DE112015003323T5

DE112015003323T5 - Verbundlenkerachsenanordnung und Verfahren zur Herstellung derselben

Info

Publication number: DE112015003323T5
Application number: DE112015003323.8T
Authority: DE
Inventors: Darren Andrew Womack; Kevin Richard Langworthy
Original assignee: Magna International Inc
Current assignee: Magna International Inc
Priority date: 2014-07-18
Filing date: 2015-07-15
Publication date: 2017-04-20
Also published as: US20170203629A1; WO2016011092A1; US10202014B2; CN106660393B; CN106660393A

Abstract

Eine Verbundlenkerachsenanordnung (20) eines Fahrzeugs weist ein Paar aus Längslenkern (22) und eine Torsionsstange (24) auf, die sich entlang einer Achse (A) zwischen einem ersten und einem zweiten Torsionsstangenende (26, 28) erstreckt. Die Verbundlenkerachsenanordnung (20) umfasst ferner eine Durchführung (38), die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Torsionsstangenende (26, 28) und einem entsprechenden Längslenker (22) eine Verbindung herstellt, um damit eine Verbindung ohne Schweißung zwischen der Torsionsstange (24) und dem Längslenker (24) herzustellen. In einer Ausführungsform sind die Torsionsstange (24) und die Durchführungen (38) rohrförmig, und die Durchführungen (38) sind auf das jeweilige erste oder zweite Torsionsstangenende (36, 38) durch Pressformung angebracht oder aufgeformt. In einer weiteren Ausführungsform bilden die Längslenker (26) eine Öffnung (40), die in der Achse (A) ausgerichtet ist, und die rohrförmigen Durchführungen (38) sind in die Öffnungen (40) der Längslenker (26) durch Pressformung eingepasst, sodass eine Verbindung ohne Schweißung hergestellt ist.

