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Der vorliegende Gegenstand betrifft einen unteren Querlenker und insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, einen unteren Querlenker für ein Fahrzeug.
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Der untere Querlenker ist ein Aufhängungslenker, der in einer Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs verwendet wird. Die Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs verbindet eine Achse und eine Karosserie des Fahrzeugs. Die Aufhängungsanordnung absorbiert Schwingungen und Aufprallkräfte, die während des Fahrens des Fahrzeugs erlebt werden, um Fahrkomfort und Fahrzeugsicherheit zu verbessern. Die Aufhängungsanordnung beinhaltet einen Querlenker, auch bekannt als Aufhängungslenker, der eine Aufhängungsverbindung zwischen einem Fahrgestell des Fahrzeugs und einer Radnabe bildet. In einem Beispiel kann der Aufhängungslenker in der Aufhängungsanordnung als ein oberer Querlenker oder ein unterer Querlenker ausgeführt sein. Wenn als der untere Querlenker ausgeführt, kann der Querlenker eine sich darauf auswirkende schwere Last in Rückwärtsrichtung aufnehmen, die aufgrund von missbräuchlichem Verhalten mit hohen Längs- und Lateralkräften wirkt, während das Fahrzeug gefahren wird. Als ein Ergebnis kann der untere Querlenker verformt werden, wenn er einer Aufprallkraft des Fahrzeugs in entweder einer lateralen oder Längsrichtung ausgesetzt ist. Ein Verformen des unteren Querlenkers kann einen möglichen Schaden am Fahrgestell oder an der Radnabe aufgrund des Aufpralls verhindern. Aufgrund des Verformens kann der untere Querlenker jedoch ausgetauscht werden müssen.
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Um den Effekt der Aufprallkraft auf den unteren Querlenker zu reduzieren, kann der untere Querlenker aus zwei Schalen bestehen, beispielsweise einem in einer L-Form gepressten Metallblech. Das obere und untere Armelement sind miteinander gekoppelt und an ihren äußeren Umfängen aneinandergeschweißt.
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In einigen konventionellen unteren Querlenkern kann der untere Querlenker mit einem oder mehreren Verbiegungsmerkmalen ausgestattet sein, die sich unter hoher Aufprallkraft verbiegen. Beispielsweise beschreibt das US-Patent
US 5607177 (das Patent ‘177) einen Aufhängungslenker mit einem verformbaren Teil. Der verformbare Teil des Patents
‘177 ist in der Form eines genuteten Teils in einem Teil des Aufhängungslenkers bereitgestellt, verlaufend zwischen zwei Montageteilen, dazu ausgeführt, den Aufhängungslenker am Fahrgestell des Fahrzeugs zu montieren. Das Bereitstellen des genuteten Teils in einem solchen Teil des Aufhängungslenkers erleichtert ein Absorbieren einer Aufprallkraft, die in einer Längsrichtung des Fahrzeugs erlebt wird. Der Aufhängungslenker des Patents
‘177 kann folglich nicht effektiv im Verhindern eines Schadens sein, der an der Radnabe oder dem Fahrgestell durch die Aufprallkraft verursacht wird, die in lateraler Richtung des Fahrzeugs erlebt wird. Ferner können die zwei Schalen des Aufhängungslenkers des Patents
‘177 aufgrund der Geometrie des genuteten Teils nicht über die gesamte Länge des Aufhängungslenkers geschweißt werden, was die Ermüdungslebensdauer des Aufhängungslenkers erheblich beeinflusst.
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Die folgende ausführliche Beschreibung nimmt Bezug auf die Zeichnungen, wobei:
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1 eine Aufhängungsanordnung darstellt, die einen unteren Querlenker hat, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands.
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2 den unteren Querlenker darstellt, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands.
