DE69705144T2

DE69705144T2 - Verformbarer Aufhängungslenker für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE69705144T2
Application number: DE69705144T
Authority: DE
Inventors: Yoshihisa Kato
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 1996-03-04
Filing date: 1997-03-03
Publication date: 2001-10-31
Anticipated expiration: 2017-03-04
Also published as: EP0794075A2; JP3505899B2; DE69705144D1; EP0794075A3; EP0794075B1; US5845938A; JPH09240237A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Aufhängungsarm gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1, der für den Gebrauch in einem Aufhängungssystem eines Kraftfahrzeugs angepasst ist.
In JP-U-4(1992)-135805 ist ein unterer Aufhängungsarm einer Bauart offenbart, die aus einem Armbauteilpaar mit einem langen und einem kurzen Armbauteil zusammengesetzt ist, die an ihren einen Enden an in Fahrzeuglängsrichtung beabstandeten Vorder- und Hinterpositionen an einem Fahrzeugkarosserieaufbau befestigt sind. Das lange Armbauteil ist angepasst, ein an seinem anderen Ende befestigtes Straßenrad zu lagern, während das kurze Armbauteil an seinem anderen Ende mittels eines Paars beabstandeter Bolzen mit einem Zwischenabschnitt des langen Armbauteils verbunden ist, um einen Abschnitt mit geringer Steifigkeit vorzusehen. Beim unteren Aufhängungsarm wird der Verbindungsabschnitt der Armbauteile geknickt oder verformt, wenn eine große Stosskraft in Fahrzeuglängsrichtung aufgebracht wird.
Bei einem derartigen unteren Aufhängungsarm, wie er oben beschrieben ist, ist jedoch die Steifigkeit der Armbauteile in Fahrzeugseitenrichtung ebenso verringert wie die Steifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung. Folglich kann der Aufhängungsarm verformt werden, wenn bei einem plötzlichen Bremsvorgang eine Stosskraft in Fahrzeugseitenrichtung aufgebracht wird.
In der Druckschrift DE-OS 195 22 916 A1 ist ein anderer derartiger verformbarer Aufhängungsarm für Kraftfahrzeuge offenbart. Gemäß dieser Druckschrift ist der Aufhängungsarm in einem Einzelaufbau ausgebildet, der aus in einer vorbestimmten Form gepresstem Blech gefertigt ist. Dieser bekannte Aufhängungsarm weist einen Hinterarmabschnitt und einen Vorderarmabschnitt auf. Der Vorderarmabschnitt ist von einem Zwischenabschnitt des Hinterarmabschnitts in einer Seitenrichtung des Fahrzeugs abgezweigt. Zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt ist ein Gabelungsabschnitt ausgebildet. Der gesamte Außenrand des Aufhängungsarms zwischen dem vorderen Befestigungsabschnitt und dem hinteren Befestigungsabschnitt hat hinsichtlich der Außenränder zwischen dem vorderen Befestigungsabschnitt und dem Lagerabschnitt wie auch zwischen dem Lagerabschnitt und dem hinteren Befestigungsabschnitt eine geringere Steifigkeit.
Daher ist es eine Hauptaufgabe der Erfindung, einen verbesserten Aufhängungsarm vorzusehen, der bezüglich der Fahrzeugseitenrichtung verstärkt ist, um seine Quersteifigkeit zu erhöhen, und so ausgebildet ist, dass er eine große in Fahrzeuglängsrichtung auf ihn aufgebrachte Stosskraft aufnimmt.
Diese Aufgabe ist durch einen Aufhängungsarm mit den technischen Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.
Demnach ist erfindungsgemäß der Bereich mit geringer Steifigkeit auf den Gabelungsabschnitt zwischen dem vorderen und dem hinteren Befestigungsabschnitt beschränkt, wobei die Außenränder entlang des hinteren Befestigungsabschnitts verstärkt sind, sodass sich eine erhöhte Quersteifigkeit des gesamten Aufhängungsarms ergibt.
Zum besseren Verständnis der Erfindung und um zu zeigen, wie dieselbe ausgeführt werden kann, wird nun anhand von Beispielen auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen, bei denen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Aufhängungssystems eines Kraftfahrzeugs zeigt;
Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels eines unteren Aufhängungsarms zeigt;
Fig. 3 eine Unterseitenansicht des in Fig. 2 gezeigten unteren Aufhängungsarms zeigt;
Fig. 4 eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 2 zeigt;
Fig. 5 eine vergrößerte perspektivische Ansicht eines Gabelungsabschnitts des in Fig. 2 gezeigten Aufhängungsarms zeigt;
