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Die vorliegende Offenbarung betrifft einen Torsionsquerträger für eine Verbundlenkerachse eines Fahrzeugs sowie ein Verfahren zum Herstellen des Torsionsquerträgers.
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Die Verbundlenkerachse weist typischerweise zwei Längslenker auf, welche jeweils an einem Ende des Torsionsquerträgers angeordnet sind. Die Torsionsquerträgerenden können gegenüber einem mittleren Abschnitt des Torsionsquerträgers eine erhöhte Torsionssteifigkeit aufweisen, um Spur- und/oder Sturzänderungen zu vermeiden. Insbesondere kann an den Torsionsquerträgerenden jeweils ein Schottblech zur Verstärkung einer Anbindung der Längslenker an den Torsionsquerträger vorgesehen sein. Zudem kann eine Rollrate, respektive eine Torsionssteifigkeit der Verbundlenkerachse über die Form, Lage und/oder die Wandstärke des Schottblechs und/oder des Torsionsquerträgers variiert werden. Dementsprechend wird typischerweise eine einzelne Kombination aus Torsionsquerträger und Schottblech für eine vorbestimmte Rollrate vorgesehen, sodass es notwendig sein kann, für einen Typ von Verbundlenkerachse eine Vielzahl von Torsionsquerträgern und/oder Schottblechen zur Variation der Rollrate vorhalten zu müssen. Ferner kann zur Fertigung der unterschiedlichen Schottbleche und/oder Torsionsquerträgern eine hohe Anzahl an unterschiedlichen Werkzeugen notwendig sein.
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Die Druckschrift
WO 2018/013 989 A1 offenbart eine Querträgeranordnung eines Fahrzeugs.
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Die Druckschrift
CN 102 745 035 A offenbart eine Aufhängungsstruktur eines hinteren Torsionsträgers eines Kraftfahrzeugs.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, einen effizienteren Torsionsquerträger bereitzustellen, welcher ausgebildet ist, eine Torsionssteifigkeit der Verbundlenkerachse insbesondere kontinuierlich zu ändern.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beiliegenden Figuren.
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Die vorliegende Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Torsionsquerträger mit einem stegförmigen Torsionsprofil und zwei Versteifungselementen gelöst werden kann. Der Torsionsquerträger ist ausgebildet, durch eine variable Befestigung der Versteifungselemente an jeweils einem Ende des stegförmigen Torsionsprofils eine Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers zu ändern. Das jeweilige Versteifungselement kann insbesondere ein Schottblech sein und eine langlochförmige Öffnung aufweisen, in welche ein Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube oder ein Bolzen einführbar ist, um das Versteifungselement mit dem stegförmigen Torsionsprofil zu verbinden. Insbesondere kann mittels einer Schraubverbindung in dem Langloch ein kontinuierliches Verschieben des Versteifungselements in Bezug auf das stegförmige Torsionsprofil realisiert sein, und somit auch eine kontinuierliche Veränderung einer Torsionsrate, einer Rollrate und/oder einer Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers. Je weiter entfernt die Versteifungselemente von den Enden des stegförmigen Torsionsprofils angeordnet sind, desto höher kann eine resultierende Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers sein.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung einen Torsionsquerträger einer Verbundlenkerachse eines Fahrzeugs, wobei die Verbundlenkerachse ferner einen ersten Längslenker und einen zweiten Längslenker aufweist. Der Torsionsquerträger weist ein stegförmiges Torsionsprofil mit einem ersten Torsionsprofilende und einem zweiten Torsionsprofilende sowie einer Stegwand auf, welche sich in Richtung einer Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils zwischen dem ersten Torsionsprofilende und dem zweiten Torsionsprofilende erstreckt. Das erste Torsionsprofilende ist in einem ersten Befestigungsbereich zur Befestigung des Torsionsquerträgers an dem ersten Längslenker angeordnet und das zweite Torsionsprofilende ist in einem zweiten Befestigungsbereich zur Befestigung des Torsionsquerträgers an dem zweiten Längslenker angeordnet.
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Ferner umfasst der Torsionsquerträger ein erstes Versteifungselement zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers. Das erste Versteifungselement weist ein erstes Langloch zur Festlegung einer ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements entlang der Längsachse auf und das erste Langloch erstreckt sich in Richtung der Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils.
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Weiterhin umfasst der Torsionsquerträger ein zweites Versteifungselement zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers. Das zweite Versteifungselement weist ein zweites Langloch zur Festlegung einer zweiten axialen Lage des zweiten Versteifungselements entlang der Längsachse auf und das zweite Langloch erstreckt sich in Richtung der Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils. Der Torsionsquerträger umfasst ferner ein erstes Befestigungsmittel, welches in das erste Langloch eingreift und ein zweites Befestigungsmittel, welches in das zweite Langloch eingreift. Die Torsionseigenschaft hängt von der ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements und von der zweiten axialen Lage des zweiten Versteifungselements entlang der Längsachse ab.