Description

QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANMELDUNGEN
Diese PCT-Patentanmeldung beansprucht die Priorität der vorläufigen US-Patentanmeldung mit der Seriennummer 62/026,130, die am 18. Juli 2014 eingereicht wurde, wobei die gesamte Offenbarung der Anmeldung als Teil der Offenbarung dieser Anmeldung betrachtet wird und hiermit durch Bezugnahme mit eingeschlossen ist.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft generell Fahrzeugachsen und insbesondere hintere Verbundlenkerachsenanordnungen für Fahrzeuge. Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugachsen und insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von hinteren Verbundlenkerachsenanordnungen für Fahrzeuge.
2. Stand der Technik
Ein Aufhängung für eine hintere Verbundlenkerachsenanordnung, die auch als eine Torsionsstangenachse bekannt ist, ist eine Art einer Fahrzeugaufhängung mit zwei Längslenkern, die jeweils mit einem Rad eines Fahrzeugs gekoppelt sind, und mit einer Verwindungsstange bzw. Torsionsstange, die sich quer zwischen den Längslenkern erstreckt. Während des Betriebs des Fahrzeugs verformt sich die Torsionsstange in einer verdrehenden Bewegung, wenn eines der Räder sich relativ zu dem anderen bewegt, beispielsweise während eines Schwankens des Fahrzeugs, oder wenn eines der Fahrzeugräder beispielsweise auf ein Schlagloch in der Straße trifft. Die verdrehende bzw. verwindende Bewegung der Torsionsstange absorbiert die Bewegung.
Im Allgemeinen sind derartige Torsionsstangen direkt jeweils mit den Längslenkern entlang mehrerer Bereiche der Torsionsstange verschweißt. Wenn beispielsweise eine U-förmige Torsionsstange mit dem Längslenker verbunden ist, wird eine Schweißung häufig verwendet, um die Torsionsstange direkt an der Längslenkeranordnung entlang einer oberen Wand, den Seitenwänden und/oder einer Bodenwand der Torsionsstange zu befestigen. Wenn eine O-förmige oder C-förmige Torsionsstange mit dem Längslenker verbunden wird, wird eine Schweißung verwendet, um die Torsionsstange direkt mit dem Längslenker entlang eines Umfangs der Torsionsstange zu befestigen. Jedoch können Fertigungstoleranzen bei der Torsionsstange und/oder den Längslenkern zu Schwierigkeiten und Problemen führen, wenn diese Komponenten bei der Vorbereitung des Schweißvorganges aneinander befestigt werden. Des Weiteren können diese Fertigungstoleranzen zu einer unzureichenden Schweißverbindung zwischen der Torsionsstange und den Längslenkern führen, woraus sich Materialermüdung und Rissbildung der verschweißten Verbindung zwischen der Torsionsstange und den Längslenkern nach der Herstellung und der Montage der Verbundlenkerachsenanordnung ergeben können.
ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Verbundlenkerachsenanordnung eines Fahrzeugs, das ein Paar aus Längslenkern und eine Torsionsstange aufweist, die sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten und einem zweiten Torsionsstangenende erstreckt. Die Verbundlenkerachsenanordnung weist ferner ein Paar aus Durchführungen auf, die jeweils zwischen dem ersten oder dem zweiten Torsionsstangenende und einem entsprechenden Längslenker angeordnet und damit verbunden sind, um eine Verbindung ohne Schweißung zwischen der Torsionsstange und den Längslenkern einzurichten.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachsenanordnung. Das Verfahren beginnt mit der Bereitstellung eines Paars aus Längslenkern, einer Torsionsstange, die sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten und einem zweiten Torsionsstangenende erstreckt, und eines Paares aus Durchführungen. Das Verfahren geht weiter, indem eine Verbindung ohne Schweißung zwischen jeder der Durchführungen und einem entsprechenden Ende der Torsionsstange eingerichtet wird, und indem anschließend eine Verbindung ohne Schweißung zwischen jeder der Durchführungen und einem entsprechenden Längslenker hergestellt wird. Als Folge davon stellt das Verfahren zur Herstellung der Verbundlenkerachsenanordnung eine Verbindung ohne Schweißung zwischen der Torsionsstange und den Längslenkern bereit.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Diese und andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung können besser verstanden werden, wenn ein gründlicheres Verständnis mit Verweis auf die folgende detaillierte Beschreibung erlangt wird, wenn die Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:
1 eine perspektivische Ansicht einer Verbundlenkerachsenanordnung ist;
2 eine Aufrissansicht der 1 ist, in der die Verbundlenkerachsenanordnung dargestellt ist;
3 eine Draufsicht der Verbundlenkerachsenanordnung ist;
4 eine Ansicht der Verbundlenkerachsenanordnung von unten ist;
5 eine Frontansicht der Verbundlenkerachsenanordnung ist; und
6 eine Ansicht der Verbundlenkerachsenanordnung von hinten ist.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER UMZUSETZENDEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Es sei auf die Zeichnungen verwiesen, in denen gleiche Bezugszeichen entsprechende Teile durchgängig in den diversen Ansichten angeben, wobei eine anschauliche Verbundlenkerachsenanordnung 20, die gemäß einem Aspekt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, allgemein in den 1–6 gezeigt ist. Wie darin gezeigt ist, ist die Verbundlenkerachsenanordnung 20 eine hintere Aufhängungsanordnung und weist ein Paar aus Längslenkern 22, die an gegenüberliegenden Enden einer querverlaufenden Torsionsstange 24 angebracht sind, auf. Die Längslenker 22 sind in Bezug zu der Torsionsstange 24 als separate Komponenten ausgebildet und werden, wie nachfolgend detaillierter beschrieben ist, anschließend mit der Torsionsstange 24 verbunden oder gekoppelt. Die Längslenker 22 können in einer Vielzahl von Größen, Formen und Konfigurationen ausgebildet sein, wobei dies hauptsächlich von dem Fahrzeug abhängt, in welchem die Verbundlenkerachsenanordnung 20 vorzusehen ist.