die Fig. 6 bis 9 Abwandlungen des in Fig. 5 gezeigten Gabelungsabschnitts zeigen;
die Fig. 10 und 11 Abwandlungen des Querschnitts des Aufhängungsarms entlang Linie 4-4 in Fig. 2 zeigen; und
die Fig. 12 und 13 Abwandlungen eines vorderen Befestigungsabschnitts des in den Fig. 2 und 3 gezeigten Aufhängungsarm darstellen.
In den Zeichnungen werden dieselben Einzelteile und Abschnitte mit denselben bzw. entsprechenden Bezugszeichen bezeichnet.
In Fig. 1 der Zeichnungen ist schematisch ein erfindungsgemäßer unterer Aufhängungsarm 10 dargestellt. Der untere Aufhängungsarm 10 ist in einer angenäherten L-Form ausgebildet und hat einen Hinterarmabschnitt 10A und einen Vorderarmabschnitt 10B. Der Hinterarmabschnitt 10A hat ein Ende in Form eines hinteren Befestigungsabschnitts 11, der mit einem in Fig. 2 gezeigten vertikalen Durchgangsloch 11a ausgebildet ist. Innerhalb des vertikalen Durchgangslochs 11a ist eine metallische Zylinderhülse 21 gekoppelt, die über eine eingepresste säulenförmige Buchse an einer horizontalen Seitenschiene 30 befestigt ist, um eine Drehbewegung des Hinterarmabschnitts 10A um eine vertikale Mittellinie zu erlauben. Die Seitenschiene 30 erstreckt sich in Fahrzeuglängsrichtung und ist auf einer Seite des Fahrzeugskarosserieaufbaus befestigt.
Der Hinterarmabschnitt 10A des Aufhängungsarms 10 ist in einer nach vorne gebogenen Form ausgebildet und an seinem anderen Ende mit einem Lagerabschnitt 12 versehen, der mit einer Pfanne 22 einer Kugelkupplung zur Verbindung mit einem Nabenträger eines Straßenrades WH des Fahrzeugs zusammengebaut ist. Der Vorderarmabschnitt 10B zweigt von einem Zwischenabschnitt des Hinterarmabschnitts 10A in einer Seitenrichtung des Fahrzeugs ab und hat an seinem entfernten Ende einen vorderen Befestigungsabschnitt 13 ausgebildet, der an eine metallische Zylinderhülse 23 geschweißt ist, die über eine eingepresste säulenförmige Buchse an der Seitenschiene 30 befestigt ist, um eine Drehbewegung des Vorderarmabschnitts 10B um eine Mittellinie der horizontalen Seitenschiene 30 zu erlauben.
Wie in den Fig. 2 bis 4 gezeigt ist, ist der Aufhängungsarm 10 aus Blech gefertigt, das so gepresst ist, dass es ein Paar längs des Hinterarmabschnitts 10A verlaufende vertiefte Abschnitte 14a und 14b ausbildet und einen vom vertieften Abschnitt 14b abzweigenden und längs des Vorderarmabschnitts 10B verlaufenden vertieften Abschnitt 14c ausbildet. Der Hinterarmabschnitt 10A ist an seinem Zwischenabschnitt mit einem zylindrischen Durchgangsloch 15 ausgebildet.
Wie in Fig. 4 gezeigt ist, ist der Aufhängungsarm 10 an seinen Außenrändern nach unten gebogen und an seinen unterseitigen Randkanten nach innen gekantet, um Verstärkungskrempenabschnitte 16a, 16b und 16c auszubilden. Der auf einer Seite des Hinterarmabschnitts 10A gelegene Verstärkungskrempenabschnitt 16a ist in einem Bereich zwischen dem hinteren Befestigungsabschnitt 11 und dem Lagerabschnitt 12 in einer vorbestimmten Breite nach innen gekantet. Der Verstärkungskrempenabschnitt 16b ist entlang der anderen Seite des Hinterarmabschnitts 10A in einer vorbestimmten Breite nach innen gekantet und an einer Position 16b1 abgeschnitten, die an eine Gabelungsposition 17 zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt 10B und 10A angrenzt. Der auf der anderen Seite des Hinterarmabschnitts 10A gelegene Verstärkungskrempenabschnitt 16c ist in einem Bereich zwischen dem Lagerabschnitt 12 und dem vorderen Befestigungsabschnitt 13 in einer vorbestimmten Breite nach innen gekantet.
Wie in Fig. 5 gezeigt ist, wird der Vorderarmabschnitt 10B gegenüber dem Hinterarmabschnitt 10A zum vorderen Befestigungsabschnitt 13 hin in der Höhe allmählich größer, um an einer an den Gabelungsabschnitt 17 angrenzenden Position einen inneren vertikalen Wandabschnitt 18 auszubilden. Der Gabelungsabschnitt 17 zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt 10B und 10A ist darauf mit einem konkaven Abschnitt 17a ausgebildet, dessen Oberfläche zum Mittelpunkt des Gabelungsabschnitts 17 nach unten gebogen ist. Beim Aufhängungsarm 10 wird der Gabelungsabschnitt 17 zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt 10B und 10A am