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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Erfindung betrifft den Bereich der Fahrzeuge, insbesondere einen Verbundlenker und ein Fahrzeug.
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STAND DER TECHNIK
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Verbundlenker-Aufhängungen finden breite Anwendung bei Hinterradaufhängungssystemen von Kraftfahrzeugen, wobei zum Erhöhen der Steifigkeit eines Verbundlenkers in der Regel in der Mitte eines Querträgers des Verbundlenkers ein Stabilisator angeschweißt ist. Bei den derzeitigen Verbundlenkem ist der Stabilisator in der Regel an einem Längslenker oder einem innerhalb des Querträgers angeordneten, separaten Halter angeschweißt, wobei die Schweißnähte kreisförmig ausgebildet und innerhalb eines Querschnitts des Stabilisators angeordnet sind, so dass die beim Schweißen erzeugte Wärme eine unerwünschte Änderung des Gewebes innerhalb dieses Querschnitts des Stabilisators verursachen könnte, was zu einer Versprödung des Stabilisators an dieser Stelle führt, wobei im Zuge einer Verdrehung die Spannung und Querkraft innerhalb einer und derselben Ebene, in der sich die Schweißnähte befinden, konzentriert sind und somit der Stabilisator bruchanfällig ist.
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Ein gattungsgemäßer Verbundlenker ist aus der
JP 2011-201 330 A bekannt.
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INHALT DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Stabilisatorhalter eines Verbundlenkers bereitzustellen, mit dem das Risiko einer Versprödung des Stabilisators beim Schweißen verringert und ein Bruch des Stabilisators bei Verdrehung vermieden werden kann.
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Dabei liegt der Erfindung eine erste Aufgabe zugrunde, einen Verbundlenker bereitzustellen, um das Problem der Versprödung des Stabilisators beim Anschweißen an dem Verbundlenker zu lösen.
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Dabei liegt der Erfindung eine zweite Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeug bereitzustellen, bei dem der erfindungsgemäß bereitgestellte Verbundlenker eingesetzt wird.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe gelöst durch einen Verbundlenker, umfassend einen Verbundlenkerkörper, einen Stabilisator und einen Stabilisatorhalter, der den Stabilisator an dem Verbundlenkerkörper befestigt und einen an dem Verbundlenkerkörper befestigten Grundträger sowie eine von dem Grundträger vorstehende Verbindungssäule umfasst, die in Muffenverbindung mit dem Stabilisator steht und über Lochschweißung mit dem Stabilisator verbunden ist.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass die Verbindungssäule den Stabilisator von außen umschließt oder der Stabilisator die Verbindungssäule von außen umschließt, wobei die Verbindungssäule oder der Stabilisator, die oder der außen angeordnet ist, zueinander beabstandet angeordnete Durchgangslöcher zur Lochschweißung aufweist.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass die Durchgangslöcher als schlitzförmige Löcher ausgebildet sind.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass die schlitzförmigen Löcher ein erstes schlitzförmiges Loch umfassen, das sich an der Mantelfläche der Verbindungssäule oder des Stabilisators entlang der Axialrichtung spiralförmig erstreckt.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass die schlitzförmigen Löcher ferner ein zweites schlitzförmiges Loch umfassen, das sich an der Mantelfläche der Verbindungssäule oder des Stabilisators entlang der Axialrichtung spiralförmig erstreckt, wobei die Verlaufsrichtung des ersten schlitzförmigen Loches und die des zweiten schlitzförmigen Loches einander entgegengesetzt sind.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass das erste schlitzförmige Loch und das zweite schlitzförmige Loch in der gleichen Anzahl bereitgestellt werden und entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig und abwechselnd angeordnet sind.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass das erste schlitzförmige Loch in einer Anzahl von zwei bereitgestellt wird und symmetrisch an den beiden Seiten der Achse der Verbindungssäule oder des Stabilisators angeordnet ist, wobei das zweite schlitzförmige Loch in einer Anzahl von zwei bereitgestellt wird und symmetrisch an den beiden Seiten der Achse der Verbindungssäule oder des Stabilisators angeordnet ist.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass der Grundträger an der Innenseite des Verbundlenkerkörpers anliegend angeschweißt ist.
