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Die Erfindung betrifft einen Querlenker für ein Kraftfahrzeug.
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Querlenker bilden bei Kraftfahrzeugen eine Komponente der Fahrzeugradaufhängung. Er verbindet hierbei den Radträger mit fahrzeugseitigen Komponenten des Chassis, z. B. einem Hilfsrahmen. Normalerweise verfügt ein solcher Querlenker über zwei Chassis-seitige Anbindungsstellen sowie eine radseitige Anbindungsstelle. Die Chassis-seitigen Anbindungsstellen, über die eine gelenkige Verbindung, bspw. durch Metall-Gummi-Verbundlager gegeben ist, fluchten in eingebautem Zustand üblicherweise mit der X-Achse (also der Längsachse) des Fahrzeugs, so dass eine Schwenkbewegung der radseitigen Anbindungsstelle in der Y-Z-Ebene ermöglicht wird. Die Hauptfunktion des Querlenkers ist hierbei, zusammen mit anderen Aufhängungskomponenten horizontale, d. h. in der X-Y-Ebene liegende Kräfte aufzunehmen.
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Eine typische Bauform eines Querlenkers ist mehr oder weniger L-förmig, wobei sich der Querlenker grob in zwei Schenkel gliedert, deren einer eine Chassis-seitige Anbindungsstelle mit der radseitigen Anbindungsstelle verbindet und sich im wesentlichen quer zur X-Achse erstreckt. Bei waagerechter Ausrichtung des Querlenkers verläuft dieser Schenkel und somit die Verbindung der genannten zwei Anbindungsstellen in etwa entlang der Y-Achse (Querachse). Ein weiterer Schenkel ist normalerweise in der Nähe der genannten radseitigen Anbindungsstelle mit dem ersten Schenkel verbunden und verläuft im Winkel zu diesem. Am Ende des genannten Schenkels ist die zweite chassis-seitige Anbindungsstelle angeordnet.
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Neben geschmiedeten Querlenkern, die üblicherweise aus Leichtmetall oder Stahl bestehen, sind im Stand der Technik auch solche Lenker bekannt, die als Blechumformteile gefertigt werden. Um einem derartigen Lenker die notwendige Festigkeit zu verleihen, ist das Blech durch einen geeigneten Umformprozess (bspw. Ziehen) mit einem Profil versehen, das ihm typischerweise eine schalenartige Struktur verleiht. Neben zweischaligen Lenkern, bei denen zwei Schalen einen Innenraum umschließen und sich durch ihre Verbindung gegenseitig Stabilität verleihen, sind auch einschalige Lenker bekannt, bei denen die Stabilität allein aus der Struktur einer einzelnen Schale resultiert, deren wesentlicher Bestandteil in der Regel ein randseitiger Flansch ist. Daneben können im Innenbereich zwischen den Rändern Sicken oder ähnliches eingebracht sein, durch die die Stabilität zusätzlich erhöht wird.
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Querlenker werden üblicherweise als Sekundärkomponenten eingeordnet, die sich bei einer Überlastung (die z. B. durch eine zu schnelle Durchfahrt durch ein Schlagloch, ggf. kombiniert mit einer Vollbremsung entstehen kann) verformen sollen und so Energie absorbieren, bevor eine Verformung von Primärkomponenten, wie z. B. Hilfsrahmen oder Achsschenkel, eintritt. Neben der Anforderung einer ausreichenden Stabilität im normalen Betrieb des Kraftfahrzeugs besteht somit die Anforderung an den Querlenker, bei Überschreiten einer bestimmten Belastung gewissermaßen planmäßig bzw. kontrolliert nachzugeben, indem er sich verformt. Charakteristischerweise sind hierbei L-förmiger Querlenker in Y-Richtung wesentlich stabiler als in X-Richtung.
