DE102013004352A1

DE102013004352A1 - Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs

Info

Publication number: DE102013004352A1
Application number: DE102013004352.2A
Authority: DE
Inventors: Thomas Beganovic; Dirk Barnick
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 2013-03-12
Filing date: 2013-03-12
Publication date: 2014-09-18

Abstract

Ein Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Grundkörper (10) und eine Federaufnahme (20) mit einem Boden (21) zur Abstützung einer Fahrzeugfeder. Der Grundkörper besitzt einen ersten Endabschnitt (11) zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einen zweiten Endabschnitt (12) zur radseitigen Anbindung sowie einen die beiden Endabschnitte (11, 12) verbindenden Aufnahmeabschnitt (13), der gegenüber den Endabschnitten (11, 12) erweitert ist. Die Federaufnahme (20) ist topfförmig ausgebildet und in den Aufnahmeabschnitt (13) des Grundkörpers (10) eingesetzt. Eine ringförmige Außenwand (23) der Federaufnahme (20) stellt an dem Aufnahmeabschnitt (13) gleichzeitig zumindest abschnittsweise einen Abschnitt der Außenwand des Federlenkers dar. Hierdurch wird ein Federlenker geschaffen, der bei hoher Tragfähigkeit ein sehr geringes Bauteilgewicht aufweist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend einen Grundkörper mit einem ersten Endabschnitt zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt zur radseitigen Anbindung sowie einem die beiden Endabschnitte verbindenden Aufnahmeabschnitt, der gegenüber den Endabschnitten erweitert ist, und eine Federaufnahme mit einem Boden zur Abstützung einer Fahrzeugfeder, wobei die Federaufnahme topfförmig ausgebildet und in den Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers eingesetzt ist.
Federlenker dienen in einer Kraftfahrzeug-Radaufhängung der Führung eines Fahrzeugrads sowie weiterhin der Abstützung einer Feder oder einer Feder-Dämpfer-Anordnung, die nachfolgend allgemein als Feder bezeichnet werden. Sie weisen üblicherweise einen ersten Endabschnitt zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung und einen zweiten Endabschnitt zur radseitigen Anbindung auf. Zwischen beiden Endabschnitten befindet sich ein erweiterter Abschnitt zur Abstützung der Feder.
Aufgrund der zwischen den Endabschnitten angreifenden Feder- und Dämpferkräfte sowie der abzustützenden Radführungskräfte unterliegen Federlenker einer hochkomplexen Beanspruchung.
Ferner sollen Federlenker ein möglichst geringes Bauteilgewicht aufweisen, was sich jedoch im Hinblick auf die Belastungen, denen ein Federlenker im Gebrauch standhalten muss, als außerordentlich schwierig darstellt.
Zur Auflösung dieses Zielkonflikts sind bereits eine Vielzahl unterschiedlichster Bauweisen vorgeschlagen worden.
Ein Federlenker der eingangs genannten Artist aus DE 10 2004 003 151 A1 bekannt. Die Federaufnahme ist dabei Teil eines Schließblechs, das in den Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers eingesetzt ist und den Grundkörper aussteift. Das Schließblech mit der Federaufnahme leistet in diesem Fall einen wichtigen Beitrag zur Biege- und Torsionssteifigkeit des Federlenkers und aus diesem Grunde verhältnismäßig schwer.
Weitere Federlenker mit Schließblech sind aus DE 10 2009 012 551 A1 und DE 10 2009 042 403 A1 bekannt. Auch hier dienen die Schließbleche der Aussteifung des Grundkörpers. Allerdings erfolgt in diesen beiden Fällen die Abstützung der Feder nicht am Schließblech, sondern am Grundkörper. Das Schließblech ist dementsprechend ohne Federaufnahme ausgeführt.
Die Einbeziehung eines Schließblechs impliziert eine entsprechende Herstellung eines solchen sowie eine Verbindung desselben mit dem Grundkörper. Zur Verminderung des diesbezüglichen Aufwands wird in DE 10 2006 014 730 A1 ein einteiliger Federlenker vorgeschlagen, der im Tiefziehverfahren aus einer Blechplatine aus Leichtbaustahl hergestellt ist.