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Das erste Befestigungsmittel und/oder das zweite Befestigungsmittel können eine Schraube umfassen oder durch eine Schraube gebildet sein, welche das jeweilige Langloch durchsetzt und in den stegförmigen Querträger eingreift. Beispielsweise können die Schrauben direkt in den stegförmigen Querträger geschraubt werden.
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Der Torsionsquerträger kann biegesteif und torsionsweich ausgebildet sein, um eine tordierbare Verbindung zwischen den zwei Längslenkern zu bilden. Ferner kann das stegförmige Torsionsprofil zumindest teilweise U-profilförmig geformt sein, wobei die Stegwand in Richtung einer Längsachse seitlich von zwei Seitenstegen begrenzt ist. Weiterhin kann das stegförmige Torsionsprofil ein, insbesondere einwandiges, Metallprofil sein. Der Querschnitt des stegförmigen Torsionsprofils kann in Richtung der Längsachse variieren, wobei eine Torsionssteifigkeit und/oder eine Biegefestigkeit des Torsionsquerträgers mit dem Querschnitt, insbesondere einer Querschnittsfläche des stegförmigen Torsionsprofils veränderbar sein kann.
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Die Versteifungselemente können teilweise beabstandet von dem stegförmigen Torsionsprofil angeordnet sein, wobei die Versteifungselemente in dem Bereich des jeweiligen Langlochs an dem stegförmigen Torsionsprofil zur Anlage kommen können. Ferner können die Versteifungselemente einen Biegewinkel und/oder in Richtung der Längslenker ansteigende Seitenstege aufweisen, um eine Biegefestigkeit des stegförmigen Torsionsprofils an den jeweiligen Torsionsprofilenden zu erhöhen.
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Die Versteifungselemente erstrecken sich von den Längslenkern hin zu einem Mittelpunkt der Längsachse, wobei eine Querschnittsfläche und/oder eine Querschnittsbreite der Versteifungselemente zu dem Mittelpunkt hin abnehmen kann, sodass die Versteifungselemente an den Längslenkern breiter ausgebildet sind, als an einem jeweiligen Ende entfernt von den Längslenkern. Die Versteifungselemente können beispielsweise trapezförmig geformt sein und/oder seitlich angeordnete Versteifungsstege aufweisen. Der Querschnitt der Versteifungselemente oder des stegförmigen Torsionsprofils kann insbesondere durch eine Blechdicke, eine Breite quer zu der Längsachse und/oder eine Steghöhe der Seitenstege respektive der Versteifungsstege bestimmt sein.
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Das stegförmige Torsionsprofil kann mit dem ersten Torsionsprofilende und dem zweiten Torsionsprofilende einteilig, insbesondere aus einem Metallhalbzeug und/oder einem Tailored Blank gefertigt sein.
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Zur Herstellung eines Verbundlenkers kann mit dem Torsionsquerträger und den Versteifungselementen eine vielfältig einsetzbare Bauteilkombination gebildet werden, welche es ermöglicht unterschiedliche Torsionsfestigkeit und/oder Biegesteifigkeiten zu realisieren, ohne Bauteile unterschiedlicher Form und/oder unterschiedliche Bauteilpaare zu verwenden. Der Torsionsquerträger und die Versteifungselemente können innerhalb einer Plattform, insbesondere einer Herstellungsplattform und/oder einer Fahrzeugplattform identisch sein und eine Torsionsfestigkeit kann mittels Verschieben der Versteifungselemente relativ zu den Torsionsquerträgern geändert werden. Durch die Ausbildung des Langlochs in den Versteifungselementen können auch besonders kleine Torsionsfestigkeitsänderungen realisiert werden. Ferner kann die Torsionsfestigkeitsänderung kontinuierlich über einen weiten Bereich geändert werden. Entsprechend können mit dem erfindungsgemäßen Torsionsquerträger die kinematischen Eigenschaften der Verbundlenkerachse präzise und kleinschrittig angepasst werden.
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Ferner kann es vorteilhafterweise nicht notwendig sein das Befestigungsmittel und/oder das Versteifungselement vollständig zu lösen, da eine Positionsänderung der Versteifungselemente in Bezug auf das stegförmige Torsionsprofil durch Verschieben der Versteifungselemente erreicht werden kann. Hierzu kann lediglich das Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraubverbindung gelockert werden. Ein Entfernen oder Auflösen der Befestigung der Versteifungselemente an dem stegförmigen Torsionsprofil ist nicht notwendig. Demnach kann für eine Veränderung der Position der Versteifungselemente eine notwendige Arbeitszeit und/oder der notwendige Werkzeugaufwand reduziert sein.
