DE19722942A1 - Fahrwerksabschnitt mit einem steifen Bauteil - Google Patents
Fahrwerksabschnitt mit einem steifen BauteilInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksabschnitt mit einem stei
fen Bauteil, insbesondere einem Lagerbock aus Aluminium, das an
wenigstens einer Schweißanbindungsstelle mit wenigstens einem
Tragteil verbunden ist und einen Anlenkungspunkt aufweist, an
dem eine Kraft in das steife Bauteil einleitbar ist.
Ein derartiger Fahrwerksabschnitt ist allgemein bekannt. Dabei
ist ein als steifes Bauteil dienender Lagerbock für Radführungs
lenker aus Aluminium hergestellt und über eine Schweißnaht an
einem entsprechenden Tragteil der Karosserie festgelegt. Bei ei
ner schlagartigen Krafteinleitung, insbesondere durch eine Auf
prallbelastung, besteht die Gefahr, daß der Lagerbock im Bereich
der Schweißanbindungsstelle abgerissen wird.
Es ist ferner aus der DE-GM 72 15 060 bekannt, einen Längslenker
einer Hinterachse eines Kraftfahrzeuges mit einer Kraftbegren
zungseinrichtung zu versehen, die einen auf den Längslenker ein
geleiteten Kraftstoß in eine gezielte plastische Verformung min
destens eines Teils des Längslenkers umsetzt, um so die einge
leitete Aufprallenergie wenigstens teilweise abbauen zu können.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrwerksabschnitt der ein
gangs genannten Art zu schaffen, bei dem mit einfachen Mitteln
eine verbesserte Verbindung zwischen dem steifen Bauteil und dem
Tragteil erzielbar ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kenn
zeichnenden Teils des Anspruchs 1 gelöst. Durch die erfindungs
gemäße Lösung wird wenigstens eine Schweißanbindungsstelle auf
Druck und die wenigstens eine andere Schweißanbindungsstelle auf
Zug belastet, wodurch wesentlich höhere Belastungen aufgenommen
werden können, ohne daß ein Abreißen des steifen Bauteils er
folgt. Vorteilhaft liegt dabei die wenigstens eine Schweißanbin
dungsstelle in Krafteinleitungsrichtung vor dem Anlenkungspunkt
und wenigstens eine weitere Schweißanbindungsstelle liegt in
Krafteinleitungsrichtung hinter dem Anlenkungspunkt. Je nach Ge
staltung der Schweißanbindungsstellen ist es jedoch erfindungs
gemäß auch möglich, daß beide Schweißanbindungsstellen - in
Krafteinleitungsrichtung gesehen - hinter dem Anlenkungspunkt
liegen und dennoch die Belastung einer Schweißanbindungsstelle
auf Druck und der anderen auf Zug gegeben ist.
Durch eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung mit den
Merkmalen des Anspruchs 2 wird eine weiter verbesserte Anbindung
des Bauteils an das zugehörige Tragteil erreicht.
Durch die Merkmale des Anspruchs 3 wird gewährleistet, daß Auf
prallbelastungen lediglich in definierter Krafteinleitungsrich
tung in das steife Bauteil und damit in das wenigstens eine
Tragteil eingeleitet werden.
Durch die Ausgestaltung nach Anspruch 4 wird eine Begrenzung der
vom steifen Bauteil in das wenigstens eine Tragteil eingeleite
ten Aufprallbelastungen erzielt.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 6
wird das deformierbare Zusatzteil im Falle einer crashbedingten
Krafteinleitung plastisch verformt, wodurch eine weitere Umset
zung von Stoßenergie in Formänderungsarbeit und Reibungswärme
erzielt wird.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung gemäß Anspruch 7
wird das Langloch plastisch verformt, wodurch Stoßenergie in
Formänderungsarbeit und Reibungswärme umgesetzt wird. Hierdurch
wird auf besonders einfache Weise eine Reduzierung der Spitzen
belastung auf die Schweißanbindungsstellen im Fall einer crash
bedingten Krafteinleitung auf das steife Bauteil erzielt.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den
Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der be
vorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnun
gen dargestellt sind.
Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines erfindungs
gemäßen Fahrwerksabschnitts mit einem steifen Hinter
achsquerträger, der an zwei Stehlen mit zwei Fahrwerk
längsträgern verschweißt ist,
Fig. 2 eine Schnittdarstellung eines Anlenkungspunktes des stei
fen Hinterachsquerträgers längs der Schnittlinie II-II
in Fig. 1,
Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Teils des steifen
Hinterachsquerträgers, wobei an dem Anlenkungspunkt ein
mit einem Langloch versehener Querlenker angebunden ist,
der in seiner normalen Sollposition dargestellt ist,
Fig. 4 eine Ansicht des steifen Hinterachsquerträgers ein
schließlich Querlenker gemäß Fig. 3, wobei der Querlenker
infolge einer crashbedingten Krafteinleitung verschoben
dargestellt ist,
Fig. 5 eine Detaildarstellung eines Ausführungsbeispiels eines
Langlochs eines erfindungsgemäßen Querlenkers, wobei das
Langloch teilweise eine geringere Breite aufweist, als
ein dieses durchsetzendes Bolzenelement,
Fig. 6 eine Detaildarstellung eines Langlochs eines erfindungs
gemäßen Querlenkers, wobei das Langloch sich konisch ver
engend ausgestaltet ist,
Fig. 7 eine Detaildarstellung eines Langlochs eines erfindungs
gemäßen Querlenkers, wobei in das Langloch ein deformier
bares Zusatzteil eingebaut ist.
Ein erfindungsgemäßer Fahrwerksabschnitt eines Kraftfahrzeuges
weist gemäß Fig. 1 zwei aus Aluminium hergestellte, als Tragtei
le dienende Längsträger 1 und 2, sowie einen als steifes Bauteil
dienender Hinterachsquerträger 3 aus Aluminium auf. Der steife
Hinterachsquerträger 3 ist über jeweils eine Schweißverbindung
1' und 2' unlösbar mit den Längsträgern 1 und 2 verbunden. An
einem Anlenkungspunkt 4 ist ein als Funktionsteil dienender
Querlenker 6 aufgehängt, in den ein Kraftstoß in Richtung des
Pfeiles 7 einleitbar ist, sobald eine seitliche Aufprallbela
stung auf das Fahrzeug erfolgt. Der dargestellte Fahrwerksab
schnitt ist symmetrisch aufgebaut, so daß an einem weiteren An
lenkungspunkt 5 ein ebensolcher, nicht dargestellter Querlenker
anbindbar ist. Die eine Schweißverbindung 1' ist in Krafteinlei
tungsrichtung vor dem Anlenkungspunkt 4 und die andere Schweiß
verbindung 2' in Krafteinleitungsrichtung hinter dem Anlenkungs
punkt 4 angeordnet.
Bei Einleitung einer Stoßkraft in Richtung des Pfeiles 7 wird
die in Krafteinleitungsrichtung in einem Bereich vor dem Anlen
kungspunkt angeordnete Schweißverbindung 1' auf Zug belastet,
während die in einem Bereich hinter dem Anlenkungspunkt 4 lie
gende Schweißverbindung 2' auf Druck belastet wird. Durch die
gewählte Anordnung wird die eingeleitete Kraft so auf die beiden
Schweißverbindungen aufgeteilt, daß die Schweißverbindung 2' in
folge ihrer höheren Festigkeit gegenüber der auftretenden Druck
belastung einen Großteil der eingeleiteten Stoßenergie aufnimmt.
Dadurch, daß der steife Hinterachsquerträger 3 bezüglich der
Krafteinleitungsrichtung gemäß Pfeil 7 formschlüssig auf dem
Längsträger 2 abgestützt ist, wird erreicht, daß im Fall einer
Krafteinleitung in Richtung des Pfeiles 7 ein Abreißen der
Schweißverbindung 2' verhindert wird. Durch eine geeignete bie
gesteife Ausführung des Hinterachsquerträgers in Form des darge
stellten Kastenprofiles wird eine verbesserte Verstärkung der
Verbindung zwischen dem Hinterachsquerträger und den Fahrwerks
längsträgern erzielt. Durch eine solche Anordnung wird ein er
findungsgemäßer Fahrwerksabschnitt in günstiger Weise sehr steif
ausgeführt, wobei die Anordnung der Schweißanbindungsstellen so
gewählt ist, daß ein Abreißen der Schweißverbindungen auch bei
der Einleitung einer starken Stoßkraft vermieden werden kann.