Die vorstehend erläuterten Federlenker sind im Hinblick auf das Bauteilgewicht jedoch weiter verbesserungsbedürftig.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Federlenker zu schaffen, der bei zumindest gleicher Tragfähigkeit ein weiter reduziertes Bauteilgewicht ermöglicht.
Diese Aufgabe wird durch einen Federlenker gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Der erfindungsgemäße Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs umfasst einen Grundkörper mit einem ersten Endabschnitt zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt zur radseitigen Anbindung sowie einem die beiden Endabschnitte verbindenden Aufnahmeabschnitt, der gegenüber den Endabschnitten erweitert ist, und eine Federaufnahme mit einem Boden zur Abstützung einer Fahrzeugfeder, wobei die Federaufnahme topfförmig ausgebildet und in den Aufnahmeabschnitt des Grundkörpers eingesetzt ist und an dem Aufnahmeabschnitt eine ringförmige Außenwand der Federaufnahme gleichzeitig zumindest abschnittsweise einen Abschnitt der Außenwand des Federlenkers ausbildet.
An einem Federlenker muss neben der Funktion der Aufnahme der an diesem angreifenden Kräfte ferner ein Spritz- und Steinschlagschutz für die Abstützung der Feder vorgesehen werden. Herkömmliche Federlenker sind insbesondere im Bereich der Federaufnahme für die Funktion des Spritz- und Steinschlagschutzes überdimensioniert.
Die erfindungsgemäße Lösung gestattet hier eine weitere Gewichtsverminderung, da die Funktion der Kraftaufnahme auf den Grundkörper zurückgeführt und die Spritz- und Steinschlagschutzfunktion durch die Federaufnahme gewährleistet wird. Die ringförmige Außenwand der Federaufnahme ist dazu im Bereich des Aufnahmeabschnitts zumindest abschnittsweise nach außen freigestellt.
Sowohl die Struktur des Grundkörpers als auch die Materialauswahl kann somit optimal auf die auftretenden Belastungen abgestimmt werden. Gleichermaßen können Struktur und Materialauswahl der Federaufnahme optimal an die Spritz- und Steinschlagschutzfunktion angepasst werden. Insbesondere kann eine Überdimensionierung des Grundkörpers im Bereich des Aufnahmeabschnitts vermieden und hierdurch Gewicht eingespart werden.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand weiterer Patentansprüche.
So kann sich beispielsweise der Aufnahmeabschnitt mit einer Bodenleiste unter dem Boden der Federaufnahme hindurch erstrecken. Dies ermöglicht eine hohe Biege- und Torsionssteifigkeit des Grundkörpers im Hinblick auf die am Federlenker angreifenden Kräfte.
Ferner kann der Aufnahmeabschnitt zwei Bögen aufweisen, welche jeweils den ersten Endabschnitt und den zweiten Endabschnitt verbinden und gemeinsam die ringförmige Außenwand von außen umgreifen. Hierdurch werden die Biege- und Torsionssteifigkeit des Grundkörpers weiter verbessert, so dass keine zusätzlichen Schließbleche oder dergleichen zu Aussteifungszwecken benötigt werden. Auch die Federaufnahme muss hierzu keinen Beitrag mehr leisten.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung bildet der Aufnahmeabschnitt Stege aus, welche die Bögen mit der Bodenleiste verbinden. Hierdurch lässt sich auf besonders einfache Art und Weise die Freistellung der Federaufnahme nach außen bewerkstelligen. Gleichzeitig wird durch die so gebildete Fachwerkstruktur eine besonders hohe Biege- und Torsionssteifigkeit im Mittelbereich des Federlenkers erzielt, wodurch ein ”Atmen” des Aufnahmeabschnitts des Grundkörpers, das heißt ein belastungsabhängiges Aufweiten und Zusammenziehen des im Vergleich zu den Endabschnitten erweiterten Aufnahmeabschnitts vermieden wird.
