DE102016107155A1

DE102016107155A1 - Achskomponente für eine Kraftfahrzeugachse

Info

Publication number: DE102016107155A1
Application number: DE102016107155.2A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Jäger; Christian Smatloch
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2016-04-18
Filing date: 2016-04-18
Publication date: 2017-10-19
Also published as: US10391828B2; CN107303790B; US20170297398A1; CN107303790A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achskomponente (1) für eine Kraftfahrzeugachse. Die Achskomponente (1) weist zum Einsatz eines Gummimetalllagers (5) Durchzüge (7) auf. Erfindungsgemäß sind die Kragen (8) beider Durchzüge (7) in die gleiche Richtung orientiert. Ein nach außen orientierter Kragen (8.1) ist gegenüber einer Außenwand (12) der Achskomponente (1) in den Innenraum (13) zurückversetzt. Hierdurch wird die Genauigkeit des Einpressvorgangs verbessert und gleichzeitig der benötigte Bauraum nicht vergrößert.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Achskomponente für eine Kraftfahrzeugachse gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt an Kraftfahrzeugen Mehrlenkerachsen zu verwenden. Hierzu sind einzelne Stangen- oder auch bogenförmige Lenker an einer Kraftfahrzeugkarosserie oder an einem Achshilfsrahmen schwenkbar gekoppelt. Auf der jeweils gegenüberliegenden Seite sind die Lenker mit einem Radträger gekoppelt, so dass bei Ein- und Ausfedern des Rades gegenüber der Kraftfahrzeugkarosserie eine Führung aufgrund der Lenker erfolgt. Um die Schwenkbarkeit zu gewährleisten, jedoch auch Vibrationen und Stöße zu dämpfen, sind in die Lenker jeweils Gummimetalllager eingesetzt. Ein solcher Lenker ist beispielsweise aus der DE 10 2006 028 713 B3 bekannt. Es sind jeweils Lageraufnahmen, die als Lageraugen oder auch Lageröffnungen bezeichnet werden, ausgebildet. Zur Aufnahme sind Durchzüge ausgebildet, die in entgegensetzte Richtungen zeigen. Es wird dann ein Gummimetalllager mit einer äußeren Lagerhülse in die Kragen der Durchzüge eingepresst.
Weiterhin ist aus der DE 10 2010 007 944 A1 ein einschaliger Kraftfahrzeuglenker bekannt, wobei Durchzüge in entgegengesetzter Richtung aufeinander zu zeigend orientiert hergestellt sind.
Eine weitere Ausführungsvariante sieht vor, dass eine Aufnahmehülse eingeschweißt wird und dann das Gummimetalllager in die Aufnahmehülse selbst eingepresst wird. Hier können sowohl Gummimetalllager mit äußerer Lagerhülse als auch Gummimetalllager die keine äußere Lagerhülse aufweisen eingesetzt werden.
Problematisch ist jedoch bei in entgegensetzten Richtungen orientierten Kragen, dass beim Einpressvorgang ein Verkanten der Lagerschale erfolgen kann. Es kann ferner zu einem Fressen der Außenmantelfläche der Lagerschale kommen. Hierdurch wird gerade die Qualität des Sitzes des Lagers beeinträchtigt.
Bei einer Einschweißhülse ist ein vermehrter Fertigungsaufwand zu verzeichnen, aufgrund des separaten Schweißvorganges.
Auch ist es bekannt bei Aufhängungen im Achsbereich beispielsweise der Aufhängung eines Achsträgers, Gummimetalllager einzusetzen. Diese dämpfen insbesondere auftretende Schwingungen, die während des Fahrens auftretenden und/oder durch Motorvibrationen entstehende Schwingungen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ausgehend vom Stand der Technik eine Möglichkeit aufzuzeigen, eine Aufnahme für ein Gummimetalllager in einer Achskomponente bereitzustellen, wobei die Aufnahme die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile überwindet.
Die zuvor genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Achskomponente für eine Kraftfahrzeugachse mit den Merkmalen im Patentanspruch 1 gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Die erfindungsgemäße Achskomponente ist für eine Kraftfahrzeugachse, insbesondere zum Einsatz an einer Mehrlenkerachse ausgebildet. Bevorzugt handelt es sich bei einer Achskomponente um einen Lenker, insbesondere Stablenker oder um einen bogenförmigen Lenker oder einen Achsträger. Die Achskomponente ist als Hohlbauteil ausgebildet. Dies bedeutet, dass er im Querschnitt vollständig geschlossen sein kann, jedoch auch als im Querschnitt offenes Hohlprofil ausgebildet sein kann. Die Achskomponente weist mindestens eine Lageraufnahme auf, mit zwei einen jeweiligen Kragen aufweisenden Durchzügen. Die Kragen der Durchzüge dienen zur Aufnahme eines Gummimetalllagers. Insbesondere wird das Gummimetalllager in die Lageraufnahme eingepresst.
