DE102005029539A1 - Achsschenkel für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Achsschenkel, welcher an einer Fahrzeugkarosserie angebunden ist und einen näherungsweise rotationssymmetrischen Lagerzapfen umfasst, mit welchem ein Rad des Fahrzeugs verbindbar ist, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Achsschenkels. Um einerseits den hohen Bauteilbeanspruchungen gerecht zu werden und andererseits eine möglichst kostengünstige Herstellung des Achsschenkels zu erreichen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass der Achsschenkel geteilt ausgeführt ist mit einem Achsschenkelgrundkörper und dem Lagerzapfen, welcher eine entsprechende zylindrische Öffnung in dem Achsschenkelgrundkörper durchragt, wobei der Lagerzapfen ein Zapfenteil und ein Gegenstück umfasst, welche durch ein Pressschweißverfahren innerhalb der Öffnung miteinander verbunden sind.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Achsschenkel nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Achsschenkels nach Patentanspruch 11.
  • In einem Kraftfahrzeug nimmt der Achsschenkel das Rad auf und ist an die Fahrzeugkarosserie angebunden. Handelt es sich um ein gelenktes Rad, so erfolgt die Karosserieanbindung über Achslenker, und der Achsschenkel ist um die Lenkachse schwenkbar. Weiterhin weist der Achsschenkel einen Lagerzapfen auf, an welchem das Rad mittels Lagern drehbar befestigt ist. Aufgrund der hohen Radaufstandkräfte kommt es beim Achsschenkel zu einer hohen mechanischen Beanspruchung des Lagerzapfens am Übergang zur Lageranlageschulter, so dass das Bauteil aus einem hochwertigen Werkstoff gefertigt werden oder lokalen Gefügeveränderungen zur Erhöhung der Beanspruchbarkeit unterzogen werden muss.
  • Bekannte Achsschenkel dieser Art sind als einstückige Bauteile ausgeführt, die beispielsweise durch ein Schmiedeverfahren aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sind. Diese weisen jedoch fertigungstechnische Nachteile auf, da das Schmieden eines solchen komplexen Bauteils mit hohen Kosten für Werkzeuge und die Herstellung verbunden ist.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Achsschenkel sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung vorzuschlagen, welcher den hohen Beanspruchungen im Betrieb standhalten kann und sich durch eine kostengünstige Fertigung herstellen lässt.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 11 gelöst.
  • Danach wird ein geteilter Achsschenkel vorgeschlagen mit einem Achsschenkelgrundkörper und dem Lagerzapfen, welcher eine entsprechende zylindrische Öffnung in dem Achsschenkelgrundkörper durchragt, wobei der Lagerzapfen ein Zapfenteil und ein Gegenstück umfasst, welche durch ein Pressschweißverfahren innerhalb der Öffnung miteinander verbunden sind. So ist das komplexe Bauteil Achsschenkel aus zwei einzelnen Bauteilen zusammengesetzt, die jeweils für sich eine einfachere Geometrie aufweisen und vor dem Zusammenbau getrennt gefertigt und bearbeitet werden können. Daher ist das Gesamtbauteil einfacher und kostengünstiger herzustellen.
  • Vorteilhafterweise wird als Pressschweißverfahren ein Reibschweißverfahren gewählt. Dies ist besonders gut zur Verbindung der hier vorliegenden rotationssymmetrischen Bauteile geeignet (Anspruch 2).
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung weist die Öffnung des Achsschenkelgrundkörpers auf der dem Zapfenteil zugewandten Seite eine Verbreiterung zur Aufnahme des Schweißwulstes auf. Auf diese Weise kann die Ausbreitung des beim Reibschweißen entstehenden Schweißwulstes gezielt eingegrenzt und der Schweißwulst zusätzlich für die mechanische Verklammerung des Achsschenkelgrundkörpers mit dem Achszapfen verwendet werden (Anspruch 3).
