DE102016200353A1

DE102016200353A1 - Ein querlenker einer aufhängung

Info

Publication number: DE102016200353A1
Application number: DE102016200353.4A
Authority: DE
Inventors: Friedrich Wolf-Monheim
Original assignee: Ford Global Technologies LLC
Current assignee: Ford Global Technologies LLC
Priority date: 2015-01-22
Filing date: 2016-01-14
Publication date: 2016-07-28
Also published as: GB2528735A; GB2528735B; GB201501083D0

Abstract

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich auf einen Querlenker (102) einer Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs. In einer Umsetzung umfasst der Querlenker (102) eine Basis (104), eine erste Seite (106) und eine zweite Seite (108) aufweisend, und einen Flansch (124, 126), ein erstes Ende aufweisend, wobei der Flansch (124, 126) an der ersten Seite (106) oder der zweiten Seite (108) der Basis (104) bereitgestellt ist. Darüber hinaus hat das erste Ende des Flansches (124, 126) einen ersten längeren Abschnitt (128), wobei der erste längere Abschnitt (128) mit einem ersten vorbestimmten Winkel zum Flansch (124, 126) geneigt ist und wobei sich die Breite des ersten längeren Abschnitts (128) linear entlang seiner Längsachse verändert.

Description

Der vorliegende Gegenstand bezieht sich im Allgemeinen auf eine Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs und im Besonderen auf einen Querlenker der Aufhängungsanordnung.
Aufhängungssysteme für Kraftfahrzeuge variieren erheblich hinsichtlich Aufbau und Funktion in Abhängigkeit von Gestaltungs- und Leistungseigenschaften des Fahrzeugs, in dem sie eingebaut sind. Typischerweise umfasst ein Aufhängungssystem einen oder mehrere Aufhängungslenker, auch als Querlenker bezeichnet. Die Querlenker verbinden Radanordnungen mit einem Fahrzeugrahmen. Das Aufhängungssystem wird eingesetzt, um den Fahrzeugrahmen bei einer vorbestimmten Höhe bewegbar zu stützen und aufzuhängen und um dem Fahrzeug beim Fahren über verschiedene Straßengelände hinreichende Stabilität zu verleihen. Die Querlenker sind häufig dynamischen Belastungen ausgesetzt, während das Fahrzeug über unterschiedliche Straßengelände fährt. Es ist daher wichtig, dass die Querlenker stark und steif sind, um besser zu funktionieren, wenn sie solchen dynamischen Belastungen ausgesetzt werden.
Herkömmliche Querlenker werden aus Metallblechen ausgebildet, um leichte Komponenten zu erhalten. Während der Verarbeitung des Metallblechs wird es geschnitten und in verschiedene Formen gebogen, um den Querlenker auszubilden.
Ein derartiger herkömmlicher Querlenker eines Aufhängungssystems wird im US-Patent 5,662,348 (‘348-Patent) beschrieben. Beispielsweise wird im ‘348-Patent (in 7) ein L-förmiger Querlenker 70 dargestellt, der einen ersten Lenkerabschnitt 72 und einen zweiten Lenkerabschnitt 74 umfasst. Wie aus dem ‘348-Patent ersichtlich ist, hat ein Metallblech eine vorbestimmte Form und Auslegung zum Ausbilden des ersten Lenkerabschnitts 72 und des zweiten Lenkerabschnitts 74. Darüber hinaus beschreibt das ‘348-Patent, dass ein innerer Endabschnitt 72A und ein äußerer Endabschnitt 72B des ersten Lenkerabschnitts so gebogen werden, dass sie aufeinander gerichtet sind. In ähnlicher Weise werden auch ein innerer Endabschnitt 74A und ein äußerer Endabschnitt 74B des zweiten Lenkerabschnitts 74 so gebogen, dass sie aufeinander gerichtet sind.
Die jeweiligen Enden des ersten Lenkerabschnitts 72 und des zweiten Lenkerabschnitts 74 werden mit Buchsenbefestigungshülsen 48 verbunden. Darüber hinaus werden, wie durch das ‘348-Patent beschrieben, die inneren Endabschnitte und äußeren Endabschnitte des ersten Lenkerabschnitts 72 und des zweiten Lenkerabschnitts 74 so gebogen, dass sie zwei unterschiedliche Querschnitte an jedem der Enden des ersten Lenkerabschnitts 72 und des zweiten Lenkerabschnitts 74 umfassen, wobei sich Querschnitt an einem Ende eines Lenkerabschnitts hinsichtlich Größe und Geometrie von dem des anderen Endes des Lenkerabschnitts unterscheidet. Beispielsweise hat ein äußerster Abschnitt 74D des zweiten Lenkerabschnitts 74 einen rechtwinkligen Querschnitt an einem Ende und einen halbkreisförmigen Querschnitt am anderen Ende. Die Biegung an den inneren Abschnitten und den äußeren Abschnitten des ersten Lenkerabschnitts 72 und des zweiten Lenkerabschnitts 74 umfasst einen vertikalen Abschnitt, im Wesentlichen rechtwinklig zum Grundmaterial 50, und einen horizontalen Abschnitt, im Wesentlichen parallel zum Grundmaterial 50, wobei der horizontale Abschnitt gleichförmig in der Breite ist. Wenn das Fahrzeug über die verschiedenen Straßengelände fährt, kann das mit dem Aufhängungssystem verbundene Rad dynamischen Belastungen, wie Zugbelastung und Querbelastung, ausgesetzt sein. Während Zugbelastungen dazu neigen, das Rad vom Fahrzeug weg zu ziehen, neigen Querbelastungen dazu, das Rad in einer lateralen Richtung zum Fahrzeug hin zu drücken. Darüber hinaus kann das Rad aufgrund der unterschiedlichen Geländebeschaffenheit Bewegung in vertikaler Richtung ausgesetzt sein.