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In einer Ausführungsform kann das jeweilige Versteifungselement mit dem stegförmigen Torsionsprofil fest verbunden sein. Das jeweilige Versteifungselement kann beispielsweise stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Schweißverbindung an den Seitenstegen, mit dem stegförmigen Torsionsprofil verbunden sein.
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Weiterhin können die Versteifungselemente entlang des vorhandenen Bauraums auf dem stegförmigen Torsionsprofil angeordnet, respektive zur Einstellung der Torsionssteifigkeit verschoben werden. Entsprechend kann eine Einstellmöglichkeit der Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers vorteilhaft erhöht sein.
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Ferner können mittels einer kontinuierlichen Positionsanpassung der Versteifungselemente relativ zu dem stegförmigen Torsionsprofil Schwankungen der Materialqualität von Bauteilen des Verbundlenkers, insbesondere des stegförmigen Torsionsprofils und/oder der Versteifungselemente, ausgeglichen werden. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Streuung in der Torsionssteifigkeit von identisch ausgebildeten Torsionsquerträgern und/oder Verbundlenkern reduziert sein. Hierzu kann eine kleinschrittige Anpassung der Position der Versteifungselemente durchgeführt werden, wobei eine Verschiebedistanz kleiner als ein Durchmesser des Befestigungsmittels, insbesondere einer Schraubverbindung ist.
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Ferner können nachträgliche Anpassungen der Torsionssteifigkeit, insbesondere auf Kundenwunsch mit geringeren Herstellungs- und/oder Entwicklungskosten realisiert werden. Zudem kann eine Vorlaufzeit für die Herstellung von Torsionsquerträgern mit veränderter Torsionssteifigkeit reduziert sein, da beispielsweise eine Formanpassungen des Torsionsquerträgers nicht notwendig sein kann, sondern lediglich relative Positionsanpassungen der Versteifungselemente in Bezug auf das stegförmige Torsionsprofil vorzunehmen sein können.
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In einer Ausführungsform ist die Torsionseigenschaft eine Rollrate oder eine Torsionsrate oder eine Torsionssteifigkeit. Die Torsionsrate kann beispielsweise eine Torsion des Torsionsquerträgers um einen bestimmten Winkel bei Einwirken einer vorbestimmen, insbesondere radial wirkenden Kraft, respektive ein auf den Torsionsquerträger wirkendes Drehmoment beschreiben. Die Torsionssteifigkeit beschreibt den Widerstand des Torsionsquerträgers gegen elastische Verformung, insbesondere bei Einwirken eines Torsionsmoments auf den Torsionsquerträger. Ein Torsionsträgheitsmoment kann für den Torsionsquerträger in Bezug auf die Längsachse definiert sein. Eine Torsion des Torsionsquerträgers kann ferner von einer Länge des stegförmigen Torsionsprofils und/oder einer Länge der Versteifungselemente in Richtung der Längsachse bestimmt sein.
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In einer Ausführungsform erhebt sich das erste Befestigungsmittel von der Stegwand innerhalb des ersten Befestigungsbereichs und das zweite Befestigungsmittel von der Stegwand innerhalb des zweiten Befestigungsbereichs.
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In einer Ausführungsform weist das erste Versteifungselement und das zweite Versteifungselement jeweils zumindest eine oder mehrere Versteifungsrippen auf. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass eine Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der Versteifungselemente erhöht sein kann. Die Versteifungsrippen können insbesondere in Richtung einer Flächennormalen des jeweiligen Versteifungselements ausgebildet und an einer dem stegförmigen Torsionsprofil zugewandten und/oder abgewandten Seite des Versteifungselements angeordnet sein.
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Die Versteifungsrippen können insbesondere eine in Richtung der Längsachse veränderliche Höhe aufweisen, um die Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der Versteifungselemente entlang der Längsachse zu verändern. Insbesondere kann eine Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der Versteifungselemente proportional zu einer Versteifungsrippenhöhe der Versteifungsrippen sein. Die Versteifungsrippenhöhe der Versteifungsrippen kann beispielsweise zumindest zu einem jeweiligen Ende der Versteifungselemente hin abnehmen und/oder in Richtung der Längslenker zunehmen.
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Die Versteifungsrippen können ferner eine Versteifungsrippenbreite aufweisen, wobei die Biege- und/oder Torsionssteifigkeit der Versteifungselemente proportional zu der Versteifungsrippenbreite sein kann. Die Versteifungsrippenbreite und/oder die Versteifungsrippenhöhe kann ferner zu einem Mittelpunkt des Torsionsquerträgers hin abnehmen.
