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Die Erfindung betrifft einen Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Federlenker sind im Wesentlichen starre Bauteile, die dazu dienen, das Rad am Chassis eines Fahrwerkes abzustützen und in einer oder mehreren Richtungen zu führen. Bei Stablenkern mit zwei gelenkig gelagerten Endabschnitten befindet sich zwischen seinen Endabschnitten ein Federteller für eine Tragfeder, einen Stoßdämpfer bzw. ein Feder-Stoßdämpfer-Element. Federlenker sollen eine möglichst hohe Stabilität und Steifigkeit haben, insbesondere ein hohes Widerstandsmoment bei gleichzeitig geringem Gewicht und Bauraum. Federlenker werden zumeist aus Stahl hergestellt. Es sind Federlenker aus einteiligen Blechumformteilen bekannt.
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Die
EP 1 832 447 B1 offenbart einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, der einschalig als Blechumformteil aus einem Stahlblech geformt ist.
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Der Federlenker besitzt einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt mit einem Rücken und mit Seitenwänden, wobei die mittleren Seitenwandbereiche zur Erhöhung ihres Widerstandmoments jeweils nach innen gerichtet eingeprägt sind.
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Durch die
DE 10 2004 009 722 A1 zählt ein Radführungslenker zum Stand der Technik, der als Blechumformteil mit offenem Querschnitt gestaltet ist. Es wird vorgeschlagen, die Seitenwände, die über einen Rücken miteinander verbunden sind, asymmetrisch zu gestalten, um eine Belastungsoptimierung zu bewirken.
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Aus der
EP 1 332 029 B1 ist ein Führungslenker und ein Verfahren zu dessen Herstellung bekannt. Zwischen einem ersten und einem zweiten Endabschnitt befindet sich ein verbreiteter Federtellerbereich, der im Bereich des Rückens eine größere Breite aufweist als die Endabschnitte. Der Führungslenker wird als geschlossenes Hohlprofil im Strangpressverfahren aus hochfestem Aluminium hergestellt, wobei der Lenker anfänglich einen rechteckigen Querschnitt hat. Der oberseitige Federteller steht beidseitig über das im Querschnitt im Wesentlichen rechteckige Hohlprofil vor. Die Form des Hohlprofils wird mittels mechanischer Kaltbearbeitung durch Biegen, Pressen und Schneiden hergestellt. Bei dieser Art des Lenkers ist das Profil im Querschnitt insbesondere trapezförmig. Es besitzt nichtparallel verlaufende Seitenwänden.
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Aus der
EP 2 809 531 B1 ist ein einschaliger Federlenker bekannt, der aus einer Metallplatine durch Umformen hergestellt ist. Zwischen den Endabschnitten befindet sich ein breitenerweiterter Abschnitt zur Abstützung einer Feder. Unterhalb dieses breitenerweiterten Abschnittes befinden sich die Seitenwände des Federlenkers. Der Abstand der Seitenwände folgt im Wesentlichen der Kontur des Federsitzes. Die Seitenwände stehen senkrecht zum Federsitz und besitzen an ihren freien, dem Federsitz abgewandten Enden jeweils nach innen umgeformte Flächenteile, sodass der breitenerweiterte Abschnitt ein C-förmiges Querschnittsprofil aufweist.
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Die
DE 10 2011 053 927 A1 offenbart einen Federlenker mit einem Grundkörper in Form eines geschlossenen Hohlprofils. Ausgehend von einem Ausgangshohlprofil wird über dessen längenkonstanten Ausgangsquerschnitt der Federlenker durch Umformung hergestellt. Der stabförmige Federlenker besitzt einen Federtellerbereich. Unterhalb des Federtellerbereichs können die Seitenwände bereichsweise eingeprägt sein und Krümmungen aufweisen, die durch Pressumformung in Querrichtung erzeugt werden.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Federlenker aufzuzeigen, der kostengünstig in einschaliger Bauweise aus einem Stahlblech herstellbar ist und bei möglichst geringem Gewicht ein hohes Widerstandsmoment aufweist.
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Diese Aufgabe ist bei einem Federlenker mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst.
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Der Federlenker ist einschalig als Blechumformteil aus einem Stahlblech hergestellt. Der Federlenker besitzt einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt. Der U-förmige Querschnitt setzt sich zusammen aus einem Rücken, der sich in der Einbaulage oberseitig befindet. Durch die Blechumformung schließen sich an den Rücken beiderseits Seitenwände an. Die beiden Seitenwände sind zueinander beabstandet. Jede der Seitenwände gliedert sich in drei Abschnitte: An den Rücken schließt sich ein oberer Seitenwandabschnitt an. Ein entfernt von dem gemeinsamen Rücken angeordneter Seitenwandbereich ist der untere Seitenwandbereich. Dazwischen befindet sich jeweils der mittlere Seitenwandbereich.