Ausgehend von solchen herkömmlichen Systemen wurde beobachtet, dass solche Zug- und Querbelastungen das Rad des Fahrzeugs dazu bringen können, sich in einer vertikalen Richtung zu bewegen. Im Ergebnis kann der Querlenker Stauchung und Biegung ausgesetzt sein. Bei Biegung kann der horizontale Abschnitt ein primäres Element sein, dass Biegespannung ausgesetzt ist. Darüber hinaus bleibt die Querschnittsfläche aufgrund der gleichförmigen Breite des horizontalen Abschnitts konstant. Daher kann die im horizontalen Abschnitt des Querlenkers hervorgerufene Spannung entlang der Länge des horizontalen Abschnitts konstant bleiben. Diese Spannungen können ein großes Ausmaß erreichen. Infolgedessen kann das horizontale Element in regelmäßigen Abständen über eine Zeitspanne Verformung unter dem Einfluss solcher Spannungen ausgesetzt sein. Darüber hinaus bleibt die Steifigkeit des horizontalen Abschnitts aufgrund der gleichförmigen Breite über seine Länge konstant. Unter der Bedingung einer solchen konstanten Steifigkeit kann sich das Material der horizontalen Abschnitte bis zu einem gewissen Spannungsniveau elastisch verformen, und es kann sich unter Belastungen mit einem größeren Ausmaß plastisch verformen. Im Ergebnis dessen können solche herkömmlichen Querlenker den sich entwickelnden Spannungen möglicherweise nicht standhalten.
Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Offenbarung wird ein Querlenker für eine Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs vorgesehen, wobei der Querlenker dazu ausgelegt ist, einen Fahrzeughilfsrahmen mit einer Radanordnung des Fahrzeugs zu verbinden, und wobei der Querlenker Folgendes umfasst: einen Basisabschnitt, eine erste Kante und eine zweite Kante aufweisend, wobei sich die erste und zweite Kante zumindest teilweise in einer Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung erstrecken; einen an der ersten Kante oder der zweiten Kante des Basisabschnitts vorgesehenen Flanschabschnitt; und einen ersten länglichen Abschnitt mit einer Längsachse, sich zumindest teilweise in der Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung erstreckend, wobei der erste längliche Abschnitt und der Flanschabschnitt entlang entsprechender Kanten vom Basisabschnitt entfernt miteinander verbunden sind, wobei der erste längliche Abschnitt in einem ersten Winkel zum Flanschabschnitt geneigt ist und der erste längliche Abschnitt eine sich im Wesentlichen linear entlang der Längsachse des ersten länglichen Abschnitts verändernde Breite aufweist. Der Querlenker umfasst weiterhin einen zweiten länglichen Abschnitt mit einer Längsachse, sich zumindest teilweise in der Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung erstreckend. Der zweite längliche Abschnitt und der erste längliche Abschnitt sind entlang entsprechender Kanten von dem Flanschabschnitt entfernt miteinander verbunden. Der zweite längliche Abschnitt ist in einem zweiten Winkel zum ersten länglichen Abschnitt geneigt. Eine Breite des zweiten länglichen Abschnitts verändert sich im Wesentlichen linear entlang der Längsachse des zweiten länglichen Abschnitts.
Die Breite des ersten länglichen Abschnitts kann an dem dem Fahrzeughilfsrahmen am nächsten gelegenen Ende des ersten länglichen Abschnitts am größten sein. Die Breite des ersten länglichen Abschnitts kann an dem der Radanordnung am nächsten gelegenen Ende des ersten länglichen Abschnitts Null oder nicht Null sein. Die Breite des ersten länglichen Abschnitts kann in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung gemessen werden, z. B. im Wesentlichen in einer Längsrichtung des Fahrzeugs.
Die Kanten des ersten länglichen Abschnitts können im Wesentlichen gerade sein. Allerdings können die Kanten des ersten länglichen Abschnitts gebogen sein. Die Kante des ersten länglichen Abschnitts in Kontakt mit dem Flanschabschnitt kann sich im Wesentlichen in der Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung erstrecken.
Der zweite längliche Abschnitt kann in Kontakt mit dem Basisabschnitt sein, d. h. entlang einer Kante des zweiten länglichen Abschnitts, die nicht mit dem ersten länglichen Abschnitt verbunden ist. Der zweite längliche Abschnitt kann mit dem Basisabschnitt verschweißt sein, d. h. entlang der Kante des zweiten länglichen Abschnitts, die nicht mit dem ersten länglichen Abschnitt verbunden ist.
Der Querlenker kann ein einschaliger Querlenker sein. Der Basisabschnitt, Flanschabschnitt und/oder erste längliche Abschnitt können im Wesentlichen flach sein und können aus einem blattförmigen Material, wie einem Metallblech ausgebildet sein. Der Basisabschnitt, Flanschabschnitt und/oder erste längliche Abschnitt können einheitlich sein, z. B. können sie aus dem gleichen blattförmigen Material ausgebildet sein. In ähnlicher Weise kann der zweite längliche Abschnitt im Wesentlichen flach sein und kann aus einem blattförmigen Material, wie einem Metallblech ausgebildet sein. Der zweite längliche Abschnitt kann auch einheitlich mit dem ersten länglichen Abschnitt und den anderen Abschnitten sein. Der Querlenker kann durch Falten des blattförmigen Materials ausgebildet sein.
