DE2735939B1 - Achsverbund fuer Kraftfahrzeuge,insbesondere PKW - Google Patents
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Achsverbund für Kraftfahrzeuge der im Oberbegriff des Patentanspruchs
1 genannten Art
Solche Achsverbund-Anordnungen, wie sie beispielsweise aus den DE-OS 21 03 399 und DE-OS 24 25 740
bekannt sind, haben sich zum Beispiel als PKW-Hinterachsen bestens bewährt. Sie stellen eine sehr leichte
Konstruktion dar, bei der die Fahrzeugräder unabhängig voneinander ein- und ausfedern können und bei der
auf einen besonderen Stabilisator in der Regel verzichtet werden kann, weil die (bis auf eine erstrebte
Stabilisatorrate) torsionsweiche Querstrebe bereits eine Stabilisatorwirkung ausübt. Von Vorteil ist bei diesen
Achsverbund-Anordnungen, die mit Hilfe von nur zwei Lagerstellen am Fahrzeugaufbau angelenkt werden,
darüberhinaus, daß die Seitenführungskräfte nicht durch gesonderte Elemente abgefangen werden müssen, weil
die Längslenker winkelfest an der Querstrebe angeschlossen sind. Zur Erhöhung der Biege- und Winkelfestigkeit
sind im Übergangsbereich zwischen Querstrebe und Längslenkern im allgemeinen besondere Knotenbleche
vorgesehen. In der einen bekannten Anordnung (DE-OS 24 25 740) sind diese Knotenbleche als separate
flächenhafte Elemente ausgebildet, die einerseits an der Querstrebe und andererseits am Längslenker angeschweißt
sind. Anstelle von separaten flächenhaften Elementen können auch separate räumliche Elemente
eingesetzt werden, die sich schuhförmig zwischen Längslenker und Querstrebe erstrecken und einerseits
mit dem Längslenker und andererseits mit der Querstrebe verschweißt sind. Die Knotenbleche können
auch als integrierte Bestandteile der Querstrebe oder der Längslenker ausgebildet sein. In einer bekannten
Anordnung (DE-OS 21 03 399) sind zum Beispiel die Längslenker im Übergangsbereich zur Querstrebe
knotenblechähnlich verbreitert.
Technik, biegesteife, aber torsionsweiche Profile entweder miteinander oder mit steifen Profilen zu verbinden,
ohne daß an den entstandenen Knoten bei Dreh- und Biegebeanspruchung unzulässige Spannungsspitzen
auftreten. Auch bei Achsverbund-Anordnungen der eingangs genannten Art ist die Verbindung zwischen
den Längslenkern und der Querstrebe problematisch, weil infolge des damit verbundenen Steifigkeitssprunges
örtlich hohe Spannungsspitzen auftreten. Da gleichzeitig durch Gefügeänderung und Eigenspannung beim
Schweißen sowie durch äußere Kerbwirkung im Schweißnahtauslauf die ertragbare Beanspruchung
reduziert wird, stellt dieser Ubergangsbereich des Achsverbundes eine Schwachstelle dar, welche die
is Haltbarkeit der Konstruktion beeinträchtigt.
Ausgehend von einem Achsverbund der im Oberbegriff des Patentanspruchs t genannten Art liegt der
Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen in der Weise auszugestalten, daß unzulässig hohe örtliche Spannungsspitzen
vermieden werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1
gelöst. Die erfindungsgemäße Anordnung einer Sicke im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des
Verbundes bewirkt in einfacher Weise eine Art »Wellenbrechereffekt« durch den der Spannungsverlauf
im Übergangsbereich günstig beeinflußt wird, weil an den Stellen, an denen üblicherweise besonders gefährliche
Spannungsspitzen auftreten, ein Spannungsabbau stattfindet, während gleichzeitig dort, wo üblicherweise
ungefährliche Spannungen auftreten, eine gewisse Spannungserhöhung auftritt. Dabei liegt die Überlegung
zugrunde, daß die Überlagerung der eigentlichen Bauteilbeanspruchung mit einer formgebungsbedingten
Zusatzbeanspruchung zu einer örtlichen Spannungsreduzierung führt.
Nicht zu vergleichen ist die erfindungsgemäße Anordnung einer Sicke mit auf anderen Gebieten
gelegentlich eingesetzten Entlastungsbohrungen o. ä,
4» welche stets zu einer Schwächung des zugeordneten
Querschnittes führen. Durch die vorgeschlagene Sicke wird dagegen die Querschnittsfläche des Bauteiles nicht
verändert. Besonders hervorzuheben ist, daß die angestrebte Verbesserung des Achsverbundes mit
einem sehr geringen Fertigungsaufwand realisiert wird,
da ein spanloses Fertigungsverfahren eingesetzt wird
Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert, in der Zeichnung zeigt in schematischer
Darstellung
F i g. 1 die Draufsicht eines bekannten Achsverbundes, wie er im wesentlichen auch bei der Erfindung
verwendet wird,
F i g. 2 die Draufsicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Achsverbundes und
F i g. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittführung III in F ig. 2.
