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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrwerkbauteil und ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils.
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Aus dem Stand der Technik sind Fahrwerkbauteile hinlänglich bekannt und dienen beispielweise der federnden Lagerung eines Rads oder einer Radachse an einem Karosserieteil eines Fahrzeugs. Dabei umfassen solche zur Aufhängung eines Rads dienenden Fahrwerkbauteile typischerweise einen Stoßdämpfer und eine Federbeingabel, die als Zwischenelement zwischen dem Stoßdämpfer und dem Rad bzw. der Radachse vorgesehen ist. An einem Ende der Federbeingabel wird dabei das Rad bzw. die Radachse gelagert und am anderen Ende der Federbeingabel wird die Verbindung zum Stoßdämpfer, insbesondere zu einem Dämpfungsrohr eines Stoßdämpfers, hergestellt.
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Aus der
DE 10 2016 123 364 A1 ist dabei beispielsweise eine geschmiedete Federbeingabel bekannt, die an ihrem dem Stoßdämpfer zugewandten Ende eine Klemmvorrichtung aufweist. Mittels dieser Klemmvorrichtung lässt sich in vorteilhafter Weise eine einfache und stabile kraftschlüssige Verbindung zu dem Stoßdämpfer realisieren. Hierzu wird das Dämpfungsrohr eines Stoßdämpfers entlang einer Einschubrichtung in eine entsprechende Aussparung der Klemmvorrichtung eingeführt und anschließend wird der eingeschobene Teil des Dämpfungsrohres mittels der Klemmvorrichtung verklemmt.
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Aus der
DE 10 2014 224 685 A1 ist ein Radträgermodul aus Kunststoff bekannt, das eine füllbare Aussparung aufweist, die wiederum mit einem dämpfendem Material gefüllt ist. Diese füllbare Aussparung erstreckt sich vorzugsweise über das gesamte Radträgermodul und weist z. B. einen geschwungenen Verlauf auf. Aus der
DE 10 2009 029 299 B4 ist ein weiterer Schwingungsdämpfer bekannt.
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Aus der
DE 42 32 136 A1 ist ein Schwingungsdämpfer bekannt, der ein Innenrohr umfasst, in dem ein Kolben an einer Kolbenstange axial beweglich angeordnet ist.
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Aus der
DE 10 2017 124 608 A1 ist eine Kraftwagenfedergabel bekannt für eine Radaufhängung von Rädern eines Kraftfahrzeugs.
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Die Offenbarungen der JP H05- 161 913 A und der
KR 10 2016 0 144 046 A betreffen Federbeingabeln, die durch ein Extrusion-Verfahren hergestellt werden.
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Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Fahrwerkbauteil bereitzustellen, das gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Fahrwerkbauteilen verbessert ist, insbesondere produktionssicher, materialsparend und einfach hergestellt werden kann.
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Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Fahrwerkbauteil gemäß Anspruch 1 und ein Verfahren gemäß Anspruch 6. Weitere Vorteile und Eigenschaften der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.
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Gemäß einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Fahrwerkbauteil für eine Radaufhängung, insbesondere für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, vorgesehen, das einen Radträgerin Form einer Federbeingabel, und ein Dämpfungselement umfasst, wobei der Radträger und das Dämpfungselement aus einem Metall sind und ein integrales bzw. einstückiges Fahrwerkbauteil bilden.
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Gegenüber dem Stand der Technik ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Federbeingabel und das Dämpfungselement einstückig ausgebildet sind. Unter einem einstückigen Bauteil bzw. Bauelement ist ein Solches zu verstehen, das nicht zerstörungsfrei in weitere Einzelteile zerlegt werden kann, d. h. insbesondere in einem Stück geschmiedet ist. Insbesondere zeichnet sich die Einstückigkeit nach einer Ausführungsform der Erfindung dadurch aus, dass hinsichtlich des Materials kein Übergang zu erkennen ist, der z. B. auf eine Fügestelle, beispielsweise eine Schweißstelle, rückschließen lässt. Stattdessen verhält sich der Materialverlauf in dem Baustück materialeinheitlich und lässt vorzugsweise eine schmiedende Herstellung erkennen. Entsprechend ist das Fahrwerkbauteil mit Vorteil fügefrei bzw. klemmelementmittelfrei ausgestaltet. Mit anderen Worten: Es ist vorgesehen, auf eine Koppelvorrichtung bzw. eine Klemmvorrichtung, mit der das Dämpfungselement an den Radträger angebunden werden könnte, oder auf ein Anschweißen bzw. eine Anbindung des Dämpfungselements an die Federbeingabel, mittels einer stoffschlüssigen Verbindung zu verzichten.