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Optional ist es dabei vorgesehen, dass es sich bei dem Stabilisator um eine massive Säule handelt, wobei die Verbindungssäule den Stabilisator von außen umschließt.
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Nach einem zweiten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe ferner gelöst durch ein Fahrzeug, welches den vorstehend beschriebenen Verbundlenker aufweist.
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Mit einer derartigen Ausgestaltung ermöglichen die Muffenverbindung und die Verbindung über Lochschweißung zwischen der Verbindungssäule und dem Stabilisator eine Verteilung der bei dem Schweißvorgang erzeugten Wärme innerhalb der Mantelfläche der Muffenverbindung und somit eine effektive Wärmebeanspruchungsreduzierung beim Schweißen, wodurch eine Beeinträchtigung des Materials des Stabilisators durch die Schweißung und dank verringerten Risikos einer Versprödung des Stabilisators beim Schweißen auch ein Bruch bei Verdrehung vermieden werden.
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung sind aus den nachfolgenden konkreten Ausführungsformen zu entnehmen.
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Figurenliste
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Die beiliegenden Zeichnungen dienen zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung und stellen einen Bestandteil der Beschreibung dar. Anhand der nachfolgenden konkreten Ausführungsbeispiele wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen auf die vorliegende Erfindung näher eingegangen, wobei hier keine Einschränkung vorliegt.
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Es zeigen
- 1 den Stabilisatorhalter an einem Verbundlenker nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen strukturellen Darstellung,
- 2 den mit einem Stabilisator verbundenen Stabilisatorhalter an einem Verbundlenker nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen Darstellung, und
- 3 einen Verbundlenker nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer schematischen strukturellen Darstellung.
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Bezugszeichenliste
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| 10 |
Verbundlenkerkörper |
21 |
Grundträger |
| 22 |
Verbindungssäule |
30 |
Stabilisator |
| 41 |
Erstes schlitzförmiges Loch |
42 |
Zweites schlitzförmiges Loch |
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AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
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Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf beiliegende Zeichnungen konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung ausführlich beschrieben. Es versteht sich, dass die beschriebenen konkreten Ausführungsformen lediglich zur Beschreibung und Erläuterung der vorliegenden Erfindung anstatt zur Einschränkung der Erfindung dienen.
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Im Sinne der vorliegenden Erfindung deuten die Begriffe „erste“ und „zweite“ nicht auf irgendeine Reihenfolge oder Wichtigkeit, sondern dienen lediglich der Unterscheidung eines Elements von einem anderen Element.
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Wie 3 zu entnehmen ist, stellt die vorliegende Erfindung einen Verbundlenker bereit, der einen Verbundlenkerkörper 10, einen Stabilisator 30 und einen Stabilisatorhalter aufweist, der den Stabilisator 30 an dem Verbundkörper 10 befestigt, wobei durch eine feste Verbindung des Stabilisators 30 mit dem Verbundlenkerkörper 10 die Anforderung an Steifigkeit des Verbundlenkers erfüllt werden kann. Konkret kann es vorgesehen sein, dass der Stabilisatorhalter an dem Verbundlenkerkörper 10 befestigt ist, indem er an der Innenseite des Verbundlenkerkörpers 10 anliegend angeschweißt ist, um die Festigkeit zu erhöhen.
