DE19520520A1

DE19520520A1 - Biegesteifer Lenker aus Rohrmaterial

Info

Publication number: DE19520520A1
Application number: DE19520520A
Authority: DE
Inventors: Helmut Krueger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1994-06-16
Filing date: 1995-06-03
Publication date: 1995-12-21

Description

Die Erfindung betrifft einen biegesteifen Lenker aus Rohrmate rial für die schwenkbare Anlenkung eines Fahrzeugrads am Fahr zeugaufbau, vorzugsweise einen in einer Verbund- oder Koppel lenkerachse integrierten Längslenker, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie er allgemein bekannt ist, oder z. B. aus der Firmendruckschrift "Das Sicherheitskonzept des Golf III" der Volkswagen AG, Veröffentlichungsnummer 175.802.119.00, Seiten 24, 25 und 27.

Bei bekannten Lenkern dieser Art wird am radtragenden freien Ende des Lenkers i. a. eine konsolenartige Blechkonstruktion mit einer daran angeschweißten, zum Fahrzeugrad parallelflä chigen Montageplatte angeschweißt. An diese Nontageplatte wer den dann einerseits ein das Rad lagernder Radzapfen und ande rerseits ein Bremsenträger angeschraubt, die häufig auch zu einer einstückigen Baueinheit zusammengefaßt sind.

Um definierte Nontageverhältnisse zu bekommen, muß die Non tageplatte nach ihrem Anschweißen bzw. nach dem Anschweißen der konsolenartigen Blechkonstruktion noch spangebend bear beitet, insbesondere gefräst werden, damit nach dem Anschrau ben des Radzapfens/Bremsenträgers auch die konstruktiv vor gesehene Sturz- und Spureinstellung des Fahrzeugsrades vor liegt.

Soll der an sich gleiche Lenker bei Fahrzeugen unterschiedli cher Spurweite verbaut werden, dann müssen zur Abdeckung der gewünschten Spurweiten-Bandbreite die Rohmaße der an die konsolenartige Blechkonstruktion angeschweißten Montageplatte so groß bemessen werden, daß von der Montageplatte ent sprechend der Spurweiten-Bandbreite nach Bedarf mehr oder we niger Material abgefräst werden kann.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrun de, einen Lenker der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge nannten Art zu schaffen, der nicht nur konstruktiv einfach ge staltet und vergleichsweise einfach zu fertigen ist, sondern auch bei seiner Endfertigung ohne spürbaren Fertigungsmehrauf wand noch auf unterschiedliche Spurweiten des Fahrzeugs abge stimmt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbei spiels wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigen in vereinfachter und zum Teil prinzi pienhafter Darstellung

Fig. 1 die Draufsicht auf einen erfindungsgemäßen biegesteifen Lenker, und zwar in Form eines in einer bekannten Verbund- oder Koppellen kerachse integrierten Längslenkers,

Fig. 2 eine Schnittdarstellung entlang der Schnitt führung 11,

Fig. 3 eine stirnseitige Ansicht des freien Lenker endes in Pfeilrichtung III gesehen, bei ent ferntem Fahrzeugrad,

Fig. 4 einen Längsschnitt des freien Lenkerendes entlang der Schnittführung IV und

Fig. 5 einen entsprechenden Längsschnitt eines im Detail leicht abgeänderten freien Lenkeren des.

Fig. 1 zeigt eine Teildraufsicht einer Kfz-Hinterachse in Form einer an sich bekannten Verbund- oder Koppellenkerachse (z. B. DE 24 25 740 C2, DE 24 30 048 C2), bei der die Räder 2 der Achse jeweils über biegesteife Längslenker 1 am Fahrzeugaufbau 3 schwenkbar angelenkt sind, die ihrerseits über eine jeweils in der Nähe ihrer aufbauseitigen Lenkerlager 22 winkelsteif an ihnen befestigte biegesteife, aber tordierbare Querstrebe 23 miteinander verbunden sind. Dargestellt ist lediglich der lin ke Teil einer solchen Verbundlenkerachse; der rechte Teil ist spiegelbildlich dazu ausgebildet.

Der biegesteife Lenker 1 ist aus Rohrmaterial gefertigt und ist an seinem freien Ende 4 mit einem Trägerelement 5 zur Hal terung und Lagerung des Fahrzeugrads 2 versehen. Dieses Trä gerelement 5 enthält u. a. eine zur Radebene 9 zumindest annä hernd parallelflächige Montageplatte 6 zum Anschrauben eines das Rad 2 lagernden Radzapfens 7 sowie eines Bremsenträgers 8, die in Fig. 1 jedoch nur prinzipienhaft angedeutet sind.