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Insbesondere handelt es sich bei dem Fahrwerkbauteil um keine zwei miteinander verschweißten Bauteile, sondern Federbeingabel und Dämpfungselement weisen durchgängig einen monolithischen Faserverlauf auf, ohne eine Fügestelle erkennen zu lassen.
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Zudem zeichnet sich das einstückige Fahrwerkbauteil gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten mehrteiligen Systemen dahingehend aus, dass ein geringerer Spanaufwand, ein geringerer Montageaufwand und ein geringeres Gewichts des ganzen Systems der Fahrwerkkomponente realisierbar ist. Zudem ist eine effizientere Nutzung des Einsetzmaterials möglich. So hat es sich z. B. gezeigt, dass aus einem Rohteil mit einem Gewicht von 1300 g ein Fertigbauteil mit einem Gewicht von etwa 900 g realisierbar ist. Schließlich erweist sich das Fahrwerkbauteil als korrosionsbeständiger im Vergleich zu denen, die ein aus dem Stand der Technik bekanntes Verfahren zum Anbinden des Dämpfungselements, z. B. ein Schweißen oder ein Verklemmen, vorsehen.
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Insbesondere gegenüber solchen aus dem Stand der Technik bekannten Systemen, die eine Klemmvorrichtung oder Verschraubung vorschlagen, hat es sich herausgestellt, dass es möglich ist, auf Zerspanungsvorgänge zu verzichten, mit denen anderenfalls Schrauben, Gewindeschlitze, ein Sitz und ein Boden des Dämpfungsrohres realisiert werden müssten. Darüber hinaus ist es möglich, auf Montagevorgänge zu verzichten, die anderenfalls für die Anordnung des Dämpfungselements in dem Radträger bzw. der Federbeingabel erforderlich wären (Aufspreizen der Klemmung, mittige Positionierung des Dämpfungselements und Schraubenanziehen). Als weiterer Vorteil erweist es sich, dass durch die einstückige Ausbildung der Materialaufwand reduziert werden kann, da anderenfalls durch Zerspanen verlorenes Einsatzmaterial vermieden werden kann. Außerdem werden bestimmte geforderte mechanische Eigenschaften, z. B. eine Dämpfungsrohr-Auszugsgefahr, bedingt durch eine Spannung durch den Klemmvorgang im Klemmbereich, die beispielsweise im Zusammenhang mit einer Klemmvorrichtung auftritt, obsolet.
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Außerdem lassen sich Beschädigungen an einer Beschichtung des Dämpfungsrohres vermeiden, die anderenfalls durch scharfe Kanten an der Klemmvorrichtung beim Einführen des Dämpfungsrohres in die Federbeingabel bzw. die Klemmvorrichtung selbst verursacht werden könnten. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich das Gewicht reduzieren lässt, da auf eine Klemmvorrichtung verzichtet werden kann, die die Verbindung zwischen der Federbeingabel und dem Dämpfungsrohr realisiert, und andernfalls entsprechend groß und ausladend dimensioniert werden müsste. Schließlich wird auch eine festere Verbindung im Vergleich zu Klemmverbindungen, wie z. B. im Stand der Technik üblich sind, ermöglicht.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass dem ausgeschmiedeten Dämpfungsrohr bzw. der Dämpferhülse die Aufgabe zukommt, den eigentlichen Dämpfer bzw. Stoßdämpfer, darin aufzunehmen bzw. diesen zu tragen. Der Dämpfer an sich ist ein eigenständiges Bauteil, welches in das Dämpfungsrohr eingesetzt wird und am oberen Ende verschweißt oder verbördelt wird. Insbesondere ist es die Aufgabe des Dämpfungsrohres eine statische Stützwirkung zu realisieren, die insbesondere durch die Mantelfläche bzw. hier durch das Monoblockbauteil gewährleistet werden kann. Insbesondere ist eine Innenseite des Dämpfungsrohres unbehandelt. Ferner ist es vorgesehen, dass der Dämpfer seine eigene Lauffläche bereitstellt und das Dämpfungsrohr dient zur Halterung bzw. Stützung des Dämpfers.
