DE102012025034A1

DE102012025034A1 - Federlenker für eine Hinterachse

Info

Publication number: DE102012025034A1
Application number: DE201210025034
Authority: DE
Inventors: Roland Hudler
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-12-19
Filing date: 2012-12-19
Publication date: 2014-06-26

Abstract

Die Erfindung betrifft einen einteiligen Federlenker, der mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt ist, umfassend einen radseitigen und einen aufbauseitigen Anbindungsabschnitt, wobei zwischen dem radseitigen und dem aufbauseitigen Anbindungsabschnitt eine Abstützungsfläche für ein Federelement vorgesehen ist, wobei der Federlenker als zumindest in einer Richtung offenes Profil ausgebildet ist, und der Federlenker neben der Abstützungsfläche eine Stirnfläche aufweist. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass eine über die Stirnfläche verbundene von der Abstützungsfläche beabstandete Aerodynamikfläche vorgesehen ist, die in ihrer senkrechten Projektion auf die Abstützungsfläche diese wenigstens teilweise überlappt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Federlenkers gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, sowie einen nach dem Verfahren hergestellten Federlenker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 6.
Aus den Druckschriften DE 10 2006 014 730 A1 und DE 100 29 189 A1 sind Federlenker bekannt. Diese werden durch Druckumformen hergestellt. Diese Federlenker haben den Nachteil, dass sie aufgrund ihrer Herstellungsverfahren zur Korrosion neigen.
Eine Verbesserung der Korrosionseigenschaften wird durch die Verwendung eines Gussverfahrens erreicht. Aus der DE 100 29 189 A1 ist die Herstellung eines Querlenkers aus Metallguss bekannt. Um einen Bruch des Querlenkers zu vermeiden ist in das Gussprofil wenigstens eine nieren- und/oder hantelförmige Ausnehmung eingebracht. Ferner ist es nach dem Stand der Technik bekannt, einen einteiligen Lenker aus Eisenguss herzustellen. Die Herstellung findet unter Verwendung eines Druckgussverfahrens statt, bei welchem der Federlenker nach Abschluss des Gussprozesses in einer Entformungsrichtung aus einer Form entnommen wird.
Es ist Aufgabe der Erfindung die Korrosionseigenschaften und die Aerodynamik eines Federlenkers zu verbessern.
In bekannter Weise umfasst ein einteiliger Federlenker einen radseitigen und einen aufbauseitigen Anbindungsabschnitt, wobei zudem zwischen dem radseitigen und dem aufbauseitigen Anbindungsabschnitt, eine Abstützungsfläche für ein Federelement vorgesehen ist.
Die Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Teile des Anspruches 1 gelöst.
Die Unteransprüche stellen eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung dar.
Erfindungsgemäß ist der Federlenker derart gestaltet, dass dieser eine aerodynamische Fläche aufweist, die parallel beabstandet zur Abstützungsfläche angeordnet ist. Ferner ist die aerodynamische Fläche über eine Stirnfläche mit der Abstützungsfläche verbunden, wodurch sich für den Lenker eine Querschnitts-/Profilstruktur ergibt, die wenigstens in einer Querrichtung, die quer zur Normalen der Abstützungsfläche und quer zur axialen Erstreckung des Federlenkers liegt, offen ist.
Die aerodynamische Fläche liegt vorzugsweise wenigstens teilweise der Abstützungsfläche gegenüber. Die aerodynamische Fläche kann sich vorzugsweise in ihrer Querrichtung auch über die Abstützungsfläche hinaus erstrecken. Quer im Sinne der Erfindung bedeutet, ein Winkel zwischen 80° und 100°.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann in Verlängerung der Stirnseite des Profils ein Steinschlagschutz vorgesehen sein, der ebenfalls im Gussprozess erzeugt wird. In einer weiteren Ausgestaltung ist die Ausnehmung für ein Lager zur Anbindung an den Fahrzeugaufbau so angeordnet, dass die Lagerachse parallel zur Querrichtung liegt. Dies vereinfacht die Ausformung eines Lagersitzes.
Der erfindungsgemäße Lenker, kann vorzugsweise Versteifungsstrukturen aufweisen, die quer zur axialen Ausdehnung des Federlenkers liegen. Die Versteifungsstrukturen sind vorzugsweise als Streben oder Rippen ausgebildet und verbinden die Aerodynamikfläche mit der Abstützungsfläche. Dadurch kann mit einem geringen Materialeinsatz eine hohe Belastbarkeit des Lenkers erreicht werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Lenkers ergibt sich durch eine im Wesentlichen u-förmige Profilgestaltung, wobei an einem ersten Schenkel die Abstützungsfläche angeordnet ist und dem der Abstützungsfläche gegenüberliegenden Schenkel eine aerodynamische Fläche angeformt ist. Die beiden Schenkel des u-förmigen Profils sind über die Stirnfläche verbunden. Vorzugsweise ist die Stirnseite im verbauten Zustand in Fahrtrichtung ausgerichtet.
