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Die Erfindung betrifft einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Ein als Blechumformteil ausgebildeter Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs ist aus der
DE 10 2013 003 145 A1 bekannt. Der Lenker umfasst eine Lenkerbasis sowie ein an zumindest einem Ende der Lenkerbasis angeordnetes, in Form zweier Durchzüge ausgebildetes Lagerauge zur Aufnahme eines Fahrwerkslagers. Der Lenker zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass an einer Wandung zumindest eines der zwei Durchzüge Nasen angeordnet sind, die den Zwischenraum zu der Wandung des jeweils anderen Durchzugs zumindest teilweise abdecken. Durch das Anliegen bzw. das beinahe Anliegen der Nasen an die Wandung des jeweils gegenüberliegenden Durchzugs, ist gewährleistet, dass in axiale Richtung gerichtete Druckkräfte aufgenommen werden können, wodurch eine Verformung der Durchzüge bei einer Belastung des Blechlenkers verhindert werden kann. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass bei Verwendung eines radial vorgespannten Gummi-Metall-Lagers als Fahrwerkslager, durch die Nasen eine ausreichende umfangseitige Abstützung des Lagers nicht gewährleistet ist, sodass sich das Elastomer des Lagers entspannen und radial nach außen drücken kann, was wiederum ein Ausbauchen des Lagers und damit eine Einschränkung der Federungseigenschaften und Verkürzung der Lebensdauer des Lagers zur Folge haben kann.
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Um ein Ausbauchen des Lagers und die daraus resultierenden Nachteile, nämlich Einschränkung der Federungseigenschaften und Verkürzung der Lebensdauer des Lagers, aufgrund einer unzureichenden umfangsseitigen radialen Abstützung des Lagers zu verhindern, schlägt die
DE 10 2011 052 398 A1 eine Lageraufnahme vor, gemäß der das Lagerauge aus zwei axial beabstandet angeordneten Lagersitzen gebildet ist, wobei in einem Bereich zwischen den beiden Lagersitzen auf der Außenhülse des Lagers ein als separates Bauteil ausgebildeter Stützring angeordnet ist.
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In der
DE 20 2009 016 416 U1 ist ein einen Grundkörper aus Blech und mindestens eine hülsenförmige Aufnahme aufweisendes Lagerelement offenbart. Die mittels Tiefziehen hergestellte hülsenförmige Aufnahme des Lagerelements ist über einen Übergangsbereich mit dem Grundkörper des Lagerelements verbunden. Das Lagerelement zeichnet sich dadurch aus, dass der Übergangsbereich durch Stauchen der hülsenförmigen Aufnahme eckig ausgebildet ist.
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Ein gattungsgemäßer, sämtliche Merkmale des Oberbegriffes des Patentanspruches 1 aufweisender Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs ist aus der
US 2004/0135337 A1 bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde einen Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass ein Ausbauchen bzw. Entspannen eines im Lagerauge gelagerten, radial vorgespannten Fahrwerkslagers verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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In bekannter Art und Weise umfasst der als ein Blechumformteil ausgebildete Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs eine Lenkerbasis sowie ein an zumindest einem Ende der Lenkerbasis ausgebildetes, eine Innenmantelfläche aufweisendes Lagerauge, wobei die Innenmantelfläche des Lagerauges eine Lageranlagefläche für ein in das Lagerauge einsetzbares Fahrwerkslager, insbesondere für ein in Form eines vorgespannten Gummi-Metall-Lagers ausgebildeten Fahrwerkslagers, bildet.
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Zudem ist die Innenmantelfläche des Lagerauges und damit die das Fahrwerkslager bzw. die äußere Lagerhülse des Gummi-Metall-Lagers einfassende Lageranlagefläche als eine durchgehend geschlossene Fläche ausgebildet ist. Die Formulierung „durchgehend geschlossene Fläche“ ist dabei so zu verstehen, dass sich die Lageranlagefläche sowohl in Umfangsrichtung als auch in axialer Richtung unterbrechungsfrei und damit durchgängig über das Fahrwerkslager bzw. über die äußere Lagerhülse des Gummi-Metall-Lagers erstreckt.