Vorzugsweise ist die ringförmige Außenwand der Federaufnahme ununterbrochen und zwischen den Stegen des Aufnahmeabschnitts nach außen freigestellt. Die topfförmige Federaufnahme lässt sich so besonders einfach herstellen.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist die Bodenleiste des Grundkörpers zwei nebeneinander verlaufende Rippen auf, welche jeweils eine Seitenwange des ersten Endabschnitts und eine Seitenwange des zweiten Endabschnitts miteinander verbinden. Hierdurch lässt sich bei Bedarf ebenfalls die Biege- und Torsionssteifigkeit des Grundkörpers steigern.
Wie eingangs erwähnt, gestattet der erfindungsgemäße Aufbau des Federlenkers eine funktionsoptimierte Materialauswahl sowohl für den Grundkörper als auch für die Federaufnahme. Je nach Belastungssituation kann der Grundkörper hergestellt sein als Stahlgussteil, Eisengussteil, Aluminiumgussteil, Stahlschmiedeteil, Aluminiumschmiedeteil, in Stahlblech-Schweißkonstruktion, in Aluminiumblech-Schweißkonstruktion oder als Aluminium-Strangpressprofil, einschließlich aller zugehörigen Unterverfahren. Ferner kann die Federaufnahme hergestellt sein als Kunststoffteil, Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff, Stahlblechteil oder Aluminiumblechteil, einschließlich aller zugehörigen Unterverfahren. Die vorstehende summarische Materialauflistung dient lediglich einer möglichst kompakten Beschreibung aller möglichen Materialkombinationen. Selbstverständlich ist jede Einzelkombination als solche umsetzbar und wird hiermit genauso beansprucht wie alle möglichen Untergruppen in Bezug auf die Materialauswahl des Grundkörpers sowie in Bezug auf die Materialauswahl der Federaufnahme.
Idealerweise kann ein belastungsgerechter Materialmix vorgesehen werden. Bei einer Achslast A (oder einem Lastkollektiv a) ist beispielhaft Aluminium-Guss auszuwählen. Bei einer Achslast B, für die gilt B > A (oder Lastkollektiv b, für das gilt b > a), ist ein höherfestes Material, z. B. Stahl-Blech bei möglichst gleichem Gewicht vorzusehen.
Der vorstehend erläuterte Typ von Federlenker ermöglicht ferner ein Baukastensystem mit einer definierten Systemschnittstelle zwischen dem Grundkörper und der Federaufnahme. Zu diesem Zweck ist der Grundkörper ausgewählt aus einer Gruppe von Grundkörpern, welche sich hinsichtlich

– des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und/oder
– der maximalen Belastung unterscheiden und die Federaufnahme ist ausgewählt aus einer Gruppe von Federaufnahmen, welche sich hinsichtlich
– des Typs abzustützenden Feder

Dies gestattet in der Serienfertigung eine einfache Anpassung an unterschiedliche Spurweiten, unterschiedliche Fahrzeuggewichte und -leistungen und unterschiedliche Fahrzeugfedern.
Beispielsweise kann für verschiedene Lastgruppen stets die gleiche Federaufnahme verwendet werden.
Ferner kann für unterschiedliche Spurweiten stets die gleiche Federaufnahme verwendet werden.
Weiterhin können unterschiedliche Federbauarten und damit Federaufnahmen für die gleiche Lastgruppe zum Einsatz kommen, das heißt mit dem gleichen Grundkörper kombiniert werden.
Zudem können unterschiedliche Federbauarten und damit Federaufnahmen für die gleiche Spurweite zum Einsatz kommen, das heißt mit dem gleichen Grundkörper kombiniert werden.
Zur Herstellung modularer Mehrkomponenten-Hybridfederlenker der vorstehend erläuterten Art eignet sich insbesondere ein serienfertigungsfähiges Verfahren gemäß Patentanspruch 10, bei dem zwischen dem Grundkörper und der Federaufnahme eine definierte Systemschnittstelle vorgesehen ist. Das Verfahren umfasst zumindest ein Bereithalten einer Gruppe von verschiedenen Grundkörpern, welche sich hinsichtlich des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und/oder der maximalen Belastung unterscheiden, und/oder ein Bereithalten einer Gruppe von Federaufnahmen, welche sich hinsichtlich des Typs der abzustützenden Feder unterscheiden, sowie ferner ein Auswählen eines Grundkörpers und/oder einer Federaufnahme in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter und ein entsprechendes Zusammenfügen von Grundkörper und Federaufnahme.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Die Zeichnung zeigt in:
1 eine räumliche Ansicht von schräg oben auf einen Federlenker nach einem Ausführungsbeispiel der Erfindung,
2 eine räumliche Ansicht von schräg unten auf den Federlenker gemäß 1,
3 eine Darstellung zur Veranschaulichung der Kombination eines in Grundkörpers mit einer Federaufnahme, und in
4 ein Diagramm zur Veranschaulichung eines Federlenker-Baukastensystems.