Eine erste Buchsenbefestigung und/oder eine zweite Buchsenbefestigung kann am Basisabschnitt montiert werden, um den Querlenker mit dem Fahrzeughilfsrahmen zu koppeln. Der erste längliche Abschnitt kann sich ausgehend von der ersten oder zweiten Buchsenbefestigung erstrecken. Die Breite des ersten länglichen Abschnitts an der ersten oder zweiten Buchsenbefestigung kann im Wesentlichen einer Länge der jeweiligen ersten oder zweiten Buchsenbefestigung entsprechen (z. B. gleich sein). Die Länge der Buchsenbefestigungen kann in einer Richtung im Wesentlichen rechtwinklig zu der Richtung von dem Hilfsrahmen zu der Radanordnung gemessen werden, z. B. im Wesentlichen in einer Längsrichtung des Fahrzeugs.
Eine Kugelgelenkbefestigung kann zum Koppeln des Querlenkers mit der Radanordnung am Basisabschnitt montiert werden. Der erste längliche Abschnitt kann sich zur Kugelgelenkbefestigung erstrecken. Die Breite des ersten länglichen Abschnitts an der Kugelgelenkbefestigung kann im Wesentlichen etwa der Hälfte der Breite der Kugelgelenkbefestigung entsprechen (z. B. gleich sein).
Der zweite längliche Abschnitt kann sich ausgehend von der ersten oder zweiten Buchsenbefestigung erstrecken. Der zweite längliche Abschnitt kann sich zur Kugelgelenkbefestigung erstrecken.
Eine Aufhängungsanordnung für ein Fahrzeug kann den oben erwähnten Querlenker umfassen. Ein Fahrzeug kann die oben genannte Aufhängungsanordnung umfassen.
Aufgrund der sich linear verändernden Breite des ersten längeren Abschnitts verändert sich auch die Steifigkeit des ersten längeren Abschnitts entlang der Längsachse des ersten längeren Abschnitts. Bei einer Umsetzung kann die Basis dazu ausgeführt werden, mit einem Fahrzeugrahmen gekoppelt zu werden. Bei dieser Umsetzung kann die Breite des ersten längeren Abschnitts am Fahrzeugrahmen im Vergleich zu der an der Radanordnung des Fahrzeugs größer sein. Das heißt, dass die Steifigkeit des ersten längeren Abschnitts vom Fahrzeugrahmen zur Radanordnung hin abnimmt. In einer solchen Auslegung kann der erste längere Abschnitt an der Radanordnung, eine geringere Breite aufweisend, flexibler sein im Vergleich zur Breite des ersten längeren Abschnitts am Fahrzeugrahmen.
Aufgrund der Flexibilität des ersten längeren Abschnitts an der Radanordnung kann sich der Querlenker einfach und ohne Widerstand biegen, während sich die Radanordnung in eine vertikale Richtung bewegt, wenn das Fahrzeug auf unebenem Straßengelände fährt. Darüber hinaus kann, aufgrund geringerer Breite des ersten längeren Abschnitts und Flexibilität an der Radanordnung, im ersten längeren Abschnitt entwickelte Spannung unter einer Auslegungsbelastung des Materials des ersten längeren Abschnitts liegen. Das heißt, dass der Querlenker der, sich beim Fahren auf unebenem Straßengelände aufgrund periodischer Bewegung der Radanordnung in vertikaler Richtung entwickelnden, Spannung standhalten kann. Daher kann der Querlenker besser funktionieren, um die Radanordnung des Fahrzeugs zu unterstützen.
Unterschiedliche Merkmale, Aspekte und Vorteile des vorliegenden Gegenstands verstehen sich besser unter Bezugnahme auf die folgende Beschreibung und die beigefügten Ansprüche. Die Kurzdarstellung dient dazu, eine Auswahl von Konzepten in einer vereinfachten Form vorzustellen, und dient weder dazu, wichtige Merkmale oder wesentliche Merkmale des beanspruchten Gegenstandes zu identifizieren, noch dient sie dazu, verwendet zu werden, um den Schutzumfang des beanspruchten Gegenstands zu begrenzen.
Die detaillierte Beschreibung wird unter Bezugnahme auf die folgenden Figuren beschrieben, wobei:
1A einen Querlenker einer Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
1B einen Querschnitt A-A' des Querlenkers gemäß der Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
1C einen weiteren Querschnitt des Querlenkers gemäß der Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
2A einen zweiten längeren Abschnitt des Querlenkers gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
2B einen Querschnitt B-B' des Querlenkers gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
2C einen weiteren Querschnitt des Querlenkers gemäß der Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
3 einen weiteren zweiten längeren Abschnitt gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands darstellt.
Wie bereits beschrieben, sind die Querlenker dynamischen Belastungen ausgesetzt, wenn das Fahrzeug über unterschiedliche Arten von Gelände fährt. Die dynamischen Belastungen führen zur Entwicklung von Spannung im Querlenker. Mit der Zeit kann sich die Spannung erhöhen und zu einer Verformung des Querlenkers führen. Es versteht sich daher, dass der Querlenker der Aufhängung starr genug sein muss, um solchen Spannungen standzuhalten.
