DE102016123499A1 - Radlenker für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug - Google Patents

Radlenker für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Die Offenbarung betrifft einen Radlenker (100) für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, mit: einem einteiligen Radlenkerkörper (101), in welchem ein hülsenförmiger Durchzug (103) für die Aufnahme eines Lagers geformt ist, wobei der einteilige Radlenkerkörper (101) eine erste Seitenwand (105) und eine, der ersten Seitenwand (105) angewandte, zweite Seitenwand (107) aufweist, wobei der hülsenförmige Durchzug (103) die erste Seitenwand (105) und die zweite Seitenwand (107) durchsetzt, wobei der hülsenförmige Durchzug (103) hülsenförmig mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand (109) und mit einem zweiten umlaufenden Hülsenrand (111) geformt ist, wobei der erste Hülsenrand (109) durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand (105), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist.

Description

  • Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Radlenker für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, insbesondere einem Kraftfahrzeug.
  • Als Radlenker in einer Anordnung von Fahrwerkselementen, beispielsweise einer Radaufhängung, eines Fahrzeugs können Blechlenker, Elastomer-Hybridlenker oder Aluminiumlenker in stranggepresste oder extrudierter Form verwendet werden. Ein Radlenker ist typischerweise durch einen Radlenkerkörper mit mindestens einem hülsenförmigen Durchzug an einem Ende des Radlenkerkörpers für die Aufnahme eines Lagers, beispielsweise eines Fahrwerkslagers, realisiert. Zusätzlich kann ein Radlenker auch eine Aussparung im Mittelbereich des Verbindungselements aufweisen, welche mit einer Verstärkungsstruktur versehen sein kann. Die Lageraufnahme kann durch einen Durchzug in dem Radlenkerkörper realisiert sein, wobei auch eine zusätzliche Hülse zur Lageraufnahme eingebracht werden kann. Typischerweise ist eine Lageraufnahme an beiden Radlenkerenden ausgebildet.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, eine effizientere Form eines Radlenkers für die Kräfteweiterleitung im Fahrwerk eines Fahrzeugs, vorzugsweise in der Hinterachse, und die Lageraufnahme, insbesondere durch die Reduzierung des Gewichts eines Radlenkers, der Erhöhung der Torsionssteifigkeit eines Radlenkers, sowie der Reduzierung der Werkzeugkosten für die Herstellung eines Radlenkers, bereitzustellen.
  • Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnungen.
  • Die Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Radlenker gelöst werden kann, dessen Lageraufnahme durch einen hülsenförmigen Durchzug realisiert ist, wobei der hülsenförmige Durchzug insbesondere zwei umlaufende Hülsenränder aufweist. Diese Hülsenränder treten als Kragen aus der Seitenwand des Radlenkerkörpers hervor und stellen eine vergrößerte Fläche für die Aufnahme eines Lagers bereit. Die Größe der Lageraufnahmefläche ist dabei indirekt proportional zu den Verlusten der Kräfteweiterleitung im Fahrwerk.
  • Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung einen Radlenker für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, mit: einem einteiligen Radlenkerkörper, in welchem ein hülsenförmiger Durchzug für die Aufnahme eines Lagers geformt ist, wobei der einteilige Radlenkerkörper eine erste Seitenwand und eine, der ersten Seitenwand angewandte, zweite Seitenwand aufweist, wobei der hülsenförmige Durchzug die erste Seitenwand und die zweite Seitenwand durchsetzt, wobei der hülsenförmige Durchzug hülsenförmig mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand und mit einem zweiten umlaufenden Hülsenrand geformt ist, wobei der erste Hülsenrand durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand, welcher den hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet ist. Die Seitenwände des einteiligen Radlenkerkörpers sind bei der Ausbildung des einteiligen Radlenkerkörpers als Hohlkammerprofil die Seitenwände des Hohlkörpers.
  • Das Hohlkammerprofil erhöht die Torsionssteifigkeit des Radlenkers.
