wobei die Haupterstreckungsebene E die Symmetrie- und Verbindungsebene bildet.
Weiterhin ist es möglich, die in den 4 und 5 dargestellten Blechschalenvarianten untereinander zu kombinieren, wobei sich dann ein asymmetrischer Querschnitt ergibt. In jedem Fall bilden die Blechschalen gemeinsam einen Hohlraum und sind an zueinander abgewinkelten Randabschnitten miteinander verbunden. Zudem weist jede Blechschale je Lager eine gezogene Buchse auf, so dass die Lager jeweils in zwei beabstandeten Buchsen gehalten sind.
Die Blechschalen sind vorzugsweise aus Stahlblech hergestellt und weisen eine konstante Wanddicke auf. Auch eine Herstellung aus Leichtmetallblech ist möglich.
Bezugszeichenliste

2: Blechschale
3: Blechschale
4: Lager
5: Lager
6: Hohlraum
7: Randabschnitt
8: Randabschnitt
9: Randabschnitt
10: Randabschnitt
11: Endabschnitt
12: Endabschnitt
13: Endabschnitt
14: Endabschnitt
15: Buchse
16: Buchse
17: Buchse
18: Buchse
19: Verbindungsabschnitt
20: Verbindungsabschnitt
21: Schweißnaht
22: paralleler Wandflächenabschnitt
23: paralleler Wandflächenabschnitt
24: Auswölbung
25: Auswölbung
26: keilförmig angestellter Wandflächenabschnitt
27: keilförmig angestellter Wandflächenabschnitt
28: Wasserablaufloch
E: Haupterstreckungsebene
l: Querschnittslänge
l_a: Querschnittslänge der Auswölbung
w: Weite des Querlenkers an der bzw. den Auswölbungen

Claims

Querlenker in Blechkonstruktion, umfassend: zwei Blechschalen (2, 3) mit jeweils einem ersten Endabschnitt (11, 13), einem zweiten Endabschnitt (12, 14) und einem den ersten und zweiten Endabschnitt (11, 12, 13, 14) verbindenden Verbindungsabschnitt (19, 20), wobei die zwei Blechschalen (2, 3) jeweils an dem ersten Endabschnitt (11, 13) eine gezogene Buchse (15, 17) ausbilden und die Verbindungsabschnitte (19, 20) jeweils zwei einwärts gekrümmte Randabschnitte (7, 8, 9, 10), die sich zwischen dem ersten und zweiten Endabschnitt (11, 12, 13, 14) erstrecken, aufweisen, ein erstes Lager (4), das in den gezogenen Buchsen (15, 17) der ersten Endabschnitte (11, 13) gehalten ist, und die Randabschnitte (7, 8, 9, 10) der Blechschalen (2, 3) jeweils paarweise unter Ausbildung eines Hohlkörpers miteinander verbunden sind, so dass eine geschlossene Blechschalenkonstruktion gebildet wird, bei der die beiden Blechschalen (2, 3) gemeinsam einen Hohlraum (6) umschließen, dadurch gekennzeichnet, dass die zwei Blechschalen (2, 3) jeweils an einem zweiten Endabschnitt (12, 14) eine gezogene Buchse (16, 18) ausbilden und ein zweites Lager (5) in den gezogenen Buchsen (16, 18) der zweiten Endabschnitte (12, 14) gehalten ist, die Blechschalen (2, 3) jeweils zumindest an einem Randabschnitt (7, 8, 9, 10) eine Auswölbung (24, 25) ausbilden, so dass der Querschnitt des Querlenkers an dem betreffenden Randabschnitt (7, 8, 9, 10) eine größere Weite (w) aufweist, und im Bereich abgewinkelter Randabschnitte (7, 8, 9, 10) benachbarter Blechschalen (2, 3) die Verbindung der Blechschalen (2, 3) durch eine Öffnung (28) unterbrochen ist.
Querlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) in einer Haupterstreckungsebene (E) des Querlenkers miteinander verbunden sind.
Querlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) in einer Haupterstreckungsebene (E) des Querlenkers durch Schweißen miteinander verbunden sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Randabschnitte (7, 8, 9, 10) der beiden Blechschalen (2, 3) mit ihren Stirnseiten zusammengefügt und durch Schweißen verbunden sind.
Querlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsabschnitte (19, 20) zwischen zwei Lagern (4, 5) bogenförmig gekrümmt sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (15, 16, 17, 18) zur Halterung eines Lagers (4, 5) voneinander beabstandet sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (15, 16, 17, 18) zur Halterung eines Lagers (4, 5) als voneinander weg gerichtete Durchzüge an den Blechschalen (2, 3) ausgebildet sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) jeweils einen zur Haupterstreckungsebene (E) des Querlenkers parallelen Wandflächenabschnitt (22, 23) ausbilden.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) keilförmig zueinander angewinkelte Wandflächenabschnitte (26, 27) ausbilden.
Querlenker nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittslänge (la) des Bereichs der Querschnittsaufweitung bezogen auf die Querschnittslänge (I) in der Haupterstreckungsebene (E) maximal ein Achtel der Querschnittslänge (I) beträgt.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) zueinander symmetrisch sind.
Querlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Blechschalen (2, 3) eine konstante Wanddicke aufweisen.