DE19933108A1

DE19933108A1 - Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE19933108A1
Application number: DE1999133108
Authority: DE
Inventors: Dieter Toepker; Wolfgang Streubel; Lothar Hein; Rainer Hansen
Original assignee: Benteler Deustchland GmbH
Current assignee: Benteler Deustchland GmbH
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 1999-07-15
Publication date: 2001-02-01

Abstract

Die Verbundlenkerachse (2) weist einen auf dem überwiegenden Teil seiner Länge durch spanlose Umformung eines im Querschnitt runden Rohrs gebildeten U-förmigen Querträger (1) auf. Dessen mit den Längslenkern (4) verschweißte Enden (3) sind spanlos kastenartig geformt. Die durch den Scheitel (6) und mittig zwischen den Schenkeln (8) des Querträgers (1) verlaufende Mittellängsebene (MLE) ist in Bezug auf die sich durch die Längsachsen (9) der Längslenker (4) erstreckende Symmetrieebene (SE) unter einem Winkel (=) angeordnet. Der Querträger (1) und die Längslenker (4) können aus einem hochfesten Leichtmetall, einer Leichtmetall-Legierung oder auch aus Stahl bestehen.

Description

Durch die DE 297 20 207 U1 ist eine Verbundlenkerachse bekannt, bei welcher die Enden eines zwei Längslenker verbindenden V-förmigen Querträgers eine der Kontur der Längslenker angepasste stirnseitige Konfiguration aufwei sen und umlaufend mit den Längslenkern verschweißt sind. Der Scheitel des Querträgers weist nach oben. Die Schen kel sind schräg nach unten gerichtet. Durch seinen V-för migen Querschnitt ist der Querträger zwar biegesteif, an sonsten jedoch torsionsweich profiliert. In den Über gangsbereichen von dem Querträger auf die Längslenker sind etwa in Höhe des Scheitels des Querträgers Knoten bleche eingeschweißt, die sich vom Querträger aus in Richtung zu endseitig der Längslenker vorgesehenen Rad trägern erstrecken.

Eine derartige Verbundlenkerachse besitzt eine hohe Stei figkeit gegenüber lateral auf die Längslenker wirkenden Kräften. Das Einschweißen der Knotenbleche zwischen den Querträger und die Längslenker führt zu einem erhöhten Fertigungsaufwand. Dabei ist es möglich, dass die in den spannungsbelasteten Anbindungsbereichen der Knotenbleche liegenden Schweißnähte kritischen Spannungsüberhöhungen unterliegen. Sie stellen damit ein Sicherheitsrisiko dar.

Im Umfang der FR 2 654 987 A1 ist eine Verbundlenkerachse bekannt, die ebenfalls einen im Querschnitt V-förmigen Querträger aufweist. Seine sich durch den Scheitel und mittig zwischen die Schenkel erstreckende Mittel längsebene verläuft in der gemeinsamen Querebene der rohrartigen Längslenker. Die endseitigen Anbindungsberei che des Querträgers an die Längslenker sind stufenlos vergrößert. Die Querschnittsvergrößerungen erstrecken sich in Richtung auf endseitig der Längslenker angeord nete Radträger. Bei einer derartigen Verbundlenkerachse sind die spannungsbelasteten Anbindungsbereiche zwischen dem Querträger und den Längslenkern besser gegen laterale Kräfte versteift.

Darüberhinaus hat man im Umfang der EP 0 681 932 B1 die Enden eines weitgehend U-förmigen Querträgers einer Ver bundlenkerachse rotationssymmetrisch gestaltet, um durch eine beliebige Verdrehung des Querträgers in Bezug auf die Längslenkerstellung die Fahreigenschaften z. B. über die Rollsteifigkeit zu beeinflussen. Der Längenbereich des Querträgers zwischen den Enden ist durch Umformung eines Rohrs gebildet. Bei dieser Bauart ist eine Verstel lung des Querträgers aber nur um die gemeinsame Mittel achse seiner rotationssymmetrischen Enden möglich.

Der Erfindung liegt ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenkerachse zu schaffen, bei deren Herstellung kundenspezifischen Wünsche hin sichtlich der Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeugs ge zielt Rechnung getragen werden kann, ohne dass nennens werte Bauteilanpassungen vorgenommen werden müssen.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.

Eine derartige Verbundlenkerachse weist einen Querträger auf, der auf dem überwiegenden Teil seiner Länge durch spanlose Umformung eines im Querschnitt runden Rohrs U- förmig profiliert ist. Die Enden des Querträgers sind hingegen spanlos kastenartig verformt. Aufgrund dieser Maßnahme können nunmehr die Enden des Querträgers der artig an die Längslenker geschweißt werden, dass die durch den Scheitel und mittig zwischen den Schenkeln des Querträgers verlaufende Mittellängsebene in Bezug auf die sich durch die Längsachsen der Längslenker erstreckende gemeinsame Symmetrieebene unter einem Winkel von 20° bis 60° angeordnet ist. Der besondere Vorteil dieser Maßnahme liegt in der großen Variationsbreite der Parameter bezüg lich der Gravitationsachse des Querträgers zum Wankzen trum des Kraftfahrzeugs. Auf diese Art und Weise können die spezifischen Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs hinsichtlich der Rollsteifigkeit sowie der Verstellung von Spur und Sturz am Radflansch gezielt beeinflusst wer den, ohne dass eine signifikante Bauteiländerung notwen dig ist.