inneren vertikalen Wandabschnitt 18 und am konkaven Abschnitt 17a geknickt oder verformt, wenn eine große Stosskraft in Fahrzeuglängsrichtung aufgebracht wird, um dadurch die auf den Aufhängungsarm 10 aufgebrachte Stosskraft aufzunehmen. Andererseits sind die Verstärkungskrempenabschnitte 11, 12 und 13 nützlich, um für eine erhöhte Quersteifigkeit des Aufhängungsarms 10 senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung zu sorgen und das Straßenrad bei einem plötzlichen Bremsvorgang fest gegen eine darauf aufgebrachte Stosskraft abzustützen. Zusätzlich ist der zum vorderen Befestigungsabschnitt 13 hin allmählich in der Höhe vergrößerte innere vertikale Wandabschnitt 18 nützlich, um die darauf wirkende innere Spannung zu minimieren und eine ausreichende Steifigkeit des Aufhängungsarms 10 in Fahrzeugseitenrichtung sicherzustellen. Weil der Gabelungsabschnitt 17 ohne jeden Verstärkungskrempenabschnitt ausgebildet ist, kann der Gabelungsabschnitt 17 auf einfache Weise durch ein Pressverfahren ausgebildet werden.
Obwohl beim oben beschriebenen Gabelungsabschnitt 17 die Fläche des konkaven Abschnitts 17a sanft zur Mitte des Gabelungsabschnitts 17 hin gebogen ist, kann die Oberfläche des Gabelungsabschnitts 17 mit einem Querschnitt einer V-Form ausgebildet sein, wie in Fig. 6 gezeigt ist, oder mit einer flachen Oberfläche ausgebildet sein, wie in Fig. 7 gezeigt ist. Bei einer Abwandlung der Erfindung kann der Gabelungsabschnitt 17 mit derselben Höhe wie der Vorder- und Hinterarmabschnitt 10B und 10A ausgebildet sein, ohne den inneren vertikalen Wandabschnitt 18 auszubilden, wie in den Fig. 8 oder 9 gezeigt ist.
Obwohl beim in den Fig. 2 und 3 gezeigten Aufhängungsarm 10 die Vorder- und Hinterarmabschnitte 10B und 10A, wie in Fig. 4 gezeigt ist, an ihren unterseitigen Randkanten nach innen gekantet sind, um die Verstärkungskrempenabschnitte 16a, 16b und 16c auszubilden, können die Vorder- und Hinterarmabschnitte 10B und 10A auch an ihren unterseitigen Randkanten nach außen oder nach innen gebogen werden, wie durch einen Schnitt in Fig. 10 oder Fig. 11 gezeigt ist. Der Aufhängungsarm 10 kann auch abgewandelt werden, wie in Fig. 12 oder Fig. 13 dargestellt ist, wobei der Verstärkungskrempenabschnitt 16b des Hinterarmabschnitts 10A an der an den Gabelungsabschnitt 17 angrenzenden Position 16b1 abgeschnitten ist, während der Verstärkungskrempenabschnitt 16c des Vorderarmabschnitts 10B an einer Position 16c1 abgeschnitten ist, die mit einem vorbestimmten Abstand vom entfernten Ende des vorderen Befestigungsabschnitts 13 beabstandet ist. Bei dieser Abwandlung ist der vordere Befestigungsabschnitt 13, wie durch das Bezugszeichen X in Fig. 12 oder Fig. 13 gezeigt ist, auf einfache Weise an die Zylinderhülse 23 geschweißt.
Ein Aufhängungsarm, der zur Verwendung in einem Aufhängungssystem eines Kraftfahrzeugs angepasst ist, wobei der Aufhängungsarm in Form eines Einzelaufbaus vorliegt, der aus in eine angenäherte L-Form gepresstem Blech gefertigt ist, und einen Hinterarmabschnitt (10A), der an einem seiner Enden mit einem an einem Fahrzeugkarosserieaufbau befestigten hinteren Befestigungsabschnitt (11) und an seinem anderen Ende mit einem ein daran befestigtes Straßenrad lagernden Lagerabschnitt (12) ausgebildet ist, und einen von einem Zwischenabschnitt des Hinterarmabschnitts (10A) abgezweigten Vorderarmabschnitt (10B) aufweist, der an einem entfernten seiner Enden mit einem vorderen Befestigungsabschnitt (13) ausgebildet ist, der an dem Fahrzeugkarosserieaufbau an einer Position befestigt ist, die vom hinteren Befestigungsabschnitt (11) in Fahrzeuglängsrichtung beabstandet ist, wobei ein Gabelungsabschnitt (17) zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt (10B, 10A) in Form eines Abschnitts mit geringerer Steifigkeit vorliegt, um geknickt oder verformt zu werden, wenn eine Stoßkraft in Fahrzeuglängsrichtung aufgebracht wird, und wobei der Vorder- und der Hinterarmabschnitt (10B, 10A) an ihren Außenrändern mit Ausnahme eines Bereichs des Abschnitts (17) mit geringer Steifigkeit verstärkt sind, sodass für eine vergrößerte Quersteifigkeit des Aufhängungsarms in Fahrzeugseitenrichtung gesorgt ist.

