-
Die Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug gemäß der Merkmalskombination des Patentanspruchs 1 der Erfindung. Gemäß Anspruch 10 der Erfindung betrifft dieselbe ferner ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Verbundlenker-Hinterachse.
-
Verbundlenker-Hinterachsen verbinden die Hinterräder eines Kraftfahrzeugs mit dem Fahrzeugaufbau. Typischerweise bewegt sich bei Verbundlenker-Hinterachsen ein kurvenäußeres Rad unter einer von außen wirkenden Seitenkraft in Richtung Nachspur. Um einen solchen Nachspureffekt gering zu halten, müssen Verbundlenker-Hinterachsen möglichst seiten-, sturz- und vorspursteif sein. Der nachteilige Nachspureffekt unter Seitenkraft kann durch geeignete elastokinematische Spur- und Sturzänderungen beim wechselseitigen Ein- und Ausfedern der Längslenker kompensiert werden. Bei Verbundlenker-Hinterachsen werden die elastokinematischen Eigenschaften stark durch die Lage und Formgebung des Profils des Querträgers beeinflusst. Durch eine definierte Torsionsverformung des Querträgers wird in Abhängigkeit der Profilform beim wechselseitigen Ein- und Ausfedern der Längslenker ein Wanklenken in Richtung Vorspur erzielt. Um das Torsionspotential des Querträgers möglichst effektiv ausnutzen zu können, ist eine steife, den auftretenden hohen Belastungen standhaltende Anbindung des Querträgers an die Längslenker erforderlich. Diese bedingen eine entsprechend massive Ausgestaltung des Querträgers, indem beispielsweise hohe Wandungsdicken des Querträgers vorgesehen werden, welches jedoch die ungefederten Massen am Fahrzeug unvorteilhaft erhöht. Um diesem nachteiligen Umstand zu begegnen, wird mit der
DE 10 2009 050 058 A1 eine Verbundlenker-Hinterachse mit zwei Längslenkern und mit einem dieselben untereinander verbindenden Querträger vorgeschlagen, wobei im Übergangsbereich vom jeweiligen Längslenker zum Querlenker ein gegebenenfalls schräg angestelltes Versteifungs- bzw. Verstärkungselement in Form eines Schottbleches vorgesehen ist. Das Schottblech ist sowohl am Querträger als auch am Längsträger befestigt. Die Schottbleche erstrecken sich entlang des Profils des Querträgers. Sie vermindern einen Steifigkeitssprung zwischen einem torsionsweichen Mittelabschnitt des Querträgers zu den Längslenkern, wodurch Spannungsspitzen im Bereich der Schottbleche abgemildert werden und die Bauteilfestigkeit zunimmt. Die
US 2007/0108714 A1 beschreibt ein Hinterrad-Aufhängungssystem eines Fahrzeugs mit zwei Längslenkern und einem dieselben untereinander verbindenden Querträger, welcher einen Hohlprofilquerschnitt aufweist. Ferner ist ein sich längs des Querträgers erstreckender Torsionsstab vorgesehen. Darüber hinaus ist im Übergangsbereich vom jeweiligen Längslenker zum Querträger ein plattenförmiges Verstärkungselement vorgesehen, welches einenends am Längslenker und anderenends am Querlenker befestigt ist. Das Verstärkungselement verläuft vom Längslenker zum Querträger hin zweifach gekrümmt und weist einen querträgerseitigen und sich an die Innenfläche des Querträgers anschmiegenden Endabschnitt auf. Das Verstärkungselement ist mit einer den Torsionsstab aufnehmenden Ausnehmung ausgebildet, die sich ausgehend von der querträgerseitigen Stirnkante des Verstärkungselements sich über den Endabschnitt desselben hinaus erstreckt. Es sind somit zwei Seitenzweige des Verstärkungselements gebildet, die beidseitig des Torsionsstabs verlaufen. Die
CN 102218981 A beschreibt eine Verbundlenker-Hinterachse mit zwei Längslenkern, mit einem dieselben untereinander verbindenden Querträger sowie mit einem sich längs des Querträgers erstreckenden Torsionsstab. Der Torsionsstab ist endseitig an einer quer zur Längserstreckung des Querträgers angeordneten Halteplatte befestigt, welche Halteplatte mittels eines schräg verlaufenden Anschlussplatte an den Längslenker angeschlossen ist. Des Weiteren ist ein Stabilisatorblech für den Torsionsstab vorgesehen, welches Stabilisatorblech in Verlängerung der Anschlussplatte sich hin zum Torsionsstab erstreckt.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, eine im Hinblick auf den vorstehend beschriebenen Stand der Technik alternative Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug zu schaffen, welche bei Minderung des Material- und Kostenaufwandes zur Herstellung der Verbundlenker-Hinterachse dennoch den hohen Belastungen im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeugs gerecht wird. Des Weiteren ist es Aufgabe der Erfindung, ein Kraftfahrzeug mit einer derartigen Verbundlenker-Hinterachse zur Verfügung zu stellen.