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Ein unterer Querlenker (LCA – Lower Control Arm) für eine Aufhängungsanordnung eines Fahrzeugs wird beschrieben. In einem Beispiel kann der untere Querlenker eine Querlenkerkarosseriestruktur beinhalten, die eine erste Schale und eine zweite Schale umfasst, wobei die erste Schale an die zweite Schale angrenzt. Der untere Querlenker kann ferner ein erstes Karosserielager beinhalten, das mit der Querlenkerkarosseriestruktur verbunden ist, um den LCA an einer ersten Stelle an einer Fahrzeugkarosseriestruktur des Fahrzeugs zu montieren. Der untere Querlenker kann ferner ein zweites Karosserielager beinhalten, das mit der Querlenkerkarosseriestruktur verbunden ist, um den LCA an einer zweiten Stelle an der Fahrzeugkarosseriestruktur zu montieren. Ferner kann der untere Querlenker ein Nabenlager beinhalten, das mit der Querlenkerkarosseriestruktur verbunden ist, um eine Radnabe des Fahrzeugs aufzunehmen. In einem Beispiel verläuft ein erster Teil der Querlenkerkarosseriestruktur zwischen dem Nabenlager und dem zweiten Karosserielager. Ferner beinhaltet der erste Teil eine konvexe Vertiefung und eine konkave Vertiefung, positioniert aneinander angrenzend, um für den ersten Teil ein s-förmiges Profil bereitzustellen.
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Gemäß einem Aspekt kann der untere Querlenker zwischen einer Fahrzeugkarosserie oder einem Fahrgestell des Fahrzeugs und einer Radnabe des Fahrzeugs installiert werden. Danach, wenn das Fahrzeug während einer Bewegung vibriert, absorbiert die Aufhängungsanordnung die Vibrations- und Aufprallkräfte. Wenn die von der Aufhängungsanordnung erlebte Aufprallkraft eine vorbestimmte Schwellengrenze in lateraler Richtung überschreitet, verbiegt sich der untere Querlenker an dem s-förmigen Profil. Als ein Ergebnis werden die Aufprallkraft und die Schwingungen nicht auf die Fahrzeugkarosserie und die Radnabe übertragen, wodurch eine mögliche Beschädigung der Fahrzeugkarosserie und der Radnabe und anderer Komponenten der Aufhängungsanordnung verhindert wird.
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Allgemein werden untere Querlenker implementiert, um als eine Aufhängungsverbindung zwischen einem Fahrgestell eines Fahrzeugs und einer Radnabe zu agieren. Wie bereits erwähnt, können konventionelle untere Querlenker mit einem Verbiegungsmerkmal ausgestattet sein, das sich verbiegt oder verformt, wenn der untere Querlenker während des Fahrzeugbetriebs einer Aufprallkraft ausgesetzt ist, die größer als eine vorbestimmte Schwelle ist.
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Obwohl sich konventionelle untere Querlenker verbiegen können, wenn sie einer irregulären Aufprallkraft ausgesetzt sind, ist der Schwellenwert der Aufprallkraft, die von den konventionellen unteren Querlenkern zurückgehalten werden kann, gewöhnlich geringer. Die Festigkeit der unteren Querlenker kann jedoch durch Herstellen zweischaliger unterer Querlenker, die ein oberes und unteres Armelement haben, auch bekannt als Schalen, die zusammengeschweißt sind, gestärkt werden. Das Verwenden von zwei Schalen für die unteren Querlenker erhöht jedoch die Kosten im Zusammenhang mit der Herstellung der unteren Querlenker und damit wiederum die Fahrzeugkosten und den Wartungsaufwand. Ferner kann derselbe untere Querlenker nicht auf der linken und rechten Seite der Aufhängungsanordnung verwendet werden, da das Verbiegungsmerkmal allgemein so bereitgestellt ist, dass sich der untere Querlenker nur angemessen verbiegt, wenn er in Bezug auf die z-Achse in einer bestimmten Ausrichtung implementiert ist. Ein Verändern der Ausrichtung des unteren Querlenkers verändert die Schwellengrenze der Aufprallkraft, bei der sich der untere Querlenker verbiegen kann. Folglich müssen separate untere Querlenker mit anderer Ausrichtung des Verbiegungsmerkmals hergestellt und in der Aufhängungsanordnung verwendet werden, um ein Verbiegen bei angemessener Schwellengrenze in lateraler Richtung zu gewährleisten. Das Herstellen separater unterer Querlenker für die Anwendung auf der linken und rechten Seite kann die Herstellungs- und Lagerkosten für Fahrzeughersteller erhöhen. Ferner müssen Fahrzeugreparaturwerkstätten auch eine adäquate Anzahl linker und rechter unterer Querlenker in ihrem Bestand lagern, wodurch sich ihre Kosten erhöhen.
