DE19841805A1 - Dreieckslenker für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Ein Dreieckslenker 1 für ein Kraftfahrzeug zum gelenkigen Verbinden einer Radachse mit dem Fahrzeugrahmen, umfassend einen Längsarm 2 und einen Querarm 3, ist dadurch bestimmt, daß der Dreieckslenker 1 aus zumindest zwei miteinander verbundenen, als Aluminiumschmiedeteile gefertigten Dreieckslenkern 7, 8 besteht, welchen Dreieckslenkerteilen 7, 8 jeweils Mittel 10, 12 zum Verbinden der Dreieckslenkerteile 7, 8 miteinander zugeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft einen Dreieckslenker für ein Kraftfahrzeug zum ge­ lenkigen Verbinden einer Radachse mit dem Fahrzeugrahmen umfassend Längsarm und einen Querarm.

Dreieckslenker werden zur Radaufhängung und Radführung von Kraft­ fahrzeugrädern bei einer Einzelradaufhängung verwendet. Mit dem Ein­ satz eines Dreieckslenkers wird die Zahl der ansonsten zu montierenden Querlenker einer Einzelradaufhängung reduziert. Vorbekannte Dreiecks­ lenker können als sogenannte offene Dreieckslenker ausgebildet sein, bei denen zwei V-förmig angeordnete Lenkerstäbe radseitig in einem ge­ meinsamen Gelenkpunkt und fahrzeugseitig an zwei voneinander beab­ standeten Punkten angelenkt sind. Darüber hinaus sind Dreieckslenker bekannt geworden, die einen Längsarm und einen Querarm aufweisen und somit etwa L-förmig ausgebildet sind. Bei einem solchen Dreieckslen­ ker ist am freien Ende des längeren Schenkels - des Längsarmes - der radseitigen Gelenkpunkt angeordnet. Damit derartige Dreieckslenker ein möglichst geringes Gewicht aufweisen und dennoch den Festigkeitsanfor­ derungen genüge tun, sind diese üblicherweise in einer Kastenbauweise aus Stahlblech hergestellt.

Zur allgemeinen Gewichtsreduzierung von Kraftfahrzeugen ist man be­ strebt zunehmend leichtere Werkstoffe einzusetzen. So ist man beispiels­ weise im Bereich von Querlenkern bereits dazu übergegangen, Alumini­ umschmiedeteile als Querlenker einzusetzen. Querlenker bestehen je­ doch im Unterschied zu Dreieckslenkern lediglich aus einem Lenkerarm mit einer bevorzugten Erstreckung in lediglich einer Richtung. Dreiecks­ lenker weisen dagegen durch ihre Erstreckung in zwei bevorzugte Rich­ tungen eine weitaus kompliziertere Geometrie auf. Um einen solchen Dreieckslenker als Aluminiumschmiedeteil herzustellen, bedarf es daher einer Vielzahl einzelner Schmiedeschritte, so daß die Erstellung eines sol­ chen Aluminium geschmiedeten Dreieckslenkers technisch zwar möglich, wirtschaftlich jedoch nicht sinnvoll ist.

Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen gattungsgemäßen Dreieckslenker für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, der gegenüber solchen aus Stahlblech gefertigten ein geringeres Gewicht aufweist und dennoch mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand herstellbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Dreieckslenker aus zumindest zwei miteinander verbundenen, als Alumi­ niumschmiedeteile gefertigten Dreieckslenkerteilen besteht, welchen Dreieckslenkerteilen jeweils Mittel zum Verbinden der Dreieckslenkerteile miteinander zugeordnet sind.

Mit dem im Rahmen dieser Ausführungen verwendeten Begriff Alumini­ umschmiedeteile sind solche aus Aluminium oder einer seiner Legierun­ gen gemeint.