-
Gelöst wird die gestellte Aufgabe durch eine Verbundlenker-Hinterachse für ein Kraftfahrzeug,
- a) mit zwei Längslenkern und einem dieselben untereinander verbindenden Querträger,
- b) wobei der Querträger zumindest in einem Übergangsbereich zum Längslenker einen offenen Profilquerschnitt aufweist,
- c) wobei im besagten Übergangsbereich zumindest ein plattenförmiges Verstärkungselement angeordnet ist,
- d) wobei das zumindest eine Verstärkungselement einenends durch Schweißung am Längslenker befestigt ist und anderenends in einem spitzen Winkel an die Innenfläche des offenen Profilquerschnitts des Querträgers heran geführt ist und ferner einen sich an besagte Innenfläche anschmiegenden Endabschnitt ausbildet, der mit dem Querträger durch Schweißung verbunden ist,
- e) wobei eine querträgerseitige Stirnkante des Endabschnitts eine teilweise in denselben hineinreichende Ausnehmung ausbildet, und
- f) wobei zur Verbindung des besagten Endabschnitts mit dem Querträger eine erste Schweißnaht vorgesehen ist, die der Geometrie der Stirnkante folgt.
-
Durch die besondere Ausbildung des Verstärkungselements und Anbindung desselben an den Querträger der erfindungsgemäßen Verbundlenker-Hinterachse ist ein besonders fester und dauerhafter Verbund zwischen den Fügepartnern zu verzeichnen, der im Hinblick auf herkömmliche Verbundlenker-Hinterachsen eine Minderung der Materialstärke der zu fügenden Bauteile, welches wiederum mit Einsparungen an Material und Gewicht einhergeht, und/oder eine Reduzierung der Materialgüte erlaubt. Durch im Fügeverbund zu verzeichnende geringe Bauteilspannungen ist eine besonders robuste Konstruktion geschaffen.
-
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Danach beschreibt die Stirnkante im Bereich der Ausnehmung bevorzugt einen C- oder U-förmigen Verlauf und ist die erste Schweißnaht über den gesamten C- oder U-förmigen Verlauf der Stirnkante ausgebildet. In Versuch wurde gefunden, dass ein derartiger Verlauf der Stirnkante vorteilhaft zu einer Entlastung insbesondere der Schweißnahtenden führt. Wie die Erfindung weiter vorsieht, sind zur Verbindung des plattenförmigen Verstärkungselements mit dem Querträger zumindest im Bereich seitlicher Längskanten des Endabschnitts des plattenförmigen Verstärkungselements zweite Schweißnähte vorgesehen, die die Festigkeit des Fügeverbundes in vorteilhafter Weise noch weiter erhöhen. Um insbesondere den Verformungswiderstand der plattenförmigen Verstärkungselemente zu erhöhen, sind die Verstärkungselemente bevorzugt zumindest im Bereich seitlicher Längskanten des Endabschnitts der Innenkontur des Querträgers folgend und sich an denselben anschmiegend abgekantet oder gekrümmt ausgebildet. Weiter bevorzugt gehen die seitlichen Längskanten des Endabschnitts des plattenförmigen Verstärkungselements querträgerseitig in je eine schräg zu einer Mittenlängsachse des Verstärkungselements gerichtete Kante über, welche Kante an die Stirnkante anschließt. Hieraus resultieren zum einen Einsparungen an Material und Fertigungszeit. Zum anderen ist hierdurch eine optimale Übertragung der angreifenden Kräfte bewirkt. Die besagte Kante kann dabei in ihrer Längserstreckung geradlinig