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Die
Erfindung bezieht sich auf einen Dreiecklenker für eine Kraftfahrzeug-Einzelradaufhängung nach
dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
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Dreiecklenker
sind in vielfältigen
Ausgestaltungen aus dem Stand der Technik bekannt und beispielsweise
in J. Reimpell: Fahrwerktechnik 1, 3. Auflage, 1976, Vogel-Verlag
(ISBN 3-8023-0505-1) auf den Seiten 116, 135, 139, 142 und 143 dargestellt.
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Diese
als Quer-, Längs-
und Schräglenker eingesetzten
bekannten Dreiecklenker sind als im wesentlichen reine Blechkonstruktionen
oder als aus Rohr- und/oder Blechprofilen zusammengeschweißte und/oder
zusammengeschraubte Konstruktionen ausgebildet, wobei im allgemeinen
an den drei Enden jeweils massive Zylinderbuchsen und/oder Halteplatten
zur Aufnahme und Befestigung der aufbauseitigen Lenkerlager bzw.
des radseitigen Führungsgelenks
angeschweißt
sind.
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Die
aus Blech gefertigten Dreiecklenker sind dabei als Konstruktionen
mit geschlossenem Querschnitt ausgebildet. Häufig sind hierzu zwei tiefgezogene
Blechschalen aufeinandergelegt und miteinander verschweißt. In anderen
Fällen
wird eine nach unten an sich offene, tiefgezogene einschalige Blechkonstruktion
oder ein tiefgezogenes Kastenprofil durch ein angeschweißtes Schließblech verschlossen,
um so die erforderliche Steifigkeit des Lenkers zu erzielen.
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Bei
anderen bekannten Dreiecklenkern sind zwei biegesteife geschlossene
Rohrprofile miteinander zu einem Dreieckverbund mit an den freien
Enden angeschweißten,
massiven Zylinderbuchsen zusammengeschweißt und durch angeschweißte kastenförmige Blechprofile
zusätzlich
ausgesteift.
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Weiterhin
ist aus der
EP 0 593
342 A1 ein Dreiecklenker mit den Merkmalen des Oberbegriffs von
Patentanspruch 1 bekannt. Dieser ist jedoch aufgrund seiner vielteiligen
Ausgestaltung herstellungstechnisch sehr aufwendig.
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Der
Erfindung liegt demgegenüber
die Aufgabe zugrunde, den Herstellungsaufwand eines solchen Lenkers
zu verringern.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Dreiecklenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
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Der
erfindungsgemäße Dreiecklenker
zeichnet sich durch eine kompakte, fertigungsgünstige Bauweise aus, bei dessen
Herstellung nur noch wenige vorgefertigte Bauelemente zusammengefügt werden
müssen,
wobei nur vergleichsweise wenige und lediglich vergleichsweise kurze
Schweißnähte herzustellen
sind.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Patentansprüchen angegeben.
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Ein
erfindungsgemäßer Dreiecklenker
besteht folglich im wesentlichen nur aus einem vorzugsweise etwa
bananen- oder viertelkreisförmig
gebogenen biegesteifen Grundkörper
aus Rohrmaterial, wobei das erste Ende dieses Grundkörpers durch
eine durchmesserreduzierende Kaltverformung zu einem mit dem Grundkörper einstückigen,
dickwandigeren Lagerzapfen für
eines der beiden Lenkerlager ausgeformt ist und das zweite Ende
zu einer Aufnahme oder Halterung für das radseitige Führungsgelenk verformt
ist. Zur Halterung des zweiten aufbauseitigen Lenkerlagers ist an
diesen Grundkörper
im Abstand zum dickwandigeren Lagerzapfen einfach ein als Blechkonstruktion
ausgebildeter Tragarm angeschweißt, der vorzugsweise aus einer
einstückigen Blechplatine
hergestellt ist und an seinem freien Ende zur Halterung des zweiten
Lenkerlagers eine z. B. durch Biegen und/oder Rollen geformte umfänglich geschlossene
Buchse enthält,
an der vorzugsweise jeweils ein Obergurt und ein dazu beabstandeter
Untergurt anschließen,
welche mit ihren freien Enden jeweils am Grundkörper angeschweißt sind.
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Die
Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen
näher erläutert. Die
Zeichnung zeigt in:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines Dreiecklenkers gemäß der Erfindung,
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2 einen
Querschnitt durch diesen Dreiecklenker entlang der Schnittführung II
in 1,
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3 einen
weiteren Querschnitt entlang der Schnittführung III in 2,
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4 eine
Detailansicht dieses Dreiecklenkers in Richtung des Pfeils IV,
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5 ein
teilgeschnittenes Detail des Dreiecklenkers gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der
Erfindung,
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6a/6b Drauf-
und Seitenansicht eines an einem solchen Dreiecklenker befestigbaren radseitigen
Führungsgelenks,
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7 ein
teilgeschnittenes Detail des Dreiecklenkers gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel
der Erfindung, und in
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8 ein
teilgeschnittenes Detail dieses Dreiecklenkers gemäß einem
weiteren Ausführungsbeispiel
der Erfindung.