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Der vorliegende Gegenstand betrifft Aspekte eines unteren Querlenkers eines Fahrzeugs gemäß einem Beispiel des vorliegenden Gegenstands. Gemäß einem Aspekt hat ein erster Teil eines unteren Querlenkers ein s-förmiges Profil, das dazu ausgeführt ist, sich unter hoher Aufprallkraft zu verbiegen. Das Bereitstellen des s-förmigen Profils entlang dem ersten Teil gestattet dem unteren Querlenker, sich angemessen zu verbiegen, wenn er einer Aufprallkraft ausgesetzt ist, und zwar ungeachtet der Ausrichtung des unteren Querlenkers in der Aufhängungsanordnung. Folglich können untere Querlenker einer einzelnen Konfiguration und eines einzelnen Entwurfs als Aufhängungsverbindungen für rechts- und linksseitige Radnaben hergestellt und verwendet werden.
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Gemäß einem Aspekt des vorliegenden Gegenstands beinhaltet der untere Querlenker eine L-förmige Karosseriestruktur und wird gekoppelt an drei Endpunkte der Querlenkerkarosseriestruktur montiert. In einem Beispiel wird die Querlenkerkarosseriestruktur aus einer ersten Schale und einer zweiten Schale, die zusammengeschweißt werden, hergestellt. Die zwei Schalen werden so zusammengeschweißt, dass die erste Schale an die zweite Schale angrenzt. Ferner werden ein erstes Karosserielager und ein zweites Karosserielager mit einem ersten Endpunkt und einem zweiten Endpunkt der Querlenkerkarosseriestruktur verbunden, um den unteren Querlenker an einer Fahrzeugkarosseriestruktur des Fahrzeugs zu montieren. Ein Nabenlager ist mit der Querlenkerkarosseriestruktur verbunden, um eine Radnabe des Fahrzeugs aufzunehmen.
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Ferner hat, wie vorher beschrieben, der erste Teil der Querlenkerkarosseriestruktur, der zwischen dem Nabenlager und dem zweiten Karosserielager verläuft, das s-förmige Profil, welches eingesetzt wird, damit es sich beim Erleben einer Aufprallkraft, die in lateraler Richtung größer als eine vorbestimmte Schwellengrenze ist, verbiegt. In einem Beispiel beinhaltet der erste Teil eine konvexe Vertiefung und eine konkave Vertiefung, die aneinander angrenzend bereitgestellt sind, um das s-förmige Profil bereitzustellen. Somit beinhaltet der untere Querlenker nun einen Versatz in der z-Achse in der Form der Vertiefung, ungeachtet der Ausrichtung des unteren Querlenkers, der sich beim Erleben der Aufprallkraft, größer als die vorbestimmte Schwellengrenze in lateraler Richtung, verbiegen kann. Beispielsweise hat der untere Querlenker eine konkave Vertiefung, gefolgt von einer konvexen Vertiefung, wenn er in der rechten Seite der Aufhängungsanordnung, d. h., zwischen der rechten Radnabe und dem Fahrgestell des Fahrzeugs, verwendet wird. Bei Verwendung in der linken Seite der Aufhängungsanordnung, d. h., zwischen der linken Radnabe und dem Fahrgestell des Fahrzeugs, hat der untere Querlenker eine konvexe Vertiefung, gefolgt von einer konkaven Vertiefung.
