DE102016225389A1 - Radlenker of a vehicle - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Radlenker eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges, welcher zumindest teilweise ein metallisches zumindest annähernd rohrförmiges Hohlprofil aufweist. Der Radlenker umfasst dabei ein schwingungsdämpfendes Element, welches Schaummasse darstellt, die das Hohlprofil zumindest abschnittsweise füllt.The invention relates to a Radlenker a vehicle, in particular a motor vehicle, which has at least partially a metallic at least approximately tubular hollow profile. The Radlenker thereby includes a vibration damping element, which is foam mass that fills the hollow profile at least in sections.
Description
Die Erfindung betrifft einen Radlenker sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Radlenkers nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a Radlenker and a method for producing such a Radlenkers according to the preamble of
In der Fahrzeugtechnik, insbesondere in der Kraftfahrzeugtechnik spielt die Vermeidung von störenden Vibrationen und Geräuschen eine große Rolle. Häufig liegt die Ursache solcher Geräusche in periodischen Anregungen durch den Motor oder in Anregungen von der Straße aus kommend, die als Schwingungen von Bauteilen, wie etwa einem Radlenker oder Teilen der Radaufhängung wahrgenommen werden. Auch Materialermüdung kann Folge von ungünstigen Schwingungsverhalten sein. Zur Abhilfe derartiger geräuschverursachender unerwünschter Schwingungen werden üblicherweise sogenannte Schwingungstilger, also spezielle Dämpfersysteme eingesetzt. Dabei werden gezielt Massen an die schwingenden Bauteile, beispielsweise an einen radführenden Lenker angebracht, deren Eigenfrequenz auf die zu eliminierende Resonanzfrequenz des Bauteils abgestimmt ist. Bei dieser Frequenz führt das Bauteil, also der Lenker, nur noch geringe Bewegungen aus.In vehicle technology, especially in automotive technology, the avoidance of disturbing vibrations and noise plays a major role. Frequently, the cause of such noise is in periodic excitations from the engine or from roadside stimuli perceived as vibrations of components such as a link or parts of the suspension. Also material fatigue can be the result of unfavorable vibration behavior. To remedy such noise-causing undesirable vibrations usually so-called vibration absorbers, so special damper systems are used. In this case, targeted masses are attached to the vibrating components, for example, to a wheel-guiding arm whose natural frequency is tuned to the resonant frequency of the component to be eliminated. At this frequency, the component, ie the handlebar, performs only minor movements.
Nachteilig an solchen Schwingungstilgern ist jedoch insbesondere deren gewichtserhöhenden Effekt am Fahrzeug aufgrund des Einsatzes eines metallischen Gewichts sowie deren verhältnismäßig hohen Aufwand im Fertigungsprozess des Fahrzeuges.A disadvantage of such vibration absorbers, however, is in particular their weight-increasing effect on the vehicle due to the use of a metallic weight and their relatively high cost in the manufacturing process of the vehicle.
Da es sich bei einem Radlenker jedoch um ein Bauteil im Fahrzeug handelt, welches in seiner Funktion zur Aufnahme bzw. zur Weiterleitung von Kräften im Fahrzeug dient, sind die Grenzen zur Gewichtsreduzierung aufgrund relevanter Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen (hinsichtlich der Werkstoffwahl) schnell erreicht. Die
Es ist Aufgabe dieser Erfindung, einen Radlenker eines Fahrzeuges insbesondere eines Kraftfahrzeuges aufzuzeigen, welcher trotz eines geringen Gewichts den Akustik-, Steifigkeits- und Festigkeitsanforderungen gerecht wird.It is an object of this invention to provide a check rail of a vehicle, in particular a motor vehicle, which, despite its low weight, meets the acoustic, stiffness and strength requirements.
Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch einen Radlenker und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Radlenkers mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution of the problem is achieved by a Radlenker and a method for producing such a Radlenker with the features of
Es wird ein Radlenker eines Fahrzeuges, insbesondere eines Kraftfahrzeuges vorgeschlagen, welcher zumindest teilweise ein metallisches und zumindest annähernd rohrförmiges Hohlprofil aufweist und wobei der Radlenker ein schwingungsdämpfendes Element umfasst.It is proposed a Radlenker a vehicle, in particular a motor vehicle, which at least partially has a metallic and at least approximately tubular hollow profile and wherein the Radlenker comprises a vibration-damping element.