Die Längslenker können aus Rohren gebildet sein. Denkbar sind auch Pressteilkonstruktionen. Ferner ist es möglich, dass die Schenkel des Querträgers schräg nach unten oder schräg nach oben gerichtet sind. Die Schenkel können in oder gegen die Fahrtrichtung weisen. Die kastenartigen Enden des Querträgers können im Querschnitt vergrößert werden, und zwar gleichmäßig in beide Richtungen der Längslenker oder nur in eine Richtung, das heißt entweder zu den Schwenkachsen oder zu den Radträgern hin.

Bevorzugt beträgt der Winkel zwischen der Mittel längsebene des Querträgers und der Symmetrieebene der Längslenker entsprechend Anspruch 2 30° bis 50°.

Im Hinblick auf die moderne Leichtbauweise von Kraftfahr zeugen kann nach Anspruch 3 die Verbundlenkerachse aus einem hochfesten Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Le gierung, wie z. B. Aluminium oder einer Aluminiumlegie rung, bestehen.

Die Merkmale des Anspruchs 4 sehen entsprechend einer Va riante vor, Stahl als Werkstoff für die Längslenker und den Querträger zu verwenden.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeich nungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläu tert. Es zeigen:

Fig. 1 in einer schematischen perspektivischen Dar stellung den Anbindungsbereich eines Querträ gers einer Verbundlenkerachse für Kraftfahr zeuge an einen Längslenker und

Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch die Darstel lung der Fig. 1 entlang der Linie II-II.

Mit 1 ist in den Fig. 1 und 2 der Querträger einer Verbundlenkerachse 2 bezeichnet. Der bezüglich seiner nicht näher eingezeichneten vertikalen Mittelquerebene symmetrisch ausgebildete Querträger 1 ist mit den Enden 3 an aus Rohren gebildete Längslenker 4 geschweißt.

Der Querträger 1 weist auf dem überwiegenden Teil seiner Länge L einen U-förmigen Querschnitt auf, der durch span lose Umformung eines im Querschnitt runden Rohrs gebildet ist. An den Enden 3 ist der Querträger 1 spanlos kasten artig umgeformt. Die Stirnseiten 5 der kastenartigen En den 3 sind über umlaufende Schweißnähte mit den Längslen kern verbunden. Beim Ausführungsbeispiel sind die Enden 3 im Querschnitt vergrößert ausgeformt, wobei sie sich über den Scheitel 6 des Querträgers 1 in Richtung zu endseitig der Längslenker 4 vorgesehenen Aufnahmen 7 für Gummilager erstrecken.

Insbesondere aus der Fig. 2 ist erkennbar, dass die durch den Scheitel 6 und mittig zwischen den Schenkeln 8 des Querträgers 1 verlaufende Mittellängsebene MLE in Be zug auf die sich durch die Längsachsen 9 der Längslenker 4 erstreckende Symmetrieebene SE unter einem Winkel α an geordnet ist. Dieser Winkel α kann je nach den gewünsch ten Fahreigenschaften eines Kraftfahrzeugs in Bezug auf dessen Rollsteifigkeit sowie der Verstellung von Spur und Sturz am Radflansch zwischen 20° und 60°, bevorzugt 30° bis 50°, liegen.

Es ist in diesem Zusammenhang ferner aus der Fig. 2 er kennbar, dass aufgrund dieser Variationsmöglichkeiten der Relativlage der Mittellängsebene MLE zur Symmetrieebene SE eine große Variation der Parameter bezüglich der Gra vitationsachse 10 des Querträgers 1 zum Wankzentrum des Kraftfahrzeugs möglich ist.

Bezugszeichenaufstellung

1

Querträger v.

2

Verbundlenkerachse

3

Enden v.

1

4

Längslenker

5

Stirnseiten v.

3

6

Scheitel v.

1

7

Aufnahmen an

4

8

Schenkel v.

1

9

Längsachsen v.

4

10

Gravitationsachse v.

1

L Länge v.

1

MLE Mittellängsebene v.

1

SE Symmetrieebene v.

4

α Winkel zw. MLE u. SE

Claims

1. Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge, die einen auf dem überwiegenden Teil seiner Länge (L) durch span lose Umformung eines im Querschnitt runden Rohrs ge bildeten U-förmigen Querträger (1) aufweist, dessen mit den Längslenkern (4) verschweißte Enden (3) span los kastenartig verformt sind, wobei die durch den Scheitel (6) und mittig zwischen den Schenkeln (8) des Querträgers (1) verlaufende Mittellängsebene (MLE) in Bezug auf die sich durch die Längsachsen (9) der Längslenker (4) erstreckende Symmetrieebene (SE) unter einem Winkel (α) von 20° bis 60° angeordnet ist.

2. Verbundlenkerachse nach Anspruch 1, bei welcher der Winkel (α) zwischen der Mittellängsebene (MLE) des Querträgers (1) und der Symmetrieebene (SE) der Längslenker (4) 30° bis 50° beträgt.

3. Verbundlenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, bei wel cher die Längslenker (4) und der Querträger (1) aus einem hochfesten Leichtmetall oder einer Leichtme tall-Legierung bestehen.

4. Verbundlenkerachse nach Anspruch 1 oder 2, bei wel cher der Werkstoff der Längslenker (4) und des Quer trägers (1) Stahl ist.