DE102019201518A1

DE102019201518A1 - Fahrzeugstarrachse und Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE102019201518A1
Application number: DE102019201518.2A
Authority: DE
Inventors: Jörg Ebert
Original assignee: Ebert Consulting GmbH; Ebert-Consulting GmbH
Current assignee: ABERG AXLES SP. Z O.O., PL
Priority date: 2019-02-06
Filing date: 2019-02-06
Publication date: 2020-08-06
Also published as: CN111532094A; US20200247184A1; CN111532094B; US11254163B2

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugstarrachse (8) mit einem Achskörper (2), an dessen Enden jeweils Achszapfen (16) oder Radträger angeordnet sind, und mit mindestens zwei starr an dem Achskörper (2) befestigten Längslenkern (12) und mit zumindest einer, dem jeweiligen Längslenker (12) zugeordneten Federkonsole (19) zur Abstützung eines Luftfederbalgs sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Fahrzeugstarrachse (8). Eine konstruktiv vereinfachte Fahrzeugstarrachse (8) wird gemäß der vorliegenden Erfindung dadurch angegeben, dass ein sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckender Achskörperabschnitt (10) ein sich daran anschließender Längslenker (12) und die dem Längslenker (12) zugeordnete Federkonsole (14) durch zwei miteinander verbundene Schalenelemente (4, 6) gebildet sind, die zwischen sich einen Hohlkörper (26) ausbilden. Nach einem nebengeordneten Aspekt der vorliegenden Erfindung ist die Federkonsole (14) durch ein unteres Schalenelement (4) eines sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckenden Achskörperabschnitt (10) ausbildenden Hohlkörpers (26) ausgebildet und die Federkonsole (14) ist so angeordnet, dass der auf der Federkonsole (14) montierte Luftfederbalg von der Mittellängsachse (A) des Achskörperabschnitts (10) durchsetzt ist. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden zur Ausbildung zumindest eines sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckenden Achskörperabschnitts (10), eines sich daran anschließenden Längslenkers (12) und einer der Federkonsole (14) zwei Schalenelement (4, 6) aus Blech umgeformt und zur Ausbildung eines Hohlkörpers (26) miteinander verbunden.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugstarrachse mit den oberbegrifflichen Merkmalen von Anspruch 1. Eine solche Fahrzeugstarrachse ist aus DE 101 40 856 B4 bzw. DE 102 31 337 B3 bekannt.
Bei der vorbekannten Fahrzeugstarrachse wird ein rohrförmiger Achskörper, der sich quer zur Fahrzeugrichtung erstreckt, mit einem Achslenker verschweißt, der durch einen schalenförmigen Hohlkörper gebildet ist, welcher an seinem einen Ende mit einer Lagerhülse verschweißt ist und an seinem anderen Ende ringförmige Anschlussflächen zum Anschluss des Achskörpers einerseits und eines Achszapfens andererseits ausbildet, die jeweils durch Schweißen mit dem den Achslenker bildenden Hohlkörper verbunden sind. Dieser Achslenker weist ferner Anschlussflächen für eine Federkonsole auf. Die Federkonsole besteht aus einem oberen und einem unteren Blechgurt und einem dazwischen vorgesehenen und durch Schweißen mit den Gurten befestigten Steg. Diese Federkonsole ist mit dem Achslenker verschweißt. Die Federkonsole erstreckt sich im Wesentlichen in Verlängerung des Achslenkers. In Bezug auf den Achskörper ist daher relativ zu deren Längsachse auf der einen Seite eine Lagerhülse zur endseitigen Abstützung des Längslenkers und auf der anderen Seite die Federkonsole vorgesehen, auf welcher sich ein Luftfederbalg abstützt.