verlaufen. Bevorzugt weist diese jedoch einen konkav gekrümmten Verlauf auf, wodurch die besagten Kräfte noch besser übertragen werden können. Wie die Erfindung noch vorsieht, sind die plattenförmigen Verstärkungselemente bevorzugt jeweils vermittels zumindest einer Sickenstruktur verstärkt ausgebildet, wodurch deren Verformungswiderstand noch weiter erhöht ist. Die zumindest eine Sickenstruktur erstreckt sich dabei bevorzugt bis an den besagten Endabschnitt der plattenförmigen Verstärkungselemente heran, besonders bevorzugt jedoch bis in den besagten Endabschnitt hinein. Die plattenförmigen Verstärkungselemente sind bevorzugt aus einem aus einer Blechplatine ausgeformten Metallblech, insbesondere aus einem Stahlblech hergestellt.
-
Die Erfindung betrifft auch ein Kraftfahrzeug, mit einer Verbundlenker-Hinterachse der vorbeschriebenen Art.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
-
1 ein mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundlenker-Hinterachse ausgestattetes Kraftfahrzeug in einer Heckansicht,
-
2 eine Unteransicht der Verbundlenker-Hinterachse,
-
3 den Schnitt „I-I“ nach 2, und
-
4 die Einzelheit „Z“ nach 2 bzw. 3.
-
1 zeigt zunächst äußerst schematisch ein Kraftfahrzeug 1 in einer Heckansicht, mit einer erfindungsgemäß ausgebildeten Verbundlenker-Hinterachse 2, über die zwei hintere Räder 3 geführt und an einem Fahrzeugaufbau 4 abgestützt sind.
-
Die besagte Verbundlenker-Hinterachse 2 weist beidseitig des Kraftfahrzeugs 1 je einen sich im Wesentlichen in Fahrtrichtung 5 des Kraftfahrzeugs 1 erstreckenden Längslenker 6 sowie einen dieselben untereinander verbindenden Querträger 7 auf. Der Einfachheit halber ist in den 2 und 3 ein Ausschnitt der Verbundlenker-Hinterachse 2 mit lediglich einem Längslenker 6 gezeigt. In 3 ist überdies ein Radträger 8 zur Lagerung eines Rades 3 gezeigt. Im Übergangsbereich 9 vom Längslenker 6 zum Querträger 7 weist der Querträger 7 einen offenen Profilquerschnitt, gemäß diesem Ausführungsbeispiel einen U-Profilquerschnitt auf. Der Längslenker 6 weist demgegenüber im Übergangsbereich 9 einen geschlossenen respektive rohrförmigen Profilquerschnitt auf. Sowohl die Längslenker 6 als auch der Querträger 7 bestehen aus Stahl und sind durch Schweißung untereinander verbunden.
-
Im besagten Übergangsbereich 9 ist ein plattenförmiges Verstärkungselement 10 aus Stahlblech vorgesehen, welches sich in Längsrichtung des Querträgers 7 erstreckt und einenends am Längslenker 6 und anderenends am Querträger 7 durch Schweißung befestigt ist. Das Verstärkungselement 10 erstreckt sich dabei ausgehend von einem dem Profilgrund 11 des Querträgers 7 abgewandten Bereich der Außenmantelfläche 12 des Längslenkers 6 zur Innenfläche 13 des Querträgers 7 bzw. zu dessen Profilgrund 11. Das Verstärkungselement 10 ist dabei in einem spitzen Winkel an besagte Innenfläche 13 des Profilgrundes 11 heran geführt und bildet einen sich an die Innenfläche 13 anschmiegenden Endabschnitt 14 aus, der mit dem Querträger 7 durch Schweißung verbunden ist. Der Verlauf des Verstärkungselements 10 ist demnach derart gewählt, dass das Verstärkungselement 10 den Profilquerschnitt des Querträgers 7 sozusagen schneidet (vgl. insbes. 3).