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Wie sich aus 1 und 3 ergibt, umfasst der Stabilisatorhalter des erfindungsgemäßen Verbundlenkers einen an dem Verbundlenkerkörper 10 befestigten Grundträger 21 sowie eine von dem Grundträger 21 vorstehende Verbindungssäule 22, die in Muffenverbindung mit dem Stabilisator 30 steht und über Lochschweißung mit dem Stabilisator 30 verbunden ist. Für Durchschnittsfachleute auf diesem Gebiet ist es bekannt, dass bei einem Lochschweißvorgang in der Regel zwei Platten übereinander gelegt und über Schmelzschweißen durchgeschweißt werden, wobei in der vorliegenden Erfindung die Verbindungssäule 22 in Muffenverbindung mit dem Stabilisator 30 steht und die beiden Bauteile über Lochschweißen durchgeschweißt und miteinander verbunden werden können. Aufgrund der Flächenberührung der Verbindungssäule mit dem Stabilisator verteilen sich Schweißnähte des Stabilisatorhalters und des Stabilisators 30 innerhalb der Mantelfläche, so dass eine Konzentrierung der Schweißnähte innerhalb eines Querschnitts des Stabilisators 30 vermieden wird. Somit verteilt sich die Wärme beim Schweißen innerhalb der Mantelfläche und die Wärmebeanspruchung beim Schweißen wird effektiv verringert, wodurch eine Beeinträchtigung des Materials des Stabilisators 30 durch die Schweißung und dank verringerten Risikos einer Versprödung des Stabilisators 30 beim Schweißen auch ein Bruch infolge einer Verdrehung der Schweißnähte an dieser Stelle bei Betrieb des Verbundlenkers vermieden werden. Zudem kann der Stabilisatorhalter in einer Anzahl von zwei bereitgestellt und jeweils an den beiden Enden des Verbundlenkerkörpers 10 angeordnet werden, um eine hohe Festigkeit und eine gleichmäßige Kraftverteilung an beiden Enden des Stabilisators sicherzustellen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass hier keine Einschränkung auf die Form des Stabilisators 30 und der Verbindungssäule 22 vorliegt, wobei in den Ausführungsformen nach 1 bis 3 der Stabilisator 30 und die Verbindungssäule 22 jeweils kreiszylinderförmig ausgebildet sind und beim Lochschweißen der beiden Bauteile sich die Wärme innerhalb der Mantelfläche verteilt. In einer anderen Ausführungsform kann die Stelle der Muffenverbindung des Stabilisators 30 mit der Verbindungssäule 22 auch als ovale oder polygonale Strukturen, die aufeinander abgestimmt sind, ausgebildet sein, wobei lediglich eine gleiche Form der beiden Bauteilen zur festen Muffenverbindung gewährleistet werden muss und sich die Wärme beim Schweißen der beiden Bauteile innerhalb der entsprechenden Mantelfläche verteilt.
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Zudem erfolgt bei der vorliegenden Erfindung nach Schweißen des Stabilisatorhalters und des Stabilisators 30 keine Überlappstoßverbindung zwischen dem Stabilisator 30 und anderen an dem Verbundlenker angeordneten Teilen, wie z.B. Längslenkern, so dass zum Einstellen der Steifigkeit des Verbundlenkers lediglich die radiale Große des Stabilisators 30 und der Verbindungssäule 22 entsprechend eingestellt werden muss, ohne die Struktur anderer Teile in dem Verbundlenker zu ändern, was für verringerte Entwicklungskosten sorgt.
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Die Muffenverbindung zwischen der Verbindungssäule 22 und dem Stabilisator 30 kann in zwei Formen erfolgen, wobei also entweder der Stabilisator 30 die Verbindungssäule 22 von außen umschließt oder die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 von außen umschließt. Bei der Ausführungsform, bei der die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 von außen umschließt, ist die Verbindungssäule 22 als Hülsenstruktur ausgebildet und der Stabilisator 30 kann eine geringere radiale Größe aufweisen, wobei nun es sich bei dem Stabilisator 30 um eine massive oder hohle Säule handeln kann und insbesondere bei einer massiven Säule als Stabilisator 30 dieser eine hohe Festigkeit aufweist, während bei der Ausführungsform, bei der der Stabilisator 30 die Verbindungssäule 22 von außen umschließt, der Stabilisator 30 als hohle ringförmige Säule oder in der Mitte als massive Struktur und an den Enden als hohle Hülse ausgebildet sein kann, wobei es sich bei der Verbindungssäule 22 um eine massive Struktur handeln kann. Zum Erhöhen der Effizienz des Lochschweißens kann die Verbindungssäule 22 oder der Stabilisator 30, die oder der außen angeordnet ist, zueinander beabstandet angeordnete Durchgangslöcher zur Lochschweißung aufweisen, was nicht nur eine schnelle Durchführung des Lochschweißvorgangs sicherstellt, sondern auch für eine Verteilung der Wärme beim Schweißen innerhalb der Mantelfläche sorgt.