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Das
biegebelastete Hauptteil des erfindungsgemäßen Dreiecklenkers 1 ist
als gebogener einteiliger biegesteifer Grundkörper 2 aus Rohrmaterial
ausgebildet, mit angeformten Enden zur Aufnahme oder Halterung einerseits
eines radseitigen Führungsgelenks
und andererseits eines aufbauseitigen Lenkerlagers.
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Das
eine Ende 21 dieses Grundkörpers 2 ist durch
eine für
sich allgemein bekannte durchmesserreduzierende Kaltverformung des
Rohrmaterials zu einem mit dem Grundkörper 2 einstückigen dickwandigeren
Lagerzapfen 23 um- bzw. ausgeformt. Dieser Lagerzapfen
dient unmittelbar zur Halterung eines aufbauseitigen Lenkerlagers,
z. B. in Form eines üblichen
Gummimetallagers.
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Da
Kaltumformverfahren die Herstellung sehr maßhaltiger Bauelemente ermöglichen,
ist im Regelfall eine zusätzliche
spangebende Bearbeitung des kaltausgeformten Lagerzapfens nicht
mehr erforderlich; das Gummimetallager kann unmittelbar auf den
Lagerzapfen aufgepreßt
werden.
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Bei
bekannten Dreiecklenkern mit derartigen Lagerzapfen ist es dagegen
in aufwendiger Weise üblich
bzw. notwendig, gesondert gefertigte Lagerzapfen anzuschweißen, was
nicht nur große Sorgfalt
beim Anschweißen
selbst erfordert, sondern häufig
auch noch zusätzliche
Nacharbeiten notwendig macht.
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Das
zweite Ende 22 des im Ausführungsbeispiel zu einem etwa
bananen- oder viertelkreisförmigen
Grundkörper 2 gebogenen
Rohrmaterials ist derart verformt, daß es unmittelbar eine Aufnahme
oder Halterung für
ein radseitiges Führungsgelenk
bildet.
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In
vorteilhafter weise kann dieses zweite Ende 22 in der Weise
flachgedrückt
werden, daß es zu
einem unrunden, vorzugsweise etwa flach-ovalen Rohrquerschnitt verformt
wird, wie dies in der Schnittdarstellung der 5 nur beispielhaft
gezeigt ist. In die so hergestellte unrunde Rohröffnung 24 kann dann
in einfacher Weise ein in seiner Außenkontur damit korrespondierendes
unrundes Basisteil 71 eines Führungsgelenks 7 eingeschoben
und dort form- oder kraftschlüssig
gehalten werden.
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In
den 6a und 6b ist
lediglich exemplarisch angedeutet, daß ein solches Führungsgelenk
z. B. als Kugelgelenk ausgebildet sein kann, und daß am in
die Rohröffnung 24 einzuschiebenden
Basisteil 71 der Kugelkopf 72 dieses Kugelgelenks
befestigt sein kann. Abweichend davon ist es auch möglich, am
Basisteil 71 nicht den Kugelkopf, sondern die den Kugelkopf
lagernde Kugelschale des Kugelgelenks anzuordnen.
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Das
mit seinem Basisteil 71 in die Rohröffnung 24 eingeschobene
Führungsgelenk 7 wird
mit dem Grundkörper
im allgemeinen zweckmäßigerweise
verschraubt, wozu sowohl im Basisteil 71 des Führungsgelenks 7 als
auch in der Rohrwandung 25 des zweiten Endes 22 miteinander
korrespondierende Durchgangslöcher 4, 73 für die Verschraubung
vorzusehen sind.
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Mit
Vorteil können
entweder die im obenliegenden oder aber die im untenliegenden Bereich
der Rohrwandung 25 der flach-ovalen Rohröffnung 24 angeordneten
Löcher als
Gewindelöcher 5 ausgebildet
werden, so daß für die Verschraubung
keine Muttern benötigt
werden. Insbesondere bei dünnwandigerem
Rohrmaterial ist es von Vorteil, die Gewindelöcher 5, wie in 5 gezeigt,
als sogenannte Durchzuglöcher
auszubilden, um auf diese Weise größere Gewindelängen zu
erzielen.
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Es
ist aber auch möglich,
das zweite Ende des rohrförmigen
Grundkörpers 2 so
stark zusammenzupressen, daß die
Rohrwandung 25 im wesentlichen vollflächig aneinanderliegt und eine
im wesentlichen ebene Montagefläche
zur Halterung des Führungsgelenks
gebildet wird, wie dies in den 7 und 8 der
Fall ist.
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Im
Ausführungsbeispiel
gemäß 7 ist
in der so gebildeten ebenen Montagefläche etwa mittig ein Durchzug 6 vergleichsweise
großen
Durchmessers eingeformt, in den dann das nur schematisch angedeutete
Führungsgelenk 7 mit
einem mit dem Durchzug 6 korrespondierenden zylindrischen
Basisteil 71' eingepreßt ist.