-
Wie den 2 und 4 weiter zu entnehmen ist, ist das plattenförmige Verstärkungselement 10 im Bereich der beiden seitlichen Längskanten 15 des Endanschnitts 14 seitlich abgekantet oder gekrümmt ausgebildet. Diese seitlich des Endabschnitts 14 abgekanteten bzw. gekrümmten Abschnittsbereiche 16 desselben folgen der Innenkontur des Querträgers 7 und schmiegen sich an die Innenkontur an. Hierbei gehen die besagten seitlichen Längskanten 15 querträgerseitig in je eine schräg zu einer Mittenlängsachse 17 des Verstärkungselements 10 hin gerichtete Kante 18 über, die ihrerseits an die querträgerseitige Stirnkante 19 des Verstärkungselements 10 anschließt. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel weist die jeweilige, schräg gerichtete Kante 18 einen konkav gekrümmten Verlauf auf. Alternativ kann besagter Verlauf auch geradlinig sein (nicht zeichnerisch dargestellt).
-
Im Bereich zwischen den besagten, schräg gerichteten Kanten 18 bildet die Stirnkante 19 eine teilweise in den Endabschnitt 14 des Verstärkungselements 10 hineinreichende Ausnehmung 20 derart aus, dass die Stirnkante 19 je nach Blickwinkel einen C- oder U-förmigen Verlauf beschreibt. Über den gesamten C- oder U-förmigen Verlauf der Stirnkante 19 ist der Endabschnitt 14 des Verstärkungselements 10 mittels einer ersten Schweißnaht 21 mit dem Querträger 7 verbunden. Darüber hinaus ist das Verstärkungselement 10 zumindest im Bereich der seitlichen Längskanten 15 des Endabschnitts 14 mittels je einer zweiten Schweißnaht 22 mit dem Querträger 7 verbunden. Die besagten Schweißnähte 21, 22 werden bevorzugt durch MAG-Schweißen erzeugt. Unter MAG-Schweißen wird ein Metall-Schweißverfahren respektive Lichtbogenschweißverfahren mit aktiven bzw. reaktionsfähigen Gasen verstanden.
-
Wie den 2 bis 4 noch zu entnehmen ist, weist das jeweilige plattenförmige Verstärkungselement 10 Sickenstrukturen 23, 24 zur Versteifung desselben auf. Vorliegend sind beispielgebend zum einen zwei parallel zueinander verlaufende erste, langgestreckte Sickenstrukturen 23 vorgesehen, die sich von nahe des Längslenkers 6 bis in den Endabschnitt 14 des Verstärkungselementes 10 erstrecken. Zum anderen sind zwischen den ersten Sickenstrukturen 23 zweite, kreisflächenförmige Sickenstrukturen 24 angeordnet, die überdies eine Lochung 25 aufweisen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Kraftfahrzeug
- 2
- Verbundlenker-Hinterachse
- 3
- Rad
- 4
- Fahrzeugaufbau
- 5
- Fahrtrichtung
- 6
- Längslenker
- 7
- Querträger
- 8
- Radträger
- 9
- Übergangsbereich
- 10
- Verstärkungselement
- 11
- Profilgrund (Querträger 7)
- 12
- Außenmantelfläche (Längslenker 6)
- 13
- Innenfläche (Querträger 7)
- 14
- Endabschnitt
- 15
- Längskante
- 16
- Abschnittsbereich (Endabschnitt 14)
- 17
- Mittenlängsachse (Verstärkungselement 10)
- 18
- Kante
- 19
- Stirnkante
- 20
- Ausnehmung
- 21
- erste Schweißnaht
- 22
- zweite Schweißnaht
- 23
- erste Sickenstruktur
- 24
- zweite Sickenstruktur
- 25
- Lochung
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102009050058 A1 [0002]
- US 2007/0108714 A1 [0002]
- CN 102218981 A [0002]