In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung kann der Lenker an seiner Stirnfläche Durchbrechungen aufweisen. Diese Maßnahme führt zu einer Gewichtsreduktion des Lenkers und kann vorteilhaft die aerodynamischen Eigenschaften des Lenkers beeinflussen.
Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Federlenkers in einem Druckgussverfahren. Dieses zeichnet sich dadurch aus, dass die Entformungsrichtung quer zur Normalen der Abstützungsfläche und quer zur axialen Erstreckung des Federlenkers liegt (im Folgenden Querrichtung bezeichnet).
Das Druckgussverfahren kann vorzugsweise ein Leitmetallverfahren, beispielsweise ein Aluminiumgussverfahren sein.
Eine solche Entformungsrichtung ermöglicht eine entgegen der Fahrtrichtung offene Struktur eines Lenkers. Dadurch wird erreicht, dass die untere Seite im Wesentlichen geschlossen ausgebildet sein kann und als aerodynamische Fläche wirkt. Eine aerodynamische Fläche kann auf diese Weise bereits bei der Herstellung in den Federlenker integriert werden.
Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei einer Entformung in der Querrichtung daraus, dass die aufbauseitige Anbindungsstelle, die die Aufnahme für ein Lager bereitstellt, derart geformt werden kann, dass bereits der Lagersitz durch das Gussverfahren gebildet wird, ohne dass ein Schieberelement notwendig ist. Dies ist insbesondere für die Gestaltung des Lenkerauges, dem aufbauseitigen Anschlussteil des Federlenkers von Vorteil. Dieses kann ohne die Verwendung eines Schieberelements und damit deutlich passgenauer gefertigt werden. Dies erspart eine nachträgliche Bearbeitung des Federlenkers.
Bei einer Gestaltung des Lenkers durch Nutzung der erfindungsgemäßen Entformungsrichtung, ist es nunmehr möglich Versteifungsstrukturen auf einfache Weise quer zur axialen Ausdehnung des Federlenkers anzulegen.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit den in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugzeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugzeichen verwendet. In der Zeichnung bedeutet:
1 eine perspektivische Ansicht eines Federlenkers;
2 eine Rückansicht des Federlenkers, und
3 eine Frontansicht des Federlenkers.
1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Federlenkers 10. Der Federlenker 10 umfasst einen aufbauseitigen Anbindungsabschnitt 12 sowie einen radseitigen Anbindungsabschnitt 14. An der Oberseite des Federlenkers 10 ist eine Abstützungsfläche 16 zur Abstützung eines Federelementes angeordnet. Gegenüber der Abstützungsfläche 16 und von dieser beabstandet ist eine Aerodynamikfläche 18 vorgesehen. Diese Aerodynamikfläche 18 erstreckt sich in ihrer Projektion auf die Abstützungsfläche 16 in Querrichtung Q vollständig über die Abstützungsfläche 16. Zudem ragt die Aerodynamikfläche 18 in Querrichtung Q noch über die Projektion des oberen Schenkels des Lenkerprofils hinaus.
Durch die Anforderung der Aerodynamikfläche 18 während des Gussverfahrens ist eine bedarfsgemäße aerodynamische Anpassung des Federlenkers 10 möglich.
Der Federlenker 10 ist aus einem Aluminiumguss hergestellt, wobei die Form so gewählt ist, dass die Entformungsrichtung der Querrichtung Q entspricht. Durch dieses Herstellungsverfahren kann insbesondere für den Hohlraum innerhalb des Profils die Verwendung von Verstärkungsstreben gewährleistet werden. Dadurch kann eine hohe Gewichtsersparnis bei hoher Stabilität bereitgestellt werden.
2 zeigt die Rückansicht des Federlenkers 10, wobei die Längsausdehnung, axiale Erstreckung A und die Normale der Abstützungsfläche N dargestellt sind. Die Entformungsrichtung Q liegt normal zu der von N und A aufgespannten Ebene. Gut zu erkennen sind die x-förmig verarbeiteten Versteifungsstrukturen, die bei geringem Materialeinsatz die Stabilität des Federlenkers 10 deutlich erhöhen.
3 zeigt die Seitenansicht des Federlenkers 10 mit Blick auf die Stirnseite 22 des Federlenkers 10. Diese Stirnfläche 22 verbindet die obere Schenkelfläche des u-profilförmigen Federlenkers 10, die die Abstützungsfläche 16 für das Federelement umfasst, mit der unteren Schenkelfläche, die als aerodynamische Fläche 18 wirkt. Durch die im unteren Bereich des Federlenkers 10 geschlossene Fläche, welche noch insbesondere nach aerodynamischen Gesichtspunkten gestaltet ist, wird das Lenkerverhalten, insbesondere sein Widerstand, erheblich verbessert.
Bezugszeichenliste

