DE102012019072B3

DE102012019072B3 - Gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102012019072B3
Application number: DE201210019072
Authority: DE
Inventors: Thomas Klinger; Lars Fricke
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2012-09-27
Filing date: 2012-09-27
Publication date: 2013-10-31
Anticipated expiration: 2032-09-28

Abstract

Die Erfindung betrifft eine gelenkte Verbundlenkerachse (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in Kraftfahrzeugquerrichtung (FQ) ausgerichteten Querträger (12), an dessen Enden jeweils ein in Kraftfahrzeuglängsrichtung (FL) ausgerichteter Längslenker (14) angeordnet ist, sowie an den Längslenkern (14) um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtete Schwenkachse (18) schwenkbar gelagerte Radträger (16), wobei die Radträger (16) jeweils über eine Spurstange (20) mit einem am Querträger (12) drehbar gelagerten, mit einem Lenkaktuator (26) in Wirkverbindung stehenden, Kipphebel (22) verbunden sind. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass der Kipphebel (22) durch eine im Querträger (12) eingebrachte Lochöffnung (28) hindurchführend angeordnet ist und mittels einer einzigen Lagerstelle am Querträger (12) gelagert ist

Description

Die Erfindung betrifft eine gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
Verbundlenkerachsen sind hinreichend bekannt, und bestehen im Wesentlichen aus zwei Längslenkern, die mit einem torsionsweichen Querträger fest verbunden sind.
In der FR 2 936 182 A3 ist eine gelenkte Verbundlenkerachse offenbart, bei der an den jeweiligen Längslenkern ein um die Fahrzeughochachse schwenkbarer Radträger angeordnet ist. Der Radträger steht seinerseits über Spurstangen mit einem zentralen, am Querträger drehbar gelagerten Kipphebel in Wirkverbindung. Über einen am Kipphebel ebenfalls angreifenden Lenkaktuator ist eine Schwenkbewegung des Radträgers vornehmbar. Um eine Biegung des Querträgerprofils durch Kräfte des Lenkaktuators zu verhindern, ist der Kipphebel jeweils oben und unten um das Querträgerprofil geführt und mit zwei Lagerstellen an diesem befestigt. Zur Versteifung der Lagerstellen ist der Querträger im Bereich der Lagerstellen durch zusätzliche Bauteile lokal verstärkt.
Als nachteilig erweist sich bei dieser Konstruktion, dass die zusätzlichen Bauteile zusätzliche Material- und Fertigungskosten verursachen und die Torsionssteifigkeit des Querträgers erhöhen. Zudem ist die Lagerung des Kipphebels mittels zweier Lagerstellen konstruktiv aufwändig.
Die gattungsbildende WO 2011/036372 A1 offenbart eine gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in Kraftfahrzeugquerrichtung ausgerichteten Querträger, an dessen Enden jeweils ein in Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgerichteter Längslenker angeordnet ist, sowie an den Längslenkern um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar gelagerte Radträger, wobei die Radträger jeweils über eine Spurstange mit einem mittels einer einzigen Lagerstelle am Querträger drehbar gelagerten, mit einem Lenkaktuator in Wirkverbindung stehenden, Kipphebel verbunden sind. Auch hier ergeben sich durch die Art der Lagerung nachteilige Auswirkungen auf die Torsionseigenschaften des Querträgers.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass unter Vermeidung einer negativen Beeinflussung der Torsionseigenschaften des Querträgers eine vereinfachte Lagerung des Kipphebels ermöglicht ist.
Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
In bekannter Art und Weise umfasst die gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug einen in Kraftfahrzeugquerrichtung ausgerichteten Querträger, an dessen Enden jeweils ein in Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgerichteter Längslenker angeordnet ist. An den Längslenkers ist jeweils ein um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtete Schwenkachse schwenkbar gelagerte Radträger angeordnet. Die Radträger sind jeweils über eine Spurstange mit einem am Querträger drehbar gelagerten Kipphebel verbunden, wobei der Kipphebel seinerseits mit einem Lenkaktuator in Wirkverbindung steht.
Erfindungsgemäß ist der Kipphebel zentral durch eine im Querträger eingebrachte Lochöffnung hindurchführend angeordnet und mittels einer einzigen Lagerstelle am Querträger gelagert.