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Gegenüber solchen Fahrwerkbauteilen, die durch Schweißen hergestellt werden, erweist sich das einstückige, homogene Ausbilden durch Schmieden zusätzlich als vorteilhaft, weil dadurch auch auf einen Wärmeeintrag verzichtet werden kann, der z. B. zu einem Verzug oder lokalen Veränderungen der mechanischen Eigenschaften des Dämpfungsrohres oder der Federbeingabel führen kann. Außerdem ist es in der Fertigung erforderlich, dass die Federbeingabel und das Dämpfungsrohr vor dem Schweißvorgang entsprechend exakt positioniert werden müssen, wodurch eine erhöhte Taktzeit für die Produktion des Fahrwerkbauteils erforderlich ist. Entsprechend lässt sich durch die geschmiedete Ausbildung im Fertigungsprozess Zeit sparen. Schließlich müssen auch die Federbeingabel und das Dämpfungsrohr hinsichtlich ihrer Materialien so abgestimmt sein, dass ein Schweißvorgang möglich ist und den erhöhten Qualitätsanforderungen, z. B. in Hinblick auf Porenrissen, Toleranzeinhaltung, Korrosion usw., genügt. Dies ist bei der einstückigen, geschmiedetenAusformung des Fahrwerkbauteils nicht der Fall, so dass man bei der Materialwahl für das Fahrwerkbauteil flexibler ist.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Dämpfungsrohr frei von Beschichtung ist. Solche Beschichtungen müssten andernfalls ggf. angebracht werden, wenn in einem Montageschritt die Anbindung des Dämpfungsrohres an den Radträger vorgenommen wird. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass eine Wandstärke des Dämpfungsrohres eingestellt wird, insbesondere in Abhängigkeit des Anwendungsbereiches des gefertigten Fahrwerkbauteils. Diese lässt sich durch das einstückige Ausbilden vergleichsweise einfach realisieren. Weiterhin ist es gemäß einer Ausführungsform vorgesehen, eine Pendelstützen-Positionierung entsprechend so einzustellen, dass eine individuellere und effizientere Auslegung des Fahrwerkbauteils möglich ist.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Dämpfungselement ein Dämpfungsrohr mit einer stirnseitigen Öffnung ist. Ein solches Dämpfungsrohr ist beispielsweise das bewegliche Teil eines Stoßdämpfers und entsprechend lang entlang der Längsrichtung des Fahrwerkbauteils ausgestaltet. Insbesondere erstreckt sich das Dämpfungsrohr gerade bzw. geradlinig entlang der Längsrichtung, um bevorzugt eine Auf- und Ab-Bewegung vollziehen zu können. Dabei ist die stirnseitige Öffnung am ersten Ende des Fahrwerkbauteils beispielsweise Resultat der Herstellung eines Hohlbereiches im Dämpfungselement mittels eines Stempels, insbesondere während des Schmiedens. Durch den Hohlbereich ist es in vorteilhafter Weise möglich, Gewicht einzusparen. Zudem ist es möglich, durch das Einstellen der Wandung des Rohres der jeweils zu erwartenden Belastung im Anwendungsfall Rechnung zu tragen.
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Erfindungsgemäß ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil in einem Übergangsbereich zwischen dem Dämpfungselement und der Federbeingabel massiv ausgebildet ist. Insbesondere ist es vorgesehen, dass dieser massive Abschnitt für die erforderliche Stabilität sorgt, da die von dem Radträger aufgenommenen Kräfte in der Regel nicht parallel bzw. ausschließlich parallel zur Längsrichtung verlaufen und entsprechend zur Übersetzung der Kraft in Längsrichtung eine erhöhte Belastung im Übergangsbereich auftritt.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass dem Dämpfungselement ein erster Abschnitt mit einer ersten Länge und dem Radträger, insbesondere der Federbeingabel, ein zweiter Abschnitt mit einer zweiten Länge zugeordnet ist, wobei ein Verhältnis der ersten Länge zu der zweiten Länge einen Wert zwischen 0,8 und 2,5, bevorzugt zwischen 1 und 2 und besonders bevorzugt zwischen 1 und 1,5 annimmt. Entsprechend ist das Dämpfungsrohr bzw. Dämpfungselement vergleichsweise lang ausgeformt, wodurch es sich eignet, als beweglicher Teil eines Stoßdämpfers genutzt zu werden. Dabei unterscheidet es sich insbesondere von solchen rohrförmigen Ausformungen, die als Klemmvorrichtung vorgesehen sind und entsprechend derartige Längen nicht aufweisen.