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Der stabförmige Federlenker besitzt einen ersten und einen zweiten Endabschnitt zur Befestigung des Federlenkers am Chassis bzw. am Radträger. Er ist insbesondere Bestandteil einer Mehrlenker-Achse, insbesondere einer Fünflenker-Achse. Der Federlenker kann insbesondere als unterer, hinterer Querlenker einer Fünflenker-Hinterachse zum Einsatz kommen.
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In der Einbaulage greift an dem Federlenker eine Feder, insbesondere eine Feder einer Hinterachse an. Zusätzlich kann sich an dem Federlenker auch ein Dämpfer mittelbar oder unmittelbar abstützen. Eine mittelbare Abstützung oder Verbindung zwischen Federlenker und Feder und/oder Dämpfer ist möglich, indem zwischen dem Federlenker und der Feder bzw. dem Dämpfungselement ein Federpad in der Funktion einer Kupplung oder eines Adapter angeordnet wird, das auf die jeweilige Federbauform angepasst ist. Es kann ein Federpad für eine Luftfeder vorgesehen sein und ein alternatives Federpad für eine Schraubendruckfeder und einen zugehörigen Dämpfer. Hierzu befindet sich zwischen den Endabschnitten des Federlenkers ein Federtellerbereich. Der Federtellerbereich ist breitenvergrößert gegenüber anderen Längenabschnitten des Federlenkers. Bei der Erfindung ist der Federtellerbereich zusätzlich auch in Hochrichtung betrachtet breiter als andere Höhenbereiche des Federlenkers in derselben Querschnittsebene.
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Der Federlenker soll möglichst kompakt, leicht und daher schlank sein. Eine Feder kann breiter als ein stabförmiger Achslenker sein. Bei der Erfindung wird allerdings Material und damit Gewicht eingespart, indem nur der zur Abstützung dienende Rücken verbreitert ist, nicht aber der dem Rücken abgewandte, untere Teil des Federlenkers oder die Endabschnitte. Gleichzeitig sind die Übergänge von dem Federtellerbereich zu den angrenzenden, schlankeren Bereichen fließend und nicht sprunghaft. Dadurch werden Spannungsspitzen vermieden.
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Der erfindungsgemäße Federlenker besitzt einen besonderen Querschnitt, der im Federtellerbereich im Querschnitt im Wesentlichen omegaförmig ist. Die Omegaform variiert im Längenverlauf des Federtellerbereiches, d. h. in Längsrichtung des Federlenkers. Die Omegaform ist in einem mittleren Längenabschnitt des Federtellerbereiches durch weiter nach außen ausgestellte obere Seitenwandabschnitte stärker ausgeprägt, als in zumindest einem endseitigen Längenabschnitt des Federtellerbereiches. Dadurch wird ein sanfter Übergang von den übrigen Längenabschnitten der geraden, d. h. senkrecht zum Rücken stehenden Seitenwände ohne Omegaform geschaffen. Der Federtellerbereich ist anforderungsgerecht gestaltet, d.h. er muss nicht kreisrund sein, sondern kann eine im Wesentlichen elliptische, tropfenförmige oder eiförmige Form haben. Bei dieser Form sind die Übergänge zu den angrenzenden Längenschnitten für einen spannungsfreien Verlauf gerundet.
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Es wird als vorteilhaft angesehen, wenn die mittleren Seitenwandbereiche möglichst wenig verformt werden und gewissermaßen gerade von einem endseitigen Längenabschnitt des Federtellerbereichs zum anderen endseitigen Längenabschnitt des Federtellerbereiches verlaufen, während die sich nach oben anschließenden oberen Seitenwandbereiche je nach Breite des Federtellerbereiches zur Mitte des Federtellerbereiches hin immer weiter nach außen ausgestellt werden. Durch den geraden Verlauf der Seitenwände im mittleren Seitenwandbereich wird Material gespart und gleichzeitig ein hohes Widerstandsmoment geschaffen. In Kombination mit den strukturierten oberen und unteren Seitenwandabschnitten hat der mittlere Seitenwandabschnitt auch ein hohes Widerstandsmoment gegenüber quer angreifenden Kräften. Dadurch werden Pumpbewegungen der Seitenwände unter wechselnder Last vermieden. Dadurch werden wiederum Spannungsspitzen vermieden, was seinerseits dazu führt, dass die Kantenspannungen verringert werden. Im Ergebnis hat der Federlenker insgesamt eine längere Haltbarkeit.
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In einer Weiterbildung der Erfindung sind die mittleren Seitenwandbereiche in ihrem Verlauf in Längsrichtung des Federlenkers im Wesentlichen gerade. Im Wesentlichen gerade ist so zu verstehen, dass in den jeweiligen funktionalen Bereichen, d. h. in den endseitigen Abschnitten zur Befestigung des Federlenkers, die Seitenwände gerade verlaufen und auch im Federtellerbereich. Zwischen diesen drei funktionalen Bereichen können jeweils Übergangsbereiche vorhanden sein, in denen die Seitenwände im Übergang zum nächsten, sich anschließenden Bereich leicht gekrümmt sein können.
