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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Achskörpers, insbesondere einer Achsbrücke, eines Kraftfahrzeugs, Fügen und Verschweißen einer unteren ersten Achskörperschale mit zueinander parallelen vertikalen Seitenwänden und einer oberen zweiten Achskörperschale mit zueinander parallelen vertikalen Seitenwänden zum Ausbilden eines hohlen Achskörpers, Anbringen einer im Querschnitt hufeisenartigen Konsole an der Unterseite der ersten Achskörperschale, deren zueinander parallele Seitenstücke die Seitenwände der ersten Achskörperschale umgreifen und das Bodenteil der Konsole in Anlage an dem Boden der ersten Achskörperschale ist.
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Zur Verbindung des Achskörpers mit dem Fahrzeug wird an dem Achskörper eine Konsole angebracht. Bei einem bekannten Achskörper wird die Konsole durch eine Schweißverbindung mit dem Achskörper verbunden. Der Achskörper wird durch Umformung hergestellt und hat dadurch einen großen Toleranzbereich von z.B. +/- 1 mm. Durch die Schweißnaht des Verbindens der beiden Achskörperschalen und deren Wärmeeinflusszone verringert sich die Festigkeit des Achskörpers. Auch ergibt sich durch die Schweißnaht eine hohe Kerbwirkung. Darüber hinaus ist die Schweißnaht kostenintensiv und führt durch hohe Streuung zu Problemen bei der Auslegung der Bauteile und der Schweißnaht. Durch Spalte zwischen den der Konsole und der ersten Achskörperschale kann es in diesen Bereichen leicht zu Korrosion und zu hohen Spannungen bei der Montage der Achsbrücke mit dem Federträger des Fahrzeugs kommen.
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Aus der
DE 10 2017 112 861 A1 ist in diesem Zusammenhang ein Verfahren zur Herstellung eines Achskörpers, insbesondere einer Achsbrücke, eines Kraftfahrzeugs bekannt. Das Verfahren weist das Fügen, insbesondere Verschweißen, einer ersten Achskörperschale und einer zweiten Achskörperschale zum Ausbilden eines, insbesondere hohlen, Achskörpers auf. Das Verfahren weist zudem das Umformen eines für eine Fahrwerksanbindung des Achskörpers vorgesehenen Befestigungsbereichs des Achskörpers zur Annäherung eines Istmaßes des Befestigungsbereichs an ein für die Fahrwerksanbindung benötigtes Sollmaß des Befestigungsbereichs auf.
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Aufgabe der Erfindung ist es daher ein Verfahren zur Herstellung eines Achskörpers und ein Achskörper hergestellt nach dem Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, welche diese Nachteile vermeiden und wodurch die Konsole in einem gro-ßen Toleranzbereich von Achskörper und/oder Konsole in einer bestimmten Position mit dem Achskörper verbunden werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Seitenstücke der noch nicht an dem Achskörper montierten Konsole an ihren einander zugewandten Seiten einen geringeren Abstand als dem Abstand der Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale aufweisen und das Bodenteil der Konsole einen quer zur Längserstreckung des Achskörpers elastisch verformbaren Bereich aufweist und dass die Konsole unter elastischer Längung des elastischen Bereichs des Bodenteils mit ihren Seitenstücken unter Vorspannung an den Außenseiten der ersten Achskörperschale anliegend auf die erste Achskörperschale aufgepresst wird.
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Durch dieses Verfahren entfällt eine Schweißung und die durch sie bedingten Nachteile.
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Die herstellungsbedingten großen Toleranzbereiche werden durch das Verfahren kompensiert und Korrosion zwischen Konsole und Achskörper zumindest weitgehend verhindert.
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Das Verfahren weist nur wenige Arbeitsgänge auf und benötigt somit nur geringe Montagekosten.
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Weisen die einander zugewandte Seiten der Seitenwände der noch nicht an dem Achskörper montierten Konsole einen größeren Abstand als dem Abstand der Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale auf und wird der Abstand der Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale erfasst, und wird das Bodenteil der Konsole derart plastisch verformt wird, so dass die einander zugewandten Seiten der Seitenwände einen geringeren Abstand zueinander aufweisen, als der erfasste Abstand der Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale nach Verformung des Bodenteils der Konsole und erfolgt dann das Aufpressen der Konsole auf die erste Achskörperschale.
