DE4111532C2 - Tragstrebenkonstruktion - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Strebe, insbesondere auf ein Federbein, gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Aus DE-GM 70 03 199 ist eine Halterung zur Befestigung eines Geländers an einer Strebe bekannt, welche einen U-förmigen Bü­ gel aufweist. Dieser U-förmige Bügel ist im Bereich der stirn­ seitigen Enden seiner beiden Schenkel mit dem Strebenrohr ver­ schweißt. Die durch diese Halterung aufzunehmenden Kräfte sind gering.

Aus GB 21 27 936 ist ein Federbein mit einem Strebenrohr für ein Kraftfahrzeug bekannt, welches in seinem unteren Endbereich mit zwei Halterungen versehen ist, welche mit dem Strebenrohr über Schweißnähte verbunden sind. Zur Reduzierung eines beim Anschweißen der beiden Halterungen auftretenden Wärmeverzuges werden zumindest die von einem unteren Ende des Strebenrohres entfernt angeordneten Schweißnähte jeweils derart ausgebildet, daß sich diese auch in dem der jeweiligen Halterung abgewandten Wandungsbereich des Strebenrohres vollständig umlaufend um das Strebenrohr herum erstrecken.

Aus EP-A1 0 083 669 ist ein Stoßdämpferstrebenrohr mit einer Halterung zur Aufnahme eines Achsschenkels einer Radaufhängung bekannt. Diese Halterung besteht aus einem im wesentlichen U- förmig den unteren Bereich des Strebenrohres umgreifenden Blechformteil und einem im wesentlichen W-förmigen Blechein­ satz. Dieser zusätzliche Blecheinsatz ist in den zur Aufnahme des Achsschenkels der Radaufhängung vorgesehenen Abschnitt der U-förmigen Halterung eingesetzt und vermindert die Biegebela­ stung des unteren Bereiches des Strebenrohres.

Aus GB-A 2 050 968 ist ebenfalls ein Stoßdämpferstrebenrohr be­ kannt, welches eine in einem unteren Bereich des Strebenrohres angeordnete Befestigungseinrichtung mit integriertem Lenkschen­ kel für eine Radaufhängung aufweist. Durch die Kombination des Lenkschenkels mit der Befestigungseinrichtung soll eine zusätz­ liche Schwächung des Strebenrohres durch Schweißnähte in einem auf Biegung und Torsion belasteten unteren Bereich des Streben­ rohres vermieden werden. Auch bei diesem herkömmlichen Stoß­ dämpferstrebenrohr besteht die zur Aufnahme eines Achsschenkels vorgesehene Halterung aus einem im wesentlichen U-förmigen Blechformteil, welches einen unteren Abschnitt des Strebenroh­ res umgibt.

Die aus den vorangehend beschriebenen Druckschriften bekannten Halterungskonstruktionen ermöglichen bei entsprechend massiver Auslegung der Halterung in Verbindung mit einem relativ dick­ wandigen Strebenrohr eine zuverlässige Aufnahme äußerer Kräfte. Insbesondere bei der Verwendung einer Strebe als Federbein für ein Kraftfahrzeug ist es jedoch wünschenswert, das Strebenrohr und die daran angebrachte Halterung relativ leichtbauend aus zu­ bilden, um bei einem Radaufhängungssystem dessen ungefederte Masse zu verringern. Bei einem derartigen Anwendungsfall muß jedoch auch bei einer Leichtbaukonstruktion eine ausreichende Mindestfestigkeit in zuverlässiger Weise gewährleistet werden können.

Unter dem Eindruck dieser Problematik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine mit einer Halterung versehene Strebe zu schaffen, welche bei geringem Eigengewicht eine hohe Konstruk­ tionsfestigkeit aufweist und welche relativ einfach und preis­ wert herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch eine Strebe gemäß Pa­ tentanspruch 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Strebe sind in den Unteran­ sprüchen angegeben.

