DE19533479A1 - Fahrzeugachse - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse entsprechend dem Oberbegriff von Pa­ tentanspruch 1.

Eine solche Fahrzeugachse ist beispielsweise aus "Fahrwerktechnik 1", Jörnsen Reimpell, 4. Auflage, S 428 ff bekannt. Eine besondere Verbreitung haben be­ sonders Verbundlenker- und Koppelachsen gefunden. Die verwendeten Achsträ­ ger verfügen je nach Ausführung über ein U- oder T-Profil, um die geforderten Biege- und Torsionscharakteristiken zu erhalten. An den Enden des Achsträgers greifen weitere Achsteile an, wobei sehr häufig Schweißverbindungen zum Ach­ sträger benutzt werden.

Bei der Herstellung einer solchen Schweißverbindung tritt das Problem auf, daß das Schweißwerkzeug eine komplizierte Schweißnahtkontur als einen Weg im Raum ausführen muß. Die einfachste aber für eine Großserienproduktion unwirt­ schaftlichste Lösung besteht darin, daß das Schweißwerkzeug von Hand geführt wird. Bei entsprechend großen Stückzahlen und einem aufwendigen Maschinen­ park kann man sicherlich auch eine gesteuerte Schweißmaschine einsetzen, die jedoch für jedes Profil eine eigene Programmierung erfordert. Des weiteren kön­ nen bei sehr engen Profilen auch Probleme mit der Zugänglichkeit der vorgesehe­ nen Schweißstellen auftreten.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die aus dem Stand der Technik be­ kannten Probleme zu lösen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der Rohrkörper erlaubt eine sehr gut zugängliche Schweißnaht, deren Raumkurve sehr einfach auf einer ungesteuerten Schweißvorrichtung ausführen läßt, indem man den Rohrkörper dreht und das Schweißwerkzeug an die vorgesehene Schweißstelle ausrichtet. Es können keine schwer zugänglichen Schweißstellen entstehen, da das Schweißwerkzeug immer tangential zum Rohrkörper angeord­ net ist und keine vorstehenden Stege stören. Des weiteren wird durch den Rohr­ körper eine vorteilhafte Zentrierung des anzuschweißenden Achsteils ermöglicht, so daß mit sehr geringem Aufwand die Ausrichtung des Achsteils vollzogen wer­ den kann. Es kann eine erhebliche Schweißnahtlänge ausgeführt werden.

Vorteilhafterweise erstreckt sich die Aussparung im wesentlichen axial zur Rohr­ körperlängsachse. Das geforderte Biegeverhalten kann dadurch auf eine definierte Biegelastebene ausgelegt werden.

Im Hinblick auf unvermeidbare Spannungsspitzen weist die Aussparung in ihrem Verlauf eine ungleichmäßige Breite auf, wobei die Aussparung in der Mitte breiter ist als an den Auslaufenden. Alternativ oder ergänzend kann das Auslaufende auch einen Freistich aufweisen.

Für die Herstellung des Rohrkörpers hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, daß dieser aus einem gerollten Rohling besteht, dessen einander zugewandten Stirn­ flächen über eine Schweißverbindung den Rohling zu einem Rohrkörper ver­ schließen. Es besteht dann nämlich die Möglichkeit, daß die Aussparung vor dem Verschweißen mittels einer einfachen Ausstanzung erfolgt. Spanabhebende Maßnahmen, die bekanntlich eine Großserienproduktion verteuern würden, entfal­ len.

Um das Verhältnis von Biegesteifigkeit und Torsionsweichheit zu vergrößern, wird die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnittsweise durch Stege eingefaßt. Diese Stege liegen in der Lastebene der Biegebelastung und er­ höhen deutlich das Biegewiderstandsmoment ohne einen negativen Einfluß auf die Torsionsweichheit auszuüben.

Im Hinblick auf eine angestrebte Bauraumökonomie sind die Stege innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt. Dabei entspricht die Summe der Höhen der gegenüber­ liegenden Stege in etwa der Breite der Aussparung im Rohrkörper.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll die Erfindung näher erläutert werden.

Es zeigt:

Fig. 1 und 2 Rohrkörper mit Aussparung

Fig. 3 Rohrkörper mit Stegen in der Aussparung.

Die Anmelderin beschränkt bei der Beschreibung auf die Darstellung eines einzel­ nen Achsträgers einer Fahrzeugachse, da eine gesamte Fahrzeugachse bei der Vielzahl der möglichen Konstruktionen den Eindruck erwecken könnte, daß der dargestellte Achsträger nur in Verbindung mit einer speziellen Ausgestaltung der Fahrzeugachse denkbar ist.

