DE102006060897B4

DE102006060897B4 - Vorderachsenbaugruppe

Info

Publication number: DE102006060897B4
Application number: DE102006060897.6A
Authority: DE
Inventors: Manfred Beck; Michael Braun
Original assignee: HFS HOTFORMING SOLUTIONS GmbH
Current assignee: HFS HOTFORMING SOLUTIONS GMBH, DE
Priority date: 2006-12-21
Filing date: 2006-12-21
Publication date: 2015-06-18
Anticipated expiration: 2026-12-22
Also published as: DE102006060897A1

Abstract

Vorderachsenbaugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere einen PKW, mit einem am Fahrzeug angebrachten Querträger (1) und an den beiden Enden des Querträgers (1) mit dem Querträger gelenkig verbindbaren Querlenkern (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein den Querträger (1) bildender Grundkörper und/oder ein den Querlenker (24) bildender Grundkörper aus einem einzigen Blechmaterialstück geformt und pressgehärtet ist bzw. sind, und dass die Baugruppe verschiedene, in unterschiedlichem Grad pressgehärtete Bereiche aufweist, und dass die die Verbindungseinrichtungen aufweisenden Bereiche in höherem oder niedrigerem Grade pressgehärtet sind als die übrigen Bereiche der Baugruppe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorderachsenbaugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere einen PKW, mit einem am Fahrzeug angebrachten Querträger und an den beiden Enden des Querträgers mit dem Querträger gelenkig verbindbaren Querlenkern.
Die genannten Querträger und Querlenker von Vorderachsenbaugruppen solcher Art sind herkömmlich aus jeweils mehreren Teilstücken zusammengesetzt. Insbesondere sind zwei mit ihren offenen Seiten einander gegenüberliegende Schalenteile miteinander verschweißt. Auch Verbindungseinrichtungen umfassende Teilstücke werden herkömmlich gesondert gefertigt und mit dem übrigen Querträger bzw. Querlenker z. B. durch Schweißen verbunden.
DE 10 2006 018 809 A1 beschreibt ein Fahrwerksteil, das pressgehärtet ist und bei welchem durch unterschiedliche Erwärmung und/oder unterschiedliche Abkühlung unterschiedliche Härtungsbereiche erzielt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Vorderachsenbaugruppe der eingangs erwähnten Art zu schaffen, die den sich im Automobilbau abzeichnenden Anforderungen besser gerecht wird.
Die diese Aufgabe lösende Vorderachsenbaugruppe nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass ein den Querträger bildender Grundkörper oder/und ein den Querlenker bildender Grundkörper aus einem einzigen Blechmaterialstück geformt und pressgehärtet ist bzw. sind. Um gewünschte Festigkeitseigenschaften zu erreichen, ist der Härtungsgrad in verschiedenen Bereichen der Teile unterschiedlich. Die Festigkeit in Verbindungsteile aufweisenden Bereichen des Querträgers bzw. Querlenkers ist höher oder niedriger als in den übrigen Bereichen dieser Teile.
Vorteilhaft können solche einstückigen, pressgehärteten Teile einer Vorderachsenbaugruppe bei geringerem Gewicht die für solche Teile erforderliche Festigkeit aufbringen und die herkömmlich mehrstückig zusammengesetzten Teile ersetzen. Material wird eingespart, das Fahrzeuggewicht reduziert. Die Teilevielfalt nimmt ab. Maßabweichungen durch Verzug von Teilen infolge Erwärmung beim Schweißen werden vermieden.
Es versteht sich, dass am an den die Baugruppen im wesentlichen bildenden Grundkörper Ergänzungsteile angebracht werden können, die im Vergleich zu dessen Ausdehnung klein sind, z. B. die Blechdicke verdoppelnde Materialverstärkungen an bestimmten Stellen, oder Verbindungselemente.
In der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das den Grundkörper bildende Blechmaterialstück in seiner Grundform schalenartig tiefgezogen, was ihm eine hohe Steifigkeit verleiht. Die Presshärtung erfolgt im Zuge des Tiefziehen oder nachträglich.
Aus dem Blechmaterialstück können ferner Einrichtungen für die Verbindung des Querträgers bzw. Querlenkers mit daran anzubringenden Teilen herausgeformt sein.
Bei den Verbindungseinrichtungen kann es z. B. um einen Sitz für eine Buchse oder eine Buchse selbst oder einen Sitz für einen Bolzen oder Zapfen oder einen Bolzen oder Zapfen selbst handeln.
Der Grundkörper kann ferner einstückig mit einer Haltelasche, z. B. für den Motor oder ein Getriebe des Fahrzeugs, ausgebildet sein.
Als mit dem Grundkörper verbundene Ergänzungsteile können die Buchse, der Bolzen oder der Zapfen in den Sitz eingepresst oder/und in dem Sitz durch eine Einprägung in das Blechmaterial gehalten sein.
Das den Sitz bildende Blechmaterial lässt sich im Zuge des Einpressens bzw. des Einprägens presshärten.
Vorzugsweise ist der gesamte Grundkörper pressgehärtet.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen weiter erläutert. Es zeigen:
1 eine Halbseite eines Querträgers einer Vorderachsenbaugruppe nach der Erfindung in Draufsicht sowie verschiedene Schnittansichten des Querträgers,
2 ein weiteres Ausführungsbeispiel für einen Querträger einer Vorderachsbaugruppe nach der Erfindung.
3 und 4 eine die unterschiedliche Presshärtung eines Querträgers einer erfindungsgemäßen Achsbaugruppe in verschiedenen Bereichen erläuternde Darstellung,
5 verschiedene, an einer Baugruppe nach der Erfindung ausformbare, Verbindungselemente bildende Ausformungen,
6–8 weitere Ausführungsbeispiele für Querträger einer Vorderachsenbaugruppe nach der Erfindung,
9 einen Querlenker einer erfindungsgemäßen Vorderachsenbaugruppe in einer Draufsicht sowie verschiedene Schnittansichten des Querlenkers,
10 einen weiteren Querlenker nach der Erfindung, der in verschiedenen Bereichen in unterschiedlichem Grade pressgehärtet ist,