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Die Abstände zwischen den Seitenwänden in den beiden Endbereichen können unterschiedlich groß sein. Insbesondere kann in einem ersten Endabschnitt der Abstand zum Einpressen Lagerhülse relativ klein sein. Am gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt des Federlenkers kann eine andere Befestigungsmethode vorgesehen sein, z.B. in dem Schraubbolzen durch entsprechende kalibriert Öffnungen gesteckt werden, um zwischen ihnen ein festes Element eines Lagersitzes zu fixieren. Hier kann der Abstand der Seitenwände etwas größer gewählt werden.
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Da aber im Bereich eines jeden Lagersitzes die Wände parallel zueinander verlaufen, ergibt sich bei einem Federlenker mit unterschiedlich breiten Endabschnitten und mit im Wesentlichen geraden Seitenwänden, dass es im Längsverlauf zwei kleinere Richtungswechsel geben muss, die insbesondere nicht innerhalb des jeweiligen funktionalen Bereichs liegen, sondern in den Übergangsbereichen zu den jeweiligen Endabschnitten. Insgesamt sind die Seitenwände daher in ihrem Verlauf in Längsrichtung im Wesentlichen gerade.
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Ein weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass die mittleren Seitenwandbereiche auch im Wesentlichen senkrecht zum Federteller orientiert sind. Die mittleren Seitenwandbereiche des im Wesentlichen U-förmigen Federlenkers sind frei von Biegungen in Hochrichtung. Bei der Erfindung sind die mittleren Seitenwandbereich senkrecht zu den Flanschen und senkrecht zum Federteller angeordnet. Sie sind das Bindeglied zwischen dem oberen und dem unteren Seitenwandbereich. Während der obere Seitenwandbereich durch unterschiedlich starke seitliche Ausprägung und durch den Übergang zum Federteller zwangsläufig um eine Krümmungsachse gekrümmt ist, die im Wesentlichen in Längsrichtung des Federlenkers orientiert ist, sind solche ausgeprägten Krümmungen um die Längsachse in den mittleren Seitenwandbereichen bei der Erfindung möglichst zu vermeiden. Auch die unteren Seitenwandbereiche, die vorzugsweise in entgegengesetzte Richtungen nach außen weisende Flansche aufweisen, besitzen zwangsläufig Krümmungen. Diese Flansche führen zu einem je nach Längenabschnitt hutförmigen oder omegaförmigen Querschnitt. Es hat sich gezeigt, dass die Belastbarkeit des Federlenkers verbessert ist, wenn die mittleren Seitenwandbereiche möglichst senkrecht bzw. lotrecht zum Federteller stehen.
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Eine besondere Bedeutung kommt den oberen Seitenwandbereichen zu, die je nach Längenabschnitt relativ weit nach außen vorstehen und in einem mittleren Längenabschnitt des Federtellerbereichs die maximale Breite des gesamten Federlenkers bestimmen können. Zur Minimierung von Spannungen ist der Übergang zwischen dem mittleren Seitenwandbereich und den Federtellerbereich möglichst mit großen Biegeradien versehen. Die oberen Seitenwandbereiche schließen sich also nicht mit einer möglichst engen 90° Biegung in senkrechter Richtung nach unten zum Federtellerbereich an, sondern schließen sich eher nach außen ragend, tangential in Querrichtung fortsetzend an die Ebene des Federtellerbereiches an, um von dieser in einem großen, nach innen gerichteten Bogen einen Übergang zu den mittleren Seitenwandbereichen zu schaffen. Der Begriff omegaförmig bedeutet im Kontext der Erfindung, dass der Querschnitt die Ähnlichkeit mit dem großen Buchstaben Omega des griechischen Alphabet hat, der einen oberen, bauchigen Teil mit einer unterseitigen Öffnung aufweist, wobei sich beiderseits der Öffnung in horizontale Richtung weisende Striche anschließen, welche übertragen auf den Querschnitt des Federlenkers den Flanschen entsprechen. Die seitlichen Ausbauchungen ergeben sich bei der Erfindung im Federtellerbereich durch die großen Radien der oberen Seitenwandbereiche. Die Querschnittskontur kann auch als omegaartig bezeichnet werden, weil der Federtellerbereich nicht gerundet, sondern abgeflacht ist.
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Der Federlenker ist in Bezug auf seine Mittellängsachse insbesondere spiegelsymmetrisch ausgebildet, sodass sich durch die beidseitigen Ausbauchungen in den oberen Seitenwandabschnitten die besagte omegaförmige oder omegaartige Gestalt des Federlenkers im Querschnitt ergibt.