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Wie aus 1 zu entnehmen ist, können die Durchgangslöcher als schlitzförmige Löcher ausgebildet sein, wobei durch mehrere schlitzförmige Löcher mehrere Schweißnähte gebildet werden, was zu einer erhöhten Stabilität der Verbindungsstruktur zwischen dem Stabilisatorhalter und dem Stabilisator 30 beiträgt und für eine Verteilung der Wärme beim Schweißen innerhalb der Mantelfläche sorgt. Bei Montage kann zunächst der Stabilisatorhalter durch Stanzen oder Gießen ausgeformt werden, wobei der Umfangsrand des Grundträgers 21 an der Innenseite des Verbundlenkerkörpers 10 anliegend angeschweißt wird. Danach werden der Stabilisator 30 und die Verbindungssäule 22 durch Muffenverbindung miteinander verbunden und eine Verbindung des Stabilisators 30 mit dem Stabilisatorhalter erfolgt über Lochschweißen mittels der schlitzförmigen Löcher.
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Ferner umfassen die schlitzförmigen Löcher ein erstes schlitzförmiges Loch 41, das sich an der Mantelfläche der Verbindungssäule 22 entlang der Axialrichtung der Verbindungssäule 22 spiralförmig erstreckt, wenn die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 von außen umschließt. Dabei ist es darauf hinzuweisen, dass die spiralförmige Erstreckung des ersten schlitzförmigen Loches 41 sich auf die Erstreckungstendenz des ersten schlitzförmigen Loches 41 anstatt auf einen vollständigen Umlauf des ersten schlitzförmigen Loches 41 um die Mantelfläche der Verbindungssäule 22 bezieht. Bei praktischer Anwendung schließen die durch das Verdrehen und Verformen des Verbundlenkers verursachten, gegenseitigen Verdrehungstendenzen des Stabilisatorhalters und des Stabilisators 30 in der Regel einen bestimmten Winkel ein, wie beispielsweise aus den Linien A und B in 2 zu entnehmen ist. Daher kann die spiralförmige Erstreckungsrichtung des ersten schlitzförmigen Loches 41 unter bestimmten Umständen dafür sorgen, dass die Richtung der in dem ersten schlitzförmigen Loch 41 gebildeten Schweißnähte der Richtung der Spannung entspricht, welcher Spannung der Stabilisator 30 bei einer Verdrehung relativ zu dem Stabilisatorhalter ausgesetzt ist, so dass somit die Spannung an den Schweißstellen dekonzentriert und ein Bruch der Schweißnähte vermieden wird. Zudem lässt sich der Spiralwinkel der spiralförmigen Erstreckung des ersten schlitzförmigen Loches 41 in Abhängigkeit des Verdrehungswinkels bei praktischer Anwendung bestimmen und keine konkrete Vorgabe dazu wird hierbei festgelegt. Auf ähnliche Weise erstreckt sich das erste schlitzförmige Loch 41 spiralförmig an der Mantelfläche des Stabilisators 30 entlang der Axialrichtung des Stabilisators 30, wenn der Stabilisator 30 die Verbindungssäule 22 von außen umschließt, wobei die konkrete Struktur und die vorteilhaften Auswirkungen denen bei dem ersten Fall ähneln und hierbei auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Wie sich aus 1 und 2 ergibt, umfassen die schlitzförmigen Löcher ferner ein zweites schlitzförmiges Loch 42, das, wie bei dem ersten schlitzförmigen Loch 41, sich an der Mantelfläche der Verbindungssäule 22 entlang der Axialrichtung der Verbindungssäule 22 spiralförmig erstreckt, wenn die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 von außen umschließt, wobei die Verlaufsrichtung des ersten schlitzförmigen Loches 41 und die des zweiten schlitzförmigen Loches 42 einander entgegengesetzt sind. Wenn der Stabilisator 30 zum Verdrehen relativ zu dem Stabilisatorhalter in Richtung der Linie A neigt, wie in 2 dargestellt, wird die Verdrehkraft vor allem durch Schweißnähte in dem dargestellten ersten schlitzförmigen Loch 41 aufgenommen, deren Richtung der Richtung an dem Stabilisator 30 entspricht, während die Verdrehkraft vor allem durch Schweißnähte in dem dargestellten zweiten schlitzförmigen Loch 42 aufgenommen wird, deren Richtung der Richtung an dem Stabilisator 30 entspricht, wenn der Stabilisator 30 zum Verdrehen relativ zu dem Stabilisatorhalter in Richtung der Linie B neigt. Auf ähnliche Weise erstreckt sich das zweite schlitzförmige Loch 42 spiralförmig an der Mantelfläche des Stabilisators 30 entlang der Axialrichtung des Stabilisators 30 und weist eine der Verlaufsrichtung des ersten schlitzförmigen Loches entgegengesetzte Verlaufsrichtung auf, wenn der Stabilisator 30 die Verbindungssäule 22 von außen umschließt, wobei die konkrete Struktur und die vorteilhaften Auswirkungen denen bei dem ersten Fall ähneln und hierbei auf eine Wiederholung verzichtet wird.
