DE19923699A1 - Cross connecting rod for front axle of vehicle, with base body made in one piece of non-ferrous metal - Google Patents
Cross connecting rod for front axle of vehicle, with base body made in one piece of non-ferrous metalInfo
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Abstract
Description
Die vorliegenden Erfindung betrifft ganz allgemein einen Querlenker für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, und insbesondere einen Querlenker gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.The present invention relates generally to a wishbone for a Front axle of a motor vehicle, and in particular a control arm according to the Preamble of claim 1.
Ein solcher bekannter Querlenker ist zum Beispiel in der Fig. 3 dargestellt. Dort ist aus dem Werkstoff Stahl ein Querlenker, der aus im wesentlichen zwei miteinander verschweißten Halbschalen (Oberschale und Unterschale) besteht, mit einer angeschweißten Gewindeplatte für die Koppelstangen-Anbindung 23 und mit einer angeschweißten Lageraufnahmebuchse für die erste Lagerstelle 21 versehen. Das Führungsgelenk (nicht dargestellt) wird über drei Schrauben an der Führungsgelenk- Anbindung 26 angeschraubt. Der so gebildete Grundkörper 24 umfaßt eine zweite Lagerstelle 22 und weist im wesentlichen einen Rechteckquerschnitt sowie Randverstärkungen auf, wodurch die erforderliche Stabilität zur Verfügung gestellt wird.Such a known wishbone is shown for example in FIG. 3. There is a wishbone made of steel, which essentially consists of two half-shells welded together (upper and lower shells), with a welded-on threaded plate for the coupling rod connection 23 and with a welded-on bearing bushing for the first bearing point 21 . The guide joint (not shown) is screwed onto the guide joint connection 26 using three screws. The base body 24 formed in this way comprises a second bearing point 22 and essentially has a rectangular cross section and edge reinforcements, as a result of which the required stability is provided.
Infolge des eingesetzten Werkstoffes ergibt sich ein hohes Gewicht des bekannten Querlenkers; zudem muß der aus mehreren Bauteilen bestehende Querlenker nach der Verschweißung weiter bearbeitet und mit einem Korrosionsschutz versehen werden.As a result of the material used, there is a high weight of the known Wishbones; in addition, the wishbone consisting of several components after the Welding can be processed further and provided with corrosion protection.
Die Herstellung eines solchen herkömmlichen Querlenkers ist kompliziert, zeitaufwendig und teuer.The manufacture of such a conventional wishbone is complicated and time consuming and expensive.
Schließlich sind Querlenker bekannt, die als Schmiedeteile ausgeführt sind. Bei Schmiedeteilen müssen die Lagerstellen nachbearbeitet werden, da diese beim Schmiedevorgang nicht montierbereit ausgebildet werden können. Darüber hinaus haben Schmiedeteile eine Vorzugsrichtung in der Festigkeit und sind somit für Querlenker ungeeignet.Finally, wishbones are known, which are designed as forgings. At Forged parts must be reworked the bearings, as these at Forging process can not be trained ready for assembly. Beyond that Forgings are a preferred direction in strength and are therefore for wishbones not suitable.
Demgegenüber ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Querlenker zu schaffen, der bei einer vereinfachten Herstellung eine optimale Festigkeit aufweist. In contrast, it is the object of the present invention to provide a wishbone create that has an optimal strength with a simplified production.
Diese Aufgabe wird durch einen Querlenker gelöst, der die Merkmale gemäß dem Patentanspruch 1 aufweist.This problem is solved by a wishbone that has the features according to Claim 1 has.
Demnach weist ein Querlenker, der insbesondere für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen ist, einen Grundkörper auf, der im wesentlichen T-förmig ausgebildet ist und der an seinen Endabschnitten jeweils eine Lagerstelle hat, wobei der Grundkörper einstückig aus Leichtmetall gefertigt ist.Accordingly, a wishbone, in particular for a front axle Motor vehicle is provided on a base body which is substantially T-shaped is formed and each has a bearing at its end portions, the Base body is made in one piece from light metal.
