DE4129644A1

DE4129644A1 - Track rod-McPherson strut for motor vehicle - has section with integral track rod and spring plate, positively connected to shock absorber tube

Info

Publication number: DE4129644A1
Application number: DE19914129644
Authority: DE
Inventors: Stephan Ertlmaier
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 1991-09-06
Filing date: 1991-09-06
Publication date: 1993-03-11

Abstract

The track rod/McPherson strut is for overhead steering. It has a shock absorber, formed as a continuously cast or extruded part. Its outer tube is connected to the inner tube via longitudinal webs, and a spring plate is fastened to the top end of the shock absorber. One constructional section (6) has an integral track rod (15) and spring plate (8). The section is connected in radial direction, and in axial direction downwards, via positive locking, to the outer tube (4) of the shock absorber. ADVANTAGE - Light-weight, simple to manufacture and has high load capacity.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spurhebel-Federbeineinheit für eine obenliegende Lenkung eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbeqriff des Anspruchs 1.The invention relates to a track lever strut unit for overhead steering of a motor vehicle according to the preamble of claim 1.

Es ist bereits ein Federbein in Stahlbauweiße bekannt, das einen angeschweißten Federteller und Spurhebel auf weist. Dabei sind der Federteller und der Spurhebel meist als Blechschalen-Schweißkonstruktionen ausgebildet. Dies hat die Nachteile, daß das Federbein relativ schwer baut und korrosionsanfällig ist.A strut in steel construction white is already known, the one welded on spring plate and track lever points. The spring plate and the track lever are mostly designed as welded sheet metal shells. This has the disadvantages that the strut is relatively difficult to build and is susceptible to corrosion.

Ferner ist es aus der DE-OS 39 39 012 bekannt, einen Schwingungsdämpfer für ein Kraftfahrzeug als Strangguß teil oder Strangpreßteil herzustellen, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung besteht. Bei diesem Schwin gungsdämpfer ist das Innenrohr mit dem Außenrohr über axial verlaufende Stege einstückig miteinander verbunden. Ferner kann in einer Ausführungsform im Betriebszustand das Innenrohr fluidgefüllt sein. In einer weiteren Aus führungsform ist ein Arbeitszylinder als Stahlrohr im Innenrohr aufgenommen, wobei Längsstege zur Zentrierung dienen. Bei diesem Schwingungsdämpfer sind die Befestigungsflansche zur Anbindung des Schwingungsdämp fers an einen Radträger separat ausgebildet und über eine Schraub- oder Schweißverbindung mit dem Außenrohr verbun den. Diese Ausbildung der Befestigungsflansche ist rela tiv umständlich und erfordert bei einer Schraubverbindung entsprechend dicke Flansche und bei einer Schweißverbin dung einen aufwendigen Schweißvorgang.Furthermore, it is known from DE-OS 39 39 012, one Vibration damper for a motor vehicle as a continuous casting produce part or extruded part made of aluminum or an aluminum alloy. With this pig is the inner tube with the outer tube axially extending webs connected in one piece. Furthermore, in one embodiment, the operating state the inner tube be fluid-filled. In another out is a working cylinder as a steel tube in the Inner tube added, with longitudinal webs for centering serve. With this vibration damper they are Fastening flanges for connecting the vibration damper he separately formed on a wheel carrier and via a Screw or welded connection connected to the outer tube the. This design of the mounting flanges is rela cumbersome and requires a screw connection correspondingly thick flanges and with a welded joint a complex welding process.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Spurhebel-Federbein einheit zu schaffen, die leicht baut, einfach herzustel len ist und eine hohe Belastbarkeit aufweist.The object of the invention is a track lever strut to create a unit that builds easily, is easy to manufacture len and has a high resilience.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer gattungsge mäßen Spurhebel-Federbeineinheit durch die Merkmale des kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 gelöst.This object is inventively in a genus moderate track lever strut unit by the features of characterizing part of claim 1 solved.