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Je nach Fahrzeuganforderung kann es vorkommen, dass die Stabilität in X-Richtung so hoch ist, dass der Querlenker dadurch in Y-Richtung zu stabil für ein kontrolliertes Nachgeben ist. Um dennoch ein kontrolliertes Nachgeben des Querlenkers zu ermöglichen und somit die primären Komponenten im Falle einer Überlastung zu schonen, sind Konzepte entwickelt worden, den Querlenker bezüglich einer Krafteinwirkung in Y-Richtung gezielt und planmäßig zu schwächen. Ein solches Konzept sieht bspw. vor, in einen seitlichen Flansch nahe der Chassis-seitigen Anbindungsstelle eine Art Kerbe oder Ausschnitt einzuarbeiten, welche bei Überlast eine vorgesehene Ansatzstelle für eine Verformung des Lenkers bildet. Während diese Maßnahme bei einer Überlastung grundsätzlich ein zuverlässiges Nachgeben des Querlenkers sicherstellt, hat sich gezeigt, dass hierdurch die Lebensdauer des Bauteils im Normalbetrieb im Vergleich zu einem Querlenker ohne eine Kerbe verringern kann. Es muss daher ein Kompromiss zwischen einer effektiv wirkenden Kerbe und einer ausreichenden Lebensdauer gefunden werden. Dies wiederum bedingt, dass der Querlenker nur auf relativ leichten Fahrzeugen eingesetzt werden kann.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Bereitstellung eines Querlenkers, der im Normalbetrieb eine hohe Lebensdauer aufweist und gleichzeitig bei einer Überlastung zuverlässig in vorbestimmter Weise nachgibt, noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Querlenker mit hoher Lebensdauer bereitzustellen, der sich bei einer Überlastung aufgrund einer entlang der Y-Achse einwirkenden Kraft in vorherbestimmter Weise verformt.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Querlenker mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird ein Querlenker für ein Kraftfahrzeug zur Verfügung gestellt. Der Querlenker ist in Einschalenbauweise bzw. einschalig mit einer Schale ausgebildet. Wie bereits oben erläutert, bedeutet "einschalig", dass die Struktur des Querlenkers im Wesentlichen durch Blech (oder ggf. vergleichbares plattenförmiges Material) gebildet ist, das nach Art einer (einseitig offenen) Schale geformt ist und somit eine gewölbte Struktur und/oder abgewinkelte Randbereiche aufweist, die Flansche bilden. Diese Art von Querlenker ist abzugrenzen von zweischaligen Bauformen, bei denen zwei Schalen, die bspw. miteinander verschweißt sind, einen Innenraum umschließen. Bevorzugt besteht die Schale aus einer einzelnen Lage Blech, insbesondere Stahlblech. Daneben ist es aber auch denkbar, eine mehrschichtige Schale (wobei das Metallblech verstärkt ist, z. B. durch ein zusätzliches verschweißtes Metallblech oder eine faserverstärkte Kunststoffschicht) einzusetzen, oder sogar eine Schale, die insgesamt aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
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Der Querlenker umfasst einen Rad-Schenkel, der eine Rad-Anbindungsstelle für einen Radträger und eine erste Chassis-Anbindungsstelle für ein Chassis aufweist. Die genannten Anbindungsstellen sind Punkte bzw. Bereiche, an denen direkt oder indirekt eine Verbindung zum Radträger bzw. Chassis hergestellt werden kann. Eine solche Anbindungsstelle kann z. B. durch eine Lagerbuchse, einen Lagerzapfen, eine Kugelgelenkaufnahme oder Ähnliches gegeben sein. Es ist im Stand der Technik auch bekannt, wie bspw. in der
DE 10 2013 200 406 A1 beschrieben, eine Kugelgelenkaufnahme als separat gefertigtes Bauteil durch Nieten, Verschrauben oder dergleichen mit der eigentlichen Schale des Querlenkers zu verbinden. In einem solchen Fall kann auch der Teil der Schale, der für die Befestigung der Kugelgelenkaufnahme vorgesehen ist und hierfür z. B. Bohrungen aufweist, als Anbindungsstelle angesehen werden. Der Rad-Schenkel stellt einen Teil des Querlenkers dar, der sich im eingebauten Zustand vom Chassis (bspw. einem Hilfsrahmen) zum Radträger erstreckt. Der Verlauf des Rad-Schenkels entspricht hierbei normalerweise in etwa der Y-Achse des Fahrzeugs. Selbstverständlich muss der Rad-Schenkel hierbei nicht gerade sein, sondern kann an wenigstens einer Seite z. B. einen gebogenen Rand aufweisen.