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Der Querschnitt des Federlenkers ist nur im Federtellerbereich omegaförmig bzw. omegaartig. An den omegaförmigen Federtellerbereich schließt sich ein U- oder hutförmiger Längenabschnitt mit nach außen weisenden Flanschen an. In diesem U- oder hutförmige Längenabschnitt sind die Biegeradien nicht notwendigerweise kleiner als im Federtellerbereich, jedoch wird dort der Rücken des Federlenkers schmaler. Folglich gibt keine seitlich ausladenden, oberen Seitenwandbereiche. Vielmehr können bei einem hutförmigen Querschnitt die Seitenwände senkrecht zum Rücken verlaufen, wie auch die nach außen weisende Flansche senkrecht zu den Seitenwänden und somit parallel zum Rücken verlaufen.
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In einer Weiterbildung der Erfindung haben die Seitenwände an einem Endabschnitt des Federlenkers einen größeren Abstand zueinander als an dem anderen Endabschnitte des Federlenkers. Zwischen den Endabschnitten verlaufen die Seitenwände im Wesentlichen gerade, insbesondere in Bezug auf die mittleren Seitenwandbereiche. Die Endabschnitte können fluchtende Durchzüge oder Bohrungen aufweisen. In die Durchzüge können Lagerhülsen eingepresst werden.
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Es ist auch möglich, dass ein Endabschnitt oder beide Endabschnitte eine Gabelform aufweisen und so Lageraufnahmen bilden, in welche Lagerhülsen eingeschweißt werden können. Das Einsetzen der Lagerhülsen erfolgt in diesem Fall nicht von der Längsseite des Federlenkers her, sondern von der Stirnseite des Federlenkers.
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In dem Federtellerbereich können ein oder mehrere Öffnungen angeordnet sein. In den Öffnungen werden Federpads angeordnet bspw. für eine Luftfeder oder eine Stahlfeder.
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Der Federlenker kann einen Korrosionsschutz aufweisen durch eine Zinkbeschichtung und ggf. zusätzliches Lackieren, z.B. kathodisches Tauchlackieren. Seine Oberfläche kann zumindest bereichsweise gestrahlt sein. Er kann aus Stahlblech gefertigt sein, das eine Wandstärke von 2 bis 5 mm aufweisen kann und insbesondere weniger als 4 mm hat. Es kann bevorzugt aus hochfesten, ferritischbainitisch (FB) Warmwalzstählen bestehen, insbesondere aus FB780 mit einer Zugfestigkeit von mindestens 780 N/qmm.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in schematischen Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:
- 1 einen Federlenker in perspektivischer Ansicht;
- 2 den Federlenker der 1 in der Ansicht von oben;
- 3 den Federlenker der 1 in einer Ansicht von unten;
- 4 den Federlenker der 1 in einer Ansicht von links;
- 5 den Federlenker der Figur in einer Ansicht von rechts;
- 6 den Federlenker der 1 in einer Stirnansicht auf einen ersten Endabschnitt;
- 7 den Federlenker der 1 in einer Stirnansicht auf den gegenüberliegenden, zweiten Endabschnitt;
- 8 einen Längsschnitt durch den Federlenker der 1 entlang der Linie VIII-VIII 5;
- 9 einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX 5;
- 10 einen Querschnitt entlang der Linie X-X in 5;
- 11 einen Querschnitt entlang der Linie XI-XI in 5;
- 12 einen Querschnitt entlang der Linie XII-XII in 5;
- 13 einen Querschnitt entlang der Linie XIII-XIII in 5;
- 14 einen Querschnitt entlang der Linie XIV-XIV in 5;
- 15 einen Querschnitt entlang der Linie XV-XV in 5;
- 16 eine weitere Ausführungsform eines Federlenkers in perspektivischer Ansicht und
- 17 eine Fertigungsabfolge von elf Fertigungsschritten S1 bis S11 zur Herstellung des Federlenkers der 1
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Die 1 zeigt perspektivischer Ansicht einen Federlenker 1. Der Federlenker 1 wird aus einer Blechplatine hergestellt. Die Fertigungsabfolge des Federlenkers zeigt die 17 in mehreren aufeinanderfolgenden Schritten S1 bis S11
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Es wird zunächst eine Blechplatine beschnitten (Schritt S1). In den Schritten S2 und S3 wird die Blechplatine tiefgezogen, um einen Federsitz mit breitenerweiternder Rückwand zu bilden. Im Schritt S4 wird der Rand der tiefgezogenen Blechplatine beschnitten. Im Schritt S5 werden Seitenwände des im Wesentlichen U-förmigen Federlenkers durch Umformen senkrecht zum Federsitz orientiert. Im nachfolgenden Schritt S6 erfolgt ein weiterer Zuschnitt im Bereich des Rückens. Anschließend wird das Bauteil um 180° gedreht. In gleicher Weise wird es im nachfolgenden Schritt S7 wieder in die Ausgangsposition gedreht. Anschließend werden durch Schneiden oder Stanzen Gabelaufnahmen für die Anbindung in einem Endbereich gebildet. Die Lageraufnahmen in dem einen Endbereich werden kalibriert und es werden Durchzüge eingebracht. Schließlich erfolgt ein endgültiges Kalibrieren des Federlenkers und oder das Einbringen von Hülsen mittels Fügeverfahren (Schritte S8 bis S11). Ein solcher einschaliger Federlenker aus einem Blechumformteil aus Stahlblech ist in den 1 bis 15 in verschiedenen Ansichten und Schnitten dargestellt.
