DE3742717C1 - Method of manufacturing a motor-vehicle axle - Google Patents

Method of manufacturing a motor-vehicle axle

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Abstract

The invention relates to a method of manufacturing a motor-vehicle axle comprising two axle-bracket halves designed in a mirror-inverted manner and each having a case, leg and stop region. In order to improve the manufacture of the axle whilst saving weight and to improve the quality, it is envisaged that after the production of the unfinished half-axle using the same heat the differential case is pressed at one side into the final shape and the opposite side is punched out and the attachment plate is optionally integrally formed at the same time and between the individual forging or pressing operations the region to be formed is optionally after-heated. After cutting to size the component parts are welded to the axle-bracket half, this is worked mechanically to the finished size, and the two mirror-inverted, finished axle-bracket halves are connected by welding.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer angetriebenen Kraftfahrzeugachse gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.The invention relates to a method for producing a driven Motor vehicle axle according to the preamble of claim 1.

Bekannt ist aus der DE 31 02 236 C2 die Herstellung von je einen Kessel-, Schenkel- und Stummelbereich aufweisende Achsbrückenhälften, bei der ausgehend von einem erhitzten Metallblock über Warmfließpressen eine Luppe hergestellt wird, deren Kesselbereich anschließend zylindrisch aufgeweitet und der Stummelbereich gelocht wird. In einem weiteren Schritt erhält der Kesselbereich der Rohhalbachse einen viereckigen Querschnitt und die zwei Ausnehmungen werden ausgestanzt. In einer zweiten Hitze wird der Kesselbereich aufgeweitet und in die endgültige Form gepreßt. Nach dem Erkalten und Ablängen werden zwei spiegelbildlich ausgebildete Achsbrückenhälften durch z. B. Elektrowiderstandsschweißen oder Schutzgasschweißen miteinander verbunden. Die fertige Rohachse wird mechanisch bearbeitet, bestückt und wieder bearbeitet. Erst nach dem Richtvorgang erfolgt die Fertigbearbeitung. Nachteilig bei dieser Verfahrensweise ist die große sich ergebende Länge der Rohachse für die mechanische Bearbeitung. Dies erfordert große Werkzeugmaschinen mit entsprechend lang ausgebildeten Aufnahmetischen und Halterungen, die zudem das gesamte Gewicht der Rohachse tragen müssen. Die Transportmittel, die die Rohachse von einer Bearbeitungsstation zur nächsten transportieren, müssen ebenfalls entsprechend ausgelegt sein.It is known from DE 31 02 236 C2 the production of a boiler, Axle bridge halves with thigh and stub area, in the starting from a heated metal block via hot extrusion a slab is produced, the boiler area subsequently expanded cylindrically and the stub area is punched. In a further step the Boiler area of the raw semi-axis a square cross-section and the two Recesses are punched out. In a second heat, the Boiler area expanded and pressed into the final shape. After this Cooling and cutting to length are two mirror images Axle bridge halves by z. B. electric resistance welding or Inert gas welding connected together. The finished raw axis is mechanically processed, equipped and processed again. Only after The straightening process is completed. A disadvantage of this The procedure is the large resulting length of the raw axis for the mechanical machining. This requires using large machine tools appropriately long trained shooting tables and brackets, which also have to bear the entire weight of the raw axle. The means of transport transport the raw axis from one processing station to the next, must also be designed accordingly.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zum Herstellen einer angetriebenen Kraftfahrzeugachse aus zwei durch eine Mittelnaht verbundene Achsbrückenhälften zu schaffen, mit der die Fertigung der Achse unter Gewichtseinsparung verbessert und die Qualität derselben erhöht wird. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Verfahren vorgeschlagen, wie es in dem Hauptanspruch beschrieben ist.The object of the invention is a method for producing a driven motor vehicle axle from two connected by a central seam Axle bridge halves to create, with the manufacture of the axle under  Weight saving improved and the quality of the same is increased. To To solve this problem, a method is proposed, as described in the The main claim is described.

Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erzielte Vorteil liegt zum einen in der Gewichtseinsparung durch den Fortfall der getrennten Herstellung und des Anschweißens des Deckels durch das direkte Auspressen der Deckelpartie des Differentialkessels bzw. ggf. der Befestigungsplatte. Zum anderen wird die Steifigkeit im Deckelbereich der Achse erhöht, d. h. auch hier wird über die Möglichkeit der dünner gehaltenen Wanddicke bei Einhaltung der erforderlichen Steifigkeit Gewicht eingespart. Durch den Wegfall der zweiten Hitze wird Energie eingespart , auch wenn ggf. eine Nacherwärmung für einzelne Umformbereiche erforderlich ist. Ein weiterer Vorteil ist die bessere Handhabung und Bearbeitungsmöglichkeit bei der Halbachsenfertigung infolge der kürzeren Länge und des geringeren Gewichtes. Außerdem wird durch das Anschweißen der Bestückungsteile an das Rohteil die Anzahl der erforderlichen Bearbeitungsschritte reduziert. Ein nicht unerheblicher Vorteil ist der erleicherte Einsatz von Vollautomaten bei der mechanischen Bearbeitung und beim Schweißprozeß. Zur Erleichterung der Ausrichtung und Fixierung der beiden spiegelbildlich ausgebildeten Achsbrückenhälften für den Schweißprozeß wird vorgeschlagen, vor dem Anschweißen der Bestückungsteile an jeder Achsbrückenhälfte im Stummel ein Zentrierkegel und auf der Kesselseite in der Stirnwand mindestens zwei Zentrierbohrungen anzubringen. Nach der mechanischen Bearbeitung auf Fertigmaß werden in einer Achsbrückenhälfte eines zusammengehörenden Paares in die Zentrierbohrungen Paßstifte eingeschlagen.The advantage achieved with the method according to the invention is on the one hand in the weight saving through the elimination of the separate production and the welding of the lid by directly pressing the lid section the differential boiler or, if applicable, the mounting plate. On the other hand the stiffness in the lid area of the axle increases, d. H. here too about the possibility of keeping the wall thickness thinner while observing the required rigidity weight saved. By eliminating the Second heat saves energy, even if reheating is necessary is required for individual forming areas. Another advantage is that better handling and processing options in semi-axis production due to the shorter length and the lower weight. Besides, will by welding the assembly parts to the blank the number of required processing steps reduced. A not inconsiderable one The advantage is the easier use of fully automatic machines for mechanical Machining and welding process. To facilitate alignment and Fixation of the two mirror-image half-axles for the welding process is suggested before welding the Components on each axle bridge half in the stub are a centering cone and on the boiler side in the front wall at least two center holes to attach. After the mechanical processing to the finished dimensions are in one Axle bridge half of a pair that belongs together in the centering holes Dowel pins hammered in.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann ebenso vorteilhaft im mittleren und leichteren LKW-Achsbau eingesetzt werden. Dabei würde die bisher übliche dreiteilige Achskonstruktion durch eine zweiteilige ersetzt werden. Die Gewichtseinsparung ist dabei erheblich, da am Übergang Stummel/Schenkel­ bereich bzw. Schenkel/Kesselbereich die Wanddicke stark reduziert wird.The method according to the invention can also be advantageous in the middle and lighter truck axle construction can be used. This would be the usual one three-part axle construction to be replaced by a two-part. The Weight saving is considerable, since the stub / leg transition  area or leg / boiler area the wall thickness is greatly reduced.

Die Anwendung eines modernen Schweißverfahrens zum Verbinden der beiden Achsbrückenhälften ist Voraussetzung für das erfindungsgemäße Verfahren, da nach der mechanischen Bearbeitung die beiden spiegelbildlich ausgebildeten Hälften nahezu verzugsfrei zusammengefügt werden müssen, damit die sich ergebende Gesamtlänge der Achse innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz liegt.The application of a modern welding process to join the two Axle bridge halves is a prerequisite for the method according to the invention, because after the mechanical processing the two mirror images Halves must be joined together almost without distortion so that the resulting total length of the axis within the prescribed tolerance lies.

In der Zeichnung sind die wesentlichen Verfahrensschritte dargestellt. Es zeigtThe essential process steps are shown in the drawing shown. It shows

Fig. 1 einen Querschnitt einer Luppe einer Achshälfte, Fig. 1 shows a cross section of a billet of an axle half,

Fig. 2 einen Querschnitt der Rohhalbachse, Fig. 2 shows a cross-section of the Rohhalbachse,

Fig. 3 einen Querschnitt durch die fertige Achsbrückenhälfte, Fig. 3 shows a cross section through the finished Achsbrückenhälfte,

Fig. 4 eine perspektivische Darstellung einer Achsbrückenhälfte mit den Zentriermitteln, Fig. 4 is a perspective view of a Achsbrückenhälfte with the centering means,

Fig. 5 eine Draufsicht zweier spiegelbildlich fertig bearbeiteter Achsbrückenhälften mit den angeschweißten Bestückungsteilen, Fig. 5 is a plan view of two mirror image of finished Achsbrückenhälften with the welded assembly parts,

Fig. 6 zwei Ansichten der fertigen Achse. Fig. 6 shows two views of the finished axis.