Erfindungsgemäß ist das freie Ende 4 des sich im darge stellten Ausführungsbeispiel an sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden rohrförmigen Lenkers 1 zum Fahrzeugrad 2 hin ab gebogen und seine Rohrwandung zu einem unrunden Querschnitt verformt, derart, daß eine dem Fahrzeugrad 2 zugekehrte stirn seitige Aufnahmeöffnung 10 gebildet wird, die einen im wesent lichen ebenen oberen Rohrwandbereich 11 und einen dazu paral lelen und ebenfalls im wesentlichen ebenen unteren Rohrwand bereich 12 aufweist, wie dies in den Fig. 3 und 4 zu er kennen ist.

Von Vorteil ist es, in der zu einem unrunden Querschnitt ver formten Rohrwandung des freien Lenkerendes 4 eine oder mehrere Versteifungssicken 17 einzuformen, wie dies in den Fig. 3 und 4 angedeutet ist.

Das Trägerelement 5 ist seinerseits als formsteifes tiefgezo genes Blechteil ausgebildet und weist etwa mittig eines die Montageplatte 6 bildenden ebenen Bereichs einen zum Lenker hin durchgezogenen axialen Fortsatz 13 auf, dessen Außenkontur mit der Innenkontur der Aufnahmeöffnung 10 im wesentlichen korre spondiert.

Das Trägerelement 5 ist mit seinem axialen Fortsatz 13 in die stirnseitige Aufnahmeöffnung 10 des Lenkerendes 4 eingeführt und mit dem Lenker 1 entweder, z. B. durch eine Klebe- oder eine Schweißverbindung, unlösbar oder aber, z. B. durch eine Schraubverbindung, lösbar verbunden.

Heutige Biege-, Preß- und Tiefziehverfahren ermöglichen ohne besonderen Fertigungsaufwand die Herstellung sehr maß- und winkelhaltiger Rohr- und/oder Blech-Bauelemente. Die Innenkon tur der stirnseitigen Aufnahmeöffnung 10 des freien Lenkeren des 4 und die Außenkontur des durchgezogenen axialen Fortsat zes 13 des Trägerelements 5 können daher in ihren Maßen ohne besonderen Aufwand so genau aufeinander abgestimmt werden, daß bei in die Aufnahmeöffnung 10 eingeschobenem axialen Fortsatz 13 ein klapperfreier tragender Sitz sowie eine definierte räumliche Ausrichtung der Montageplatte 6 des Trägerelements relativ zum Lenker 1 bzw. zum Lenkerende 4 gewährleistet ist.

In vorteilhafter Weise ist es so insbesondere möglich, den die Montageplatte 6 bildenden ebenen Bereich des Trägerelements 5 und die mit den oberen und unteren ebenen Rohrwandbereichen 11, 12 der Aufnahmeöffnung 10 korrespondierenden oberen und unteren Wandbereiche des axialen Fortsatzes 13 derart relativ zueinander auszurichten, daß nach der Befestigung des Träger elements 5 am Lenker 1 sowie nach der Befestigung von Rad zapfen 7 und Bremsenträger 8 an der Montageplatte 6 für das Fahrzeugrad 2 ein definierter Radsturz und/oder eine definierte Spur vorliegt.

Bei der Herstellung des Lenkers können dabei unter Verwendung der gleichen Bauelemente allein durch ein unterschiedlich wei tes definiertes Einführen des axialen Fortsatzes 13 in die Aufnahmeöffnung 10 in einfacher Weise bedarfsgerecht Lenker für Achsen unterschiedlicher Spurweite gefertigt werden.

Im allgemeinen wird der axiale Fortsatz 13 nach seinem in die sem Sinne definierten Einschieben in die Aufnahmeöffnung 10 unlösbar mit dem freien Ende 4 des Lenkers verbunden werden. Im allgemeinen dürfte es am zweckmäßigsten sein, ihn mit dem Lenkerende zu verschweißen. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 3 und 4 ist angedeutet, daß die Elemente z. B. durch Punkt schweißen verbunden werden können; andere Schweißverfahren sind selbstverständlich auch denkbar. Von Vorteil kann es ge gebenenfalls auch sein, den axialen Fortsatz 13 in den Lenker 1 einzukleben. Solche Klebeverbindungen sind heutzutage auch für hochbeanspruchte Bauelemente durchaus verbreitet.