In Fig. 2 ist ein Schnitt durch einen erfindungsgemäßen Anlen
kungspunkt 4 dargestellt. Dabei durchsetzt ein Schraubenbolzen 7
die Bohrung einer Buchse 8, die wiederum in eine Buchsenpackung
9, 10, 11 eingepaßt ist. Diese Anordnung ist in Krafteinlei
tungsrichtung formschlüssig in den steifen Hinterachsquerträger
3 eingebaut. Senkrecht zur Krafteinleitungsrichtung hingegen ist
eine axiale Verschiebbarkeit der Buchsen gegeneinander vorseh
bar. Darüber hinaus ist die Buchse 9 als Feder-/Dämpferelement
ausgeführt, wodurch sie in der Lage ist, eingeleitete Kräfte ab
zufedern und zu dämpfen. Der gabelförmig auslaufende Querlenker
6, der im Bereich seiner Gabel eine Bohrung 6' aufweist, in der
der Schraubenbolzen 7 geführt ist, umgreift die Buchse 8 und
wird durch den Schraubenbolzen 7 mit Hilfe der Mutter 13 reib
schlüssig auf die Buchse 8 gepreßt und somit fixiert.
Um bei der Einleitung einer über einem vorgebbaren Grenzwert
liegenden Stoßkraft in Richtung des Pfeiles 7 eine definierte
Verschiebung des Querlenkers gegenüber dem steifen Hinterachs
querträger 3 zu ermöglichen, ist die Bohrung in der Gabel des
Querlenkers 6 als Langloch 6', wie in den Fig. 3 und 4 gezeigt,
ausgeführt. Das Langloch 6' weist die gleiche Breite wie der
Schaft des Schraubenbolzens 7 auf, so daß ein Losreißen des
Querlenkers 6 aus der in Fig. 3 gezeigten Sollposition haupt
sächlich in Abhängigkeit von der Spannkraft der Verschraubung 7,
8, 13 erfolgt. Bei einer ausreichenden Krafteinwirkung in Rich
tung des Pfeiles 7 löst sich somit der Querlenker 6 aus der in
Fig. 3 gezeigten, durch die Wirkung von Haftreibungskräften fi
xierten Position und gleitet bis in die in Fig. 4 gezeigte Ex
tremlage. Dabei treten vorwiegend an den Oberflächen 6'' und
6''' erhebliche Gleitreibungseffekte auf. Sie bewirken eine Um
wandlung von Stoßenergie in Reibungswärme, so daß, wenn der
Querlenker 6 seine in Fig. 4 dargestellte Extremposition er
reicht hat, ein Teil der eingeleiteten Stoßenergie bereits abge
baut ist, bevor eine Krafteinleitung in den steifen Hinterachs
querträger erfolgt. Dadurch wird eine Herabsetzung der Spitzen
belastung auf die Schweißnähte 1' und 2' im Falle eines Crashs
bewirkt, was wiederum dazu beiträgt, ein Abreißen der Schweiß
verbindungen zu vermeiden.
Eine weitere Maßnahme zur Dämpfung eines in den Querlenker ein
geleiteten Kraftstoßes kann eine entsprechende Formgebung des
Langloches 6' sein. In Fig. 5 ist hierzu ein Ausführungsbeispiel
gezeigt, bei dem ein Teil des Langloches eine konstante Breite
aufweist, die geringer ist als diejenige des Schraubenbolzens 7.
Bei diesem Ausführungsbeispiel führt eine Bewegung des Querlen
kers 6 gegenüber den Schraubenbolzen 7 zu einer Aufweitung des
Langlochs 6' und damit zu einer plastischen Verformung des Quer
lenkers 6. Eine solche plastische Verformung des Querlenkers 6
ist beeinflußbar durch die Ausgestaltung von Form und Oberfläche
des Langlochs 6'. Ein im Hinblick auf den Verlauf des Kraftan
stieges bei einer Einleitung eines Stoßes in den Querlenker be
sonders geformtes Langloch ist in Fig. 6 dargestellt. Das Lang
loch 6' ist hierbei konisch zulaufend ausgebildet, um einen wäh
rend der Stoßeinleitung mit der Zeit zunehmenden Dämpfungs- und
Energieabsorptionseffekt zu erhalten.