Durch die formschlüssige Verbindung eines den Spurhebel und den Federteller aufweisenden Bauteils mit einem Stoß dämpfer-Außenrohr werden die zur Befestigung des Bauteils an dem Stoßdämpfer-Außenrohr erforderlichen Schweißstel len auf ein Minimum reduziert. Im Prinzip können diese Sicherungsschweißstellen auch wegfallen, da eine Ver schiebung des Bauteils axial nach oben durch die auf das Bauteil drückende Feder verhindert werden. Eine Leicht bauweise ergibt sich dadurch, daß dieses Bauteil aus Leichtmetall in einem Gießverfahren hergestellt wird. Durch die Ausbildung des Bauteils als Gußteil können in einfacher Weise beliebige Federstellungen und Lagen des Spurhebels in Abhängigkeit von der gewünschten Kinematik realisiert werden. Ferner kann in der als Auflagefläche für eine Feder dienenden Oberfläche des Bauteils eine Endwindung der Feder in einfacher Weise angeformt werden. Durch eine entsprechende Gestaltung von Verstärkungsrip pen oder Verstärkungsstegen und Materialanhäufungen an besonders beanspruchten Stellen kann die Wandstärke auf ein Minimum reduziert werden, wodurch sich eine weitere Gewichtseinsparung ergibt. In gleicher Weise ergibt sich durch die Verwendung eines als Stranggußteil oder Strang preßteil ausgebildeten Stoßdämpfers aus Leichtmetall, bei dem das Außenrohr wie bei dem aus der DE-OS 39 39 012 be kannten Schwingungdämpfer über Längsstege einstückig mit dem lnnenrohr verbunden ist, eine Gewichtsreduzierung. In vorteilhafter Weise erfolgt die formschlüssige Verbindung des Bauteils mit dem Außenrohr des Stoßdämpfers durch eine Aussparung, deren Form der Außenkontur des Außen rohrs angepaßt ist. Bei einer Vorteilhaften Ausführungs form des Stoßdämpfers sind entsprechend der nicht vorver öffentlichten deutschen Patentanmeldung P 41 02 002 zwei parallel und beabstandet zueinander verlaufende Längs stege einstückig angeformt, aus denen am unteren Ende des Stoßdämpfer-Außenrohrs zwei Befestigungsflansche herge stellt sind. Die Längsstege sind in etwa tangential am Außenrohr angeformt. Ferner können weitere Längsrippen am Umfang des Stoßdämpfer-Außenrohrs ausgebildet sein. Vor teilhafterweise sind zusätzlich an mindestens zwei Längs rippen Vorsprünge ausgearbeitet, die zur Auflage des Bau teils dienen und eine Verschiebung des Bauteils in axi aler Richtung nach unten verhindern. Am oberen Ende des Außenrohres sind alle Längsrippen entfernt, so daß ein Abschlußdeckel mit einer kreisrunden Öffnung befestigbar ist. Zweckmäßigerweise erfolgt die Herstellung der Befe stigungsflansche und der Vorsprünge durch einen Stanzvor gang.Through the positive connection of a track lever and the component having the spring plate with one impact The outer damper tube is used to fasten the component welding point required on the shock absorber outer tube len reduced to a minimum. In principle, these can Locking welds also disappear because a Ver Push the component axially upwards through the on the Component pressing spring can be prevented. An easy one construction results from the fact that this component Light metal is produced in a casting process. By designing the component as a cast part in any spring positions and positions of the Track lever depending on the desired kinematics will be realized. It can also be used as a contact surface for a spring-serving surface of the component End winding of the spring can be molded in a simple manner. By appropriate design of reinforcement rip pen or reinforcement bars and material accumulations the wall thickness can be particularly stressed be reduced to a minimum, resulting in another Weight saving results. The same results by using one as a continuous casting or strand Press-formed shock absorber made of light metal, at the be the outer tube as in that from DE-OS 39 39 012 knew vibration damper in one piece with longitudinal webs is connected to the inner tube, a weight reduction. In The positive connection is advantageously carried out of the component with the outer tube of the shock absorber a recess, the shape of the outer contour of the outside tube is adapted. With an advantageous execution The shape of the shock absorber is not according to the previous public German patent application P 41 02 002 two parallel and spaced longitudinally webs formed in one piece, from which at the lower end of the Shock absorber outer tube two mounting flanges represents are. The longitudinal webs are approximately tangential on Molded outer tube. Furthermore, further longitudinal ribs on Be circumference of the shock absorber outer tube. Before are at least two longitudinally in addition ribbed protrusions worked out to support the construction partly serve and a shift of the component in axi in the downward direction. At the top of the Outer tube, all longitudinal ribs are removed, so that a End cover can be attached with a circular opening is. The production of the bees is expediently carried out stigungsflansche and the projections by a punching corridor.

