DE102010012486A1

DE102010012486A1 - Suspension of a vehicle and method for producing a cross member thereof

Info

Publication number: DE102010012486A1
Application number: DE201010012486
Authority: DE
Inventors: Udo Mildner; Lothar Teske
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2010-03-24
Filing date: 2010-03-24
Publication date: 2011-09-29
Also published as: GB201104429D0; GB2480519A; GB2480519B

Abstract

Die Anmeldung betrifft ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem Querträger (3) und Knotenelementen (6, 7) an den Enden (4, 5) des Querträgers (3) und ein Verfahren zur Herstellung des Querträgers (3). Die Knotenelemente (6, 7) befestigen den Querträger (3) an einem Fahrzeugrahmen. Der Querträger (3) weist Leichtmetalle wie Titan- oder Aluminiumlegierungen mit hohlrohrförmigen Enden (4, 5) auf. Die Knotenelemente (6, 7) mit jeweils einem Rohransatz (8) sind aus Stahllegierungen, Leichtmetallen oder faserverstärkten Kunststoffen an den hohlrohrförmigen Enden (4, 5) des Querträgers (3) angeordnet. Außenabmessungen (dA) der Rohransätze (8) sind geringer als Innenabmessungen (dI) der hohlrohrförmigen Enden (4, 5) des Querträgers (3). Die Enden (4, 5) sind auf den Rohransätzen (8) der Knotenelemente (6, 7) in einem begrenzten ringförmigen Bereich stoffschlüssig fixiert.The application relates to a chassis of a vehicle with a cross member (3) and node elements (6, 7) at the ends (4, 5) of the cross member (3) and a method for producing the cross member (3). The junction elements (6, 7) attach the cross member (3) to a vehicle frame. The cross member (3) has light metals such as titanium or aluminum alloys with hollow tube-shaped ends (4, 5). The junction elements (6, 7) each with a tube attachment (8) are made of steel alloys, light metals or fiber-reinforced plastics on the hollow tube-shaped ends (4, 5) of the cross member (3). The outer dimensions (dA) of the pipe sockets (8) are smaller than the inner dimensions (dI) of the hollow tube-shaped ends (4, 5) of the cross member (3). The ends (4, 5) are firmly bonded to the pipe sockets (8) of the junction elements (6, 7) in a limited annular area.

Description

Die Anmeldung betrifft ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem Querträger und Knotenelementen an den Enden des Querträgers und ein Verfahren zur Herstellung des Querträgers. Die Knotenelemente befestigen den Querträger an einem Fahrzeugrahmen.The application relates to a chassis of a vehicle with a cross member and node elements at the ends of the cross member and a method for producing the cross member. The node elements attach the cross member to a vehicle frame.

8 zeigt beispielsweise als Baugruppe des Fahrwerks eine Hinterachse gemäß dem Stand der Technik. 9 zeigt einen Querträger mit Knotenelementen an den Enden des Querträgers in herkömmlicher Bauweise im Detail. Diese Hinterachse 30 gemäß 8 weist ein Wattgestänge 9 auf mit einem oberen Querlenker 31 und einem unteren Querlenker 32, die eine Parallelführung von Hinterrädern an einem Kurbelgestänge 10 bzw. 11 sicherstellen. Dazu sind die Querlenker 31 und 32 voneinander vertikal beabstandet an einem zentralen Halter 15, der im Zentrum des Querträgers fixiert ist, angeordnet. 8th shows, for example, as a subassembly of the chassis, a rear axle according to the prior art. 9 shows a cross member with node elements at the ends of the cross member in conventional construction in detail. This rear axle 30 according to 8th has a Watt linkage 9 on with an upper wishbone 31 and a lower wishbone 32 , which is a parallel guide of rear wheels on a crank linkage 10 respectively. 11 to ensure. These are the wishbones 31 and 32 vertically spaced from each other at a central holder 15 , which is fixed in the center of the cross member, arranged.

Die Kurbelgestänge 10 und 11, welche die Hinterräder tragen, weisen einen ersten Kurbelarm 33 und einen zweiten Kurbelarm 34 auf, die schwenkbar über ein Schwenkgelenk 12 bzw. 13 jeweils an dem Fahrzeugrahmen fixiert sind. Die beiden Kurbelarme 33 und 34 werden bei einer sogenannten Halbstarrachse über ein quer liegendes rohrförmiges Torsionsfederelement 14 miteinander verbunden. An den freien Enden 35 und 36 der Kurbelarme 33 und 34 ist das Wattgestänge 9 mit seinen Querlenkern 31 und 32 angelenkt.The crank rods 10 and 11 , which carry the rear wheels, have a first crank arm 33 and a second crank arm 34 on, which swivels over a swivel joint 12 respectively. 13 are each fixed to the vehicle frame. The two crank arms 33 and 34 be in a so-called semi-axial axis via a transverse tubular torsion spring element 14 connected with each other. At the free ends 35 and 36 the crank arms 33 and 34 is the Watt linkage 9 with his wishbones 31 and 32 hinged.

Die Fahrwerkteile einer derartigen Hinterachse 30 in herkömmlicher Bauart haben den Nachteil, dass sie einen beträchtlichen Anteil zum Fahrzeugleergewicht aufgrund der schweren Stahlblechkomponenten und Stahlrohrkomponenten sowie diversen Stahlguss- und Stahlschmiedeteilen beitragen. Auch die kastenförmige Struktur des Querträgers 3 aus Stahlblech mit dem zentralen Halter 15 für das Wattgestänge 9 liefert einen Beitrag zum Gesamtgewicht des Fahrzeug, der sich bei Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren auch auf den CO₂-Ausstoss belastend auswirkt.The chassis parts of such a rear axle 30 The conventional design suffers from the drawback that it contributes significantly to vehicle payload due to heavy sheet steel components and steel tube components as well as various cast steel and steel forgings. Also the box-shaped structure of the cross member 3 made of sheet steel with the central holder 15 for the Watt linkage 9 contributes to the overall weight of the vehicle, which also has a negative impact on CO ₂ emissions in vehicles with internal combustion engines.

Diese schwere Stahlblechkonstruktion des Querträgers 3 wird in 9 im Detail verdeutlicht. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in 8 werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. Das Kastenprofil des Querträgers 3 trägt dazu bei, dass neben der hohen Gewichtsbelastung auch ein fertigungstechnisch aufwendiges und kostenintensives Fertigungsverfahren für ein herkömmliches Fahrwerk bereitzustellen ist.This heavy steel sheet construction of the cross member 3 is in 9 clarified in detail. Components with the same functions as in 8th are denoted by like reference numerals and will not be discussed separately. The box profile of the cross member 3 contributes to the fact that in addition to the high weight load and a production-technically complex and costly production process for a conventional chassis is to provide.