Erfindungsgemäß zeichnet sich die Achskomponente dadurch aus, dass die Kragen der Durchzüge in gleiche Richtung orientiert zeigend sind. Bezogen auf das Hohlbauteil ist somit ein Kragen in den Innenraum zeigend und der gegenüberliegende Kragen, aufgrund der gleichen Richtung, nach außen zeigend orientiert. Nunmehr ist weiterhin jedoch erfindungsgemäß vorgesehen, dass der nach außen orientierte Kragen in den Innenraum der Achskomponente zumindest teilweise, insbesondere vollständig gegenüber einer Außenwand des Lenkers zurückversetzt ist. Die Kragen sind zueinander beabstandet.
Hierdurch wird erfindungsgemäß der Vorteil erreicht, dass ein einzupressendes Gummimetalllager ohne Verkanten aufgrund der jeweiligen Rundung des Durchzuges in die Lageraufnahme eingepresst werden kann. Gleichzeitig wird durch den zurückversetzten nach außen orientierten Kragen der benötigte Bauraum nicht vergrößert. Die beim Herstellungsprozess entstehenden Kosten sind annähernd auf gleichem Niveau gegenüber zwei nach innen orientierten hergestellten Durchzügen.
Die vorliegende Erfindung betrifft somit auch eine Achsanordnung aufweisend den erfindungsgemäßen Lenker und mindestens ein in diesen eingepresstes Gummimetalllager bzw. einen Achsträger mit eingepresstem Gummimetalllager.
Die Achskomponente ist bevorzugt einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet. Dies kann entweder als übereinander geklapptes Umformbauteil hergestellt sein. Auch kann die Achskomponente aus einem Hohlprofil ausgebildet sein, beispielsweise durch Hydroformung. Im Rahmen der Erfindung ist es jedoch auch vorstellbar, dass die Achskomponente in Schalenbauweise ausgebildet ist. Beispielsweise werden zwei Schalen als Schweißbauteil miteinander gefügt. Im Falle eines Achsträgers ist dieser bevorzugt als Schweißbauteil aus mehreren der oben genannten Bauteile ausgebildet.
Die Achsanordnung selbst kann aus einer Stahllegierung, insbesondere einer härtbaren Stahllegierung ausgebildet sein. Die Achsanordnung kann jedoch aus einer Leichtmetalllegierung hergestellt sein, insbesondere einer Aluminiumlegierung.
Damit nunmehr der nach außen orientierte Kragen in den Innenraum zumindest teilweise, insbesondere vollständig zurückversetzt ist, ist vorgesehen, dass eine den Durchzug außen umrandende Wellenform hergestellt ist. Der Durchzug ist somit aufgrund der Wellenform in den Innenraum zurückversetzt, so dass der Kragen zwar nach außen orientiert ist, jedoch insbesondere mit einem äußeren Ende gegenüber einer Außenwand des Lenkers zurückversetzt ist, mindestens jedoch plan mit dieser abschließt. Hierzu kann ergänzend oder alternativ vorgesehen sein, dass der den Durchzug umgebende äußere Randbereich in den Innenraum des Lenkers gestülpt ist.
Damit nunmehr das Gummimetalllager, insbesondere eine äußere Lagerhülse des Gummimetalllagers eingepresst werden kann, ist vorgesehen, dass an jedem Durchzug im Übergangsbereich zu dem Kragen eine abgerundete Kante ausgebildet ist, wobei beide abgerundeten Kanten bezogen auf eine Einpressrichtung des Gummimetalllagers in eine Richtung, insbesondere in die gleiche Richtung orientiert angeordnet sind. Somit kann beim jeweiligen Einführen der äußeren Lagerhülse in den Durchzug eine Zentrierung erfolgen. Ein Verkanten oder auch Fressen der äußeren Lagerhülse wird hierdurch vermieden. Insbesondere können somit auch single bonded Lager mithin Gummimetalllager ohne äußere Lagerhülse eingepresst werden. Die Außenmantelfläche der außenliegenden Elastomerschicht wird somit beim Einpressvorgang nicht beschädigt. Diese liegt direkt an der jeweiligen Innenmantelfläche der Kragen an.
Weiter ist vorgesehen, dass der Innendurchmesser des Kragens selber kleiner ausgebildet ist, als der Außendurchmesser des einzuführenden Gummimetalllagers. Insbesondere der Innendurchmesser des nach außen orientierten sowie in den Innenraum zurückversetzen Kragens ist kleiner ausgebildet. Hierdurch erfolgt eine Eigenzentrierung während des Einpressvorganges. Ein Verkanten wird durch die erfindungsgemäße Orientierung beider Kragen in die gleiche Richtung vermieden.
Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
1a und b einen Lenker als Stablenker in Seitenansicht und einen Achsträger in Perspektivansicht,
2a und b einen Querschnitt gemäß Schnittlinie A-A und eingesetzter Lagerhülse bekannt aus dem Stand der Technik,
3 ein erfindungsgemäß eingesetztes Gummimetalllager gemäß Schnittlinie A-A,
4 einen erfindungsgemäßen Einpressvorgang gemäß Schnittlinie A-A und
5 ein erfindungsgemäß eingesetztes single bonded Gummimetalllager gemäß Schnittlinie A-A.
In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
1a zeigt einen gattungsgemäßen Lenker 100 in Stabform. Der Lenker 1 weist eine längliche Erstreckung auf und an seinen jeweiligen Enden jeweils eine Lageraufnahme 2 zur Aufnahme eines nicht näher dargestellten Gummimetalllagers. In 1b ist ein gattungsgemäßer Achsträger 20 dargestellt. Dieser weist zwei in Kraftfahrzeuglängsrichtung X jeweils seitlich orientierte Längsrahmenteile 21 auf sowie diese verbindende Querbrücken 22. Die Längsrahmenteile 21 und Querbrücken 22 sind jeweils über Schweißnähte 23 miteinander gekoppelt. Die Längsrahmenteile 21 und/oder Querbrücken 22 können als Strangpressprofil oder Blechumformbauteile hergestellt sein. Insbesondere sind diese jedoch als Hohlbauteile hergestellt und weisen entsprechende Lageraufnahmen zur Koppelung mit nicht näher dargestellten Gummimetalllagern auf. Die 2a und b, 3 und 4 zeigen jeweils eine Querschnittsansicht gemäß der Schnittlinien A-A aus 1a und b.
Gemäß 2a und b ist eine jeweils aus dem Stand der Technik bekannte Ausgestaltungsvariante eines eingesetzten Gummimetalllagers 5 in eine Achskomponente 1 dargestellt. Bei 2a ist eine Aufnahmehülse 3 mit je einer umlaufenden Schweißnaht 4 dargestellt. In die Aufnahmehülse 3 selbst ist ein Gummimetalllager 5 eingepresst. Dabei weist das Gummimetalllager 5 eine äußere Lagerhülse 6 auf, die in die Aufnahmehülse 3 eingepresst ist.
In 2b ist die Achskomponente 1 dargestellt mit zwei aufeinander zu zeigenden Durchzügen 7. Jeder Durchzug 7 weist einen Kragen 8 auf, wobei die Kragen 8, 8.1 aufeinander zu zeigend orientiert sind. Die äußere Lagerhülse 6 des Gummimetalllagers 5 ist in die Durchzüge 7 eingepresst. Beim auf die Bildebene bezogen von oben nach unten vollzogenen Einpressvorgang kann es im Bereich von einer Kante 9 zu einer Beschädigung oder Verkanten der Lagerhülse 6 kommen.
Die erfindungsgemäße Lösung ist dargestellt in den 3 und 4. Hierzu ist vorgesehen, dass der Lenker 1 ebenfalls zwei Durchzüge 7. 7.1 aufweist, wobei jedoch der auf die Bildebene bezogen untere Durchzug 7.1 einen nach außen 11 orientierten Kragen 8.1 aufweist, der erfindungsgemäß gegenüber einer Außenwand 12 der Achskomponente 1 in einen Innenraum 13 zurückversetzt ist. Hierzu ist eine Wellenform 14 ausgebildet, die nach innen gestülpt ist, so dass eine äußere Kante 15 mit der Außenwand 12 plan abschließt und/oder gegenüber dieser zurückversetzt ist. Es wird somit die Breite B der Achskomponente 1 nicht vergrößert. Beide Kragen 8, 8.1 sind in die gleiche Richtung R orientiert.
Der weitere erfindungsgemäße Vorteil ist in 4 dargestellt. In Einpressrichtung 16 des Gummimetalllagers 5 ist somit eine abgerundete Kante 17 im Bereich des auf die Bildebene bezogen oberen Durchzuges 7 ausgebildet. Es ist jedoch auch eine abgerundete Kante 17.1 an dem auf die Bildebene bezogen unteren Durchzuges 7.1 ausgebildet. Die Außenmantelfläche 10 der äußeren Lagerhülse 6 wird somit jeweils aufgrund der abgerundeten Kante 17, 17.1 zentriert. Ein Innendurchmesser 18.1 des Kragens 8.1 ist bevorzugt kleiner gleich einem Außendurchmesser 19 der äußeren Lagerhülse 6 ausgebildet.
5 zeigt eine weitere Ausgestaltungsvariante der Erfindung. Hierbei ist ein Gummimetalllager als single bonded Lager 5.1 eingesetzt. Die Gummischicht bzw. Elastomerschicht 24 liegt somit mit ihrer Außenmantelfläche 25 unmittelbar an der Innenmantelfläche 26 der Kragen 8, 8.1 an. Eine Beschädigung des Elastomermaterials beim Einpressvorgang wird durch die gleiche Orientierung beider Kragen 8, 8.1, insbesondere der abgerundeten Kanten 17, 17.1 vermieden.
Bezugszeichenliste