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Der auf dem vorliegenden Gegenstand basierende untere Querlenker stellt ein effektives Verbiegen bereit, wenn er in einer lateralen Richtung des Fahrzeugs der Aufprallkraft ausgesetzt ist, die größer als die vorbestimmte Schwellengrenze in lateraler Richtung ist. Das s-förmige Profil des ersten Teils erleichtert das Nutzen des unteren Querlenkers desselben Entwurfs in der rechts- und linksseitigen Implementierung der Aufhängungsanordnung. Wenn ein einzelner symmetrischer Entwurf des unteren Querlenkers hergestellt werden muss, werden die Kosten im Zusammenhang mit dem Herstellen unterer Querlenker erheblich reduziert, da das Erfordernis, separate Formen für das Herstellen separater linker und rechter unterer Querlenker zu haben, eliminiert ist. Ferner reduziert die Verfügbarkeit symmetrischer unterer Querlenker für einen Fahrzeughersteller und eine Fahrzeugreparaturwerkstatt erheblich die Kosten im Zusammenhang mit Lagerung und Bestandspflege, da keine Notwendigkeit zum Lagern separater links- und rechtsseitiger Querlenker besteht.
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Die oben erwähnten Umsetzungen sind hier Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren weiter beschrieben. Es sei darauf hingewiesen, dass die Beschreibung und die Figuren beispielhafte Umsetzungen betreffen und nicht als eine Beschränkung des vorliegenden Gegenstands ausgelegt werden sollten. Es versteht sich außerdem, dass verschiedene Anordnungen abgeleitet werden können, die, auch wenn sie hier nicht explizit beschrieben oder gezeigt sind, die Prinzipien des vorliegenden Gegenstands verkörpern. Außerdem sollen alle Aussagen, die hier Prinzipien, Aspekte und Ausführungsformen des vorliegenden Gegenstands sowie spezifische Beispiele benennen, Äquivalente derselben umschließen.
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1 stellt eine Aufhängungsanordnung 100 dar, die einen unteren Querlenker 102 hat, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands. Der untere Querlenker 102 kann dazu eingesetzt werden, eine Fahrzeugkarosseriestruktur 104 eines Fahrzeugs (in der Figur nicht gezeigt) und eine Radnabe 106 des Fahrzeugs zu verbinden. In einem Beispiel ist die Fahrzeugkarosseriestruktur 104 ein Fahrgestell des Fahrzeugs. Ferner, wie dargestellt, ist der untere Querlenker 102 an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 montiert, während die Radnabe 106 am unteren Querlenker 102 montiert ist.
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In der dargestellten Ausführungsform kann der untere Querlenker 102 eine Querlenkerkarosseriestruktur 108, ein erstes Karosserielager (in dieser Figur nicht gezeigt), das mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 verbunden ist, ein zweites Karosserielager 110, das mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 verbunden ist, und ein Nabenlager 112, das mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 verbunden ist, beinhalten. Wie dargestellt, ist das Nabenlager 112 mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 verbunden, um die Radnabe 106 aufzunehmen. Das erste Karosserielager ist mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zum Montieren des unteren Querlenkers 102 an einer ersten Stelle (in dieser Figur nicht gezeigt) an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 verbunden. Das zweite Karosserielager 110 ist mit der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zum Montieren des unteren Querlenkers 102 an einer zweiten Stelle 114 (in dieser Figur nicht gezeigt) an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 verbunden.