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In einer Ausführungsform ist das erste Versteifungselement zur Einstellung eines vorbestimmten Wertes der Torsionseigenschaft in einem vorbestimmten Abstand zu dem ersten Torsionsprofilende angeordnet, und das zweite Versteifungselement ist zur Einstellung des vorbestimmten Wertes der Torsionseigenschaft in einem vorbestimmten Abstand zu dem zweiten Torsionsprofilende angeordnet.
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Insbesondere können die Versteifungselemente beabstandet von einer jeweiligen Begrenzungskante des stegförmigen Torsionsprofils, welche das Torsionsprofil in Richtung der Längsachse begrenzt, angeordnet sein. Je größer der Abstand des jeweiligen Versteifungselements von dem jeweiligen Torsionsprofilende ist, desto höher kann eine Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers sein. Beispielsweise kann das Versteifungselement in einem äußeren Bereich des Langlochs mit dem stegförmigen Torsionsprofil gekoppelt sein, um eine weiche Rollrate, respektive eine verminderte Torsionssteifigkeit zu realisieren. Ferner kann das Versteifungselement in einem inneren Bereich des Langlochs mit dem stegförmigen Torsionsprofil gekoppelt sein, um eine straffere Rollrate, respektive eine erhöhte Torsionssteifigkeit zu realisieren. Der äußere Bereich des jeweiligen Langlochs kann näher an dem jeweiligen Längslenker angeordnet sein als der innere Bereich des jeweiligen Langlochs.
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Die Versteifungselemente können lösbar mit dem stegförmigen Torsionsprofil verbunden sein, um die Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers zu verändern oder nachstellen zu können. Insbesondere kann eine Veränderung der Torsionssteifigkeit durch Bewegung, Krafteinwirkung, Materialveränderung und/oder Abnutzung mittels einer Änderung der Position der Versteifungselemente relativ zu dem stegförmigen Torsionsprofil verändert, insbesondere auf eine vorbestimmte Torsionssteifigkeit zurückgestellt werden. Durch ein Verschieben der Versteifungselemente kann eine stufenlose Einstellung der Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers realisiert werden.
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In einer Ausführungsform hängt die erste axiale Lage des ersten Versteifungselements von einer Länge des ersten Langlochs oder von einer Position des ersten Befestigungsmittels innerhalb des ersten Langloches ab, und die zweite axiale Lage des zweiten Versteifungselements hängt von einer Länge des zweiten Langlochs oder von einer Position des zweiten Befestigungsmittels innerhalb des zweiten Langloches ab. Die axiale Lage der Versteifungselemente beschreibt insbesondere eine Anordnung der Versteifungselemente entlang und/oder parallel zu der Längsachse. Ferner ist auch die Länge der Langlöcher in Richtung der Längsachse ausgebildet.
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Die Befestigungsmittel können insbesondere durch einen Vorsprung, eine Erhebung oder einen Bolzen gebildet sein, welcher in das jeweilige Langloch eingreifen kann, um die Versteifungselemente zumindest quer zu einer Länge der Langlöcher zu fixieren. Insbesondere können die Befestigungsmittel ausgebildet sein, zumindest quer zu einer Längsrichtung der Langlöcher formschlüssig in die Langlöcher einzugreifen.
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In einer Ausführungsform können die Langlöcher winklig zu der Längsachse angeordnet sein, um mit einer Verschiebung der Versteifungselemente parallel zu der Längsachse auch eine Verschiebung und/oder Rotation der Versteifungselemente quer zu der Längsachse zu realisieren.
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In einer Ausführungsform ist das jeweilige Befestigungsmittel durch eine jeweilige Öffnung in der Stegwand gebildet, wobei die jeweilige Öffnung zu dem jeweiligen Langloch ausgerichtet ist.
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In einer Ausführungsform ist das erste Versteifungselement in der ersten axialen Lage mit dem ersten Befestigungsmittel lösbar oder unlösbar, insbesondere kraftschlüssig oder stoffschlüssig, verbunden, und das zweite Versteifungselement ist in der zweiten axialen Lage mit dem zweiten Befestigungsmittel lösbar oder unlösbar, insbesondere kraftschlüssig oder stoffschlüssig, verbunden. Das jeweilige Versteifungselement kann insbesondere mit dem jeweiligen Befestigungsmittel verschraubt, verschweißt, verklebt und/oder vernietet sein. Eine Verbindung des Versteifungselements mit dem Befestigungsmittel kann das Versteifungselement an dem stegförmigen Torsionsprofil in einer vorbestimmten Ausrichtung fixieren. Die Verbindung des jeweiligen Versteifungselements mit dem jeweiligen Befestigungsmittel kann ferner eine Lochschweißung, eine Verclinchung, eine Verprägung, eine Verklebung oder eine Kombination der vorgenannten Verbindungsmöglichkeiten sein.