Die Herstellung der vorbekannten Fahrzeugstarrachse ist aufwendig. Sie erfordert eine Vielzahl von Umform- und Fügeschritten. Darüber hinaus ergibt sich durch den zwischen der Längsachse des Achskörpers und der Federkonsole ein Hebelarm, der eine Aufteilung der resultierenden Radaufstandskräfte durch die ringförmige Anschlussfläche in einen Achsbock und durch die Federkonsole und durch eine Luftfeder hervorruft. Diese Aufteilung bewirkt eine entsprechende ungünstige ungefederte Einleitung der Fahrwerkskräfte.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Fahrzeugstarrachse der eingangs genannten Art anzugeben, die die zuvor erwähnten Nachteile ganz oder teilweise vermeidet.
Zur Lösung dieses Problems wird mit der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugstarrachse mit den Merkmalen von Anspruch 1 und/oder 2 vorgeschlagen.
Nach dem ersten Aspekt der vorrichtungsmäßigen Lösung hat die Fahrzeugstarrachse einen Hohlkörper, der durch zwei miteinander verbundenen Schalenelemente ausgebildet ist. Diese Schalenelemente sind üblicherweise durch Umformen eines Bleches, bevorzugt durch Tiefziehen geformt. Der Hohlkörper und dementsprechend allein die beiden Schalenelemente bilden einen Achskörperabschnitt, einen sich daran anschließenden Längslenker sowie die dem Längslenker zugeordnete Federkonsole. Der Achskörperabschnitt kann lediglich hälftig den gesamten Achskörper ausmachen. So können zwei der vorerwähnten Hohlkörper für sich das wesentliche strukturelle Bauteil der Fahrzeugstarrachse ausformen, wenn deren Achskörperabschnitte miteinander verschweißt sind. Alternativ kann auch ein einheitlicher Achskörper durch die beiden Schalenelemente gebildet werden, die dann jeweils zumindest zwei Längslenker sowie die diesen Längslenkern zugeordneten Federkonsolen einteilig ausformen. Auf diese Weise ist eine Fahrzeugstarrachse geschaffen, die neben dem Hohlkörper und gewissen daran angeschweißten Anbauteilen, auf die nachstehend noch näher eingegangen wird, lediglich endseitig mit Achszapfen verschweißt werden muss, um eine für den Einbau an ein Lkw-Chassis geeignetes Achsenelement auszubilden. Es versteht sich, dass dieses Achsenelement mit den üblichen Funktionsteilen, nämlich einem Luftfederbalg, einem Stoßdämpfer sowie den Komponenten des endseitigen Gelenklagers für den Längslenker versehen sein sollte.
Jedenfalls kann die erfindungsgemäße Fahrzeugstarrachse mit weniger Bauteilen als zuvor hergestellt werden. Das Ausbilden des Hohlkörpers aus zwei vorzugsweise durch Umformen gebildeten Schalenelementen verringert darüber hinaus die Anzahl der Schweißnähte und damit Ursachen für eine mechanische Schwächung der Starrachse. Die Schweißnähte sind vorzugsweise in der neutralen Faser der biegebeanspruchten Fahrzeugstarrachse vorgesehen, was das Risiko einer übermäßigen Schwächung des Hohlkörpers aufgrund der Schweißnähte weiter vermindert.
Des Weiteren bietet der Hohlkörper die Möglichkeit, die Federkonsole im Inneren des Hohlkörpers anzuordnen. Die Anordnung erfolgt dabei so, dass der auf der Federkonsole montierte Luftfederbalg von der Mittellängsachse des Achskörpers durchsetzt ist. Durch diese Montage wird verhindert, dass erhebliche Biegemomente über einen zu sehr seitlich abgestützten Luftfederbalg eingeleitet werden, durch die die Belastung der Fahrzeugstarrachse weiter erhöht wird und die zu unerwünschten Schwingungen führen können. Dabei ist es nicht notwendig, dass der Hohlkörper den Längslenker, die Federkonsole und den Achskörperabschnitt ausformt. Vielmehr wird erfindungsgemäß die Federkonsole durch ein unteres Schalenelement eines Hohlkörpers gebildet, der einen zwischen den beiden Längslenkern sich erstreckenden Achskörperabschnitt ausformt. Der entsprechende Achskörperabschnitt muss dabei nicht die halbe oder ganze Länge des Achskörpers einer Fahrzeugstarrachse zwischen den sich gegenüberliegenden Längslenkern ausformen. Vielmehr kann der Achskörperabschnitt auch allein durch diejenigen Bereiche auf Höhe des Längslenkers ausgebildet sein. Der Achskörperabschnitt kann mit einem separaten rohrförmigen Achskörper verschweißt sein. Es sind verschiedene Ausgestaltungen des Hohlkörpers denkbar. So kann der Hohlkörper allein die Federkonsole und den Längslenker ausformen und - wie aus dem zuvor genannten Stand der Technik bekannt - jeweils rohrförmige Anschlussbereiche zum Anschluss eines rohrförmigen Achskörpers und eines Achszapfens ausformen. Bevorzugt ist allerdings der Hohlkörper mit den Merkmalen von Anspruch 1 ausgebildet.
