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Die
Erfindung betrifft einen Querlenker aus Metall, insbesondere Leichtmetall.
Solche Querlenker sind Fahrwerkskomponenten von Kraftfahrzeugen.
Um solche Querlenker leichtgewichtig zu gestalten, ist es bekannt,
Querlenker als Schmiedeteile, aus Aluminiumlegierungen zu fertigen.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, einen solchen Querlenker zu schaffen, der
in einfacher Weise als Stanzbiegeteil hergestellt werden kann.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist im Anspruch 1 angegeben.
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Erfindungsgemäß ist eine
erste ebene Blechplatine vorgesehen, die aus relativ dünnwandigem
Blechmaterial hergestellt werden kann. Um eine entsprechende Stabilität des Querlenkers
zu erreichen, ist mindestens ein Rand dieser ersten Blechplatine
nach Art einer Rinne profiliert. Auf diese Rinne als Bestandteil
der Platine ist ein weiteres Profil in Form eines Rinnenprofils
aufgesetzt. Dieses Rinnenprofil ist mit der Randkante des einen
Schenkels auf den Rand der Rinne der Blechplatine aufgesetzt, der andere
Rand des Rinnenprofils ist auf die Blechplatine in dem Bereich angesetzt,
an den der andere Rinnenschenkel anschließt. Das Rinnenprofil ist in
den Anlagebereichen mit den Rinnenrand beziehungsweise mit der ersten
Blechplatine stoffschlüssig
verbunden. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Rinne mit dem
Rinnenprofil einen Hohlkanal bildet, der eine entsprechende Stabilität und Versteifung
des Querlenkers bewirkt.
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Gemäß einer
Weiterbildung ist vorgesehen, dass die erste Blechplatine etwa dreieckige
Grundform aufweist.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass alle Ränder der ersten Blechplatine
nach Art einer Rinne profiliert sind und jeweils ein weiteres Rinnenprofil auf
jede Rinne aufgesetzt und mit dem Rinnenrand und der ersten Platine
verbunden ist, so dass jeweils ein Hohlkanal gebildet ist.
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Bei
dieser Ausbildung sind sämtliche
Ränder der
ersten Blechplatine nach Art einer Rinne profiliert, wobei jeweils
ein weiteres Rinnenprofil auf die Rinne aufgesetzt ist und mit seinen
Rändern
einerseits mit dem Rinnenrand und andererseits mit dem neben den
Rinnen befindlichen Material der ersten Platine verbunden ist. Auf
diese Weise wird an allen Randkanten der Platine ein Hohlkanal gebildet.
Insgesamt wird hierdurch ein Querlenker zur Verfügung gestellt, der hohen Belastungen
standhalten kann und eine große
Stabilität
aufweist.
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Zudem
ist vorgesehen, dass an den Eckbereichen der ersten Platine jeweils
ein weiteres Funktionselement angebracht, insbesondere stoffschlüssig angebracht,
ist, insbesondere ein Zapfen für
die Aufnahme eines Schwingungsdämpfers,
eine Hülse für ein Lager,
ein Kugelbolzenlager.
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Zum
Zwecke der weiteren Versteifung und auch zum Zwecke der besseren
Handhabung kann vorgesehen sein, dass das weitere Rinnenprofil oder die
weiteren Rinnenprofile Bestandteil einer zweiten ebenen Blechplatine
ist oder sind, an deren Rand oder Rändern das weitere Rinnenprofil
oder die weiteren Rinnenprofile angeformt sind.
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Außer der
ersten Platine mit den entsprechend rinnenförmigen profilierten Rändern ist
eine zweite Platine vorgesehen, die ebenso randseitig die angeformten
weiteren Rinnenprofile aufweist. Die Teile werden so aufeinander
gelegt, dass die Öffnungen
der Rinnenprofile einander zugewandt sind. In dieser Situation werden
die Teile miteinander stoffschlüssig
verbunden, so dass die entsprechenden Hohlkanäle in den Randbereichen gebildet
sind. Durch die zweite Blechplatine, die die Rinnenprofile als einstückige Bestandteile
umfasst, ist die Montage und das Zusammenfügen der Teile vereinfacht.