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In einer Ausführungsform weist das erste Befestigungsmittel ein Innengewinde und eine erste Schraube auf, und das erste Versteifungselement ist mit dem ersten Befestigungsmittel kraftschlüssig durch die erste Schraube, welche das erste Langloch durchsetzt und in das Innengewinde eingreift, verbunden. Das zweite Befestigungsmittel weist ein Innengewinde und eine zweite Schraube auf, und das zweite Versteifungselement ist mit dem zweiten Befestigungsmittel kraftschlüssig durch die zweite Schraube, welche das zweite Langloch durchsetzt und in das Innengewinde eingreift, verbunden. Ferner kann zwischen einem Kopf der jeweiligen Schraube und dem jeweiligen Versteifungselement eine Unterlegscheibe angeordnet sein, um die Festigkeit der Schraubverbindung des Versteifungselements mit dem stegförmigen Torsionsprofil zu erhöhen. Ein Durchbruch zum Einbringen des Innengewindes in das stegförmige Torsionsprofil, insbesondere die Stegwand kann mittels Stanzen geformt sein.
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In einer Ausführungsform kann das jeweilige Befestigungsmittel einen Gewindebolzen mit einem Außengewinde aufweisen, welcher auf der Stegwand angeordnet und zu dem jeweiligen Langloch ausgerichtet ist. Ferner kann das jeweilige Befestigungsmittel einen Schraubbolzen mit einem Innengewinde aufweisen, welcher auf den Gewindebolzen aufschraubbar ist, um das jeweilige Versteifungselement mit der Stegwand zu verbinden.
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In einer Ausführungsform sind das erste Befestigungsmittel und das zweite Befestigungsmittel als Führungszapfen gebildet. Der Führungszapfen kann das Langloch zumindest teilweise durchsetzen, sodass eine Innenkante und/oder Innenfläche des Langlochs an einer Außenfläche des Führungszapfens zur Anlage kommt oder der Außenfläche zugewandt ist.
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Ferner kann eine Höhe des Führungszapfens niedriger sein als eine Blechdicke des Versteifungselements, um das Versteifungselement mittels einer in den Führungszapfen eingreifenden Schraube gegen die Stegwand zu drücken. Entsprechend können die Befestigungsmittel ausgebildet sein, eine Auflagefläche der Versteifungselemente mit dem stegförmigen Torsionsprofil mit einer Druckkraft zu beaufschlagen.
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In einer Ausführungsform weist der jeweilige Führungszapfen ein Innengewinde zum Aufnehmen einer Befestigungsschraube auf, oder ist stoffschlüssig mit dem jeweiligen Versteifungselement verbunden.
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In einer Ausführungsform ist das stegförmige Torsionsprofil einstückig, insbesondere als Blechumformteil, geformt. Ferner kann das stegförmige Torsionsprofil mittels Warmumformen oder Kaltumformen geformt werden. Eine Querschnittsform des stegförmigen Torsionsprofils kann einer U-Form, einer V-Form einer, Ω-Form, einer O-Form oder einer Halbkreisform entsprechen. Ferner kann das Torsionsprofil einen stetigen Übergang von einer Profilform in eine weitere Profilform aufweisen. Die Torsionsprofilenden können einen flachgeformten Abschnitt zur Aufnahme des jeweiligen Versteifungselements aufweisen.
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In einer Ausführungsform sind das erste Versteifungselement und das zweite Versteifungselement jeweils einstückig, insbesondere als Blechteile, geformt.
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In einer Ausführungsform ist die Stegwand durch einander gegenüberliegende Längskrägen begrenzt, und das erste Versteifungselement und das zweite Versteifungselement liegen an der Stegwand zwischen den Längskrägen an.
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Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines Torsionsquerträgers einer Verbundlenkerachse eines Fahrzeugs, wobei die Verbundlenkerachse ferner einen ersten Längslenker und einen zweiten Längslenker aufweist. Das Verfahren umfasst ein Ausformen eines stegförmigen Torsionsprofils mit einem ersten Torsionsprofilende und einem zweiten Torsionsprofilende sowie einer Stegwand, welche sich in Richtung einer Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils zwischen dem ersten Torsionsprofilende und dem zweiten Torsionsprofilende erstreckt. Das erste Torsionsprofilende ist in einem ersten Befestigungsbereich zur Befestigung des Torsionsquerträgers an dem ersten Längslenker angeordnet, und das zweite Torsionsprofilende ist in einem zweiten Befestigungsbereich zur Befestigung des Torsionsquerträgers an dem zweiten Längslenker angeordnet.