Das Ausführungsbeispiel zeigt einen modularen Federlenker 1 für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, insbesondere eines Personenkraftfahrzeugs.
Der Federlenker 1 umfasst einen Grundkörper 10 und eine Federaufnahme 20. Gegebenenfalls können zusätzlich Lagerbuchsen 30 und 40 an dem Grundkörper 10 vorgesehen sein.
Der Grundkörper 10 weist einen ersten Endabschnitt 11 zur Anbindung an einen Fahrzeugaufbau sowie einen gegenüberliegenden zweiten Endabschnitt 12 zur radseitigen Anbindung auf. An diesen beiden Endabschnitten 11 und 12 können die vorgenannten Lagerbuchsen 30 und 40 vorgesehen sein.
Zwischen den beiden Endabschnitten 11 und 12 befindet sich ein Aufnahmeabschnitt 13 zur Aufnahme der vorzugsweise topfförmig ausgebildeten Federaufnahme 20. Die Federaufnahme 20 dient der Abstützung einer in 1 angedeuteten Fahrzeugfeder 2, die beispielsweise als Zylinderschraubenfeder oder Luftfeder ausgebildet sein kann. Im Bereich des Aufnahmeabschnitts 13 weist der Grundkörper 10 dementsprechend eine im Vergleich zu den Endabschnitten 11 und 12 erhöhte Weite auf.
Struktur und Materialauswahl des Grundkörpers 10 sind dabei auf die Radführungskräfte und die Kräfte der Federabstützung abgestimmt. Die Federaufnahme 20 dient hingegen primär als Steinschlag- und Spritzschutz für die Federabstützung sowie ferner der Einleitung der Federkraft in den Grundkörper 10. Ihr Beitrag zur Biege- und Torsionssteifigkeit des Federlenkers 1 ist vergleichsweise gering, vorzugsweise kleiner als 5%, wodurch die Federaufnahme 20 mit besonders geringem Bauteilgewicht hergestellt und dementsprechend im Hinblick auf Struktur und Materialauswahl optimiert werden kann.
Beispielsweise kann die Federaufnahme 20 besonders leichtgewichtig aus Kunststoff gefertigt werden, wohingegen der Grundkörper 10 als tragendes Bauteil als Metallgussteil oder in Blechkonstruktion ausgeführt ist. Die Gewichtsersparnis für die Steinschlag- und Spritzschutzfunktion ist im Vergleich zu den eingangs genannten Federlenkern, bei denen für diese Funktion metallische Bereiche des Grundkörpers benötigt werden, beträchtlich.
Entsprechende Gewichtsvorteile ergeben sich jedoch auch dann, wenn der Grundkörper 10 und die Federaufnahme 20 aus anderen Materialien gefertigt werden, da jedes der beiden Bauteile optimal auf seine Funktion abgestimmt werden kann. Da, wie bereits erwähnt, die Federaufnahme 20 keinen oder keinen wesentlichen Beitrag zur Biege- und Torsionssteifigkeit des Federlenkers 1 leistet, kann diese primär auf die Steinschlag- und Spritzschutzfunktion abgestimmt und dementsprechend besonders leicht ausgeführt werden. Dieser Gewichtsvorteil kommt letztlich dem Gesamtgewicht des Federlenkers 1 zugute.
Die vorstehend erläuterte Konfiguration eines Federlenkers 1 ermöglicht in der Serienfertigung eine besonders einfache Herstellung von Federlenkern 1 insbesondere dann, wenn Federlenker für unterschiedliche Spurweiten, Lasttypen und Federtypen benötigt werden.
