DE2651432A1

DE2651432A1 - Achse fuer kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2651432A1
Application number: DE19762651432
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing Grad Niemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1976-11-11
Publication date: 1978-05-18
Also published as: DE2651432C2

Description

Achse für Kraftfahrzeuge
Die Erfindung bezieht sich auf eine Achse der im Oberbegriff des Anspruches 1 genannten wart.
Achsen dieser Art sind beispielsweise, aus den deutschen Offenlegungsschriften 22 20 119 und 24 30 O48 bekannt. Die starren Längslenker dieser bekannten Achsen sind aus Rohtmaterial hergestellt und unter Muhilfenahme Je eines Knotenbleches seitlich an der biegesteifen und drehweichen Querstrebe angeschweißt. Diese bekannten Achten stellen. eine sehr leichte Konstruktion dar, welche die Vorteile einer Einzelradaufhängung mit den Vorteilen einer Starrachse vereinigt Auf einen besonderen Querstabilisator kann in der Regel verzichtet werden, weil die Querstrebe bereits eine solche Stabilisatorwirkung ausübt. Als besonders vorteilhaft macht sich bemerkbar, daß für die Anlenkung der Achse am Fahrzeugaufbau nur zwei weit auseinander liegende Lagerpunkte erforderlich sind und daß wegen der winkelfesten Verbindung zwischen den Längslenkern und der Querstrebe keine besonderen Bauelemente zur Aufnahme der Seitenführungskräfte benötigt werden.
Zu den schwierigsten Aufgaben in der Technik gehört es, biegesteife, aber torsionsweiche Profile entweder miteinander oder mit starren Profilen zu verbinden, ohne daß an den entstandenen Knoten bei Dreh-und Biegebeanspruchung unzulässig hohe Spannungsspitzen auftreten.
Auch bei Achsen der eingangs genannten Art muß auf die Verbindungsstellen zwischen Längslenkern und Querstrebe besondere Sorgfalt verwandt werden, um Überbeanspruchungen der Schweißnähte und der einzelnen Bauelemente im Bereich der Verbindungsstellen zu vermeiden.
rufgabe der Erfindung ist es, eine Achse der eingangs genannten Art so auszuge'stalten,daß die Verbindungsstellen zwischen Querstrebe und Längslenkern bei hohen Lastwechselzahlen möglichst große Kräfte und Momente (große Stabilisatorwirkung) übertragen können, ohne daß es zu Beschädigungen der Schweißnähte etc. kommt.
Diess rufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst. Es wird also ein Formschluß zwischen der Querstrebe einerseits und den Längslenkern andererseits hergestellt und die Querstrebe mit den Längelenkern Jeweils nicht lehr nur an einer, sondern an zwei Stellen verschweißt. Die auftrewenden Momente werden also nicht mehr nur durch eine Schweißnaht, sondern durch eine foraschlüssige Verbindung und zwei Schweißnähte zwischen Querstrebe und Längslenker übertragen.
Weitere wesentliche und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
In der Zeichnung i:at ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. welches anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erlEutert wird.
In der Zeichnung zeigen Figur 1 die Draufsicht einer bekannten Achse, wie sie im Prinzip auch bei der Erfindung verwendet wird, Figur 2 die Draufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Achse und Figur 3 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Achse entlang dem Schnitt III der Figur 2.
Die Achse besteht im wesentlichen aus den Längslenkern 1 und 2, die insbesondere aus Rohrmaterial hergestellt sind. Die Verwendung eines anderen biege- und torsionosteifen Profils ist natürlich ebenfalls möglich. Im Ausführungsbeispiel sind diese Längslenker schlangenförmig gebogen, was jedoch nicht zwingend ist. An einem Ende der Längslenker 1 und 2 sind die Fahrzeugräder 6 und 7 befestigt. Ihr anderes Ende ist jeweils über Lagerungen 8 und 9 am nicht näher dargestellten Pahrzeugaufbau 10 angelenkt. Die Lagerungen 8 und 9 können insbesondere als elastische Lager ausgebildet sein. Die beiden starren Längslenker sind miteinander durch eine biegesteife, aber torsionsweiche Querstrebe 3 winkel steif verbunden. Die Verbindung zwischen den Längslenkern einerseits und der Querstrebe andererseits erfolgt durch Sahwei-Ben. Zur Erhöhnung der Winkelsteifigkeit ist zwischen Längslenker und Querstrebe jeweils ein Knotenblech 4 beziehungsweise 5 angeschweißt.