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Innerhalb des ersten Befestigungsbereichs kann ein erstes Befestigungsmittel gebildet sein, welches sich von der Stegwand innerhalb des ersten Befestigungsbereichs erhebt. Ferner kann innerhalb des zweiten Befestigungsbereichs ein zweites Befestigungsmittel gebildet sein, welches sich von der Stegwand innerhalb des zweiten Befestigungsbereichs erhebt.
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Ferner umfasst das Verfahren ein Bereitstellen eines ersten Versteifungselements zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers, wobei das erste Versteifungselement ein erstes Langloch zur Festlegung einer ersten axialen Lage des ersten Versteifungselement entlang der Längsachse aufweist, wobei das erste Langloch sich in Richtung der Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils erstreckt und wobei das erste Befestigungsmittel, insbesondere gebildet durch eine Schraube, in das erste Langloch eingreift.
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Weiterhin umfasst das Verfahren ein Anordnen des ersten Versteifungselements in einer ersten axialen Lage und ein Verbinden des ersten Versteifungselements mit dem Torsionsprofil und/oder dem ersten Befestigungsmittel in der ersten axialen Lage. Insbesondere kann das erste Versteifungselement mit dem Torsionsprofil und/oder dem ersten Befestigungsmittel verschweißt werden.
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Das Verfahren umfasst ein Bereitstellen eines zweiten Versteifungselements zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers. Das zweite Versteifungselement weist ein zweites Langloch zur Festlegung einer zweiten axialen Lage des zweiten Versteifungselements entlang der Längsachse auf und das zweite Langloch erstreckt sich in Richtung der Längsachse des stegförmigen Torsionsprofils und das zweite Befestigungsmittel, insbesondere eine Schraube, greift in das zweite Langloch ein.
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Ferner umfasst das Verfahren ein Anordnen des zweiten Versteifungselements in der zweiten axialen Lage und ein Verbinden des zweiten Versteifungselementes mit dem Torsionsprofil und/oder dem zweiten Befestigungsmittel in der zweiten axialen Lage. Insbesondere kann das zweite Versteifungselement mit dem Torsionsprofil und/oder dem zweiten Befestigungsmittel verschweißt werden.
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Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die Offenbarung eine Verbundlenkerachse eines Fahrzeugs, mit einem ersten Längslenker und einem zweiten Längslenker, welche sich in eine Fahrzeuglängsrichtung erstrecken, und mit dem Torsionsquerträger, welcher mit dem ersten Torsionsprofilende mit dem ersten Längslenker und mit dem zweiten Torsionsprofilende mit dem zweiten Längslenker verbunden ist.
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Weitere Ausführungsbeispiele werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Figuren erläutert. Es zeigen:
- 1 eine Verbundlenkerachse in einer Ausführungsform;
- 2 einen Torsionsquerträger in einer Ausführungsform; und
- 3 einen Torsionsquerträger in einer Ausführungsform.
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1 zeigt eine schematische Darstellung einer Verbundlenkerachse 101 eines Fahrzeugs mit einem Torsionsquerträger 100. Die Verbundlenkerachse 101 weist ferner einen ersten Längslenker 103-1 und einen zweiten Längslenker 103-2 auf.
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Der Torsionsquerträger 100 umfasst ein stegförmiges Torsionsprofil 105 mit einem ersten Torsionsprofilende 107-1 und einem zweiten Torsionsprofilende 107-2 sowie einer Stegwand 109, welche sich in Richtung einer Längsachse 119 des stegförmigen Torsionsprofils 105 zwischen dem ersten Torsionsprofilende 107-1 und dem zweiten Torsionsprofilende 107-2 erstreckt. Das erste Torsionsprofilende 107-1 ist in einem ersten Befestigungsbereich 111-1 zur Befestigung des Torsionsquerträgers 100 an dem ersten Längslenker 103-1 angeordnet und das zweite Torsionsprofilende 107-2 ist in einem zweiten Befestigungsbereich 111-2 zur Befestigung des Torsionsquerträgers 100 an dem zweiten Längslenker 103-2 angeordnet.
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Ferner umfasst der Torsionsquerträger 100 ein erstes Befestigungsmittel 113-1, welches sich von der Stegwand 109 innerhalb des ersten Befestigungsbereichs 111-1 erhebt und ein zweites Befestigungsmittel 113-2, welches sich von der Stegwand 109 innerhalb des zweiten Befestigungsbereichs 111-1 erhebt.
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Weiterhin umfasst der Torsionsquerträger 100 ein erstes Versteifungselement 115-1 zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers 100. Das erste Versteifungselement 115-1 weist ein erstes Langloch 117-1 zur Festlegung einer ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements 115-1 entlang der Längsachse 119 auf, und das erste Langloch 117-1 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 119 des stegförmigen Torsionsprofils 105. Das erste Befestigungsmittel 113-1 greift in das erste Langloch 117-1 ein.