Der Hohlkörper der beiden nebengeordneten Lösungsvorschläge sollte bevorzugt einen in Bezug auf den Achslenker dem Achskörper gegenüberliegend vorgesehenen Achszapfenanschlussabschnitt ausformen, der mit dem Achszapfen oder dem Radträger verbunden ist. Dieser Achszapfenabschnitt wird üblicherweise durch die beiden Schalenelemente ausgeformt und hat regelmäßig eine Querschnittsgeometrie entsprechend der Querschnittsgeometrie des Achszapfens. Der Achszapfenanschlussabschnitt ist bevorzugt mit ringförmigem Querschnitt ausgeformt.
Zur weiteren Verringerung der zur Herstellung der Fahrzeugstarrachse gewünschten Elemente wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, das untere Schalenelement mit einem Tauchkolben auszubilden, mit dem der Luftfederbalg verbunden ist. Ein solcher Tauchkolben ist beispielsweise in DE 102 06 017 A1 beschrieben. Er dient der guten Führung und Aufnahme des Luftfederbalgs und hat eine üblicherweise zylindrische Ausgestaltung. Der Tauchkolben ist bevorzugt Bestandteil des unteren Schalenelementes und wird beim Umformen des Schalenelementes aus einem ebenen Blech in Einem damit ausgeformt. Danach ist der Tauchkolben ein Segment des einheitlich, durch Biegebearbeitung ausformten Schalenelementes.
Bevorzugt besteht der Tauchkolben aus einem in solcher Weise fest mit dem unteren Schalenelement gefügten Segment und einem weiteren Tauchkolbensegment, welches aus dem identisch ausgeformten Schalenelement herausgeschnitten ist, welches später das obere Schalenelement ausformt. So ist eine wirtschaftliche Herstellung möglich, da beide Schalenelemente, die den Hohlkörper ausformen, zunächst durch identische Umformbearbeitung ausgebildet und erst durch Herausschneiden zu unteren und oberen Schalenelementen individualisiert werden. Darüber hinaus wird das eingesetzte Material bestmöglich genutzt. Eine zu der Federkonsole innerhalb des Hohlkörpers führende Luftfederaufnahmeöffnung wird an dem oberen Schalenelement durch Herausschneiden des Tauchkolbensegments gebildet. Der Tauchkolben befindet sich gegenüberliegend zu dieser Luftfederaufnahmeöffnung und wurde durch Fügen der beiden Tauchkolbensegmente in seiner höhenmäßigen Erstreckung im Grunde verdoppelt.
Im Hinblick auf eine kostengünstige und relativ gewichtssparende Ausgestaltung ohne Einbu-ßen in der Festigkeit wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung der vorliegenden Erfindung vorgeschlagen, das untere und/oder das obere Schalenelement aus einem Blech mit variierender Wandstärke auszubilden. Ein solches Blech kann durch Walzen oder aber auch durch Fügen von Blechsegmenten unterschiedlicher Stärke vorbereitet werden. Das Fügen der Blechsegmente erfolgt dabei üblicherweise durch Verschweißen derselben. Der auf diese Weise vorbereitete Blechrohling wird nur noch umgeformt und verschweißt. Gegebenenfalls werden noch Segmente aus den dadurch hergestellten Schalenelementen herausgeschnitten, um beispielsweise eine Eintauchöffnung für ein Dämpferelement an dem Hohlkörper vorzusehen. Ansonsten wird lediglich eine Schweißbearbeitung durchgeführt, um aus den beiden Schalenelementen den Hohlkörper auszubilden, ggf. um noch ein durch ein gebogenes Blech ausgeformtes Lagerelement und/oder die Lagerhülse eines in üblicherweise ausgebildeten Gelenklagers mit dem Hohlkörper zu verbinden.