  • Vorteilhafterweise weist das Zapfenteil gegenüber der Öffnung des Achsschenkelgrundkörpers eine Presspassung auf. So können die im Betrieb in den Achsschenkel eingeleiteten Beanspruchungen besser aufgenommen und über die Länge der Öffnung verteilt werden (Anspruch 4).
  • Vorteilhafterweise besteht der Achsschenkelgrundkörper aus einem Gusswerkstoff oder ist alternativ als Schmiedeteil aus einer Aluminium-Knetlegierung ausgeführt. Weiterhin besteht vorteilhaft der Lagerzapfen aus einem Stahlwerkstoff. So kann eine Gewichtsersparung gegenüber einem einstückigen Achsschenkel erzielt werden, indem der Grundkörper aus einem leichten Material hergestellt wird, welches nicht schweißbar sein muss, während der stark beanspruchte Zapfen aus einem hochwertigen, für zusätzliche, die Festigkeit in den besonders beanspruchten Bereichen lokal erhöhende Maßnahmen geeigneten Werkstoff besteht (Ansprüche 5 bis 7).
  • In einer Ausgestaltung weist das Gegenstück auf seiner von der Öffnung abgewandten Stirnseite eine Montage-Ausnehmung auf. So kann die Geometrie des Achsschenkels dem vorhandenen Bauraum mit einfachen Mitteln optimal angepasst werden (Anspruch 8).
  • Vorteilhafterweise ist innerhalb der Öffnung wenigstens ein Vorsprung vorgesehen, der beim Reibschweißen mit dem erweichten Material von Zapfenteil und/oder Gegenstück einen Formschluss bildet. Auf diese Weise wird eine zusätzliche mechanische Verklammerung der Einzel-Bauteile miteinander und eine hohe Festigkeit des Achsschenkels erreicht (Anspruch 9).
  • Es ist vorteilhaft, dass das Zapfenteil eine Schulter aufweist, mit der es in Zusammenbaulage an einer an die Öffnung angrenzenden Anlagefläche am Achsschenkelgrundkörper anliegt. Auch durch diese Maßnahme wird die mechanische Verklammerung der Bauteile erhöht (Anspruch 10).
  • Weiterhin wird ein Verfahren zum Herstellen eines Achsschenkels aus einem Achsschenkelgrundkörper mit einer näherungsweise rotationssymmetrischen Öffnung und einem Lagerzapfen vorgeschlagen. Der Lagerzapfen umfasst ein Zapfenteil und ein Gegenstück. Zunächst wird das Zapfenteil von einer Seite in die Öffnung eingesetzt. Danach wird von der anderen Seite das Gegenstück in die Öffnung eingebracht und mit seiner Stirnfläche zumindest bereichsweise in Kontakt mit der Stirnfläche des Lagerzapfens gebracht. Im letzten Verfahrensschritt werden Gegenstück und Zapfenteil durch ein Pressschweißverfahren innerhalb der Öffnung unlösbar miteinander verbunden (Anspruch 11).
  • In einer vorteilhaften Ausgestaltung wird während des Reibschweißens das Gegenstück in Rotation versetzt und in Richtung seiner Längsachse verschoben, während das Zapfenteil innerhalb der Öffnung fixiert bleibt. So wird zum einen eine einfache Verfahrensführung realisiert, da nur ein Bauteil mit einer einfachen Geometrie in Rotation versetzt werden muss. Zum anderen kann so das Zapfenteil schon vor dem Reibschweißen in die Öffnung eingepresst werden (Anspruch 13).
  • Weiterhin kann das Reibschweißen erfolgen, indem zunächst durch Rotation die Stirnbereiche von Gegenstück und Zapfenteil erweicht werden und dann das Gegenstück und/oder das Zapfenteil ohne Rotationsbewegung in Richtung seiner Längsachse verschoben wird, bis es mit einer stirnseitigen Anlageschulter an einer Anlagefläche am Radträgergrundkörper anliegt. Dies ermöglicht eine präzise Verbindung von Zapfenteil und Gegenstück mit einer hohen Beanspruchbarkeit des Verbindungsbereichs (Anspruch 14).