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Ferner ist ein erster Teil der Querlenkerkarosseriestruktur 108, der zwischen dem Nabenlager 112 und dem zweiten Karosserielager 110 verläuft, mit einem s-förmigen Profil 116 ausgestattet. In einem Beispiel ist das s-förmige Profil 116 als ein sich verbiegendes Mittel bereitgestellt, dazu ausgeführt, sich zu verbiegen, wenn der untere Querlenker 102 der Aufprallkraft ausgesetzt wird, die größer als die vorbestimmte Schwellengrenze in einer lateralen Richtung des Fahrzeugs ist. Wie dargestellt, beinhaltet das s-förmige Profil 116 eine konvexe Vertiefung 118 und eine konkave Vertiefung 120, aneinander angrenzend platziert. In einem Beispiel sind die konkave Vertiefung 120 und die konvexe Vertiefung 118 durch einen vordefinierten Radius definiert.
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Obwohl die 1 den unteren Querlenker 102 als Aufhängungsverbindung in der linken Seite der Aufhängungsanordnung 100 darstellt, d. h., zwischen der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 und einer linken Radnabe des Fahrzeugs, kann der untere Querlenker 102 auch dadurch als eine Aufhängungsverbindung implementiert werden, dass sie in der rechten Seite der Aufhängungsanordnung verwendet wird, d. h., zwischen der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 und einer rechten Radnabe des Fahrzeugs. Wie in 1 dargestellt, ist bei Verwendung zwischen der linken Radnabe 106 und der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 die konvexe Vertiefung 118 in der Nähe des zweiten Karosserielagers 110, d. h., der untere Querlenker 102 wird eine konkave Vertiefung 120 haben, gefolgt von einer konvexen Vertiefung 118, und zwar bei Betrachtung aus der Richtung der linken Radnabe 106. Bei Verwendung zwischen der rechten Radnabe und der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 nähert sich die konvexe Vertiefung 118 dem Nabenlager 112 an, d. h., der untere Querlenker 102 wird eine konvexe Vertiefung 118 haben, gefolgt von einer konkaven Vertiefung 120 – bei Betrachtung aus der Richtung der rechten Radnabe. In einem Beispiel ist der untere Querlenker 102 dazu ausgeführt, sich entweder an der konvexen Vertiefung 118 oder an der konkaven Vertiefung 120 zu verbiegen, abhängig davon, ob der untere Querlenker 102 auf der rechten Seite oder der linken Seite der Aufhängungsanordnung 100 ausgeführt ist. Bei Nutzung als ein linksseitiger unterer Querlenker, der in der linken Seite der Aufhängungsanordnung angewendet wird, verbiegt sich der untere Querlenker 102 an der konkaven Vertiefung 120. Bei Nutzung als ein rechtsseitiger unterer Querlenker, der in der rechten Seite der Aufhängungsanordnung angewendet wird, verbiegt sich der untere Querlenker 102 an der konvexen Vertiefung 118.
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2 stellt den unteren Querlenker 102 dar, gemäß einer Ausführungsform des vorliegenden Gegenstands. Wie zuvor beschrieben, beinhaltet der untere Querlenker 102 die Querlenkerkarosseriestruktur 108, ein erstes Karosserielager 202, das zweite Karosserielager 110 und das Nabenlager 112. Wie dargestellt, ist das erste Karosserielager 202 mit einem ersten Endpunkt 204 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zum Montieren des unteren Querlenkers 102 an einer ersten Stelle (in dieser Figur nicht gezeigt) an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 verbunden. In einem Beispiel hat das erste Karosserielager 202 unter Bezug auf den unteren Querlenker 102 eine vertikale Achse. Das zweite Karosserielager 110 ist mit einem zweiten Endpunkt 206 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zum Montieren des unteren Querlenkers 102 an der zweiten Stelle 114 an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104 verbunden. In einem Beispiel hat das zweite Karosserielager 110 unter Bezug auf den unteren Querlenker 102 eine horizontale Achse. Das Nabenlager 112 ist mit einem dritten Endpunkt 208 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zum Aufnehmen der Radnabe 106 des Fahrzeugs verbunden. In einem Beispiel hat das Nabenlager 112 unter Bezug auf den unteren Querlenker 102 eine vertikale Achse. Ferner können das erste Karosserielager 202, das zweite Karosserielager 110 und das Nabenlager 112 in der Form einer zylindrischen Hülse bereitgestellt sein.