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Der Federlenker 1 besitzt einen Rücken 2, über welchen seine Seitenwände 3, 4 miteinander verbunden sind. Die Seitenwände 3, 4 verlaufen über die gesamte Länge des Federlenkers 1 im Abstand zueinander, sodass sich die U-Form als Grundform ergibt. Der Rücken 2 besitzt unterschiedliche Funktionsbereiche. Insbesondere umfasst der Rücken 2 einen verbreiterten Bereich, der als Federtellerbereich 12 bezeichnet wird. Der Federtellerbereich 12 besitzt in diesem Ausführungsbeispiel zwei Öffnungen 5, 6 mit nach innen gerichteten Durchzügen. Die Öffnungen 5, 6 dienen zur Aufnahme einer nicht näher dargestellten Adapterplatte in Anpassung an unterschiedlicher Federtypen, beispielsweise für eine Luftfederung oder eine Stahlfederung.
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Der Federlenker 1 besitzt Verbindungsmöglichkeiten mit einem Radträger einerseits und mit dem Fahrzeugkörper andererseits. Es handelt sich um einen Stablenker mit zwei endseitigen Anlenkpunkten. In seinem ersten Endabschnitt 7 befinden sich zwei Lageraufnahmen 8, die zueinander kalibriert sind und in welche eine Lagerhülse 9 eingesetzt ist. Die Lagerhülse 9 dient zur Aufnahme eines Gummimetalllagers.
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Am gegenüberliegenden Endabschnitt 10 befinden sich die Seitenwände 3, 4 in einem größeren Abstand zueinander. Der Endabschnitt 10 besitzt ebenfalls kalibrierte Öffnungen 11 zur Anbindung an das Kraftfahrzeug. Die Achsen der Lagerbuchse 9 bzw. der Öffnungen 11 in den Endabschnitten verlaufen parallel zueinander.
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Eine Längsrichtung L des Federelements 1 erstreckt sich von einem Endabschnitt 7 zum anderen Endabschnitt 10. Die Querrichtung Q bezeichnet in Bezug auf den Federlenker 1 die Achse senkrecht zur Längsachse L und parallel zur Längsachse der Lagerhülse 9 bzw. der Lageraufnahmen 8. Die Hochachse H steht senkrecht zur Querrichtung Q und Längsrichtung L und zeigt in der 1 nach oben. Dementsprechend werden in Bezug auf den Federlenker die Begriffe oben und unten verwendet bzw. in Bezug auf die Querrichtung Längsrichtung die Begriffe Längenabschnitte. Breitenangaben beziehen sich auf die Querrichtung Q.
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Der Federtellerbereich 12 ist der in Querrichtung Q betrachtet bereiteste Bereich des Federlenkers 1. Seine Breite B ist in Längsrichtung L nicht gleichbleibend groß. Sie nimmt von den jeweiligen Endabschnitten 7, 10 her betrachtet zur Mitte der Öffnung 6 hin zu. Die Übergänge zu anderen Längenabschnitten sind fließend. In jedem Fall besitzt der Federlenker 1 im Federtellerbereich 12 die größte Breite B. In der 2 ist die maximale Breite B des Federtellerbereichs 12 eingezeichnet. Der Rücken 2, dessen Bestandteil der Federtellerbereich 12 ist, wird insbesondere zum ersten Endabschnitt 7 wesentlich schmaler.
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Aus der Ansicht des Federlenkers 1 von unten (3) ist zu erkennen, dass die Seitenwände 3, 4 mit ihren in entgegengesetzte Richtungen weisenden, nach außen gerichteten Flanschen 13, 14 sich in der Breite nicht so stark verändern, wie der Federtellerbereich 12. Der Federtellerbereich 12 erstreckt sich über eine Länge L1 (3) des Federlenkers 1. Der Federtellerbereich 12 ist dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Federlenkers 1 im Federtellerbereich 12 im Wesentlichen omegaförmig ist. Die 5 zeigt die Lage mehrerer Querschnittsebenen. Sie sind in den 8 bis 15 dargestellt.