  • Weitere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung gehen aus den übrigen Unteransprüchen und der Beschreibung hervor.
  • In den Zeichnungen ist die Erfindung anhand mehrerer Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen
  • 1 eine Prinzipskizze des Achsschenkels vor dem Zusammenbau und dem anschließenden Reibschweißen,
  • 2 eine Prinzipskizze des Achsschenkels nach dem Reibschweißen,
  • 3 eine Schnittdarstellung des fertigen Achsschenkels,
  • 4 einen Achsschenkel an einer Starrachse eines Kraftfahrzeugs sowie
  • 5 einen Achsschenkel an einer Einzelradaufhängung eines Kraftfahrzeugs.
  • 1 zeigt eine Prinzipdarstellung eines erfindungsgemäßen Achsschenkels 1.
  • Ein Achsschenkel 1 nimmt in einem Kraftfahrzeug ein hier nur angedeutet dargestelltes Rad 5 des Fahrzeuges an einem Lagerzapfen 3 drehbar gelagert auf. Weiterhin ist der Achsschenkel 1 an der Karosserie des Fahrzeugs angebunden. 1 zeigt den geteilten Achsschenkel 1 in einem Zustand vor seinem Zusammenbau. Der Achsschenkel 1 umfasst in diesem Zustand drei einzelne Bauteile: Zunächst den Achsschenkelgrundkörper 7, welcher an der Karosserie angebunden ist und eine näherungsweise rotationssymmetrische Öffnung 9 aufweist. In dieser Öffnung 9 befindet sich im Zusammenbauzustand der Lagerzapfen 3. Auf einer vom Rad 5 abgewandten Seite 15 weist die Öffnung 9 im Achsschenkelgrundkörper 7 eine Verbreiterung 17 auf, deren Funktion noch beschrieben werden wird.
  • Der Lagerzapfen 3 wiederum ist aus zwei Bauteilen zusammengesetzt: Einem rotationssymmetrischen Zapfenteil 11, welches die eigentliche Radaufnahme darstellt, und einem Gegenstück 13. Beide Bauteile 11, 13 weisen vor dem Zusammenbau des Achsschenkels 1 zwei einander entsprechende Stirnflächen 31 und 33 auf. In dieser Ausgestaltung weist das Zapfenteil 11 weiterhin eine an der Umfangsfläche angeordnete ringförmige Schulter 27 auf. Auch das Gegenstück 13 weist eine ringförmige Schulter 41 auf, so dass der Durchmesser des Gegenstücks 13 an der vom Rad 5 abgewandten Seite den Durchmesser der Öffnung 9 überschreitet.
  • Die drei Bauteile Achsschenkelgrundkörper 7, Zapfenteil 11 und Gegenstück 13 können aus unterschiedlichen Materialien bestehen:
    Der Achsschenkelgrundkörper 7 zum einen ist in diesem Ausführungsbeispiel aus einem Gussmaterial, beispielsweise aus Grauguss oder Sphäroguss (GJS) oder einem Aluminiumgusswerkstoff, kann aber auch auf beliebige Weise aus einem Stahlwerkstoff hergestellt sein. Weiterhin kann der Achsschenkelgrundkörper 7 als Schmiedeteil aus einer Aluminiumknetlegierung hergestellt sein.
  • Der Lagerzapfen 3 besteht vorzugsweise aus einem Stahlwerkstoff, welcher für ein Reibschweißverfahren geeignet sein muss. Denkbar ist beispielsweise ein Vergütungsstahl oder ein einsatzgehärteter Stahlwerkstoff.