Der erfindungsgemäße Querlenker weist eine besonders leichte Konstruktion auf, die auf die einstückige Fertigung aus Leichtmetall zurückzuführen ist. Infolge des Einsatzes des Leichtmetalls fällt bei der Herstellung auch die nachträgliche Behandlung mit einem Korrosionsschutz weg.The control arm according to the invention has a particularly light construction, which the one-piece production from light metal is due. As a result of the use of the Light metal also falls into the subsequent treatment with a Corrosion protection gone.
Die Fertigung mittels vorzugsweise Thixocasting (oder einem anderen modifizierten Druckgußverfahren) erlaubt die Kombination von Bereichen sehr dünnwandiger Abschnitte (etwa 2 mm stark) mit Bereichen dickerer Wandstärke (bis zu etwa 50 mm). Die Lagerstellen können bei diesem Herstellungsverfahren montierbereit ausgebildet werden, so daß eine nachträgliche Bearbeitung entfallen kann.The production by means of preferably thixocasting (or another modified Die casting process) allows the combination of areas with very thin walls Sections (about 2 mm thick) with areas of thicker wall thickness (up to about 50 mm). The bearing points can be made ready for assembly in this manufacturing process be, so that a subsequent processing can be omitted.
Der Grundkörper ist vorzugsweise im Querschnitt in weiten Bereichen als Doppel-T- förmiges Profil ausgebildet sein, so daß eine Optimierung der Wandstärke möglich ist.The main body is preferably in cross section in wide areas as a double-T be shaped profile, so that an optimization of the wall thickness is possible.
Vorteilhafte Weiterbildungen eines solchen Querlenkers sind in den Unteransprüchen angeführt.Advantageous further developments of such a wishbone are in the subclaims cited.
Der erfindungsgemäße Querlenker wird im folgenden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen anhand zweier bevorzugter Ausführungsformen näher erläutert werden.The control arm according to the invention is described below with reference to the Drawings are explained in more detail using two preferred embodiments.
In den Zeichnungen zeigt:In the drawings:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Querlenkers nach der ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; Fig. 1 is a perspective view of a suspension arm according to the first embodiment of the present invention;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines Querlenkers nach der zweiten Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfindung; und Fig. 2 is a perspective view of a suspension arm according to the second embodiment of the present invention; and
Fig. 3 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Querlenkers. Fig. 3 is a perspective view of a known control arm.
In der Fig. 1 ist eine erste Ausführungsform des Querlenkers nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Querlenker findet vorzugsweise seinen Einsatz an der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, wobei diese mit einem radführenden Federbein nach dem McPherson-Prinzip aufgebaut ist.In Fig. 1 a first embodiment of the control arm is prepared according to the present invention. This wishbone is preferably used on the front axle of a motor vehicle, which is constructed with a wheel-guiding strut according to the McPherson principle.
Der Querlenker ist von der Grundform her T-förmig, wobei ein Querabschnitt 7 an seinen beiden Endabschnitten jeweils eine erste Lagerstelle 1 und ein Führungsgelenk 3 aufweist. Der Längsabschnitt 6, der mit seinem einen Endabschnitt am Querabschnitt abzweigt, trägt am anderen Endabschnitt eine zweite Lagerstelle 2.The wishbone is T-shaped from the basic form here, wherein a cross-section 7 has at its two end portions each having a first bearing 1 and a steering link. 3 The longitudinal section 6 , which branches off with its one end section on the transverse section, carries a second bearing point 2 at the other end section.
Hinsichtlich der Orientierung der Lagerstellen 1, 2 und des Führungsgelenks 3 ist die gleiche Orientierung wie im Stand der Technik gewählt, so daß der Querlenker, wie er beispielsweise in der Fig. 3 dargestellt ist, durch einen erfindungsgemäßen Querlenker nach der Fig. 1 ersetzt werden kann.With regard to the orientation of the bearing points 1 , 2 and the guide joint 3 , the same orientation is chosen as in the prior art, so that the control arm, as shown for example in FIG. 3, are replaced by a control arm according to the invention according to FIG. 1 can.