Der erfindungsgemäße Dreieckslenker besteht aus zwei oder mehr mit­ einander, vorzugsweise schub-, zug- und torsionsfest verbundenen Alu­ miniumschmiedeteilen. Durch die Verwendung von Aluminium oder einer seiner Legierungen zur Herstellung der Schmiedeteile läßt sich eine nicht unbeträchtliche Gewichtsreduzierung gegenüber vorbekannten Dreiecks­ lenkern aus Stahlblech erzielen. Die Herstellung einzelner Dreieckslen­ kerteile durch Schmieden, die in einem weiteren Schritt zu einem Drei­ eckslenker zusammengefügt werden, wobei bevorzugt ein Dreieckslen­ kerteil im wesentlichen den Längsarm des Dreieckslenkers und ein weite­ res Dreieckslenkerteil den Querarm darstellt, ist mit einem vertretbaren Aufwand herstellbar. Die Größe der verwendeten Schmiedeteile kann auf vorhandene Werkzeuge abgestimmt sein. Auch können diese teile mit ausreichend hoher Fertigungsgeschwindigkeit hergestellt werden. Die Verbindung der beiden Dreieckslenkerteile ist so ausgebildet, daß die Le­ bensdauer eines solchen aus einzelnen Dreieckslenkerteilen zusammen­ gesetzten Dreieckslenkers derjenigen eines einstückigen entspricht.

Bevorzugt zur Verbindung der Dreieckslenkerteile miteinander wird eine unlösbare Verbindung eingesetzt, bei der zur Verbindung der Dreiecks­ lenkerteile dem einen Dreieckslenkerteil eine Aufnahme, etwa eine Auf­ nahmebohrung und dem anderen Dreieckslenkerteil ein in die Aufnahme­ bohrung einsetzbarer Befestigungsbolzen oder -zapfen zugeordnet ist, der in der Aufnahmebohrung infolge eines durchgeführten Verpreßschrittes verpreßt gehalten ist. Zur Erzielung einer Fixierung des Befestigungsbol­ zens in der Aufnahme in Richtung seiner Längsachse kann vorgesehen sein, einen hinterschnittenen und somit verjüngten Bolzenabschnitt vorzu­ sehen, der einsteckseitig durch einen gegenüber dem verjüngtem Ab­ schnitt vergrößerten Fußabschnitt begrenzt ist. Infolge des Verpressvor­ ganges wird die Innenkontur der Aufnahme durch Einpressen von Material in diesen Hinterschnitt verändert, so daß der Befestigungsbolzen mit dem daran angeformten Dreieckslenkerteil anschließend unlösbar mit dem die Aufnahme beinhaltenden Dreieckslenkerteil verbunden ist.

Zur Erzielung einer Verdrehsicherung des Befestigungsbolzens in der Aufnahme und somit der beiden Dreieckslenkerteile zueinander kann vor­ gesehen sein, einen an den verjüngten Abschnitt grenzenden Schaftab­ schnitt des Befestigungsbolzens im Querschnitt abgeflacht oder oval aus­ zubilden, wobei die Ovalität des Schaftabschnittes in Bezug auf die An­ ordnung des Befestigungsbolzens in der Aufnahme so vorgesehen ist, daß die kleinere Achse des den Querschnitt definierenden Ovals parallel zur Verpreßrichtung angeordnet ist.

Ferner kann die Aufnahme im Bereich ihrer Einstecköffnung einen sich in Einsteckrichtung verjüngenden konischen Abschnitt und der Befesti­ gungsbolzen im Bereich seines hinteren einsteckseitigen Endes einen entsprechenden Konusabschnitt aufweisen, um durch diese Maßnahme zusätzlich die beiden Dreieckslenkerteile durch einen Reibschluß gegen­ einander zu fixieren. Durch das reibschlüssige Verbinden des Befesti­ gungsbolzen im Bereich seines konischen Abschnittes mit dem entspre­ chenden konischen Abschnitt der Aufnahme wird ebenfalls eine Abdich­ tung zur Vermeidung von Korrosionen innerhalb der Aufnahme erreicht. Der über die konischen Abschnitte herstellbare Reibschluß wird in beson­ ders zweckmäßigerweise dadurch eingestellt, daß der verjüngte Schaf­ tabschnitt einen zum Fußabschnitt hin ansteigenden konischen Über­ gangsabschnitt aufweist, so daß mit dem Einpressen von Material in den Hinterschnitt der Befestigungsbolzen in die Aufnahmebohrung eingezogen wird. Ein besonders fester Sitz läßt sich erzielen, wenn der konusförmige Abschnitt des Befestigungsbolzens einen rückseitigen Anschlag aufweist, der beim Durchführen des Einpressschrittes bei einem solchen Ausfüh­ rungsbeispiel unter Druck an das die Aufnahmebohrung beinhaltende Dreieckslenkerteil angepreßt wird.