Das zuvor erwähnte Lagerelement zur Lagerung des Dämpferelementes hat bevorzugt ein Lager zur gelenkigen Lagerung des Dämpferelements, welches auf Höhe der neutralen Faser vorgesehen ist. Auch dadurch lässt sich der Lastfall der Fahrzeugstarrachse im Betrieb vereinfachen.
Die vorliegende Erfindung gibt dementsprechend eine deutliche vereinfachte Fahrzeugstarrachse an, deren Belastung durch Einbringen der Stützkräfte des Luftfederbalges in etwa auf Höhe der Mittellängsachse des Achskörpers weitervereinfacht werden kann. Es versteht sich, dass die Fahrzeugstarrachse in üblicher Form ausgebildet ist, d.h. der Achskörper an seinem gegenüberliegenden Enden jeweils eine Federkonsole mit zugeordnetem Luftfederbalg und einen Längslenker ausbildet. Die strukturellen Bauteile dieser Einheit können durch einen oder zwei miteinander verschweißte, üblicherweise identisch oder zumindest symmetrisch ausgeformte Hohlkörper gebildet sein. An diesem Hohlkörper müssen lediglich die Achszapfen angeschweißt sein, die üblicherweise zum Montieren eines Wälzlagers drehbearbeitet sind. Der Hohlkörper bzw. die beiden Hohlkörper sind indes regelmäßig nicht drehbearbeitet. Die Funktionsflächen ergeben sich allein aufgrund der Gestaltung des verwendeten Halbzeuges (Blech) bzw. Umformen von Blech. Das Blech kann stanzbearbeitet oder durch andere Verfahren, wie beispielsweise Schneidbrennen, mit Ausnehmungen versehen sein. Der Hohlkörper ist dabei üblicherweise nicht spanend bearbeitet
Weitere Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit der Zeichnung. In dieser zeigen:

1 eine perspektivische Seitenansicht eines Ausführungsbeispiels einer Fahrzeugstarrachse der vorliegenden Erfindung;
2 eine perspektivische Draufsicht auf das untere Schalenelement der Starrachse nach 1;
3 eine perspektivische Draufsicht auf das obere Schalenelement der Starrachse nach 1;
4 eine perspektivische Ansicht des unteren Schalenelementes gemäß 2 nach dem Anschweißen von weiteren Bauteilen der Fahrzeugstarrachse;
5 eine Querschnittsansicht des unteren Schalenelementes in Längsrichtung des Längslenkers;
6 das in 5 eingekreiste Detail einer Einbuchtung in vergrößerter Darstellung und
7 eine Draufsicht des unteren Schalenelementes gemäß 2 bzw. 4.

Die Figuren zeigen einen mit Bezugszeichen 2 gekennzeichneten Achskörper, der durch Fügen eines unteren Schalenelementes 4 und eines oberen Schalenelementes 6 gebildet ist. Die beiden Schalenelemente 4, 6 sind zur Ausformung des Achskörpers 2 durch Schweißen miteinander verbunden. Die Verbindungslinie erstreckt sich dabei üblicherweise in der neutralen Faser einer Biegebeanspruchung des Achskörpers 2.
Die beiden Schalenelemente 4, 6 bilden zusammen einen Achskörperabschnitt 10, einen Längslenker 12 und eine Federkonsole 14 aus. Die vollständige Fahrzeugstarrachse 8 ist in 1 nur zur Hälfte dargestellt. Das distale Ende des Achskörperabschnitts 10 liegt auf der Mittellängsachse des Fahrzeugs, regelmäßig eines Lkw-Aufliegers. So wiederholt sich auf der anderen Seite der mit L gekennzeichneten Längsachse der links davon in 1 dargestellte Aufbau.