In dem in Fig. 7 dargestellten Ausführungsbeispiel ist in das
Langloch 6' ein deformierbares Zusatzteil 14 eingebracht, das
einerseits eine Fixierung des Schraubenbolzens 7 in einem Lang
loch 6' bewirkt, das eine größere Breite aufweist als der
Schraubenbolzen 7 selbst. Andererseits läßt sich durch eine ge
eignete Form und Materialauswahl bei dem deformierbaren Zusatz
teil 14 der Anstieg der in den steifen Hinterachsquerträger im
Falle eines Crashs eingeleiteten Kraft sehr gezielt beeinflussen.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, bei einem nicht allzu
starken Crash die plastische Verformung und damit die Zerstö
rungswirkung auf das Bauteil 14 selbst zu begrenzen.
Es versteht sich, daß eine erfindungsgemäße Anbindung des Quer
lenkers 6 an dem Hinterachsquerträger nicht nur mit Hilfe des
Langloches 6' in der Gabel des Querlenkers 6 erfolgen kann.
Vielmehr kann statt dessen oder zusätzlich dazu auch ein Lang
loch, gegebenenfalls auch mit einer etwas anderen Orientierungs
richtung, in dem steifen Hinterachsquerträger vorgesehen werden,
in das vorzugsweise ein weiteres deformierbares Zusatzteil ein
baubar ist, um den steifen Hinterachsquerträger möglichst weit
gehend vor plastischer Verformung im Fall einer crashbedingten
Krafteinleitung zu schützen.
Claims (7)
1. Fahrwerksabschnitt mit einem steifen Bauteil (3), insbeson
dere einem Lagerbock aus Aluminium, das an wenigstens einer
Schweißanbindungsstelle mit wenigstens einem Tragteil verbunden
ist und einen Anlenkungspunkt (4) aufweist, an dem eine Kraft in
das steife Bauteil einleitbar ist,
dadurch gekennzeichnet, daß
das steife Bauteil (3) mit Hilfe von wenigstens zwei Schweißan
bindungsstellen (1', 2') mit dem wenigstens einen Tragteil (1,
2) verbunden ist, wobei die Schweißanbindungsstellen (1', 2')
derart zu dem Anlenkungspunkt (4) positioniert sind, daß bei ei
ner Krafteinleitung wenigstens eine Schweißanbindungsstelle (1')
auf Zug und wenigstens eine Schweißanbindungsstelle (2') auf
Druck beansprucht ist.
2. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß
das steife Bauteil (3) an der in Krafteinleitungsrichtung hinter
dem Anlenkungspunkt (4) liegenden Schweißanbindungsstelle (2')
das zugehörige Tragteil zusätzlich formschlüssig umgreift.
3. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß
an dem Anlenkungspunkt (4) des steifen Bauteils (3) ein knick
steifes Funktionsteil (6) angreift, wobei der Anlenkungspunkt
(4) formschlüssig in das steife Bauteil (3) eingebunden ist.
4. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, daß
im Anlenkungspunkt (4) zwischen dem Funktionsteil (6) und dem
steifen Bauteil (3) Energievernichtungsmittel (6', 7, 12) zur
Begrenzung der eingeleiteten Kraft vorgesehen sind.
5. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß
das Funktionsteil (6) mittels einer in Krafteinleitungsrichtung
ausgerichteten Langlochführung reibschlüssig mit dem steifen
Bauteil (3) verbunden ist.
6. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
in der Langlochführung ein deformierbares Zusatzteil (14) vorge
sehen ist, das bei einer Relativbewegung zwischen Funktionsteil
(6) und steifem Bauteil (3) in Krafteinleitungsrichtung Energie
durch Deformation vernichtet.
7. Fahrwerksabschnitt nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet, daß
die Langlochführung sich in Krafteinleitungsrichtung kontinuier
lich verjüngt.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997122942 DE19722942A1 (de) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Fahrwerksabschnitt mit einem steifen Bauteil |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1997122942 DE19722942A1 (de) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Fahrwerksabschnitt mit einem steifen Bauteil |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE19722942A1 true DE19722942A1 (de) | 1998-12-03 |
Family
ID=7831102
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1997122942 Withdrawn DE19722942A1 (de) | 1997-05-31 | 1997-05-31 | Fahrwerksabschnitt mit einem steifen Bauteil |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE19722942A1 (de) |
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- 1997-05-31 DE DE1997122942 patent/DE19722942A1/de not_active Withdrawn
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