Bevorzugt ist das Hohlprofil des Radlenkers aus einem einzigen Bauteil aufgebaut. Beispielsweise kann das Hohlprofil ein Blech darstellen, welches in einem Umformprozess in die gewünschte zumindest annähernd rohrförmige Form des Lenkers gebogen bzw. gebracht wird.Preferably, the hollow profile of the Radlenkers is constructed of a single component. For example, the hollow profile may represent a metal sheet which is bent or brought into the desired at least approximately tubular shape of the link in a forming process.
Erfindungsgemäß ist das schwingungsdämpfende Element eine Schaummasse, welche das Hohlprofil zumindest abschnittsweise füllt.According to the invention, the vibration-damping element is a foam compound which fills the hollow profile at least in sections.
Eine solche Schaummasse stellt bevorzugt eine Kunststoffschaummasse dar, wobei der Radlenker dann ein sogenanntes Metall-Schaumstoff-Verbundelement ist, wie es in der
Neben einem Kunststoffschaum ist auch der Einsatz eines Aluminiumschaums möglich. Eine solche metallische Variante bietet sich insbesondere bei Radlenkern mit einem Hohlprofil aus Aluminium bzw. einer Aluminiumlegierung an.In addition to a plastic foam and the use of an aluminum foam is possible. Such a metallic variant lends itself in particular to Radlenker with a hollow profile of aluminum or an aluminum alloy.
Eine solche Schaummasse innerhalb des Hohlprofils des Radlenkers bewirkt eine Dämpferwirkung, wie sie ein Schwingungstilger auch bewirken würde, mit dem Vorteil, dass eine solche Schaummasse sehr viel leichter als die Masse eines Schwingungstilgers ist. Dabei können gezielt die Bereiche des Radlenkers mit der Schaummasse gefüllt sein, welche einen Akustikpfad aufweisen. Je nach Dichte und Position der Schaummasse können so gezielt unerwünschte Schwingungen gedämpft bzw. ausgelöscht werden und so ungewünschte Geräuschbildungen verhindert werden.Such a foam material within the hollow profile of the Radlenkers causes a damper effect, as they also cause a vibration damper would, with the advantage that such a foam mass is much lighter than the mass of a vibration absorber. In this case, the areas of the Radlenker can be filled with the foam mass targeted, which have an acoustic path. Depending on the density and position of the foam mass so targeted unwanted vibrations can be damped or extinguished and so unwanted noise can be prevented.
Neben dem Dämpfungseffekt bewirkt eine solche Schaummasse im Radlenker außerdem eine Erhöhung der Dauerfestigkeit und Knicksteifigkeit des Radlenkers an sich. Die Aufschäumung führt zu einer Abstützung der inneren Wand des Radlenkers und damit zu einer Erhöhung des Energieaufnahmevermögens und der Beulsteifigkeit des Lenkers. Des Weiteren kann durch die Schaummasse im inneren des Hohlprofils eine durch Biegeprozesse geschwächte Wandstärke des Radlenkers unterstützt werden. Dabei können unter Dauerlast möglicherweise auftretende Schäden, wie beispielweise Rissbildungen entgegengewirkt werden. Beispielsweise können auch weniger belastete Wandstärken des Hohlprofils durch gezielte Positionierung der Schaummasse im Radlenker verringert werden und dadurch Material und Gewicht am Lenker eingespart werden.In addition to the damping effect causes such a foam in the Radlenker also increase the fatigue strength and buckling resistance of the Radlenker itself. The foaming leads to a support of the inner wall of the Radlenkers and thus to an increase in the energy absorption capacity and the buckling rigidity of the handlebar. Furthermore, a weakened by bending processes wall thickness of the Radlenkers can be supported by the foam mass in the interior of the hollow profile. This can be counteracted under permanent load possibly occurring damage, such as cracking. For example, less strained wall thicknesses of the hollow profile can be reduced by targeted positioning of the foam in the Radlenker and thereby material and weight can be saved on the handlebars.