Für Einsatzfälle, in denen aus welchen Gründen auch immer In teresse besteht, die Spurweite der Achse später noch verändern zu können, ist es von Vorteil, den axialen Fortsatz 13 des Trägerelements 5 nicht unlösbar, sondern mittels einer Schraubverbindung 14 lösbar mit dem freien Ende 4 des Lenkers zu verbinden.

Von Vorteil ist es dabei, die Verschraubung jeweils unter Ver wendung von Langlöchern 15 vorzunehmen, die in einem der bei den miteinander verschraubten Bauelemente, vorzugsweise im ebenen Rohrwandbereich 11, 12 des Lenkerendes 4, angeordnet und in Längsrichtung des axialen Fortsatzes 13 ausgerichtet sind, wie dies in Fig. 5 angedeutet ist.

Um eine möglichst große Sicherheit gegen ein späteres Ver schieben der miteinander verschraubten Bauelemente während des Betriebs zu erreichen, ist es von Vorteil, hierbei sogenannte Langlocheinsätze 16 zu verwenden, wobei entsprechend der je weils gewünschten Spurweite Langlocheinsätze mit räumlich un terschiedlich positionierten Durchgangslöchern für den jewei ligen Schraubenschaft 26 einzusetzen sind. In Fig. 5 sind 3 solche unterschiedlich positionierten Durchgangslöcher ange deutet und mit 25, 25′ und 25′′ beziffert.

Von Vorteil ist es, wenn das freie Ende 4 mit einem solchen Biegeradius R zum Fahrzeugrad 2 hin abgebogen wird, daß der dabei auf der Radseite entstandene Innenbogenbereich des Len kers 1 gleich in besonders einfacher Weise zur Abstützung und Halterung einer Fahrzeugfeder 19, vorzugsweise einer Schrau benfeder oder einer zylindrischen Regelfeder ausgenutzt wird. Wenn nämlich der Biegeradius R so gewählt wird, daß er etwa dem halben Windungsdurchmesser der abzustützenden untersten Federwindung entspricht, dann kann nämlich in einfacher Weise ein Hutprofil 18 zu einem Teilkreis gebogen und mit seinen En den derart im Innenbogenbereich des Lenkerendes 4 am Lenker angeschweißt werden, daß er zusammen mit dem Innenbogenbereich des Lenkers einen unteren Federteller zur Abstützung der Fahr zeugfeder 19 bildet, wie dies in den Fig. 1 und 2 gut zu erkennen ist.

Wie üblich kann dabei noch zwischen den durch Hutprofil 18 und Innenbogenbereich des Lenkers gebildeten Federteller und unte rer Windung der Fahrzeugfeder 19 ein ringförmiger Dämpfungs gummi 24 eingelegt werden.

Das zu einem Teilkreis gebogene Hutprofil 18 kann dabei derart ausgebildet und angeordnet werden, daß eines seiner am Lenker 1 angeschweißten Enden, z. B. das Ende 20 tangential zum "Federteller-Kreisumfang" ausläuft und dadurch in einfacher Weise einen verdrehsichernden Anschlag für die Fahrzeugfeder 19 bildet, wie dies in Fig. 1 erkennbar ist.

Der erfindungsgemäße Lenker wurde anhand eines Ausführungs beispiels erläutert, wo er als in eine bekannte Verbund- oder Koppellenkerachse integrierter Längslenker ausgebildet ist. Er ist jedoch darauf nicht beschränkt. Er kann mit den selben Vorteilen z. B. auch als Dreiecklenker zur Einzelradaufhängung der Kraftfahrzeugräder ausgebildet bzw. Teil eines solchen Dreiecklenkers sein.