Auf der der Federkonsole 14 gegenüberliegenden Seite in Bezug auf den Achskörperabschnitt 10 ist ein Achszapfen 16 angeschweißt, der mit einem in herkömmlicher Weise ausgeformten Bremsträgerflansch 18 versehen ist. Der Achszapfen 16 ist durch Reibschweißen mit einem Achszapfenanschlussabschnitt 20 verbunden, der jeweils zur Hälfte durch das untere und das obere Schalenelement 4, 6 ausgeformt ist.
Am distalen Ende des Längslenkers 12 ist eine Lagerhülse 22 verschweißt, die weitere Komponenten eines in üblicherweise ausgebildeten Gelenklagers 24 in sich aufnimmt.
Wie insbesondere die 2 und 3 verdeutlichen, bildet der Achskörper 2 zwischen den gefügten Schalenelementen 4, 6 einen mit Bezugszeichen 26 gekennzeichneten Hohlkörper aus, sodass der Achskörperabschnitt 10 und der Achszapfenanschlussabschnitt 20 als hohle Rohre mit kreisrundem Querschnitt enden. Auch der Längslenker 12 ist als endseitig konisch spitz zulaufender Hohlkörper an die Lagerhülse 22 angeschweißt.
Die in den 2 und 3 gezeigten tiefgezogenen Schalenelemente 4 bzw. 6 können für sich entweder den halben Achskörper mit lediglich einem Längslenker 12 und einer Federkonsole 14 sowie einem Achszapfenanschlussabschnitt 20 ausformen. Entsprechende Schalenelemente 4, 6 können aber in Bezug auf die Längsachse L auch symmetrisch ausgeformt sein und dementsprechend an ihren gegenüberliegenden Enden jeweils einen Achszapfenanschlussabschnitt 20, jeweils einen benachbart dazu vorgesehenen Längslenker 12 und eine dem Längslenker 12 jeweils zugeordnete Federkonsole 14 ausbilden.
So lässt sich durch Tiefziehen und einige nachstehend noch näher erläuterte Nachbearbeitungsschritte auf einfache und wirtschaftliche Weise ein Achskörper 2 herstellen. Die zur Herstellung des unteren und oberen Schalenelementes verwendeten Ausgangsmaterialien, d.h. die tiefzuziehenden Bleche, haben variierende Wandstärke, um jeweils den unterschiedlichen Beanspruchungen des Achskörpers 2 zu entsprechen. So besteht regelmäßig der Längslenker 12 aus einem dünneren Blechmaterial als der Achskörperabschnitt 10 bzw. der Achszapfenanschlussabschnitt 20. Die unterschiedliche Blechstärke kann beispielsweise durch Konturwalzen (TRB - Tailor Rolled Blank) oder durch Verschweißen von Blechen mit unterschiedlicher Wandstärke vorbereitet sein. Der Achslenker 12 hat dabei eine Wandstärke, die zwischen 2 und 4 mm geringer gewählt als die Wandstärke der Abschnitte 10 bzw. 20 ist. So kann beispielsweise das den Längslenker 12 ausformende Blechmaterial eine Stärke von 8 mm haben, wohingegen die Abschnitte 10, 20 mit einer Wandstärke von etwa 10 mm ausgeformt sind.