In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Federtel ler auf dem Bauteil außermittig und unter einem Winkel "α" entsprechend dem aus der DE-PS 14 30 586 bekannten Prinzip angeordnet. Der Winkel "α" zwischen dem Federtel ler und der Längsachse des Stoßdämpfers ist ungleich 90° und liegt insbesondere zwischen 84 und 78°. In an advantageous embodiment, the spring is on the component off-center and at an angle "α" corresponding to that known from DE-PS 14 30 586 Principle arranged. The angle "α" between the spring parts ler and the longitudinal axis of the shock absorber is not equal to 90 ° and is in particular between 84 and 78 °.

Der Spurhebel an dem Bauteil ergibt sich dadurch, daß sich an den in der Draufsicht kreisrunden Federteller eine dreieckförmige oder V-förmige Verlängerung an schließt. Am äußeren Ende des Spurhebels ist eine kreis runde Öffnung zur Befestigung einer Spurstange angeformt. Durch eine ringförmige Materialanhäufung an der Öffnung und durch strahlenförmig sich von der öffnung bzw. der Materialanhäufung divergierende Strahlen, die sich an entsprechenden Strahlen bzw. Materialanhäufungen abstüt zen, ist eine hohe Belastbarkeit gegeben.The track lever on the component results from the fact that the spring plate, which is circular in plan view a triangular or V-shaped extension closes. At the outer end of the track lever is a circle Round opening for attaching a tie rod. Through an annular accumulation of material at the opening and by radiating from the opening or the Material accumulation diverging rays that turn on appropriate rays or material accumulations zen, there is a high resilience.

In einer vorteilhaften Ausführungsform kann die axiale Sicherung des Bauteils nach oben statt durch Schweißnähte oder Schweißpunkte dadurch erreicht werden, daß im Be reich des Federtellers über ein Innendruckumformen ein Festsitz erzielt wird. Ferner kann bei der Montage durch eine entsprechende Wahl der Fertigungstoleranzen beim Außenrohr-Außendurchmesser bzw. dem Innendurchmesser der Aussparung des Bauteils und gegebenenfalls durch eine entsprechende Temperaturwahl über eine Preßpassung ein Festsitz erreicht werden.In an advantageous embodiment, the axial Securing the component upwards instead of using weld seams or welding spots can be achieved in that in loading submit the spring plate via internal pressure forming Tight fit is achieved. Furthermore, when assembling an appropriate choice of manufacturing tolerances at Outer tube outer diameter or the inner diameter of the Recess of the component and, if necessary, by a appropriate temperature selection via an interference fit Tight fit can be achieved.

Eine Ausführungsform der Erfindung wird nachstehend an hand der Zeichnungen beispielshalber beschrieben. Dabei zeigtAn embodiment of the invention is set out below described with reference to the drawings by way of example. Here shows

Fig. 1 eine Ansicht von oben auf ein Bauteil einer Fe derbeineinheit, an dem der Federteller und der Spurhebel integriert ist und Fig. 1 is a top view of a component of a Fe derbeineunheit, on which the spring plate and the track lever is integrated and

Fig. 2 eine teilweise geschnittene Ansicht von der Seite der teilweise in der Fig. 1 dargestell ten Federbeineinheit. Fig. 2 is a partially sectioned view from the side of the partially shown in Fig. 1 th strut unit.