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Ferner kann die Querlenkerkarosseriestruktur 108 so definiert sein, dass sie einen ersten Teil 210 und einen zweiten Teil 212 beinhaltet. In einem Beispiel kann der erste Teil 210 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 zwischen dem Nabenlager 112 und dem zweiten Karosserielager 110 verlaufen. Der zweite Teil 212 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 kann zwischen dem zweiten Karosserielager 110 und dem ersten Karosserielager 202 verlaufen. In einem Beispiel beinhaltet der erste Teil 210 der Querlenkerkarosseriestruktur 108 die konvexe Vertiefung 118 und die konkave Vertiefung 120, positioniert aneinander angrenzend, um das s-förmige Profil 116 für den ersten Teil 210 bereitzustellen.
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Gemäß einem Aspekt des vorliegenden Gegenstands kann die Querlenkerkarosseriestruktur 108 aus einer ersten Schale und einer zweiten Schale hergestellt sein, die aneinander angrenzen. In einem Beispiel sind die erste Schale und die zweite Schale aus in L-Form gepresstem Metallblech hergestellt. Ferner sind die erste Schale und die zweite Schale an den äußeren Umfängen zusammengeschweißt, um die Querlenkerkarosseriestruktur 108 zu bilden. In einem Beispiel haben sowohl die erste Schale als auch die zweite Schale eine konkave Vertiefung und eine konvexe Vertiefung. Wenn die erste Schale und die zweite Schale zusammengeschweißt sind, grenzen daher die konkave Vertiefung und die konvexe Vertiefung der ersten Schale an die konkave bzw. die konvexe Vertiefung der zweiten Schale an, um die konkave Vertiefung 120 bzw. die konvexe Vertiefung 118 des ersten Teils 210 zu bilden. Mit der konkaven Vertiefung 120 und der konvexen Vertiefung 118 versehen, wird das s-förmige Profil 116 dem ersten Teil 210 bereitgestellt. Wie zuvor beschrieben, fungieren das s-förmige Profil 116 und damit wiederum die konkave Vertiefung 120 und die konvexe Vertiefung 118 als Verbiegungselemente, die sich verbiegen, wenn der untere Querlenker 102 einer Aufprallkraft ausgesetzt ist, die größer als die vorbestimmte Schwellengrenze in einer lateralen Richtung des Fahrzeugs ist.
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Wenn das Fahrzeug während der Bewegung vibriert, werden die Schwingungs- und Aufprallkräfte von der Aufhängungsanordnung 100 absorbiert. Wenn die Aufprallkraft die vorbestimmte Schwelle überschreitet, verbiegt sich der untere Querlenker 102 an dem s-förmigen Profil 116, insbesondere entweder an der konkaven Vertiefung 120 oder der konvexen Vertiefung 118. So wird die Aufprallkraft nicht auf die Fahrzeugkarosseriestruktur 104, die Radnabe 106 und andere Komponenten der Aufhängungsanordnung 100 übertragen, wodurch ein möglicher Schaden an der Fahrzeugkarosseriestruktur 104, der Radnabe 106 und den anderen Komponenten verhindert wird.
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Ferner repräsentieren die x-, y- und z-Achse, wie in 2 angegeben, Kardinalachsen, und die Ausrichtung des unteren Querlenkers 102 sollte nicht so ausgelegt werden, dass sie auf die in der 2 abgebildete Achse begrenzt ist.
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Obwohl Ausführungsformen für einen unteren Querlenker in einer für strukturelle Merkmale und/oder Verfahren spezifischen Sprache beschrieben wurden, versteht es sich, dass die anhängenden Ansprüche nicht notwendigerweise auf die beschriebenen Merkmale oder Verfahren beschränkt sind. Stattdessen sind die spezifischen Merkmale und Verfahren als beispielhafte Ausführungsformen für den unteren Querlenker offenbart.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 5607177 [0004, 0004, 0004, 0004]