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Bevorzugt ist es vorgesehen, dass der als Federbeingabel ausgeformte Radträger ein erstes Federbein und ein zweites Federbein aufweist, wobei das erste Federbein und das zweite Federbein bezogen auf eine Symmetrieachse des Dämpfungselements asymmetrisch ausgeformt sind. Dabei weist das erste Federbein und/oder das zweite Federbein einen geschwungenen Verlauf in Längsrichtung des Fahrwerkbauteils auf. Es ist allerdings auch vorstellbar, dass die Federbeingabel nur ein erstes Federbein aufweist, an dem das Rad aufgehangen wird. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das erste Federbein und/oder das zweite Federbein an einem dem Dämpfungselement gegenüber liegenden Ende mindestens eine Bohrungsöffnung aufweist, in der eine Achse und/oder ein Achsstummel rotierbar, beispielsweise über ein entsprechendes Lager, gelagert werden kann.
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Insbesondere ist es vorgesehen, dass mittels des Fahrwerkbauteils eine Radaufhängung realisiert ist, d. h. es wird mit dem Fahrwerkbauteil eine Verbindung zwischen einem Rad eines Fahrzeuges und der Karosserie desselben Fahrzeuges ausgebildet. Vorzugsweise ist eine dämpfende oder schwingende Lagerung mittels des Fahrwerkbauteils vorgesehen.
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Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist es vorgesehen, dass eine erste Breite des Dämpfungsrohrs im ersten Bereich größer ist als eine in dieselbe Richtung gemessene zweite Breite der Federbeingabel, wobei die erste Breite und die zweite Breite entlang einer Richtung gemessen werden, die senkrecht zu einer Ebene verläuft, die wiederum durch den Verlauf der Federbeingabel, insbesondere durch den Verlauf des ersten Federbeins und des zweiten Federbeins, festgelegt ist. Mit anderen Worten: es lassen sich solche Fahrwerkbauteile realisieren, deren Federbeingabel dünner ist als das Dämpfungsrohr. Dadurch lässt sich Material einsparen. Dabei sind das erste Federbein und zweite Federbein vorzugsweise massiv, d. h. frei von Hohlbereichen, ausgeformt.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil aus Aluminium, Titan, Magnesium und/oder Stahl ausgebildet ist. Vorzugsweise werden 6xxxer-Legierungen, 2xxxer-Legierungen, 5xxxer-Legierungen, 7xxxer-Legierungen oder 9xxxe- Legierungen von Aluminium verwendet. Dabei bezieht sich die Bezeichnung der Legierungen auf diejenigen, welche vom Fachverband für die Aluminiumproduktion, der „Aluminium Association“, verwendet werde bzw. gemäß EN 573-3/4 festgelegt sind.
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Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Fahrwerkbauteils, wobei das Fahrwerkbauteil geschmiedet wird. Alle für das Fahrwerkbauteil beschriebene Eigenschaften und Vorteile lassen sich auf das Verfahren übertragen und andersrum. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil durch Kaltumformung hergestellt wird.
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Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil, insbesondere wenn es aus Aluminium gefertigt ist, bei einer Temperatur zwischen 0° und 1000°, bevorzugt zwischen 10° und 800° und besonders bevorzugt zwischen 15° und 600° hergestellt wird. Es hat sich herausgestellt, dass sich insbesondere für Temperaturen zwischen 15° und 600° die anspruchsgemäßen Fahrwerkbauteile aus den wesentlichen Aluminiumlegierung, d. h. den Legierung der 6xxxer Serie, der 2xxxer-Serie, der 7xxxer-Serie und 9xxxer-Serie herstellen lassen. Erfindungsgemäß werden die Fahrwerkbauteile durch ein Kalt- und eine Warmumformung realisiert.