Fig. 1 ist im Querschnitt eine Luppe 1 einer Achshälfte dargestellt. Diese Luppe 1 wird ausgehend von einem erhitzten Metallblock, zum Beispiel ein abgeschnittener Rundblock, durch Warmfließpressen hergestellt. Sie weist einen Kessel 2-, einen Schenkel 3- und einen Stummelbereich 4 auf, der bei diesem Verfahrensschritt noch geschlossen ist. In einem weiteren Verfahrensschritt wird in gleicher Hitze gemäß Fig. 2 der Kesselbereich 2 zylindrisch aufgeweitet und der Stummelbereich 4 gelocht und dabei gestreckt. Diese Vorform wird als Rohhalbachse 9 bezeichnet. Fig. 1 is shown in cross section a plate 1 of an axle half. This slug 1 is produced from a heated metal block, for example a cut round block, by hot extrusion. It has a boiler 2 -, a leg 3 - and a stub area 4 , which is still closed in this process step. In a further process step, the boiler area 2 is cylindrically expanded and the stub area 4 is perforated and stretched in the same heat as shown in FIG. 2. This preform is referred to as the raw half axis 9 .

Fig. 3 zeigt die fertig ausgebildete Achsbrückenhälfte 5 mit dem aufgeweiteten Differentialkessel 6, dessen Deckelseite 7 mit angeformt und die gegenüberliegende Seite 8 ausgestanzt ist. Die zwischen der Rohhalbachse 9 in Fig. 2 und der fertig ausgebildeten Achsbrückenhälfte 5 in Fig. 3 liegenden Warmschmiede- bzw. Preßoperationen erfolgen noch in der gleichen Hitze, wobei es ggf. erforderlich ist, umzuformende Bereiche nachzuwärmen, sei es durch gasbeheizte Öfen oder induktiv durch ein Spulensystem. Fig. 3 shows the fully formed axle bridge half 5 with the expanded differential boiler 6 , the cover side 7 is molded and the opposite side 8 is punched out. The hot forging or pressing operations lying between the raw half-axis 9 in FIG. 2 and the fully formed axle bridge half 5 in FIG. 3 still take place in the same heat, whereby it may be necessary to reheat areas to be reformed, whether by gas-heated furnaces or inductively through a coil system.

Fig. 5 zeigt in einer Draufsicht zwei spiegelbildlich fertig bearbeitete Achsbrückenhälften 5′, 5′′ mit den jeweils angeschweißten Bestückungsteilen, wie Flansche 13, 13′, Federsättel 14, 14′ und Gegenplatten 15, 15′ sowie die hälftigen Befestigungsplatten 16′, 16′′. Damit diese beiden Achsbrückenhälften 5′, 5′′ für das anschließende Schweißen ohne Versatz ausgerichtet und fixiert werden können, sind in der jeweiligen Stirnseite 12′, 12′′ des Differentialkessels 6′, 6′′ Paßstifte 17′, 17′′ eingeschlagen. Die dafür notwendigen Bohrungen 11, 12 werden, wie in Fig. 4 gezeigt, nach dem Anlängen und vor der Bestückung an jeder Achsbrückenhälfte 5 angebracht. Zusätzlich wird am Ende des Stummels 4 ein Zentrierkegel 10 angedreht, der ein Lagerpunkt für die Aufspannung ist. Fig. 5 shows a top view of two mirror-finished finished axle bridge halves 5 ', 5'' with the respective welded-on components, such as flanges 13, 13' , spring saddles 14, 14 ' and counter plates 15, 15' and the half-mounting plates 16 ', 16 '' . So that these two axle bridge halves 5 ', 5'' can be aligned and fixed for the subsequent welding without offset, 12', 12 '' of the differential boiler 6 ', 6'' dowel pins 17', 17 '' are hammered into the respective end face. The bores 11, 12 required for this are, as shown in FIG. 4, made on each half of the axle bridge 5 after the lengthening and before the assembly. In addition, a centering cone 10 is turned at the end of the stub 4 , which is a bearing point for the clamping.