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Dadurch kann das Maß der anschließenden elastischen Verformung des Bodenteils der Konsole und die Höhe der Flächenpressung der einander zugewandten Seiten der Seitenstücke der Konsole an der ersten Achskörperschale erfasst werden. Weisen dabei die einander zugewandten Seiten der Seitenwände nach plastischer Verformung des Bodenteils der Konsole einen bestimmten geringeren Abstand zueinander auf, als der erfaßte Abstand der Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale, so ist die Höhe der Flächenpressung der einander zugewandten Seiten der Seitenstücke der Konsole an der ersten Achskörperschale vorher bestimmbar.
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Für einen Achskörper, der nach dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt wurde, wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass das Bodenteil der Konsole einen durch die elastische und/oder plastische Verformung des Bodenteils unverformbaren Bereich aufweist, der an dem Boden der ersten Achskörperschale positionierbar ist.
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Durch diese Ausbildung bleibt der unverformbare Bereich sowohl bei der plastischen als auch der elastischen Verformung des Bodenteils der Konsole immer unverändert in seiner an dem Boden der ersten Achskörperschale festgelegten Position.
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Der unverformbare Bereich des Bodenteils können zur Bestimmung der festgelegten Position der Konsole an der ersten Achskörperschale Ausnehmungen zur Aufnahme von Passtiften aufweisen, wobei die Passstifte in entsprechende Ausnehmungen im Boden der ersten Achskörperschale ragen können.
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Zur einfachen Festlegung der Sollposition der Konsole an dem Achskörper können die Außenseiten der Seitenwände der ersten Achskörperschale von der ersten Achskörperschale weggerichtete Zentrieransätze aufweisen, die in entsprechende Zentrierausnehmungen an den einander zugewandte Seiten der Seitenwände der Konsole hineinragen.
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Sind dabei die Zentrierausnehmungen U-artig mit nach oben gerichteter Öffnung ausgebildet, so führen sie bei der Montage der Konsole auf die erste Achskörperschale die Konsole in ihre Sollposition.
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Auf einfache Weise können bei der Herstellung durch Umformung der ersten Achskörperschale die Zentrieransätze durch plastische Verformungen in den Seitenwänden der ersten Achskörperschale gebildet sein.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 eine perspektivischen Ausschnitt eines Achskörpers
- 2 einen Querschnitt der Achsbrücke nach 1 im mittleren Bereich einer Konsole der Achsbrücke
- 3 einen perspektivischen Querschnitt der Achsbrücke nach 1 im mittleren Bereich der Konsole der Achsbrücke
- 4 eine Perspektivansicht eines ersten Ausführungsbeispiels der Konsole der Achsbrücke nach 1
- 5 a eine Vorderansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels der Konsole der Achsbrücke nach 1
- 5 b eine Seitenansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Konsole der Achsbrücke nach 5a
- 5 c eine Draufsicht des zweiten Ausführungsbeispiels der Konsole der Achsbrücke nach 5 a
- 5 d eine Perspektivansicht des zweiten Ausführungsbeispiels der der Achsbrücke nach 5 a
- 6 die Achsbrücke nach 1 in einen ersten Montageschritt
- 7 die Achsbrücke nach 1 in einen zweiten Montageschritt
- 8 die Achsbrücke nach 1 in einen dritten Montageschritt .
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Die in den Figuren dargestellte Achsbrücke eines Kraftfahrzeugs weist eine untere erste Achskörperschale 1 und eine obere zweite Achskörperschale 2 auf.
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Die erste Achskörperschale 1 besitzt zwei zueinander parallele Seitenwände 3, wie sie auch die obere zweite Achskörperschale 2 aufweist.
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Mit den Stirnseiten ihrer Seitenwände sind die Achskörperschalen 1 und 2 aufeinandergelegt und mittels Schweißnähten 7 miteinander verschweißt.
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In den aneinanderstoßenden Bereichen der Seitenwände weisen diese von den Achskörperschalen 1 und 2 weggerichtet hervorstehende Zentrieransätze 4 auf, die durch Einprägungen von Innen hergestellt sind.
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Die Zentrieransätze 4 sind dabei nicht zwingend erforderlich, da die Konsole 10, 10' auch durch Reibschluss axial fixiert werden kann. Die Zentrierungen 4 sind in einer neutralen Faser der Achsbrücke in einem nicht spannungskritischen Bereich. Im Vergleich zum Stand der Technik ist eine Verformung mit entsprechender Kerbwirkung im unteren Bereich der Achsbrücke nicht notwendig und führt zu einer deutlichen Reduzierung der Beanspruchung.
Eine im Querschnitt hufeisenartige Konsole 10, 10' mit zueinander parallelen Seitenstücken 5, die rechtwinklig von einem geraden Bodenteil 6, 6' ausgehen und bis annähernd zu den Schweißnähten 7 an den vertikalen Seitenwänden 3 der ersten Achskörperschale 1 mit Vorspannung anliegen. Die Konsole 10, 10' liegt mit ihrem Bodenteil 6, 6' fest an dem ebenen Boden 11 der ersten Achskörperschale 1 an.