Die Abfederung der-Räder kann in der Nähe der Radachsen über Spiralfedern oder Federbeine 11 beziehungsweise 12 erfolgen.
Aus den Piguren 2 und 3 sind die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Achse zu erkennen, wobei figur 2 einen dem linken Teil der in Figur 1 dargestellten Achse entsprechenden Teil einer Achse zeigt. Die Längslenker 2' bestehen in diesem Ausführungsbeispiel wieder aus rohrförmigen Profilen und sind schlangenförmig ausgebildet. Die Querstrebe 3 besteht aus einem V-Protil, dessen Spitze 3 a - wie aus figur 3 zu erkennen ist - zumindest annähernd in Höhe des oberen Randes des Längslenkers 2 liegt und dessen beide Schenkel 3 b und 3 c schräg nach unten verlaufen. In ihrem mit der Querstrebe 3 in Verbindung Stehenden Bereich sind die beiden Längslenker 1 und 2 jeweils mit einer Durchtrittsöffnung versehen, die quer zur Lenkerlängsachse verläuft und der Kontur der Querstrebe angepaßt ist. Im Ausführungsbeispiel.stellt diese Durchtrittsöffnung also einen V-förmigen Einschnitt in der innenliegenden und in der außenliegenden Wandung des Längslenkers dar. Die Enden der Querstrebe 3 sind durch diese Durchtrittsöffnungen hindurchgesteckt, so daß sie den Längslenker durchdringen. In Figur 2 ist das aus dem Lenker herausragende Ende 3 d der Querstrebe 3 erkennbar. Die Durchtrittsöffnung selbst ist in den Figuren nicht weiter beziffert. Sie ist durch die hindurchgesteckte Querstrebe 3 aus, gefüllt und entspricht in ihrem Veri auf - abgesehen von einem kleinen Aufmaß- - dem in Figur 3 gezeigten Verlauf der Querstrebe 3. Zwischen Querstrebe 3 und Längslenkern 2 ist ein echter Formschluß gegeben, wobei sowohl auf der Eintrittals auch auf der Austrittseite der Durchdringung eine Schweißnaht 13 beziehungsweise 14 vorgesehen ist. Im Ausführungsbeispiel ist der mit der Querstrebe 3 in Verbindung stehende Bereich A der rohrförmigen Längslenker 2 zu einem Vierkant geformt, so daß in diesem Bereich ebene Anschlußflächen vorliegen. Die Schweißnähte 13 und 14 zwischen Querstreb¢ und Längslenker besitzen daher einen geraden Verlauf, was für die fertigung besonders günstig ist. Nan erkennt, daß die Spannungen, insbesondere die Biegespannungen in den Schweißnähten zwischen der Querstrebe 3 und den Längslenkern 2 - im Vergleich zu bekannten Anordnungen - stark reduziert werden, weil die dort wirksamen Momente bei dieser Anordnung durch die den Längslenker durchdringende Querstrebe auch auf die, außenliegende Wand des Längslenkors übertragen wird, so daß die Beanspruchung der einzelnen Schweißnähte 13 und 14 verringert wird. Durch den Formschluß zwischen Querstrebe und Längslenker ist, zwischen beiden selbst dann noch ein gewisser Halt gegeben, wenn die beiden Schweißnähte völlig ausfallen sollten.