Wie in 1 gezeigt ist, erstreckt sich jeder Längslenker 22 zwischen einem ersten Längslenkerende 26 und einem zweiten Längslenkerende 28. Ein Achsenmontageelement 30 ist mit den ersten Längslenkerenden 26 verbunden, wobei die jeweiligen Radmontageelemente 30 zueinander ausgerichtet sind. Eine Wellenhalterung 32 ist mit den Längslenkern 22 benachbart zu den zweiten Längslenkerenden 28 verbunden. Wie am Besten in 2 gezeigt ist, erstreckt sich die Torsionsstange 22 entlang einer Achse A von einem ersten Torsionsstangenende 34 zu einem zweiten Torsionsstangenende 36. In einer bevorzugten Anordnung ist die Torsionsstange 22 rohrförmig und aus einem Metallrohr gebildet, das sich um und in Längsrichtung entlang der Achse A erstreckt. Jedoch kann die Torsionsstange 24 in einer Vielzahl unterschiedlicher Formen, Konfigurationen und Materialien ausgebildet sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie am Besten in 2 gezeigt ist, weist die Verbundlenkerachsenanordnung 20 ein Paar aus Durchführungen 38 auf, die jeweils individuell zwischen dem Längslenker 22 und dem ersten oder dem zweiten Torsionsstangenende 28, 30 angeordnet und damit verbunden sind, um eine Verbindung ohne Schweißung zwischen den Längslenkern 22 und der Torsionsstange 24 einzurichten. Anders ausgedrückt, die beiden Durchführungen 38 bilden die querverlaufende Verbindung ohne Schweißung zwischen den Längslenkerunteranordnungen 22 und der Torsionsstange 22. Folglich sorgt die Verbundlenkerachsenanordnung 20 für ein verbessertes und robusteres Verhalten bei Materialermüdung gegenüber konventionellen Verbundlenkerachsenordnungen, die verschweißte Verbindungen zwischen den Längslenkern und der Torsionsstange aufweisen. In einer anschaulichen Ausführungsform können die Durchführungen 38 aus einem elastischen Material, etwa Gummi oder einem anderen geeigneten Elastomer hergestellt sein, sodass eine Anpassung der Durchführung möglich ist, um eine geeignete Steifigkeit zu erhalten, die für die Verbindung ohne Schweißung der Längslenker 22 und der Torsionsstange 24 erforderlich ist. Jedoch können die Durchführungen 38, in der Art, wie dieser Begriff durchgängig in der vorliegenden Anmeldung verwendet wird, auch Durchführungen aus festem Material, reine Lager, Kugellager, Wälzlager, Nadellager oder eine beliebige Kombination davon sein, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Wie am Besten in 2 gezeigt ist, sind in einer anschaulichen Ausführungsform die Durchführungen 38 jeweils rohrförmig und auf ein entsprechendes erstes oder zweites Torsionsstangenende 34, 36 der rohrförmigen Torsionsstange 24 aufgepresst oder aufgeformt. Jedoch sind alternative Verfahren zum Verbinden der Durchführungen 38 mit der Torsionsstange 24 ohne Verwendung einer Schweißung möglich, ohne dabei von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen. Wie am Besten in 2 gezeigt ist, bilden in einer anschaulichen Ausführungsform die Längslenker 22 jeweils eine Öffnung 40, die entlang der Achse A ausgerichtet ist, und die rohrförmigen Durchführungen 38 werden in die Öffnungen 40 der Längslenker 22 eingepresst, um die Verbindung ohne Schweißung zwischen Längslenkern 22 und der Torsionsstange 24 herzustellen. Jedoch können andere Verfahren zur Befestigung der Durchführungen 38 an den Längslenkern 22 ohne die Anwendung einer Schweißung, etwa durch die Verwendung von Schrauben oder Befestigungsmitteln, angewendet werden, ohne von dem Schutzbereich der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
Ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zur Verbindung einer Torsionsstange 24 mit einem Paar aus Längslenkern 22, um damit eine Verbundlenkerachsenanordnung 20 zu bilden. Das Verfahren beginnt mit der Bereitstellung eines Paares aus Längslenkern 22 und einer Torsionsstange 24, die sich entlang einer Achse A von einem ersten Torsionsstangenende 34 zu einem zweiten Torsionsstangenende 36 erstreckt. Das Verfahren geht weiter, indem ein Paar aus Durchführungen 38 bereitgestellt wird und indem dann eine Verbindung ohne Schweißung zwischen jeder Durchführung 38 und einem entsprechenden Ende 34, 36 der Torsionsstange 24 hergestellt wird. In einer bevorzugten Ausführungsform sind jeweils die Torsionsstange 24 und das Paar aus Durchführungen 38 rohrförmig, und der zuvor genannte Schritt umfasst die Pressformung oder die Anformung jeweils der Durchführungen 38 an das jeweilige Ende 36, 38 der Torsionsstange 24. Das Verfahren geht weiter, indem eine Verbindung ohne Schweißung zwischen den beiden Durchführungen und einem entsprechenden Längslenker 22 hergestellt wird. In einer anschaulichen Ausführungsform bilden die Längslenker 22 eine Öffnung 40, die in der Achse A ausgerichtet ist, und der zuvor genannte Schritt umfasst die Pressformung jeder Durchführung 38 in eine entsprechende Öffnung 40 des Längslenkers 22. Folglich führt das Verfahren zur Herstellung der Verbundlenkerachsenanordnung zu einer Verbindung ohne Schweißung zwischen den Längslenkern 22 und der Torsionsstange 24, wodurch für ein verbessertes und robusteres Verhalten bei Materialermüdung gegenüber bekannten Verbundlenkerachsenanordnungen gesorgt wird, die eine geschweißte Verbindung aufweisen.
Es ist ersichtlich, dass viele Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der vorhergehenden Lehren möglich sind und anders umgesetzt werden können, als dies speziell hierin beschrieben ist, ohne dabei von dem Schutzbereich der angefügten Patentansprüche abzuweichen.

