DE29506571U1 - Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge - Google Patents
Verbundlenkerachse für KraftfahrzeugeInfo
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Description
Die Neuerung handelt von einem Verbundlenkerachskörper für Kraftfahrzeuge bestehend aus zwei Längslenkerteilen und einem
diese verbindenden Verbundteil, wobei die Längslenkerteile an einem Ende ein Auge zur Verbindung mit dem Fahrzeug
und am anderen Ende eine Aufnahme für die Radachse aufweisen.
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Derartige Achskonstruktionen sind von vielen ausgeführten Personenkraftwagen bekannt, siehe etwa REIMPELL: Fahrwerktechnik,
Vogel Verlag Würzburg, Seiten 445 bis 458. Sie bestehen durchwegs aus Stahl und sind aus mehreren Teilen zusammengeschweißt,
daher sind sie schwer und wegen der verwinkelten und teils geschlossenen Form der einzelnen miteinander
verschweißten Teile teuer in der Herstellung und korrosionsanfällig.
Aus der EP-PS 368 836 der Anmelderin ist zwar eine aus einem einstückigen offenen Profilteil hergestellte Halbachse bekannt,
sie besteht jedoch auch aus Stahl und die Laufgeometrie
des Rades ist vom momentanen Einfederungszustand in nachteiliger Weise beeinflußt. Außerdem handelt es sich um
keine Verbundlenkerachse und der Torsionsteil ist eine eigenständige Torsionsfeder, die nur schwer auf eine bestimmte
und eng tolerierte Federkraft auslegbar ist.
Es ist das Ziel der Neuerung, eine gattungsgemäße Verbundlenkerachse
vorzuschlagen, die bei minimalem Gewicht und einfacher Herstellung die Laufgeometrie der Räder nicht beeinträchtigt.
Neuerungsgemäß wird das dadurch erreicht, daß der Achskörper einstückig aus einem Verbundwerkstoff ausgeführt ist, der
aus einer Matrix und aus darin eingebetteten ungefähr in Richtung der Kraftlinien verlaufenden Zugsträngen und ungefähr
rechtwinklig dazu eingewobenen Quersträngen besteht, wobei die Übergänge vom Torsionsteil zu den Längslenkerteilen
in Draufsicht ausgerundet sind.
Die Verbundbauweise ermöglicht eine an jeder Stelle optimale
Werkstoffausnutzung und ergibt so eine besonders leichte
Bauweise, noch leichter, als durch den an sich bereits leichten Werkstoff bedingt. Dabei können durch die an den
Kraftlinien ausgerichteten Zugstränge die schwierigen Übergänge von der Zone der Torsion um die Querachse des Torsionsteiles
auf die Zone der Biegung und Torsion um die Längsachse der Längslenkerteile ohne erhöhte Bruchgefahr bewältigt
werden, wozu die gerundeten Übergänge einen wesentlichen Beitrag leisten. Außerdem wird durch die Ausrundungen
die Torsionssteifigkeit der Längslenkerteile erhöht.
Die Querstränge bilden mit den Längssträngen ein Gewebe mit den Spannungen in Größe und Richtung angepasster Festigkeit.
Die Querstränge erhöhen direkt die Form- und Torsionssteifigkeit
der Profile und bewirken nebstbei, daß bei der Fertigung die Abstände der Längsstränge entsprechend dem Verlauf
der Kraftlinien genau eingehalten werden. Ausserdem schützen die Querstränge die Längsstränge, sie wirken sozusagen
als Abstandhalter, die auch während der Fertigung sicherstellen, daß die Zugstränge nirgends aus der Matrix heraustreten.
In einer Ausbildung der Neuerung sind die Längslenkerteile Profile mit geschlossenem Querschnitt (Anspruch 2). Das
geschlossene Profil gibt den Längslenkerteilen auch bei extremen Auslegungserfordernissen Biege- und Torsionssteifigkeit
um die Längsachse.
Es ist auch vorteilhaft, die Augen und die Aufnahmen der Radachse mit den Zugsträngen zu umwickeln (Anspruch 3), um
eine saubere Krafteinleitung ohne Spannungsspitzen in diese zu erreichen.
Eine weitere Erhöhung der Torsionssteifigkeit der Längslenkerteile
ist zu erreichen, indem der Querschnitt des Verbundteiles angenähert als Kreissegment ausgebildet ist
(Anspruch 4). Das wirkt sich außerdem günstig auf deren Fertigungsaufwand und den Platzbedarf aus.
In weiterer Ausbildung der Neuerung ist an den Übergängen vom Torsionsteil zu den Längslenkerteilen je eine Federauflage
vorgesehen (Anspruch 5). Da gerade an dieser Stelle des Obergurtes die Kraftlinien in relativ großem Abstand verlaufen,
kann die von den Fahrzeugfedern herrührende Druckkraft ohne zusätzlichen Materialbedarf aufgenommen werden. Die Federauflage
kann so auch in einem Arbeitsgang mit dem gesamten Körper ausgeformt werden und es werden die sonst nötigen
zusätzlichen Federauflager eingespart.