Vor einem Einsetzen des Befestigungsbolzens in die Aufnahmebohrung kann der Befestigungsbolzen außenseitig mit einem anaerob abbinden­ den Kleber beschichtet sein, wodurch zum einen der Sitz des Befesti­ gungsbolzens in der Aufnahme nach Durchführen des Verpreßschrittes erhöht und zum anderen die Verbindung abgedichtet ist.

In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist vorgesehen, den Befestigungs­ bolzen mittels einer Schraubverbindung in einer durchgängigen Aufnah­ mebohrung zu fixieren. Ebenfalls kann vorgesehen sein, die beiden Drei­ eckslenkerteile so zu schmieden, daß diese überlappende Bereiche auf­ weisen, so daß die Überlappungsbereiche zur Erstellung des Dreieckslen­ kers miteinander verschweißt oder auch vernietet werden können.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung und Weiterbildungen sind Be­ standteil der übrigen Unteransprüche sowie der nachfolgenden Beschrei­ bung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die bei­ gefügten Figuren. Es zeigen:

Fig. 1 Eine schematisierte, zum Teil geschnittene Draufsicht auf einen Dreieckslenker gemäß einem ersten Ausführungsbei­ spiel,

Fig. 2 eine schematisierte, zum Teil geschnittene Draufsicht auf einen Dreieckslenker gemäß einem zweiten Ausführungs­ beispiel,

Fig. 3 eine schematisierte Draufsicht auf einen Dreieckslenker ge­ mäß einem dritten Ausführungsbeispiel und

Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie A-B der Fig. 3.

Ein Dreieckslenker 1 für ein Kraftfahrzeug zum gelenkigen Verbinden ei­ ner Radachse mit dem Fahrzeugrahmen umfaßt einen Längsarm 2 und einen Querarm 3, wodurch dieser Dreieckslenker 1 zwei bevorzugte Er­ streckungsrichtungen aufweist. An dem einen Ende des Längsarms 2 ist ein Lagerauge 4 zur Aufnahme eines mit der Radachse verbundenen La­ gerzapfens angeordnet. Das andere Ende des Längsarmes 2 trägt Mittel 5 zum Befestigen des Längsarmes 2 am Fahrzeugrahmen. Der Querarm 3 trägt an seinem freien Ende ebenfalls Mittel 6 zur fahrzeugrahmenseitigen Befestigung des Dreieckslenkers 1.

Der Dreieckslenker 1 besteht aus zwei Dreieckslenkerteilen 7, 8, bei wel­ chen Dreieckslenkerteilen 7, 8 es sich jeweils um geschmiedete Alumini­ umteile handelt. Das Dreieckslenkerteil 7 entspricht in seiner Ausgestal­ tung im wesentlichen dem Verlauf des Längsarmes 2. Eine Stirnseite des Dreieckslenkerteils 1 ist als Anschlußfläche 9 ausgebildet. In die An­ schlußfläche 9 ist eine Aufnahmebohrung 10 in das Dreieckslenkerteil 7 hinein eingebracht. Der vordere Bereich der Aufnahmebohrung 10 ist in einem Abschnitt 11 zum Fuße der Aufnahmebohrung 10 hin konisch ver­ jüngt ausgebildet.

Die Aufnahmebohrung 10 dient zur Aufnahme eines dem Dreieckslen­ kerteil 8 zugeordneten Befestigungsbolzens 12. Der Befestigungsbolzen 12 besteht aus mehreren Abschnitten, nämlich einem konischen Abschnitt 13, dessen Konizität dem konischen Abschnitt 11 der Aufnahmebohrung 10 entspricht, einem im Querschnitt ovalen Schaftabschnitt 14, einem im Durchmesser verjüngten und somit hinterschnittenen Abschnitt 15 und einen das Fußende des Befestigungsbolzens 10 bildenden Fußabschnitt 16. Der Übergangsbereich zwischen dem hinterschnittenen Abschnitt 15 und dem größten Durchmesser des Fußabschnittes 16 ist nach Art eines Konuses ansteigend ausgebildet. In Fig. 1 ist dieser Abschnitt mit dem Bezugszeichen 17 gekennzeichnet. Das im Durchmesser größere Ende des konischen Abschnittes 13 des Befestigungsbolzens 12 grenzt an ei­ nen Anschlag 18, der nach einer Befestigung des Dreieckslenkerteils 8 an dem Dreieckslenkerteil 7 an der Außenseite der Anschlußfläche 9 anliegt.

