DE102009042403B4

DE102009042403B4 - Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102009042403B4
Application number: DE102009042403.2A
Authority: DE
Inventors: Stefan Schacht
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2009-09-21
Filing date: 2009-09-21
Publication date: 2023-01-12
Anticipated expiration: 2029-09-22
Also published as: DE102009042403A1

Abstract

Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend:
- eine Federlenkerschale (2; 2') mit einem ersten Endabschnitt (3; 3') zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt (4; 4') zur radseitigen Anbindung und einem erweiterten Abschnitt (5; 5') zur Abstützung einer Feder, der zwischen beiden Endabschnitten (3, 4; 3', 4') angeordnet ist und ein U-förmiges Profil aufweist, und
- ein Schließblech (20; 20'), das im Bereich des erweiterten Abschnitts (5; 5') das U-förmige Profil der Federlenkerschale (2; 2') überbrückt und eine Durchgangsöffnung (21; 21') für die Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20; 20') einen die Durchgangsöffnung (21; 21') zumindest abschnittsweise umgebenden Kragen (22; 22') aufweist, der nach außen gestülpt ist und ein im Wesentlichen C-förmiges Querschnittsprofil aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federlenker für eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Federlenker dienen der Führung eines Rades in einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. 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 hohen Belastungen. Vor allem im Bereich der Federauflage kann es unter wechselnder Last zu einer Profilaufweitung der Federlenkerschale kommen.
Aus DE 10 2004 003 151 A1 ist bereits bekannt, einen Federlenker durch ein die Feder umschließendes Schließblech auszusteifen, das in die offene Seite des U-förmigen Profils der Federlenkerschale eingeschweißt wird und einen Federsitz ausbildet. Weiterhin ist aus DE 10 2004 008 957 A1 bekannt, das U-förmige Profil mit zwei Schließblechen in Form von sichelförmigen Blechstreifen zu überbrücken.
Im erstgenannten Fall ergeben sich durch das eingesetzte Schließblech im Bereich der Federaufnahme verhältnismäßig große Abmessungen, welche den Gestaltungsfreiraum für eine Radaufhängung einschränken. Im zweiten Fall lässt sich eine kompaktere Bauweise realisieren. Jedoch sind durch die zierlichen Blechstreifen die Aussteifungsmöglichkeiten beschränkt. Zudem gestaltet sich die Positionierung und Befestigung der Blechstreifen in der Montage schwierig.
Ein gattungsgemäßer Federlenker mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 ist aus DE 10 2004 032 471 A1 bekannt.
Ein weiterer Federlenker ist aus der nachveröffentlichten DE 10 2008 059 916 B3 bekannt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federlenker zu schaffen, der bei kompakten Abmessungen und geringem Bauteilgewicht eine hohe Steifigkeit aufweist und sich einfach und kostengünstig herstellen lässt.
Diese Aufgabe wird durch einen Federlenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Im Vergleich zu der DE 10 2004 003 151 A1 werden bei gleicher Steifigkeit kompaktere Abmessungen insbesondere im Bereich der Federaufnahme erzielt. Im Vergleich zu der DE 10 2004 008 957 A1 ist die Steifigkeit höher, so dass eine Profilaufweitung der Federlenkerschale stark eingeschränkt wird.
Durch den nach außen gestülpten Kragen wird die Struktursteifigkeit des Schließblechs verbessert, ohne den Freigang für die Feder, der beim Einfedern benötigt wird, zu beeinträchtigen. Dadurch kann der erweiterte Abschnitt der Federlenkerschale im Vergleich zu einem einwärts gestülpten Kragen am Schließblech schlanker ausgeführt werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:

1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für einen Federlenker nach der Erfindung,
2 eine Schnittansicht des Federlenkers im Bereich eines erweiterten Abschnitts mit einem Federsitz, und in
3 ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Federlenker nach der Erfindung.