4 zeigt beispielhaft ein entsprechendes Baukastensystem, bei dem sämtliche Grundkörpertypen 10.1 bis 10.4 mit sämtlichen Federaufnahmetypen 20.1 bis 20.2 kombinierbar sind. In Abwandlung des dargestellten Beispiels kann jede Gruppe auch eine größere oder kleinere Anzahl von Typen aufweisen.
Zwischen dem Grundkörper 10 und der Federaufnahme 20 ist eine definierte Systemschnittstelle vorgesehen. Dazu ist der Aufnahmeabschnitt 13 des Grundkörpers 10 komplementär zur Außengestalt der Federaufnahme 20 ausgebildet.
Die Grundkörpertypen 10.1 bis 10.4 unterscheiden sich hinsichtlich des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und der maximalen Belastung. So weisen die Grundkörpertypen 10.1 und 10.2 in eine kürzere Länge als die Grundkörpertypen 10.3 und 10.4 auf. Ferner sind können sich die Grundkörpertypen gleicher Länge im Hinblick auf die jeweils maximale Belastung unterscheiden. Durch den unterschiedlichen Abstand der Anbindungspunkte lassen sich unterschiedliche Spurweiten verwirklichen. Unterschiedliche Belastungsklassen ermöglichen eine optimale Anpassung an Fahrzeuggewicht und Leistungspotenzial. In Abwandlung des Ausführungsbeispiels kann eine Klassifizierung auch allein nach der Spurweite oder allein nach der maximalen Belastung erfolgen.
Die Federaufnahmetypen 20.1 und 20.2 des Ausführungsbeispiels unterscheiden sich im Hinblick auf den Typ der abzustützenden Feder, wobei hier lediglich beispielhaft zwischen der Abstützung einer Zylinderschraubenfeder und einer Luftfeder unterschieden wird.
Die Herstellung eines Federlenkers 1 aus einem solchen Baukastensystem beinhaltet zumindest das Bereithalten einer Gruppe von verschiedenen Grundkörpern, welche sich hinsichtlich des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und/oder der maximalen Belastung unterscheiden, und/oder das Bereithalten einer Gruppe von Federaufnahmen welche sich hinsichtlich des Typs der abzustützenden Feder unterscheiden. Eine Bauteilvariation erfolgt vorzugsweise sowohl auf der Seite des Grundkörpers 10 als auch auf der Seite der Federaufnahme 20. Es ist jedoch auch möglich, lediglich verschiedene Grundkörpertypen mit stets der gleichen Federaufnahme zu kombinieren oder umgekehrt ein Baukastensystem vorzusehen, bei dem stets gleiche Grundkörper mit unterschiedlichen Federaufnahmetypen kombinierbar sind.
Je nach benötigtem Einsatzzweck werden der geeignete Grundkörper 10 sowie die geeignete Federaufnahme 20 ausgewählt und miteinander zusammengefügt, wobei der gewählte Fügeprozess unter anderem von der Materialkombination der beiden Bauteile abhängt.
Auf diese Weise wird ein modularer Mehrkomponenten-Hybridfederlenker geschaffen. Die Kombination unterschiedlicher Materialien in Modulbauweise gestattet die Erlangung eines maximalen Leichtbaus. Insbesondere kann die Materialauswahl den Festigkeitsanforderungen des jeweiligen Bauteils angepasst werden. Die Erfindung grenzt sich hiermit deutlich gegenüber Federlenkern aus Vollmaterial ab, welche ein zu hohes Gewicht aufweisen, da bei diesen herkömmlichen Federlenkern auch festigkeitsunrelevante Bereiche nur aus Vollmaterial dargestellt werden können.
In den 1 bis 3 ist ein Federlenker 1 dargestellt, dessen Konfiguration für die vorstehend erläuterte Modularisierung besonders geeignet ist. Das Konzept eines modularen Mehrkomponenten-Hybridfederlenkers lässt in Bezug auf die Struktur von Grundkörper 10 und Federaufnahme 20 jedoch auch mit anderen Ausgestaltungen verwirklichen, solange die vorstehend erläuterte Funktionsverteilung sowie die beschriebene Systemschnittstelle gewahrt bleiben.