11 ein weiteres Ausführungsbeispiel für eine ein Verbindungselement für einen Bolzen bildende Ausformung an einem Querlenker nach der Erfindung, und
12 einen Querschnitt durch einen Querlenker nach der Erfindung mit Umfalzungen am Rand.
Ein Querträger 1 einer Vorderachsenbaugruppe für einen PKW besteht aus einem einzigen Blechmaterialstück, das zur Bildung der Grundform des Querträgers schalenartig tiefgezogen und pressgehärtet worden ist. Der Querträger weist gewichtsreduzierende Durchbrüche 2 auf.
An den beiden Enden des Querträgers ist das Blech des Materialstücks unter Bildung verschiedener, der Verbindung mit einem Querlenker der Achsenbaugruppe dienender Einrichtungen 3 und 4 weiter ausgeformt. Die Ausformung bzw. Verbindungseinrichtung 3 betrifft einen durch Rundbiegen oder Ziehen des Blechmaterials herausgebildeten Zapfen. 1c zeigt den Zapfen 3 in einer Stirnansicht. Zwischen einander gegenüberliegenden Endrändern ist ein Stoß 5 gebildet.
Die Verbindungseinrichtung 4 wird weiter unten anhand des Querträgers von 2 näher erläutert, welcher eine ebensolche Ausformung aufweist.
In den folgenden Figuren sind gleiche oder gleichwirkende Teile mit derselben Bezugszahl wie in 1 bezeichnet, wobei der betreffenden Bezugszahl der Buchstabe a, b usw. beigefügt ist.
Ein in 2 gezeigter Querträger 1a einer Vorderachsenbaugruppe weist eine Ausformung 4a auf, die einen durch Tiefziehen gebildeten Durchzug 6 umfasst, der als Buchse oder als Aufnahme für eine darin einzupressende Buchse dienen kann. Abweichend von dem gezeigten Ausführungsbeispiel könnte der Durchzugs 6 auch mit einem Boden ausgebildet sein.
Eine gehäuseartige Ausformung 8, die im Abstand zu der Ausformung 4a angeordnet ist, weist im Querschnitt eine U-Form mit Randabwinklungen 9 auf. In den U-Schenkeln gebildete Bohrungen 10 liegen einander gegenüber.
3 und 4 zeigen in der Form den Querträgern von 1 und 2 entsprechende Querträger. Schraffuren im Bereich Verbindungseinrichtung bildender Ausformungen 3b, 4b bzw. 4c, 8 des Bleches deuten an, dass in diesen Bereichen eine Presshärtung mit höherem oder niedrigerem Härtegrad als in den übrigen Bereichen der Querträger durchgeführt worden ist.
Anstelle der vorangehend beschriebenen Ausformungen 3, 4 und 8 könnten auch die in 5 gezeigten Ausformungen gebildet sein. Bohrungen 12 in den U-Schenkeln liegen einander gegenüber.
5a zeigt eine Ausformung mit U-förmigem Querschnitt, wobei in der U-Basis eine rechteckige Öffnung 11 gebildet ist.
5b zeigt von gegenüberliegenden Blechwänden ausgehende, durch Ziehen gebildete Durchzüge 15 und 16, welche einen Sitz für eine Buchse bilden können.
Gemäß 5c ist durch Ziehen ein Durchzug 17 gebildet, welchem eine Öffnung 18 in einer an das untere Ende des Durchzugs angrenzenden Blechwand gegenüberliegt.
6 zeigt einen Querträger 1d mit Ausformungen 19 und 19' gemäß 5b.
Eine Ausformung 20 eines in 7 gezeigten Querträgers 1e entspricht der Ausformung von 5c.
8 stellt einen Querträger 1f dar, der in der Mitte eine Verbindungslasche 21 mit Bohrungen 22 zur Verbindung z. B. mit einem Motor oder Getriebe aufweist. Zur Versteifung ist die Lasche 21 mit Randabwinklungen 23 versehen, wie die Schnittdarstellung von 8a erkennen lässt.
Es wird nun auf 9 Bezug genommen, wo ein mit einem Querträger zu verbindender Querlenker einer Vorderachsenbaugruppe gezeigt ist.
Der Querlenker, welcher gelenkig mit einem Querträger zu verbinden ist, weist einen aus einem einzigen Blechmaterialstück hergestellten Grundkörper auf, wobei das Blechmaterial zur Bildung des Querlenkers schalenartig tiefgezogen und pressgehärtet worden ist.
Über die schalenartige Grundform hinaus ist das Blech bei 26, 27 unter Bildung von Verbindungselementen ausgeformt, wobei die Ausformungen 26 und 27 jeweils als Buchse ausgebildet sein. Als Ausformung 28 ist ein Durchzug 29 gebildet, wie dies in 9d und ähnlich auch in 5c dargestellt ist.
Wie die Schnittdarstellung von 9b erkennen lässt, ist der Querlenker zu den Durchbrüchen 25 hin bei 31 mehrfach abgestuft, was dem Querlenker eine hohe Stabilität verleiht.
Die Buchsen bildenden Ausformungen 26 und 27 weisen in dem gezeigten Ausführungsbeispiel eine Überlappung 32 auf. Es könnte auch nur ein Stoß zwischen den einander gegenüberliegenden Endrändern des gebogenen Blechs gebildet sein.
In die Buchse 26 ist eine im Durchmesser kleinere Buchse 33 eingepresst, wobei im Zuge der Einpressung auch eine Presshärtung des Materials vorgenommen wurde. In der Buchse 27 sitzt ein Bolzen 34, der darin durch eine umlaufende Einprägung 35 festgehalten wird. Auch im Zuge der Bildung dieser Einprägung erfolgte eine Presshärtung des Blechmaterials.
Es können presshärtbare Bolzen, Buchsen oder andere Formteile mit dem Grundkörper verbunden und danach zusammen mit dem Grundkörper pressgehärtet werden.
Ein in 10 gezeigter Querlenker, der in seiner Form dem Querlenker von 9 entspricht, ist in schraffierten Bereichen, welche die Verbindungselemente bzw. Ausformungen betreffen, in höherem oder niedrigerem Grade pressgehärtet als der übrige Lenker.
11 zeigt eine Ausformung in Form einer Buchse mit ovalem Querschnitt für die Aufnahme eines ovalen Bolzens 36. Um 180° abgewinkelte Blechmaterialenden gehen in flanschartige Endstücke 37 und 38 über, welche die Fortsetzung der am Querlenker gebildeten Randflansche 39 und 40 (10) bilden. Die einander gegenüberliegenden 180°-Abwinklungen könnten durch eine Schweißnaht verbunden werden.
12 zeigt einen Querschnitt durch einen Querlenker, welcher dem Querschnitt E-E ähnlich ist. im Unterschied zu Randflanschen 39, 40 sind Randumfalzungen 41 und 42 gebildet, welche für eine Stabilitätserhöhung sorgen.