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Die besagte Omegaform des Querschnittes beginnt im Übergangsbereich zwischen den Querschnitten X und XI (5, 10 und 11) und endet etwa in der Schnittebene IX der 14. Die 15 zeigt keine omegaförmige Schnittebene XV, weil in diesen Bereich der Rücken des Federlenkers 1 entfernt wurde.
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Die 9 und 10 zeigen ein hutförmiges Profil, bei welchem die Seitenwände 3, 4 mit ihrem Flanschen 13, 14 und dem Rücken 2 jeweils eine im rechten Winkel zueinanderstehende Abfolge von Biegungen bilden. Die Höhe der Seitenwände 3, 4 nimmt von der Schnittebene IX der 9 zur Schnittebene X der 10 ab. Gleichzeitig werden die Flansche 13, 14 etwas breiter. Dieser hutförmige Querschnitt verändert sich im weiteren Verlauf über die Schnittebenen XI bis XIV, d. h. innerhalb des Federtellerbereiches 12. Gleichzeitig nimmt die Höhe der Seitenwände 3, 4 in Längsrichtung L zu, wie anschaulich anhand der 4 und 5 in der Seitenansicht zu erkennen ist. Die Höhe des Federlenkers 1 ist zwischen den Schnittebenen X und XI am geringsten, d. h. dort wo der Federtellerbereich 12 beginnt. Die Höhe nimmt in Richtung zum zweiten Endabschnitt 10 zu. Der Federtellerbereich 12 steht daher in einem Winkel zur Unterseite bzw. zu den Flanschen 13, 14 die im Wesentlichen gerade von einem Endabschnitt 7 zum anderen Endabschnitt 10 verlaufen, abgesehen von einer nach unten gerichteten Ausprägung im Bereich der Öffnung 11 im zweiten Endabschnitt 10.
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Anhand der 4 ist darüber hinaus zu erkennen, dass die Seitenwand 4 sich in drei Höhenabschnitte gliedert: An den Rücken 2 schließt sich ein oberer Seitenwandabschnitt 15 an. Der obere Seitenwandabschnitt 15 ist insbesondere eine um 90° nach unten gerichtete Biegung, die den Übergang zwischen dem Rücken 2 und dem sich an den oberen Seitenwandabschnitt 15 anschließenden mittleren Seitenwandabschnitt 16 bildet. Der mittlere Seitenwandabschnitte 16 ist benachbart dem ersten Endabschnitt 7 der flächenmäßig größte Anteil der jeweiligen Seitenwand 4. Am unteren Ende der jeweiligen Seitenwand 4 schließt sich ein unterer Seitenwandabschnitt 17 an. Er mündet in die von dem mittleren Seitenwandabschnitt 16 abstehenden Flansche 13, 14. In Bezug auf die Hochrichtung der Seitenwand 4 ist er in jeder Schnittebene der Abschnitt mit den geringsten Schwankungen in der Höhe. Zudem verläuft eine Unterseite des Federlenkers 1 im Wesentlichen gerade, während die Oberseite mit dem Rücken 2 und dem Federtellerbereich 12 stärker konturiert ist.
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Aus den Schnittdarstellungen der 9 bis 15 ist zu erkennen, dass der mittlere Seitenwandabschnitt senkrecht zum Rücken 2 steht. Auch die Flansche 13, 14 verändert ihre Breite in Längsrichtung L kaum. Der Federlenker 1 wird zwar vom ersten Endabschnitt 7 zum zweiten Endabschnitt 10 hin im Wesentlichen kontinuierlich breiter, jedoch sind die auf einen bestimmten Längenabschnitt bezogenen, relativen Breitenveränderungen im Bereich der unteren Seitenwandabschnitte 17 geringer als im oberen Bereich des Federlenkers 1. Das lässt sich auch anschaulich anhand der 6 und 7 erkennen. Die beiden Stirnansichten zeigen, dass der Federlenker 1 in seinem unteren Höhenbereich weit weniger stark konturiert ist, als in seinem oberen Höhenbereich. Mit oberen Höhenbereich wird vor allen Dingen der jeweilige obere Seitenwandabschnitt 15, 20 bezeichnet, der sich an den Rücken 2 bzw. Federtellerbereich 12 anschließt. Die 6 zeigt, dass die oberen Seitenwandbereiche 15, 20 nach außen ausgestellte, wulstartige, relativ voluminöse Ausbauchungen sind. Sie gehende tangential von dem oberseitigen Federtellerbereich 12 aus und führen zunächst seitlich zu einer deutlichen Verbreiterung, um dann in einer Biegung mit großem Radius um mehr als 90° und insbesondere um 180° nach unten und zur Mittellängsache des Federlenkers 1 hin umgebogen zu werden. Die Schnittebenen XII und XIII der 12 und 13 zeigen, dass die seitliche Auslage bzw. die Breite des Federtellerbereiches 12 fließend und kontinuierliche zu den Endabschnitt 10 hin wieder abnimmt.