Dazu wird ein Querlenker einer Aufhängungsanordnung des Fahrzeugs beschrieben, wobei der Querlenker dazu ausgeführt sein kann, einen Fahrzeugrahmen mit einer Radanordnung des Fahrzeugs zu verbinden. Der Querlenker kann aus einem Metallblech ausgebildet sein. Bei einer Umsetzung umfasst der Querlenker eine Basis, eine erste Seite und eine zweite Seite aufweisend, und einen Flansch, der an der ersten Seite oder an der zweiten Seite der Basis vorgesehen ist. Um den Flansch auszubilden, können die Kanten des Metallblechs entweder in einer Aufwärtsrichtung oder in einer Abwärtsrichtung gebogen werden. Wenn die Kanten des Metallblechs in einer solchen Weise gebogen werden, kann ein Teil des Metallblechs, der dem Biegen ausgesetzt ist, rechtwinklig zur Ebene des Metallblechs sein, wobei der rechtwinklige Teil den Flansch ausbildet.
Darüber hinaus kann ein Teil des Flansches weiter gebogen werden, um einen ersten länglichen Abschnitt, z. B. einen ersten längeren Abschnitt, auszubilden. Das heißt, dass sich der erste längere Abschnitt ausgehend von einem ersten Ende des Flansches erstrecken kann. Bei einer Umsetzung verändert sich die Breite des ersten längeren Abschnitts linear entlang einer Längsachse des ersten längeren Abschnitts. In einem Beispiel kann die Breite an einer ersten Kante des ersten längeren Abschnitts, der mit Buchsenbefestigungen verbunden wird, groß sein. Der Begriff „Buchsenbefestigungen“ kann verstanden werden als Komponenten, die an der Basis des Querlenkers montiert sind, um den Querlenker starr mit dem Fahrzeugrahmen zu koppeln. Entsprechend kann eine zweite Kante des ersten längeren Abschnitts, die wechselseitig gegenüber der ersten Kante liegt, eine Breite haben, die kleiner als die der ersten Kante ist. Die zweite Kante des ersten längeren Abschnitts kann verstanden werden als eine mit einem Kugelgelenk des Querlenkers verbundene Kante, wobei das Kugelgelenk für ein Verbinden mit den Achsschenkeln vorgesehen ist. Aufgrund der sich verändernden Breite des ersten längeren Abschnitts verändern sich auch der Querschnitt und die Steifigkeit entsprechend. Im obigen Beispiel kann die Steifigkeit an der ersten Kante des ersten längeren Abschnitts größer sein als die Steifigkeit an der zweiten Kante des ersten längeren Abschnitts.
So, wie der erste längere Abschnitt beschrieben wurde, wird die Steifigkeit der ersten Kante des Querlenkers noch weiter erhöht. Darüber hinaus versteht es sich, dass sich die Flexibilität des ersten längeren Lenkers erhöht, wenn die Steifigkeit abnimmt. Infolgedessen kann die zweite Kante des ersten längeren Abschnitts im Vergleich zur ersten Kante flexibler sein. Aufgrund der Flexibilität an der zweiten Kante, das heißt in Richtung des Kugelgelenks, kann sich der erste längere Abschnitt des Querlenkers in der vertikalen Richtung zusammen mit der vertikalen Bewegung des Rades bewegen. Unter einer solchen Bedingung kann selbst bei periodischem Spannungseinfluss von großem Ausmaß in regelmäßigen Abständen der erste längere Teil des Querlenkers der Spannung standhalten und besser funktionieren, um die Lenkung zu unterstützen.
Die oben erwähnten Umsetzungen werden hier weiter unter Bezugnahme auf die begleitenden Figuren beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass sich die Beschreibung und die Figuren auf beispielhafte Umsetzungen beziehen und nicht als eine Begrenzung des vorliegenden Gegenstands zu betrachten sind. Es versteht sich außerdem, dass verschiedene Anordnungen vorstellbar sind, die, obwohl hier nicht ausdrücklich beschrieben oder gezeigt, die Prinzipien des vorliegenden Gegenstands verkörpern. Darüber hinaus sollen alle hier getroffenen Aussagen, Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen des vorliegenden Gegenstands sowie spezifische Beispiele Äquivalente derselben einschließen.
1A stellt einen Querlenker 102 einer Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs gemäß einer Umsetzung des vorliegenden Gegenstands dar. In einer Umsetzung umfasst der Querlenker 102 eine Basis 104. In einem Beispiel kann die Basis 104 aus Metallblech gefertigt werden, wobei ein dreieckiger Teil aus dem Metallblech geschnitten werden kann, um die Basis 104 zu bilden. Die Basis 104 kann eine erste Seite 106 und eine zweite Seite 108 haben. Eine erste Seite 106 der Basis 104 kann die Seite sein, die zu dem vorderen Ende des Fahrzeugs zeigt, und die zweite Seite 108 kann die Seite sein, die zum hinteren Ende des Fahrzeugs zeigt. In der vorliegenden Umsetzung kann die erste Seite 106 im Wesentlichen gerade sein, und die zweite Seite 108 kann bogenförmig sein. Darüber hinaus kann die erste Seite 106 um eine erste Biegungslinie gebogen werden, bis sich die erste Seite 106 vertikal von der Oberfläche der Basis 104 weg in einer Aufwärtsrichtung 110 erstreckt, um einen Flansch entlang der Länge der ersten Seite 106 zu bilden. Da die erste Seite 106 im Wesentlichen gerade ist, kann die erste Biegungslinie verstanden werden als eine Linie, die auf der Oberfläche der Basis 104 liegt und parallel zu einem Umfang der ersten Seite 106 ist. In einem Beispiel kann die erste Biegungslinie auf der Oberfläche der Basis 104 angegeben werden, um ein korrektes Biegen der ersten Seite 106 zu ermöglichen. In ähnlicher Weise kann die zweite Seite 108 um eine zweite Biegungslinie gebogen werden, bis sich die zweite Seite 108 vertikal von der Oberfläche der Basis 104 weg in der Aufwärtsrichtung 110 erstreckt, um einen Flansch entlang der Länge der zweiten Seite 108 zu bilden. Da die zweite Seite 108 bogenförmig ist, kann die zweite Biegungslinie verstanden werden als eine Linie, die auf der Oberfläche der Basis 104 liegt und konzentrisch zu einem Umfang der zweiten Seite 108 ist. In einem Beispiel kann der Flansch in einem spitzen Winkel zur Basis 104 geneigt werden.
