DE19533479C2 - 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 Achs­ träger 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.

Aus der EP 0 552 537 A1 ist eine Fahrzeugachse, umfassend einen im wesentli­ chen quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Achsträger, der ein Profil auf­ weist, das biegesteif und torsionsweich ausgeführt ist, an dessen Enden weitere Achsteile befestigt sind, die jeweils mindestens ein Fahrzeugrad führen, wobei der Achsträger als ein Rohrkörper ausgeführt ist, der zumindest auf einem Län­ genabschnitt eine Aussparung aufweist, die sich im wesentlichen axial zur Rohr­ körperlängsachse erstreckt, wobei die Aussparung in ihren Randbereichen zumin­ dest abschnittsweise durch Stege eingefaßt ist, die innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt sind, bekannt.

Als weitere Quellen sind die DE 40 24 256 A1 und die EP 0 136 269 A2 zu nennen, die ebenfalls Achsen, bestehend aus einem Rohrkörper mit einer Ausspa­ rung beschreiben. In diesem Zusammenhang ist noch die US 2 124 406 zu nen­ nen.

Die DE 44 16 725 A1 offenbart ebenfalls eine rohrförmige Fahrzeugachse mit einer durch Stege eingefaßten Aussparung, wobei Stege bei dieser Fahrzeugach­ se nach außen gebogen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugachse zu realisieren, de­ ren Herstellbarkeit, insbesondere im Hinblick auf eine Großserienfertigung im Vergleich zum Stand der Technik, einfacher wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der Rohrkörper erlaubt eine sehr gut zugängliche Schweißnaht, deren Raumkurve sich 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 Ales Achsteils vollzogen wer­ den kann. Es kann eine erhebliche Schweißnahtlänge ausgeführt werden. Das geforderte Biegeverhalten kann dadurch auf eine definierte Biegelastebene ausge­ legt werden. Um das Verhältnis von Biegesteifigkeit und Torsionsweichheit zu vergrößern, wird die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnitts­ weise durch Stege eingefaßt. Diese Stege liegen in der Lastebene der Biegebela­ stung und erhöhen 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 gegenüberliegenden Stege in etwa der Brei­ te der Aussparung im Rohrkörper.

Im Hinblick auf unvermeidbare Spannungsspitzen weist die Aussparung an ihren Auslaufenden einen Freistich auf.

Für die Herstellung des Rohrkörpers hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, daß dieser aus einem gerollten Rohling besteht, dessen einander zugewandte 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. Durch die beschriebene Steghöhe wird die Platinengröße für den Rohling vor­ teilhaft beschränkt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.

Die Beschreibung ist auf die Darstellung eines einzel­ nen Achsträgers einer Fahrzeugachse beschränkt, 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 einen Achsträgers 1, der als ein Rohrkörper ausgeführt ist und zumindest auf einem Längenabschnitt eine Aussparung 3 aufweist. Diese Aus­ sparung erstreckt sich im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse 5. Zur Vermeidung unerwünschter Spitzenspannungen im Belastungsfall weist die Aus­ sparung in ihrem Verlauf eine ungleichmäßige Breite auf, wobei die Aussparung in der Mitte breiter ist als an ihren Auslaufenden 7. Zusätzlich kann die Ausspa­ rung mit einem konischen Auslaufende 7 versehen sein, in das ein Freistich 19 ausgeführt ist. Mit der besonderen Ausgestaltung des Auslaufendes kann die Torsionsfederkennlinie gezielt den Federungswegen des nicht dargestellten Rades angepaßt werden, wobei der Freistich der Verminderung von Kerbspannungen dient.

Bei dem Rohrkörper kann es sich um eine geschweißte Ausführung handeln. Der Rohling wird quer zur Längsachse 5 gerollt, wodurch sich Stirnflächen 9; 11 an­ nähern, die über eine Schweißverbindung 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.

Ausgehend von einem beliebigen Rohr, d. h. verschweißt, 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 3 ent­ sprechen, 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 lassen.

Claims (3)

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, wobei der Achsträger als ein Rohr­ körper ausgeführt ist, der zumindest auf einem Längenabschnitt eine Ausspa­ rung aufweist, die sich im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse er­ streckt, wobei die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnitts­ weise durch Stege eingefaßt ist, die innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Höhen der gegenüberlie­ genden Stege (21) in etwa der Breite der Aussparung (3) im Rohrkörper ent­ spricht.

2. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausspa­ rung (3) an ihren Auslaufenden (7) und einen Freistich (19) aufweist.

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