  • Die beiden Teile des Lagerzapfens 3 können dabei ebenso aus zwei verschiedenen Materialien bestehen: Das Zapfenteil 11 ist aus einem vergütetem Stahl, welcher den hohen Anforderungen genügt, die im Betrieb an den Bereich des Zapfens gestellt werden. Günstig ist hier ein Werkstoff, der schon vor dem Zusammenbau der Einzelteile an den besonders beanspruchten Stellen einer zusätzlichen Behandlung unterzogen werden, also z.B. lokal induktiv gehärtet werden kann. Dahingegen kann das Gegenstück aus einem gut schweißbaren Stahlwerkstoff bestehen. Eine typische günstige Werkstoffkombination für den Lagerzapfen 3 ist beispielsweise ein Zapfenteil 11 aus 42CrMo4 mit einem Gegenstück 13 aus St52.
  • Das Verfahren zum Herstellen des Achsschenkels 1 läuft nun beispielhaft in den folgenden Schritten ab:
    Zunächst wird das Zapfenteil 11 von einer Seite in die Öffnung 9 eingelegt und dort fixiert. Diese Fixierung kann beispielsweise über eine Presspassung zwischen der Öffnung 9 und dem Zapfenteil 11 erfolgen. Alternativ kann das Zapfenteil 11 in die Öffnung 9 eingeschoben werden, bis die Schulter 27 in Kontakt mit einer zugeordneten Anlagefläche 29 auf dem Achsschenkelgrundkörper 7 tritt.
  • In diesem Ausführungsbeispiel werden anschließend der Achsschenkelgrundkörper 7 sowie das Zapfenteil 11 drehfest fixiert.
  • Von der anderen Seite wird nun das Gegenstück 13 in die Öffnung 9 eingebracht, bis es mit seiner Stirnfläche 33 in Kontakt mit der Stirnfläche 31 des Zapfenteils 11 tritt. Nun wird ein Reibschweißverfahren durchgeführt, indem das Gegenstück 13 unter gleichzeitigem Druck in Richtung seiner Längsachse 35 in Rotation versetzt wird. Dadurch wird das Material in den einander zugewandten Stirnbereichen 39, 37 von Gegenstück 13 und Zapfenteil 11 erweicht, und die beiden Bauteile 11, 13 beginnen sich miteinander zu verbinden.
  • Zur Durchführung des Reibschweißens in einer Reibschweißmaschine sind beispielsweise in dem rotierenden Gegenstück 13 Aufnahmen vorgesehen, mit denen es in die Reibschweißmaschine eingespannt werden kann.
  • Nachdem durch die Rotation und den Druck das Material in den Stirnbereichen 37, 39 von Zapfenteil 11 und Gegenstück 13 genügend erweicht ist und sich in einem teigigen Zustand befindet, wird die Rotationsbewegung gestoppt, und es wird nur noch eine reine, stauchende Translationsbewegung in Richtung der Längsachse 35 des Gegenstücks 13 durchgeführt. Diese Bewegung endet zu dem Zeitpunkt, an dem die Schulter 41 des Gegenstücks 13 mit einer zugeordneten Anlagefläche 43 auf dem Achsschenkelgrundkörper 7 in Kontakt tritt. Die Bauteile 11, 13 werden also im Fügebereich 26 gestaucht, bis ein definierter Anschlag erreicht ist.
  • 2 zeigt den fertigen Achsschenkel 1 nach der Beendigung des Reibschweißverfahrens. Durch die Abkühlung ziehen sich die durch die Reibschweißung erweichten Materialien 25 von Zapfenteil 11 und Gegenstück 13 im Fügebereich 26 zusammen. Durch diese Materialschrumpfung wird das die Öffnung 9 begrenzende Material des Achsschenkelgrundkörpers 7 durch die beiden es umgebenden Schultern 27 sowie 41 eingeklammert. Das führt zu der gewünschten hohen Festigkeit des gesamten Achsschenkels 1. Die Schweißnahtschrumpfung wird also gezielt zur Vorspannung des Achsschenkels 1 eingesetzt.