Durch die erfindungsgemäße zentrale, durch den Querträger hindurchführende Anordnung des Kipphebels ist in vorteilhafter Weise nunmehr die Lagerung des Kipphebels mittels einer einzigen Lagerstelle ermöglicht. Da zudem aufgrund der zentralen Anordnung der Lagerstelle zusätzliche Bauteile zur Verstärkung nicht mehr erforderlich sind, wird die Torsionssteifigkeit des Querträgers nicht negativ beeinflusst.
Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist hierbei die einzige Lagerstelle als ein Gummi-Metall-Lager ausgebildet. Hierbei umfasst das Gummi-Metall-Lager vorzugsweise einen Innen- und einen Außenring aus einem metallischen Werkstoff sowie einen zwischen Innen- und Außenring angeordneten Elastomerkörper. Der Innenring ist hierbei in radiale Richtung R geteilt ausgebildet und mit dem Querträger verbunden. Über den Außenring ist die Verbindung zu dem Kipphebel hergestellt. Diese Lagerung erweist sich als besonders vorteilhaft, da aufgrund des geteilten Innenrings die obere und untere Seite des Querschnittprofils des Querträgers voneinander entkoppelt werden, so dass eine Relativbewegung möglich ist und somit die induzierten Spannungen minimiert werden.
Vorzugsweise ist der Innenring mittels einer Schraubverbindung mit dem Querträger verbunden. Hierdurch ist eine einfach herzustellende und kostengünstige Verbindung gewährleistet.
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist der Querträger im Querschnitt als ein offenes Hohlprofil, insbesondere in Form eines V-förmigen oder U-förmigen Querschnittsprofils, ausgebildet.
Vorzugsweise ist der Lenkaktuator an einem der Längsträger der Verbundlenkerachse gelagert. Aufgrund der Lagerung des Lenkaktuators an einem der Längsträger ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass die Torsionssteifigkeit des Querträgers nicht beeinflusst wird.
Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiel.
In der Beschreibung, in den Ansprüchen und in der Zeichnung werden die in der unten aufgeführten Liste der Bezugszeichen verwendeten Begriffe und zugeordneten Bezugszeichen verwendet.
In der Zeichnung bedeutet:
1 eine schematische Darstellung einer gelenkten Verbundlenkerachse;
2 eine Schnittdarstellung des Querschnittprofils des Querträgers der Verbundlenkerachse aus 1, und
3 die erfindungsgemäße Anordnung und Lagerung des Kipphebels am Querträger.
1 zeigt eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete gelenkte Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug.
Die Verbundlenkerachse 10 umfasst einen in Kraftfahrzeugquerrichtung FQ ausgerichteten Querträger 12 sowie zwei in Kraftfahrzeuglängsrichtung ausgerichtete Längslenker 14. An den Längslenkern 14 ist jeweils ein Radträger 16 schwenkbar um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtet Schwenkachse 18 gelagert.
Die Radträger 16 sind jeweils über eine Spurstange 20 mit einem Kipphebel 22 verbunden. Der Kipphebel 22 ist schwenkbar um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtete Schwenkachse 24 am Querträger 12 gelagert und steht mit einem Lenkaktuator 26 in Wirkverbindung. Über eine mittels des Lenkaktuators 26 initiierte Drehbewegung des Kipphebels 22 erfolgt eine Schwenkbewegung der Radträger 16.
Wie 2 zu entnehmen ist, ist der Querträger 12 im Querschnitt in Form eines V-förmigen Profils ausgebildet.
Die Lagerung des Kipphebels 22 ist in 3 dargestellt:
Wie 3 zu entnehmen ist, weist der Querträger 12 einen zentrale Lochöffnung 28 auf, durch die der Kipphebel 22 in Kraftfahrzeuglängsrichtung FL gerichtet hindurch geführt ist. Über ein Gummi-Metall-Lager 30 ist der Kipphebel 22 mit dem Querträger 12 verbunden. Das Gummi-Metall-Lager 30 stellt hierbei die einzige Lagerstelle dar.
Das Gummi-Metall-Lager 30 umfasst eine in radiale Richtung r geteilt ausgebildete Innenring 32, einen Außenring 34 sowie einen zwischen Innenring 32 und Außenring 34 angeordneten Elastomerkörper 36. Das Gummi-Metall-Lager 30 ist über den Innenring 32 mittels einer Schraubverbindung 38 mit dem Querträger 12 verbunden und über den Außenring 34 auf dem Kipphebel festgelegt.
Durch die obige Ausgestaltung des Gummi-Metall-Lagers 30 ist eine Entkopplung der oberen und unteren Seite des V-förmigen Querschnittsprofils des Querträgers 12 gewährleistet. D. h. zwischen der oberen und unteren Seite des V-förmigen Querschnittsprofils des Querträgers 12 ist eine Relativbewegung ermöglicht, so dass die beim wechselseitigen auftretenden Schubspannungen im Profil minimiert werden.
Bezugszeichenliste