  • Die umlaufenden Hülsenränder vergrößern die Auflagefläche zwischen Radlenker und Lager kragenförmig, sodass die Kraftübertragung zwischen Lager und Radlenker erhöht wird. Die formschlüssige, einteilige Fertigung des Radlenkers ermöglicht eine Fertigung in geringerer und/oder skalierbarer Wandstärke, sodass das Gesamtgewicht des Radlenkers gegenüber üblichen Herstellungsverfahren reduziert werden kann. Zusätzlich kann auf das Einbringen einer zusätzlichen Hülse zur Lagerhaltung verzichtet werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers tritt der erste Hülsenrand als umlaufender Kragen aus der ersten Seitenwand hervor.
  • Durch das Ausbilden der Kragen an den Seitenwänden des einteiligen Randlenkerkörpers kann eine ausreichend große Aufnahmefläche für die Aufnahme eines Lagers bereitgestellt werden. Dadurch kann der Radlenker mit einer geringeren Wandstärke gefertigt werden und es kann auf das Einbringen einer zusätzlichen Hülse für die Aufnahme eines Lagers verzichtet werden. Es ergibt sich eine Gewichtsreduzierung und Senkung der Herstellungskosten für einen Radlenker im Vergleich zu bekannten Ausführungen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers schließt der zweite Hülsenrand bündig mit der zweiten Seitenwand ab oder der zweite Hülsenrand ist durch einen nach außen umgeformten Bereich der zweiten Seitenwand, welcher den hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers tritt der zweite Hülsenrand als umlaufender Kragen aus der ersten Seitenwand hervor.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist der Hülsenrand durch den jeweils plastisch verformten, insbesondere aufgeweiteten, Bereich der jeweiligen Seitenwandung, welcher den jeweiligen hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist der einteilige Radlenkerkörper durch ein einteiliges Hohlkammerprofil gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist in der ersten Seitenwandung eine erste Längssicke und in der zweiten Seitenwandung eine zweite Längssicke gebildet, wobei die erste Längssicke und die zweite Längssicke in Längsrichtung des einteiligen Radlenkerkörpers verlaufen und in das Innere des einteiligen Radlenkerkörpers hineinragen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist die erste Längssicke durch eine Verformung der ersten Seitenwand und die zweite Längssicke durch eine Verformung der zweiten Seitenwand gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers sind die erste Längssicke und die zweite Längssicke voneinander beabstandet.
  • Durch die Längssicken, welche in Längsrichtung des Radlenkerkörpers verlaufen und in das Innere des Radlenkerköpers hineinragen, wird die Torsionssteifigkeit des Radlenkers erhöht. Auf diese Weise kann vorteilhaft ein einteiliger Radlenkerkörper realisiert werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers weist der einteilige Radlenkerkörper ein Radlenkerende auf, in welchem der hülsenförmige Durchzug gebildet ist, wobei das Radlenkerende einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufweist, welche voneinander beabstandet sind.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist die erste Seitenwand durch den ersten Schenkel und die zweite Seitenwand durch den zweiten Schenkel gebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers ist das Radlenkerende aufgebaucht. Dadurch wird die Aufnahmefläche für die Aufnahme eines Lagers vorteilhaft vergrößert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers weist die erste Seitenwand einen dritten umlaufenden Hülsenrand auf, welcher dem ersten umlaufenden Hülsenrand abgewandt und durch einen außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand, welcher den hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform des Radlenkers weist die erste Seitenwand einen dritten umlaufenden Hülsenrand auf, welcher dem ersten umlaufenden Hülsenrand abgewandt und durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand, welcher den hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet ist, und die zweite Seitenwand weist einen vierten umlaufenden Hülsenrand auf, welcher dem zweiten umlaufenden Hülsenrand abgewandt und durch einen nach außen umgeformten Bereich der zweiten Seitenwand, welcher den hülsenförmigen Durchzug begrenzt, gebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform betrifft die Offenbarung einen Radlenker mit: einem hülsenförmigen Lager, welches in dem hülsenförmigen Durchzug angeordnet ist, wobei der hülsenförmige Durchzug eine Hülse des Lagers bildet oder ersetzt.