Neuerungsgemäß kann man noch einen Schritt weitergehen und die Federauflage so formen, daß sie eine Vertiefung bildet,
deren Boden mit dem Untergurt des Längslenkerteiles verbunden oder vereint ist (Anspruch 6). So wird die Torsionsfestigkeit
des Längslenkerteiles durch die Verbindung von Obergurt und Untergurt an der Stelle, an der das geschlossene
Profil des Längslenkerteiles unterbrochen ist erhöht und zusätzlich noch Einbauraum für die Feder geschaffen, was
besonders bei einem Kleinwagen dem Innenraum zugute kommt.
Schließlich kann die Aufnahme der Radachse noch ein metallischer Formteil sein (Anspruch 7), der dann bei geeigneter
Formgebung besonders wirksam umwickelt werden kann und ein steifes Anschließen des Achsträgers oder Radträgers erlaubt.
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Im folgenden wird die Neuerung anhand von Abbildungen erläutert und beschrieben. Es stellen dar:
Fig.l: Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen Verbundlenkerachskörper,
Fig.2: Schnitt nach A-A in Fig.l in einer ersten Variante,
Fig.3: Schnitt nach A-A in Fig.l in einer zweiten Variante, Fig.4: Schnitt nach C-C in Fig.l in einer abgewandelten Ausführunsgform,
Fig.5: Schnitt nach B-B in Fig 1 in einer abgewandelten Ausführ
unsg form ,
Fig.6: Axonometrische Ansicht eines Verbundlenkerachskörpers in der ersten Variante,
Fig.6: Axonometrische Ansicht eines Verbundlenkerachskörpers in der ersten Variante,
Fig.7: Axonometrische Ansicht eines Verbundlenkerachskörpers
in der zweiten Variante.
Der in Fig.l dargestellte Verbundlenkerachskörper ist ein Körper und bildet einen linken und einen rechten Längslenkerteil
1,2, die beide über einen Verbundlenkerteil 3 zusammenhängen. Der Verbundteil 3 wird dabei auf Torsion beansprucht
und wirkt so als Stabilisator. Die Längslenkerteile 1,2 besitzen vorne je ein Auge 4 zur Verbindung mit dem
nicht dargestellten Fahrzeugkörper und hinten je eine Aufnahme 5 für die nicht dargestellte Radachse sowie gegebenenfalls
je einen Zapfen 6 zur Verbindung mit einem ebenfalls nicht gezeigten Stoßdämpfer oder Federbein. Weiters kann an
geeigneter Stelle eine Federauflage 7 vorgesehen sein. Die
nur in der Draufsicht gezeigte Form kann dem jeweiligen Fahrzeug angepaßt werden, es ist aber wesentlich, an den
Übergängen von den Längslenkerteilen 1,2 zum Verbundteil 3 großzügige Ausrjjindungen 8 vorzusehen.
Der Verbundlenkerachskörper ist aus einem Verbundwerkstoff
gefertigt, der aus einer Matrix und darin enthaltenen Strängen aus einem zugfesten Werkstoff besteht. Als Matrix kommen
Kunststoffe oder leichte Metalle in Frage, als zugfeste Stränge Glasfasern, Kohlenstoffasern, Stahldraht oder andere
für Verbundwerkstoffe geeignete Fasern. In Fig.l ist angedeutet,
daß es zweierlei Stränge gibt, Zugstränge 9 und Querstränge 10. Die Zugstränge folgen den Kraftlinien der
Zugspannungen, die etwa spannungsoptisch oder mit der Methode der finiten Elemente ermittelt sind, und die Querstränge
verbinden die Zugstränge, wie in Fig.5 angedeutet, so, wie der Schuss die Kettfäden in einem Gewebe. Sie kreuzen
die Zugstränge etwa rechtwinkelig. Durch die Querstränge 10 werden die Abstände zwischen den Zugsträngen 9 konstant
gehalten und bei der Fertigung sichergestellt, daß die Zugstränge nicht an der Oberfläche des Verbundlenkerachskörpers
zum Vorschein kommen.
Eine erste Ausführungsform des neuen Verbundlenkerachskörpers
ist in Fig.6 axonometrisch abgebildet und ein entsprechender Schnitt nach A-A in Fig.l ist in Fig.2 abgebildet.
Hier handelt es sich um ein offenes Profil, das besteht aus: einer Deckfläche 13, die zur Vereinfachung der Darstellung
an der Fläche 14, die dem Schnitt B-B in Fig.l entspricht, abgeschnitten ist, einer ersten Seitenfläche 15, die Teil
des Längslenkerteiles 2 ist und zweiten Seitenflächen 16, die mit der entsprechenden Rundung 8 vom Verbundteil 3 zum
Längslenkerteil 2 führen. In Fig.2 ist weiter eine Durchbrechung 17 zu sehen, die für die Befestigung des Zapfens 6 gedacht
ist. In die ersten Seitenfläche 15, an der Außenseite, ist ein Radträger 18 eingearbeitet. Er wird von den nur angedeuteten
Zugsträngen 9 und Quersträngen 10 in dem in die Matrix eintauchenden Teil umschlungen, um eine feste und
steife Verbindung herzustellen.