Aus der Druckschrift US 2004/0148751 A1 ist ein Verfahren zum Fixieren eines rohrförmigen Querbauteils an einem Arm, insbesondere für eine halbstarre Achse eines Fahrzeugs, bekannt. Dabei sind die beweglichen Arme der halbstarren Querachse mit dem rohrförmigen Querbauteil als rohrförmiges Torsionsfederelement verbunden und in einer steifen Art ist mindestens einer der Arme an dem rohrförmigen Querbauteil unter Verwendung eines elektromagnetischen Verformungsprozesses fixiert. Dabei erfolgt die Fixierung während das Querbauteil und der mindestens eine Arm in einer Fixierungsposition zueinander stehen und entweder das rohrförmige Querbauteil oder der Arm mindestens ein metallisches Material aufweist.From the publication US 2004/0148751 A1 is a method for fixing a tubular cross member to an arm, in particular for a semi-rigid axle of a vehicle known. In this case, the movable arms of the semi-rigid transverse axis are connected to the tubular transverse member as a tubular torsion spring member and in a rigid manner, at least one of the arms is fixed to the tubular cross member using an electromagnetic deformation process. In this case, the fixing takes place while the transverse component and the at least one arm are in a fixing position to each other and either the tubular cross member or the arm has at least one metallic material.

Dieses bekannte Verfahren hat das Potential, dass unterschiedliche Werkstoffe stoffschlüssig miteinander verbunden werden können. Ein Nachteil dieses Verfahrens ist es jedoch, dass es für kastenförmige Knotenelemente und für kastenförmige Querträger und andere Teile eines modernen Fahrwerks nicht geeignet erscheint.This known method has the potential that different materials can be materially interconnected. A disadvantage of this method, however, is that it does not appear to be suitable for box-shaped node elements and for box-shaped cross members and other parts of a modern chassis.

Aufgabe der Anmeldung ist es, die Einsparpotentiale in Bezug auf Kosten, Gewicht und Schadstoffemission eines Fahrzeugs im Bereich der Optimierung von Komponenten eines Fahrwerks des Fahrzeugs auszuschöpfen und ein Fahrwerk zu schaffen, das einen geringeren Beitrag zum Leergewicht des Fahrzeugs und eine erhebliche Kostenreduzierung bei der Fertigung des Fahrwerks am Beispiels einer Strukturkomponente des Fahrwerks aufzeigen soll.The object of the application is to exploit the potential savings in terms of cost, weight and pollutant emission of a vehicle in the optimization of components of a chassis of the vehicle and to create a chassis that contributes less to the curb weight of the vehicle and a significant cost reduction in manufacturing of the chassis to show the example of a structural component of the chassis.

Diese Aufgabe wird mit dem Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Anmeldung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.This object is achieved with the subject matter of the independent claims. Advantageous developments of the application will become apparent from the dependent claims.

Mit einer ersten Ausführungsform der Anmeldung wird ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem Querträger und Knotenelementen an den Enden des Querträgers und ein Verfahren zur Herstellung des Querträgers geschaffen. Die Knotenelemente befestigen den Querträger an einem Fahrzeugrahmen. Der Querträger weist Leichtmetalle wie Titan- oder Aluminiumlegierungen mit hohlrohrförmigen Enden auf. Die Knotenelemente sind jeweils mit einem Rohransatz aus Stahllegierungen, Leichtmetallen oder faserverstärkten Kunststoffen an den hohlrohrförmigen Enden des Querträgers angeordnet. Dabei sind Außenabmessungen der Rohransätze geringer als Innenabmessungen der hohlrohrförmigen Enden des Querträgers. Die hohlrohrförmigen Enden des Querträgers sind auf den Rohransätzen der Knotenelemente in einem begrenzten ringförmigen Bereich stoffschlüssig fixiert.With a first embodiment of the application, a chassis of a vehicle is provided with a cross member and node elements at the ends of the cross member and a method for producing the cross member. The node elements attach the cross member to a vehicle frame. The cross member has light metals such as titanium or aluminum alloys with hollow tubular ends. The node elements are each arranged with a tube approach of steel alloys, light metals or fiber-reinforced plastics at the hollow tubular ends of the cross member. In this case, outer dimensions of the pipe approaches are smaller than the inner dimensions of the hollow tubular ends of the cross member. The hollow tube-shaped ends of the cross member are firmly bonded to the tube projections of the node elements in a limited annular area.

Mit diesem neuen Konzept für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs ist nicht nur der Vorteil verbunden, bisherige kostenintensive und schwere Querträger mit kastenförmigem Profil in preiswert herstellbare Komponenten aus Rohrprofilen für den Fahrwerksbau von Fahrzeugen zur Verfügung zu stellen, sondern auch mit Hilfe eines sekundenschnellen stoffschlüssigen Verfahrens, wie es aus der oben genannten Druckschrift bekannt ist, die Fertigungszeiten kostengünstig zu reduzieren. Bei Kombination von stranggepressten Leichtmetallrohren als Querträgerrohre und glasfaserverstärkten Kunststoffknotenelementen für die Fixierung des Querträgers an der Fahrzeugkarosserie ergeben sich Fahrwerksaufbauten, die sowohl bei der Kostenverminderung als auch bei der Gewichtsverminderung einen erheblichen Beitrag für die Verbesserung künftiger Fahrzeuge leisten können.With this new concept for a chassis of a vehicle is not only the advantage associated with previous costly and heavy cross member with box-shaped profile in inexpensive manufacturable To provide components made of tubular profiles for the chassis of vehicles available, but also with the help of a split-second cohesive process, as is known from the publication mentioned above, to reduce the production times cost. When combining extruded light metal tubes as cross member tubes and glass fiber reinforced plastic node elements for fixing the cross member to the vehicle body resulting chassis structures, which can make a significant contribution to the improvement of future vehicles both in cost reduction and in weight reduction.

In einer weiteren Ausführungsform der Anmeldung ist das Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem Wattgestänge zur Parallelführung von Hinterrädern an einem Kurbelgestänge für jedes Hinterrad ausgestattet. Das Kurbelgestänge ist über ein Schwenkgelenk mit einem Hinterrahmen eines Fahrzeugrahmens verbunden. Die Hinterrad tragenden Kurbelgestänge sind untereinander quer über ein Torsionsfederelement miteinander verbunden und das Wattgestänge ist an einem zentralen Halter des Querträgers angelenkt.In a further embodiment of the application, the chassis of a vehicle is equipped with a Watt linkage for the parallel guidance of rear wheels on a crank linkage for each rear wheel. The crank rod is connected via a pivot joint to a rear frame of a vehicle frame. The rear wheel-bearing crank rods are connected to each other across a torsion spring element and the Watt linkage is articulated to a central holder of the cross member.

Die Enden des Querträgers weisen Knotenelemente zu dem Hinterrahmen des Fahrzeugs auf, so dass mit Hilfe der Knotenelemente der Querträger mit dem Hinterrahmen des Fahrzeugs lösbar verbunden werden kann. Dieser Querträger weist seinerseits Querträgerrohre zwischen dem zentralen Halter und den Knotenelementen auf und die Knotenelemente weisen zu den Querträgerrohren hin Rohransätze auf. Die Außendurchmesser dieser Rohransätze sind geringer als die Innendurchmesser an den Enden der Querträgerrohre, so dass sie zum Fixieren ineinander gesteckt werden können und in einem begrenzten ringförmigen Bereich stoffschlüssig fixiert sind.The ends of the cross member have node elements to the rear frame of the vehicle, so that by means of the node elements of the cross member with the rear frame of the vehicle can be detachably connected. This cross member has in turn cross member tubes between the central holder and the node elements and the node elements have to the cross member tubes down pipe approaches. The outer diameter of these pipe approaches are smaller than the inner diameter at the ends of the cross member tubes, so that they can be plugged into each other for fixing and are firmly bonded in a limited annular area.