Das in den 1 und 2 dargestellte erste Ausführungsbeispiel zeigt einen Federlenker 1 für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Dieser verbindet einen Radträger gelenkig mit einem Fahrzeugaufbau. Zudem ist der Fahrzeugaufbau über eine Feder 30 auf dem Federlenker 1 abgestützt.
Der Federlenker 1 umfasst eine Federlenkerschale 2 und ein an dieser befestigtes Schließblech 20.
Die Federlenkerschale 2 weist insgesamt ein U-förmiges Querschnittsprofil auf, wobei die offene Seite zu der Feder 30 weist. 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 der Feder 30. Die Federlenkerschale 2 ist aus einer Blechplatine umformtechnisch in einem Stück hergestellt.
Wie insbesondere 2 zeigt, ist der erweiterte Abschnitt 5 der Federlenkerschale 2 topfförmig ausgebildet. Er besitzt einen Bodenabschnitt 6, 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 und schließen mit dem Bodenabschnitt 6 einen Winkel im Bereich von 90° bis 95° ein.
An dem Bodenabschnitt 6 ist ein Federsitz 9 ausgebildet. Im Zentrum des Federsitzes 9 ist an dem Bodenabschnitt 6 eine einwärts gerichtete Erhebung 10 zur Zentrierung der Feder 30 ausgeformt. Die Erhebung 10 weist bevorzugt eine mittige Durchgangsöffnung 11 auf. Der Federsitz 9 kann durch Sicken oder eine ausgestülpte Ringfläche im Bodenabschnitt 6 abgesetzt sein, wodurch die Steifigkeit der Federlenkerschale 2 verbessert wird. Eine oder mehrere weitere Öffnungen 12 an dem Bodenabschnitt 6 dienen dem Wasserablauf.
Zur weiteren Aussteifung der Federlenkerschale 2 sind die Ränder der Flanken 7 und 8 an der offenen Profilseite nach außen umgebogen, so dass zu den Flanken 7 und 8 abgewinkelte Randabschnitte 13 und 14 gebildet werden. Die abgewinkelten Randabschnitte 13 und 14 verlaufen jeweils durchgehend zwischen den beiden Endabschnitten 3 und 4 und reichen vorzugsweise bis an dort befindliche Lageraufnahmeabschnitte 15 und 16 heran. Die Randabschnitte 13 und 14 können soweit umgebogen sein, dass diese einen ersten in etwa horizontalen Abschnitt und einen demgegenüber weiter umgebogenen zweiten Abschnitt ausbilden.
Die Breite des Federlenkers 1 nimmt von den Endabschnitten 3 und 4 zu dem erweiterten Abschnitt 5 zu. Der radseitige Endabschnitt 4 ist dabei kürzer als der aufbauseitige Endabschnitt 3. Letzterer weist einen an Lagerabschnitt 15 anschließenden Bereich 3a auf, in dem die Flanken 7 und 8 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Dieser geht über einen sich erweiternden Übergangsabschnitt 3b in einen dritten Bereich 3c über, in dem die Flanken 7 und 8 im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen, wobei der Abstand zwischen den Flanken größer ist als im ersten Bereich 3a. Der dritte Bereich 3c geht in den topfförmigen erweiterten Abschnitt 5 über.
Das Schließblech 20, das im Bereich des erweiterten Abschnitts 5 das U-förmige Profil der Federlenkerschale 2 überbrückt, ist in einem Stück aus einer Blechplatine umformtechnisch hergestellt. Es kann eine größere Wanddicke als die Federlenkerschale 2 aufweisen. Wie 1 zeigt, erstreckt sich das Schließblech 20 über den erweiterten Abschnitt 5 sowie über den dritten Bereich 3c des aufbauseitigen Endabschnitts 3. Es verbindet die einander gegenüberliegenden Flanken 7 und 8. Dabei liegt das Schließblech 20 auf den abgewinkelten Randabschnitten 13 und 14 auf und ist dort verschweißt.
Das Schließblech 20 weist eine Durchgangsöffnung 21 für die Feder 30 auf. Deren Innendurchmesser ist ausreichend groß gewählt, um den nötigen Freigang für die Feder 30 zu gewährleisten. Der Freigang ist in 2 mit dem Abstand a gekennzeichnet. Zur Erzielung einer besonders kompakten Bauweise ist der maximale Abstand b der Flanken 7 und 8 in dem erweiterten Abschnitt 5 so gewählt, dass dieser dem Durchmesser D der Feder 30 plus dem doppelten Freigang a entspricht. Der Durchmesser d der Durchgangsöffnung 21 ist gleich oder größer dem maximalen Abstand b zwischen den Flanken 7 und 8.
Zur Aussteifung des Schließbleches 20 weist dieses einen die Durchgangsöffnung 21 umgebenden Kragen 22 auf, der nach außen gestülpt ist, um den Freigang a nicht zu beeinträchtigen und so den maximalen Abstand b zwischen den Flanken klein zu halten. Der Kragen 22 weist ein im Wesentlichen C-förmiges Querschnittsprofil auf und erstreckt sich durchgängig, ununterbrochen um die Durchgangsöffnung 21.