Darüber hinaus kann eine dritte Seite 112 der Basis 104 in einer teilweise zylindrischen Art und Weise geformt sein. Jedes Ende der dritten Seite 112 kann eine erste Buchsenbefestigung 114 und eine zweite Buchsenbefestigung 116 umfassen. Wie es verstanden werden würde, können die erste Buchsenbefestigung 114 und die zweite Buchsenbefestigung 116 starr an der Basis 104 befestigt sein, wobei die erste Buchsenbefestigung 114 und die zweite Buchsenbefestigung 116 dazu ausgeführt sind, den Querlenker 102 mit einem Fahrzeugrahmen zu koppeln. Gegenüber der dritten Seite 112 kann die Basis 104 einen zusammenlaufenden Abschnitt 118 haben. Wie in 1A dargestellt, können die erste Seite 106 und die zweite Seite 108 zusammenlaufen, um den zusammenlaufenden Abschnitt 118 zu bilden, wobei der zusammenlaufende Abschnitt 118 eine Krümmung 120 umfassen kann. Während die zweite Seite 108 entlang der zweiten Biegungslinie gebogen wird, um den Flansch zu bilden, kann das Metallblech von Basis 104 aufgrund der Krümmung 120 unebene Oberflächen bilden. Um eine gleichförmige Oberfläche des Flansches an der Krümmung 120 zu erhalten, kann ein radialer Schnitt im Metallblech vorgenommen werden. Der radiale Schnitt kann ein effizientes Biegen des Metallblechs der Basis 104 ermöglichen. Darüber hinaus können die Flansche durch Verbindungsprozess verbunden werden, um eine durchgehende Flanschoberfläche auszubilden, die erste Seite 106 und die zweite Seite 108 miteinander verbindend. In einem Beispiel kann der Verbindungsprozess, ohne darauf beschränkt zu sein, Schweißen sein.
An der Krümmung 120 kann die Basis 104 ein Loch zum Aufnehmen eines Kugelgelenks 122 umfassen. Das Kugelgelenk 122 kann zum Koppeln mit einem Achsschenkel (nicht gezeigt) ausgeführt sein. Der Achsschenkel ist eine Komponente einer Radanordnung, die als eine Zwischenkomponente zwischen einer Radnabe und einer Aufhängung des Fahrzeugs fungiert.
Zur Einfachheit der Beschreibung wird der Flansch an der ersten Seite 106 der Basis 104 nachfolgend als ein erster Flansch 124 bezeichnet, und der Flansch an der zweiten Seite 108 der Basis 104 wird nachfolgend als ein zweiter Flansch 126 bezeichnet. In einer Umsetzung kann ein Längsabschnitt des ersten Flansches 124 entlang einer Biegungslinie gebogen werden, um einen ersten längeren Abschnitt 128 auszubilden. Das heißt, dass sich der erste längere Abschnitt 128 in einer zur Oberfläche des ersten Flansches 124 geneigten Richtung erstrecken kann. In einem Beispiel kann die Biegungslinie am ersten Flansch 124 parallel zur Basis 104 sein. In einem solchen Fall kann eine gleichförmige Breite des ersten Flansches 124 erhalten werden. In einem anderen Beispiel kann die Biegungslinie am ersten Flansch 124 einen Winkel mit der Basis 104 schneiden. In einem solchen Fall kann eine sich linear verändernde Breite des ersten Flansches 124 erhalten werden. Darüber hinaus kann der erste längere Abschnitt 128 mit einem ersten vorbestimmten Winkel zum ersten Flansch 124 geneigt sein, was später in der Beschreibung beschrieben wird. In dieser Umsetzung kann sich Breite des ersten längeren Abschnitts 128 linear zwischen der ersten Buchsenbefestigung 114 und dem Kugelgelenk 122 verändern, wobei die Breite an der ersten Buchsenbefestigung 114 größer als die Breite am Kugelgelenk 122 ist. Weiterhin kann der erste längere Abschnitt 128 eine erste Kante 130 und eine zweite Kante (nicht gezeigt) aufweisen, wobei die erste Kante 130 an die erste Buchsenbefestigung 114 angeschweißt sein kann und die zweite Kante an das Kugelgelenk 122 angeschweißt sein kann.