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Aufgrund der sich in Umfangsrichtung und in axialer Richtung durchgängig über das Fahrwerkslager erstreckenden Lageranlagefläche, ist eine die Vorspannung des Lagers erhaltende radiale bzw. umfangsseitige Abstützung des im Lagerauge gelagerten Fahrwerkslagers gewährleistet, sodass über eine lange Lebensdauer gute Federungseigenschaften des Lagers sichergestellt sind. Weiterhin sind aufgrund der durchgängig ausgebildeten Lageranlagefläche zusätzliche Bauteile zur Aufrechterhaltung der Lagervorspannung, wie z.B. in der
DE 10 2011 052 398 A1 vorgeschlagen, nicht erforderlich.
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Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Lenker zweiteilig bzw. zweischalig, ein erstes und ein zweites Blechschalenteil aufweisend, ausgebildet ist, wobei die beiden Blechschalenteile im Bereich des Lagerauges axial gegenüberliegend, unter Ausbildung einer Stoßfuge aneinander kontaktierend angeordnet sind, sodass die Lageranlagefläche des Lagerauges anteilig aus dem ersten und zweiten Blechschalenteilteil gebildet ist. D.h. die Lageranlagefläche des Lagerauges enthält einen aus dem ersten Blechschalenteil gebildeten Lageranlageflächenabschnitt sowie einen aus dem zweiten Blechschalenteil gebildeten Lageranlageflächenabschnitt. Die Anordnung der beiden Blechschalenteile ist dabei bevorzugt so, dass bezogen auf die axiale Ausdehnung des Lagerauges, die Stoßfuge im Wesentlichen mittig verläuft, d.h. dass in axialer Richtung a betrachtet der aus dem ersten Blechschalenteil gebildete Lageranlageflächenabschnitt und der aus dem zweiten Blechschalenteil gebildete Lageranlageflächenabschnitt gleich groß sind. Durch die unter Ausbildung einer Stoßfuge axial gegenüberliegenden Anordnung der beiden Blechteile, wird in vorteilhafter Weise ein vielfältiger Gestaltungsspielraum für die Ausgestaltung der Lageranlagefläche ermöglicht.
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Zudem ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die beiden Blechschalenteile im Bereich der Stoßfuge jeweils derart ausgebildet sind, dass das erste und zweite Blechschalenteil jeweils einen materialverstärkten Kantenbereich aufweisen. Materialverstärkter Kantenbereich ist dabei so zu verstehen, dass die Blechschalenteile in diesem Bereich eine im Vergleich zur übrigen Wandstärke bzw. Blechdicke, lokal erhöhte Wand- bzw. Blechdicke (mit anderen Worten: Materialverstärkung in radialer Richtung) aufweisen. Durch die lokal materialverstärkte Ausbildung ist auf eine einfache Art und Weise eine ausreichende radiale bzw. umfangseitige Abstützung des im Lagerauge gelagerten Fahrwerkslagers sichergestellt, mit dem Effekt, dass die Vorspannung des Lagers erhalten bleibt und damit neben guten Federungseigenschaften auch eine lange Lebensdauer des Lagers gewährleistet ist.
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Vorzugsweise sind dabei die materialverstärkten Kantenbereiche der Blechschalenteile jeweils in Form von aus einer Materialverdrängung resultierenden, lokalen Materialverdickung ausgebildet. Vorteilhaft an dieser Ausbildung der materialverstärkten Kantenbereiche ist, dass die aus einer Materialverdrängung resultierende Materialverdickung mittels Rollen, Walzen einfach und kostengünstig herstellbar ist.
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Eine alternative bevorzugte Ausbildung der materialverstärkten Kantenbereiche sieht vor, dass die materialverstärkten Kantenbereiche der Blechschalenteile in Form von aus einer Biegeumformung der Kantenbereiche resultierenden, lokalen Materialverdickung ausgebildet sind. Da auch eine Biegeumformung fertigungstechnisch einfach durchzuführen ist, ist eine schnelle und kostengünstige Herstellung der materialverstärken Kantenbereiche gewährleistet.
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Die mittels Biegeumformung hergestellten materialverstärkten Kantenbereiche können dabei unterschiedlich ausgestaltet sein:
- Gemäß einer ersten Ausgestaltung sind die Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile jeweils radial nach außen, einen Flansch bildend, umgeformt. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass sich im Bereich der Stoßfuge, d.h. im Verbindungsbereich der beiden Blechschalenteile, lediglich gerundete, d.h. keine scharfkantige, Konturen befinden, sodass das Fahrwerkslager prozesssicher eingepresst werden kann.