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Natürlich ist
es, wie in 8 prinzipienhaft dargestellt,
auch möglich,
das Führungsgelenk 7 einfach
mit einem ebenfalls ebenen Basisteil 71'' auf
die ebene Montagefläche
des Rohrendes 22 aufzusetzen und mit dieser durch eine
Verschraubung 8 formschlüssig zu verbinden.
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Von
Vorteil ist es, wenn das zu einer etwa ebenen Montagefläche zusammengepreßte zweite Ende 22,
wie in den 7 und 8 dargestellt, mindestens
mit einer sich seitlich dieser ebenen Montagefläche in Längsrichtung dieses Endes erstreckenden
Hohlwulst 26 versehen ist. Durch solche Hohlwülste 26 wird
die Steifigkeit und Tragfähigkeit des
zweiten Endes 22 spürbar
vergrößert.
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Im
dargestellten Ausführungsbeispiel
ist der aus Rohrmaterial gefertigte Grundkörper 2 nur in einer
Ebene und etwa bananen- oder viertelkreisförmig gebogen. Das ist jedoch
nicht zwingend. Heutige Umformverfahren ermöglichen es auch ohne weiteres,
das Rohrmaterial den jeweiligen Einbauverhältnissen oder Anforderungen
entsprechend erforderlichenfalls in mehreren Ebenen zu biegen.
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Für das zweite,
aufbauseitige Lenkerlager des Dreiecklenkers 1 ist am Grundkörper 2 ein
vorzugsweise aus Blech vorgefertigter Tragarm 3 im Abstand
zu dessen als Lagerzapfen 23 ausgeformten ersten Ende 21 angeschweißt.
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Mit
Vorteil ist der Tragarm 3 aus einer einstückigen Blechplatine
zu einem schlaufenförmigen Bauelement
mit integrierter, umfänglich
geschlossener Lagerbuchse 31 geformt, wozu die entsprechend gestanzte
oder geschnittene Platine in erforderlicher Weise gerollt, gefaltet
und/oder gebogen wird.
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Wie
insbesondere aus den Schnittdarstellungen gemäß den 2 und 3 zu
erkennen ist, wird im zentralen Bereich der Blechplatine zunächst eine
umfänglich
geschlossene Lagerbuchse 31 gerollt. Anschließend werden
die benachbarten streifenförmigen
Teile der Blechplatine in der Weise gefaltet bzw. zurückgebogen,
daß ein
Obergurt 32 und ein dazu beabstandeter Untergurt 33 gebildet
wird. Um dem so gefertigten Tragarm und insbesondere der Lagerbuchse 31 die
betrieblich erforderliche Steifigkeit zu geben, wird die Stoßkante der
gerollten Lagerbuchse 31 verschweißt.
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Im
allgemeinen wird die Stoßkante
der gerollten Lagerbuchse 31 parallel zur Mittelachse der Lagerbuchse
verlaufen, d. h. eine Mantellinie bilden. In 2 sowie
in der in 4 dargestellten Ansicht ist
eine solche entlang der Mantellinie verlaufende Schweißnaht mit 34 beziffert.
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Aus
Festigkeitsgründen
kann es aber auch von Vorteil sein, die einstückige Blechplatine derart zu
gestalten, daß sich
an der Lagerbuchse 31 des fertiggeformten Tragarms 3 eine
schräg
verlaufende Stoßkante
ergibt, so daß die
Schweißnaht
entsprechend schräg
verläuft.
In 4 ist zusätzlich
eine solche schräg
verlaufende Schweißnaht
angedeutet und mit 34' beziffert.
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Wie
die Schnittdarstellungen der 2 und 3 zeigen,
entsteht durch das Rollen eine vergleichsweise stabile Lagerbuchse,
weil entlang des halben Buchsenumfangs die doppelte Blechstärke der
Blechplatine vorliegt.
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Mit
Vorteil wird die Blechplatine derart gestaltet, daß die innere
Blechlage 35 der gerollten Lagerbuchse 31 axial über deren äußere Blechlage 36 hinausragt.
Nach Herstellen der Schweißnaht 34 bzw. gegebenenfalls 34' kann so der
axiale Überstand, wie
aus den 3 und 4 erkennbar,
nach außen umgebördelt werden,
wodurch einerseits die Gesamtfestigkeit der Lagerbuchse 31 weiter
verbessert und andererseits das Einfügen und Einpressen eines üblichen
Gummimetallagers in die Lagerbuchse erleichtert wird.
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Der
erfindungsgemäße Dreiecklenker 1 wird im
Regelfall aus Stahl gefertigt, d. h. einerseits aus Stahlblech und
andererseits aus Stahlrohr.
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Es
ist jedoch auch möglich,
hierfür
Aluminium oder Aluminiumlegierungen vorzusehen, denn die besonderen
Vorzüge
heutiger Kaltumformverfahren sind sowohl bei Rohrmaterial aus Stahl
als auch bei Rohrmaterial aus Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen
einsetzbar.