Claims

Eine Verbundlenkerachsenanordnung eines Fahrzeugs, mit: einem Paar aus Längslenkern; einer Torsionsstange, die sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten und einem zweiten Torsionsstangenende erstreckt; und einer Durchführung, die zwischen jeweils dem ersten oder dem zweiten Torsionsstangenende und einem jeweiligen Längslenker angeordnet und damit verbunden ist, sodass eine Verbindung ohne Schweißung zwischen der Torsionsstange und den Längslenkern hergestellt ist.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die Torsionsstange und die beiden Durchführungen rohrförmig sind.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 2, wobei jeweils die beiden Durchführungen durch Pressformung auf das jeweilige erste oder zweite Torsionsstangenende aufgepresst sind, sodass dazwischen eine Verbindung ohne Schweißung hergestellt ist.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 2, wobei die beiden Durchführungen jeweils auf das entsprechende erste oder zweite Torsionsstangenende so aufgeformt sind, dass eine Verbindung ohne Schweißung dazwischen hergestellt ist.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 2, wobei die Längslenker jeweils eine Öffnung bilden, die in der Achse A ausgerichtet ist, und wobei die beiden rohrförmigen Durchführungen jeweils in eine entsprechende Öffnung der Längslenker durch Pressung so eingepasst sind, dass eine Verbindung ohne Schweißung dazwischen gebildet ist.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 2, wobei die Torsionsstange aus einem Metallrohr aufgebaut ist, das sich in Längsrichtung um die Achse A zwischen dem ersten und dem zweiten Torsionsstangenende erstreckt.
Eine Verbundlenkerachsenanordnung nach Anspruch 1, wobei die beiden Durchführungen aus einem elastischen Material aufgebaut sind, sodass die beiden Durchführungen so anpassbar sind, dass die Anforderung für eine geeignete Steifigkeit für die Verbindung ohne Schweißung zwischen Längslenkern und der Torsionsstange erfüllt ist.
Ein Verfahren zur Herstellung einer Verbundlenkerachsenanordnung eines Fahrzeugs mit: Bereitstellen eines Paares aus Längslenkern und einer Torsionsstange, die sich entlang einer Achse A zwischen einem ersten und einem zweiten Torsionsstangenende erstreckt; Bereitstellen eines Paares aus Durchführungen; Herstellen einer Verbindung ohne Schweißung zwischen jeder der Durchführungen und dem ersten oder dem zweiten Torsionsstangenende der Torsionsstange; und Herstellen einer Verbindung ohne Schweißung zwischen jeder der beiden Durchführungen und einem entsprechenden Längslenker derart, dass eine Verbindung ohne Schweißung zwischen Längslenkern und der Torsionsstange hergestellt wird.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Torsionsstange und die beiden Durchführungen jeweils rohrförmig sind, und wobei der Schritt des Herstellens einer Verbindung ohne Schweißung zwischen den Durchführungen und der Torsionstange ferner umfasst: Aufbringen der Durchführungen auf ein jeweiliges Ende der Torsionsstange durch Pressformung.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Torsionsstange und die beiden Durchführungen jeweils rohrförmig sind, und der Schritt des Herstellens eines Verbindung ohne Schweißung zwischen den Durchführungen und der Torsionsstange ferner umfasst: Aufformen der Durchführungen auf ein entsprechendes Ende der Torsionsstange.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Längslenker jeweils eine Öffnung bilden, die in der Achse A ausgerichtet ist, und wobei der Schritt des Herstellens einer Verbindung ohne Schweißung zwischen den Durchführungen und den Längslenkern umfasst: Einpassen der Durchführungen in eine entsprechende Öffnung des Längslenkers durch Pressformung.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Herstellens einer Verbindung ohne Schweißung zwischen den Durchführungen und der Torsionsstange ferner umfasst: Verschrauben jeweils der Durchführungen auf dem jeweiligen Längslenker.
Ein Verfahren nach Anspruch 8, wobei der Schritt des Bereitstellens des Paars auf Durchführungen umfasst: Bereitstellen eines Paars aus Durchführungen, die aus einem elastischen Material aufgebaut sind.