  • Zur Reduktion einer unerwünschten Aufhärtung im Schweißbereich kann über das Gegenstück 13 gegebenenfalls ein induktives Anlassen des Schweißbereichs erfolgen. Alternativ kann der gesamte Achsschenkel einem Ofenanlassen unterzogen werden.
  • In 2 ist weiterhin zu erkennen, wie der beim Reibschweißen entstehende Schweißwulst 19 in der Verbreiterung 17 aufgenommen wird. Ein in diesem Ausführungsbeispiel zusätzlich in der Verbreiterung 17 vorgesehener Vorsprung 24 trägt durch den Formschluss mit dem erweichten Material 25 im Fügebereich 26 zur mechanischen Verklammerung der Bauteile 7, 11, 13 bei und dient als Verdrehsicherung der Verbindung.
  • Neben dem in 2 dargestellten einzelnen Vorsprung 24 können auch mehrere Vorsprünge vorgesehen werden, die den Verklammerungseffekt noch erhöhen. Denkbar ist auch, ein durch eine Reihe von Vorsprüngen erzeugtes Profil vorzusehen, z. B. eine Rändelung.
  • 3 zeigt in einer detaillierten Schnittansicht ein weiteres Ausführungsbeispiel des durch das Reibschweißen hergestellten Achsschenkels 1. Dieses Beispiel unterscheidet sich vor allem durch die spezielle Ausgestaltung der Öffnung 9 und der daran angrenzenden Anlageflächen 29 sowie 43 sowie die Gestaltung der Schulter 27 des Zapfenteils.
  • In diesem Ausführungsbeispiel erfolgt die Reibschweißverbindung zwischen Zapfenteil 11 und Gegenstück 13 nicht flächig, sondern nur in einem, durch entsprechende Aussparungen 48, 48' erzeugten, ringförmigen Randbereich 49 der Stirnflächen 31 und 33.
  • Diese Ausführungsform sieht weiterhin beim Reibschweißen eine Winkelorientierung vor. Dabei wird das Gegenstück 13 nach der Rotationsbewegung in einer definierten Winkelposition gehalten. Auf diese Weise ist es möglich, am Gegenstück 13 an der von der Öffnung 9 abgewandten Stirnseite 21 gezielt eine Montageausnehmung 23 oder ähnliches zu platzieren, die dann beispielsweise als Montagehilfe für benachbarte Bauteile genutzt werden kann.
  • In 4 ist als weiteres Ausführungsbeispiel der Einsatz des geteilten Achsschenkels 1 an einer Starrachse dargestellt. Hierbei kann es sich beispielsweise um die Starrachse eines Lastkraftwagens handeln. Die Anbindung des Achsschenkels 1 an die Karosserie erfolgt hier über in den Augen 47 aufgenommenen, hier nicht dargestellten, Achsbolzen.
  • 5 zeigt hingegen einen geteilten Achsschenkel 1 an einer gelenkten Achse einer Einzelradaufhängung. Hier ist der Achsschenkel 1 über nicht dargestellte Achslenker an der Karosserie des Fahrzeugs angebunden und um eine Lenkachse 45 schwenkbar gelagert. Das am Achsschenkel 1 befindliche, hier nicht dargestellte Rad 5 ist darüber hinaus durch eine durch den als Hohlwelle ausgeführten Lagerzapfen 3 geführte Antriebswelle 46 angetrieben.
  • Dieses Konzept eines geteilten und durch Reibschweißen verbundenen Achsschenkels 1 lässt sich also sowohl für gelenkte als auch für ungelenkte und sowohl für angetriebene als auch für nicht angetriebene Räder einer Einzelradaufhängung oder einer Starrachse bei Lastkraftwagen und bei Personenkraftwagen gleichermaßen einsetzen. Weiterhin ist das Konzept sowohl für Hinterachs-Konzepte als auch für Vorderachsen einsetzbar.