Weiterhin kann das Schließblech 20 sich abschnittsweise in die Federlenkerschale 2 hineinwölben. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel bildet das Schließblech 3 einen an die Durchgangsöffnung 21 anschließenden Verlängerungsabschnitt 23 aus, der eine in die Federlenkerschale 2 hineinragende Wölbung 24 aufweist. Der Verlängerungsabschnitt 23 und die Wölbung 24 sind im Bereich des dritten Abschnitts 3c angeordnet. Die Wölbung 24 ist durch eine zweite Durchgangsöffnung 25 unterbrochen. Es ergibt sich somit ein Schließblech 20 mit drei Stegen, welche jeweils die zwei einander gegenüberliegenden Flanken 7 und 8 der Federlenkerschale 1 verbinden.
Auch im Bereich der Lageabschnitte 15 und 16 kann durch ausgestellte Kragen 17 um dort befindliche Lageröffnungen 18 ein Versteifungseffekt erzielt werden.
3 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel für einen Federlenker 1'. Dieser ist im Wesentlichen entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel ausgebildet. Der Federlenker 1' umfasst eine umformtechnisch hergestellte, einstückige Federlenkerschale 2' mit einem in etwa U-förmigen Profil, wobei eine offene Seite in Einbaulage am Fahrzeug nach oben weist. Das U-Profil verläuft 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 Feder. Der erweiterte Abschnitt 5' ist topfförmig ausgebildet. Er besitzt einen Bodenabschnitt 6' zur Abstützung der Feder entsprechend dem ersten Ausführungsbeispiel. An den Bodenabschnitt 6' grenzen zwei einander gegenüberliegende Flanken 7' und 8' des U-Profils an. Diese Flanken 7' und 8' erstrecken sich jeweils von einem Endabschnitt 3' zu dem anderen Endabschnitt 4' der Federlenkerschale 2 und sind jeweils etwas nach außen geneigt. Der Bodenabschnitt 6' kann durch Sicken oder eine ausgestülpte Ringfläche im Bodenabschnitt versteift sein.
An den freien Profilenden der Flanken 7' und 8' sind wiederum nach außen abgewinkelte Randabschnitte 13' und 14' ausgebildet. Die abgewinkelten Randabschnitte 13' und 14' verlaufen jeweils durchgehend zwischen den beiden Endabschnitten 3' und 4' und reichen vorzugsweise bis an dort befindliche Lageraufnahmeabschnitte 15' und 16' heran. Die Randabschnitte 13' und 14' können soweit umgebogen sein, dass diese einen ersten in etwa horizontalen Abschnitt und einen demgegenüber weiter umgebogenen zweiten Abschnitt ausbilden. Die Breite des Federlenkers 1' nimmt von den Endabschnitten 3' und 4' zu dem erweiterten Abschnitt 5' zu, wobei der radseitige Endabschnitt 4' ist kürzer als der aufbauseitige Endabschnitt 3' ist.
Der Federlenker 1' umfasst ferner ein im Bereich des erweiterten Abschnitts 5' angeordnetes Schließblech 20', das die Federlenkerschale 2' überbrückt und an dieser befestigt, vorzugsweise angeschweißt ist. Das Schließblech 20' ist in einem Stück aus einer Blechplatine umformtechnisch hergestellt. Es erstreckt sich über den erweiterten Abschnitt 5' und verbindet die abgewinkelten Randabschnitte 13' und 14'. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel weist es keine Verlängerung in einen der Endabschnitte 3' und 4' auf.
Das Schließblech 20' weist eine Durchgangsöffnung 21' für die Feder auf. Der Innendurchmesser der Durchgangsöffnung 21' ist größer als der Federaußendurchmesser einschließlich eines beim Einfedern benötigten radialen Freigangs für die Feder, so dass die Feder selbst bei maximalem Einfedern die Flanken 7' und 8' nicht berührt.
Um die Durchgangsöffnung 21' ist ein nach außen gestülpter Kragen 22' ausgebildet, wodurch der Freigang nicht beeinträchtigt wird und der Abstand zwischen den Flanken 7' und 8' klein bleibt. Der Kragen 22' kann wie in dem ersten Ausführungsbeispiel ein im Wesentlichen C-förmiges Querschnittsprofil aufweisen. Im Unterschied zu dem ersten Ausführungsbeispiel ist der die Flanken 7' und 8' verbindende Stegabschnitt 26' einschließlich des dort befindlichen Kragens 22' an der Seite des längeren Endabschnitts 3' etwas in die Federlenkerschale 2' hineingewölbt. Im Bereich des Stegabschnitts 26' kann der Kragen 22' ganz oder teilweise entfallen. Zur Verbreiterung der Abstützbasis an der Federlenkerschale 2' bildet das Schließblech 20' in Richtung des Endabschnitts 3' vorspringende Nasen 27' auf, die auf den Randabschnitten 13' und 14' am weitesten vorstehen. Solche Nasen 27' können auch in Richtung beider Endabschnitte 3' und 4' vorgesehen sein.
Die vorstehend erläuterten Federlenker lassen sich sehr einfach und kostengünstig aus einer Blechplatine herstellen. Durch die vorstehend geschilderten Maßnahmen wird bei leichter Bauweise und schlanker Ausführung eine hohe Steifigkeit erzielt, die an gegossene oder geschweißte Federlenker-Konstruktionen heranreicht.
Bezugszeichenliste