Der Querschnitt des Grundkörpers 4 des Querlenkers ist als Doppel-T-Profil ausgebildet, wobei der Bereich am umlaufenden Rand des Querträgers als Randverstärkung 5 ausgebildet ist, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge zwischen den Lagerstellen 1 und 2 und zwischen dem Führungsgelenk 3 erstreckt. In den weniger belasteten Innenbereichen des Querlenkers ist die Wandstärke gegenüber der Randverstärkung 5 reduziert.The cross section of the base body 4 of the wishbone is designed as a double-T profile, the area on the circumferential edge of the cross member being designed as edge reinforcement 5 , which preferably extends over the entire length between the bearing points 1 and 2 and between the guide joint 3 . In the less stressed inner areas of the wishbone, the wall thickness is reduced compared to the edge reinforcement 5 .
Als Werkstoff für den Grundkörper 4 wird vorzugsweise Aluminium oder Magnesium verwendet, so daß eine außerordentlich leichte Konstruktion möglich ist, verglichen mit dem Stahl-Querlenker nach dem Stand der Technik.Aluminum or magnesium is preferably used as the material for the base body 4 , so that an extremely light construction is possible compared to the steel wishbone according to the prior art.
Der Grundkörper 4 des erfindungsgemäßen Querlenkers ist einstückig ausgeführt, so daß Herstellungsschritte zum Verbinden mehrerer Bauteile wegfallen. Infolge der Verwendung von Leichtmetall für den Grundkörper 4 des Querlenkers kann zudem auf eine Behandlung zum Korrosionsschutz (zum Beispiel Lackieren) verzichtet werden.The base body 4 of the control arm according to the invention is made in one piece, so that manufacturing steps for connecting several components are omitted. As a result of the use of light metal for the base body 4 of the wishbone, treatment for corrosion protection (for example painting) can also be dispensed with.
Die Bauteilwandstärke des erfindungsgemäßen Querlenkers kann nach vorheriger Berechnung optimiert werden und mittels des bevorzugten Thixocasting-Verfahrens am Grundkörper 4 so ausgebildet werden, daß an Stellen, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind, entsprechende Festigkeiten erreicht werden, während an Stellen, die einer nur geringen Belastung ausgesetzt sind, Material eingespart werden kann. Die Wandstärke am Bauteil ist damit nicht konstant, sondern den Anforderungen anpaßbar.The component wall thickness of the wishbone according to the invention can be optimized according to previous calculation and can be formed on the base body 4 by means of the preferred thixocasting method in such a way that corresponding strengths are achieved at locations that are exposed to high loads, while at locations that are only subjected to low loads exposed, material can be saved. The wall thickness on the component is therefore not constant, but can be adapted to the requirements.
Schließlich lassen sich die Lagerstellen 1 und/oder 2 montierbereit herstellen, so daß sich die entsprechenden Lager (nicht dargestellt) direkt, d. h. ohne eine weitere mechanische Bearbeitung der Lagerstellen 1 und 2 montieren lassen.Finally, the bearing points 1 and / or 2 can be produced ready for assembly, so that the corresponding bearings (not shown) can be mounted directly, ie without further mechanical processing of the bearing points 1 and 2 .
Die Integration des Führungsgelenks 3 in den erfindungsgemäßen Querlenker ist gegenüber dem Stand der Technik ein besonderer Fortschritt, da eine Vielzahl von Bauteilen und Bearbeitungsschritten eingespart wird.The integration of the guide joint 3 in the control arm according to the invention is a particular advance over the prior art, since a large number of components and machining steps are saved.
In der Fig. 2 ist eine zweite Ausführungsform des Querlenkers nach der vorliegenden Erfindung dargestellt. Dieser Querlenker findet auch vorzugsweise seinen Einsatz an der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs, welche mit einem radführenden Federbein nach dem McPherson-Prinzip aufgebaut ist.In FIG. 2 a second embodiment of the control arm is prepared according to the present invention. This wishbone is also preferably used on the front axle of a motor vehicle, which is constructed with a wheel-guiding strut according to the McPherson principle.