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Weitere Vorteile und Eigenschaften ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigt:
- 1: eine Federbeingabel mit einer Klemmvorrichtung gemäß dem Stand der Technik,
- 2: ein Fahrwerkbauteil gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht,
- 3: das Fahrwerkbauteil gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Seitenansicht,
- 4: das Fahrwerkbauteil gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer Schnittansicht, und
- 5: das Fahrwerkbauteil gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in einer weiteren Seitenansicht.
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In 1 ist schematisch eine Federbeingabel 10 mit einer Klemmvorrichtung 1 gemäß einer beispielhaften Ausführungsform dargestellt, wie sie aus dem Stand der Technik bekannt ist. Solche Federbeingabeln 10 mit einem ersten Federbein 11 und einem zweiten Federbein 12 werden beispielsweise zur Lagerung von Dämpfungselementen 20, insbesondere Teilen eines Stoßdämpfers, verwendet. Hierzu wird das Dämpfungselement 20 an einem Ende über die Klemmvorrichtung 1 an die Federbeingabel 10 angebunden. In 1 ist dabei das Dämpfungselement 20 nicht dargestellt. D. h. die 1 zeigt lediglich die Federbeingabel 10 mit der Klemmvorrichtung 1, die für die für die Anbindung des Dämpfungselements 20 an die Federbeingabel 10 vorgesehen ist. Wesentlicher Bestandteil der Klemmvorrichtung 1 ist ein Hülsenkörper 5, der einen Aufnahmebereich 2 aufweist, in den das Dämpfungselement 20 entlang einer Einführungsrichtung E einführbar ist. Um den Aufnahmebereich 2 von einem Aufnahmezustand, in dem der Aufnahmebereich 2 eine erste Querschnittsfläche aufweist, in einen Klemmzustand, in dem der Aufnahmebereich 2 einen gegenüber der ersten Querschnittsfläche verkleinerte zweite Querschnittsfläche aufweist, ist ein Spalt 7 mit einer Spaltbreite in einer den Aufnahmebereich 2 begrenzenden Wandung 3 vorgesehen. Hierbei bemessen bzw. erstrecken sich die erste Querschnittsfläche und die zweite Querschnittsfläche in einer senkrecht zur Einführungsrichtung E verlaufenden Ebene. Ferner ist es beispielsweise vorgesehen, dass sich der Spalt 7 im Wesentlichen parallel zur Einführungsrichtung E erstreckt, insbesondere über die gesamte Erstreckung der Wandung 3.
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Weiterer Bestandteil der in der 1 dargestellten Ausführungsform ist eine Spanneinrichtung 6 zur Einleitung einer Klemmkraft, insbesondere einer externen Klemmkraft, die hier als zwei einander gegenüberliegenden Bohrungen 8 in insbesondere an der Wandung 3 der Klemmvorrichtung angeschmiedeten Flanschen ausgebildet ist. Diese Bohrungen 8 befinden sind in Flanschen, die an der Außenseite der den Aufnahmebereich 2 begrenzende Wandung 3 angeformt sind, insbesondere angeschmiedet, und sind in einer senkrecht zur Einführungsrichtung E verlaufenden Richtung derart fluchtend angeordnet, dass ein Verbindungsmittel, insbesondere eine Klemmschraube, durch die beiden Bohrungen 8, zwischen denen, in Umlaufrichtung gesehen, der Spalt 7 angeordnet ist, hindurchführbar ist. Mittels eines Innengewindes in einer der Bohrungen 8 und/oder mittels einer Mutter lässt sich das Verbindungsmittel festziehen, wodurch die Spaltbreite B verkleinert und damit auch der Aufnahmebereich 2 vom Aufnahmezustand in den Klemmzustand überführt wird. Dadurch wird in vorteilhafter Weise eine kraftschlüssige Verbindung, insbesondere eine entlang einer parallel zur Einführungsrichtung E wirkende kraftschlüssige Verbindung, zwischen einer dem Aufnahmebereich 2 zugewandten Innenseite der Wandung 13 und dem Dämpfungselement 20, insbesondere dem in dem Aufnahmebereich 2 angeordneten Teil des Dämpfungselements 20, veranlasst.