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Der Querlenker umfasst des Weiteren einen Chassis-Schenkel, der vom Rad-Schenkel ausgeht und eine zweite Chassis-Anbindungsstelle für das Chassis aufweist. Der Chassis-Schenkel befindet sich normalerweise auf der dem Chassis zugewandten Seite des Querlenkers und verläuft in einem Winkel zum Rad-Schenkel, von dem er ausgeht bzw. in den er einmündet. Wie bei einschaligen Konstruktionen üblich, sind die beiden Schenkel in aller Regel einstückig ausgebildet, bestehen also aus dem gleichen Stück Blech oder Ähnlichem. Die Schenkel werden zumindest überwiegend durch die Schale gebildet. Typischerweise erhält der Querlenker durch die beiden Schenkel eine L-förmige Struktur. Die Kontur am Übergang von einem Schenkel zum anderen ist normalerweise geschwungen, so dass dort keine Ecke bzw. kein Knick gegeben ist. Auch bei einer als L-förmig zu bezeichnenden Struktur ist der Verlauf des Chassis-Schenkels in der Regel nicht rechtwinklig zum Rad-Schenkel. Allerdings verlaufen die gedachten Verbindungslinien zwischen Rad-Anbindungsstelle und erster Chassis-Anbindungsstelle einerseits sowie erster und zweiter Chassis-Anbindungsstelle andererseits in vielen Fällen in etwa rechtwinklig. In eingebautem Zustand sind die erste und zweite Chassis-Anbindungsstelle normalerweise in etwa entlang der X-Achse des Fahrzeugs angeordnet, um eine Schwenkbewegung des Querlenkers um die X-Achse zu gewährleisten.
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Die Schale weist am Rad-Schenkel (also in dem Teil der Schale, der dem Rad-Schenkel zugehörig ist) eine Sollverformungsstelle auf, zum Einleiten einer planmäßigen Verformung bei einer entlang des Rad-Schenkels einwirkenden Kraft. Eine solche entlang des Rad-Schenkels einwirkende Kraft wirkt wenigstens überwiegend entlang der Verbindung zwischen der Rad-Anbindungsstelle und der ersten Chassis-Anbindungsstelle. In eingebautem Zustand wirkt eine solche Kraft wenigstens überwiegend entlang der Y-Achse. Wie bereits oben diskutiert, ist ein Querlenker, hauptsächlich aufgrund der Struktur des Rad-Schenkels, gegenüber Kräften, die entlang dem Verlauf des Rad-Schenkels (bzw. entlang der Y-Achse) einwirken, wesentlich stabiler als quer hierzu. Um bei einer Überlastung dafür zu sorgen, dass sich zunächst der Querlenker verformt, während andere Komponenten des Kraftfahrzeugs (Hilfsrahmen etc.) vor einer Verformung geschützt werden, wird mittels der genannten Sollverformungsstelle gezielt eine Verformung (die normalerweise auf ein Verbiegen oder Knicken beschränkt ist, ggf. aber auch mit einem teilweisen Riss oder Bruch des Querlenkers einhergehen kann) eingeleitet. Die Verformung nimmt hierbei normalerweise im Bereich der Sollverformungsstelle ihren Anfang oder ist ggf. auf diesen Bereich begrenzt. Der Begriff „planmäßig" soll selbstverständlich nicht bedeuten, dass bei einer Überlastung der genaue Verlauf oder das Ausmaß der Verformung planbar wären, sondern lediglich, dass die Verformung an sich geplant ist. Die Sollverformungsstelle kann insbesondere eine Sollknickstelle sein, an der der Querlenker planmäßig einknickt.
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Erfindungsgemäß ist die Sollverformungsstelle bezüglich des Chassis-Schenkels radseitig angeordnet. Anders ausgedrückt, betrachtet man beim Rad-Schenkel den Bereich, in dem der Chassis-Schenkel einmündet, so befindet sich die Sollverformungsstelle radseitig dieses Bereichs, also zur Rad-Anbindungsstelle hin. Die Sollverformungsstelle liegt hierbei nicht zwangsläufig auf der Seite des Rad-Schenkels, in die der Chassis-Schenkel einmündet. Die Verlagerung der Sollverformungsstelle in den genannten Bereich hat zwei Konsequenzen. Zum einen wird bei einer entlang des Rad-Schenkels bzw. der Y-Achse einwirkenden Kraft entsprechender Größe die Verformung zunächst im radseitigen Bereich erfolgen. Zum anderen hat sich überraschenderweise gezeigt, dass sich die Tendenz zur Materialermüdung bei normalem Betrieb wesentlich reduziert. Außerdem wird im Allgemeinen, wie nachfolgend noch erläutert wird, die Stabilität in X-Richtung durch die Sollverformungsstelle praktisch nicht beeinflusst. Daher ist es möglich, den erfindungsgemäßen Querlenker auch bei Fahrzeugen einzusetzen, die stärkeren Belastungen ausgesetzt sind, z. B. bei Lkw.