Diese Ausführungsform der Anmeldung zielt darauf ab, die Hinterachskonstruktion eines Fahrwerks eines Fahrzeugs sowohl kostenmäßig als auch gewichtsmäßig zu optimieren, wobei ein Fügeverfahren eingesetzt wird, das unterschiedliche Metalle und unterschiedliche Werkstoffe der Rohransätze und der rohrförmigen Enden der Querträgerrohre miteinander in Sekundenschnelle und problemlos verbindet. Damit sind die hohlrohrförmigen Enden der Querträgerrohre auf den Rohransätzen der Knotenelemente elektromagnetisch pulsgeschweißt und in einem begrenzten Bereich ringförmig fixiert.This embodiment of the application aims to optimize the Hinterachskonstruktion a chassis of a vehicle both in terms of cost and weight, using a joining method is used, which connects different metals and different materials of the pipe connections and the tubular ends of the cross member tubes together in seconds and easily. Thus, the hollow tube-shaped ends of the cross member tubes are electromagnetically pulse-welded on the tube projections of the node elements and fixed annularly in a limited area.

Bei dieser elektromagnetischen Pulsschweißung werden ringförmige Bereiche der hohlrohrförmigen Enden und der Rohransätze dadurch aufeinander fixiert und stoffschlüssig verbunden oder verschweißt, dass ein Stromimpuls von mehreren Tausend Ampere durch die metallische Komponente der zu verbindenden rohrförmigen Strukturen strömt und aufgrund von Lorenzkräften die metallischen rohrförmigen Enden der Querträgerrohre auf die Rohransätze mit mehreren Hundert Meter pro Sekunde schrumpfen lässt und eine Kaltverschweißung oder eine stoffschlüssige Verbindung der ringförmig aufeinander treffenden Bereiche der hohlrohrförmigen Enden der Querträgerrohre und Rohransätze der Knotenelemente bewirkt.In this electromagnetic pulse welding annular portions of the hollow tubular ends and the tube approaches are thereby fixed to each other and welded or welded, that a current pulse of several thousand amperes flows through the metallic component of the tubular structures to be connected and due to Lorenzkräften the metallic tubular ends of the cross member tubes the tube approaches shrink at several hundred meters per second and causes a cold welding or a cohesive connection of the annularly meeting areas of the hollow tubular ends of the cross member tubes and tube approaches of the node elements.

Eine Kaltverschweißung erfolgt immer dann, wenn gleiche oder unterschiedliche Metallkomponenten aufeinander treffen. Eine stoffschlüssige und belastbare Verbindung wird dann erreicht, wenn mindestens eine der beiden Schweißkomponenten aus Metall ist und damit einen Wirbelstrom im Material zulässt, der die Lorenzkräfte auslöst und durch Schrumpfen bei der oben angegebenen Schrumpfgeschwindigkeit das Metallmaterial auf einem stabilen Rohransatz stoffschlüssig fixiert.Cold welding always takes place when the same or different metal components meet. A cohesive and resilient connection is achieved when at least one of the two welding components is made of metal and thus allows an eddy current in the material, which triggers the Lorenz forces and fixed by shrinking at the above-specified shrinkage speed, the metal material on a stable pipe socket cohesively.

Dabei kann eine erhebliche Gewichtseinsparung für Fahrwerke von Fahrzeugen erreicht werden, indem die schweren Stahlgussbauteile wie Knotenelemente durch faserverstärkte Kunststoffe ersetzt werden. Durch Einsatz von gewichtssparenden Kohlefasern gegenüber Glasfasern in einem Kunststoff kann weiter das Gewicht von Knotenelementen im Fahrwerksbau reduziert werden. Auch andere Teile wie beispielsweise die Kurbelarme, die bisher durch Stahlgussteile verwirklicht werden, lassen sich von kohlefaserverstärkten Kunststoffen in einer Leichtbauweise herstellen, so dass das Fahrzeugleergewicht deutlich gegenüber bisherigen Fahrzeugen vermindert werden kann.In this case, a significant weight saving for chassis of vehicles can be achieved by the heavy cast steel components such as node elements are replaced by fiber-reinforced plastics. By using weight-saving carbon fibers over glass fibers in a plastic, the weight of node elements in chassis construction can be further reduced. Other parts such as the crank arms, which are previously realized by steel castings, can be made of carbon fiber reinforced plastics in a lightweight construction, so that the vehicle idle weight can be significantly reduced compared to previous vehicles.

Dabei können diese Kurbelarme aus faserverstärktem Kunststoff oder aus Aluminiumdruckguss oder aus Titandruckguss auch Ansätze aufweisen, an denen wiederum die rohrförmigen Enden eines quer angeordneten Torsionsfederelements elektromagnetisch im Pulsschweißverfahren aufgeschrumpft werden können. Da mit entsprechenden Aluminiumlegierungen oder Titanlegierungen ähnliche Elastizitätseigenschaften wie für stranggepresste Stahlrohre erreicht werden können, kann auch dieses für Halbstarrachsen wichtige Torsionsfederelement in Leichtbauweise kostengünstig gefertigt werden.In this case, these crank arms made of fiber-reinforced plastic or die-cast aluminum or titanium diecasting can also have lugs on which in turn the tubular ends of a transversely arranged Torsionsfederelements can be shrunk electromagnetically in the pulse welding process. Since similar elasticity properties can be achieved with aluminum alloys or titanium alloys as for extruded steel tubes, this torsion spring element, which is important for semi-rigid axles, can also be manufactured cost-effectively in lightweight construction.

Weiterhin ist es vorgesehen, dass die Rohransätze eine Innenverstärkungsstruktur aus sich kreuzenden Verstärkungsrippen aufweisen. Diese Verstärkungsrippen verhindern, dass der Rohransatz bei dem Aufschrumpfen von hohlrohrförmigen Enden eines Querträgerrohres kollabiert. Die Innenverstärkungsstruktur sorgt dafür, dass der Rohransatz bei einem elektromagnetischen Pulsschweißen seine Form beibehält, so dass ein Kaltverschweißen oder eine formschlüssige Verbindung in einem ringförmigen Bereich des Rohransatzes sichergestellt ist. Eine derartige Innenverstärkungsstruktur hat den Vorteil gegenüber einem Vollmaterial, dass damit der Rohransatz ein geringeres Gewicht aufweist.Furthermore, it is provided that the tube approaches have an internal reinforcement structure of intersecting reinforcing ribs. These reinforcing ribs prevent the tube tail from collapsing when shrinking hollow tubular ends of a cross member tube. The internal reinforcement structure ensures that the tube lug retains its shape during electromagnetic pulsed welding, so that a cold welding or a positive connection is ensured in an annular region of the pipe socket. Such an internal reinforcement structure has the advantage over a solid material, so that the tube extension has a lower weight.

Eine alternative Form für die Innenverstärkungsstruktur kann durch strahlenförmig von einem Zentrum des Rohransatzes ausgehende Verstärkungsrippen gebildet sein. Dabei können die strahlenförmig von einem Zentrum des Rohransatzes ausgehende Verstärkungsrippen gleichmäßig auf den Innenumfang des Rohransatzes verteilt sein und somit die Kräfte beim Schrumpfen von hohlrohrförmigen Enden von Querträgerrohren auf dem Rohransatz auf dem Umfang gleichmäßig verteilt aufnehmen.An alternative form for the internal reinforcing structure may be formed by reinforcing ribs radiating from a center of the tubular extension. The radially extending from a center of the tubular extension reinforcing ribs may be evenly distributed on the inner circumference of the pipe socket and thus absorb the forces evenly distributed during the shrinkage of hollow tubular ends of cross member pipes on the pipe socket on the circumference.