  • Gemäß eines zweiten Aspekts betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Radlenkers für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, mit: Bereitstellen eines einteiligen Radlenkerkörpers, insbesondere eines Hohlkammerprofils, mit einem Radlenkerende, einer ersten Seitenwand und einer zweiten Seitenwand; Erzeugen eines Durchbruchs in dem Radlenkerende; mechanischem Aufweiten des Durchbruchs, wobei während des Aufweitens ein Bereich der ersten Seitenwand, welche den Durchbruch begrenzt, nach außen umgeformt wird, um einen hülsenförmigen Durchzug mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand und mit einem zweiten umlaufenden Hülsenrand für die Aufnahme eines Lagers zu erhalten.
  • Das Aufweiten des Durchbruchs kann beispielsweise durch eine Rollier-prozess erfolgen. Vorteilhaft für die Formung der umlaufenden Hülsenränder an den Durchbrüchen ist die Verwendung einer Aluminiumlegierung, beispielsweise aus der Gruppe 5xxx oder 6xxx, als Ausgangsmaterial für die Herstellung eines Radlenkers. Ferner ergibt sich aus dem beschriebenen Herstellungsverfahren die Möglichkeit die Wandstärke eines Radlenkers zu skalieren.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist das Aufweiten des Durchbruchs durch eine spannlose Druckumformung realisiert.
  • Weitere Ausführungsbeispiele der Offenbarung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
    • 1 einen Radlenker gemäß einer Ausführungsform; und
    • 2 ein extrudiertes Hohlkammerprofil gemäß einer Ausführungsform; und
    • 3 eine Ansicht einer Lenkerbasis gemäß einer Ausführungsform.
  • 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Radlenkers 100 mit einem einteiligen Radlenkerkörper 101, an dessen Radlenkerenden 113 und 114 je ein hülsenförmiger Durchzug 103, 104 für die Aufnahme eines Lagers geformt ist. Ferner weist der einteilige Radlenkerkörper 101 eine erste Seitenwand 105 und eine zweite Seitenwand 107 auf, wobei die hülsenförmigen Durchzüge 103 und 104 die erste Seitenwand 105 und die zweite Seitendwand 107 durchsetzen. Die hülsenförmigen Durchzüge 103 und 104 sind jeweils mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand 109 (110) und einem zweiten umlaufenden Hülsenrand 111 (112) geformt, wobei der erste umlaufende Hülsenrand 109 (110) durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand 105, welcher den hülsenförmigen Durchzug 103 (104) begrenzt, gebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Lenkkörper 101 durch Extrusion geformt.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform wird der Radlenker 100 als Teil einer Radaufhängung als gerader oder gebogener Zweipunktlenker realisiert.
  • 2 zeigt eine schematische Darstellung eines extrudierten Hohlkammerprofils 101 eines Radlenkers 100, wobei in der ersten Seitenwandung 105 eine erste Längssicke 201 gebildet ist und in der zweiten Seitenwandung 107 eine zweite Längssicke 203 gebildet ist. Die erste Längssicke 201 und die zweite Längssicke 203 verlaufen in Längsrichtung 205 des einteiligen Radlenkerkörpers 101 und ragen in das Innere des einteiligen Radlenkerkörpers 101 hinein. Die Längssicken 201 und 203 sind durch eine Verformung der jeweiligen Seitenwand 105 respektive 107 gebildet und weisen einen Abstand voneinander auf, sodass die Längssicken 201 und 203 sich nicht überschneiden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das extrudierte Hohlkammerprofil 200 des einteiligen Radlenkerkörpers 101 in einem Pressvorgang geformt werden. Das so geformte Profil weist gegenüber bekannten Ausführungsformen eine höhere Torsionssteifigkeit auf.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform kann das extrudierte Hohlkammerprofil 200 von der rechteckigen Grundform durch abgerundete Ecken abweichen.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform bleibt das Hohlkammerprofil des einteiligen Radlenkerkörpers 101 über die gesamte Länge des einteiligen Radlenkerkörpers 101 entlang der Längsachse 201 bis zu den Radlenkerenden 113 und 114 unverändert.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Übergang zwischen dem extrudierten Hohlkammerprofil 200 mit den Längssicken 201 und 203 und den Radlenkerenden 113 und 114 formschlüssig realisiert ist
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Längssicken 201 und 203 in der gleichen Richtung geformt wie die Durchzüge 103 und 104.