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Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Sollverformungsstelle an einem Flansch angeordnet, der sich an einer vom Chassis-Schenkel abgewandten Seite des Rad-Schenkels befindet. Wie bereits erwähnt, sind bei einem einschaligen Lenker normalerweise an den Seiten der Schenkel Flansche vorhanden, die wesentlich zur Stabilität beitragen. Der Chassis-Schenkel geht an einer Seite vom Rad-Schenkel aus bzw. mündet in diesen ein. Der bezeichnete Flansch befindet sich auf der gegenüberliegenden Seite des Rad-Schenkels. Bei einer Anordnung der Sollverformungsstelle an der genannten Stelle kann eine in X-Richtung, also quer zum Verlauf des Rad-Schenkels, einwirkende Kraft weiterhin effektiv von einem gegenüberliegenden Flansch sowie von der dazwischen liegenden Fläche des Schenkels, die weitere Strukturen zur Stabilisierung (Sicken oder ähnliches) aufweisen kann, aufgenommen werden. Es hat sich gezeigt, dass eine Anordnung der Sollverformungsstelle in dem genannten Bereich praktisch keinen Einfluss auf die Stabilität in X-Richtung hat, sondern vielmehr nur die beabsichtigte Schwächung bezüglich der Y-Richtung bewirkt. Es lässt sich feststellen, dass es normalerweise ausreichend ist, die Sollverformungsstelle wie geschildert nur auf einer Seite des Rad-Schenkels vorzusehen.
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Vorteilhaft umfasst die Sollverformungsstelle einen seitwärts ausweichenden Abschnitt innerhalb eines gleichförmig verlaufenden Abschnitt des Flansches. "Gleichförmig verlaufend" bedeutet in diesem Fall, dass hier (abgesehen von dem genannten ausweichenden Abschnitt) keine plötzlichen Richtungswechsel gegeben sind, d.h. dass der Flansch z. B. gerade oder ggf. gleichförmig geschwungen ausgebildet ist. "Seitwärts ausweichend" bedeutet, dass der Abschnitt gegenüber der Verlaufsrichtung des Flansches seitwärts abweicht. Der seitwärts ausweichende Abschnitt kann hierbei zur Innenseite der Schale oder zur Außenseite der Schale vom Verlauf des Flanschs abweichen. Er kann z. B. nach außen gewölbt oder nach innen gewölbt sein. Ein solcher seitwärts ausweichender Abschnitt, der sich durch einen oder mehrere Richtungswechsel des Flansches auf engem Raum darstellt, führt zu einer Schwächung der Struktur des Flansches bzw. dazu, dass sich bei einwirkender Kraft Spannungen in diesem Bereich konzentrieren. Insbesondere kann der Flansch gerade und in im Wesentlichen in Y-Richtung verlaufen, wobei der seitwärts ausweichende Abschnitt den einzigen Bereich darstellt, in welchem der Verlauf des Flansches wesentlich hiervon abweicht. Bei einer in Y-Richtung wirkenden Kraft wirkt somit hier eine Kraftkomponente quer zum Verlauf des Flansches, wodurch hier am ehesten ein Nachgeben erfolgt.
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Gemäß einer weiteren Ausgestaltung umfasst die Sollverformungsstelle einen Bereich, in dem die Neigung des Flansches bezüglich einer Erstreckungsebene des Querlenkers reduziert ist. Die Neigung ist hierbei über den jeweils kleineren Winkel zwischen Flansch und Ebene definiert, so dass 90° die maximal denkbare Neigung ist. Bekanntermaßen verleiht der Flansch dem Lenker Stabilität, weil er gegenüber der Ebene, in der sich der Lenker erstreckt, geneigt bzw. abgewinkelt ist. Wird nun in einem bestimmten, örtlich begrenzten Bereich, die Neigung bezüglich der genannten Ebene – die bei waagerechter Ausrichtung der X-Y-Ebene entspricht – reduziert, verringert sich hiermit auch die Stabilität des Rad-Schenkels in diesem Bereich. Die Neigung kann geringfügig reduziert werden (bspw. von ca. 90° auf ca. 70°), aber ggf. auch stark, so dass in diesem Bereich der Flansch kaum noch als solcher erkennbar ist. In diesem Fall wäre der Flansch zur Außenseite der Schale geneigt. Die Neigung gegenüber der Erstreckungsebene kann auch dadurch reduziert werden, dass der Flansch gegenüber dem angrenzenden Teil der Schale nach innen geneigt, also quasi gegen diesen umgefaltet wird. Ein Bereich mit reduzierter Neigung kann gleichzeitig einen seitwärts ausweichenden Abschnitt darstellen.