Die Art und Weise, wie der vorliegende Gegenstand zusätzliche Festigkeit für den Querlenker bietet, wird weiterhin in den folgenden Absätzen vorgestellt. 1A stellt drei Achsen dar, wobei die drei Achsen durch das Kugelgelenk 122 laufen, und zwar eine erste Achse 134, eine zweite Achse 136 und eine dritte Achse 138. Die erste Achse 134 zeigt eine Wirkungslinie von Kraft F_x, wobei die Kraft F_x für die Summe aller Kräfte steht, die infolge der Beschleunigung des Fahrzeugs in Vorwärts- und Rückwärtsrichtung am Kugelgelenk 122 wirken, und wobei die erste Achse 134 parallel zu einer Längsachse des Fahrzeugs ist. Die zweite Achse 136 zeigt eine Wirkungslinie von Kraft F_y, wobei die Kraft F_y für die Summe aller Kräfte steht, die infolge des Drehens des Fahrzeugs in eine linke Richtung und eine rechte Richtung am Kugelgelenk 122 wirken, und wobei die zweite Achse 136 im Wesentlichen rechtwinklig zur Längsachse des Fahrzeugs ist. Die dritte Achse 138 zeigt eine Wirkungslinie von Kraft F_z, wobei die Kraft F_z für die Summe aller Kräfte steht, die infolge der unterschiedlichen Typen von Straßengelände auf das Kugelgelenk 122 wirken, und wobei die dritte Achse 138 im Wesentlichen parallel zu einer Achse entlang der Höhe des Fahrzeugs ist. Die 1A stellt auch eine vierte Achse 140 dar, die erste Buchsenbefestigung 114 und die zweite Buchsenbefestigung 116 durchlaufend, wobei die vierte Achse 140 parallel zur Längsachse des Fahrzeugs ist.
Obwohl die Kraft F_y als die Summe aller Kräfte, die infolge Drehens des Fahrzeugs auf das Kugelgelenk 122 wirken, beschrieben wird, versteht es sich, dass die Kraft F_y infolge der Wirkung der anderen beiden Kräfte F_x und F_z entlang der zweiten Achse 136 wirken kann. Während beispielsweise das Fahrzeug auf einem unebenen Straßengelände fährt, wirkt F_x im Ergebnis der Beschleunigung des Fahrzeugs und der durch die unebene Straße erzeugten Reibungskraft auf das Kugelgelenk 122, und die Kraft F_z wird im Ergebnis der Aufwärtsbewegung des Rades und einer widerstehenden Abwärtskraft aufgrund des Gewichts der Radanordnung auf das Kugelgelenk 122. Da solche Kräfte auf das Kugelgelenk 122 wirken und aufgrund des unebenen Straßengeländes, kann der erste längere Abschnitt 128 einer periodischen Biegebelastung ausgesetzt sein. Das heißt, dass die Kraft, die Aufwärtsbewegung des Rades infolge der unebenen Oberfläche und der von der unebenen Straße übertragenen Reibungskraft verursacht, bewirken kann, dass sich das Kugelgelenk 122 in einer Aufwärtsbewegung entlang der dritten Achse 138 bewegt. Unter einer solchen Bedingung kann, da die erste Buchsenbefestigung 114 und die zweite Buchsenbefestigung 116 am Fahrzeugrahmen befestigt sind, der erste längere Abschnitt 128 Biegen ausgesetzt sein.
Um den durch Biegen entwickelten Spannungen standzuhalten, muss der erste längere Abschnitt möglicherweise eine höhere Steifigkeit haben. Wie aus 1A ersichtlich ist, verringert sich die Fläche des ersten längeren Abschnitts 128 von der ersten Buchsenbefestigung 114 in Richtung des Kugelgelenks 122. Das heißt, dass die Fläche des ersten längeren Abschnitts 128 größer an der ersten Buchsenbefestigung 114 ist, verglichen mit der Fläche am Kugelgelenk 122. Wie verstanden werden würde, kann die Steifigkeit einer Komponente hoch mit einer großen Querschnittsfläche oder Anwesenheit von mehr Material sein, und die entwickelte Spannung kann in Komponenten mit großer Querschnittsfläche niedrig sein. Entsprechend sind die Steifigkeit und Spannung des ersten längeren Abschnitts 128 größer an der ersten Buchsenbefestigung 114, verglichen mit der Steifigkeit und Spannung am Kugelgelenk 122. Wenn außerdem die Steifigkeit hoch ist, kann der erste längere Abschnitt 128 weniger flexibel sein. Das heißt, dass Steifigkeit des Elements umgekehrt proportional zur Flexibilität des Elements ist. Daher ist der erste längere Abschnitt 128 flexibler am Kugelgelenk 122, verglichen mit seiner Flexibilität an der ersten Buchsenbefestigung 114. Aufgrund einer solchen Auslegung kann sich der erste längere Abschnitt 128 flexibel biegen, wenn sich das Kugelgelenk 122 in der Aufwärtsrichtung bewegt, dadurch jede Verformung des Materials minimierend. Auf der anderen Seite kann sich aufgrund der Flexibilität am Kugelgelenk 122 und aufgrund des linearen Minimierens der Spannung in Richtung der ersten Buchsenbefestigung 114 die im ersten längeren Element 128 in der Nachbarschaft des Kugelgelenks 122 entwickelte Spannung nicht auf einen höheren Wert erhöhen, um eine Verformung des Querlenkers 102 zu bewirken. Eine derartige Auslegung des ersten längeren Abschnitts 128 kann dem Querlenker 102 helfen, effizient bei der Unterstützung der Aufhängung des Fahrzeugs zu funktionieren.
Wie verstanden werden würde, kann darüber hinaus die Steifigkeit des ersten längeren Abschnitts 128 mit einem höheren Elastizitätsmodul höher sein. Das heißt, dass ein Material mit einem im Wesentlichen hohen Elastizitätsmodul in dem Metallblech verwendet werden kann. Obwohl die 1A den ersten längeren Abschnitt 128 am ersten Flansch 124 darstellt, wird in Betracht gezogen, dass ein ähnlicher längerer Abschnitt auch am zweiten Flansch 126 ausgebildet werden kann.