Der Querlenker nach der zweiten Ausführungsform ist von der Grundform her ebenso T- förmig ausgebildet, wobei ein Querabschnitt 17 an seinen beiden Endabschnitten jeweils eine erste Lagerstelle 11 und ein Führungsgelenk 13 aufweist. Der Längsabschnitt 18, der mit seinem einen Endabschnitt am Querabschnitt 17 abzweigt, trägt am anderen Endabschnitt eine zweite Lagerstelle 12.The transverse link according to the second embodiment is also T-shaped in terms of its basic shape, a transverse section 17 having a first bearing point 11 and a guide joint 13 at each of its two end sections. The longitudinal section 18 , which branches off with its one end section on the transverse section 17 , carries a second bearing point 12 on the other end section.
Hinsichtlich der Orientierung der Lagerstelle 11 und des Führungsgelenks 13 ist die gleiche Orientierung wie im Stand der Technik gewählt, während die Lagerstelle 12 hiervon abweicht. Die Vorteile einer solchen neuen Lagerstelle 12 am Querlenker sind der Gegenstand einer weiteren Patentanmeldung und diese Lagerstelle 12 wird deshalb an dieser Stelle nicht weiter erläutert werden. Nur der Vollständigkeit halber wird auf den Anschlag 16 verwiesen, der eine weitere Funktion, nämlich die Anschlagsfunktion des Lagers an der Lagerstelle 12 in den Querlenker integriert. Auch die hintere Befestigung des Querlenkers am Hilfsrahmen einer Vorderachse wird durch diese Lagerstelle 12 ersetzt.With regard to the orientation of the bearing point 11 and the guide joint 13 , the same orientation as in the prior art is chosen, while the bearing point 12 differs from this. The advantages of such a new bearing 12 on the wishbone are the subject of another patent application and this bearing 12 will therefore not be explained further at this point. For the sake of completeness, reference is made to the stop 16 , which integrates a further function, namely the stop function of the bearing at the bearing 12 into the wishbone. The rear attachment of the wishbone to the subframe of a front axle is also replaced by this bearing point 12 .
Der Querschnitt des Grundkörpers 14 des Querlenkers ist als Doppel-T-Profil ausgebildet, wobei der Bereich am umlaufenden Rand des Querträgers als Randverstärkung 15 ausgebildet ist, die sich vorzugsweise über die gesamte Länge zwischen den Lagerstellen 11 und 12 und zwischen dem Führungsgelenk 13 erstreckt. In den weniger belasteten Innenbereichen des Querlenkers ist die Wandstärke gegenüber der Randverstärkung 15 reduziert.The cross section of the base body 14 of the wishbone is designed as a double-T profile, the area on the circumferential edge of the cross member being designed as edge reinforcement 15 , which preferably extends over the entire length between the bearing points 11 and 12 and between the guide joint 13 . In the less stressed inner areas of the wishbone, the wall thickness is reduced compared to the edge reinforcement 15 .
Als Werkstoff für den Grundkörper 14 wird auch bei der zweiten Ausführungsform vorzugsweise Aluminium oder Magnesium verwendet, so daß eine außerordentlich leichte Konstruktion möglich ist, verglichen mit dem Stahl-Querlenker nach dem Stand der Technik.Aluminum or magnesium is preferably also used as the material for the base body 14 in the second embodiment, so that an extremely light construction is possible compared to the steel wishbone according to the prior art.
Der Grundkörper 14 des erfindungsgemäßen Querlenkers ist einstückig ausgeführt, so daß Herstellungsschritte zum Verbinden mehrerer Bauteile wegfallen. Infolge der Verwendung von Leichtmetall für den Grundkörper 14 des Querlenkers kann zudem auf eine Behandlung zum Korrosionsschutz (zum Beispiel Lackieren) verzichtet werden.The base body 14 of the control arm according to the invention is made in one piece, so that manufacturing steps for connecting several components are omitted. As a result of the use of light metal for the base body 14 of the wishbone, treatment for corrosion protection (for example painting) can also be dispensed with.
