DE9315574U1

DE9315574U1 - Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug

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Publication number: DE9315574U1
Application number: DE9315574U
Authority: DE
Original assignee: Austria Metall AG
Current assignee: Austria Metall AG
Priority date: 1993-06-30
Filing date: 1993-10-07
Publication date: 1994-01-20
Anticipated expiration: 2003-10-08

Description

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DR. RER, NAT. ROLF E. WILHELMS DR. RER. NAT. HELMUT KILIAN DIPL.-PHYS. ECKART POHLMANN

DIPL. ING. LEONHARD HAIN

Eduard-Schmid-Straße 2 D-8000 München 90
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AUSTRIA METALL AKTIENGESELLSCHAFT
AT-Braunau /Inn

Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug

Beschreibung

Die Erfindung betrifft ein Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug mit langgestreckten Fahrwerksteilen, die Kräfte im wesentlichen nur in ihrer Längsrichtung übertragen.

Langgestreckte Fahrwerksteile eines Fahrwerkes für ein Kraftfahrzeug, die Kräfte im wesentlichen nur in ihrer Längsrichtung übertragen, sind insbesondere ■ die Standrohre für Stoßdämpfer sowie die Raumlenker, die diejenigen langgestreckten Fahrwerksteile bilden, die die Verbindung zwischen dem Fahrzeugrahmen und der Radaufhängung herstellen und in ihrer Längsrichtung Kräfte zwischen der Radaufhängung und dem Fahrzeugrahmen übertragen. An ihren Befestigungsstellen sind diese Bauteile um wenigstens eine normal auf ihrer Längsrichtung liegende Achse schwenkbar. Raumlenker sind zum Beispiel Längslenker, die Kräfte in Fahrzeuglängsrichtung übertragen, Querlenker, die Kräfte in Fahrzeugquerrichtung übertragen, die einzelnen Streben eines Dreieckslenkers sowie die einzelnen Streben eines Trapezlenkers.

Diese langgestreckten Fahrwerksteile, insbesondere die Standrohre für Stoßdämpfer sowie die Raumlenker sind im Fahrwerk mit weiteren Fahrwerksbauteilen fest verbunden. Die Standrohre für Stoßdämpfer sind beispielsweise mit einem Federteller, einem Bodenstück und einem radseitigen Anschlußflansch verbunden.

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Bisher wurden diese Bauteile insbesondere aber die Raumlenker als Stahlschmiedeteile ausgeführt. Vor allem wegen der bei einer Druckbelastung erforderlichen Knicksteifigkeit sind jedoch der Schlankheit derartiger Raumlenker enge Grenzen gesetzt. Raumlenker aus Stahl müssen aus diesem Grunde mit einem wesentlich größeren Querschnitt ausgelegt werden, als es sich als Quotient der zu übertragenden maximalen Zug- oder Druckkraft und der maximalen zulässigen Zug- bzw. Druckspannung des Materials für den Raumlenker ergeben würde.

Im Gegensatz dazu können bei der Verwendung von Aluminiumhohlprofilen für derartige Fahrwerksbauteile der Profildurchmesser und die Wandstärke ohne Probleme so angepaßt werden, daß keine Knickgefahr besteht und die Festigkeit bei Zug- und Druckspannung gut ausgenutzt wird. Dadurch können Raumlenker aus Aluminium wesentlich gewichtssparender als Raumlenker aus Stahl ausgeführt werden.

Stoßdämpferstandrohre und Raumlenker zählen zu der ungefederten Masse eines Kraftfahrzeuges und sollen daher möglichst leicht ausgebildet sein und aus spielfrei verbundenen Einzelteilen bestehen bzw. mit anderen Bauteilen spielfrei verbunden sein.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ein Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug mit langgestreckten Fahrwerksteilen, die Kräfte im wesentichen nur in ihrer Längsrichtung zu übertragen, zu schaffen, bei dem die Fahrwerksteile vollkommen spielfrei im Fahrwerk angeordnet sind.

Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß die langgestreckten Fahrwerksteile im Fahrwerk mittels radialer Querschnittsvergrößerungen angebracht sind, die an den Fahrwerksteilen gebildet sind und mit denen die Fahrwerksteile mit diese umgreifend angeordneten Verbindungsfahrwerksteilen in Eingriff stehen.

Die erfindungsgemäße Anordnung der langgestreckten Fahrwerk-

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steile im Fahrwerk und ihre Verbindung zu den Verbindungsfahrwerksteilen ist vollkommen spielfrei und eignet sich insbesondere gut für Fahrwerke aus Aluminium. Durch die gute Krafteinleitung an den Verbindungsstellen ohne lokale Spannungsspitzen ist darüberhinaus eine materialsparende und damit gewichtssparende Bauweise möglich. Insbesondere ist diese Ausbildung bei Stoßdämpferstandrohren und Raumlenkern aus Aluminium günstig wobei die Verbindungsfahrwerksteile für Stoßdämpfer insbesondere die Federteller und die Bodenstücke bzw. die radseitigen Anschlußflansche sind.

Besonders bevorzugte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Fahrwerks sind Gegenstand der Schutzansprüche 2 bis 9.

Im Folgenden werden anhand der zugehörigen Zeichnung besonders bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine Axialschnittansicht eines Stoßdämpfers für ein Fahrwerk gemäß eines ersten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 2 eine Axialschnittansicht eines Stoßdämpfers für ein Fahrwerk gemäß eines zweiten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 3 eine Seitenansicht und eine Axialschnittansicht eines Raumlenkers für ein Fahrwerk gemäß eines dritten Ausführungsbeispiels der Erfindung,

Fig. 4 und 5 in Axialschnittansichten ein erstes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbinden eines langgestreckten Fahrwerksteils mit einem Verbindungsfahrwerkteil,

Fig. 6, 7 und 8 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbinden eines langgestreckten Fahrwerkteils mit einem Verbindungsfahrwerkteil,

Fig. 9 und 10 ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Verbinden eines langgestreckten Fahrwerkteils mit einem Verbindungsfahrwerkteil und

Fig. 11 und 12 ein Beispiel eines Verfahrens zum Schließen

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eines hohlen langgestreckten Fahrwerkteils an seinem Ende mittels eines daran umgreifend angeordneten Verbindungsfahrwerkteils.

Fig. 1 zeigt in einer Axialschnittansicht einen Stoßdämpfer für ein Kraftfahrzeug mit einem Standrohr 13, einem daran angebrachten Federteller 14, einem Bodenstück 15, einem radseitigen Anschlußflansch 16, sowie der im Standrohr 13 angeordneten Stoßdämpferpatrone 17.

Ein derartiger Stoßdämpfer bildet einen Teil des Fahrwerkes eines Kraftfahrzeuges und ist mit weiteren Verbindungsfahrwerkteilen z.B. dem Federteller 14, dem Bodenstück 15 sowie dem radseitigen Anschlußflansch 16 fest verbunden.

Wie es in Fig. 1 dargestellt ist, ist die Verbindung zwischen dem Standrohr 13 und dem Federteller 14 dadurch gebildet, daß das Standrohr 13 axial gestaucht wurde, derart, daß an den an den Federteller 14 axial angrenzenden Bereichen im Standrohr 13 Falten vorzugsweise Ringfalten gebildet sind, zwischen denen der Federteller 14 in Eingriff genommen ist. Diese Verbindung ist vollständig spielfrei.

Die Verbindung des Standrohres 13 mit dem radseitigen Anschlußflansch ist dadurch bewirkt, daß ein Hohlprofilteil, das an einem Ende mit dem Bodenstück 15 verschlossen ist und an dem der radseitige Anschlußflansch 16 angebracht ist, das Ende des Standrohrs 13 umgreifend angeordnet wurde. In dem umgreifend angeordneten Hohlprofil ist durch axiales Stauchen vorher eine Ringfalte ausgebildet. Das Standrohr 13 wird in das Hohlprofil mit der darin vorgesehenen Ringfalte eingesetzt und gleichfalls axial so gestaucht, daß es an der Stelle der Ringfalte des Hohlprofils eine entsprechende Querschnxttsvergrößerung nämlich gleichfalls eine Ringfalte bildet, mit der das Standrohr 13 in die vorher gebildete Ringfalte im außen angeordneten Hohlprofil eingreift. In dieser Weise werden die beiden Bauteile, nämlich das Standrohr 13 und das äußere Hohlprofil mit dem daran angebrachten radseitigen Anschlußflansch 16 sowie dem Bodenstück

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15 fest und spielfrei miteinander verbunden.