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Der Torsionsquerträger weist ferner ein zweites Versteifungselement 115-2 zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers 100 auf. Das zweite Versteifungselement 115-2 umfasst ein zweites Langloch 117-2 zur Festlegung einer zweiten axialen Lage des zweiten Versteifungselements 115-2 entlang der Längsachse 119, wobei das zweite Langloch 117-2 sich in Richtung der Längsachse 119 des stegförmigen Torsionsprofils 105 erstreckt. Weiterhin greift das zweite Befestigungsmittel 113-2 in das zweite Langloch 117-2 ein.
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Die Torsionseigenschaft hängt von der ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements 115-1 und von der zweiten axialen Lage des zweiten Versteifungselements 115-2 entlang der Längsachse 119 ab.
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Ferner weisen das erste Versteifungselement 115-1 und das zweite Versteifungselement 115-2 jeweils zumindest eine oder mehrere Versteifungsrippen 121-1, 121-2, 121-3, 121-4, auf. Die Versteifungsrippen können länglich entlang der Längsachse 119 ausgebildet sein.
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Das erste Versteifungselement 115-1 ist zur Einstellung eines vorbestimmten Wertes der Torsionseigenschaft in einem vorbestimmten Abstand 125-1 zu einer ersten Profilkante dem ersten Torsionsprofilende 107-1 angeordnet, und das zweite Versteifungselement 115-2 ist zur Einstellung des vorbestimmten Wertes der Torsionseigenschaft in einem weiteren vorbestimmten Abstand 125-2 zu dem zweiten Torsionsprofilende 107-2 angeordnet. Um eine symmetrische Ausbildung der Verbundlenkerachse 101 bezüglich der Torsionssteifigkeit zu erreichen, können die vorbestimmten Abstände 125-1, 125-2 identisch sein. Zum Ausgleich von Materialschwankungen des stegförmigen Torsionsprofils 105 und/oder der Versteifungselemente 115-1, 115-2 können die vorbestimmten Abstände 125-1, 125-2 unterschiedlich gewählt sein.
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Die erste axiale Lage des ersten Versteifungselements 115-1 hängt von einer Länge des ersten Langlochs 117-1 oder von einer Position des ersten Befestigungsmittels 113-1 innerhalb des ersten Langlochs 117-1 ab, und die zweite axiale Lage des zweiten Versteifungselements 115-2 hängt von einer Länge des zweiten Langlochs 117-2 oder von einer Position des zweiten Befestigungsmittels 113-2 innerhalb des zweiten Langlochs 117-2 ab. Die erste axiale Lage und die zweite axiale Lage können eine Position des ersten Versteifungselements 115-1 respektive des zweiten Versteifungselements 115-2 auf der Längsachse 119 beschreiben. Das erste Versteifungselement 115-1 ist in der ersten axialen Lage mit dem ersten Befestigungsmittel 113-1 lösbar, insbesondere kraftschlüssig oder stoffschlüssig, verbunden, und das zweite Versteifungselement 115-2 ist in der zweiten axialen Lage mit dem zweiten Befestigungsmittel 113-2 lösbar, insbesondere kraftschlüssig oder stoffschlüssig, verbunden.
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Das erste Befestigungsmittel 113-1 ist durch eine erste Schraube 123-1 gebildet, und das erste Versteifungselement 115-1 ist mit dem stegförmigen Torsionsprofil 105 kraftschlüssig durch die erste Schraube 123-1, welche das erste Langloch 117-1 durchsetzt und in das stegförmige Torsionsprofil 105 eingreift, verbunden. Ferner weist das zweite Befestigungsmittel 113-2 eine zweite Schraube 123-2 auf, und das zweite Versteifungselement 115-2 ist mit dem stegförmigen Torsionsprofil 105 kraftschlüssig durch die zweite Schraube123-2, welche das zweite Langloch 117-2 durchsetzt, verbunden. Die Schrauben 123-1, 123-2 können eine Werkzeugaufnahme, beispielsweise in Form einer Innensechskantvertiefung, eines Außensechskants und/oder einer Kreuz-schlitz-aufnahme aufweisen.
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Das erste Befestigungsmittel 113-1 kann ferner ein Innengewinde aufweisen, in welches die erste Schraube 123-1 eingreift, um das erste Versteifungselement 115-1 an dem stegförmigen Torsionsprofil 105 zu befestigen, wobei das Innengewinde an dem stegförmigen Torsionsprofil 105 angeordnet ist. Das zweite Befestigungsmittel 113-2 kann ferner ein weiteres Innengewinde aufweisen, in welches die zweite Schraube 123-1 eingreift, um das zweite Versteifungselement 115-2 an dem stegförmigen Torsionsprofil 105 zu befestigen, wobei das weitere Innengewinde an dem stegförmigen Torsionsprofil 105 angeordnet ist.