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Die mittleren Seitenwandbereiche 16 sind in ihrem Verlauf in Längsrichtung L des Federlenkers 1 im Wesentlichen gerade. Das zeigt insbesondere die 8, die eine Schnittebene VIII-VIII durch 5 zeigt. Die Schnittebene VIII verläuft durch die mittleren Seitenwandbereiche 16, 19. Die beiden mittleren Seitenwandbereiche 16, 19 beginnen beim ersten Endabschnitt 7 des Federlenkers 1 und verlaufen zunächst im Wesentlichen parallel zueinander. Im Längenabschnitt L1, d. h. im Federtellerbereich 12 sind sie ebenfalls für sich betrachtet gerade, verlaufen allerdings nicht mehr parallel zueinander. Der Längenabschnitt L1 bezeichnet den Bereich, der omegaförmig gestaltet ist. Das ist daran zu erkennen, dass der obere Seitenwandabschnitt 15, 20 jeweils in Querrichtung über die mittleren Seitenwandabschnitte 16, 19 vorsteht.
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In einem Längenabschnitt L2, der sich an den Längenabschnitt L1 in Richtung zum ersten Endabschnitt 7 des Federlenkers 1 anschließt (8) ist der Querschnitt hutförmig. In diesem U- oder hutförmigen Längenabschnitt L2 steht der jeweils obere Seitenwandabschnitt 15, 20 noch nicht über die mittleren Seitenwandabschnitte 16, 19 vor. Dadurch unterscheidet sich der hutförmige Längenabschnitt L2 von dem omegaförmigen Längenabschnitt L1.
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Der Längenabschnitt L2, der im Querschnitt hutförmig ausgebildet ist, kann auch als Übergangsabschnitt bezeichnet werden. Die anfangs parallel zueinander verlaufenden Seitenwände 3, 4 beginnen in diesem Übergangsabschnitt jeweils bogenförmig nach außen zu verlaufen. Der Abstand nimmt leicht zu. Auch der Rücken 2 wird etwas breiter. Diese Biegung nach außen endet mit Beginn des Längenabschnittes L1.
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Im Längenabschnitt L1 ist der jeweilige Verlauf der Seitenwände 3, 4 im Wesentlichen gerade, wobei der Abstand der Seitenwände 3, 4 im weiteren Verlauf leicht zunimmt. Die Seitenwände 3, 4 stehen daher in einem spitzen Winkel zueinander, allerdings stehen sie senkrecht zum Federtellerbereich 12.
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An den im Querschnitt omegaförmigen Federtellerbereich 12, bzw. an den Längenabschnitt L1 schließt sich ein weiterer Längenbereich L3 zum zweiten Endabschnitt 10 hin an, in welchem der jeweils gerade Verlauf der mittleren Seitenwandbereiche 16, 19 fortgesetzt wird. Hier befindet sich ein Freischnitt 21 im Rücken 2, der sich fast über die gesamte Breite des Rückens 2 erstreckt. In diesem Übergangsbereich (Längenabschnitt L3) nimmt der seitliche Überhang der beiden oberen Seitenwandbereiche 15, 20 kontinuierlich ab.
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Im letzten Längenabschnitt L4, der bis zum Ende des zweiten Endabschnitt 10 des Federlenkers 1 reicht, verlaufen die Seitenwände 3, 4 genauso wie im ersten Endabschnitt 7 des Federlenkers 1 wieder im Wesentlichen parallel zueinander. Daher gibt es im Übergang vom Längenabschnitt L3 zum Längenabschnitt L4 jeweils leichte Biegung der jeweiligen Seitenwände 3, 4.
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In diesem letzten Längenabschnitt L4 verlaufen auch die obere Seitenwandbereiche 15, 20 wieder parallel zueinander (1). Hier fehlt der Rücken 2 vollständig, sodass die oberen Seitenwandbereiche 15, 20 keine nach innen gerichteten Biegungen mehr aufweisen, wie es im Federtellerbereich 12 oder auch im Übergangsbereich L2 der Fall ist.
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Die 8 zeigt, dass der mittlere Längenabschnitt L1 des Federtellerbereiches 12 drei weiteren Längenabschnitte M, E1, E2 aufweist. Ein mittlerer Längenabschnitt M des Federtellerbereiches 12 bezeichnet den Bereich maximaler Breite B. Er befindet sich im Abstand von den Enden des Federtellerbereiches 12. Ebenfalls im Abstand von diesem mittleren Längenabschnitt M befinden sich, die sich daher endseitige Längenabschnitte E1 und E2 des Federtellerbereiches 12. Sie liegen im Federtellerbereich 12. In diesen Längenabschnitten E1, E2 ist jede Breite der oberen Seitenwandabschnitte 15, 20 kleiner als in dem mittleren Längenabschnitt M. Aufgrund der im Wesentlichen jeweils gerade verlaufenden mittleren Seitenwandbereiche 16, 19 ist die Omegaform dort am stärksten ausgeprägt, wo der Unterschied in der Breite zwischen oberem Seitenwandabschnitt 15, 20 und mittlerem Seitenwandabschnitt 16, 19 am stärksten ist. Das ist im mittleren Längenabschnitt M der Fall.