Fig.. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfers für ein Fahrwerk, bei dem der Federteller 14 und das Standrohr 13 in der gleichen Weise wie bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel miteinander verbunden sind.

Bei dem in Fig. 2 dargestellten Ausführungsbeispiel eines Stoßdämpfers ist das Bodenstück 15 im Ende des Standrohres 13 dadurch angebracht, daß das Bodenstück 15, das aus einem plastisch verformbaren Material besteht, im Standrohrende angeordnet und axial gestaucht ist, wodurch sich eine Querschnittsvergrößerung in radialer Richtung ergibt, über die das Bodenstück 15 mit dem Ende des Standrohres 13 fest in Eingriff kommt. Ggf. wird durch die Querschnittsvergrößerung des Bodenstücks 15 beim Stauchen auch das Ende des Standrohres 13 radial gedehnt, so daß sich eine Ringfalte bildet, mit der das gestauchte Bodenstück in Eingriff steht. Eine derartige Ringfalte kann auch vor dem Stauchen des Bodenstücks 15 im Ende des Standrohres 13 gleichfalls durch axiales Stauchen gebildet sein.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Raumlenkers 18 für ein Fahrwerk, der an seinen beiden Enden mit Verbindungsfahrwerkteilen 19 fest verbunden ist. Diese Verbindung ist dadurch gebildet, daß die als Hohlprofile geformten Verbindungsfahrwerkteile 19 den Raumlenker 18 umgreifend ausgebildet und angeordnet sind und in ihren Innenflächen Ausnehmungen oder Ausbeulungen 20 vorgesehen sind. Die Verbindungsfahrwerkteile 19 werden auf die Enden des Raumlenkers 18 aufgesetzt und der Raumlenker 18 wird anschließend axial so gestaucht, daß er an den Stellen der Ausnehmungen 20 eine Querschnittsvergrößerung beispielsweise in Form einer Ringfalte bildet, mit der er in die Ausnehmungen 20 eingreift. In dieser Weise sind die betreffenden Bauteile 18,19 fest und spielfrei miteinander verbunden.

Der Raumlenker 18 kann gemäß Fig. 3 im Bereich der Ausnehmungen 20 eine geringere Wandstärke als am übrigen Bereich

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haben. Dadurch ist sichergestellt, daß die Querschnittsvergrößerung genau an dieser Stelle bewirkt wird. Im Bereich der geringeren Wandstärke ist der Raumlenker durch ein inneres Stützelement 21 abgestützt.

Die Figuren 4 bis 12 zeigen im einzelnen Beispiele, in welcher Weise die Verbindung zwischen langgestreckten Fahrwerkteilen eines Fahrwerkes, die Kräfte im wesentlichen nur in ihrer Längsrichtung übertragen, und den zugehörigen Verbindungsfahrwerkteilen, beispielsweise zwischen Stoßdämpferstandrohr und Federteller oder radseitigem Anschlußflansch sowie zwischen Raumlenkern und den Verbxndungsfahrwerkteilen hergestellt werden können.

Bei dem in den Figuren 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel, das bei der in Figur 1 und 2 dargestellten Verbindung zwischen dem Standrohr 13 und dem Federteller 14 eines Stoßdämpfers verwandt wurde, wird ein Hohlprofil 1, das das Standrohr 13 sein kann, mit einem dieses umgreifenden Bauteil nämlich einem Außenteil 2, das der Federteller 14 sein kann, dadurch verbunden, daß das Außenteil 2 auf das Hohlprofil 1 aufgeschoben und das Hohlprofil 1 axial so gestaucht wird, daß es wenigstens an den an das Außenteil 2 angrenzenden Bereichen eine radiale Querschnittsvergrößerung erfährt, d.h. radial ausgebeult wird, wie es insbesondere in Fig. 5 dargestellt ist.