  • 3 zeigt eine schematische Darstellung eines Radlenkerendes 113, wobei die erste Seitenwand 105 einen dritten umlaufenden Hülsenrand 305 aufweist, welcher dem ersten umlaufenden Hülsenrand 109 abgewandt ist und durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand 105, welcher den hülsenförmigen Durchzug 103 begrenzt, gebildet ist. Die zweite Seitenwand 107 weist einen vierten umlaufenden Hülsenrand 307 auf, welcher dem zweiten umlaufenden Hülsenrand 111 abgewandt und durch einen nach außen umgeformten Bereich der zweiten Seitenwand 107, welcher den hülsenförmigen Durchzug 103 begrenzt, gebildet ist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Radlenkerenden 113 und 114 eines Radlenkers 100 kreisförmig ausgebildet.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Radlenkerenden 113 und 114 eines Radlenkers 100 auf der Verbindungsseite mit dem einteiligen Radlenkerkörper 101 nur über einen Teil des Umfangs der Seitenflächen 105 und 107 miteinander verbunden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform werden die umlaufenden Hülsenränder 109, 110, 111, 112, 305 und 307 durch inkrementelles Rollieren der hülsenförmigen Durchzüge 103 und 104 geformt und so die Auflagefläche für ein Lager vergrößert. Durch das Rollieren kann auch der Durchmesser der Radlenkerenden 113 und 114 vergrößert, insbesondere aufgebaucht, werden.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform weisen die umlaufenden Hülsenränder ein Profil auf, welches mit zunehmendem Abstand von den Seitenflächen 105 oder 107 eine geringere Dicke aufweist.
  • In einer vorteilhaften Ausführungsform sind die Durchbrüche, welche zu den Durchzügen 103 geformt werden, kreisförmig, insbesondere oval, ausgeführt.
  • Bezugszeichenliste
    • 100
    Radlenker
    101
    Einteiliger Radlenkerkörper
    103
    Hülsenförmiger Durchzug
    104
    Hülsenförmiger Durchzug
    105
    Erste Seitenwand
    107
    Zweite Seitenwand
    109
    Erster umlaufender Hülsenrand am Radlenkerende 113
    110
    Erster umlaufender Hülsenrand am Radlenkerende 114
    111
    Zweiter umlaufender Hülsenrand am Radlenkerende 113
    112
    Zweiter umlaufender Hülsenrand am Radlenkerende 114
    113
    Radlenkerende
    114
    Radlenkerende
    200
    Extrudiertes Hohlkammerprofil
    201
    Erste Längssicke
    203
    Zweite Längssicke
    205
    Längsrichtung
    301
    Erster Schenkel
    303
    Zweiter Schenkel
    305
    Dritter umlaufender Hülsenrand
    307
    Vierter umlaufender Hülsenrand

Claims (16)

  1. Radlenker (100) für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, mit: einem einteiligen Radlenkerkörper (101), in welchem ein hülsenförmiger Durchzug (103) für die Aufnahme eines Lagers geformt ist, wobei der einteilige Radlenkerkörper (101) eine erste Seitenwand (105) und eine, der ersten Seitenwand (105) angewandte, zweite Seitenwand (107) aufweist, wobei der hülsenförmige Durchzug (103) die erste Seitenwand (105) und die zweite Seitenwand (107) durchsetzt, wobei der hülsenförmige Durchzug (103) hülsenförmig mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand (109) und mit einem zweiten umlaufenden Hülsenrand (111) geformt ist, wobei der erste Hülsenrand (109) durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand (105), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist.
  2. Radlenker (100) nach Anspruch 1, wobei der erste Hülsenrand (109) als umlaufender Kragen aus der ersten Seitenwand (105) hervortritt.
  3. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der zweite Hülsenrand (111) bündig mit der zweiten Seitenwand (107) abschließt oder wobei der zweite Hülsenrand (111) durch einen nach außen umgeformten Bereich der zweiten Seitenwand (107), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist.