Die Verbindung zwischen dem Dreieckslenkerteil 7 und dem Dreieckslen­ kerteil 8 wird wie folgt hergestellt: Nach Einstecken des Befestigungsbol­ zens 12 des Dreieckslenkerteils 8 in die Aufnahmebohrung 10 des Drei­ eckslenkerteils 7 wird die Stellung der beiden Dreieckslenkerteile 7, 8 zu­ einander über einen sich durch Zusammenwirken der beiden konischen Abschnitte 11 und 13 einstellenden Reibschluß herbeigeführt. Anschlie­ ßend wird ein Verpressvorgang dergestalt durchgeführt, daß ein unteres Verpresswerkzeug an der Unterseite des Dreieckslenkerteils 7 im Bereich unterhalb der Aufnahmebohrung 10 angreift, in der sich der hinterschnit­ tene Abschnitt 15 des Befestigungsbolzens 12 und der ovale Schaftab­ schnitt 14 befinden. Mit diesem unteren Verpresswerkzeug fluchtend ist ein oberes Verpresswerkzeug vorgesehen, welches auf die gegenüberlie­ gende Seite des Dreieckslenkerteils 7 zum Durchführen des Verpreß­ schrittes wirkt. Dabei kann es zweckmäßig sein, die Angriffsflächen der Verpreßwerkzeuge nach außen gekrümmt auszubilden, um ein punktuel­ les Verpressen zu ermöglichen, bei welchem Verpressen gezielt Material in den Hinterschnitt eingepreßt wird. Bei diesem Verpressen wird Material in die durch den hinterschnittenen Abschnitt 15 gebildete Nut eingepreßt, wobei durch den zum Fußabschnitt 16 ansteigend ausgebildeten Über­ gangsabschnitt 17 zusätzlich der Befestigungsbolzen 12 in die Aufnah­ mebohrung 10 eingezogen wird. Da der Anschlag 18 außenseitig auf der Anschlußfläche 9 aufliegt, ist der Befestigungsbolzen 12 unter Vorspan­ nung in der Aufnahmebohrung 10 nach Durchführung des Verpreßschrit­ tes gehalten.

Der ovale Schaftabschnitt 14 des Befestigungsbolzens 12 ist in der Auf­ nahmebohrung 10 so angeordnet, daß die kleine Achse des den Quer­ schnitt dieses Schaftabschnittes 14 definierenden Ovals in Wirkrichtung der außenseitig an dem Dreieckslenkerteil 7 angreifenden Verpresswerk­ zeugen verläuft. Beim Verpressen kann dann auch eine Justage des Dreieckslenkerteils 8 zu dem Dreieckslenkerteil 7 erfolgen.

Fig. 2 zeigt einen weiteren Dreieckslenker 19, der ebenfalls aus zwei aus zusammengefügten Alumimiumschmiedeteilen 20, 21 besteht. Der dem Dreieckslenkerteil 21 zugeordnete Befestigungsbolzen 22 weist an sei­ nem hinteren Ende ebenfalls einen konischen Abschnitt 23 auf, der mit einem entsprechend konisch ausgebildeten Abschnitt der in das Drei­ eckslenkerteil 20 eingebrachten Aufnahmebohrung 24 zusammenwirkt. In dem Fußbereich des Befestigungsbolzens 22 ist ein Außengewinde 25 vorgesehen, auf welches zur Befestigung des Dreieckslenkerteils 21 an dem Dreieckslenkerteil 20 eine Mutter 26 aufgeschraubt ist.

Fig. 3 zeigt einen weiteren Dreieckslenker 27, der ebenfalls aus zwei aus Aluminium geschmiedeten Dreieckslenkerteilen 28, 29 besteht. Die beiden Dreieckslenkerteile 28, 29 sind bereichsweise überlappend ausgebildet. Die beiden Dreieckslenkerteile 28, 29 sind durch Nieten 30, wie aus Fig. 4 ersichtlich miteinander verbunden.

Aus der Beschreibung der Erfindung wird deutlich, daß ein Dreieckslenker für ein Kraftfahrzeug unter Verwendung von einzelnen Aluminiumschmie­ deteilen bereitgestellt werden kann, der aufgrund der Möglichkeit des Herstellens kleinerer Aluminiumschmiedeteile mit entsprechend einfache­ ren Geometrien mit sehr engen Toleranzen und der durch die Teilung ge­ ringen Baugröße sowie mit wirtschaftlich vertretbarem Aufwand herstellbar ist. Die Herstellung der einzelnen Dreieckslenkerteile kann mit herkömmli­ chen Schmiedegesenken mit einer geringen Anzahl an Schmiedeschritten und somit auch in entsprechender Stückzahl in einer relativ geringer Zeit erfolgen; der beispielsweise zusätzliche Schritt des Verpressens erfordert nur einen minimalen Aufwand zum Verbinden der einzelnen Dreieckslen­ kerteile.

