DE19846400B4

DE19846400B4 - Verbundlenker-Hinterachse

Info

Publication number: DE19846400B4
Application number: DE1998146400
Authority: DE
Inventors: Martin Roller; August Jukel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1998-10-08
Filing date: 1998-10-08
Publication date: 2010-04-15
Anticipated expiration: 2018-10-09
Also published as: DE19846400A1

Abstract

Verbundlenker-Hinterachse (1) mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger (2), wobei an jedem Ende des Querträgers (2) ein Längslenker (3) angeordnet ist und jeder Längslenker (3) einenends zur Aufnahme eines Radträgers und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist und innerhalb des Bereiches des Querträgers (2) ein eine bestimmte Torsionssteifigkeit des Querträgers (2) gewährleistender Stabilisator (4) vorgesehen ist, der als Blech ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (4) einen mindestens ein Durchgangsloch (7) aufweisenden Basissteg (6) sowie zwei sich von dem Basissteg (6) in Längsrichtung des Querträgers (2) erstreckende und gegenüber dem Basisteg (6) abgewinkelte Schenkel (5) aufweist, welche ihrerseits jeweils eine Ausnehmung (8) aufweisen, wobei der Basissteg (6) an der offenen Profilseite des an einer Seite offenen Querschnittsprofils des Querträgers (2) angeordnet ist und die Schenkel (5) sich tiefer in das Profil des Querträgers (2) hinein erstrecken.