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Alternativ oder ergänzend kann die Sollverformungsstelle eine Ausnehmung umfassen. Diese kann am Rand oder innerhalb der Schale des Querlenkers ausgebildet sein. Eine solche Ausnehmung kann insbesondere in den o.g. Flansch eingebracht sein, sie kann sich prinzipiell aber auch an einer anderen Stelle befinden, die radseitig bezüglich des Chassis-Schenkels angeordnet ist.
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Besonders bevorzugt ist hierbei, dass die Ausnehmung als Ausschnitt in den Rand des Flanschs eingebracht ist. Ein solcher Ausschnitt, die auch als Kerbe bezeichnet werden kann, reduziert die Breite des Flansches und somit seine Stabilität. Es ist ausdrücklich möglich, einen solchen Ausschnitt mit einem o. g. seitwärts ausweichenden Bereich oder einem Bereich reduzierter Neigung zu kombinieren.
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Vorteilhaft befindet sich die Sollverformungsstelle vergleichsweise nahe an der Rad-Anbindungsstelle, die für den Radträger vorgesehen ist. Gemäß einer Ausgestaltung ist die Sollverformungsstelle in einer radseitigen Hälfte des Rad-Schenkels angeordnet. Sie kann sogar in einem radseitigen Drittel des Rad-Schenkels angeordnet sein. Hierbei bezeichnet "radseitige Hälfte" den Teil des Rad-Schenkels, der sich radseitig befindet, wenn man seine gesamte Länge zwischen der Rad-Anbindungsstelle und der ersten Chassis-Anbindungsstelle in zwei Teile teilt. Entsprechend ist das „radseitigen Drittel" derjenige Teil, der sich radseitig, also am nächsten an der Rad-Anbindungsstelle, befindet, wenn man die Länge in drei Teile teilt.
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Besonders vorteilhaft wirkt sich die Erfindung bei einem Querlenker aus, bei dem die erste Chassis-Anbindungsstelle an einem bezüglich des Chassis-Schenkels Chassis-seitigen Fortsatz des Rad-Schenkels ausgebildet ist. Bei dieser relativ häufigen Bauform setzt sich der Rad-Schenkel Chassis-seitig über den Bereich, in dem der Chassis-Schenkel einmündet, hinaus fort und bildet dort eine Art Fortsatz, der üblicherweise weniger breit ausgeführt ist als der radseitige Teil des Rad-Schenkels. Bei Lösungen im Stand der Technik, wo eine Kerbe im Flansch des Fortsatzes auf der dem Chassis-Schenkel gegenüberliegenden Seite vorgesehen wurde, hat sich gezeigt, dass dies die Materialermüdung wesentlich begünstigt. Dies betrifft zum einen den Bereich der Kerbe, aber vor allem auch den Bereich auf der dem Chassis-Schenkel zugewandten Seite des Fortsatzes bzw. den Übergangsbereich zwischen Fortsatz und Chassis-Schenkel. Verzichtet man hingegen auf eine Sollverformungsstelle im Bereich des Fortsatzes und sieht stattdessen eine Sollverformungsstelle im radseitigen Bereich des Rad-Schenkels vor, so zeigt sich, dass sich die Lebenserwartung des Bauteils wesentlich erhöht.
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Insbesondere kann es sich bei dem erfindungsgemäßen Querlenker um einen vorderen Querlenker handeln, wobei der Chassis-Schenkel in eingebautem Zustand rückwärtig angeordnet ist. Anders ausgedrückt, der Rad-Schenkel befindet sich in Fahrtrichtung vor dem Chassis-Schenkel. Der o. g. Flansch, der sich einer dem Chassis-Schenkel gegenüberliegenden Seite des Rad-Schenkels befindet, befindet sich in diesem Fall in Fahrtrichtung vorne. Die erste Chassis-Anbindungsstelle befindet sich entsprechend vor der zweiten Chassis-Anbindungsstelle. Insbesondere kann es sich um einen vorderen unteren Querlenker handeln.