Bezugszeichenliste

1

Dreieckslenker

2

Längsarm

3

Querarm

4

Lagerauge

5

Befestigungsmittel

6

Befestigungsmittel

7

Dreieckslenkerteil

8

Dreieckslenkerteil

9

Anschlußfläche

10

Aufnahmebohrung

11

Konischer Abschnitt der Aufnahmebohrung

12

Befestigungsbolzen

13

Konischer Abschnitt des Befestigungsbolzen

14

Schaftabschnitt

15

Hinterschnittener Abschnitt

16

Fußabschnitt

17

Übergangsabschnitt

18

Anschlag

19

Dreieckslenker

20

Dreieckslenkerteil

21

Dreieckslenkerteil

22

Befestigungsbolzen

23

Konischer Abschnitt

24

Aufnahmebohrung

25

Außengewinde

26

Mutter

27

Dreieckslenker

28

Dreieckslenkerteil

29

Dreieckslenkerteil

30

Niet

Claims (7)

1. Dreieckslenker für ein Kraftfahrzeug zum gelenkigen Verbinden einer Radachse mit dem Fahrzeugrahmen umfassend einen Längsarm und einen Querarm, dadurch gekennzeichnet, daß der Dreieckslenker (1, 19, 27) aus zumindest zwei miteinander verbun­ denen, als Aluminiumschmiedeteile gefertigten Dreieckslenkerteilen (7, 8; 20, 21; 28, 29) besteht, welchen Dreieckslenkerteilen (7, 8; 20, 21; 28, 29) jeweils Mittel (10, 12; 22, 24; 30) zum Verbinden der Dreieckslenkerteile (7, 8; 20, 21; 28, 29) miteinander zugeordnet sind.

2. Dreieckslenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß dem einen Dreieckslenkerteil (7) eine Aufnahmebohrung (10) und dem anderen Dreieckslenkerteil (8) ein in die Aufnahmebohrung (10) eingesetzter Befestigungsbolzen (12) zugeordnet ist, der in der Aufnahmebohrung (10) verpreßt gehalten ist.

3. Dreieckslenker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Befestigungsbolzen (12) einen Schaftabschnitt (14) und einen daran sich in Einsteckrichtung anschließenden verjüngten Abschnitt (15) und einen sich an dem verjüngten Abschnitt (15) anschließen­ den, das vordere Ende des Befestigungsbolzens (12) bildenden Fußabschnitt (16) aufweist, dessen Durchmesser größer als der Durchmesser des verjüngten Abschnittes (15) ist, wobei der Über­ gangsbereich (17) zwischen dem verjüngten Abschnitt (15) und dem Fußabschnitt (16) nach Art eines Konus ausgebildet ist.

4. Dreieckslenker nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeich­ net, daß die Aufnahmebohrung (10) im Bereich ihrer einsteckseiti­ gen Öffnung einen sich in Einsteckrichtung linear verjüngenden Konusabschnitt (11) und der Befestigungsbolzen (12) einen ent­ sprechend an den Schaftabschnitt (14) grenzenden verjüngten Ab­ schnitt (13) aufweist.

5. Dreieckslenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem konischen Schaftabschnitt (13) Mittel zum verdrehsicheren Fi­ xieren des Befestigungsbolzens in der Aufnahmebohrung (10) zu­ geordnet sind.

6. Dreieckslenker nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Schaftabschnitt (14) des Befestigungsbol­ zens (12) einen ovalen Querschnitt aufweist und der Befestigungs­ bolzen (12) in die Aufnahmebohrung (10) dergestalt eingesetzt ist, daß die längere Achse des den Querschnitt definierenden Ovals in der Ebene des Dreieckslenkers und somit rechtwinklig zur Verpreß­ richtung angeordnet ist.

7. Dreieckslenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dreieckslenkerteile (28, 29) einen Überlappungsbereich aufwei­ sen und miteinander im Bereich des Überlappungsbereiches mit­ einander vernietet sind.