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Dabei ist es vorgesehen, dass die Federbeingabel 10, insbesondere die Klemmvorrichtung 1, durch Schmieden und Zerspanen, hergestellt wird. Beispielsweise wird ein primärer Ausgangskörper geschmiedet und der Aufnahmebereich 2 an einer Stirnseite des primären Ausgangskörpers eingelassen, vorzugsweise eingefräst. Anschließend wird der Spalt 7 zerspanend in die nach dem Einlassen des Aufnahmebereichs 2 verbleibende bzw. stehengebliebene Wandung 3 realisiert, insbesondere gefräst. Hierzu ist es vorstellbar, dass der primäre Ausgangskörper beispielsweise über Befestigungsbohrungen 16 an einem Werkstückhalter bzw. einem Werkzeug während des Fräsvorgangs montiert ist. Infolge des Schmiedevorgangs, insbesondere durch die Wärmebehandlung, treten Eigenspannungen innerhalb der Klemmvorrichtung 1 auf, die durch das Einbringen eines durchgehenden Spalts über die gesamte Wandung freigesetzt werden.
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Folge dieser Eigenspannung innerhalb der Klemmvorrichtung 1 sind Kräfte, die dazu führen können, dass der Aufnahmebereich 2 eine dritte Querschnittsfläche annimmt, wobei die dritte Querschnittsfläche ebenfalls im Wesentlichen senkrecht zur Einführungsrichtung E verläuft und durch die Wandung 3 begrenzt ist. Dabei ist diese Kraft insbesondere derart gestaltet, dass die dritte Querschnittsfläche gegenüber der ersten Querschnittsfläche kleiner ist. Diese ungewollte Änderung der Querschnittsfläche bzw. des Querschnitts steht einem reibungslosen passgenauen Einführen des Dämpfungselements 20 entgegen, so dass im Anschluss an die Fertigung des Spalts 7 bzw. an ein Nuten die Klemmvorrichtung 1 aufwendig vermessen und/oder über den Spalt 7 wieder gespreizt und ggf. verdreht werden muss, wenn man das Dämpfungselement 20 einfach, d. h. ohne weiteren Aufwand, in den Aufnahmebereich 2 führen möchte. Da diese Korrekturmaßnahmen für viele bzw. alle Klemmvorrichtung 1 zu erfolgen hat, hat dies beträchtlichen Einfluss auf eine Fertigungszeit der Klemmvorrichtung 1 im Fertigungsprozess.
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Um diesem Problem entgegenzuwirken, ist es beispielsweise bekannt, dass bei der Herstellung des Spaltes 7 ein Stützelement 4 zur Aufrechterhaltung des Aufnahmezustands realisiert wird, beispielsweise indem beim Fräsen des Spalts 7 kein vollständiger Materialabtrag erfolgt, sondern ein stegartiges Stützelement 4 stehen bzw. übrig bleibt. Das Stützelement 4 ist derart ausgestaltet, dass es den Spalt 7 überbrückt. Vorzugsweise ist das Stützelement 4 jeweils ein Fortsatz der Teile der Wandung 3, die an den Spalt 7 angrenzen, d. h. der den Spalt 7 begrenzenden Teils des Wandung 3 und/oder das Stützelement 4 liegt an den Teilen der Wandung 3, die an den Spalt 7 angrenzen, unter Bildung einer formschlüssigen, kraftschlüssigen und/oder einer stoffschlüssigen Verbindung an.
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In 2 ist ein Fahrwerkbauteil 100 gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dargestellt. Im Gegensatz zu dem in 1 dargestellten System aus Federbeingabel 10 und Klemmvorrichtung 1, ist es in der Ausführungsform der 2 vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil 100 ein Dämpfungselement 20 und die Federbeingabel 10 umfasst, wobei die Federbeingabel 10 und das Dämpfungselement 20 einstückig bzw. integral ausgeformt sind, d. h. frei von einer Klemmvorrichtung 1 bzw. frei von einer Fügestelle sind, über die das Dämpfungselement 20 an die Federbeingabel 10 angebunden ist. Stattdessen ist das Fahrwerkbauteil 100 mit der Federbeingabel 10 und dem Dämpfungselement 20 als einstückige Fahrwerkkomponente 100, d. h. als Monoblock, urgeformt oder umgeformt, insbesondere geschmiedet.