In Fig. 6 wird in zwei Ansichten die fertige Achse dargestellt, deren beide spiegelbildlich ausgebildete Achsbrückenhälften 5′, 5′′ mit Hilfe des an sich bekannten Elektronenstrahlschweißens oder Schweißens mit Laser verbunden worden sind. Da die so hergestellte Achse 19 nicht mehr nachbearbeitet werden soll, muß die Gesamtlänge 18 der Achse 19 innerhalb der vorgeschriebenen Toleranz liegen.In Fig. 6, the finished axis is shown in two views, the two mirror-image axis bridge halves 5 ', 5''have been connected by means of electron beam welding or welding known per se. Since the axis 19 thus produced is no longer to be reworked, the total length 18 of the axis 19 must lie within the prescribed tolerance.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen einer angetriebenen Kraftfahrzeugachse, bestehend aus zwei spiegelbildlich ausgebildeten, je einen Kessel-, Schenkel- und Stummelbereich aufweisende Achsbrückenhälften, die nach Warmfließpressen eines erhitzten Metallblockes zu einer Luppe mit anschließendem zylindrischen Aufweiten des Kesselbereiches und Lochen des Stummelbereiches zu einer Rohhalbachse sowie weiteren die endgültige Gestalt formenden Warmschmiede- bzw. Preßoperationen und nach Ablängen durch Schweißen miteinander verbunden werden, dadurch gekennzeichnet,
daß in gleicher Hitze nach Herstellung der Rohhalbachse der Differentialkessel an einer Seite in die endgültige Form gepreßt und die gegenüberliegende Seite ausgestanzt wird und ggf. die Befestigungsplatte mit angeformt wird und zwischen den einzelnen Schmiede- bzw. Preßoperationen der umzuformende Bereich ggf. nacherwärmt wird,
daß nach dem Ablängen die Bestückungsteile (Flansche, Federsattel etc.) an die so erhaltene Achsbrückenhälfte angeschweißt werden,
daß die Achsbrückhälfte mechanisch auf Fertigmaß bearbeitet wird und die Verbindung zweier spiegelbildlich fertig bearbeiteter Achsbrücken­ hälften nach Ausrichtung und Fixierung derselben mit Hilfe des an sich bekannten Elektronenstrahlschweißens oder Schweißens mit Laser erfolgt.1. A method for producing a driven motor vehicle axle, consisting of two mirror-image-formed axle bridge halves, each with a boiler, leg and stub area, which after hot extrusion of a heated metal block into a blob with subsequent cylindrical expansion of the boiler area and punching the stub area to a raw semi-axle as well further hot forging or pressing operations which form the final shape and, after cutting to length, are connected to one another, characterized in that
that in the same heat after the production of the raw semi-axis, the differential boiler is pressed into the final shape on one side and the opposite side is punched out, and if necessary the mounting plate is also molded on and the area to be formed is reheated between the individual forging or pressing operations,
that after the cutting to length, the components (flanges, spring saddle etc.) are welded to the axle bridge half thus obtained,
that the axle bridge half is mechanically machined to the finished dimension and the connection of two mirror-image finished axle bridges halved after alignment and fixation of the same with the help of electron beam welding or laser welding known per se. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die endgültige Ausformung des Differentialkessels bzw. ggf. der Befestigungsplatte ausgehend von der Rohhalbachse in mindestens zwei Stufen erfolgt.2. The method according to claim 1, characterized, that the final shape of the differential boiler or possibly the Mounting plate based on the raw half axis in at least two Stages. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nacherwärmung in einem gasbeheizten Ofen oder induktiv in einem Spulensystem erfolgt.3. The method according to claim 1, characterized, that the reheating in a gas-fired furnace or inductively in a coil system. 4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur sicheren Ausrichtung und Fixierung der beiden spiegelbildlich ausgebildeten Achsbrückenhälften vor dem Anschweißen der Bestückungsteile an jeder Achsbrückenhälfte im Stummel ein Zentrierkegel und auf der Kesselseite in der Stirnwand mindestens zwei Zentrierbohrungen angebracht werden und nach der mechanischen Bearbeitung auf Fertigmaß in die Zentrierbohrungen einer Achsbrückenhälfte des zusammengehörenden Paares Paßstifte eingeschlagen werden.4. The method according to claim 1, characterized, that for the safe alignment and fixation of the two mirror images trained axle bridge halves before welding the Components on each axle bridge half in the stub Centering cone and at least two on the boiler side in the front wall Center holes are attached and after the mechanical Machining to finished dimensions in the center holes of one Axle bridge half of the pair of dowel pins be hit.
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