Die Federaufnahme 20 ist topfförmig ausgebildet. Sie weist einen Boden 21 zur Abstützung einer Fahrzeugfeder 2 auf, der dementsprechend als Federteller 22 ausgeformt sein kann.
Ferner weist die Federaufnahme 20 eine ringförmige Außenwand 23 auf, welche an den Boden 21 anschließt. Die ringförmige Außenwand 23 ist zumindest abschnittsweise nach außen freigestellt und bildet dadurch gleichzeitig einen Außenwandabschnitt des Federlenkers 1 aus, welcher als Spritz- und Steinschlagschutz für den Federteller 22 und die Fahrzeugfeder 2 dient. Praktisch bedeutet dies, dass die Außenseite der Außenwand 23 bei einer Betrachtung des Federlenkers 1 von schräg unten, wie beispielsweise in 2, oder von der Seite sichtbar ist. Da die ringförmige Außenwand 23 keine Tragfunktion besitzen muss, kann diese verhältnismäßig dünnwandig ausgeführt werden.
Im Boden 21 kann eine Öffnung 24 vorgesehen werden, um das Ablaufen von Wasser zu ermöglichen.
Ferner kann die ringförmige Außenwand 23 zylindrisch ausgeführt sein. Vorzugsweise ist diese ununterbrochen. Die Wandhöhe der ringförmigen Außenwand 23 kann, wie in den Figuren dargestellt, kontinuierlich von einer maximalen Wandhöhe zu einer in Umfangsrichtung gegenüberliegenden minimalen Wandhöhe übergehen. Es ist jedoch auch möglich, eine gleichbleibende Wandhöhe oder einen anderen Wandhöhenverlauf zu realisieren.
Der Boden 21 der Federaufnahme 20 liegt auf einer an dem Grundkörper 10 ausgebildeten Bodenleiste 14 auf. Insbesondere kann die Federaufnahme 20 im Bereich ihres Bodens 21 mit dem Grundkörper 10, insbesondere der Bodenleiste 14 verrastet sein.
Die Federaufnahme 20 ist vorzugsweise als Kunststoffteil hergestellt. Insbesondere kann die Federaufnahme 20 als Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFK) hergestellt sein. Es ist ferner möglich, die Federaufnahme 20 als Stahlblechteil oder Aluminiumblechteil auszubilden, wobei hier alle zugehörigen Unterverfahren zur Herstellung möglich sind. Beispielsweise kann die Federaufnahme 20 auch als Tiefziehteil aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung hergestellt sein. Auch eine Ausgestaltung als Magnesiumbauteil ist möglich.
Der zur Außenform der Federaufnahme 20 komplementäre Aufnahmeabschnitt 13 des Grundkörpers 10 ist bei dem Ausführungsbeispiel als Fachwerkstruktur mit seitlichen Durchbrechungen ausgebildet.
Die sich unter dem Boden 21 der Federaufnahme 20 hindurch erstreckende Bodenleiste 14 ist dazu über Stege 15 mit zwei Bögen 16 verbunden, welche sich ihrerseits jeweils von dem ersten Endabschnitt 11 zu dem zweiten Endabschnitt 12 des Grundkörpers 10 erstrecken. Die Bögen 16 umgreifen gemeinsam die ringförmige Außenwand 23 der Federaufnahme 20 von außen. Insbesondere können die Bögen 16 mit dem oberen Rand 25 der ringförmigen Außenwand 23 der Federaufnahme 20 abschließen.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel definieren die beiden Bögen 16 eine kreisförmige Öffnung 17, durch die die Federaufnahme 20 in den Aufnahmeabschnitt 13 des Grundkörpers 10 eingesetzt ist. Jedoch ist auch eine andere Öffnungskontur, beispielsweise eine Ovalform möglich.