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Die Breite der Flansche 13, 14 variiert in Längsrichtung L des Federlenkers 1 ebenfalls. Aus der Darstellung der 3 ist zu erkennen, dass die Breite der Flansche 13, 14 ausgehend vom ersten Endabschnitt 7 kontinuierlich zunimmt und im Übergangsbereich L2 (s. 8) jeweils ihre größte Breite haben. Die Flansche 13, 14 sind hier auch der breiteste Bereich des ganzen Federlenkers 1. Ihre Breite nimmt im weiteren Verlauf in Richtung zum zweiten Endabschnitt 10 hin ab und tritt sogar hinter den verbreiterten Federtellerbereich 12 zurück. Die 3 zeigt, dass im Federtellerbereich 12 die oberen Seitenwandabschnitte 15, 20 noch seitlich über die Flansche 13, 14 vorstehen. Das ändert sich wieder in den Längenabschnitten L3 und L4, in denen auch kein omegaförmiger Querschnitt mehr fortgesetzt wird, weil der Rücken 2 den Freischnitt 21 aufweist.
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Die 16 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Federlenkers 1, der in seiner Grundkonfiguration dem zuvor beschriebenen Federlenker sehr stark ähnelt. Daher wird für im Wesentlichen baugleiche Komponenten auf die vorangegangene Beschreibung zu den 1 bis 15 verwiesen. Der maßgebliche Unterschied besteht in dem anders gestalteten Endabschnitt 7. Hier ist wiederum eine Lagerhülse 9 in einer Lageraufnahme 8 aufgenommen, allerdings ist die Lagerhülse 9 eingeschweißt und nicht eingepresst. Die Lageraufnahme 8 umgreift die Lagerhülse 9 auch nicht vollständig. Die Lageaufnahme 8 ist gabelartig gestaltet und zum ersten Endabschnitt 7 hin offen, sodass die Lagerhülse 9 und nicht die Lageraufnahme 8 den äußersten Endbereich des Federlenkers 1 bildet. Die Lageraufnahme 8 umgreift die Lagerhülse 9 auf einem Umfangsbereich, der nicht größer ist als 180° und insbesondere genau 180° beträgt. Die Lagerhülse 9 kann daher vom äußersten Ende her des Endabschnittes 7 in die Lageaufnahme 8 eingesetzt und mit dieser verschweißt werden. In der Lagerhülse 9 ist ein Gummimetalllager angeordnet.
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Ferner ist zu erkennen, dass im Federtellerbereich Öffnungen mit etwas anderer Querschnittskontur und seitlichen Sicken angeordnet sind in Anpassung an unterschiedliche Federbauarten bzw. Federpads.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Federlenker
- 2 -
- Rücken von 1
- 3 -
- Seitenwand von 1
- 4 -
- Seitenwand von 1
- 5 -
- Öffnung in 12
- 6 -
- Öffnung in 12
- 7 -
- erster Endabschnitt von 1
- 8 -
- Lageraufnahme in 7
- 9 -
- Lagerhülse in 8
- 10 -
- zweiter Endabschnitt von 1
- 11 -
- Öffnung in 10
- 12 -
- Federtellerbereich
- 13 -
- Flansch an 3
- 14 -
- Flansch an 4
- 15 -
- obere Seitenwandbereich von 4
- 16 -
- mittlere Seitenwandbereich von 4
- 17 -
- unterer Seitenwandbereich von 4
- 18 -
- unterer Seitenwandbereich von 3
- 19 -
- mittlerer Seitenwandbereich von 3
- 20 -
- oberer Seitenwandbereich von 3
- 21 -
- Freischnitt in 3
- B -
- maximale Breite von 12
- E1 -
- endseitiger Längenabschnitt von 12
- E2 -
- endseitiger Längenabschnitt von 12
- H -
- Hochrichtung
- Q -
- Querrichtung
- L -
- Längsrichtung
- L1 -
- Längenabschnitt von 12
- L2 -
- Übergangsabschnitt
- L3 -
- Längenabschnitt an L1
- L4 -
- Längenabschnitt an 10
- M -
- mittlerer Längenabschnitt von 12
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- EP 1832447 B1 [0003]
- DE 102004009722 A1 [0005]
- EP 1332029 B1 [0006]
- EP 2809531 B1 [0007]
- DE 102011053927 A1 [0008]