Die Bauteilwandstärke des erfindungsgemäßen Querlenkers kann nach vorheriger Berechnung optimiert werden und mittels des Thixocasting-Verfahrens am Grundkörper 14 so ausgebildet werden, daß an Stellen, die einer hohen Belastung ausgesetzt sind, entsprechende Festigkeiten erreicht werden, während an Stellen, die einer nur geringen Belastung ausgesetzt sind, Material eingespart werden kann. Die Wandstärke am Bauteil ist damit nicht konstant, sondern den Anforderungen anpaßbar.The component wall thickness of the wishbone according to the invention can be optimized according to previous calculation and can be formed by means of the thixocasting method on the base body 14 in such a way that corresponding strengths are achieved at locations that are exposed to high loads, while at locations that are only exposed to low loads material can be saved. The wall thickness on the component is therefore not constant, but can be adapted to the requirements.
Schließlich lassen sich die Lagerstellen 11 und/oder 12 montierbereit herstellen, so daß sich die entsprechenden Lager (nicht dargestellt) direkt, d. h. ohne eine weitere mechanische Bearbeitung der Lagerstellen 11 und 12 montieren lassen.Finally, the bearing points 11 and / or 12 can be produced ready for assembly, so that the corresponding bearings (not shown) can be mounted directly, ie without further mechanical processing of the bearing points 11 and 12 .
Die Integration des Führungsgelenks 13 in den erfindungsgemäßen Querlenker ist gegenüber dem Stand der Technik ein deutlicher Fortschritt, da eine Vielzahl von Bauteilen und Bearbeitungsschritten eingespart wird.The integration of the guide joint 13 in the control arm according to the invention is a significant advance over the prior art, since a large number of components and processing steps are saved.
Zusammenfassend können die Vorteile des erfindungsgemäßen Querlenkers gegenüber
den bekannten Konstruktionen aus Stahlblech oder als ALU-Schmiedeteil wie folgt
angeführt werden:
In summary, the advantages of the control arm according to the invention over the known constructions made of sheet steel or as an aluminum forged part can be stated as follows:
- - Die Kombination von dünnwandigen Bereichen (2 mm) mit dickwandigen Bereichen (50 mm) am Querlenker - The combination of thin-walled areas (2 mm) with thick-walled areas Areas (50 mm) on the wishbone
- - Die endkonturnahe Gestaltung des Querlenkers, d. h. es müssen nur sehr wenige Bereiche nachbearbeitet werden- The near-net shape design of the wishbone, d. H. it just has to be very few areas are reworked
- - Die Lager an den Lagerstellen 1, 2 oder 11, 12 können direkt, d. h. ohne eine Nachbearbeitung montiert werden- The bearings at bearing points 1 , 2 or 11 , 12 can be installed directly, ie without post-processing
- - Das Führungsgelenk 3 bzw. 13 ist in den Querlenker integriert; die Innenflächen des Führungsgelenks müssen nicht mehr bearbeitet werden- The guide joint 3 or 13 is integrated in the wishbone; the inner surfaces of the guide joint no longer need to be machined
- - Es lassen sich beim Thixocasting extreme Querschnittsübergänge (von dick auf dünn und umgekehrt) schaffen- Extreme cross-sectional transitions (from thick on thin and vice versa)
- - Die Ausformschrägen können teilweise bis auf 1° reduziert werden (zum Vergleich: beim Schmiedeteil mindestens 5°)- The draft angles can sometimes be reduced to 1 ° (for Comparison: at least 5 ° for the forged part)
- - Es lassen sich sehr kleine Übergangsradien (R = 0,5 mm) erzeugen- Very small transition radii (R = 0.5 mm) can be generated
- - Die gesamte Fertigung des Querlenkers ist damit kostengünstig- The entire production of the wishbone is therefore inexpensive
- - Der erfindungsgemäße Querlenker ist sehr leicht, verglichen mit einem Querlenker nach dem Stand der Technik- The wishbone is very light compared to one Wishbones according to the state of the art
- - Die Festigkeitseigenschaften sind so hoch wie bei einem Schmiedeteil, jedoch homogen über das Bauteil verteilt- The strength properties are as high as a forged part, however homogeneously distributed over the component