In einer weiteren Ausführungsform der Anmeldung weist das Knotenelement eine kastenförmige Struktur auf, wobei auf einer Oberseite der kastenförmigen Struktur ein Anschraubpunkt zu dem Fahrzeugrahmen angeordnet ist. Dieser Anschraubpunkt ermöglicht, den Querträger lösbar mit dem Fahrzeugrahmen zu verbinden. Neben dem Anschraubpunkt auf der Oberseite der kastenförmigen Struktur weist ein derartiges kastenförmiges Knotenelement auf einer Seitenfläche den Rohransatz auf, der in einer Ausführungsform der Anmeldung in einem Winkel zu der Seitenfläche angeordnet ist, um einen gekrümmten rohrförmigen Querträger aufzunehmen. Zwischen der Seitenfläche und dem Rohransatz sind in einer Ausführungsform der Anmeldung Versteifungsrippen angeordnet, die in vorteilhafter Weise den Rohransatz schützen.In a further embodiment of the application, the node element has a box-shaped structure, wherein a screw-on point to the vehicle frame is arranged on an upper side of the box-shaped structure. This Anschraubpunkt allows to connect the cross member releasably connected to the vehicle frame. In addition to the attachment point on the top of the box-shaped structure, such a box-shaped node element on a side surface of the tube approach, which is arranged in an embodiment of the application at an angle to the side surface to receive a curved tubular cross member. Between the side surface and the pipe socket stiffening ribs are arranged in an embodiment of the application, which protect the pipe socket in an advantageous manner.

Das Knotenelement kann ein Aluminiumdruckgussteil, ein Titandruckgussteil oder ein faserverstärktes Kunststoffteil sein, wodurch das Gewicht des Knotenelements gegenüber Knotenelementen aus Stahlguss deutlich vermindert ist. Auch faserverstärkte Keramiksintermaterialien können für die Knotenelemente eingesetzt werden, da sie gegenüber den Stahlgussmaterialien ein geringeres spezifisches Gewicht aufweisen.The nodal element can be an aluminum die-cast part, a titanium die cast part or a fiber-reinforced plastic part, as a result of which the weight of the nodal element relative to nodal elements made of cast steel is markedly reduced. Fiber-reinforced ceramic sintering materials can also be used for the nodal elements since they have a lower specific weight compared to the cast steel materials.

Für die Querträgerohre wird als Material ein Aluminiumstranggussmaterial, ein Stahlrohrmaterial oder eine Titanlegierungsrohrmaterial vorgesehen. Ein Stahlgussrohrmaterial ist nur dann vorgesehen, wenn durch die Knotenelemente allein eine beträchtliche Gewichtseinsparung erreicht werden kann. Derartige Stahlrohre können nahtlose stranggepresste oder extrudierte Stahlrohre sein oder aus gerolltem Stahlblech nahtgeschweißt hergestellt werden.As the material, an aluminum continuous casting material, a steel pipe material or a titanium alloy pipe material is provided for the cross member pipes. A Stahlgussrohrmaterial is only provided if by the node elements alone a considerable weight saving can be achieved. Such steel tubes may be seamless extruded or extruded steel tubes or seam welded from rolled sheet steel.

Da der zentrale Halter im Zentrum des Querträgers keine Rohrkonstruktion ist, sondern aus Halteflächen zusammengeschweißt oder geformt ist, wird in einer Ausführungsform der Anmeldung der zentrale Halter im Zentrum des Querträgers mittels CO₂-Schutzgasschweißung oder durch MIG-Lötung fixiert. Weist der Querträger ein durchgängiges, gekrümmtes und einstückiges Querträgerrohr auf, so kann der zentrale Halter durch diese Schweißverfahren in seiner Mitte unlösbar fixiert sein. Um entsprechende Schweißflächen und Schweißnähte anzubringen, kann eine derartige einstückige Querrohrstruktur im Zentrumsbereich durch ein Innenhochdruckumformverfahren speziell für die Aufnahme und Anschweißung des Halters vorbereitet werden.Since the central holder in the center of the cross member is not a tube construction, but is welded or formed together of holding surfaces, in one embodiment of the application, the central holder is fixed in the center of the cross member by means of CO ₂ gas shielded welding or MIG soldering. If the cross member has a continuous, curved and one-piece cross member tube, then the central holder can be fixed inseparably in its center by this welding method. In order to mount corresponding welding surfaces and welds, such a one-piece cross-tube structure in the center region can be prepared by a hydroforming process especially for receiving and welding the holder.

Anstelle eines durchgängigen Querrohres mit einem durch Innenhochdruck umgeformten zentralen Bereich für den zentralen Halter kann der Querträger auch aus zwei Querträgerrohren mit einem Verbindungsstück im zentralen Bereich zusammengesetzt sein. Dazu weist das Verbindungsstück Rohransätze auf, auf welchen rohrförmige Enden der Querträgerrohre in einem ringförmigen begrenzten Bereich elektromagnetisch pulsgeschweißt fixiert sind. Auch diese Rohransätze, die beidseitig des Verbindungsstückes herausragen, weisen eine Innenverstärkungsstruktur auf, um sicherzustellen, dass die rohrförmigen Ansätze den Belastungen des elektromagnetischen Pulsschweißens standhalten. Um je nach Aufbau und Struktur des Fahrwerks einen mehr oder weniger durchgebogenen Querträger zu realisieren, ist es auch möglich, dass die Querträgerrohre selbst aus mehreren elektromagnetisch pulvergeschweißten ineinander steckenden Rohrstücken unter Bildung einer Krümmung zusammengeschweißt sind.Instead of a continuous cross tube with a converted by internal high pressure central region for the central holder of the cross member may be composed of two cross member tubes with a connecting piece in the central region. For this purpose, the connecting piece has tube projections on which tubular ends of the cross-carrier tubes are electromagnetically pulse-welded fixed in an annular, limited area. Also, these tubing extensions, which protrude on both sides of the connector, have an internal reinforcement structure to ensure that the tubular projections withstand the stresses of electromagnetic pulse welding. In order to realize depending on the structure and structure of the chassis a more or less bent cross member, it is also possible that the cross member tubes themselves are welded together from a plurality of electromagnetically powder-welded nested pieces of pipe to form a curvature.

In dieser Anmeldung wird ein Fahrzeug bevorzugt mit hohlrohrförmigen Strukturelementen aus Leichtmetallen wie Titan- oder Aluminiumlegierungen ausgestattet, wobei die hohlrohrförmigen Strukturelemente an ihren Enden Knotenelemente aus Leichtmetallen oder faserverstärkten Kunststoffen aufweisen. Die Knotenelemente besitzen zu den hohlrohrförmigen Strukturelementen hin Rohransätze, deren Außenabmessungen geringer sind als Innenabmessungen der Enden der Strukturelemente. Die Knotenelemente dienen dazu, die hohlrohrförmigen Strukturelemente mit dem Fahrzeugrahmen eines Fahrzeugs zu verbinden, wobei die Enden der Strukturelemente auf den Rohransätzen der Knotenelemente in einem begrenzten ringförmigen Bereich stoffschlüssig fixiert sind.In this application, a vehicle is preferably equipped with hollow tubular structural elements of light metals such as titanium or aluminum alloys, wherein the hollow tubular structure elements have at their ends node elements made of light metals or fiber-reinforced plastics. The node elements have to the hollow tubular structural elements out tube approaches whose outer dimensions are smaller than the inner dimensions of the ends of the structural elements. The node elements serve to connect the hollow tube-shaped structural elements with the vehicle frame of a vehicle, wherein the ends of the structural elements are fixed in a cohesive manner on the tube projections of the node elements in a limited annular area.