  • Dadurch, dass der Achsschenkel 1 als Verbundbauteil mit Einzel-Bauteilen 7, 11, 13 aus verschiedenen Materialien gestaltet werden kann, bietet er zunächst Gewichtsvorteile.
  • Das Material des Achsschenkelgrundkörpers 7 kann unter Leichtbaugesichtspunkten optimiert werden kann, da es keine Anforderungen in Bezug auf Verbindbarkeit erfüllen muss. Es ist bei diesem Verbundkonzept keine direkte Verbindung des Werkstoffs des Achsschenkelgrundkörpers 7 mit dem des Lagerzapfens 3 erforderlich.
  • Weiterhin können die Einzelbauteile 7, 11, 13, da sie eine weit einfachere Geometrie aufweisen, als der Achsschenkel 1 als einstückiges Bauteil, in Bezug auf ihre Fertigung optimiert werden. Beispielsweise kann der Lagerzapfen 3 aus einfachem Stangenmaterial gefertigt werden.
  • Weiterhin bietet das Konzept auch bauraumtechnische Vorteile, da die Einzelbauteile 7, 11, 13 in Bezug auf den benötigten Bauraum getrennt ausgelegt werden können.
  • Die Werkstoffe der Einzelbauteile 7, 11, 13 können spezifisch auf die Bauteilanforderungen angepasst werden. So kann z.B. für den Achsschenkelgrundkörper 7 ein Gusswerkstoff gewählt werden, der unempfindlicher gegenüber thermischen Belastungen ist, während der Lagerzapfen 3 aus einem schweißbaren sowie vergütbaren Werkstoff gefertigt werden kann.
  • Insofern stellt die Auslegung des Achsschenkels 1 als Verbundbauteil ein belastungs- und kostenorientiertes Optimum dar.
  • Der Achsschenkel 1 und das Verfahren zu seiner Herstellung ist nicht beschränkt auf die dargestellten Ausführungsbeispiele.
  • Zunächst kann der Anschlag des Zapfenteils 11 am Achsschenkelgrundkörper 7 auch anders gestaltet sein. Denkbar sind beispielsweise das Vorsehen einer Passung zwischen den beiden Bauteilen 7, 11 oder eine nicht ringförmig gestaltete Schulter 27 am Zapfenteil 11.
  • Allgemein kann die Gestaltung des Verbindungsbereichs von den in den Ausführungsbeispielen gezeigten Geometrien abweichen.
  • Im Gegensatz zu der oben beschriebenen Verfahrensführung ist es auch möglich, beim Reibschweißen das Gegenstück 13 zu fixieren und das Zapfenteil 11 rotieren zu lassen. Dann könnte das Gegenstück 13 zunächst in die Öffnung 9 eingepresst werden und im nächsten Schritt das Zapfenteil aufgeschweißt werden.
  • Neben denen in den Ausführungsbeispielen dargestellten Reibschweißverfahren kann die Verbindung der Bauteile auch mit einem anderen geeigneten Pressschweißverfahren erfolgen, beispielsweise mit einem Widerstandspressschweißverfahren oder ein Ultraschallschweißverfahren.

Claims (15)

  1. Achsschenkel (1), welcher an einer Karosserie eines Fahrzeugs angebunden ist und einen näherungsweise rotationssymmetrischen Lagerzapfen (3) umfasst, mit welchem ein Rad (5) des Fahrzeugs verbindbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkel (1) geteilt ausgeführt ist mit einem Achsschenkelgrundkörper (7) und dem Lagerzapfen (3) umfasst, welcher eine entsprechende zylindrische Öffnung (9) in dem Achsschenkelgrundkörper (7) durchragt, wobei der Lagerzapfen (3) ein Zapfenteil (11) und ein Gegenstück (13) umfasst, welche durch ein Pressschweißverfahren innerhalb der Öffnung (9) miteinander verbunden sind.