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1 zeigt eine perspektivische Ansicht von unten eines Querlenkers gemäß dem Stand der Technik. Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von unterschiedlichen, in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
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2 eine perspektivische Ansicht von unten einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querlenkers,
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3A eine perspektivische Ansicht von unten einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querlenkers, sowie
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3B eine Detailansicht des Querlenkers aus 3A.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine perspektivische Darstellung von unten eines Querlenkers 101 gemäß dem Stand der Technik. Zur besseren Orientierung sind die X-, Y- und Z-Achsen des Fahrzeugs gemäß der vorgesehenen Einbauposition eingezeichnet. Vorliegend handelt es sich um einen unteren vorderen Querlenker 101 für ein Kraftfahrzeug, z. B. einen Pkw oder Lkw. Der Querlenker 101 ist in etwa L-förmig mit einem sich im Wesentlichen entlang der Y-Achse erstreckenden Rad-Schenkel 2 sowie einem in einem Anschlussbereich 13 hiervon ausgehenden bzw. hierin einmündenden Chassis-Schenkel 3. Zur Anbindung an einen Radträger (nicht dargestellt) verfügt der Querlenker 101 über eine Rad-Anbindungsstelle 4, an der vorliegend eine als separates Teil gefertigte Kugelgelenkaufnahme 15 durch Vernieten befestigt ist. Ansonsten wird der Lenker 101 im Wesentlichen durch eine aus einem einzigen Stahlblech bestehende Schale 14 gebildet, an deren Seiten drei Flansche 7, 8, 9 ausgebildet sind. Diese verleihen zusammen mit einer hier nicht näher diskutierten Innenstruktur dem Querträger 101 die nötige Stabilität gegenüber den im normalen Betrieb auftretenden Kräften sowohl innerhalb der horizontalen X-Y-Ebene, als auch in Z-Richtung.
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Während die Rad-Anbindungsstelle 4 an einem Ende des Rad-Schenkels 2 ausgebildet ist, ist an einem gegenüberliegenden Ende desselben, an einem Fortsatz 12, eine erste Chassis-Anbindungsstelle 5 gegeben, die zur Befestigung an einem (nicht dargestellten) Chassis des Kraftahrzeugs dient. In diesem Beispiel ist die erste Chassis-Anbindungsstelle 5 mit einer Lagerbuchse versehen, es sind aber auch alternativ andere Möglichkeiten vorstellbar. Endseitig des Chassis-Schenkels 3 befindet sich eine zweite Chassis-Anbindungsstelle 6, die ebenfalls zur Befestigung am Chassis dient. Über die erste und zweite Chassis-Anbindungsstelle 5, 6 ist eine Schwenkachse am Chassis gegeben, die im Wesentlichen mit der X-Achse übereinstimmt.
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Treten bei einer Überlastung, z. B. beim schnellen Fahren durch ein Schlagloch, Kräfte entlang der X-Y-Ebene auf, die ein vorgesehenes Maß überschreiten, soll dafür Sorge getragen werden, dass sich zunächst der Querlenker 101 verformt, bevor sich primäre Fahrzeugkomponenten, wie z. B. ein Hilfsrahmen, verformen. Während bei entlang der X-Achse einwirkenden Kräften, die somit quer zum Verlauf des Rad-Schenkels 2 gerichtet sind, die Stabilität desselben gering genug ist, um eine planmäßige Verformung zu gewährleisten, ist dies bei entlang der Y-Achse (also entlang des Rad-Schenkels 2) wirkenden Kräften nicht ohne Weiteres gegeben. Aus diesem Grund ist im Bereich des Fortsatzes 12 ein Ausschnitt 111 am Rand des Flansches 9 vorgesehen. Dieser Ausschnitt 111 bedeutet eine lokale Schwächung des Flansches 9, was bei einer Überlastung zu einer Verformung führt, die in diesem Bereich ihren Anfang nimmt. Es hat sich allerdings gezeigt, dass nicht nur im Bereich des Ausschnitts 111, sondern auch auf der gegenüberliegenden Seite des Fortsatzes 12, beim Übergang zum Chassis-Schenkel 3, eine ungewollt größere Materialermüdung eintritt.