10: Verbundlenkerachse
12: Querträger
14: Längslenker
16: Radträger
18: Schwenkachse
20: Spurstangen
22: Kipphebel
24: Schwenkachse
26: Lenkaktuator
28: Lochöffnung
30: Gummi-Metall-Lager
32: Innenhülse
34: Außenhülse
36: Elastomerkörper
38: Schraubverbindung
FL: Fahrzeuglängsrichtung
FQ: Fahrzeugquerrichtung
r: radiale Richtung

Claims

Gelenkte Verbundlenkerachse (10) für ein Kraftfahrzeug, umfassend einen in Kraftfahrzeugquerrichtung (FQ) ausgerichteten Querträger (12), an dessen Enden jeweils ein in Kraftfahrzeuglängsrichtung (FL) ausgerichteter Längslenker (14) angeordnet ist, sowie an den Längslenkern (14) um eine in Kraftfahrzeughochrichtung ausgerichtete Schwenkachse (18) schwenkbar gelagerte Radträger (16), wobei die Radträger (16) jeweils über eine Spurstange (20) mit einem mittels einer einzigen Lagerstelle am Querträger (12) drehbar gelagerten, mit einem Lenkaktuator (26) in Wirkverbindung stehenden, Kipphebel (22) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Kipphebel (22) durch eine in Kraftfahrzeugquerrichtung (FQ) zentral im Querträger (12) eingebrachte Lochöffnung (28) hindurchführend angeordnet ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die einzige Lagerstelle als ein Gummi-Metall-Lager (30) ausgebildet ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Gummi-Metall-Lager (30) einen Innen- und einen Außenring (32, 34) aus einem metallischen Werkstoff sowie einen zwischen Innen- und Außenring (32, 34) angeordneten Elastomerkörper (36) umfasst, wobei der Innenring (32) in radiale Richtung (r) geteilt ausgebildet ist und wobei das Gummi-Metall-Lager (30) über den Außenring (34) mit dem Kipphebel (22) und über den Innenring (32) mit dem Querträger (12) verbunden ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenring (32) mittels einer Schraubverbindung (38) mit dem Querträger (12) verbunden ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (12) im Querschnitt als ein offenes Hohlprofil ausgebildet ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Querträger (12) im Querschnitt V-förmig oder U-förmig ausgebildet ist.
Gelenkte Verbundlenkerachse (10) nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkaktuator (26) an einem der Längsträger (14) gelagert ist.