Description

Die Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger, wobei an jedem Ende des Querträgers ein Längslenker angeordnet ist und jeder Längslenker einenends zur Aufnahme eines Radträgers und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist und innerhalb des Bereichs des Querträgers ein eine bestimmte Torsionssteifigkeit des Querträgers gewährleistender Stabilisator vorgesehen ist, der als Blech ausgeführt ist.
Im Stand der Technik sind ganz unterschiedlich ausgeführte Stabilisatoren bekannt, mit deren Hilfe für den Querträger einer Verbundlenker-Hinterachse jeweils eine bestimmte Torsionssteifigkeit realisiert wird. Einerseits muß der Querträger torsionsweich ausgebildet sein, damit jeweils auf den Seiten unterschiedliche Einfederwege und/oder entsprechende Kurvenfahrten eines Kraftfahrzeugs unter entsprechenden sicherheitstechnischen Aspekten realisierbar sind. Andererseits muß aber genau aus diesen sicherheitstechnischen Aspekten der Querträger auch eine bestimmte Torsionssteifigkeit aufweisen, um eine bestimmte Wanksteifigkeit des Fahrzeugs während der Fahrt zu gewährleisten.
So werden im Stand der Technik Vollprofil-Rundstangen oder auch Hohlprofil-Stangen (Rohre) als Stabilisatoren für derartige Querträger einer Verbundlenker-Hinterachse eingesetzt. Hierbei erstrecken sich diese Stabilisatoren über den gesamten Querträger zwischen den jeweiligen Längslenkern.
Des weiteren sind unterschiedliche Formen für den Querträger bekannt ( DE 196 53 959 C1 ), die eine entsprechende Torsionssteifigkeit des Querträgers gewährleisten. So zeigt die zuvor genannte Druckschrift einen doppelwandig ausgeführten Querträger, der eine U-Form oder eine V-Form bzw. eine Nierenform aufweisen kann, um die entsprechende Torsionssteifigkeit zu gewährleisten.
Weiterhin sind aus der DE 40 03 922 A1 stabilisatorähnliche Elemente bekannt, die zwischen den Längslenkern und dem Querträger anordenbar sind.
Die im Stand der Technik bekannten Stabilisatoren haben jedoch den Nachteil, daß deren Gewicht zum einen relativ groß ist, insbesondere bei Vollmaterial-Rundstangen, und deren Anordnung innerhalb des Querträgers bzw. die Verbindung dieser Stabilisatoren zwischen Querträger und Längslenker äußerst arbeitsaufwendig ist.
Weiterhin ist aus der DE 2 004 367 A eine Hinterachse der eingangs genannten Art bekannt, welche an einem Querträger ein Stabilisatorblech mit sich in Längsrichtung des Querträgers erstreckenden, zueinander angestellten Schenkeln aufweist. Diese Schenkel gehen in einem durchgebogenen Mittelteil unmittelbar biegekantenfrei ineinander über.
Auch aus der DE 83 15 313 U1 ist bekannt, einen Querträger durch ein Schließblech zu versteifen. Die Schließbleche können mit ebener oder nach innen oder außen gewölbter Form ausgeführt werden, um das Widerstandsmoment der Querstrebe zu beeinflussen. Als weitere Einflussparameter werden die Materialauswahl und die Materialstärke für die Schließbleche angegeben. Weiterhin wird darauf hingewiesen, dass durch Aussparungen an den axialen Stirnseiten ein allzu schroffer Anstieg des Widerstandsmoments gegen Verdrehung beim Übergang vom offenen zum geschlossenen Profil vermieden werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenker-Hinterachse der eingangs genannten Art derart auszugestalten und weiterzubilden, daß deren Gesamtgewicht verringert ist, wobei der Arbeitsaufwand bei der Herstellung einer derartigen Verbundlenker-Hinterachse entsprechend minimiert ist.
Die zuvor aufgezeigte Aufgabe wird durch eine Hinterachse gemäß Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind in weiteren Ansprüchen angegeben.
Dadurch, daß der Stabilisator nun als Blech und nicht mehr als Vollmaterial-Rundstange ausgeführt ist, kann eine größere Gewichtseinsparung, nämlich eine Gewichtseinsparung um ca. 70% realisiert werden. Weiterhin ist die Montage des als Blech ausgeführten Stabilisators, verglichen mit der Montage der im Stand der Technik bekannten Rundstange, sehr vereinfacht, insbesondere dadurch, daß der als Blech ausgeführte Stabilisator wesentlich leichter handhabbar ist. Auch gewährleistet der als Blech ausgeführte Stabilisator eine bestimmte Torsionssteifigkeit oder dient sogar – entsprechend dimensioniert – zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit.
Im übrigen wird nun ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigt
1 eine erfindungsgemäße Verbundlenker-Hinterachse in einer schematischen perspektivischen Darstellung,
2 den Querträger einer erfindungsgemäßen Verbundlenker-Hinterachse mit dem entsprechend angeordneten Stabilisator in einer perspektivischen schematischen Darstellung, und
3 den Querträger aus 2 mit dem entsprechend angeordneten Stabilisator in einer schematischen Darstellung von der Seite.
Die 1 zeigt eine Verbundlenker-Hinterachse 1 mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger 2. An jedem Ende des Querträgers 2 ist ein Längslenker 3 angeordnet, wobei jeder Längslenker 3 einenends zur Aufnahme eines hier nicht näher bezeichneten Radträgers und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist. Innerhalb des Bereichs des Querträgers 2 ist ein eine bestimmte Torsionssteifigkeit des Querträgers 2 gewährleistender Stabilisator 4 vorgesehen.
Die eingangs beschriebenen Nachteile werden nun dadurch vermieden, daß der Stabilisator 4 als ein Blech ausgeführt ist. Hierdurch sind größere Gewichtseinsparungen für eine Verbundlenker-Hinterachse 1 realisierbar, nämlich vzw. eine Gewichtseinsparung um 70%. Der als „Schottblech” ausgeführte Stabilisator gewährleistet hierbei aber eine bestimmte Torsionssteifigkeit des Querträgers 2, d. h. eine bestimmte Wanksteifigkeit des Fahrzeugs. Anders ausgedrückt, es werden hohe Gewichtseinsparungen bei der Verbundlenker-Hinterachse 1 durch den Stabilisator 4 möglich, wobei nach wie vor gleiche Wank- bzw. Torsionsraten der entsprechenden Achse gewährleistet sind. Weiterhin versteift der Stabilisator 4 hier den Querträger 2 lokal, was vzw. schwingungstechnische Vorteile mit sich bringen kann, da beispielsweise eine Steigerung der lokalen Eigenfrequenz möglich ist. Aufgrund des als Bleches ausgeführten Stabilisators 4 ist nicht nur eine kostengünstigere Herstellung einer Verbundlenker-Hinterachse 1, sondern auch eine wesentlich arbeitsunaufwendigere und daher kostengünstigere Montage des Stabilisators 4 gewährleistet.
So kann durch die Kombination einer Verbundlenker-Hinterachse mit einem derartigen Stabilisator 4 und mit einer Aufdickung des Querträger-Ausgangsmaterials (zum Beispiel von 5,0 mm auf 5,5 mm) immer noch eine Gewichtseinsparung von ca. 25% (Beispiel: [400 g + 700 g]:1.500 g) realisiert werden, wobei die Wankrate gleichbleibt, aber gleichzeitig eine Funktionsverbesserung bezüglich des Seitenkraftlenkens bzw. der Spursteifigkeit einer derartigen Verbundlenker-Hinterachse 1 erreichbar ist.
Wie die 1 bis 3 zeigen, ist der Stabilisator 4 im wesentlichen mittig innerhalb des Querträgers 2 angeordnet. Weiterhin ist erkennbar, daß der als Blech ausgeführte Stabilisator 4 eine bestimmte Form aufweist.
Bei der Darstellung in 3, die den Querträger 2 mit dem im inneren Bereich des Querträgers 2 angeordneten Stabilisator 4 in schematischer Darstellung von der Seite zeigt, ist ersichtlich, daß der Stabilisator 4 hier zwei gebogene Schenkel 5 aufweist. Die Schenkel 5 erstrecken sich von einem Basissteg 6.
Wie insbesondere die 1 und 2 erkennen lassen, weist der Basissteg 6 ein im wesentlichen rundes Durchgangsloch 7 auf. Weiterhin weisen die bis zu ihrem äußeren Ende im sich verjüngenden Schenkel 5 jeweils eine Ausnehmung 8 auf. Aufgrund der Ausbildung des Durchgangslochs 7 sowie der Ausnehmungen 8 kann zusätzlich eine entsprechende Gewichtseinsparung, hier direkt durch den Stabilisator 4, realisiert werden. Denkbar sind auch anderweitig ausgebildete Durchgangslöcher oder anderweitig ausgebildete Ausnehmungen. Die aus 1 erkennbare Form hat sich jedoch als besonders vorteilhaft erwiesen.
Aus 3 ist erkennbar, daß der Stabilisator 4 im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist. 2 zeigt einen im wesentlichen V-förmig ausgeführten Querträger 2, wobei gut zu erkennen ist, daß der Stabilisator 4 derartig innerhalb des Querträgers 2 angeordnet ist, daß der Basissteg 6 im oberen Bereich des Querträgers 2 vorgesehen ist und sich die Schenkel 5 in Richtung auf den sich verjüngenden Bereich des Querträgers 2, anders ausgedrückt, in Richtung auf das Innere des Querträgers 2, erstrecken. Vzw. ist der Stabilisator 4 mit dem Querträger 2 verschweißt. Es ist auch denkbar, daß mehrere Stabilisatoren 4 vorgesehen und innerhalb des Querträgers 2 entsprechend angeordnet sind.
Durch den hier ausgeführten Stabilisator 4 ist eine entsprechende Gewichtseinsparung, wie eingangs erläutert, möglich. Weiterhin ist der Stabilisator 4 sehr kostengünstig herstellbar, beispielsweise kann ein entsprechendes Blech ausgestanzt und dann zu der bestimmten Form des Stabilisators 4 entsprechend gebogen werden. Auch ist eine leichte Verbindung zwischen dem Stabilisator 4 und dem Querträger 2 gewährleistet. Vzw. werden hier entsprechende Schweißnähte ausgebildet, wobei der Stabilisator 4 vzw. seitlich entlang der Schenkel 5 mit dem Querträger 2 verschweißt wird. Ein weiterer Vorteil ist das durch den hier ausgeführten Stabilisator 4 und Querträger 2 gebildete „einfache Schwingungssystem”. Vzw. ist der Stabilisator 4 aus Stahl oder einem Leichtmetall, vzw. aus dem gleichen Material wie der Querträger 2 hergestellt.
Es ist auch denkbar, daß der Querträger 2 beispielsweise eine U-Form aufweist und der Stabilisator 4 dann in einem derartigen Querträger 2 entsprechend angeordnet ist. Hierbei ist denkbar, daß der Stabilisator 4 an die Form des Querträgers 2 in vorteilhafter Weise angepaßt ist. Durch die Form des in den 1 bis 3 dargestellten Stabilisators 4 wird, insbesondere aufgrund der zungenartig ausgebildeten Schenkel 5 ein kontinuierlicher Übergang der Torsionssteifigkeit erreicht, wodurch eine entsprechende Wanksteifigkeit des Fahrzeugs ausbildbar ist. Die Ausbildung der entsprechenden Torsionssteifigkeit ist wiederum durch das Durchgangsloch 7 bzw. die Ausnehmungen 8 des Stabilisators 4 möglich.