Zudem wird durch diese Ausbildung eine höhere Steifigkeit und Stabilität erreicht.
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Hierbei
ist insbesondere vorgesehen, dass die zweite Blechplatine mit der
ersten Blechplatine an den Rändern
der Rinne und der Rinnenprofile sowie neben den Rinnen und Rinnenprofilen
stoffschlüssig verbunden
ist.
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Zudem
ist vorgesehen, dass die stoffschlüssige Verbindung durch eine
Schweißung
gebildet ist.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Außenränder der Rinne und des Rinnenprofils
miteinander über
jeweils ihren gesamten Verlauf miteinander stoffschlüssig verbunden
sind.
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Die
außenseitig
durchgehende stoffschlüssige
Verbindung insbesondere Verschweißung, führt zu einer besonders hohen
Stabilität
und Steifigkeit des Querlenkers.
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Zudem
kann vorgesehen sein, dass die Innenränder der Rinne und des Rinnenprofils
lediglich punktuell über
ihren Verlauf verteilt stoffschlüssig
verbunden sind.
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Selbstverständlich ist
es auch möglich,
die Innenränder
der Rinne und des Rinnenprofils über
ihren gesamten Verlauf stoffschlüssig
miteinander zu verbinden, insbesondere zu verschweißen, jedoch reicht
es für
die gewünschte
Stabilität
und für
den Zusammenhalt der Teile aus, wenn die stoffschlüssige Verbindung
nur punktuell über
den Verlauf der jeweiligen Rinne beziehungsweise des Rinnenprofils
verteilt ausgebildet ist.
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Besonders
bevorzugt ist zudem, dass die Außenränder der Rinne und des Rinnenprofils
auf Stoß geschweißt sind.
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Um
das Zusammenführen
der Teile zu erleichtern und einen Gegenhalt bei der stoffschlüssigen Verbindung
der vorzugsweise stoßgeschweißten Elemente
zu bilden, ist vorgesehen, dass an der Rinne innenliegend am äußeren Rinnenschenkel
ein Einlageblech fixiert, insbesondere stoffschlüssig befestigt ist, das in
der Solllage über
den Rinnenrand vorragt und der Form der Innenkontur des äußeren Schenkels
des aufgesetzten Rinnenprofils angepasst ist, so dass es an dieser Kontur
innen anliegt, wobei die stoffschlüssige Verbindung der Rinne
und des Rinnenprofils auch die stoffschlüssige Verbindung mit dem Einlageblech
umfasst.
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Dieses
Einlageblech kann entsprechend der Form der miteinander zu verbindenden
Rinnenschenkel geformt sein. Bei der Handhabung wird das Einlageblech
zunächst
an den äußeren Schenkel
der Rinne der Platine angelegt und an dieser befestigt, beispielsweise
mittels Schweißpunkten.
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Anschließend kann
das Rinnenprofil lagerichtig aufgesetzt werden, so dass der äußere Schenkel
des Rinnenprofils an dem Einlageblech in dem Bereich anliegt, der über den
Rinnenrand der Rinne der Platine vorragt. In dieser Position kann
nun die stoffschlüssige
Verbindung an Rinne, Rinnenprofil und Einlageblech hergestellt werden,
indem eine durchgehende Schweißnaht
an der Stoßstelle
von Rinne und Rinnenprofil vorgesehen wird. Die Schweißnaht führt gleichzeitig
zu einer Verbindung der beiden Bestandteile mit dem Einlageblech.
Hierdurch wird eine Versteifung, eine Erleichterung der Positionierung
und eine Erleichterung des Schweißvorganges erreicht.
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Unter
Umständen
kann vorgesehen sein, dass das Einlageblech durchgehend über die
gesamte Länge
der Rinne und des Rinnenprofils verläuft.
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Es
kann aber auch ausreichen, wenn das Einlageblech aus mehreren Teilstücken besteht,
die längs
des Rinnenverlaufs angebracht sind.