Claims

1. Aufhängungsarm, der zur Verwendung in einem Aufhängungssystem eines Kraftfahrzeugs angepasst ist, wobei der Aufhängungsarm in Form eines aus in eine vorbestimmte Form gepresstem Blech gefertigten Einzelaufbaus vorliegt und einen Hinterarmabschnitt (10A), der an einem seiner Enden mit einem an einem Fahrzeugkarosserieaufbau befestigten hinteren Befestigungsabschnitt (11) und an seinem anderen Ende mit einem ein daran befestigtes Straßenrad lagernden Lagerabschnitt (12) ausgebildet ist, und einen vom Hinterarmabschnitt (10A) abzweigenden Vorderarmabschnitt (10B) aufweist, der an einem entfernten seiner Enden mit einem vorderen Befestigungsabschnitt (13) ausgebildet ist, der an dem Fahrzeugkarosserieaufbau an einer Position befestigt ist, die vom hinteren Befestigungsabschnitt (13) in Fahrzeuglängsrichtung beabstandet ist, wobei ein Gabelungsabschnitt (17) zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt (10B, 10A) in Form eines Abschnitts mit geringerer Steifigkeit vorliegt, um geknickt oder verformt zu werden, wenn eine Stoßkraft in Fahrzeuglängsrichtung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderarmabschnitt (10B) von einem Zwischenabschnitt des Hinterarmabschnitts (10A) abzweigt, und dass der Vorder- und der Hinterarmabschnitt (10B, 10A) an ihren Außenrändern mit Ausnahme eines Bereichs des Abschnitts (17) mit geringer Steifigkeit verstärkt sind, um für eine erhöhte Quersteifigkeit des Aufhängungsarms senkrecht zur Fahrzeuglängsrichtung zu sorgen.

2. Aufhängungsarm nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Gabelungsabschnitt (17) zwischen dem Vorder- und dem Hinterarmabschnitt (10B, 10A) mit einer konkaven Oberfläche (17A) darauf ausgebildet ist.

3. Aufhängungsarm nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorderarmabschnitt (10B) mit einem inneren vertikalen Wandabschnitt (18) ausgebildet ist, der an den Gabelungsabschnitt (17) angrenzt.

4. Aufhängungsarm nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Vorder- und der Hinterarmabschnitt (10B, 10A) an ihren Außenrändern nach unten gebogen und an ihren unterseitigen Randkanten mit Ausnahme des Bereichs des Gabelungsabschnitts (17) nach innen oder nach außen gekantet sind.

5. Aufhängungsarm nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerabschnitt des Hinterarmabschnitts und der vordere Befestigungsabschnitt des Vorderarmabschnitts auf einer zur Fahrzeuglängsrichtung senkrechten Linie axial ausgerichtet sind.