Erfindungsgemäß ist die Halterung derart ausgestaltet, daß sie zwei oder mehr halbzylindrisch ausgebildete, im Durchmesser verminderte Abschnitte aufweist, die passend an dem äußeren Um­ fang des Strebenrohres anliegen, wobei die Abschnitte Ränder haben, längs denen Schweißnähte angebracht werden können. Die erfindungsgemäß vorgesehenen Auswölbungsbereiche sind in vor­ teilhafter Weise zwischen halbzylindrischen Befestigungsab­ schnitten gebildet, und bilden dabei Räume um den Umfang der Tragstrebe, die viereckförmige Querschnitte haben.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Tragstrebe mit einem Strebenrohr bereitgestellt, welches sich dadurch aus­ zeichnet, daß die Halterung aus Metallblech derart preßgeformt ist, daß eine Mehrzahl von im wesentlichen halbzylindrisch aus­ gebildeten Teilen gebildet wird, wel­ che derart ausgelegt sind, daß sie in Kontakt mit dem äußeren Umfang des Strebenrohrs sind, und die fest mit diesem mittels einer Schweißverbindung verbindbar sind, wobei die Halterung ferner derart ausgebildet ist, daß diese einen Auswölbungsbereich aufweist, welcher zwischen der Mehrzahl von halbzylindrisch ausgebildeten Teilen liegt, und einen Raum mit einem im wesentlichen gleich­ förmigen Querschnitt in axialer Richtung der Tragstrebe gesehen zwischen der inneren Fläche der Halterung und der äußeren Umfangsfläche des Strebenrohres bildet.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung wird eine Halterung zur Verwendung bei einer Tragstrebe bereitgestellt, welche sich durch folgendes aus­ zeichnet: erste und zweite Seitenwangen, wobei die ersten und zweiten Seitenwangen derart ausgelegt sind, daß sie sich in Axialrichtung längs des äußeren Umfangs eines Strebenrohres erstrecken, welches einen Teil der Strebe bildet; ein Ver­ bindungsteil, das einteilig mit der ersten und der zweiten Sei­ tenwange ausgebildet ist; einen im wesentlichen U-förmigen Flansch, der sich längs den ersten und zweiten Seitenwangen und des Verbindungsteils erstreckt, wobei der U-förmige Flansch mit wenigstens einem Paar von Verbindungsschraubenöffnungen aus­ gebildet ist, die koaxial und einander gegenüberliegend vor­ gesehen sind, und ein erstes, im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildetes Teil, das im Verbindungsteil ausgebildet ist und in Kontakt mit dem Strebenrohr bringbar ist, sowie einen Rand hat, der mit dem Strebenrohr verschweißbar ist.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform nach der Er­ findung zeichnet sich die unmittelbar zuvor beschriebene Halterung durch folgendes aus: einen zweiten, im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildeten Teil, der im Verbindungsteil ausgebildet ist und in Kontakt mit dem Strebenrohr bringbar ist, und eine Einrichtung, die einen Ausschnitt in dem zweiten, halbzylindrisch ausgebildeten Teil begrenzt, wobei der Ausschnitt gegenüberliegende Kanten hat, die in Umfangs­ richtung des Strebenrohres verlaufen, und wobei das zweite, im wesentlichen halbzylindrisch ausgebildete Teil in dem Verbindungsteil derart beschaffen und ausgelegt ist, daß es die Kanten berührt, welche Stellen bilden, an denen Schweißnähte zur Verbindung der Halterung mit dem Strebenrohr erstellt werden können.

Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevor­ zugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beige­ fügte Zeichnung. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht einer Halterung gemäß einer ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Er­ findung,

Fig. 2 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer Strebe, welche mit einer Halterung ge­ mäß der ersten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung versehen ist,

Fig. 3 eine Schnittansicht längs der Linie III-III in Fig. 1,

Fig. 4 eine Seitenansicht mit Blickrichtung in Rich­ tung des Pfeils IV in Fig. 1,

Fig. 5 eine Draufsicht in Blickrichtung des Pfeils V in Fig. 1,

Fig. 6 eine Schnittansicht längs der Linie VI-VI in Fig. 1,

Fig. 7 eine Schnittansicht längs der Linie VII-VII in Fig. 1,

Fig. 8 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer Auslegungsform gemäß einer zweiten bevor­ zugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 9 eine Teilschnittansicht in Blickrichtung des Pfeils IX in Fig. 8,

Fig. 10 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung einer dritten bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung,

Fig. 11 eine Schnittansicht längs der Linie XI-XI in Fig. 10,

Fig. 12 eine Seitenansicht zur Verdeutlichung der Auslegungsform einer vierten bevorzugten Aus­ führungsform nach der Erfindung,

Fig. 13 eine Schnittansicht längs der Linie XIII-XIII in Fig. 12, und

Fig. 14 eine Schnittansicht einer vierten bevorzugten Ausführungsform längs der Schnittlinie XIV- XIV in Fig. 12.