Der in F i g. 1 gezeigte Achsverbund besteht im wesentlichen aus biege- und torsionssteifen Längslenkern
1, die vorzugsweise aus Rohrmaterial hergestellt sind. Im Ausführungsbeispiel sind diese Längslenker 1
S-förmig gebogen, was jedoch nicht zwingend ist An einem Ende der Längslenker 1 sind die Fahrzeugräder 6
gelagert. Ihr anderes Ende ist jeweils über Lagerstellen 5 am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 8
angelenkt. Die Lagerstellen 5 sind als elastische Lager ausgebildet. Die beiden starren Längslenker 1 sind im
Bereich ihrer Anlenkung am Fahrzeugaufbau 8 durch eine biegesteife, aber (bis auf eine erstrebte Stabilisator-
rate) torsionsweiche Querstrebe 2 winkelsteif miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen den Längslenkern
1 einerseits und der Querstrebe 2 andererseits erfolgt durch Schweißen. Zur Erhöhung der Winkelsteifigkeit
ist zwischen den Längslenkern 1 und der Querstrebe 2 jeweils ein Knotenblech 3 angeschweißt.
Im Ausführungsbeispiel sind diese als separate Bauteile ausgebildet. Wie bereits eingangs ausgeführt, könnten
sie jedoch auch integrierte Bestandteile der Längslenker 1 oder der Querstrebe 2 sein. Die Abfederung der
Fahrzeugräder 6 erfolgt im Ausführungsbeispiel durch in der Nähe der Radachsen angeordnete Schraubenfedern
oder Federbeine 7.
Aus den F i g. 2 und 3 sind die Einzelheiten des erfindungsgemäßen Achsverbundes zu erkennen. Dargestellt
ist in F i g. 2 lediglich der in F i g. 1 eingekreiste und mit II bezifferte Bereich eines Achsverbundes. Im
Gegensatz zum Ausführungsbeispiel gemäß F i g. 1 sind die Knotenbleche 3 in diesem Falle nicht als
flächenhafte, sondern als räumliche, schuhförmig ausgestaltete Elemente ausgebildet, die jeweils mit ihren
Längsseiten 31 an der Querstrebe 2, die einen V- oder U-förmigen Querschnitt besitzt, und mit ihren Längsseiten
32 am rohrförmigen Längslenker 1 angeschweißt sind.
Im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des Übergangsbereiches der Querstrebe 2 zum angeschweißten
Knotenblech 3 — das ist unmittelbar vor der auf der Querstrebe 2 endenden Spitze des schuhförmigen
Knotenbleches 3 — ist die Querstrebe 2 mit einer quer zur Längserstreckung der Querstrebe 2 verlaufenden
Delle, Einbeulung oder Sicke 4 versehen. Diese Sicke 4 ist nur im Dachbereich des V-förmigen
Querstreben-Profils angeordnet. Infolge der Sicke 4 ändert sich die örtliche Spannungsverteilung im
kritischen Bereich des Achsverbundes entscheidend. In der Praxis wurde festgestellt, daß sich durch diese
einfach erscheinende Maßnahme die Belastbarkeit gegen Torsionsbeanspruchungen um zum Teil über 50%
erhöhen läßt.
ίο Im Ausführungsbeispiel sind die schuhförmigen
Knotenbleche 3 bewußt nicht durch umlaufende Schweißnähte mit der Querstrebe 2 und den Längslenkern
1 verbunden worden. Lediglich die Längsseiten 31 und 32 sind verschweißt worden. Sowohl die auf dem
Dach der Querstrebe 2 endende Spitze 33 als auch die auf dem Längslenker 1 endende Spitze 34 des
Knotenbleches 3 sind nicht an der Querstrebe 2 beziehungsweise am Längslenker 1 angeschweißt. Sie
sind vielmehr offen ausgebildet; das heißt, sie liegen nicht unmittelbar auf der Querstrebe 2 beziehungsweise
auf dem Längslenker 1 an. Auch der in F i g. 2 mit 35 bezifferte Bereich des Knotenbleches 3 liegt nicht
unmittelbar auf der Querstrebe 2 auf. Diese Ausbildung des Knotenbleches 3 hat den Vorteil, daß der gesamte
Achsverbund, das heißt auch der durch das Knotenblech 3 abgedeckte Teil von Querstrebe 2 und Längslenker 1,
einer einwandfreien Oberflächenbehandlung unterzogen werden kann. Korrosionsschutzmittel oder Lacke
können durch die an den Spitzen 33 und 34 sowie im
Bereich 35 gebildeten öffnungen ungehindert einströmen
beziehungsweise wieder abfließen.
Claims (2)
1. Achsverbund für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit biege- und torsionssteifen
Längslenkern und einer beide Längslenker miteinander verbindenden biegesteifen, aber torsionsweichen
Querstrebe mit V- oder U-förmigem Querschnitt, die mit ihren Enden an den Längslenkern angeschweißt
ist, wobei im Übergangsbereich zwischen Querstrebe und Längslenkern zur Erhöhung der
Biegesteifigkeit Knotenbleche angeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe
(2) jeweils im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des Übergangsbereiches zum angeschweißten
Knotenblech (3) mit einer quer zur Längserstreckung der Querstrebe (2) verlaufenden
Sicke (4) versehen ist
2. Achsverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen geschlossenen Querschnitt
aufweisenden Knotenbleche (3) sich schuhförmig zwischen Längslenker (1) und Querstrebe (2)
erstrecken und mit ihren Längsseiten (31 u. 32) jeweils mit der Querstrebe beziehungsweise mit dem
Längslenker verschweißt sind und daß die Sicke (4) unmittelbar vor der offen ausgebildeten und nicht
angeschweißten Spitze (33) des schuhförmigen Knotenbleches angeordnet ist.
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