- - Es lassen sich weiter Funktionen (Anschlag 18 der Lagerstelle 12) in den Querlenker integrieren- Further functions (stop 18 of bearing 12 ) can be integrated into the wishbone
Der erfindungsgemäße Querlenker ist insbesondere für eine Vorderachse eines Kraftfahrzeugs vorgesehen und weist einen Grundkörper 4 auf, der im wesentlichen T- förmig ausgebildet ist und der an seinen Endabschnitten jeweils eine Lagerstelle 1, 2 und 3 hat, wobei der Grundkörper 4 einstückig aus Leichtmetall gefertigt ist. Dieser Querlenker zeichnet sich durch eine besonders leichte Konstruktion aus, die auf die einstückige Fertigung aus Leichtmetall zurückzuführen ist. Infolge des Einsatzes des Leichtmetalls fällt bei der Herstellung auch die nachträgliche Behandlung mit einem Korrosionsschutz weg. Der Grundkörper 4 kann im Querschnitt in weiten Bereichen als Doppel-T-förmiges Profil ausgebildet sein, so daß eine Optimierung der Wandstärke möglich ist. Mittels Thixocasting hergestellt, läßt sich die Fertigung vereinfachen und damit die Kosten senken, obwohl die Festigkeit ähnlich hoch wie bei einem Schmiedeteil ist.The control arm according to the invention is provided in particular for a front axle of a motor vehicle and has a base body 4 which is essentially T-shaped and which has a bearing point 1 , 2 and 3 at its end portions, the base body 4 being made in one piece from light metal . This wishbone is characterized by a particularly light construction, which is due to the one-piece production from light metal. As a result of the use of the light metal, the subsequent treatment with corrosion protection is also eliminated. The base body 4 can be designed in cross section in wide areas as a double-T-shaped profile, so that an optimization of the wall thickness is possible. Manufactured using thixocasting, manufacturing can be simplified and thus costs reduced, although the strength is similar to that of a forged part.
Hinsichtlich weiterer Merkmale und Vorteile des erfindungsgemäßen Querlenkers wird ausdrücklich auf die zugehörigen Patentansprüche und die Zeichnungen verwiesen. With regard to further features and advantages of the control arm according to the invention expressly referred to the associated claims and the drawings.
11
Erste Lagerstelle
First depository
22nd
Zweite Lagerstelle
Second depository
33rd
Führungsgelenk
Guide joint
44th
Grundkörper
Basic body
55
Randverstärkung
Edge reinforcement
66
Längsabschnitt
Longitudinal section
77
Querabschnitt
Cross section
1111
Erste Lagerstelle
First depository
1212th
Zweite Lagerstelle
Second depository
1313
Führungsgelenk
Guide joint
1414
Grundkörper
Basic body
1515
Randverstärkung
Edge reinforcement
1616
Anschlag
attack
1717th
Querabschnitt
Cross section
1818th
Längsabschnitt
Longitudinal section
2121
Erste Lagerstelle
First depository
2222
Zweite Lagerstelle
Second depository
2323
Koppelstangen-Anbindung
Coupling rod connection
2424th
Grundkörper
Basic body
2525th
Randverstärkung
Edge reinforcement
2626
Führungsgelenk-Anbindung
Guide joint connection
Claims (10)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999123699 DE19923699A1 (en) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Cross connecting rod for front axle of vehicle, with base body made in one piece of non-ferrous metal |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE1999123699 DE19923699A1 (en) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Cross connecting rod for front axle of vehicle, with base body made in one piece of non-ferrous metal |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19923699A1 true DE19923699A1 (en) | 2000-11-23 |
Family
ID=7908977
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE1999123699 Withdrawn DE19923699A1 (en) | 1999-05-22 | 1999-05-22 | Cross connecting rod for front axle of vehicle, with base body made in one piece of non-ferrous metal |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
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