Da ein Fahrzeug eine Mehrzahl von hohlrohrförmigen Strukturelementen aufweist, ist es möglich über die bisher erwähnten Komponenten eines Fahrwerks auch andere Strukturelemente eines Fahrwerks in Leichtbauweise zu verwirklichen, ohne die Fahrzeugsicherheit zu vermindern. Zu derartigen Strukturelementen gehört die Kurbelwelle oder die Achswellen einer Starrachse mit Differentialgetriebe.Since a vehicle has a plurality of hollow tubular structural elements, it is possible on the previously mentioned components of a chassis to realize other structural elements of a chassis in lightweight construction, without reducing the vehicle safety. Such structural elements include the crankshaft or axle shafts of a solid axle with differential gear.

Ein Verfahren zur Fertigung eines aus mehreren Teilen zusammengesetzten Querträges eines Fahrzeugs weist die nachfolgenden Verfahrensschritte auf. Zunächst werden zwei kastenförmige Knotenelemente aus einer Stahllegierung, einer Leichtmetalllegierung oder aus einem faserverstärkten Kunststoff mit einseitig herausragenden Rohransätzen, die einen Außendurchmesser zur einseitigen Anbringung an zwei Querträgerrohren aufweisen. Außerdem wird ein kastenförmiges zentrales Verbindungsstück aus einer Stahllegierung, einer Leichtmetalllegierung oder aus einem faserverstärkten Kunststoff mit zweiseitig herausragenden Rohransätzen für ein Verbinden von zwei Querträgerrohren zu einem Querträger und zum Anbringen eines zentralen Halters für ein Wattgestänge gefertigt.A method of manufacturing a cross member composed of several parts of a vehicle has the following method steps. First, two box-shaped node elements made of a steel alloy, a light metal alloy or a fiber-reinforced plastic with one-sided projecting tube approaches that have an outside diameter for attachment to two cross-member tubes. In addition, a box-shaped central connector made of a steel alloy, a light metal alloy or a fiber-reinforced plastic with two-sided outstanding tubular approaches for connecting two cross member tubes to a cross member and attaching a central holder for a Watt linkage.

Außerdem werden zwei Querträgerrohre aus einer Stahllegierung oder einer Leichtmetalllegierung mit hohlrohrförmigen Enden, die einen größeren Innendurchmesser aufweisen als der Außendurchmesser der Ansätze der Knotenelemente und des zentralen Verbindungsstückes, hergestellt. Nun erfolgt hintereinander das Fixieren eines Knotenelements und eines Endes eines Querträgerrohres innerhalb einer Vorrichtung zum stoffschlüssigen Verbinden unter Ausrichten des einseitigen Rohransatzes in dem hohlrohrförmigen Ende und unter Aufrechterhalten eines radialen Ringspaltes. Wenn das rohrförmige Ende eines Querträgerrohres und der Rohransatz eines Knotenelements derart zueinander fixiert sind, kann ein stoffschlüssiges Verbinden des Rohransatzes mit dem hohlrohrförmigen Ende in einem begrenzten ringförmigen Bereich erfolgen.In addition, two cross member tubes made of a steel alloy or a light alloy with hollow tubular ends having a larger inner diameter than the outer diameter of the projections of the node elements and the central connector, are produced. Now, in succession, the fixing of a node element and an end of a cross member tube within a device for materially bonding under alignment of the unilateral pipe extension in the hollow tubular end and while maintaining a radial annular gap. If the tubular end of a cross member tube and the tubular extension of a node element are fixed to each other in such a manner, a cohesive connection of the tubular extension with the hollow tubular end can take place in a limited annular region.

Dazu wird ein Stromimpuls von mehreren Tausend Ampere durch eine oder mehrere Windungen, die einen entsprechenden Wirbelstrom durch das metallische Hohlrohr-Ende induzieren, so dass aufgrund von Lorenzkräften das rohrförmige Ende mit mehreren Hundert Metern pro Sekunde auf den Rohransatz in einem begrenzten ringförmigen Bereich schrumpft und eine Kaltschweißverbindung oder eine stoffschlüssige Verbindung mit dem Rohransatz bildet.For this purpose, a current pulse of several thousand amperes by one or more windings, which induce a corresponding eddy current through the metallic hollow tube end, so that due to Lorenzkräften the tubular end with several hundred meters per second on the tubular approach in a limited annular area shrinks and forms a cold weld or a cohesive connection with the pipe socket.

In gleicher Weise werden weitere stoffschlüssige Verbindungen zwischen dem zweiten Querträgerrohr und einem weiteren Knotenelement sowie zwischen den Rohransätzen des zentralen Verbindungsstückes und den verbliebenen hohlrohrförmigen Enden der beiden Querträgerrohre durchgeführt.In the same way further cohesive connections between the second cross member tube and another node element and between the pipe extensions of the central connector and the remaining hollow tubular ends of the two cross member tubes are performed.

Der Gegenstand der Anmeldung wird nun anhand der beigefügten Figuren näher erläutert.The subject of the application will now be explained in more detail with reference to the accompanying figures.

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Querträgers eines Fahrwerks gemäß einer ersten Ausführungsform der Anmeldung; 1 shows a schematic perspective view of a cross member of a chassis according to a first embodiment of the application;

2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht von zwei Querträgerrohren des Fahrwerks gemäß 1; 2 shows a schematic perspective view of two cross member tubes of the chassis according to 1 ;

3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Knotenelements des Fahrwerks gemäß 1; 3 shows a schematic perspective view of a node element of the chassis according to 1 ;

4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Verbindungsstückes der Querträgerrohre gemäß 2; 4 shows a schematic perspective view of a connecting piece of the cross member tubes according to 2 ;

5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Querträgers eines Fahrwerks gemäß einer zweiten Ausführungsform der Anmeldung; 5 shows a schematic perspective view of a cross member of a chassis according to a second embodiment of the application;

6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines einstückigen Querträgerrohres eines Querträgers gemäß 5; 6 shows a schematic perspective view of an integral cross-member tube of a cross member according to 5 ;

7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Torsionselements einer Halbstarrachse; 7 shows a schematic perspective view of a tubular torsion element of a semi-axial axis;

8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Hinterachse eines Fahrwerks eines Fahrzeugs mit einem Querträger und Knotenelementen; 8th shows a schematic perspective view of a rear axle of a chassis of a vehicle with a cross member and node elements;

9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Querträgers gemäß 8 im Detail. 9 shows a schematic perspective view of the cross member according to 8th in detail.