  2. Achsschenkel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass als Pressschweißverfahren ein Reibschweißverfahren zum Einsatz kommt.
  3. Achsschenkel nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnung (9) des Achsschenkelgrundkörpers (11) auf der dem Zapfenteil (11) abgewandten Seite (15) eine Verbreiterung (17) zur Aufnahme des Schweißwulstes (19) aufweist.
  4. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenteil (11) gegenüber der Öffnung (9) des Achsschenkelgrundkörpers (7) eine Presspassung aufweist.
  5. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkelgrundkörper (7) aus einem Gusswerkstoff besteht.
  6. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkelgrundkörper (7) ein Schmiedeteil aus einer Aluminiumknetlegierung ist.
  7. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Lagerzapfen (3) aus einem Stahlwerkstoff besteht.
  8. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Gegenstück (13) auf seiner von der Öffnung (9) abgewandten Stirnseite (21) eine Montage-Ausnehmung (23) aufweist.
  9. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb der Öffnung (9) wenigstens ein Vorsprung (24) vorgesehen ist, der beim Reibschweißen mit dem erweichten Material (25) von Zapfenteil (11) und/oder Gegenstück (13) einen Formschluss bildet.
  10. Achsschenkel nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Zapfenteil (11) eine Schulter (27) aufweist, mit der es in Zusammenbaulage an einer an die Öffnung (9) angrenzenden Anlagefläche (29) am Achsschenkelgrundkörper (7) anliegt.
  11. Verfahren zum Herstellen eines Achsschenkels (1) aus einem Achsschenkelgrundkörper (7) mit einer näherungsweise rotationssymmetrischen Öffnung (9) und einem Lagerzapfen (3), welcher ein Zapfenteil (11) und ein Gegenstück (13) umfasst, mit den folgenden Verfahrensschritten: – das Zapfenteil (11) wird von einer Seite in die Öffnung (9) eingesetzt, – von der anderen Seite wird das Gegenstück (13) in die Öffnung (9) eingebracht und mit seiner Stirnfläche (33) zumindest bereichsweise in Kontakt mit der Stirnfläche (31) des Lagerzapfens (3) gebracht, und – Gegenstück (13) und Zapfenteil (11) werden durch ein Pressschweißverfahren innerhalb der Öffnung (9) unlösbar miteinander verbunden.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass als Pressschweißverfahren ein Reibschweißverfahren verwendet wird.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass während des Reibschweißens das Gegenstück (13) in Rotation versetzt und in Richtung seiner Längsachse (35) verschoben wird, während das Zapfenteil (11) innerhalb der Öffnung (9) fixiert bleibt.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Reibschweißen erfolgt, indem zunächst durch Rotation die Stirnbereiche (37, 39) von Zapfenteil (11) und Gegenstück (13) erweicht werden und dann das Gegenstück (13) und/oder das Zapfenteil (11) ohne Rotationsbewegung in Richtung seiner Längsachse (35) verschoben wird, bis es mit einer stirnseitigen Anlageschulter (41) bzw. (27) an einer zugeordneten Anlagefläche (43) bzw. (29) am Achsschenkelgrundkörper (7) anliegt.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Reibschweißen das Zapfenteil (11) oder das Gegenstück (13) in die Öffnung (9) eingepresst wird.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006024622A1 (de) * 2006-05-26 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Achsschenkel und Verfahren zum Herstellen eines Achsschenkels