Bezugszeichenliste

1 Lenker
2 Fahrzeugrad
3 Fahrzeugaufbau
4 freies Ende des Lenkers
5 Trägerelement
6 Montageplatte
7 Radzapfen
8 Bremsenträger
9 Radebene
10 stirnseitige Aufnahmeöffnung
11 oberer Rohrwandbereich
12 unterer Rohrwandbereich
13 axialer Fortsatz des Trägerelements
14 Schraube mit Mutter
15 Langloch
16 Langlocheinlage
17 Versteifungssicke
18 Hutprofil
19 Fahrzeugfeder
20 Ende des Hutprofils
21 Gewindeloch
22 Lenkerlager
23 Querstrebe
24 ringförmiger Dämpfergummi
25, 25′, 25′′ Durchgangsloch
26 Schraubenschaft
R Biegeradius

Claims

1. Biegesteifer Lenker (1) aus Rohrmaterial für die schwenk bare Anlenkung eines Fahrzeugrads (2) am Fahrzeugaufbau (3), vorzugsweise in einer Verbund- oder Koppellenkerachse integrierter Längslenker, mit einem an seinem freien Ende (4) befestigten Trägerelement (5) mit einer zur Radebene (9) zumindest annähernd parallelflächigen Montageplatte (6), die zur Befestigung eines Radzapfens (7) und/oder ei nes Bremsenträgers (8) dienende Gewindelöcher (21) trägt, dadurch gekennzeichnet,
daß das freie Ende (4) des rohrförmigen Lenkers (1) zum Fahrzeugrad (2) hin abgebogen und seine Rohrwandung zu ei nem unrunden Querschnitt verformt ist zwecks Bildung einer dem Fahrzeugrad (2) zugekehrten stirnseitigen Aufnahme öffnung (10), die einen im wesentlichen ebenen oberen und einen dazu parallelen und ebenfalls im wesentlichen ebenen unteren Rohrwandbereich (11, 12) aufweist,
daß das Trägerelement (5) als formsteifes tiefgezogenes Blechteil ausgebildet ist und etwa mittig eines die Monta geplatte (6) bildenden ebenen Bereichs zu einem in seiner Außenkontur mit der Innenkontur der Aufnahmeöffnung (10) im wesentlichen korrespondierenden axialen Fortsatz (13) durchgezogen ist,
und daß das Trägerelement (5) mit seinem axialen Fortsatz (13) in die Aufnahmeöffnung (10) eingeführt und entweder lösbar oder aber unlösbar mit dem freien Ende (4) des Len kers (1) verbunden ist.

2. Biegesteifer Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Rohrwandbereich (11, 12) der Aufnahmeöffnung (10) und der ebene Bereich der Montageplatte (6) derart räumlich und relativ zueinander ausgerichtet sind, daß nach der Befestigung des Trägerelements (5) am Lenker (1) und nach der Befestigung des Radzapfens (7) an der Montageplat te (6) für das Fahrzeugrad (2) ein definierter Sturz und/oder eine definierte Spur vorliegt.

3. Biegesteifer Lenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der ebene Wandbereich (11, 12) der Aufnahmeöffnung (10) und der axiale Fortsatz (13) des Trägerelements (5) derart ausgebildet und bemessen sind, daß der Fortsatz (13) bei der Fertigung des Lenkers (1) nach Bedarf unterschiedlich tief in die Aufnahmeöffnung (10) einschiebbar ist.

4. Biegesteifer Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß im ebenen oberen und/oder im ebenen unteren Rohrwand bereich (11, 12) zumindest eine Versteifungssicke (17) ein geformt ist.

5. Biegesteifer Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Fortsatz (13) in den Lenker (1) eingeklebt ist.

6. Biegesteifer Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Fortsatz (13) mit dem Lenker (1) verschweißt ist.

7. Biegesteifer Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der axiale Fortsatz (13) mit dem Lenker (1) verschraubt ist.

8. Biegesteifer Lenker nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubung unter Verwendung von Langlöchern (15) erfolgt, die in einem der beiden miteinander ver schraubten Bauelemente (Fortsatz 13; freies Ende 4 des Lenkers 1) angeordnet und in Längsrichtung des axialen Fortsatzes (13) ausgerichteten sind.

9. Biegesteifer Lenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das freie Ende (4) mit einem solchen Biegeradius (R) abgebogen ist, daß der dabei entstandene Innenbogenbereich des Lenkers (1) zusammen mit einem zu einem Teilkreis ge bogenen und mit seinen Enden im Innenbogenbereich am Len ker (1) angeschweißten Hutprofil (18) unmittelbar eine fe dertellerartige untere Halterung und Abstützung für eine Fahrzeugfeder (19), vorzugsweise in Form einer Schrauben feder, bildet.

10. Biegesteifer Lenker nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eines der am Lenker (1) angeschweißten Enden (20) des Hutprofils (18) tangential ausläuft und für die Fahrzeug feder (19) einen verdrehsichernden Anschlag bildet.