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Gemäß einer zweiten Ausgestaltung sind die Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile jeweils in Form eines S-Schlags radial nach außen und nach innen, jeweils eine radial nach außen gerichtete wulstförmige Verdickung bildend, umgeformt. Aufgrund der damit verbundenen, im Vergleich zur ersten Ausgestaltung erhöhten Materialstärke der Kantenbereiche, ist eine verstärkte radiale bzw. umfangsseitige Abstützung des Lagers bzw. der Außenhülse des Gummi-Metall-Lagers sichergestellt, was sich positiv auf den oben beschriebenen Effekt, nämlich der Gewährleistung von guten Federungseigenschaften über eine lange Lagerlebensdauer, auswirkt.
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Gemäß einer dritten Ausgestaltung sind die Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile jeweils radial nach innen oder außen, eine axial ausgerichtete U-förmige Verdickung bildend, umgeformt. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass in axialer Richtung a betrachtet, nahezu über die gesamte axiale Länge des Lagerauges eine Verdopplung der Materialschicht ermöglicht ist.
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Eine nicht beanspruchte Ausführungsform der zweischaligen Lenkerausbildung sieht vor, dass im Bereich des Lagerauges die beiden Blechschalenteile derart angeordnet sind, dass die Lageranlagefläche des Lagerauges vollständig aus einem der beiden Blechschalenteile gebildet ist. Da gemäß dieser Ausführungsform die gesamte Lageranlagefläche aus einem Blechschalenteil gebildet ist, ist eine fugenfreie, homogene Lageranlagefläche zur Verfügung gestellt, was sich positiv auf das Einpressen des Fahrwerkslagers in das Lagerauge auswirkt.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 ein Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Stand der Technik;
- 2 eine Schnittdarstellung des Lagerauges eines erfindungsgemäßen Lenkers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 3 eine Schnittdarstellung des Lagerauges eines erfindungsgemäßen Lenkers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 4 eine Schnittdarstellung des Lagerauges eines erfindungsgemäßen Lenkers gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
- 5 eine Schnittdarstellung des Lagerauges eines erfindungsgemäßen Lenkers gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel, und
- 6 eine Schnittdarstellung des Lagerauges einer nicht beanspruchten Ausführungsform des Lenkers.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
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1 zeigt einen insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichneten Lenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Der als ein Blechumformteil ausgebildete Lenker 10 umfasst eine Lenkerbasis 20 sowie ein an einem Ende der Lenkerbasis 20 ausgebildetes, insgesamt mit der Bezugsziffer 30 bezeichnetes Lagerauge zur Aufnahme eines - hier nicht dargestellten - Fahrwerkslagers.
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Wie 1 weiter zeigt, ist das Lagerauge 30 des Lenkers 10 in Form zweier axial beanstandeter Durchzüge 31, 32 ausgebildet, wobei an den Wandungen 33, 34 Nasen 35, 36 angeordnet sind, die den Zwischenraum 37 jeweils zu der gegenüberliegenden Wandung 33, 34 abdecken. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass bei Verwendung eines radial vorgespannten Gummi-Metall-Lagers als Fahrwerkslager, durch die Nasen 35, 36 eine ausreichende umfangseitige Abstützung des Lagers nicht gewährleistet ist, sodass sich das Elastomer des Lagers entspannen und radial nach außen drücken kann, was wiederum ein Ausbauchen des Lagers und damit eine Einschränkung der Federungseigenschaften und Verkürzung der Lebensdauer des Lagers zur Folge haben kann.
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Zur Vermeidung dieser Nachteile ist erfindungsgemäß nunmehr vorgesehen, dass die durch die Innenmantelfläche des Lagerauges 30 gebildete Lageranlagefläche als eine durchgehende Fläche ausgebildet ist, die sich - wie 2 bis 6 zu entnehmen ist - in Umfangsrichtung u als auch in axialer Richtung a unterbrechungsfrei und damit durchgängig über das im Lagerauge 30 angeordnete, hier in Form eines Gummi-Metall-Lagers ausgebildeten Fahrwerkslager 100, genauer gesagt über die Außenhülse 110 des Gummi-Metall-Lagers, erstreckt. Die in Umfangsrichtung u und in axialer Richtung a unterbrechungsfreie, durchgängige Ausgestaltung der Lageranlagefläche bewirkt in vorteilhafter Weise eine radiale bzw. umfangseitige Abstützung der Außenhülse 110 des Lagers 100, mit dem Effekt, dass die Vorspannung des Lagers 100 erhalten bleibt und damit über eine lange Lebensdauer gute Federungseigenschaften des Lagers sichergestellt sind.