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Um
eine Vorfixierung des Rinnenprofils an der ersten Platine zu erreichen,
wobei die Vorfixierung auch zur Herstellung der stoffschlüssigen Verbindung
genutzt werden kann, ist vorgesehen, dass die erste Platine innenliegend
neben der Rinne Ausnehmungen, Schlitze oder dergleichen Lochungen aufweist,
in die an der innenliegenden Randkante des Rinnenprofils angeformte
Nasen, Lappen oder dergleichen Vorsprünge eingesetzt sind.
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Beispielsweise
kann die Randkante des Rinnenprofils mäanderartig ausgeformt sein.
Die Vorsprünge
der Mäanderform
können
in die entsprechenden Schlitze der ersten Platine eingesteckt werden,
die sich neben der Rinne der ersten Platine befinden. Hierdurch
wird eine Vorfixierung erreicht, so dass anschließend der
Schweißvorgang
erleichtert vorgenommen werden kann.
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Bei
dieser Lösung
ist bevorzugt vorgesehen, dass die freien Enden der in die Ausnehmungen, Schlitze
oder dergleichen Lochungen eingesetzten Nasen, Lappen oder dergleichen
Vorsprünge
in Montagesolllage hinter der Rückseitenebene
der ersten Platine zurückstehen
und die stoffschlüssige
Verbindung im Bereich dieser Ausnehmungen angebracht ist, wobei
vorzugsweise das Stoffschlussmittel die Ausnehmungen füllt und
bündig
mit der Rückseitenebene
der ersten Platine abschließt.
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Bei
dieser Ausbildung sind die freien Enden der in die Ausnehmungen
oder dergleichen eingesteckten Nasen oder sonstigen Vorsprünge nur
soweit in die entsprechenden Schlitze oder dergleichen eingefügt, dass
zwischen der Rückseitenebene,
die der Einsteckseite der entsprechenden Teile gegenüberliegt,
und den Enden der Nasen oder dergleichen Vorsprüngen ein Freiraum verbleibt.
Zur Verbindung wird in diesem Freiraum eine stoffschlüssige Verbindung
zwischen den Teilen eingebracht und hergestellt, wobei nach Anordnung
des Stoffschlussmittels, insbesondere der Schweißstelle, die Ausnehmungen ausgefüllt sind
und vorzugsweise bündig
mit der Rückseitenebene
der ersten Platine abschließen.
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Eine
bevorzugte Ausbildung wird zudem darin gesehen, dass die Stabilität und Tragfähigkeit
des Querlenkers dadurch eingestellt ist, dass die Rinnenbreite und/oder
Rinnenhöhe
der Rinne und des Rinnenprofils und somit die Dimension des Hohlkanals variiert
wird beziehungsweise ist.
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Die
erfindungsgemäße Ausgestaltung
der Platinen mit den Rinnen oder Rinnenprofilen beziehungsweise
die entsprechende Ausbildung der Rinnenprofile ergibt eine einfache
Möglichkeit
der Dimensionierung und der Variierung der Stabilität und Tragfähigkeit
allein dadurch, dass die Rinnenhöhe variiert
wird und/oder die Rinnenbreite variiert wird, was in dem entsprechenden
Formgebungsvorgang relativ einfach durchzuführen ist. Auf diese Weise kann
unter Anwendung des gleichen Konstruktionsprinzips ein Querlenker
mit unterschiedlicher Stabilität
und Tragfähigkeit
hergestellt werden.
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Bevorzugt
ist zudem vorgesehen, dass die Rinne und das Rinnenprofil im Querschnitt
bevorzugt die Form eines gleichschenkligen Dreiecks aufweisen oder
auch als Halbrundprofil ausgebildet sind.
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Hierbei
ist insbesondere bevorzugt vorgesehen, dass die Rinnenöffnung der
Rinne, gebildet durch die Rinnenschenkel, derart gestaltet ist,
dass ein Schweißwerkzeug
zum Anschweißen
oder Anheften des Einlegebleches an seinem dem Rinnenboden zugewandten
Endbereich zuführbar
ist.
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Der Öffnungswinkel
der Rinne ist diesbezüglich
so dimensioniert, dass es möglich
ist, das Einlageblech in die Rinne der ersten Platine einzulegen, zu
positionieren und mit einem entsprechenden Schweißwerkzeug
anzuheften, ohne dass die Zuführung
des Schweißwerkzeuges
durch die Rinne behindert wird.