1: Achskomponente
2: Lagerflansch
3: Aufnahmehülse
4: Schweißnaht
5: Gummimetalllager
5.1: single bonded Lager
6: äußere Lagerhülse zu 5
7: Durchzug
7.1: zurückversetzter Durchzug
8: Kragen
8.1: nach außen orientierter Kragen
9: Kante
10: Außenmantelfläche zu 6
11: außen
12: Außenwand zu 1
13: Innenraum zu 1
14: Wellenform
15: äußere Kante zu 8.1
16: Einpressrichtung
17: abgerundete Kante
17.1: abgerundete Kante zu 1
18.1: Innendurchmesser zu 17.1
19: Außendurchmesser zu 6
20: Achsträger
21: Längsrahmenteile
22: Querbrücke
23: Schweißnaht
24: Eleastomerschicht
25: Außenmantelfläche zu 24
26: Innenmantelfläche zu 8, 8.1
100: Lenker
B: Breite zu B
R: Richtung
T: Tiefe zu 8, 8.1

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 102006028713 B3 [0002]
DE 102010007944 A1 [0003]

Claims

Achskomponente (1) für eine Kraftfahrzeugachse, wobei die Achskomponente (1) als Hohlbauteil ausgebildet ist und mindestens eine Lageraufnahme mit zwei einen jeweiligen Kragen (8, 8.1) aufweisenden Durchzügen (7, 7.1) zur Aufnahme eines Gummimetalllagers (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (8, 8.1) der Durchzüge (7, 7.1) in die gleiche Richtung (R) orientiert sind, wobei ein bezogen auf einen Innenraum (13) der Achskomponente (1) nach außen (11) orientierter Kragen (8.1) eines Durchzuges (7.1) in den Innenraum (13) der Achskomponente (1) zumindest teilweise, insbesondere vollständig gegenüber einer Außenwand (12) der Achskomponente (1) zurückversetzt ist.
Achskomponente nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet ist oder dass diese in Schalenbauweise ausgebildet ist.
Achskomponente nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass diese aus einer Stahllegierung oder einer Leichtmetalllegierung ausgebildet ist.
Achskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der nach außen orientierte Kragen (8.1) eine diesen außen umrandende Wellenform (14) besitzt und/oder dass der äußere Randbereich des nach außen orientierten Kragens (8.1) in den Innenraum (13) der Achskomponente (1) gestülpt ist.
Achskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass an jedem Kragen (8, 8.1) eine abgerundete Kante (17, 17.1) ausgebildet ist, wobei beide abgerundeten Kanten (17, 17.1) bezogen auf eine Einpressrichtung (16) des Gummimetalllagers (5) in eine Richtung (R) orientiert angeordnet sind.
Achskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innendurchmesser (18.1) des Kragens (8.1) kleiner ausgebildet ist, als der Außendurchmesser (19) des einzuführenden Gummimetalllagers (5).
Achskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass diese im Querschnitt als offenes Hohlprofil ausgebildet ist oder als geschlossenes Hohlprofil ausgebildet ist.
Achskomponente nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kragen (8, 8.1) zueinander beabstandet sind.
Achskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Lenker (100) ausgebildet ist oder dass die Achskomponente (1) als Achsträger (20) ausgebildet ist, insbesondere ist der Achsträger (20) als Schweißbauteil ausgebildet.
Achskomponente nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein single bonded Lager eingesetzt ist oder dass zumindest ein Gummimetalllager (5) mit äußerer Lagerhülse eingesetzt ist.