Die Fig. 1 zeigt eine Ausführungsform des Achsträgers 1, der als ein Rohrkörper ausgeführt ist und zumindest auf einem Längenabschnitt eine Aussparung 3 aufweist. Diese Aussparung erstreckt sich im wesentlichen axial zur Rohrkörper­ längsachse 5. Zur Vermeidung unerwünschter Spitzenspannungen im Belastungs­ fall weist die Aussparung in ihrem Verlauf eine ungleichmäßige Breite auf, wobei die Aussparung in der Mitte breiter ist als an ihren Auslaufenden 7.

Bei dem Rohrkörper handelt es sich um eine geschweißte Ausführung, bei der ausgehend von einer Rechteckplatine als Rohling die Aussparung ausgestanzt wird. Gegebenenfalls kann noch eine Nachbearbeitung des Stanzgrates durchge­ führt werden. Anschließend wird der Rohling quer zur Längsachse 5 gerollt, wo­ durch sich Stirnflächen 9; 11 annähern, die über eine Schweißverbindung 13 den Rohling zu einem Rohrkörper verschließen.

In den Rohrkörper wird endseitig jeweils ein Achsteil 13 eingeschweißt, an das weitere Achsteile angeschraubt oder geschweißt werden können. Das Achsteil verfügt über einen zylindrischen Ansatz 15, der in den Rohrkörper eingeführt oder aufgeschoben werden kann. Infolge dessen ergibt sich die Möglichkeit einer um­ laufenden Schweißverbindung 17 in Form einer Kehlnaht zwischen dem Achsteil und dem Rohrkörper.

Die Variante nach Fig. 2 zeigt einen Achsträger 1, der im wesentlichen dem aus der Fig. 1 entspricht. Abweichend 3 ist die Aussparung mit einem konischen Auslaufende 7 versehen, in das ein Freistich 19 ausgeführt ist. Mit der besonde­ ren Ausgestaltung des Auslaufendes kann die Torsionsfederkennlinie gezielt den Federungswegen des nicht dargestellten Rades angepaßt werden, wobei der Frei­ stich der Verminderung von Kerbspannungen dient.

Der Rohrkörper nach Fig. 3 verfügt ebenfalls über eine Aussparung 3, bei der aber schon bei der Herstellung ein anderer Verfahrensablauf gewählt wurde. Ausgehend von einem beliebigen Rohr, d. h. gerollt oder nahtlos gefertigt, wird ein Schneideinsatz in den Rohrkörper getrieben, so daß ein doppel-t-förmiger Schlitz entsteht. Anschließend werden durch den Schlitz gebildeten Stege 21, deren Steghöhen in Summe in etwa der Breite der Aussparung entsprechen, in den Rohrkörper umgeformt. Je nach Form des Umformwerkzeugs verlaufen die Stege parallel oder schräg zueinander, wodurch sich die Steifigkeit und der Schubmittelpunkt sehr individuell einstellen läßt. Hinsichtlich der weiteren Ach­ steile ergeben sich dieselben Möglichkeiten wie bereits zu den Fig. 1 und 2 beschrieben.

Claims (8)

1. Fahrzeugachse, umfassend einen im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsach­ se verlaufenden Achsträger, der ein Profil aufweist, das biegesteif und torsi­ onsweich ausgeführt ist, an dessen Enden weitere Achsteile befestigt sind, die jeweils mindestens ein Fahrzeugrad führen, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsträger (1) als ein Rohrkörper ausgeführt ist, der zumindest auf einem Län­ genabschnitt eine Aussparung (3) aufweist.

2. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Aus­ sparung im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse (5) erstreckt.

3. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspa­ rung in ihrem Verlauf eine ungleichmäßige Breite aufweist, wobei die Ausspa­ rung in der Mitte breiter ist als an ihren Auslaufenden (7).

4. Fahrzeugachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Auslau­ fende einen Freistich (9) auf weist.

5. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper aus einem gerollten Rohling besteht, dessen einander zugewandten Stirnflä­ chen (9; 11) über eine Schweißverbindung den Rohling zu einem Rohrkörper verschließen.

6. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspa­ rung in ihren Randbereichen zumindest abschnittsweise durch Stege (21) ein­ gefaßt ist.

7. Fahrzeugachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stege in­ nerhalb des Rohrkörpers ausgeführt sind.

8. Fahrzeugachse nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Höhen der gegenüberliegenden Stege in etwa der Breite der Aussparung im Rohrkörper entspricht.