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Eine
bevorzugte Weiterbildung wird zudem darin gesehen, dass die erste
und die zweite Platine kongruent ausgebildet und deckungsgleich
aufeinander gefügt
sind.
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Besonders
bevorzugt ist zudem vorgesehen, dass die Platinen das Einlageblech
und das Rinnenprofil aus einer Aluminium-Legierung bestehen.
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Anstelle
einer Aluminiumlegierung kann auch eine andere geeignete Leichtmetalllegierung zum
Einsatz kommen. Zielrichtung dabei ist, dass eine hohe Formstabilität bei geringem
Gewicht des Querlenkers erreicht werden kann.
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Unter
Umständen
kann auch vorgesehen sein, dass die Platinen im zwischen den Rinnen
beziehungsweise Rinnenprofilen befindlichen Bereich Abstand voneinander
aufweisen, wobei der Abstand durch eine Sickung einer oder beider
Platinen gebildet ist.
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Beispielsweise
kann jede Platine in dem Mittelbereich, der zwischen den profilierten
Rändern
gebildet ist, eine durchgehende oder auch mehrere Sickungen aufweisen,
wobei hierdurch gegebenenfalls die Stabilität des Querlenkers noch erhöht und an
bestimmte Lastfälle
angepasst werden kann.
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Zum
Zwecke der Gewichtserleichterung ohne Stabilitätsverlust kann zudem vorgesehen
sein, dass die erste Blechplatine und gegebenenfalls die zweite
Blechplatine im Bereich zwischen ihren Rändern Ausnehmungen aufweist
und/oder durch die Ausnehmungen fachwerkartige Verstrebungen gebildet
sind.
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Ein
Ausführungsbeispiel
der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und im Folgenden
näher beschrieben.
Es zeigt:
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1 einen
erfindungsgemäßen Querlenker in
Draufsicht;
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2 desgleichen
im Schnitt CC der 1 gesehen;
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3 desgleichen
im Schnitt A/A der 1 gesehen;
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4 desgleichen
im Schnitt analog B-B der 1 gesehen.
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In
der Zeichnung ist ein Querlenker 1 gezeigt, der als Blechformteil
aus Leichtmetallblech, insbesondere Aluminiumblech gefertigt ist
und durch stoffschlüssige
Verbindung, insbesondere Verschweißung verbundene Bestandteile
aufweist. Hierzu weist der Querlenker eine erste Blechplatine 2 auf, die
in der Zeichnungsfigur 1 unterseitig liegt, also in der
Zeichnung nicht ersichtlich ist. Alle Ränder der Blechplatine 2 sind
nach Art einer Rinne 3 profiliert. Ein weiteres Rinnenprofil 4 ist
auf jeweils die Rinne 3 aufgesetzt und mit dem Rinnenrand
sowie der ersten Blechplatine 2 stoffschlüssig verbunden,
so dass jeweils die Rinne 3 mit dem Rinnenprofil 4 einen
im Wesentlichen geschlossenen Hohlkanal bildet.
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Wie
insbesondere aus 1 ersichtlich, weist die erste
Blechplatine 2 etwa dreieckige Grundform auf.
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An
den Eckbereichen der Platine 2 sind jeweils weitere Funktionselemente 5,6,7 stoffschlüssig fixiert.
Diese Funktionselemente dienen zur Aufnahme des radseitigen Kugelbolzens
zur Aufnahme eines Gummilagers für
die Motorlagerung und für
die Aufnahme eines Schwingungsdämpfers.
Solche Funktionselemente sind an sich bei Querlenkern üblich.
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Im
Ausführungsbeispiel
sind die weiteren Rinnenprofile 4 Bestandteil einer zweiten
ebenen Blechplatine 8, an deren Rändern die weiteren Rinnenprofile 4 angeformt
sind.
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Im
Ausführungsbeispiel
ist in den Schnittdarstellungen nicht die Montagesolllage und Endlage gezeigt,
sondern es besteht zwischen der ersten Blechplatine 2 und
der zweiten Blechplatine 8 ein Abstandsspalt, ebenso wie
zwischen den Außenrändern der
Rinnen 3 beziehungsweise Rinnenprofile 4. Im Sollzustand
liegen die Platinen 2, 8 und die Ränder der
Rinnen 3 und Rinnenprofile 4 aneinander an.