1 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Querträgers 3 eines Fahrwerks 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Anmeldung. Der Querträger 3 ist aus fünf Teilen zusammengesetzt. Zwei Querträgerrohre 16 und 17 aus einer Aluminium- oder Titanlegierung bilden zusammen mit einem Verbindungsstück 24 den Querträger 3, der an seinen hohlrohrförmigen Enden 5 Knotenelemente 6 und 7 in einer Kastenform 28 und an hohlrohrförmigen Enden 4 der Querträgerrohre 16 und 17 das Verbindungsstück 24 aufweist. Das Verbindungsstück 24 und die Knotenelemente 6 und 7 können aus den gleichen Leichtmetallen hergestellt sein, wie die Querträgerrohre 16 und 17. Lediglich das Herstellungsverfahren ist unterschiedlich. 1 shows a schematic perspective view of a cross member 3 a landing gear 1 according to a first embodiment of the application. The crossbeam 3 is composed of five parts. Two crossbar tubes 16 and 17 made of an aluminum or titanium alloy together with a connector 24 the crossbeam 3 at its hollow tubular ends 5 node elements 6 and 7 in a box shape 28 and at hollow tubular ends 4 the crossmember tubes 16 and 17 the connector 24 having. The connector 24 and the node elements 6 and 7 can be made of the same light metals as the crossmember tubes 16 and 17 , Only the manufacturing process is different.

Während die Querträgerrohre 16 und 17 mit Hilfe eines Strangpressverfahrens hergestellt sein können, werden für die Knotenelemente 6 und 7 sowie für das Verbindungsstück 24 Druckgussverfahren eingesetzt. Darüber hinaus ist es möglich, dass die Knotenelemente 6 und 7 sowie das Verbindungsstück 24 auch aus einem faserverstärktem Kunststoff gefertigt sind, um weiter Gewicht für das Fahrzeug einzusparen. An den Fügestellen 40 sind die beiden Querträgerrohre 16 und 17 mit den drei Verbindungselementen 6, 7 und 24 stoffschlüssig zu einem Querträger 3 verbunden. Dabei trägt das Mittelstück 24 einen zentralen Halter 15 für ein Wattgestänge und die Knotenelemente 6 und 7 ermöglichen das Anbringen des Querträgers 3 an einem Rahmen des Fahrzeugs.While the crossbar tubes 16 and 17 can be made by means of an extrusion process, are for the node elements 6 and 7 as well as for the connector 24 Die casting method used. In addition, it is possible that the node elements 6 and 7 as well as the connector 24 also made of a fiber-reinforced plastic, to further save weight for the vehicle. At the joints 40 are the two crossmember tubes 16 and 17 with the three connecting elements 6 . 7 and 24 cohesively to a cross member 3 connected. It carries the middle piece 24 a central holder 15 for a Watt linkage and the node elements 6 and 7 allow the attachment of the cross member 3 on a frame of the vehicle.

2 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht der zwei Querträgerrohre 16 und 17 des Fahrwerks gemäß 1. Um eine Krümmung des Querträgers zu erreichen, sind die Querträgerrohre 16 und 17 zu ihren hohlrohrförmigen Enden 4 hin gebogen und bilden zu den rohrförmigen Enden 5 hin einen spitzen Winkel zur Horizontalen. Die hohlrohrförmigen Enden 4 und 5 der Querträgerrohre 16 und 17 weisen einen Innendurchmesser d_I auf, der geeignet ist, auf einen Rohransatz der in 1 gezeigten Knotenelemente 6 und 7 und des Verbindungsstückes 24 unter Wahrung eines Ringspaltes aufgesteckt zu werden. 2 shows a schematic perspective view of the two cross member tubes 16 and 17 of the chassis according to 1 , In order to achieve a curvature of the cross member, the cross member tubes 16 and 17 to their hollow tubular ends 4 Bent and form to the tubular ends 5 an acute angle to the horizontal. The hollow tubular ends 4 and 5 the crossmember tubes 16 and 17 have an inner diameter d _I , which is suitable for a pipe socket of in 1 shown node elements 6 and 7 and the connector 24 to be plugged while maintaining an annular gap.

3 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Knotenelements 7 des Fahrwerks gemäß 1. Dieses Knotenelement 7 weist eine Kastenform 28 auf mit einer Oberseite 20, die eine Öffnung 37 besitzt, die als Anschraubpunkt 21 für den Fahrzeugrahmen eingesetzt wird. Unter einem spitzen Winkel zur Horizontalen ragt aus einer Seitenfläche 22 des kastenförmigen Knotenelements 7 ein Rohransatz 8 mit einem Außendurchmesser d_A heraus, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der in 2 gezeigten hohlrohrförmigen Enden 4 und 5 der Querträgerrohre 16 und 17. 3 shows a schematic perspective view of a node element 7 of the chassis according to 1 , This node element 7 has a box shape 28 on with a top 20 that have an opening 37 owns, as a screw point 21 is used for the vehicle frame. At an acute angle to the horizontal protrudes from a side surface 22 of the box-shaped node element 7 a pipe socket 8th out with an outer diameter d _A , which is slightly smaller than the inner diameter of in 2 shown hollow tubular ends 4 and 5 the crossmember tubes 16 and 17 ,

Darüber hinaus weist der Rohransatz 8 eine Innenverstärkungsstruktur 18 aus Verstärkungsrippen 19 auf, die dafür sorgen, dass beim stoffschlüssigen Verbinden des Rohransatzes 8 mit den hohlrohrförmigen Enden der Querträgerrohre die Außenkontur des Rohransatzes 8 formstabil bleibt. Zur Verstärkung des Rohransatzes 8 an der Kastenform 28 sind auf einer Seitenfläche 22 Versteifungsrippen 23 angeordnet, die wie Knotenbleche dafür sorgen, dass der Rohransatz 8 auf der Seitenfläche 22 verstärkt wird.In addition, the pipe socket indicates 8th an internal reinforcement structure 18 made of reinforcing ribs 19 on, which ensure that when cohesively connecting the pipe socket 8th with the hollow tubular ends of the cross member tubes, the outer contour of the pipe socket 8th remains dimensionally stable. To reinforce the pipe socket 8th at the box shape 28 are on a side surface 22 stiffening ribs 23 arranged, which like gusset plates ensure that the pipe socket 8th on the side surface 22 is reinforced.

4 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Verbindungsstückes 24 der Querträgerrohre 16 und 17 gemäß 2. Aus dem kastenförmigen Verbindungsstück 24 ragen auf Seitenflächen 38 und 39 Rohransätze 26 und 27 heraus, die mit den hohlrohrförmigen Enden der Querträgerrohre, die in 2 gezeigt werden, verbunden werden können. An den Seitenflächen 38 und 39 sind außerdem Halterungsbleche für einen zentralen Halter 15 des Wattgestänges angeordnet. Die Rohransätze 26 und 27 weisen wiederum eine Innenverstärkungsstruktur 18 aus Verstärkungsrippen 19 auf. Auch die Kastenform 28 des Verbindungsstückes 24 weist innerhalb der Kastenform 28 eine Innenverstärkungsstruktur 18 mit Verstärkungsrippen 19 auf, um eine ausreichende Festigkeit für den Querträger zu bilden. 4 shows a schematic perspective view of a connector 24 the crossmember tubes 16 and 17 according to 2 , From the box-shaped connector 24 protrude on side surfaces 38 and 39 tube fittings 26 and 27 out with the hollow tubular ends of the crossbar tubes, which in 2 can be connected. On the side surfaces 38 and 39 are also mounting plates for a central holder 15 arranged the Watt linkage. The pipe approaches 26 and 27 again have an internal reinforcement structure 18 made of reinforcing ribs 19 on. Also the box shape 28 of the connector 24 points within the box shape 28 an internal reinforcement structure 18 with reinforcing ribs 19 on to provide sufficient strength for the cross member.