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An ihren zu den Schweißnähten 7 gerichteten Enden weisen die Seitenstücke 5 Zentrierausnehmungen 8 auf, die U-artig mit nach oben gerichteter Öffnung 9 ausgebildet sind. Die Form der Zentrieransätze 4 entspricht der Form der Zentrierausnehmungen 8. Sie ragen formschlüssig in die Zentrierausnehmungen 8 hinein.
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Das in 4 dargestellte Ausführungsbeispiel der Konsole 10 besitzt mittig an seinem Bodenteil 6 einen plastisch unverformbaren Bereich 12 auf. Zwischen dem unverformbaren Bereich 12 und den Seitenstücken 5 sind plastisch verformbare Bereiche 13 gebildet, die sich parallel zu den Seitenstücken 5 über die ganze Breite des Bodenteils 6 erstrecken, so dass der Abstand 14 zwischen den Seitenstücken 5 der Konsole 10 durch Stauchen und plastisches Verformen der Bereiche 13 des Bodenteils 6 in seiner Ebene verringert werden kann.
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Mittig des Bodenteils 6 im unverformbaren Bereich 12 sind zwei Ausnehmungen 15 ausgebildet, die nicht dargestellte Passtifte aufnehmen können.
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Bei dem Ausführungsbeispiel der 5a bis 5d der Konsole 10' ist ein kreuzartiger unverformbarer Bereich 12' im Bodenteil 6' ausgebildet. Mittig des Bodenteils 6' erstrecken sich Längsstege 16 des unverformbaren Bereichs 12', die mit ihren einander entgegengesetzten freiragend enden. Beidseitig zu den Längsstegen 16 des unverformbaren Bereichs 12' erstrecken sich von Querstegen 17 des unverformbaren Bereichs 12' zu den Seitenstücken 5 plastisch verformbare Bereiche 13', so dass der Abstand 14 zwischen den Seitenstücken 5 der Konsole 10' durch Stauchen und plastisches Verformen der Bereiche 13' des Bodenteils 6' in seiner Ebene verringert werden kann.
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In den Längsstegen 16 im unverformbaren Bereich 12' sind zwei Ausnehmungen 15' ausgebildet, die nicht dargestellte Passtifte aufnehmen können. Der Abstand der beiden Ausnehmungen 15' bleib auch bei dem Stauchen des Bodenteils 6' unverändert.
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In den 6 bis 8 sind die Montageschritte der Konsolen 10, 10' auf den ersten Achsbrückenkörper 1 dargestellt.
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In 6 erfolgt ein Stauchen und plastischen Verformen des Bodenteils 6 von einem gleichen oder größeren Abstand „b ist“ der Außenseiten 18 der Seitenwände 3 der ersten Achskörperschale 1 auf einen vorbestimmten kleineren Abstand „b ist - Δ“ der Außenseiten 18 der Seitenwände 3 der ersten Achskörperschale 1.
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Der kleinere Abstand „b ist - Δ“ ist so vorbestimmt, dass nach dem in 7 dargestellten Einpressen der ersten Achskörperschale 1 in die Konsole 10 unter elastischer Längung des Bodenteils 6 und/oder Verformung der Seitenstücke 6 bis zu der in 8 dargestellten Einbaulage die Seitenstücke 5 der Konsole 10 mit einer bestimmten Vorspannung an den Außenseiten 18 der Seitenwände 3 der ersten Achskörperschale 1 anliegen und so die Konsole 10 an der ersten Achskörperschale 1 fixieren.
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Bezugszeichen
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- 1
- erste Achskörperschale
- 2
- zweite Achskörperschale
- 3
- Seitenwände
- 4
- Zentrieransätze
- 5
- Seitenstücke
- 6
- Bodenteil
- 6'
- Bodenteil
- 7
- Schweißnaht
- 8
- Zentrierausnehmungen
- 9
- Öffnung
- 10
- Konsole
- 10'
- Konsole
- 11
- Boden
- 12
- unverformbarer Bereich
- 12'
- unverformbarer Bereich
- 13
- plastisch verformbarer Bereich
- 13'
- plastisch verformbarer Bereich
- 14
- Abstand
- 15
- Ausnehmungen
- 15'
- Ausnehmungen
- 16
- Längsstege
- 17
- Querstege
- 18
- Außenseiten
- 19
- Abstand „b ist“
- 20
- Abstand „b ist - Δ“