Wie ein Vergleich der 2 und 3 unmittelbar verdeutlicht, ist das obere Schalenelement identisch zu dem unteren Schalenelement 4 zunächst durch Umformen ausgebildet, wobei ein in 2 mit Bezugszeichen 28 gekennzeichneter Boden des unteren Schalenelementes 4 zur Ausbildung einer zentralen, an dem oberen Schalenelement 6 vorgesehenen Luftfederaufnahmeöffnung 30 herausgetrennt worden ist. Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel hat das untere Schalenelement 4 einen zylindrischen Tauchkolben 32, dessen Funktion und Zusammenwirken mit einem nicht in Detail gezeigten Luftfederbalg konventionellem Aufbau folgt. Insofern kann beispielsweise auf DE 102 06 017 A1 verwiesen werden. Der Tauchkolben 32 ist vorliegend allein durch Tiefziehen ausgebildet. Es ist aber ebenso möglich, beim Tiefziehen der beiden Schalenelemente 4, 6 zunächst identisch ausgeformte Tauchkolbenabschnitte auszubilden und den durch Freischneiden des Bodens von dem oberen Schalenelement 6 gewonnenen Tauchkolbenabschnitt mit dem dem unteren Schalenelement 4 zugeordneten Tauchkolbenabschnitt zu verbinden, um einen Tauchkolben mit der gewünschten axialen Höhe zu erhalten. Auf diese Weise kann das für die Herstellung der Schalenelemente 4, 6 eingesetzte Material bestmöglich ausgenutzt werden. Auch können Tauchkolben mit einer hinreichenden axialen Höhe erzeugt werden, ohne dass einer erheblichen Ausbildung der Höhe durch Tiefziehen bedarf, was sich günstig auf die Standzeit des Tiefziehwerkzeuges auswirkt.
Bei dem in 3 gezeigten oberen Schalenelement 6 wurde nicht nur der Boden 28 herausgeschnitten. Vielmehr wurde auch noch eine Eintauchöffnung 34 in eine obere Begrenzungsfläche des Längslenkers 12 eingeschnitten, in die ein nicht gezeigtes Dämpferelement eingreift, welches in an sich bekannter Weise mit einem fahrzeugseitig befestigten Lagerbord bzw. einem daran befestigten Vorbau zusammenwirkt, wie dies im Stand der Technik allgemein bekannt ist. Damit sind die weiteren Bearbeitungsschritte nach Tiefziehen des unteren Schalenelementes erschöpfend beschrieben. Die 1 zeigt noch eine Einbuchtung 36, die jeweils hälftig durch jedes der Schalenelemente 4, 6 gegenüberliegend zu dem Längslenker 12 ausgeformt ist. Diese Einbuchtung 36 kann während des Tiefziehens der beiden Schalenelemente 4, 6 ausgeformt werden und nimmt einen äußeren Umfangsabschnitt eines beweglichen Bremszylinders einer Schwimmsattel-Bremse in sich auf, wenn diese aufgrund des Verschleißes der Bremse von der Bremsscheibe wegwandert.
Wie 2 erkennen lässt, sind an dem unteren Schalenelement an gegenüberliegenden, den Längslenker 12 ausbildenden Seitenwänden einander gegenüberliegende Befestigungsbohrungen 38 ausgespart, die der Befestigung eines in 4 mit Bezugszeichen 40 versehenen Lagerelementes dient. Das Lagerelement 40 ist im Wesentlichen U-förmig ausgeformt, wobei die freien Enden gegenüberliegender Schenkel 42 des Lagerelementes 40 sich zwar im Wesentlichen parallel zu den Seitenwänden des Längslenkers 12 erstrecken, jedoch relativ zu den Innenflächen dieser Seitenwände nach innen versetzt und mit Lagerbohrungen 44 versehen sind, die der Aufnahme eines nicht gezeigten Dämpferelementes dient, dessen anderes Ende mit dem fahrzeugseitigen Lagerbock bzw. dem Vorbau dazu verbunden ist. Wie 5 verdeutlicht, liegt diese Lagerbohrung 44 in der Fügeebene der beiden Schalenelemente 4, 6. Das Lagerelement 40 ist als gebogenes Blechstück gefertigt und durch Rundschweißen entlang der Innenumfangsfläche der Befestigungsbohrung 38 mit dem unteren Schalenelement 4 verbunden, bevor das obere Schalenelement 6 auf das untere Schalenelement 4 aufgesetzt und damit verschweißt wird. Die Montage des Dämpferelementes an dem Lagerelement 40 erfolgt durch die Luftfederaufnahmeöffnung 30.