1A stellt außerdem eine Schnittebene 132 des Querlenkers 102 dar. Die Schnittebene 132 bildet einen Querschnitt A-A’ des Querlenkers 102, der in 1B dargestellt wird. 1B stellt den Querschnitt A-A’ des Querlenkers 102 dar. In einer Umsetzung, wie vorher beschrieben, kann sich der erste längere Abschnitt 128 parallel zu der Ebene erstrecken, in der die Basis 104 vorhanden ist. In einem Beispiel kann der erste längere Abschnitt 128 mit einem ersten vorbestimmten Winkel α zum ersten Flansch 124 geneigt sein. In diesem Beispiel kann der erste vorbestimmte Winkel α 90 Grad sein. Es sei darauf hingewiesen, dass sich der erste längere Abschnitt 128 auch so erstrecken kann, dass er in Richtung der Basis ausgerichtet ist, wie in 1C dargestellt.
1C stellt einen weiteren Querschnitt des Querlenkers 102 dar, wobei sich der erste längere Abschnitt 128 in Richtung der Basis 104 erstreckt. In einem solchen Fall würde der erste längere Abschnitt 128 einen spitzen Winkel α’ in Bezug zur Basis 104 schneiden. Der erste längere Abschnitt 128 kann in einer anderen Umsetzung in Kontakt mit der Basis 104 sein. An der Basis 104 kann der erste längere Abschnitt 128 anschließend an die Basis 104 angeschweißt werden, um einen geschlossenen Raum zu bilden. Der geschlossene Raum kann verhindern, dass sich Schmutz und Abrieb unter dem ersten längeren Abschnitt 128 ansammeln, die andernfalls das Biegen des ersten längeren Abschnitts während vertikaler Bewegung des Rades des Fahrzeugs behindern könnten.
2A stellt einen zweiten länglichen Abschnitt, z. B. einen zweiten längeren Abschnitt 202 des Querlenkers 102 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands dar. In einer Umsetzung kann der erste längere Abschnitt 128 weiter gebogen werden, um den zweiten längeren Abschnitt 202 zu bilden, sodass sich der zweite längere Abschnitt vertikal bezüglich der Oberfläche des ersten längeren Abschnitts in einer Abwärtsrichtung zur Basis 104 erstreckt. In dieser Umsetzung kann der zweite längere Abschnitt 202 einen gleichförmigen Querschnitt haben. Das heißt, dass die Breite des zweiten längeren Abschnitt 202 von der ersten Buchsenbefestigung 114 zum Kugelgelenk 122 konstant sein kann. Um eine solche Auslegung des zweiten längeren Abschnitts 202 zu erhalten, kann die Gestaltung des Metallblechs der Basis 102 vorbestimmt und entsprechend geschnitten werden, sodass, wenn die Basis 104 gebogen wird, um den ersten Flansch 124 (in 2A nicht gezeigt) und den ersten längeren Abschnitt 128 zu bilden, der erste längere Abschnitt 128 ausreichende Länge haben kann, um weiter gebogen zu werden, um den zweiten längeren Abschnitt 202 zu bilden. Mit der Hinzufügung des zweiten längeren Abschnitts 202 vergrößert sich die Querschnittsfläche an jedem Punkt entlang der Länge der ersten Seite 106 der Basis 104. Wie bereits beschrieben, kann die Steifigkeit mit großer Querschnittsfläche höher sein. Daher trägt die Anwesenheit des zweiten längeren Abschnitts 202 zur Steifigkeit des Querlenkers 102 bei, um Spannungen standzuhalten. In einem Beispiel kann der zweite längere Abschnitt 202 ein mit dem ersten längeren Abschnitt 128 verbundenes Element sein. In diesem Beispiel kann der zweite längere Abschnitt 202 an den ersten längeren Abschnitt 128 angeschweißt sein. Darüber hinaus kann der zweite längere Abschnitt 202 aus einem anderen Material mit einem höheren Elastizitätsmodul sein, um der Spannung standzuhalten, die während des Biegens des ersten längeren Abschnitts 128 entwickelt wird.
2A stellt außerdem eine Schnittebene 204 durch den Querlenker 102 dar. Die Schnittebene bildet einen Querschnitt B-B’ des Querlenkers 102, der in 2B dargestellt wird. 2B stellt den Querschnitt B-B’ des Querlenkers 102 dar. In einer Umsetzung kann der zweite längere Abschnitt 202 mit einem zweiten vorbestimmten Winkel β zum ersten längeren Abschnitt 128 geneigt sein. In einem Beispiel kann der zweite vorbestimmte Winkel β 90 Grad sein. In einem anderen Beispiel kann der zweite vorbestimmte Winkel ein stumpfer Winkel sein, wie Winkel β’, wie in 2C dargestellt. In einer weiteren Umsetzung kann der zweite längere Abschnitt 202 in Kontakt mit der Basis 104 sein. In noch einer weiteren Umsetzung kann der zweite längere Abschnitt 202 an der Basis 104 angeschweißt sein. Weiterhin wird in Betracht gezogen, dass jede Kombination aus dem ersten vorbestimmten Winkel α und dem zweiten vorbestimmten Winkel β ausgeführt werden kann und dass der zweite längere Abschnitt 202 anschließend an die Basis 104 angeschweißt werden kann.