5 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines Querträgers 3 eines Fahrwerks 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform der Anmeldung. Komponenten mit gleichen Funktionen wie in den vorhergehenden Figuren werden mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und nicht extra erörtert. 5 shows a schematic perspective view of a cross member 3 a landing gear 1 according to a second embodiment of the application. Components having the same functions as in the previous figures are identified by the same reference numerals and will not be discussed separately.

Diese zweite Ausführungsform der Anmeldung unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform dadurch, dass lediglich ein durchgängiges Querträgerrohr 25 für den Querträger 3 vorgesehen ist. Dieses durchgängige einstückige Querträgerrohr 25 weist einen durch Innenhochdruck verformten zentralen Bereich 29 auf, der Kantenflächen besitzt, auf denen Haltebleche für den zentralen Halter 15 angeschweißt werden können. Die Schweißverbindungen sind durch CO₂-Schutzgasschweißung oder eine MIG-Lötung ausgeführt. Die Knotenelemente 6 und 7 an den Enden 4 und 5 des durchgängigen Querträgerrohres 25 weisen die gleiche Struktur auf, wie sie bereits in 3 gezeigt wird, so dass die hohlrohrförmigen Enden 4 und 5 des Querträgerrohres 25 auf den Rohransätzen der Knotenelemente 5 und 6 mit Hilfe eines elektromagnetischen Pulsschweißverfahrens oder Pulsumformverfahrens aufgeschrumpft werden können und eine in Teilbereichen der hohlrohrförmigen Enden 4 und 5 gebildete ringförmige stoffschlüssige Verbindung eingehen.This second embodiment of the application differs from the first embodiment in that only one continuous cross member tube 25 for the cross member 3 is provided. This continuous one-piece cross member tube 25 has a deformed by internal high pressure central area 29 on which has edge surfaces on which holding plates for the central holder 15 can be welded. The welds are made by CO ₂ gas shielded welding or MIG soldering. The node elements 6 and 7 at the ends 4 and 5 the continuous cross member tube 25 have the same structure as they already are in 3 is shown, so that the hollow tubular ends 4 and 5 of the crossmember tube 25 on the pipe connections of the node elements 5 and 6 can be shrunk by means of an electromagnetic pulse welding method or pulse forming method and one in partial regions of the hollow tubular ends 4 and 5 form formed annular cohesive connection.

6 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines einstückigen Querträgerrohres 25 eines Querträgers gemäß 5 im Detail. Mit Hilfe des in 6 gezeigten einstückigen Querträgerrohres 25 mit einem mehrkantigen Zentralbereich 29, der durch Innenhochdruckumformung gebildet ist, sind für die Fertigung eines Querträgers lediglich drei Bauteile zu verbinden. Damit wird einerseits die Anzahl der elektromagnetischen Pulsschweißverfahren vermindert auf zwei ringförmige begrenzte Bereiche an den Enden 4 und 5 des einstückigen Querträgerrohres 25 und außerdem können die Lagerkosten vermindert werden, da lediglich drei Teile für einen Querträger vorzubereiten und zu lagern sind. 6 shows a schematic perspective view of a one-piece cross member tube 25 a cross member according to 5 in detail. With the help of in 6 shown one-piece cross member tube 25 with a polygonal central area 29 , which is formed by hydroforming, are for the production of a cross member to connect only three components. Thus, on the one hand reduces the number of electromagnetic pulse welding process on two annular limited areas at the ends 4 and 5 of the one-piece cross member tube 25 and also the storage costs can be reduced since only three parts are to be prepared and stored for a cross member.

7 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht eines rohrförmigen Torsionselements 14 einer Halbstarrachse 30. Dieses rohrförmige Torsionselements 14, wie bereits die 8 zeigt, ist mit Kurbelarmen 33 und 34 verbunden und kann aus einer elastischen Aluminium- oder Titanlegierung hergestellt sein und an entsprechend vorbereiteten Rohransätzen der Kurbelgestänge 10 und 11 in einem begrenzten Bereich ringförmig elektromagnetisch pulsgeschweißt fixiert sein. Aufgrund der elektromagnetischen Pulsschweißung ist es möglich, das Torsionsfederelement 14 aus Leichtmetall mit einem Kurbelarm 33 bzw. 34 aus beispielsweise Stahlguss schweißtechnisch zu verbinden. 7 shows a schematic perspective view of a tubular torsion element 14 a half-body axis 30 , This tubular torsion element 14 as already the 8th shows is with crank arms 33 and 34 connected and may be made of an elastic aluminum or titanium alloy and to suitably prepared pipe approaches the crank rod 10 and 11 be fixed in a limited area annular electromagnetic pulse-welded. Due to the electromagnetic pulse welding, it is possible the torsion spring element 14 made of light metal with a crank arm 33 respectively. 34 from welding, for example, to join cast steel.

8 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht einer Hinterachse 30 eines Fahrwerks 2 eines Fahrzeugs mit einem Querträger 3 und Knotenelementen 6 und 7, und 9 zeigt eine schematische perspektivische Ansicht des Querträgers 3 gemäß 8 im Detail, wie bereits einleitend erörtert, so dass eine Wiederholung an dieser Stelle entfallen kann. 8th shows a schematic perspective view of a rear axle 30 a landing gear 2 a vehicle with a cross member 3 and node elements 6 and 7 , and 9 shows a schematic perspective view of the cross member 3 according to 8th in detail, as already discussed in the introduction, so that a repetition can be omitted at this point.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Fahrwerk (Ausführungsform der Anmeldung)Chassis (embodiment of the application)
22: Fahrwerk (Stand der Technik)Suspension (prior art)
33: Querträgercrossbeam
44: hohlrohrförmiges Endehollow tubular end
55: hohlrohrförmiges Endehollow tubular end
66: Knotenelementnode element
77: Knotenelementnode element
88th: Rohransatzpipe extension
99: WattgestängeWatt linkage
1010: Kurbelgestängecrank linkage
1111: Kurbelgestängecrank linkage
1212: Schwenkgelenkpivot
1313: Schwenkgelenkpivot
1414: Torsionsfederelementtorsion spring
1515: zentraler Haltercentral holder
1616: QuerträgerrohrCrossbeam tube
1717: QuerträgerrohrCrossbeam tube
1818: InnenverstärkungsstrukturInternal reinforcement structure
1919: Verstärkungsrippenreinforcing ribs
2020: Oberseitetop
2121: Anschraubpunktfixation point
2222: Seitenfläche mit RohransatzSide surface with pipe socket
2323: Versteifungsrippestiffening rib
2424: Verbindungsstückjoint
2525: einstückiges Querträgerrohrone-piece cross member tube
2626: Rohransatzpipe extension
2727: Rohransatzpipe extension
2828: Kastenformbox shape
2929: zentraler Bereich von 25 central area of 25
3030: Hinterradachserear axle
3131: oberer Querlenkerupper wishbone
3232: unterer Querlenkerlower wishbone
3333: Kurbelarmcrank
3434: Kurbelarmcrank
3535: freies Ende des Kurbelarmsfree end of the crank arm
3636: freies Ende des Kurbelarmsfree end of the crank arm
3737: Öffnung am AnschraubpunktOpening at the screw point
3838: Seitenfläche von 24 Side surface of 24
3939: Seitenfläche von 24 Side surface of 24
4040: Füge- oder SchweißstelleJoining or welding point

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

US 2004/0148751 A1 [0006]

Claims

Suspension of a vehicle with a crossbeam ( 3 ) and node elements ( 6 . 7 ) at the ends ( 4 . 5 ) of the cross member ( 3 ), where - the node elements ( 6 . 7 ) the cross member ( 3 ) to the vehicle frame, - the cross member ( 3 ) of the chassis made of light metals such as titanium or aluminum alloys hollow tubular ends ( 4 . 5 ) and - the node elements ( 6 . 7 ) each with a pipe socket ( 8th ) made of steel alloys, light metals or fiber-reinforced plastics at the hollow tubular ends ( 4 . 5 ) of the cross member ( 3 ), - external dimensions of the pipe connections ( 8th ) smaller than inner dimensions of the hollow tubular ends ( 4 . 5 ) of the cross member ( 3 ), and - the ends ( 4 . 5 ) on the tube approaches ( 8th ) of the node elements ( 6 . 7 ) are fixed cohesively in a limited annular area.