In einer bevorzugten Ausführung der Erfindung ist das Hohlprofil des Radlenkers mittels zumindest einer Trennwand in mehrere Hohlkammern aufgeteilt. Dadurch kann die Schaummasse nur in gezielte Bereiche des Lenkers eingebracht werden, und dadurch gezielt die Knickfestigkeit und Schwingungsdämpfung des Lenkers beeinflusst bzw. eingestellt werden. Besonders bevorzugt ist eine solche Trennwand Teil jenes Bauteil des Radlenkers, welches das Hohlprofil dieses bildet. Wie genau eine solche Trennwand hergestellt werden kann, wird an einer anderen Stelle der Beschreibung genauer erläutert.In a preferred embodiment of the invention, the hollow profile of the Radlenkers is divided by means of at least one partition into a plurality of hollow chambers. As a result, the foam mass can be introduced only in targeted areas of the handlebar, and thus specifically influenced and adjusted the buckling strength and vibration damping of the handlebar. Such a partition is particularly preferably part of that component of the Radlenker which forms the hollow profile of this. How exactly such a partition can be made is explained in more detail elsewhere in the description.
Um die Schaummasse in das Hohlprofil des Radlenkers ohne größeren Aufwand einbringen zu können, ist es bevorzugt, dass im Hohlprofil bzw. in jenen Hohlkammern des Hohlprofils, welche mit der Schaummasse befüllt werden sollen, eine Öffnung vorgesehen ist. Eine solche Öffnung zum Einführen bzw. Einspritzen der Schaummasse kann in jeder denkbaren Form ausgebildet sein. Beispielsweise ist eine solche Öffnung als Durchgangsloch oder als Spalt ausgebildet, welcher genau so groß ist, dass die Schaummasse, als beispielsweise viskose Masse, eingebracht werden kann und trotzdem nicht hinausfließen kann.In order to bring the foam in the hollow section of the Radlenkers without much effort, it is preferred that in the hollow section or in those hollow chambers of the hollow profile, which are to be filled with the foam, an opening is provided. Such an opening for introducing or injecting the foam mass may be formed in any conceivable form. For example, such an opening is formed as a through hole or as a gap, which is just so large that the foam mass, such as viscous mass, can be introduced and still can not flow out.
Wie bereits erwähnt gibt es mehrere Möglichkeiten die Schaummasse in das Hohlprofil bzw. in die jeweiligen Hohlkammern des Profils des Radlenkers einzubringen und somit den Radlenker herzustellen.As already mentioned, there are several possibilities to introduce the foam mass in the hollow profile or in the respective hollow chambers of the profile of the Radlenker and thus produce the Radlenker.
In einem ersten Schritt der Herstellung des Radlenkers wird dabei bevorzugt das Hohlprofil des Radlenkers durch Blechumformung hergestellt.In a first step of the production of the Radlenkers while the hollow profile of the Radlenkers is preferably produced by sheet metal forming.
Dabei ist es möglich die genannte Öffnung im Hohlprofil zum Einspritzen bzw. Einbringen der Schaummasse bereits im Umformprozess einzubringen, indem das Hohlprofil beispielsweise nicht vollkommen geschlossen wird und noch ein Spalt oder mehrere Spalte bestehen bleiben. Jedoch ist es auch möglich eine solche Öffnung nachträglich durch spanende Bearbeitung beispielsweise durch eine Bohrung in das Hohlprofil einzubringen.It is possible to introduce said opening in the hollow profile for injecting or introducing the foam material already in the forming process by the hollow profile, for example, is not completely closed and remain a gap or more gaps. However, it is also possible to introduce such an opening later by machining, for example, through a hole in the hollow profile.
So kann die Schaummasse bzw. eine flüssige und/oder viskose Grundmasse durch die Öffnung in das Hohlprofil bzw. in die Hohlkammern eingebracht werden.Thus, the foam mass or a liquid and / or viscous matrix can be introduced through the opening in the hollow profile or in the hollow chambers.