10: Federlenker
12: aufbauseitiger Anbindungsabschnitt
14: radseitiger Anbindungsabschnitt
16: Abstützungsfläche
18: Aerodynamikfläche
20: Verhebung
22: Stirnfläche
A: axiale Erstreckung
N: Abstützungsfläche
Q: Querrichtung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102006014730 A1 [0002]
DE 10029189 A1 [0002, 0003]

Claims

Einteiliger Federlenker (10), der mittels eines Druckgussverfahrens hergestellt ist, umfassend einen radseitigen und einen aufbauseitigen Anbindungsabschnitt (12, 14), wobei zwischen dem radseitigen und dem aufbauseitigen Anbindungsabschnitt (12, 14) eine Abstützungsfläche (16) für ein Federelement vorgesehen ist, wobei der Federlenker (10) als zumindest in einer Richtung offenes Profil ausgebildet ist, und der Federlenker (10) neben der Abstützungsfläche (16) eine Stirnfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine über die Stirnfläche verbundene von der Abstützungsfläche (16) beabstandete Aerodynamikfläche (18) vorgesehen ist, die in ihrer senkrechten Projektion auf die Abstützungsfläche (16) diese wenigstens teilweise überlappt.
Federlenker (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Federlenker (10) im Wesentlichen eine u-förmige Profilstruktur aufweist, wobei die Abstützungsfläche (16) an einem Schenkel des U-Profils angeordnet ist, und die Aerodynamikfläche (18) durch den diesem Schenkel gegenüberliegenden Schenkel gebildet wird.
Federlenker (10) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Abstützungsfläche (16) gegenüber der Aerodynamikfläche (18) durch Stabilisationsstrukturen (20) verstärkt ist.
Federlenker (10) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass am Federlenker (10) zusätzliche Fläche an der Stirnseite angeformt ist.
Federlenker (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fläche als aerodynamische Flächen oder als Steinschlagschutzflächen ausgebildet ist.
Verfahren zur Herstellung eines einteiligen Federlenkers (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei eine zweiteilige Form bereitgestellt ist, die mit einem Metallguss unter Nutzung des Druckgussverfahrens befüllt wird, wobei die Form nach Aushärten des Gusses geöffnet wird und der Federlenker (10) der Form in Entformungsrichtung entnommen wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Entformungsrichtung (Q) quer zur Normalen der Abstützungsfläche (N) und quer zur axialen Erstreckung (A) des Federlenkers liegt.
Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Druck-Gussverfahren um ein Leichtmetallgussverfahren handelt.
Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Druckgussverfahren ein Poral-Guss oder ein Vacural-Guss ist.