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Um eine möglichst einfache Herstellung des Lenkers zu ermöglichen, ist dieser - wie 2 bis 6 zu entnehmen ist - zweischalig, ein erstes Blechschalenteil 12-1 und ein zweites Blechschalenteil 12-2 aufweisend ausgebildet.
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Gemäß den in den 2 bis 5 dargestellten Ausführungsbeispielen, sind dabei die beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 im Bereich des Lagerauges 30 axial gegenüberliegend, unter Ausbildung einer Stoßfuge 14 aneinander kontaktierend angeordnet. D.h., die Lageranlagefläche ist zweigeteilt einen aus dem ersten Blechschalenteil 12-1 gebildeten Abschnitt und einen aus dem zweiten Blechschalenteil 12-2 gebildeten Abschnitt aufweisend ausgebildet.
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Kennzeichnend für die in 2 bis 5 dargestellten Ausführungsformen ist insbesondere, dass die beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 im Bereich der Stoßfuge 14, d.h. im Kantenbereich, jeweils eine lokale Materialverstärkung und damit eine lokal erhöhte Wanddicke aufweisend ausgebildet sind. Hierdurch ist sichergestellt, dass eine ausreichende Wandstärke zur Verfügung gestellt ist, um den gewünschten Effekt, nämlich eine ausreichende radiale bzw. umfangseitige Abstützung der äußeren Lagerhülse zu gewährleisten.
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Die materialverstärkte Ausbildung des Kantenbereichs kann dabei auf unterschiedliche Art und Weise ausgebildet bzw. hergestellt sein.
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Gemäß dem in 2 gezeigten Ausführungsbeispiel sind die materialverstärkten Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 jeweils in Form einer mittels Rollen oder Walzen hergestellten Materialverdrängung ausgebildet. D.h. die Kanten der beiden Blechteile 12-1, 12-2 wurden so gerollt, dass eine Materialverdrängung in Richtung der Stoßfuge 14 stattgefunden hat, sodass - wie 2 zu entnehmen ist - die Wandstärke in Richtung zur Stoßfuge 14 zunimmt.
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Bei denen in 3 bis 5 sind die materialverstärkten Kantenbereiche jeweils durch eine Biegeumformung hergestellt.
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Gemäß dem in 3 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 jeweils radial nach außen, einen Flansch 16 bildend, umgeformt. Die Umformung der Kantenbereiche radial nach außen hat den Vorteil, dass man keine scharfkantige Kante im Verbindungsbereich der beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 erhält und das Lager somit prozesssicher eingepresst werden kann.
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Das in 4 gezeigt Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Kantenbereiche S-schlagförmig radial nach außen und innen umgeformt sind, sodass sich im Bereich der Stoßfuge 14 jeweils eine radial nach außen gerichtete wulstförmige Verdickung 18 bildet. Aufgrund der wulstförmigen Verdickungen 18 ist eine nochmals verstärkte umfangseitige Abstützung des Lagers 100 gewährleistet, was den oben beschriebenen Effekt vergrößert.
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Gemäß dem in 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Kantenbereiche der beiden Blechschalenteile 12-1, 12-2 jeweils so radial nach innen umgeformt, dass die Kantenbereiche eine axial ausgerichtete U-förmige Verdickung 19 bildend ausgebildet sind. Die U-förmige Verdickung 19 der Kantenbereiche hat den Effekt, dass über einen in axialer Richtung a betrachtet größeren Bereich zwei Blechschichten radial übereinanderliegend angeordnet sind, sodass über nahezu den gesamten Bereich des Lagerauges eine Verdoppelung der Materialschicht ermöglicht ist.
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Die in 6 gezeigte, nicht beanspruchte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass die Lageranlagefläche des Lagerauges 30 vollständig aus dem ersten Blechschalenteil 12-1 gebildet ist. Vorteilhaft an dieser Ausgestaltung ist, dass eine im Vergleich zu den in 2 bis 5 gezeigten Ausführungsbeispielen stoßfugenfreie und damit homogenere Lageranlagefläche zur Verfügung gestellt ist.