Die Fig. 1 zeigt eine Ansicht von oben auf ein Federbein 1, bei dem die Feder 2 und die karosserieseitige Befesti gung nicht dargestellt ist. Ferner ist in der Darstellung der Fig. 1 ein Abschlußdeckel 3, der auf einem Außenrohr 4 eines Stoßdämpfers 5 angeordnet ist, weggelassen wor den. Auf diese Weise ist eine Aussparung 7 an einem Bau teil 6 erkennbar, die außermittig zu einem kreisrunden Außenrand 9 einer als Federteller 8 dienenden Oberfläche liegt. Die Aussparung 7 weist die Querschnittsform des Außenrohrs 4 auf, das im vorliegenden Fall mit zwei par allel und beabstandet zueinander verlaufenden Längsstegen 11 und 12 versehen ist. Durch ein mit dem Außenrohr 4 über Längsstege verbundenes, nicht dargestelltes Innen rohr wird ein mit wenigstens einer Kolbenstange 13 ver bundener, nicht dargestellter Kolben längsverschiebbar geführt. In einer Ausführungsform ist im Betriebszustand das Innenrohr fluidgefüllt. In einer anderen Ausführungs form ist in dem Innenrohr eine Patrone oder ein Stahlrohr aufgenommen. Das aus dem Außenrohr 4, den Stegen und dem Innenrohr bestehende Gehäuse des Stoßdämpfers 5 ist als Stranggußteil oder als Strangpreßteil hergestellt. An den Federteller 8 schließt sich einstückig ein Anguß 14 an, der als Spurhebel 15 dient. Der Anguß 14 liegt auf einer Linie durch den Mittelpunkt 16 für den kreisförmigen Au ßenrand des Federteller 8. In dieser Richtung verläuft auch eine an der Unterseite 17 des Bauteils 6 ausgebil dete Verstärkungsrippe 18. Die Verstärkungsrippe 18 endet zum einen an einem an der Aussparung 7 angeformten Ab schnitt 19, dessen Querschnittsform der Außenform des Au ßenrohrs 4 entspricht und der in etwa ein ringförmiger Körper ist, an dem entsprechend der Querschnittsform der Längsstege 11, 12 eine Ausbauchung 20 angeformt ist. Auf der anderen Seite endet die Verstärkungsrippe 18 an einer ringförmigen Verstärkung 21 für eine kreisförmige Öffnung 22 in der ein Lagerbolzen oder eine Lagerschraube 35 zur Halterung einer Spurstange 23 angeordnet ist. Von der ringförmigen Verstärkung 21 gehen zwei weitere Verstär kungsrippen 24 und 25 aus, die mit zunehmendem Abstand zur Öffnung 22 nach außen divergieren. Diese Verstärkungsrippen 24, 25 sind einstückig mit Verstär kungsrippen 26 und 27 verbunden, die in der vorliegenden Ausführungsform strahlenförmig in einer Verlängerung zur Längsachse 28 der Kolbenstange 13 an dem Abschnitt 19 be ginnen und am Außenrand 9 enden. Weitere Verstärkungsrip pen 29 bis 33 verlaufen strahlenförmig in bezug auf die Längsachse 28 der Kolbenstange 13, wobei diese Verstär kungsrippen 29 bis 33 ebenfalls an dem Abschnitt 19 be ginnen und am Außenrand 9 enden. Der Außenrand 9 ist in axialer Richtung nach oben gezogen und dient als Anlage fläche einer Endwindung 34 der Feder 2. Fig. 1 shows a top view of a strut 1, in which the spring 2 and the body-side fastening supply is not shown. Furthermore, in the illustration of FIG. 1, an end cover 3 , which is arranged on an outer tube 4 of a shock absorber 5 , has been omitted. In this way, a recess 7 in a construction part 6 can be seen , which is off-center to a circular outer edge 9 of a surface serving as a spring plate 8 . The recess 7 has the cross-sectional shape of the outer tube 4 , which in the present case is provided with two longitudinal webs 11 and 12 running parallel and spaced apart. Through a connected to the outer tube 4 via longitudinal webs, not shown, an inner tube with at least one piston rod 13 connected, not shown, piston is guided longitudinally. In one embodiment, the inner tube is fluid-filled in the operating state. In another embodiment, a cartridge or a steel tube is accommodated in the inner tube. The housing of the shock absorber 5 consisting of the outer tube 4 , the webs and the inner tube is produced as a continuous casting or as an extruded part. A sprue 14 adjoins the spring plate 8 and serves as a track lever 15 . The sprue 14 lies on a line through the center 16 for the circular outer edge of the spring plate 8th In this direction, a reinforcing rib 18 extends on the underside 17 of the component 6 . The reinforcing rib 18 ends on the one hand on a molded on the recess 7 from section 19 , the cross-sectional shape of the outer shape of the outer tube 4 corresponds and which is approximately an annular body on which a bulge 20 is formed in accordance with the cross-sectional shape of the longitudinal webs 11 , 12 . On the other hand, the reinforcement rib 18 ends at an annular reinforcement 21 for a circular opening 22 in which a bearing pin or a bearing screw 35 for holding a tie rod 23 is arranged. From the annular reinforcement 21 go two further reinforcing ribs 24 and 25 , which diverge with increasing distance to the opening 22 to the outside. These reinforcing ribs 24 , 25 are integrally connected to reinforcing ribs 26 and 27 which, in the present embodiment, start radially in an extension to the longitudinal axis 28 of the piston rod 13 at the section 19 and end at the outer edge 9 . More Verstärkungsrip pen 29 to 33 extend radially with respect to the longitudinal axis 28 of the piston rod 13, said Verstär kung rib 29 to 33 also at the portion 19 be ginnen and end at the outer edge. 9 The outer edge 9 is pulled upwards in the axial direction and serves as a contact surface of an end turn 34 of the spring 2 .