Claims

Vorderachsenbaugruppe für ein Fahrzeug, insbesondere einen PKW, mit einem am Fahrzeug angebrachten Querträger (1) und an den beiden Enden des Querträgers (1) mit dem Querträger gelenkig verbindbaren Querlenkern (24), dadurch gekennzeichnet, dass ein den Querträger (1) bildender Grundkörper und/oder ein den Querlenker (24) bildender Grundkörper aus einem einzigen Blechmaterialstück geformt und pressgehärtet ist bzw. sind, und dass die Baugruppe verschiedene, in unterschiedlichem Grad pressgehärtete Bereiche aufweist, und dass die die Verbindungseinrichtungen aufweisenden Bereiche in höherem oder niedrigerem Grade pressgehärtet sind als die übrigen Bereiche der Baugruppe.
Baugruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das den Grundkörper bildende Blechmaterialstück in seiner Grundform schalenartig tiefgezogen ist.
Baugruppe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass aus dem Blechmaterialstück ferner Einrichtungen für die Verbindung des Querträgers (1) bzw. Querlenkers (24) mit daran anzubauenden Teilen herausgeformt ist.
Baugruppe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen einen Sitz (15, 16) für eine Buchse oder eine Buchse (26, 27) selbst umfassen.
Baugruppe nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen einen Sitz für einen Bolzen oder Zapfen oder einen Bolzen oder Zapfen selbst umfassen.
Baugruppe nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (26, 27), der Bolzen oder der Zapfen in den Sitz (15, 16) eingepresst oder/und in dem Sitz durch eine Einprägung in das Blechmaterial gehalten ist.
Baugruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das den Sitz (15, 16) bildende Blechmaterial im Zuge des Einpressens oder/und Einprägens pressgehärtet ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungseinrichtungen eine Lasche zur Verbindung der Baugruppe, insbesondere des Querträgers, z. B. mit dem Motor oder/und einem Getriebe umfassen.