Wie es insbesondere in Fig. 4 dargestellt ist, wird das Hohlprofil 1 im Inneren durch einen Dorn 6 und außen durch Preßbacken 3 und 4 auf beiden Seiten des Außenteils 2 und im Abstand vom Außenteil 2 jeweils gehalten. Es kann weiterhin ein Stützteil 5 außen am Hohlprofil 1 vorgesehen sein, um ein Ausbeulen nur an den gewünschten, an das Außenteil 2 angrenzenden Bereichen zu erzielen.

Wie es in Fig. 5 dargestellt ist, wird das Hohlprofil 1 durch eine Relativbewegung in axialer Richtung der beiden Preßbacken 3 und 4 aufeinanderzu gestaucht, so daß es an den

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Bereichen 7 und 8, die an das Außenteil 2 angrenzen, zu Querschnitt svergrößerungen, d.h. zu radialen Ausbauchungen oder Ausbeulungen kommt, und durch die dabei gebildeten Falten das Außenteil 2 festgehalten oder -geklemmt ist.

Das in den Figuren 6, 7 und 8 dargestellte Beispiel,des Verbindungsverfahrens, das dazu dient, ein massives Profilteil 53 mit einem äußeren Hohlprofil 51 zu verbinden, ist bei dem in Fig. 2 dargestellten Standrohr 13 für die Verbindung des Bodenstücks 15 mit dem Standrohr 13 verwandt. Das Bodenstück 15 bildet dabei das massive Profilteil 53 in Fig. 6, während das Standrohr 13 das äußere Hohlprofil 51 bildet.

Wie es in Fig. 6 dargestellt ist, wird im äußeren Hohlprofil 51 eine radiale Ausnehmung beispielsweise eine Ringfalte 52 vorgesehen, die durch axiales Stauchen des Hohlprofils 51 gebildet sein kann. Das innere Profilteil 53, das massiv ist und als Verschlußteil des äußeren Hohlprofils 51 ausgebildet ist, wird im Bereich dieser Ringfalte 52 im Hohlprofil 51 angeordnet und mittels Preßbacken 54, 55 in der in, Fig. 7 im einzelnen dargestellten Weise axial so gestaucht, daß es eine Querschnittsvergrößerung erfährt, beispielsweise radial ausbaucht. Mit dieser Querschnittsvergrößerung greift das innere Profilteil 53 in die radialen Ausnehmungen der Falten 52 des Hohlprofil 51 ein, so daß nach dem Zurückziehen der Preßbacken 54, 55 das äußere Hohlprofil 51 durch das innere Profilteil 53 verschlossen ist, wie es in Fig. 8 dargestellt ist. Diese Ausbildung entspricht der Anordnung des Bodenstücks 15 im Ende des Standrohres 13 in Fig. 2.

In den Fig. 9 und 10 ist ein weiteres Beispiel eines Verbindungsverfahrens dargestellt, mit dem ein Hohlprofilteil 20 mit einem äußeren Profilteil 21 verbunden werden kann. Dieses Verfahren kann ebenfalls zum Verbinden von Fahrwerksteilen beispielsweise des Standrohres 13 eines Stoßdämpfers oder eines Raumlenkers mit anderen Verbindungsfahrwerkteilen verwandt werden. Wie es in Fig. 9 dargestellt ist, wird in der Innenwand

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des äußeren Profilteils 21 eine radiale Ausnehmung, beispielsweise eine Ringausnehmung 25 vorgesehen, wird das innere Profilteil 20 im äußeren Profilteil 21 angeordnet, wird im Inneren des inneren Profilteils 20 ein Dorn 24 vorgesehen, wird das innere Profilteil 20 durch Stützteile 22, 23 außen abgestützt und wird das innere Profilteil 20 axial durch Preßbacken 3 und 4 gestaucht, so daß es gemäß Fig. 10 eine Querschnittsvergrößerung in radialer Richtung im Bereich der Ausnehmungen 25 des äußeren Profilteils 21, beispielsweise in Form von Falten erfährt, mit denen das innere Profilteil 20 in die Ausnehmungen 25 des äußeren Profilteils 21 eingreift, wodurch beide Bauteile fest und spielfrei miteinander verbunden sind.