In der teilweise geschnittenen Ansicht von der Seite der Fig. 2 längs der Linie II-II in Fig. 1 ist der Ab schlußdeckel 3 eingezeichnet. Ferner ist die Lager schraube bzw. der Lagerbolzen 35 zur Befestigung der Spurstange 23 erkennbar. Zur formschlüssigen Verbindung des Bauteils 6 in axialer Richtung nach unten sind an den Längsstegen 11, 12 jeweils Vorsprünge 36 ausgebildet. Weiter unterhalb sind Befestigungsflansche 37 an den Längsstegen 11 und 12 vorgesehen, die zur Befestigung der Federbeineinheit 1 an einem Radträger dienen. Die Her stellung der Vorsprünge 36 und der Befestigungsflansche 37 sowie die Entfernung der Längsstege 11 und 12 am obe ren Ende 38 des Außenrohrs 4 zur Befestigung des Ab schlußdeckels 3 erfolgt in einfacher Weise durch einen Stanzvorgang.In the partially sectioned view from the side of Fig. 2 along the line II-II in Fig. 1 from the end cover 3 is located . Furthermore, the bearing screw or the bearing pin 35 for fastening the tie rod 23 can be seen . For the positive connection of the component 6 in the axial direction downward, projections 36 are formed on the longitudinal webs 11 , 12, respectively. Fastening flanges 37 are provided further below on the longitudinal webs 11 and 12 , which are used to fasten the spring strut unit 1 to a wheel carrier. The position of the projections 36 and the fastening flanges 37 and the removal of the longitudinal webs 11 and 12 at the upper end 38 of the outer tube 4 for fastening the end cover 3 are carried out in a simple manner by a stamping process.