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Dieses Problem wird bei dem in 2 gezeigten erfindungsgemäßen Querlenker 1 beseitigt bzw. wesentlich reduziert. Dieser Querlenker 1 ist überwiegend mit dem in 1 gezeigten Querlenker 101 identisch, weshalb seine einzelnen Bestandteile nicht nochmals einzeln erläutert werden. In der gezeigten Darstellung fehlt die Kugelgelenkaufnahme 15, diese kann allerdings entsprechend 1 befestigt werden.
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Statt des Ausschnitts 111 weist der Flansch 9, der sich auf einer dem Chassis-Schenkel 3 abgewandten Seite befindet, die in Einbauposition vorne liegt, eine nach außen gerichtete Wölbung 10 auf, der sich innerhalb eines Bereichs 9.1 befindet, in welchem der Flansch 9 einförmig gerade verläuft. Die Wölbung 10 ist bezüglich des Anschlussbereichs 13 radseitig angeordnet, genauer im radseitigen Drittel des Rad-Schenkels 3. Während der Flansch 9 bei Auftreten einer in Y-Richtung gerichteten Kraft innerhalb des gesamten Bereichs 9.1 (sowie entlang seiner gesamten Erstreckung) eine in etwa vergleichbare Stabilität aufweist, ist im Bereich der Wölbung 10 die Stabilität herabgesetzt. Dies führt dazu, dass bei Überschreiten einer gewissen Kraft dort eine planmäßige Verformung des Rad-Schenkels 3 eintritt. Dagegen hat die Wölbung 10 praktisch keine Auswirkungen auf die Stabilität des Rad-Schenkels 3 gegenüber Kräften in X-Richtung. Auch hat sich überraschenderweise gezeigt, dass nicht nur die Materialermüdung im Bereich des Fortsatzes 12 gesenkt wird, sondern dass auch die Materialermüdung im Bereich der Wölbung 10 wesentlich geringer ist als im Bereich des Ausschnitts 111 1. Die Lebensdauer des erfindungsgemäßen Querlenkers 1 kann im Normalbetrieb die des konventionellen Querlenkers 101 um ein Mehrfaches übersteigen.
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3A und 3B zeigen eine perspektivische Darstellung von unten einer weiteren Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Querlenkers 1a. Dieser ist wiederum in weiten Teilen mit dem in 1 gezeigten Querlenker 101 identisch und wird ebenfalls nicht in allen Details erläutert.
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Auch hier ist kein Ausschnitt 111 im Bereich des Fortsatzes 12 vorhanden. Stattdessen weist der auf der dem Chassis-Schenkel 3 abgewandten Seite befindliche Flansch 9, einen Bereich 9.2 auf, in dem er gewissermaßen nach außen gebogen ist und somit gegenüber der Ebene, in der sich der Querlenker 1a erstreckt, eine geringere Neigung auf. Auch dieser Bereich 9.2 ist im radseitigen Drittel des Rad-Schenkels 3 angeordnet. Die geringere Neigung des Flanschs 9 führt zu einer geringeren Stabilität gegenüber einer in Y-Richtung gerichteten Kraft. Dies führt bei Überschreiten einer gewissen Kraft zu einer planmäßigen Verformung des Rad-Schenkels 3, die im Bereich 9.2 ihren Ausgang nimmt. Zusätzlich ist im Bereich 9.2 ein Ausschnitt 11 im Rand des Flanschs 9 vorgesehen, wodurch der Flansch 9 weiter lokal geschwächt wird. Wie bei der in 2 dargestellten Ausführungsform zeigen sich auch hier keine negativen Auswirkungen auf die Stabilität des Rad-Schenkels 3 gegenüber Kräften in X-Richtung, während die Tendenz zur Materialermüdung gegenüber konventionellen Querlenkern 101 deutlich reduziert ist.
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Bezugszeichenliste
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- 1, 1a, 101
- Querlenker
- 2
- Rad-Schenkel
- 3
- Chassis-Schenkel
- 4
- Rad-Anbindungsstelle
- 5
- erste Chassis-Anbindungsstelle
- 6
- zweite Chassis-Anbindungsstelle
- 7, 8, 9
- Flansch
- 9.1, 9.2
- Bereich
- 10
- Wölbung
- 11, 111
- Ausschnitt
- 12
- Fortsatz
- 13
- Anschlussbereich
- 14
- Schale
- 15
- Kugelgelenkaufnahme
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102013200406 A1 [0012]