Fig. 2 zeigt eine erste bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung unter Anwendung auf ein Federbein. Bei dem dargestellten Beispiel ist die Auslegung derart ge­ troffen, daß ein äußeres Strebenrohr 1, ein inneres zy­ lindrisches Rohr, das in dem Strebenrohr angeordnet ist und einen Vorratsraum dazwischen (nicht dargestellt) bil­ det, eine Kolbenstange 2, die von dem Innenraum des Federbeins nach oben verläuft, eine Halterung 3, die fest mit dem unteren Ende des äußeren Rohrs 1 (wie dies nach­ stehend noch näher beschrieben wird) verbunden ist, und einen Federsitz 4 aufweist.

Fig. 1 zeigt detailliert die Halterung 3, die axial längs einer Seite des äußeren Rohrs 1 verläuft. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist die Halterung 3 aus preßbearbei­ tetem Metallblech derart ausgebildet, daß sie erste und zweite, als Basis dienende Seitenwangen 31, 32 und ein ein­ stückig hiermit ausgebildetes und als Zwischenverbindungs­ teil dienendes Brückenteil 33 aufweist. Die Halterung 3 um­ faßt zwei Paare von zueinander fluchtenden Schrauböffnungen 3a und einen Verbindungsflansch 3b, der längs beiden Sei­ tenteilen 31, 32 und über den Brückenabschnitt 33 hinweg verläuft und eine im wesentlichen gestürzte, U-förmige Ge­ stalt hat.

Die Halterung 3 ist derart gestaltet, daß sie drei halbzy­ lindrische oder im Durchmesser verminderte Abschnitte 3c, 3d und 3e (wie dies nachstehend noch näher erläutert wird) an der Oberseite, dem Mittelteil und den unteren Teilen der Halterung hat. Diese Abschnitte sind derart beschaffen und ausgelegt, daß sie sich passend gegen den Außenumfang des äußeren Rohrs 1 anlegen. Wie sich hieraus ersehen läßt, ist ein Anlageabschnitt 3c am oberen Rohr derart ausgebil­ det, daß er an dem Oberteil des Brückenabschnitts 33 vor­ beigeht, während die mittleren und unteren Teile in den Seitenwangen 31, 32 ausgebildet sind. Der im Durchmesser verminderte Abschnitt, der in der Mitte der Halterung 3 liegt, ist in zwei Teile durch den Verbindungsflansch 3b unterteilt.

Die Seitenwangen 31, 32 sind mit in Umfangsrichtung weisen­ den Ausschnitten 3h versehen, die in Umfangsrichtung von jedem Ende des mittleren, im Durchmesser verminderten Ab­ schnitts 3d nach innen weisen. Diese Ausschnitte 3h er­ leichtern die Bildung von Schweißnähten "a" längs den ge­ genüberliegenden Rändern, so daß hierdurch die feste Ver­ bindung der Halterung 3 mit dem äußeren Rohr erleichtert wer­ den kann. Zusätzliche Schweißnähte "a" sind an dem oberen Umfangsrand des Brückenteils 33 ausgebildet, wie sich dies am deutlichsten aus den Fig. 1 und 4 entnehmen läßt, sowie längs des unteren Randes des unteren, im Durchmesser ver­ minderten Teils 3e, wie sich dies am deutlichsten aus Fig. 3 ersehen läßt.

Kastenähnliche Vorsprungsteile 3f und 3g der Halterung, die zwischen den vorstehend angegebenen, im Durchmesser ver­ minderten Teilen 3c, 3d und 3e gebildet werden, sind derart ausgelegt, daß sie zwischen sich selbst und dem äußeren Um­ fang des äußeren Rohrs 1 (siehe Fig. 3) Räume begrenzen, die einen viereckförmigen Querschnitt haben.