1, 1': Federlenker
2, 2': Federlenkerschale
3, 3': erster Endabschnitt
3a: erster Abschnitt
3b: Übergangsabschnitt
3c: dritter Abschnitt
4, 4': zweiter Endabschnitt
5, 5': erweiterter Abschnitt
6, 6': Bodenabschnitt
7, 7': Flanke des U-förmigen Profils
8, 8': gegenüberliegende Flanke des U-förmigen Profils
9: Federsitz
10: Erhebung
11: zentrale Öffnung
12: weitere Öffnung
13, 13': Randabschnitt
14, 14': Randabschnitt
15, 15': Lagerabschnitt
16, 16': Lagerabschnitt
17: Kragen
18: Lageröffnung
20: Schließblech
21, 21': Durchgangsöffnung
22, 22': umlaufender Kragen
23: Verlängerungsabschnitt
24: Wölbung
25: zweite Durchgangsöffnung
26': Stegabschnitt
27': Nase
30: Feder
a: Freigang
b: maximaler Abstand zwischen den Flanken
d: Durchmesser der Durchgangsöffnung 21
D: Durchmesser der Feder

Claims

Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend: - eine Federlenkerschale (2; 2') mit einem ersten Endabschnitt (3; 3') zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt (4; 4') zur radseitigen Anbindung und einem erweiterten Abschnitt (5; 5') zur Abstützung einer Feder, der zwischen beiden Endabschnitten (3, 4; 3', 4') angeordnet ist und ein U-förmiges Profil aufweist, und - ein Schließblech (20; 20'), das im Bereich des erweiterten Abschnitts (5; 5') das U-förmige Profil der Federlenkerschale (2; 2') überbrückt und eine Durchgangsöffnung (21; 21') für die Feder aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20; 20') einen die Durchgangsöffnung (21; 21') zumindest abschnittsweise umgebenden Kragen (22; 22') aufweist, der nach außen gestülpt ist und ein im Wesentlichen C-förmiges Querschnittsprofil aufweist.
Federlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Ränder des erweiterten Abschnitts (5) jeweils nach außen abgewinkelt sind und das Schließblech (20) auf den abgewinkelten Randabschnitten (13, 14) aufliegt.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) sich abschnittsweise in die Federlenkerschale (2) hineinwölbt.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) einen an die Durchgangsöffnung (21) anschließenden Verlängerungsabschnitt (23) ausbildet, der eine in die Federlenkerschale hineinragende Wölbung (24) aufweist.
Federlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wölbung (24) durch eine zweite Durchgangsöffnung (25) unterbrochen ist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) drei Stege aufweist, welche jeweils zwei einander gegenüberliegende Flanken (7, 8) der Federlenkerschale (2) verbinden.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) mit der Federlenkerschale (2) verschweißt ist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) in einem Stück aus einer Blechplatine hergestellt ist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Schließblech (20) eine größere Wanddicke als die Federlenkerschale (2) aufweist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das U-förmige Profil des erweiterten Abschnitts (5) zwei einander gegenüberliegende Flanken (7, 8) sowie einen diese verbindenden Bodenabschnitt (6) aufweist, und dass an dem Bodenabschnitt (6) ein Federsitz (9) ausgebildet ist.
Federlenker nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass im Zentrum des Federsitzes (9) an dem Bodenabschnitt (6) eine einwärts gerichtete Erhebung (10) mit einer mittigen Durchgangsöffnung (11) ausgeformt ist.
Federlenker nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Federsitz (9) durch Sicken oder eine ausgestülpte Ringfläche abgesetzt ist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Flanken (7, 8) in dem erweiterten Abschnitt (5) mit dem Bodenabschnitt (6) einen Winkel im Bereich von 90° bis 95° einschließen.