Die Stege 15 verlaufen vorzugsweise im Wesentlichen senkrecht zur Haupterstreckungsrichtung des Federlenkers 1 entlang an der Außenseite der ringförmigen Außenwand 23 der Federaufnahme 20 und untergreifen den Boden 21 derselben, um den Boden 21 zu unterstützen. Die Stege 15 können an der Unterseite der Bögen 16 ansetzen. Ferner können die Stege 15 jeweils seitlich in die Bodenleiste 14 münden.
Die Bodenleiste 14 kann zwei nebeneinander verlaufende Rippen 18 aufweisen, welche jeweils eine Seitenwange 11a des ersten Endabschnitts 11 und eine Seitenwange 12a des zweiten Endabschnitts 12 miteinander verbinden. Wie insbesondere 2 zeigt, können die beiden Rippen 18 ein nach unten offenes U-Profil begrenzen. Zudem können diese in Richtung des aufbauseitigen Endabschnitts 11 pfeilförmig aufeinander zu verlaufen.
Der Grundkörper 10 kann, wie dargestellt, als Gussteil, insbesondere als Stahlgussteil, Eisengussteil oder Aluminiumgussteil ausgeführt sein. Es ist jedoch auch möglich, diesen als Stahlschmiedeteil, als Aluminiumschmiedeteil, in Stahlblech-Schweißkonstruktion, in Aluminiumblech-Schweißkonstruktion oder als Aluminium-Strangpressprofil, einschließlich aller zugehörigen Unterverfahren, auszuführen.
Die Struktur des Grundkörpers 10 wird dabei im Hinblick auf die angreifenden Radführungskräfte und Federkräfte derart optimiert, dass die benötigte Biege- und Torsionssteifigkeit des Federlenkers 1 sowie die erforderlichen Festigkeitseigenschaften allein oder zumindest zu einem ganz überwiegenden Teil, beispielsweise zu 95% oder mehr, durch den Grundkörper 10 und nicht etwa durch die Federaufnahme 20 oder andere Zusatzbauteile bereitgestellt wird.
Hierdurch wird ein Federlenker geschaffen, der bei hoher Tragfähigkeit ein sehr geringes Bauteilgewicht aufweist.
Eine Überdimensionierung des Grundkörpers im Bereich des Aufnahmeabschnitts 13 wird vermieden und hierdurch Gewicht eingespart.
Aufgrund der Modularisierung können der Grundkörper 10 und die Federaufnahme 20 aus unterschiedlichem Material gefertigt werden, wodurch die Materialauswahl für die jeweilige Komponente optimiert werden kann.
In der Serienfertigung gestattet die vorstehend erläuterte Konfiguration eine einfache Anpassung des Federlenkers an unterschiedliche Spurweiten, Lastklassen und Federtypen, wodurch die Federlenkerherstellung einfacher und kostengünstiger gestaltet werden kann.
Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels sowie weiterer Abwandlungen näher erläutert. Sie ist jedoch nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Insbesondere sind vorstehend erläuterte Merkmale auch dann miteinander kombinierbar, wenn dies in der Beschreibung des Ausführungsbeispiels nicht ausdrücklich erwähnt ist. Im Kontext miteinander beschriebene Abwandlungsmerkmale können auch separat voneinander verwirklich werden, solange dies technisch möglich ist.
Bezugszeichenliste

1: Federlenker
2: Feder
10: Grundkörper
11: erster Endabschnitt (fahrzeugaufbauseitig)
11a: Seitenwange
12: zweiter Endabschnitt (radseitig)
12a: Seitenwange
13: Aufnahmeabschnitt
14: Bodenleiste
15: Steg
16: Bogen
17: Öffnung
18: Rippe
20: Federaufnahme
21: Boden
22: Federteller
23: ringförmige Außenwand
24: Öffnung
25: Rand
30: Lagerbuchse
40: Buchse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004003151 A1 [0006]
DE 102009012551 A1 [0007]
DE 102009042403 A1 [0007]
DE 102006014730 A1 [0008]

Claims

Federlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, umfassend: einen Grundkörper (10) mit einem ersten Endabschnitt (11) zur fahrzeugaufbauseitigen Anbindung, einem zweiten Endabschnitt (12) zur radseitigen Anbindung sowie einem die beiden Endabschnitte (11, 12) verbindenden Aufnahmeabschnitt (13), der gegenüber den Endabschnitten (11, 12) erweitert ist, und eine Federaufnahme (20) mit einem Boden (21) zur Abstützung einer Fahrzeugfeder, wobei die Federaufnahme (20) topfförmig ausgebildet und in den Aufnahmeabschnitt (13) des Grundkörpers (10) eingesetzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Aufnahmeabschnitt (13) eine ringförmige Außenwand (23) der Federaufnahme (20) gleichzeitig zumindest abschnittsweise einen Abschnitt der Außenwand des Federlenkers ausbildet.
Federlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (13) sich mit einer Bodenleiste (14) unter dem Boden (21) der Federaufnahme (20) hindurch erstreckt.
Federlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (13) zwei Bögen (16) aufweist, welche jeweils den ersten Endabschnitt (11) und den zweiten Endabschnitt (12) miteinander verbinden und gemeinsam die ringförmige Außenwand (13) der Federaufnahme (20) von außen umgreifen.
Federlenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Aufnahmeabschnitt (13) Stege ausbildet, welche die Bögen (16) mit der Bodenleiste (14) verbinden.
Federlenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Außenwand (23) der Federaufnahme (20) ununterbrochen und zwischen den Stegen (15) des Aufnahmeabschnitts (13) nach außen freigestellt ist.
Federlenker nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Bodenleiste (14) zwei nebeneinander verlaufende Rippen (18) aufweist, welche jeweils eine Seitenwange (11a) des ersten Endabschnitts (11) und eine Seitenwange (12a) des zweiten Endabschnitts (12) miteinander verbinden.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (10) hergestellt ist als Stahlgussteil, Eisengussteil, Aluminiumgussteil, Stahlschmiedeteil, Aluminiumschmiedeteil, in Stahlblech-Schweißkonstruktion, in Aluminiumblech-Schweißkonstruktion, oder als Aluminium-Strangpressprofil, einschließlich aller zugehörigen Unterverfahren, und die Federaufnahme (20) hergestellt ist als Kunststoffteil, Bauteil aus faserverstärktem Kunststoff, Magnesiumbauteil, Stahlblechteil oder Aluminiumblechteil, einschließlich aller zugehörigen Unterverfahren.
Federlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Struktur des Grundkörpers (10) auf die Radführungskräfte und die Kräfte der Federabstützung abgestimmt ist und die Struktur der Federaufnahme (20) auf die Einleitung der Federkraft in den Grundkörper (10) sowie einen Steinschlag- und Spritzschutz für die federabstützende Seite des Bodens (21) abgestimmt ist.
Baukastensystem für Federlenker (1) vom Typ gemäß einem der vorgenannten Ansprüche, wobei zwischen dem Grundkörper (10) und der Federaufnahme (20) eine definierte Systemschnittstelle vorgesehen ist und der Grundkörper (10) ausgewählt ist aus einer Gruppe von Grundkörpern (10.1, 10.2, 10.3, 10.4), welche sich hinsichtlich – des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und/oder – der maximalen Belastung unterscheiden und die Federaufnahme (20) ausgewählt ist aus einer Gruppe von Federaufnahmen (20.1, 20.2), welche sich hinsichtlich – des Typs der abzustützenden Feder unterscheiden.
Verfahren zur Herstellung von Federlenkern (1) vom Typ gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, bei denen zwischen dem Grundkörper (10) und der Federaufnahme (20) eine definierte Systemschnittstelle vorgesehen ist, umfassend zumindest ein Bereithalten einer Gruppe von verschiedenen Grundkörpern (10.1, 10.2, 10.3, 10.4), welche sich hinsichtlich des Abstands der rad- und aufbauseitigen Anbindungspunkte und/oder der maximalen Belastung unterscheiden, und/oder ein Bereithalten einer Gruppe von Federaufnahmen (20.1, 20.2), welche sich hinsichtlich des Typs der abzustützenden Feder unterscheiden, sowie ferner ein Auswählen eines Grundkörpers (10) und/oder einer Federaufnahme (20) in Abhängigkeit der vorgenannten Parameter und ein entsprechendes Zusammenfügen von Grundkörper (10) und Federaufnahme (20).