Bei der vorstehend angegebenen Konstruktion wird die Halte­ rung mit dem vorstehend beschriebenen Aufbau in einer ge­ eigneten Position an das äußere Rohr derart angelegt, daß die im Durchmesser verminderten Abschnitte 3c, 3d und 3e in Kontakt mit dem äußeren Umfang desselben sind. Dann wer­ den Schweißnähte längs den vorstehend angegebenen Stellen 3c, 3d und 3e erstellt.

Wenn die Halterung 3 auf diese Weise zusammengesetzt ist, bil­ den die nach außen weisenden Vorsprünge 3f und 3g die vorstehend angegebenen, im Querschnitt viereckförmig ausgebildeten, kammerähnlichen Räume um den Außenumfang des äußeren Rohrs, und somit erhält man eine äußerst steife Konstruktion.

Selbst wenn daher das Metallblech, aus dem die Halterung 3 ausgestanzt oder mittels Preßbearbeitung geformt ist, re­ lativ dünn ist, erhält man eine ausreichende Konstruk­ tionsfestigkeit, und somit erhält man eine gewichtsmäßig leichte Konstruktion, ohne einen Verlust hinsichtlich der Konstruktionssteifigkeit. Somit läßt sich eine Gewichts­ reduzierung erzielen.

Da ferner bei der vorliegend beschriebenen bevorzugten Aus­ führungsform die Halterung 3 derart preßgeformt ist, daß er­ ste und zweite, als Basis dienende Seitenwangen 31, 32 und einen hiermit einteilig verbundenen Brückenteil 33 aufweist, so daß der Flansch 3b sich um alle drei der vorstehend ge­ nannten Teile erstreckt und radial bezüglich des äußeren Rohrs nach außen weist, umgibt die Halterung 3 nicht den Teil des äußeren Rohrs, der den Flanschen 3b in Durchmes­ serrichtung gegenüberliegt, bzw. erstreckt sich die Hal­ terung um mehr als etwa die Hälfte des Umfangs des äußeren Rohrs. Hierdurch erhält man eine Konstruktion, die eine ausreichende Konstruktionssteifigkeit mit sich bringt, ob­ gleich sich das Gewicht der Auslegung beträchtlich redu­ zieren läßt.

Zusätzlich zu den voranstehenden Ausführungen ermöglichen die in Umfangsrichtung weisenden Ausschnitte 3h, daß sich längs beiden Seiten Schweißnähte erstellen lassen, bei de­ nen man eine beträchtliche Vergrößerung des Oberflächenbe­ reiches erhält, an dem die Schweißnaht erstellt wird.

In den Fig. 8 und 9 ist eine zweite bevorzugte Ausfüh­ rungsform nach der Erfindung gezeigt. Bei dieser Aus­ legungsform ist der obere Rand 3c der Halterung 3 stufen­ förmig derart ausgebildet, daß die Endteile desselben in axialer Richtung von dem äußeren Rohr nach oben weisen. Schweißnähte "a" werden längs den horizontalen Teilen des oberen Randes auf die dargestellte Weise er­ stellt.

Bei dieser Konstruktion wird der Biegewiderstand der Halterung 3 unter dem Einfluß von Kraftkomponenten ver­ bessert, die in axialer Richtung wirken, und hierdurch lassen sich die Konstruktionssteifigkeit und die Festig­ keit der Halterung verbessern.

Anhand den Fig. 10 und 11 wird eine dritte bevorzugte Ausführungsform nach der Erfindung erläutert. Diese be­ vorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, daß ein ringförmiges, bandähnliches Teil 5 fest um den äuße­ ren Umfang des äußeren Rohrs befestigt ist, und daß der obere, im Durchmesser verminderte Teil 3c der Halterung an diesem angeschweißt ist.

Bei dieser Ausführungsform läßt sich der Widerstand der Halterung gegenüber Kräften erhöhen, die in Querrichtung bzw. in tangentialer Richtung bezüglich des äußeren Rohrs wirken. Somit läßt sich die Konstruktionsfestigkeit der Einheit verbessern, ohne daß man hierbei Nachteile hin­ sichtlich des Gewichts in Kauf zu nehmen braucht.