In der zweiten Ausführungsform gemäß Fig.7 und dem entsprechenden
Querschnitt nach A-A in Fig.l, der in Fig.3 darge-
stellt ist, ist der Längslenkerteil 2 ein geschlossenes Profil und der Querschnitt des Verbundteiles 3 ist anfangs ungefähr
halbkreisförmig, wobei die Schnittfläche 20 wieder dem Schnitt nach BB in Fig.l entspricht. An diesen schließt
eine Zylinderfläche 21 an, die, in der gewählten Darstellung nicht sichtbar, in eine Deckfläche 22 des Längslenkerteiles
2 übergeht. Eine erste Seitenfläche 23 ist auch nur an dem hinteren Ende des Längslenkerteiles 2 zu sehen, der hier offen
dargestellt ist, aber auch geschlossen sein könnte. Die Zylinderfläche 21 geht auch in die zweiten Seitenflächen 24
über, die wieder mit ausreichender Rundung bis zum Ende des Längslenkerteiles 2 führen. Um dem Längslenkerteil 2 ein geschlossenes
Profil zu geben, ist weiters eine Bauchfläche 25 gebildet, die an der entsprechend gerundeten Kante 26 endet.
Dadurch wird der Längslenkerteil 2 besonders biege- und torsionssteif,
der Verbundteil 3 bleibt jedoch ausreichend torsionsweich. Die Herstellung kann beispielsweise durch Blasformen
erfolgen, wobei das aus Längs- und Quersträngen bestehende ungefähr hemdartige Gewebe vor dem Blasen in die
Form eingelegt wird.
In der in Fig.4 gezeigten Weiterbildung der zweiten Ausführungsform,
ist nicht nur ein Wulst 7 als Federauflage vorgesehen, sondern eine Mulde 30 ausgebildet, deren Wand 31
unten die Bauchfläche 25 berührt und mit dieser verbunden bzw einstückig ist. Dadurch kann die Feder 32 weiter nach
unten reichen, wodurch im Fahrzeug selbst Bauraum eingespart wird. Außerdem verstärkt die Muldenwand 31 den Verbundlenkerachskörper
an. der Übergangszone zwischen dem geschlossenen Profil des Längslenkerteiles 2 und dem offenen Profil
des Verbundteiles 3.
Claims (7)
1. Verbundlenkerachskörper für Kraftfahrzeuge bestehend aus zwei Längslenkerteilen (1,2) und einem diese verbindenden
Verbundteil (3}, wobei die Längslenkerteile an einem Ende ein Auge (4) zur Verbindung mit dem Fahrzeug und am anderen
Ende eine Aufnahme (5) für die Radachse aufweisen, dadurch
gekennzeichnet, daß der Achskörper einstückig aus einem Verbundwerkstoff
ausgeführt ist, der aus einer Matrix und aus darin eingebetteten im wesentlichen in Richtung der Kraftlinien
verlaufenden Zugsträngen {9) und ungefähr rechtwinkelig
dazu eingewobenen Quersträngen (10) besteht, wobei die Übergänge (8) vom Verbundteil (3) zu den Längslenkerteilen (1,2)
in Draufsicht ausgerundet sind.
2. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Längslenkerteile (1,2) Profile mit geschlossenem Querschnitt sind.
3. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Augen (4) und die Aufnahmen (5) der Radachse von den Zugsträngen (9) umschlungen sind.
4. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß der Querschnitt des Verbundteiles (3) angenähert ein Kreissegment ist.
5. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß an den Übergangszonenen vom Verbundteil (3) zu
den Längslenkerteilen (1,2) je eine Federauflage (7) vorgesehen ist.
6. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Federauflage eine Vertiefung (30) bildet, deren Boden (31) mit der Bauchfläche (25) des Längslenkerteiles
(1,2) verbunden oder vereint ist.
7. Verbundlenkerachskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Aufnahme (5) der Radachse ein metallischer Formteil (18) ist.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE29506571U DE29506571U1 (de) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge |
Applications Claiming Priority (1)
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DE29506571U DE29506571U1 (de) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE29506571U1 true DE29506571U1 (de) | 1995-06-08 |
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ID=8006991
Family Applications (1)
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DE29506571U Expired - Lifetime DE29506571U1 (de) | 1995-04-18 | 1995-04-18 | Verbundlenkerachse für Kraftfahrzeuge |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R207 | Utility model specification |
Effective date: 19950720 |
|
R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 19980428 |
|
R151 | Utility model maintained after payment of second maintenance fee after six years |
Effective date: 20010704 |
|
R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20030429 |
|
R071 | Expiry of right |