Die 7 verdeutlicht geometrische Details des unteren Schalenelementes 4. Der mit M gekennzeichnete Mittelpunkt des Tauchkolbens 32 ist gegenüber der Mittellängsachse A des Achskörpers 2 in Fahrtrichtung und dementsprechend in Richtung des Achslenkers 12 versetzt. Vorliegend beträgt der Versatz V etwa 50 mm. Ersichtlich schneidet aber in der Draufsicht gemäß 6 die Mittellängsachse A des Achskörpers 2 den erhabenen Auflagebereich des Tauchkolbens 32. So durchsetzt die Mittellängsachse A des Achskörperabschnitts 10 einen auf der Federkonsole 14 montierten Luftfederbalg. Die Ausbildung der Federkonsole 14 im Inneren des Hohlkörpers 26 ermöglichst diese Ausgestaltung, die zu geringeren ungefederten Massen führt. Während in dem Stand der Technik beispielsweise gemäß DE 101 40 856 B4 der Luftfederbalg mit erheblichem Abstand zu der Mittellängsachse des Achskörpers angeordnet und mithin die den Luftfederbalg abstützende Federkonsole auch als Biegefeder zwischen der Mittellängsachse und dem Krafteinleitungspunkt des Luftfederbalges wirkt, liegt bei der vorliegenden Erfindung der Luftfederbalg angenähert auf der Mittellängsachse A. Die Abstützung durch den Federbalg erfolgt dementsprechend in etwa auf Höhe des Achskörpers 2 und damit der axialen Last desselben.
7 lässt ferner den rotationssymmetrischen Querschnitt des voll ausgebildeten Achskörperabschnitts 10 sowie des Achszapfenanschlussabschnitts 20 erkennen. Diese beiden Abschnitte sind koaxial zueinander vorgesehen und mit vorzugsweise kreisrundem Querschnitt ausgebildet. Die Durchmesser beider Abschnitte 10, 20 entsprechen einander. Sofern die unteren und oberen Schalenelemente 4, 6 lediglich die in den Figuren gezeigte „Hälfte“ der Fahrzeugstarrachse ausbilden, können diese beiden Hälften im Bereich der Längsachse L miteinander verschweißt, beispielsweise durch Reibschweißen miteinander verbunden sein.
Bezugszeichenliste

2: Achskörper
4: unteres Schalenelement
6: oberes Schalenelement
8: Fahrzeugstarrachse
10: Achskörperabschnitt
12: Längslenker
14: Federkonsole
16: Achszapfen
18: Bremsträgerflansch
20: Achszapfenanschlussabschnitt
22: Lagerhülse
24: Gelenklager
26: Hohlkörper
28: Boden
30: Luftfederaufnahmeöffnung
32: Tauchkolben
34: Eintauchöffnung
36: Einbuchtung
38: Befestigungsbohrung
40: Lagerelement
42: Schenkel
44: Lagerbohrung
A: Mittellängsachse
L: Längsachse
M: Mittelpunkt des Tauchkolbens 32
V: Versatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10140856 B4 [0001, 0026]
DE 10231337 B3 [0001]
DE 10206017 A1 [0010, 0023]

Claims

Fahrzeugstarrachse (8) mit einem Achskörper (2), an dessen Enden jeweils Achszapfen (16) oder Radträger angeordnet sind, und mit mindestens zwei starr an dem Achskörper (2) befestigten Längslenkern (12) und mit zumindest einer, dem jeweiligen Längslenker (12) zugeordneten Federkonsole (19) zur Abstützung eines Luftfederbalgs, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckender Achsköperabschnitt (10), ein sich daran anschließender Längslenker (12) und die dem Längslenker (12) zugeordnete Federkonsole (14) durch zwei miteinander verbundene Schalenelemente (4, 6) gebildet sind, die zwischen sich einen Hohlkörper (26) ausbilden.