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Ferner können zur gleichmäßigeren Kraftaufnahme für den Stabilisator 30 beim Verdrehen relativ zu dem Stabilisatorhalter jeweils mehrere erste schlitzförmige Löcher 41 und zweite schlitzförmige Löcher 42 vorgesehen sein, wobei das erste schlitzförmige Loch 41 und das zweite schlitzförmige Loch 42 in der gleichen Anzahl bereitgestellt werden können und entlang der Umfangsrichtung gleichmäßig und abwechselnd angeordnet sind. Beispielsweise bei der in 1 dargestellten Ausführungsform, bei dem die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 umschließt, sind zwei erste schlitzförmige Löcher 41 vorgesehen und symmetrisch an den beiden Seiten der Achse der Verbindungssäule 22 angeordnet, während ebenfalls zwei zweite schlitzförmige Löcher 42 vorgesehen und symmetrisch an den beiden Seiten der Achse der Verbindungssäule 22 angeordnet sind, um eine gleichmäßige Kraftaufnahme des Stabilisators 30 zu bewirken und gleichzeitig auch eine Beeinträchtigung der Gesamtfestigkeit durch zu viele schlitzförmige Löcher zu vermeiden. Bei einer anderen Ausführungsform können die erste schlitzförmigen Löcher 41 symmetrisch an den beiden Seiten der Achse des Stabilisators 30 angeordnet sein, während die zweiten schlitzförmigen Löcher 42 auch symmetrisch an den beiden Seiten der Achse des Stabilisators 30 angeordnet sind.
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Zur erhöhten Strukturstabilität des mit dem Stabilisatorhalter verbundenen Stabilisators 30 weisen das erste schlitzförmige Loch 41 und das zweite schlitzförmige Loch 42 die gleiche Höhe in axialer Richtung auf. Konkret ist es beispielsweise bei der Ausführungsform, bei der die Verbindungssäule 22 den Stabilisator 30 umschließt, vorgesehen, dass der Abstand zwischen dem unteren Ende des ersten schlitzförmigen Loches 41 und dem Grundträger 21 dem Abstand zwischen dem unteren Ende des zweiten schlitzförmigen Loches 42 und dem Grundträger 21 entspricht, während der Abstand zwischen dem oberen Ende des ersten schlitzförmigen Loches 41 und dem Grundträger 21 dem Abstand zwischen dem oberen Ende des zweiten schlitzförmigen Loches 42 und dem Grundträger 21 entspricht. Mit anderen Worten können das erste schlitzförmige Loch 41 und das zweite schlitzförmige Loch 42 symmetrisch und zwar mit unterschiedlichen Erstreckungsrichtungen angeordnet sein.
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Darüber hinaus stellt die vorliegende Erfindung ferner ein Fahrzeug bereit, welches den vorstehend beschriebenen Verbundlenker aufweist. Bei dem Aufhängungssystem des erfindungsgemäß bereitgestellten Fahrzeugs ist der Stabilisator 30 über den Stabilisatorhalter an dem Verbundlenkerkörper 10 befestigt, an welchem Stabilisatorhalter eine Verbindungssäule 22 vorgesehen ist, die in Muffenverbindung mit dem Stabilisator 30 steht und über Lochschweißen damit verbunden ist, um eine Flächenberührung zwischen den beiden Bauteilen zu ermöglichen. Die vorteilhafte Auswirkung wurde bereits in der Beschreibung des Verbundlenkers erläutert und daher wird es auf eine Wiederholung verzichtet.