Die Fig. 11 und 12 zeigen ein ähnliches Verbindungsverfahren, wie es in den Figuren 9 und 10 dargestellt ist, lediglich mit der Ausnahme, daß das äußere Profilteil 31 einseitig geschlossen ist, wobei diese Art der Verbindung beispielsweise bei dem in Fig. 1 dargestellten Stoßdämpferstandrohr 13 zum Anbringen des radseit igen Anschlußflansches, verwandt werden kann.

Wie es in den Fig. 11 und 12 dargestellt ist, ist im äußeren, einseitig geschlossenen Hohlprofilteil 31 wiederum eine Ausnehmung 35 vorgesehen, wird das innere Profil teil 3 0 mit einem darin angeordneten Dorn 32 und außen angeordneten Stützelementen 33 im Inneren des äußeren Profilteils 31 angeordnet und wird das innere Profilteil 30 durch Preßbacken 3 und 4 axial gestaucht, so daß es Falten bildet, mit denen es mit den Ausnehmungen 35 im äußeren Profilteil 31 fest und spielfrei in Eingriff kommt.

Bei den obigen Ausführungsbeispielen wurden die Querschnittsvergrößerungen durch axiales Stauchen bewirkt. Es ist aber auch möglich diese mittels eines geeigneten Werkzeuges auszubilden.

Claims

Schutzansprüche

1. Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug mit langgestreckten Fahrwerksteilen, die Kräfte im wesentlichen nur in ihrer Längsrichtung übertragen, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Fahrwerksteile (13, 18) im Fahrwerk mittels radialer Querschnittsvergrößerungen befestigt sind, die an den Fahrwerksteilen (13, 18) gebildet sind und mit denen die Fahrwerksteile (13, 18) mit diese umgreifend angeordneten Verbindungsfahrwerkteilen (14, 15, 16, 19) in Eingriff stehen.

2 . Fahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querschnittsvergrößerungen durch axiales Stauchen der Fahrwerksteile (13,18) gebildet sind.

3. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Fahrwerksteile Raumlenker (18) sind, die den Fahrzeugrahmen mit der Radaufhängung verbinden.

4. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die langgestreckten Fahrwerksteile Stoßdämpf er Standrohre (13) sind, die an einem Federteller, einem radseitigen Anschlußflansch und/oder einem Bodenstück jeweils befestigt sind.

5. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die radialen Querschnittsvergrößerungen an den an die umgreifend angeordneten Verbindungsfahrwerkteile axial angrenzenden Bereichen ausgebildet sind.

6. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den umgreifend angeordneten Verbindungsf ahrwerkteilen eine

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radiale Ausnehmung oder Falte vorgesehen ist, in die die langgestreckten Fahrwerkteile mit den Querschnittyergroßerungen eingreifen.

7 . Fahrwerk nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Fahrwerksteile im Bereich der radialen Ausnehmung oder Falte eine geringere Wandstärke als am übrigen Bereich haben und an diesem Bereich durch ein inneres Stützelement (21) gestützt sind.

8. Fahrwerk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch ein Verschlußteil (15) für die langgestreckten Fahrwerkteile (13), das dadurch in den langgestreckten Fahrwerksteilen (13) befestigt ist, daß es axial gestaucht ist und mit der dabei gebildeten radialen Querschnittsvergrößerung mit den außen angeordneten Fahrwerkteilen (13) in Eingriff steht.

9. Fahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß an den Stellen, an der das Verschlußteil (15), angeordnet ist, eine radiale Ringfalte in den langgestreckten Fahrwerkteilen (13) vorgesehen ist, in die das Verschlußteil (15) mit seiner radialen Querschnittsvergrößerung eingreift.