Um die Winkel steifigkeit zwischen den Längslenkern 1, 2 und der Querstrebe 3 zu erhöhen, ist - wie bekannt - zwischen Querstrebe 3 einerseits und Längslenker 1 beziehungsweise 2 andererseits ein Xkotenblech 4 angeschweißt. Dieses Knotenblech ist - wie insbesondere iigur 3 zu entnehmen ist - zumindest annähernd in der motte der Längslenkerhöhe am Längslenker 2 sowie in der Mitte des Schenkels 9 c an der Querstrebe 3 angeschweißt. Die angedeuteten Schweißnähte sind mit 15 und 16 beziffert. Das in seinem Zuschnitt zumindest annähernd dreieckig ausgebildete Knotenblech 4 weist einen im Querschnitt V-förmig geformten Fortsatz 4 a auf, der in seiner Kontur der Kontur der Querstrebe entspricht. Er liegt auf dieser auf und ist mit ihr verschweißt. Die mit 4 b bezeichnete Kante des Knotenbleches verläuft vom am Längslenker 2 anliegenden unteren Sunde des linken Querstrobenschenkels 3 b schräg über die Querstrebe 3 fahrzeugeinwärts zur Mitte des rechten Querstrebenschenkels 3 c. Durch die gewählte Ausbildung und Anordnung des Knotenbleches 4 werden die Widerstandemomente der Querstreben/Knotenblech-Anordnung von Beginn des Knotenbleches (Bereich B) bis zum Längslenker 2 stetig vergrößert, so daß Steifigkeitssprünge zwischen Längslenker und Querstrebe vermieden und somit Spannungssprünge in diesem Bereich zumindest stark reduziert werden. Das dem Längslenker 2 zugewandte Ende des Fortsatzes 4 a des Knotenblechs 4 ist ii übrigen zusammen nit den Ende der Querstrebe 3 in die Durchtrittzöffnung in lenker 2 eingeschoben und dort verschweißt, so daß die Spannungen in diesen Schweißnähten weiter reduziert werden.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich eine besondere spannungsarme Schweißkonstruktion ergibt, bei der unzulässig hohe Spannungsspitzen im Bereich der Schweißnähte vermieden werden. Die Erfindung ist anhand eines V-förmigen Profils mit oben liegender Spitze erläutert worden, jedoch nicht darauf beschränkt. Die wesentlichen Vorteile treten auch ein, wenn andere offene Profile verwendst werden. Die im Ausführungsbeispiel gewählte Ausführung und Anordnung der Querstrebe bietet Jedoch einige zusätzliche Vorteile. Unter anderen verhält sich eine so ausgebildete Hinterachse - wegen der hochliegenden Torsionsachse - stärker rolluntersteuernd. Die Querstrebe ist gege'nüber Belastungen von unten (Ansetzen eines Werkstattwagenhebers) relativ unempfindlich und bei einem "Heck-Crash" wird die Achse durch die Schräge des V-Profils nach unten abgelenkt, so daß ein dort liegender Tank besonders gut geschützt ist.
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Claims

A N S P R Ü C H E 1. Achse für Fahrzeuge, insbesondere Kraftfahrzeuge, mit zwei starren, das heißt biege- und torsionssteifen Längslenkern und einer biegesteifen, aber torsionsweichen Querstrebe, deren Enden durch Schweißen winkelsteif mit den beiden Längslenkern - diese miteinander verbindend - verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längslenker (1, 2) jeweils mit einer der Kontur der querstrebe (3) angepaßten, quer zur Lenkerlängsachse verlaufenden Durchtrittsöffnung versehen sind, daß die Enden der Querstrebe (3) durch die Durchtrittsöffnungen hindurchgesteckt sind und daß auf der Eintritt- und/oder auf der Austrittseite eine Schweißverbindung (15, 14t zwischen Querstrebe (3) und Längslenker (1, 2) vorgesehen ist.
2. Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Durchtrittsöffnung aufweisende Bereich der Längalenker (1, 2) als Vierkant ausgebildet ist.
3. Achse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Versteifung der Querstreben/Längalenkerverbindung vorgesehenes Knotenblech (4) zusammen mit dem Ende der Querstrebe (3) in die Durchtrittsöffnung, im Längslenker (1, 2) eingeschoben und dort mit dem Längslenker verschweißt ist.
4. Achse nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe aus einem V-Profil besteht, dessen - in-der Längslenkerseitenansicht gesehen -Spitze (3 a) zumindest annähernd in Höhe des oberen Randes der Längslenker (1, 2) liegt, und daß das zumindest annähernd in der Mitte der Längslenkerhöhe am Längslenker (1, 2) und in der Mitte der Schenkelhöhe an der Querstrebe*(3) angeschweißte Knotenblech (4) einen im Querschnitt V-förmig geformten, auf der Querstrebe (3) aufliegenden und mit diesem verschweißten Fortsatz (4 a) aufweist, dessen dem Längslenker (1, 2) zugewandte Ende zusammen mit dem Ende der Querstrebe (3) in die Durchtrittsöffnung im Längslenker (1, 2) eingeschoben ist, wobei die eine Kante (4 b) des im Zuschnitt zumindest annähernd dreieckig ausgebildeten Knotenbleches (4) vom unteren Ende des einen Querstrebenschenkels (3 b) schräg über die Querstrebe (3) zur Mitte des anderen Querstrebenschenkeis (3 c) verläuft.