Claims

Verbundlenker-Hinterachse (1) mit einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger (2), wobei an jedem Ende des Querträgers (2) ein Längslenker (3) angeordnet ist und jeder Längslenker (3) einenends zur Aufnahme eines Radträgers und anderenends zur Anlenkung an einen Fahrzeugaufbau entsprechend ausgebildet ist und innerhalb des Bereiches des Querträgers (2) ein eine bestimmte Torsionssteifigkeit des Querträgers (2) gewährleistender Stabilisator (4) vorgesehen ist, der als Blech ausgeführt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (4) einen mindestens ein Durchgangsloch (7) aufweisenden Basissteg (6) sowie zwei sich von dem Basissteg (6) in Längsrichtung des Querträgers (2) erstreckende und gegenüber dem Basisteg (6) abgewinkelte Schenkel (5) aufweist, welche ihrerseits jeweils eine Ausnehmung (8) aufweisen, wobei der Basissteg (6) an der offenen Profilseite des an einer Seite offenen Querschnittsprofils des Querträgers (2) angeordnet ist und die Schenkel (5) sich tiefer in das Profil des Querträgers (2) hinein erstrecken.
Verbundlenker-Hinterachse nach dem vorhergehenden Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (4) im wesentlichen mittig innerhalb des Querträgers (2) angeordnet ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Basissteg (6) ein im wesentlichen rundes Durchgangsloch (7) aufweist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (4) im wesentlichen V-förmig ausgebildet ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Schenkel (5) bis zu ihrem äußeren Ende hin verjüngt ausgebildet sind.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Querträger (2) im wesentlichen V-förmig ausgeführt ist und der Stabilisator (4) derartig innerhalb des Querträgers (2) angeordnet ist, daß der Basissteg (6) im oberen Bereich des Querträgers (2) vorgesehen ist und sich die Schenkel (5) in Richtung auf den sich verjüngenden Bereich des Querträgers (2) erstrecken.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stabilisator (4) mit dem Querträger (2) verschweißt ist.
Verbundlenker-Hinterachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere Stabilisatoren (4) innerhalb des Querträgers (2) vorgesehen sind.