Anhand den Fig. 12 und 13 wird eine vierte bevorzugte Aus­ führungsform nach der Erfindung erläutert. Bei dieser Aus­ legungsform ist der Teil der Halterung 3, an dem der obere, im Durchmesser verminderte Abschnitt 3c ausgebildet ist, in abgewandelter Form ausgeführt, wobei er sich über mehr als die Hälfte um den Umfang des äußeren Rohrs erstreckt. Die Auslegung ist hierbei derart getroffen, daß der obere, vorstehende Abschnitt 3f länglich ausgebildet ist. Zusätz­ lich sind hierbei die in Umfangsrichtung weisenden Aus­ schnitte 3h im Vergleich zu den vorangehend beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen verkürzt.

Durch diese Konstruktion wird der Widerstand des oberen Teils der Halterung (bezogen auf die Zeichnung) zu Biege­ beanspruchungen in mehreren Achsen oder einer Tordierung unter dem Einfluß von einer Kraft oder Kräften verbessert, die von der Fahrzeugkarosserie übertragen werden, und ei­ ne Übertragung kann unterbunden werden, während zugleich eine ausreichende Konstruktionsfestigkeit sichergestellt wird, die diesen Belastungen standhält.

Claims (13)

1. Strebe, insbesondere für ein Federbein, mit einem Strebenrohr und einer aus Metallblech gebildeten Halterung zur Einleitung von Kräften in das Strebenrohr, wobei die Halterung mit dem Strebenrohr über wenigstens eine Schweißnaht verbunden ist und ein Paar von Seitenwangen aufweist, welche sich zueinander beab­ standet in Längsrichtung des Strebenrohres erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß die Halterung (3) derart geformt ist, daß jede der Seitenwangen (31, 32) jeweils zwei Auswölbungsbereiche (3f, 3g) definiert, derart, daß der Abstand der Seitenwangen (31, 32) zum Strebenrohr (1) im Bereich der Auswölbungsbereiche (3f, 3g) vergrößert ist.

2. Strebe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Auswölbungsbereichen (3f, 3g) mindestens eine Schweißnaht (a) ausgebildet ist, über welche die Halterung (3) mit dem Strebenrohr (1) verbunden ist.

3. Strebe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß vorzugsweise zwei Schweißnähte (a) längs der in Umfangsrichtung weisenden Ränder eines jeweils zwischen den Auswölbungsbereichen (3f, 3g) ausgebildeten Ausschnitts (3h) vorgesehen sind.

4. Strebe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den beiden Seitenwangen (31, 32) ein Verbin­ dungsteil (33) vorgesehen ist, über welches die beiden Seiten­ wangen (31, 32) miteinander verbunden sind.

5. Strebe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß an dem Verbindungsteil (33) ein entsprechend der Umfangsfläche des Strebenrohres bogenförmig verlaufender Anlageabschnitt (3c) aus­ gebildet ist, über welchen die Halterung (3) mit dem Strebenrohr (1) über eine Schweißnaht (a) verbindbar ist.

6. Strebe nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeich­ net, daß die Halterung (3) zwei Paare von miteinander fluchten­ den Schraubendurchgangsöffnungen (3a) aufweist.

7. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Halterung (3) in etwa um den halben Umfang des Strebenrohres (1) erstreckt.

8. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Auswölbungsbereich (3f) zwischen dem Anlagebereich (3c) und einem zweiten Befestigungsabschnitt (3d) angeordnet ist, und daß der zweite Auswölbungsbereich (3g) nahe dem zweiten Befestigungsabschnitt (3d) angeordnet ist.

9. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anlagebereich (3c) einen ersten und einen zweiten Abschnitt umfaßt, welche bezüglich der Axial­ richtung des Strebenrohres stufenartig angeordnet sind.

10. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiges bandähnliches Teil (5) vor­ gesehen ist, welches an einem Außenumfangsbereich des Streben­ rohres (1) befestigt ist und an welches eine Kante des ersten Anlagebereichs (3c) angeschweißt ist.

11. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der erste Anlagebereich (3c) sich um mehr als die Hälfte des Außenumfanges des Strebenrohres (1) er­ streckt.

12. Strebe nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß sich der zweite Befestigungsabschnitt (3d) um weniger als die Hälfte des Außenumfanges des Strebenrohres (1) erstreckt.

13. Strebenrohr nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß der erste, der zweite und der dritte Befestigungsabschnitt (3c, 3d, 3e) als jeweils halbzylinderför­ mige Abschnitte ausgebildet sind.