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Vorzugsweise umfasst dabei die Federbeingabel 10 ein erstes Federbein 11 und ein zweites Federbein 12 und/oder das Dämpfungselement 20 ist als Dämpfungsrohr ausgebildet. Als Dämpfungsrohr weist das Fahrwerkbauteil 100 an seinem ersten Ende stirnseitig eine Öffnung 21 auf. Insbesondere ist das Dämpfungsrohr als Hohlkörper mit einem Hohlbereich 22 ausgebildet, wobei das Dämpfungsrohr als bewegliches Teil in einem Stoßdämpfer verwendet wird. Ferner erstreckt sich das Fahrwerksbauteil 100 entlang einer Längsrichtung L und das Dämpfungsrohr bzw. Dämpfungselement 20 ist bezüglich einer parallel zur Längsrichtung L verlaufenden Symmetrieachse S vollständig rotationssymmetrisch. Bezüglich einer durch die Symmetrieachse S verlaufenden Ebene sind das erste Federbein 11 und das zweite Federbein 12 asymmetrisch zueinander ausgeformt. Hierzu weist das erste Federbein 11 einen ersten radialen Abstand R1 und das zweite Federbein 12 einen zweiten radialen Abstand R2 auf, wobei der erste radiale Abstand R1 bzw. der zweite radiale Abstand R2 jeweils als maximaler Abstand einer Innenseite des ersten Federbeins 11 bzw. des zweiten Federbeins 12 zur Symmetrieachse S bemessen wird. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis eines zweiten radialen Abstandes R2 zu einem ersten radialen Abstand R1 einen Wert zwischen 0,6 und 0,9, bevorzugt ein Wert zwischen 0,7 und 0,9 und besonders bevorzugt zwischen 0,75 und 0,85 an. Dabei können der erste radiale Abstand R1 und der zweite radiale Abstand R2 in Längsrichtung L zueinander versetzt sein.
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Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass zwischen dem Dämpfungselement 20 und der Federbeingabel 10 ein Übergangsbereich 15 ausgebildet ist, in dem die Federbeingabel 10 vorzugsweise fließend in das Dämpfungsrohr 20 übergeht.
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In 3 ist das Fahrwerkbauteil 100 aus 2 in einer Seitenansicht dargestellt und in 4 ist eine Schnittansicht des Fahrwerkbauteils 100 aus 2 dargestellt, wobei die Blickrichtung der 3 und 4 auf das Fahrwerkbauteil 100 einander entsprechen. Insbesondere erkennt man in 4, dass am Fahrwerkbauteil 100, insbesondere im Dämpfungselement 20, ein Hohlraum bzw. ein Hohlbereich 22 ausgeformt ist. Ein solcher Hohlbereich 22 lässt sich beispielsweise durch die Verwendung eines entsprechenden Stempels schmieden. Dadurch ist es in vorteilhafter Weise möglich, ein vergleichsweise leichtes Fahrwerkbauteil 100 bereitzustellen, im Vergleich zu einem Fahrwerkbauteil 100, bei dem das Dämpfungsrohr größenteils bzw. vollständig massiv ausgeformt wäre. Weiterhin ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil 100 einen ersten Abschnitt 31 aufweist, dessen erste Länge L1 im Wesentlichen durch die Längserstreckung des Hohlbereichs 22 entlang der Längsrichtung L definiert bzw. festgelegt ist. Ferner lässt sich dem Fahrwerkbauteil 100 ein zweiter Abschnitt 32 zuordnen, der sich vom Boden des Hohlbereichs 22 bis zu einem dem ersten Ende des Fahrwerkbauteils 100 gegenüberliegendem zweiten Ende erstreckt, d. h. bis zum stirnseitigen Ende der Federbeingabel 10. Hierbei ist es besonders vorzugsweise vorgesehen, dass ein Verhältnis der ersten Länge L1 zu der zweiten Länge L2 einen Wert zwischen 0,8 und 2,5, bevorzugt zwischen 1 und 2 und besonders bevorzugt zwischen 1 und 1,5 annimmt. Entsprechend bildet sich ein integrales Fahrwerkbauteil 100 aus, dessen oberer Abschnitt bzw. erster Abschnitt derart lang ausgeformt ist, dass er sich dazu eignet, als Dämpfungselement 20, beispielsweise als bewegliches Teil in einem Stoßdämpfer, genutzt zu werden.