3 stellt einen weiteren zweiten längeren Abschnitt 302 gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands dar. In einer Umsetzung kann zusätzlich zu der sich linear verändernden Breite des ersten längeren Abschnitts 128 die Breite des zweiten längeren Abschnitts 302 sich ebenfalls linear verändern. Bei einer solchen Auslegung können die Steifigkeit und Flexibilität entlang der Länge des Querlenkers 102 geändert werden. Auch in dieser Umsetzung kann der zweite längere Abschnitt 302 mit einem zweiten vorbestimmten Winkel β zum ersten längeren Abschnitt 128 geneigt sein, und der zweite längere Abschnitt 302 kann entweder in Kontakt mit der Basis 104 sein oder an der Basis 104 angeschweißt sein.
Obwohl der offenbarte Gegenstand in einer Sprache spezifisch für strukturelle Merkmale und/oder Verfahren beschrieben wurde, versteht es sich, dass die beigefügten Ansprüche nicht notwendigerweise auf die beschriebenen spezifischen Merkmale oder Verfahren beschränkt sind. Stattdessen werden die spezifischen Merkmale und Verfahren als Umsetzungen des vorliegenden Gegenstands offenbart.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 5662348 [0004, 0005]

Claims

Querlenker für eine Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs, wobei der Querlenker dazu ausgelegt ist, einen Fahrzeughilfsrahmen mit einer Radanordnung des Fahrzeugs zu verbinden, und wobei der Querlenker Folgendes umfasst: einen Basisabschnitt, eine erste Kante und eine zweite Kante aufweisend, wobei sich die erste und zweite Kante zumindest teilweise in einer Richtung von dem Hilfsrahmen zur Radanordnung erstrecken; einen an der ersten Kante oder der zweiten Kante bereitgestellten Flanschabschnitt; und einen ersten länglichen Abschnitt mit einer, sich zumindest teilweise in der Richtung vom Hilfsrahmen zur Radanordnung erstreckenden Längsachse, wobei der erste längliche Abschnitt und Flanschabschnitt entlang entsprechender von der Basis beabstandeter Kanten verbunden sind, wobei der erste längliche Abschnitt mit einem ersten Winkel zu einem Flanschabschnitt geneigt ist und der erste längliche Abschnitt eine sich linear entlang der Längsachse des ersten länglichen Abschnitts verändernde Breite hat, wobei der Querlenker weiterhin einen zweiten länglichen Abschnitt mit einer Längsachse umfasst, sich zumindest teilweise in der Richtung vom Hilfsrahmen zur Radanordnung erstreckend, wobei der zweite längliche Abschnitt und der erste längliche Abschnitt entlang der entsprechenden, vom Flanschabschnitt beabstandeten Kanten verbunden sind, wobei der zweite längliche Abschnitt mit einem zweiten Winkel zum ersten länglichen Abschnitt geneigt ist, und wobei sich eine Breite des zweiten länglichen Abschnitts im Wesentlichen linear entlang der Längsachse des zweiten länglichen Abschnitts verändert.
Querlenker nach Anspruch 1, wobei die Breite des ersten länglichen Teils an dem dem Fahrzeughilfsrahmen am nächsten gelegenen Ende des ersten länglichen Teils am größten ist.
Querlenker nach Anspruch 1, wobei der zweite längliche Abschnitt in Kontakt mit dem Basisabschnitt ist.
Querlenker nach jedem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der zweite längliche Abschnitt an den Basisabschnitt angeschweißt ist.
Querlenker nach jedem der vorhergehender Ansprüche, wobei der Querlenker ein einschaliger Querlenker ist.
Querlenker nach jedem der vorhergehender Ansprüche, wobei der Basisteil, der Flanschteil und der längliche Teil aus einem Blechmaterial ausgebildet sind.
Querlenker nach Anspruch 6, wobei der zweite längliche Teil aus einem Blechmaterial ausgebildet ist.
Querlenker nach Anspruch 6 oder 7, wobei der Querlenker durch Falzen des Blechmaterials ausgebildet ist.
Querlenker nach jedem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine erste Buchsenbefestigung und/oder eine zweite Buchsenbefestigung zum Koppeln des Querlenkers am Fahrzeughilfsrahmen am Basisteil montiert sind.
Querlenker nach Anspruch 9, wobei sich der erste längliche Teil ausgehend von der ersten oder zweiten Buchsenbefestigung erstreckt.
Querlenker nach Anspruch 10, wobei die Breite des ersten länglichen Teils an der ersten oder zweiten Buchsenbefestigung im Wesentlichen einer Länge der jeweiligen ersten oder zweiten Buchsenbefestigung entspricht.
Querlenker nach jedem der vorhergehender Ansprüche, wobei eine Kugelgelenkbefestigung zum Koppeln des Querlenkers an der Radanordnung am Basisteil montiert ist.
Querlenker nach Anspruch 12, wobei sich der erste längliche Teil ausgehend von der Kugelgelenkbefestigung erstreckt.
Querlenker nach Anspruch 13, wobei die Breite des ersten länglichen Teils an der Kugelgelenkbefestigung im Wesentlichen der halben Breite der Kugelgelenkbefestigung entspricht.
Aufhängungsanordnung für ein Fahrzeug, die Aufhängungsanordnung den Querlenker nach jedem der vorhergehenden Ansprüche umfassend.
Fahrzeug, die Aufhängungsanordnung nach Anspruch 15 umfassend.
Querlenker, Aufhängungsanordnung oder Fahrzeug im Wesentlichen wie hier unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben und wie in diesen gezeigt.