Chassis of a vehicle according to claim 1 with a Watt linkage ( 9 ) for parallel guidance of rear wheels on a crank rod ( 10 . 11 ) for each rear wheel, whereby - the crank rod ( 10 . 11 ) via a swivel joint ( 12 . 13 ) is connected to a rear frame of a vehicle frame, - the rear wheel-bearing crank rods ( 10 . 11 ) across a torsion spring element ( 14 ), - the Watt linkage ( 9 ) on a central holder ( 15 ) of the cross member ( 3 ), and - ends ( 4 . 5 ) of the cross member ( 3 ) Node elements ( 6 . 7 ) to the rear frame, and wherein the cross member ( 3 ) Crossmember tubes ( 16 . 17 ) between the central holder ( 15 ) and the node elements ( 6 . 7 ) and the node elements ( 6 . 7 ) to the crossmember tubes ( 16 . 17 ) pipe connections ( 8th ) whose outer diameter (d _A ) is less than the inner diameter (d _I ) at ends ( 4 . 5 ) of the crossmember tubes ( 16 . 17 ) and the ends ( 4 . 5 ) of the crossmember tubes ( 16 . 17 ) on the tube approaches ( 8th ) of the node elements ( 6 . 7 ) are firmly bonded.

Landing gear according to claim 1 or claim 2, wherein the hollow ends ( 4 . 5 ) on the tube approaches ( 8th ) are fixed electromagnetically pulse-welded.

Landing gear according to one of the preceding claims, wherein the pipe approaches ( 8th ) an internal reinforcement structure ( 18 ) of intersecting reinforcing ribs ( 19 ) exhibit.

Suspension according to one of claims 1 to 3, wherein the pipe approaches ( 8th ) an internal reinforcement structure ( 18 ) radiating from a center of the pipe socket ( 8th ) outgoing reinforcing ribs ( 19 ) having.

Landing gear according to one of the preceding claims, wherein the node element ( 6 . 7 ) has a box-shaped structure, and wherein on an upper side ( 20 ) of the box-shaped structure a screw point ( 21 ) is arranged to the vehicle frame, and wherein on a side surface ( 22 ) the pipe socket ( 8th ) at an angle to the side surface ( 22 ) and wherein stiffening ribs ( 23 ) between side surface ( 22 ) and pipe socket ( 8th ) are arranged.

Landing gear according to one of the preceding claims, wherein the node element ( 6 . 7 ) is an aluminum die casting, a titanium die casting, a steel casting or a fiber reinforced plastic part.

Landing gear according to one of the preceding claims, wherein the transverse support tubes ( 16 . 17 ) comprise an aluminum continuous casting material, a cast steel pipe material or a titanium alloy tubular material.

Landing gear according to one of claims 2 to 8, wherein the central holder ( 15 ) on a connector ( 24 ) of the crossmember tubes ( 16 . 17 ) is arranged and on the connector ( 24 ) is fixed by means of CO ₂ welding or MIG soldering.

Landing gear according to claim 9, wherein the connecting piece ( 24 ) Tube approaches ( 8th ), on which tubular ends ( 4 . 5 ) of the crossmember tubes ( 16 . 17 ) are fixed electromagnetically pulse-welded.

Landing gear according to one of the preceding claims, wherein the transverse support tubes ( 16 . 17 ) are constructed of a plurality of electromagnetic pulse-welded nested pipe sections.

Landing gear according to claim 8, wherein the connecting piece ( 24 ) is box-shaped and pipe approaches ( 26 . 27 ) on both sides of the box shape ( 28 ), on which tubular ends ( 4 . 5 ) of the crossmember tubes ( 16 . 17 ) are fixed electromagnetically pulse-welded.

Vehicle with hollow tubular structural elements made of light metals, such as titanium or aluminum alloys, wherein the hollow tubular structural elements at their ends ( 4 . 5 ) Node elements ( 6 . 7 ) of light metals or fiber-reinforced plastics, the nodal elements ( 6 . 7 ) to the hollow tubular structural elements pipe approaches ( 8th ), wherein external dimensions (d _A ) of the tube approaches ( 8th ) smaller than inner dimensions (d _I ) of the ends ( 4 . 5 ) of the structural elements, and wherein the node elements ( 6 . 7 ) connect the hollow tubular structural elements with the vehicle frame, and wherein the ends ( 4 . 5 ) of the Structural elements on the pipe connections ( 8th ) of the node elements ( 6 . 7 ) are fixed cohesively in a limited annular area.

Method for producing a crossmember ( 3 ) of a chassis of a vehicle, - manufacture of two box-shaped node elements ( 6 . 7 ) made of a steel alloy, a light metal alloy or a fiber-reinforced plastic with one-sided outstanding tube approaches ( 8th ), which have an outer diameter (d _A ), for one-sided attachment to two cross member tubes ( 16 . 17 ); - manufacture a box-shaped central connector ( 24 ) made of a steel alloy, a light metal alloy or a fiber-reinforced plastic with two-sided outstanding tube approaches ( 26 . 27 ) for connecting two crossmember tubes ( 16 . 17 ) to a cross member ( 3 ) and for attaching a central holder ( 15 ) for one Watt linkage; - manufacture of two crossmember tubes ( 16 . 17 ) of a steel alloy or a light metal alloy with hollow tubular ends ( 4 . 5 ), which have a larger inner diameter (d _I ) than the outer diameter (d _A ) of the approaches ( 8th . 26 . 27 ) of the node elements ( 6 . 7 ) and the central connector ( 24 ); - fixing a node element ( 6 . 7 ) and one end ( 4 ) of a cross member tube ( 16 ) in a device for the material connection by aligning the one-sided pipe socket ( 8th ) in the hollow tubular end ( 4 ) and maintaining a radial annular gap; - Performing a material connection of the pipe socket ( 8th ) with the hollow tubular end ( 4 ) in a limited annular area; Fixing and carrying out the further cohesive connections between the second crossmember tube (FIG. 17 ) and another node element ( 7 ) and between the tube approaches ( 26 . 27 ) of the central connector ( 24 ) and the remaining ends ( 5 ) of the two crossmember tubes ( 16 . 17 ).

A method according to claim 14, wherein for materially joining the tube projections ( 8th . 26 . 27 ) and the tubular ends ( 4 . 5 ) pulsed electromagnetic pulse welding.