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Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil 100 einen dritten Abschnitt 33 aufweist, dessen dritte Länge L3 sich von dem Boden des Hohlbereichs 22 in Längsrichtung L bis zu der Stelle erstreckt, ab der das erste Federbein 11 und das zweite Federbein 12 aufspreizen bzw. voneinander separiert sind. Insbesondere ist es vorgesehen, dass das Fahrwerkbauteil 100 im dritten Abschnitt 33 massiv ausgeformt ist. Vorzugsweise nimmt ein Verhältnis des dritten Abschnittes 33 zu einem ersten Abschnitt 31 einen Wert zwischen 0,1 und 0,4, bevorzugt zwischen 0,15 und 0,3 und besonders bevorzugt zwischen 0,2 und 0,25 an. Mittels dieser entsprechenden Dimensionierung lässt sich sicherstellen, dass der Übergangsbereich 15 derart ausgelegt ist, die in die Federbeingabel 10 eingeleiteten Kräfte in Betrieb derart umzusetzen, dass sie das Dämpfungselement 20 entlang der Längsrichtung L versetzen können und gleichzeitig eine dauerhafte und betriebssichere Stabilität in diesem belasteten Bereich garantiert.
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In 5 ist das Fahrwerkbauteil der 2 in einer weiteren Seitenansicht dargestellt. Insbesondere handelt es sich um die Seitenansicht, die gegenüber der Seitenansicht aus 3 bezogen auf die Symmetrieachse S des Dämpfungselementes 20 um 90° gedreht ist, insbesondere zu einer Ebene um 90° gedreht, die vom ersten Federbein 11 und zweitem Federbein 12 aufgespannt wird. In einer senkrecht zu dieser Ebene (, die vom ersten Federbein 11 und dem zweiten Federbein aufgespannt wird) verlaufenden Richtung lässt sich im ersten Abschnitt 31 eine erste Breite B1 dem Dämpfungselement 20 zuordnen und im zweiten Abschnitt 32 eine zweite Breite B2 der Federbeingabel 10. Dabei ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die zweite Breite B2 kleiner ist als die erste Breite B1, d. h. die Federbeingabel 10 ist dünner als das Dämpfungsrohr 20, insbesondere in einer Richtung die senkrecht zu der Ebene verläuft, die durch das erste Federbein 11 und das zweite Federbein 12 aufgespannt ist. Dabei nimmt vorzugsweise ein Verhältnis zwischen der zweiten Breite B2 zur ersten Breite B1 einen Wert zwischen 0,5 und 0,9 an, bevorzugt zwischen 0,7 und 0,85 und besonders bevorzugt zwischen 0,75 und 0,8 an. Es hat sich dabei herausgestellt, dass mit der entsprechenden Dimensionierung eine wirkungsvolle und betriebssichere Übertragung der Kräfte über die Federbeingabeln 10 in das Dämpfungsrohr 20 möglich ist und zudem eine entsprechende Gewichtseinsparung durch die dünneren Ausformungen des ersten Federbeins 11 und zweiten Federbeins 12 gestattet ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Klemmvorrichtung
- 2
- Aufnahmebereich
- 3
- Wandung
- 4
- Stützelement
- 5
- Hülsenkörper
- 6
- Spanneinrichtung
- 7
- Spalt
- 8
- Bohrung
- 10
- Federbeingabel
- 11
- erstes Federbein
- 12
- zweites Federbein
- 15
- Übergangsbereich
- 16
- Befestigungsbohrung
- 20
- Dämpfungselement
- 21
- Öffnung
- 22
- Hohlbereich
- 31
- erster Abschnitt
- 32
- zweiter Abschnitt
- 33
- dritter Abschnitt
- 100
- Fahrwerkbauteil
- B1
- erste Breite
- B2
- zweite Breite
- R1
- erster radialer Abstand
- R2
- zweiter radialer Abstand
- E
- Einführungsrichtung
- L
- Längsrichtung
- L1
- erste Länge
- L2
- zweite Länge
- L3
- dritte Länge
- S
- Symmetrieachse