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Ferner sind das stegförmige Torsionsprofil 105, das erste Versteifungselement 115-1 und das zweite Versteifungselement 115-2 jeweils einstückig, insbesondere als Blechteile und/oder als Blechumformteile, geformt.
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2 zeigt eine schematische Querschnittsansicht eines Torsionsquerträgers 100 gemäß der in 1 gezeigten Ausführungsform. Die Zeichenebene der 2 verläuft entsprechend der in 1 gezeigten Querschnittsachse 127, welche den Torsionsquerträger 100 quer zu der Längsachse schneidet. Das erste Befestigungsmittel 113-1 ist als Führungszapfen 201 gebildet. Der Führungszapfen 201 weist ein Innengewinde zum Aufnehmen der ersten Schraube 123-1 auf.
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Die Stegwand 109 ist durch einander gegenüberliegende Längskrägen 203-1, 203-2 begrenzt. Das erste Versteifungselement 115-1 liegt an der Stegwand 109 zwischen den Längskrägen 203-1, 203-2 an.
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Ferner weist das erste Versteifungselement 115-1 zwei Versteifungsrippen 121-1, 121-3, auf, welche auf einer der Stegwand 109 abgewandten Fläche des Versteifungselements 115-1 angeordnet sind. Weiterhin sind an dem Versteifungselement 115-1 seitlich angeordnete Versteifungsstege 205-1, 205-2 ausgebildet, welche ausgebildet sind, eine Biegefestigkeit und/oder Torsionssteifigkeit des Versteifungselements 115-1 insbesondere in Richtung einer Flächennormalen der Stegwand 109 zu erhöhen.
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3 zeigt eine schematische Ansicht eines Torsionsquerträgers 100. Der Torsionsquerträger 100 umfasst ein stegförmiges Torsionsprofil 105 mit einer Stegwand 109, welche sich in Richtung einer Längsachse 119 des stegförmigen Torsionsprofils 105 erstreckt.
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Weiterhin umfasst der Torsionsquerträger 100 ein erstes Versteifungselement 115-1 zur Beeinflussung einer Torsionseigenschaft des Torsionsquerträgers 100. Das erste Versteifungselement 115-1 weist ein erstes Langloch 117-1 zur Festlegung einer ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements 115-1 entlang der Längsachse 119 auf, und das erste Langloch 117-1 erstreckt sich in Richtung der Längsachse 119 des stegförmigen Torsionsprofils 105. Ferner umfasst der Torsionsquerträger 100 ein erstes Befestigungsmittel 113-1, welches in das erste Langloch 117-1 eingreift. Das erste Befestigungsmittel 113-1 umfasst ferner eine erste Schraube 123-1 und eine Unterlegscheibe 301 Die Torsionseigenschaft hängt von der ersten axialen Lage des ersten Versteifungselements 115-1 entlang der Längsachse 119 ab.
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Wird das erste Versteifungselement 115-1 entlang der Längsachse 119 relativ zu dem stegförmigen Torsionsprofil 105 in Bezug auf die Zeichenebene nach links verschoben kann eine Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers 100 abnehmen. Bei einer entgegengesetzten Verschiebung kann eine Torsionssteifigkeit des Torsionsquerträgers 100 zunehmen.
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Bezugszeichenliste
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- 100
- Torsionsquerträger
- 101
- Verbundlenkerachse
- 103-1
- Erster Längslenker
- 103-2
- Zweiter Längslenker
- 105
- Torsionsprofil
- 107-1
- Erstes Torsionsprofilende
- 107-2
- Zweites Torsionsprofilende
- 109
- Stegwand
- 111-1
- Erster Befestigungsbereich
- 111-2
- Zweiter Befestigungsbereich
- 113-1
- Erstes Befestigungsmittel
- 113-2
- Zweites Befestigungsmittel
- 115-1
- Erstes Versteifungselement
- 115-2
- Zweites Versteifungselement
- 117-1
- Erstes Langloch
- 117-2
- Zweites Langloch
- 119
- Längsachse
- 121-1
- Versteifungsrippe
- 121-2
- Versteifungsrippe
- 123-1
- Erste Schraube
- 123-2
- Zweite Schraube
- 125-1
- vorbestimmter Abstand
- 125-2
- vorbestimmter Abstand
- 127
- Querschnittsachse
- 201
- Führungszapfen
- 203-1
- Längskragen
- 203-2
- Längskragen
- 205-1
- Versteifungssteg
- 205-2
- Versteifungssteg
- 301
- Unterlegscheibe