WO2018162266A1 (de) * 2017-03-06 2018-09-13 Saf-Holland Gmbh Stummelelement und achssystem
WO2018236734A1 (en) * 2017-06-21 2018-12-27 Hendrickson Usa, L.L.C. SWIVEL SPOKE AUTOVIREUR

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102007021891A1 (de) * 2007-05-10 2008-11-13 Ejot Gmbh & Co. Kg Verfahren zur Herstellung einer Reibschweißverbindung und Gestaltung der Reibschweißverbindung
US9096259B2 (en) * 2012-07-30 2015-08-04 Arvinmeritor Technology, Llc Steering knuckle assembly with snap ring spindle retention and a method of manufacture
US8777241B1 (en) * 2013-03-08 2014-07-15 Ford Global Technologies, Llc Suspension component with tapered spindle joint
CN106541243B (zh) * 2016-12-07 2018-08-14 北京北方车辆集团有限公司 座总成焊接变位夹具
DE102017107207A1 (de) * 2017-04-04 2018-10-04 Saf-Holland Gmbh Achssystem

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19733158A1 (de) * 1996-08-01 1998-02-05 Dana Corp Achsschenkelanordnung für Fahrzeuge

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4002286A (en) * 1975-11-03 1977-01-11 Simon Joseph A Method of manufacturing a steering knuckle and spindle
US4087038A (en) * 1975-12-19 1978-05-02 Harima Sargyo Kabushiki Kaisha Frictional welding method
US4768839A (en) * 1984-08-17 1988-09-06 Spindler Dietmar E Method of manufacturing axle assemblies
US4659005A (en) * 1984-08-17 1987-04-21 Spindler Dietmar E Method of manufacturing axle assemblies
JPH09123723A (ja) * 1995-11-06 1997-05-13 Hitachi Metals Ltd 車輪支持部材
DE19606079C5 (de) * 1996-02-19 2004-12-02 Carl Dan. Peddinghaus Gmbh & Co Kg Aluminium-Achsschenkel oder Radträger mit eingesetztem Stahlzapfen und Verfahren zu dessen Herstellung
JP2000153413A (ja) * 1998-11-17 2000-06-06 Isamu Okubo 金属部材の接合方法および金属部材接合体
DE19934855C1 (de) * 1999-07-24 2000-11-09 Daimler Chrysler Ag Reibgeschweißtes Welle-Scheibe-Verbundwerkstück und Verfahren zu seiner Herstellung
US6767071B2 (en) * 2001-09-10 2004-07-27 Visteon Global Technologies, Inc. Lightweight spindle
US6565159B1 (en) * 2001-10-25 2003-05-20 Hayes Lemmerz International, Inc. Aluminum wheel carrier and spindle assembly
US6641229B1 (en) * 2001-10-25 2003-11-04 Hayes Lemmerz International, Inc. Spindle mounting for aluminum wheel carrier
DE20120098U1 (de) * 2001-12-10 2002-03-14 Sachsenring Fahrzeugtechnik Gm Bauteilverbindung bei Fahrwerkskomponenten
US6572199B1 (en) * 2002-04-03 2003-06-03 General Motors Corporation Flanged tubular axle shaft assembly
JP2004001087A (ja) * 2002-04-09 2004-01-08 Asahi Tec Corp 車輪支持部材の摩擦圧接方法及びこの摩擦圧接方法を用いた車輪支持部材

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19733158A1 (de) * 1996-08-01 1998-02-05 Dana Corp Achsschenkelanordnung für Fahrzeuge

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102006024622A1 (de) * 2006-05-26 2007-11-29 Daimlerchrysler Ag Achsschenkel und Verfahren zum Herstellen eines Achsschenkels
WO2018162266A1 (de) * 2017-03-06 2018-09-13 Saf-Holland Gmbh Stummelelement und achssystem
WO2018236734A1 (en) * 2017-06-21 2018-12-27 Hendrickson Usa, L.L.C. SWIVEL SPOKE AUTOVIREUR
US10759475B2 (en) 2017-06-21 2020-09-01 Hendrickson Usa, L.L.C. Self-steering axle knuckle
AU2018289292B2 (en) * 2017-06-21 2020-09-17 Hendrickson Usa, L.L.C. Self-steering axle knuckle

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