Fahrzeugstarrachse (8) mit einem Achskörper (2), an dessen Enden jeweils Achszapfen (16) oder Radträger angeordnet sind, und mit mindestens zwei starr an dem Achskörper (2) befestigten Längslenkern (12) und mit zumindest einer, dem jeweiligen Längslenker (12) zugeordneten Federkonsole (14) zur Abstützung eines Luftfederbalgs, insbesondere nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Federkonsole (14) durch ein unteres Schalenelement (4) eines zumindest einen sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckenden Achsköperabschnitt (10) ausbildenden Hohlkörpers (26) ausgebildet ist und die Federkonsole (14) so angeordnet ist, dass der auf der Federkonsole (14) montierte Luftfederbalg von der Mittellängsachse (A) des Achsköperabschnitts (10) durchsetzt ist.
Fahrzeugstarrachse (8) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (26) durch ein unteres Schalenelement (4) und ein oberes Schalenelement (6) gebildet ist, die auf Höhe der neutralen Faser der biegebeanspruchten Fahrzeugstarrachse miteinander verschweißt sind.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalenelemente (4, 6) einen Hohlköper (26) ausbilden, der einen sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckenden Achsköper (2), zumindest zwei Längslenker (12) und die diesen zugeordneten Federkonsolen (14) ausformt.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (26) einen in Bezug auf den Längslenker (12) dem Achsköper (2) gegenüberliegenden Achszapfenanschlussabschnitt (20) ausformt, der mit dem Achszapfen (16) oder dem Radträger verbunden ist.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere Schalenelement (4) einen mit dem Luftfederbalg zusammenwirkenden Tauchkolben (32) ausbildet, mit dem der Luftfederbalg verbunden ist.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere und das obere Schalenelement (4, 6) zunächst als identische Teile mittels Tiefziehen hergestellt sind und dass nach dem Tiefziehen ein mit dem Luftfederbalg zusammenwirkender Tauchkolben (32) an dem unteren Schalenelement (4) ausgeformt ist.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das untere und das obere Schalenelement (4, 6) aus einem Blech mit variierender Wandstärke gebildet sind.
Fahrzeugstarrachse (8) nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (12) eine geringere Wandstärke als der Achskörper (2) und/oder ein dem Achskörper (2) in Bezug auf den Längslenker (12) gegenüberliegender Achszapfenanschlussabschnitt (20) hat.
Fahrzeugstarrachse (8) nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (26) eine Eintauchöffnung (34) für ein Dämpferelement aufweist.
Fahrzeugstarrachse (8) nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch ein auf Höhe der neutralen Faser vorgesehenes Lager zur gelenkigen Lagerung des Dämpferelementes.
Fahrzeugstarrachse (8) nach Anspruch 10 oder 11, gekennzeichnet durch ein aus gebogenem Blech gebildetes und mit dem unteren Schalenelement (4) verbundenen Lagerelement (40) zur gelenkigen Lagerung des Dämpferelementes.
Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugstarrachse (8) mit einem Achskörper (2), an dessen Enden jeweils Achszapfen (16) oder Radträger angeordnet sind, und mit mindestens zwei starr an dem Achskörper (2) befestigten Längslenkern (12) und mit zumindest einer, dem jeweiligen Längslenker (12) zugeordneten Federkonsole (14) zur Abstützung eines Luftfederbalgs, dadurch gekennzeichnet, dass zur Ausbildung zumindest eines sich zwischen den beiden Längslenkern (12) erstreckenden Achszapfenanschlussabschnitts (20), eines sich daran anschließenden Längslenkers (12) und einer der Federkonsole (14) zwei Schalenelemente (4, 6) aus Blech umgeformt und zur Ausbildung eines Hohlkörpers (26) miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden.
Verfahren nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Schalenelemente (4, 6) zunächst als identische Bauteile umgeformt werden und dass zur Ausbildung eines oberen Schalenelementes (6) ein die Federkonsole (14) aufweisender Abschnitt des Bauteils abgetrennt wird.
Verfahren nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eines der Schalenelemente (4, 6) aus einem Blech mit variierender Stärke gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass beide Bauteile mit einem Tauchkolbensegment ausgebildet werden und dass das von dem oberen Schalenelement (6) abgetrennte Tauchkolbensegment zur Ausbildung eines unteren Schalenelementes (4) mit dem Tauchkolbensegment des anderen Bauteils verbunden wird.