Zur Sicherung des Bauteils 6 axial nach oben sind in der in der Fig. 2 dargestellten Ausführungsform Schweiß punkte oder Schweißnähte 39, 40 zwischen der Stirnseite 41 des Abschnitts 19 und dem Außenrohr 4 des Stoßdämpfers 5 angeordnet. In einer anderen Ausführungsform wird ein Preß- oder Festsitz zwischen dem Außenrohr 4 und dem Bau teil 6 durch eine entsprechende Wahl der Fertigungstole ranzen oder durch eine Druckbeaufschlagung auf den Ab schnitt 19 des Bauteils 6 und/oder auf das Außenrohr 4 des Stoßdämpfers 5 erzeugt.To secure the component 6 axially upward in the embodiment shown in FIG. 2, welding spots or welds 39 , 40 are arranged between the end face 41 of the section 19 and the outer tube 4 of the shock absorber 5 . In another embodiment, a press fit or tight fit between the outer tube 4 and the construction part 6 by a corresponding choice of manufacturing stoles or by pressurizing the section 19 of the component 6 and / or on the outer tube 4 of the shock absorber 5 .

Claims

1. Track lever-spring strut unit for an incidental Len tion of a motor vehicle with a part designed as a continuous casting or extrusion molded shock absorber, the outer tube is integrally connected via longitudinal webs with egg nem inner tube and with a spring collar, which is attached to the upper end of the shock absorber, characterized that on a component (6) is a steering arm (15) and a spring plate (8) is lumpy integrated, and that the component (6) in the radial direction and in the axial direction downwards beyond positive engagement with an outer tube (4) of the shock damper ( 5 ) is connected.

2. Track lever strut unit according to claim 1, characterized in that the component ( 6 ) in a casting process is made of light metal.

3. track lever strut assembly according to claims 1 or 2, characterized in that the positive connection of the component ( 6 ) with the outer tube ( 4 ) of the shock absorber ( 5 ) through a recess ( 7 ), the shape of the outer contour of the outer tube ( 4 ) is adjusted.

4. track lever strut unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least the surface ( 10 ) of the component ( 6 ), on which a spring ( 2 ) is supported, at an angle "α" to the longitudinal axis ( 28 ) of the shock absorber ( 5 ) is arranged so that the resulting from the wheel load and acting on the shock absorber ( 5 ) bending moment is reduced.

5. track lever strut unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that to secure the component ( 6 ) in the axial direction upward a weld or one or more weld points ( 39 , 40 ) between the component ( 6 ) and the Outer tube ( 4 ) are attached.

6. track lever strut unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that in the region of section 19 of the component ( 6 ) by application of pressure and / or by a suitable choice of the manufacturing tolerances results in a tight fit which results in a displacement of the Component ( 6 ) prevented axially upwards.

7. track lever strut unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that in the surface ( 10 ) an end turn ( 34 ) of a spring ( 2 ) is formed.

8. track lever strut unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that at least two longitudinal webs ( 11 , 12 ) are integrally formed on the outer surface of the outer tube ( 4 ), which run parallel and spaced from one another, that on the longitudinal webs ( 11 , 12 ) mounting flanges ( 37 ) for holding the shock absorber ( 5 ) are formed on a wheel carrier that above the mounting supply flanges ( 37 ) at least two projections ( 36 ) are formed, each with a support surface for the component ( 6 ) and that on Upper end ( 38 ) of the outer tube ( 4 ), the existing longitudinal webs ( 11 , 12 ) for mounting an end cover ( 3 ) are removed.

9. track lever strut unit according to one or more of the preceding claims, characterized in that the two longitudinal webs ( 11 , 12 ) run approximately tan potential to the outer tube ( 4 ) of the shock absorber ( 5 ) ver.

10. Track lever strut assembly after one or more of the preceding claims, characterized net that the inner tube fluidge in the operating state fills or that there is a fluid in the inner tube filled cartridge or a steel pipe.