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Die
stoffschlüssige
Verbindung der Ränder der
Rinne 3 und der Rinnenprofile 4 erfolgt durch Schweißung. Dabei
verläuft
die entsprechende Schweißnaht
an der Stoßstelle
von Rinne 3 und Rinnenprofil 4 außenseitig
umlaufend. Im inneren Bereich kann eine punktuelle stoffschlüssige Verbindung
erfolgen. Vorzugsweise sind die Außenränder der Rinne 3 und
des Rinnenprofils 4 auf Stoß geschweißt. Als Positionierungshilfe
und zur Hilfe bei der Verschweißung
ist an jeweils der Rinne 3 innenliegend am äußeren Rinnenschenkel
ein Einlageblech 9 stoffschlüssig fixiert, welches in der
Solllage über
den Rinnenrand der Rinne 3 hervorragt. Dieses Einlageblech 9 ist
der Form der Rinnenschenkel der Rinne 3 und des Rinnenprofils
im Anschlussbereich angepasst. Somit liegt das die Rinne 3 überragende Ende
passend innenseitig an dem äußeren Schenkel des
Rinnenprofils 4 an. Die stoffschlüssige Verbindung kann im Stoßbereich
der Randkanten der Rinne 3, des Rinnenprofils 4 und
des darunter befindlichen Einlagebleches 5 erfolgen. Bevorzugt
läuft das
Einlageblech 9 jeweils über
die gesamte Länge
der Rinne 3 und des Rinnenprofils 4. Es ist aber
auch möglich, das
Einlageblech 9 aus mehreren Teilstücken zu gestalten, die mit
Abstand voneinander längs
des Rinnenverlaufs angebracht sind.
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Die
Stabilität
und Tragfähigkeit
des Querlenkers 1 lässt
sich in einfacher Weise dadurch variieren, dass die Rinnenbreite
und/oder Rinnenhöhe
der Rinne 3 und des Rinnenprofils 4 geändert wird,
wodurch andere Stabilitäts-
und Tragfähigkeitswerte
realisierbar sind.
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Im
Ausführungsbeispiel ähnelt die
Querschnittsform der Rinne 3 und des Rinnenprofils 4 einem
gleichseitigen Dreieck mit gerundeter Spitze. Die Querschnittsform
kann geeignet variiert und gewählt
werden.
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Die
Rinnenöffnung,
die durch die Rinnenschenkel der Rinne 3 gestaltet ist,
ist soweit geöffnet, dass
ein Schweißwerkzeug
zum Anschweißen
oder Anheften des Anlagebleches 9 an seinem dem Rinnenboden
zugewandten Endbereich (bei 10) zugeführt werden kann. Aus diesem
Grunde sollten die Rinnenschenkel der Rinne 3 relativ weit
geöffnet
sein und nicht zu eng platziert sein.
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Vorzugsweise
ist die erste und die zweite Platine 2, 8 kongruent
ausgebildet und deckungsgleich aufeinander gefügt.
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In
dem Flächenbereich
der Platinen 2, 8, der zwischen den Rinnen 3 beziehungsweise
Rinnenprofilen 4 liegt, können zur Gewichtserleichterung
Ausnehmungen vorgesehen sein. Es können auch solche Ausnehmungen
vorgesehen sein, dass sich eine fachwerkartige Verstrebung bildet.
Des Weiteren ist es auch möglich,
die Platinen 2, 8 mit einer Sickung zu versehen,
so dass die Platinen 2, 8 in dem zwischen ihren
Rändern
befindlichem Bereich eine durch Sickung erzeugten Abstand voneinander
aufweisen.
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Die
Erfindung ist nicht auf das Ausführungsbeispiel
beschränkt,
sondern im Rahmen der Offenbarung vielfach variabel.
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Alle
neuen, in der Beschreibung und/oder Zeichnung offenbarten Einzel-
und Kombinationsmerkmale werden als erfindungswesentlich angesehen.