Wie bereits erläutert kann die Grundmasse anschließend unter Einwirkung von Energie, insbesondere unter Einwirkung von Wärme, aufschäumen und das Hohlprofil bzw. die gewünschten Teile dieses (je nach Werkstoff und Menge der Grundmasse und der einwirkenden Temperatur) füllen.As already explained, the basic composition can then foam up under the action of energy, in particular under the action of heat, and fill the hollow profile or the desired parts thereof (depending on the material and quantity of the matrix and the applied temperature).
In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung, wird in einem Umformprozess des rohrförmigen Hohlprofils des Radlenkers mindestens eine Trennwand im Inneren des Hohlprofils aufgebaut. So ist es möglich, dass beliebig viele Hohlkammern innerhalb des Hohlprofils entstehen, welche mit der genannten Schaummasse gefüllt werden können oder auch nicht.In a further preferred embodiment of the invention, at least one partition wall is constructed in the interior of the hollow profile in a forming process of the tubular hollow profile of the Radlenkers. Thus, it is possible that any number of hollow chambers within the hollow profile arise, which can be filled with said foam mass or not.
Beispielsweise kann einem derartigen Umformprozess ein Schneideprozess (beispielsweise Laserschneiden) vorgeschalten sein, bei welchem Schnitte das Hohlprofil derart zugeschnitten wird, dass der bzw. die Ausschnitte des Hohlprofils im anschließenden Umformprozess nur mehr kragenartig in Richtung des Hohlprofilinneren geknickt bzw. gebogen werden kann bzw. können. Der sich dann im Hohlprofilinneren befindliche Kragen kann dann als Trennwand zwischen mindestens zwei Hohlkammern dienen.For example, such a forming process may be preceded by a cutting process (for example laser cutting) in which cuts the hollow profile is cut so that the or the cutouts of the hollow profile in the subsequent forming process can only be bent or bent in the direction of the hollow profile inside collar , The then located in the hollow profile inside collar can then serve as a partition between at least two hollow chambers.
Die genannte Grundmasse kann anschließend gemäß dem bereits erläutertem Prozess in eine oder mehrere dieser Hohlkammern, je nach gewünschter Dämpferwirkung und eingespritzt bzw. eingebracht werden.The named basic mass can then be injected or introduced according to the already explained process into one or more of these hollow chambers, depending on the desired damper effect.
Ein erfindungsgemäßer Radlenker mit der integrierten Schaummasse, welche gezielt an geeigneten Stellen im Hohlprofil des Radlenkers angeordnet ist, weist ein geringes Gewicht im Vergleich zu Lenkern mit einem metallischem Schwingungstilger auf und wird außerdem den Akustik-, sowie Festigkeits- und Steifigkeitsanforderungen gerecht.An inventive Radlenker with the integrated foam mass, which is arranged specifically at suitable locations in the hollow profile of the Radlenkers, has a low weight compared to Handlebars with a metallic vibration absorber and also meets the acoustic, as well as strength and stiffness requirements.
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich alleine oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.These and other features will become apparent from the claims and from the description also from the drawings, wherein the individual features each alone or more in the form of sub-combinations in one embodiment of the invention be realized and represent advantageous and inherently protectable versions for which protection is claimed here.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von zwei Ausführungsbeispielen weiter erläutert.
-
1 und2 zeigen jeweils eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radlenkers in einer dreidimensionalen Ansicht, während in3 und4 die in die Radlenker aus1 und2 eingebrachte Schaummasse zu erkennen ist.
-
1 and2 each show an embodiment of a Radlenkers invention in a three-dimensional view, while in3 and4 the out in the Radlenker1 and2 introduced foam mass is visible.
In
Die Lenker aus
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Hohlprofilhollow profile
- 1.11.1
- Stegweb
- 1.21.2
- Stegweb
- 22
- Spaltgap
- 2020
- GummilagerRubber bearing
- 33
- GummilagerRubber bearing
- 44
- Schaummassefoam mass
- 55
- Trennwandpartition wall
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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R163 | Identified publications notified | ||
R012 | Request for examination validly filed |