  4. Radlenker (100) nach Anspruch 3, wobei der erste Hülsenrand (109) als umlaufender Kragen aus der ersten Seitenwand (105) hervortritt.
  5. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der erste Hülsenrand (109) und der zweite Hülsenrand (111) durch den jeweils plastisch verformten, insbesondere aufgeweiteten, Bereich der jeweiligen Seitenwandung (105) und (107), welcher den jeweiligen hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt; gebildet ist.
  6. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der einteilige Radlenkerkörper (101) durch ein einteiliges Hohlkammerprofil (200) gebildet ist.
  7. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei in der ersten Seitenwandung (105) eine erste Längssicke (201) gebildet ist, wobei in der zweiten Seitenwandung (107) eine zweite Längssicke (203) gebildet ist, wobei die erste Längssicke (201) und die zweite Längssicke (203) in Längsrichtung (205) des einteiligen Radlenkerkörpers (101) verlaufen und in das Innere des einteiligen Radlenkerkörpers (101) hineinragen.
  8. Radlenker (100) nach Anspruch 7, wobei die erste Längssicke (201) durch eine Verformung der ersten Seitenwand (105) gebildet ist, und wobei die zweite Längssicke (203) durch eine Verformung der zweiten Seitenwand (107) gebildet ist.
  9. Radlenker (100) nach Anspruch 7 oder 8, wobei die erste Längssicke (201) und die zweite Längssicke (203) voneinander beabstandet sind.
  10. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der einteilige Radlenkerkörper (101) ein Radlenkerende (113) aufweist, in welchem der hülsenförmige Durchzug (103) gebildet ist, wobei das Radlenkerende (113) einen ersten Schenkel (301) und einen zweiten Schenkel (303) aufweist, welche voneinander beabstandet sind.
  11. Radlenker (100) nach Anspruch 10, wobei die erste Seitenwand (105) durch den ersten Schenkel (301) gebildet ist, und wobei die zweite Seitenwand (107) durch den zweiten Schenkel (303) gebildet ist.
  12. Radlenker (100) nach Anspruch 11, wobei das Radlenkerende (113) aufgebaucht ist.
  13. Radlenker (100) nach Anspruch 10, 11 oder 12, wobei die erste Seitenwand (105) einen dritten umlaufenden Hülsenrand (305) aufweist, welcher dem ersten umlaufenden Hülsenrand (109) abgewandt und durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand (105), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist.
  14. Radlenker (100) nach einem der Ansprüche 10,11,12 oder 13, wobei die erste Seitenwand (105) einen dritten umlaufenden Hülsenrand (305) aufweist, welcher dem ersten umlaufenden Hülsenrand (109) abgewandt und durch einen nach außen umgeformten Bereich der ersten Seitenwand (105), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist, und wobei die zweite Seitenwand (107) einen vierten umlaufenden Hülsenrand (307) aufweist, welcher dem zweiten umlaufenden Hülsenrand (111) abgewandt und durch einen außen umgeformten Bereich der zweiten Seitenwand (107), welcher den hülsenförmigen Durchzug (103) begrenzt, gebildet ist.
  15. Radlenker (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, mit: einem hülsenfreien Lager, welches in dem hülsenförmigen Durchzug (103) angeordnet ist, wobei der hülsenförmige Durchzug (103) eine Hülse des hülsenfreien Lagers bildet oder ersetzt.
  16. Verfahren zum Herstellen eines Radlenkers (100) für eine Radaufhängung in einem Fahrzeug, mit: Bereitstellen eines einteiligen Radlenkerkörpers (101), insbesondere eines Hohlkammerprofils (200), mit einem Radlenkerende (113), einer ersten Seitenwand (105) und einer zweiten Seitenwand (107); Erzeugen eines Durchbruchs in dem Radlenkerende (113); mechanischem Aufweiten des Durchbruchs, wobei während des Aufweitens ein Bereich der ersten Seitenwand (105), welche den Durchbruch begrenzt, nach außen umgeformt wird, um einen hülsenförmigen Durchzug (103) mit einem ersten umlaufenden Hülsenrand (109) und mit einem zweiten umlaufenden Hülsenrand (111) für die Aufnahme eines Lagers zu erhalten.
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