DE4024256A1 - Welded structure rear axle for vehicle - has attachment of flat iron arms to U=shaped tube - Google Patents
Welded structure rear axle for vehicle - has attachment of flat iron arms to U=shaped tubeInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine geschweißte Verbundlenkerhinter achse für ein Kraftfahrzeug, bestehend aus zwei an ihrem einen Ende jeweils begrenzt elastisch am Wagenkasten anlenkbaren Achslenkern, die an ihrem anderen Ende je eine Achszapfenauf nahme für die Hinterräder aufweisen und zwischen ihren Enden durch einen quer angeordneten Achsträger verbunden sind, der insgesamt biegesteif aber verdrehweich ausgebildet und form steif an den Achslenkern befestigt ist.The invention relates to a welded twist beam rear Axle for a motor vehicle, consisting of two on one Each end can be flexibly linked to the body Wishbones, each with an axle journal at its other end have for the rear wheels and between their ends are connected by a transversely arranged axle beam which Overall, rigid and torsionally soft, designed and shaped is rigidly attached to the axle links.
Eine derartige Ausführungsform ist in der DE-C2-21 03 399 im Detail offenbart und erläutert. Demnach vereinigt eine derartige Verbundlenkerhinterachse in sich weitgehend die Vor teile einer Längslenker- und einer Schräglenker-Hinterachse und stellt eine exakte Radführung sicher.Such an embodiment is in DE-C2-21 03 399 in Detail revealed and explained. Accordingly, one unites Such torsion beam rear axle largely in itself the front parts of a trailing arm and a semi-trailing arm rear axle and ensures exact wheel guidance.
Bei einer bekanntgewordenen Konstruktion setzt sich die Ver bundlenkerhinterachse zusammen aus dem weitgehend gerade aus gebildeten Achsträger, den beiden Achslenkern, deren vorderes Ende jeweils mit einer Lagerbuchse bestückt ist sowie aus ei ner den jeweiligen Achslenker verstärkenden Außenstütze und einer Innenstütze. Das hintere Ende jedes Achslenkers kann auch noch mit einer Stoßdämpferaufnahme versehen sein. Diese Teile sind in herkömmlicher Weise über Kehlnähte miteinander verschweißt. With a known construction, the Ver bundlenker rear axle together from the largely straight out formed axle beam, the two wishbones, the front Each end is equipped with a bearing bush and egg ner reinforcing the respective wishbone and an inner support. The rear end of each axle link can also be provided with a shock absorber mount. These Parts are welded together in a conventional manner welded.
Die sich hinsichtlich ihrer Funktion insgesamt bewährte Kon struktion weist jedoch hinsichtlich ihrer Fertigung Nachteile auf. So kann eine fehlerfreie Ausführung der zahlreichen Kehl nähte nur unzureichend sichergestellt werden. Eine zerstörungsfreie Prüfung der Ausführung ist schwierig und nicht sehr zuverlässig. Die Verbindung zwischen dem Achs träger und der innenliegenden Stütze führt zu einem Steifheitssprung und somit zu einer hohen Kerbwirkung am Über gang zum Achsträger. Die konstruktive Vorgabe von einseitigen Kehlnähten für dynamisch belastete Konstruktionen ist ungün stig. Die Fertigungssicherheit wird ferner durch die Teile vielfalt bzw. durch die Anzahl der Fertigungsschritte gemin dert.The Kon However, construction has disadvantages with regard to its manufacture on. This can ensure a faultless execution of the numerous throats seams are insufficiently ensured. A Non-destructive testing of execution is difficult and not very reliable. The connection between the axis beam and the inner support leads to one Stiffness jump and thus to a high notch effect on the over walk to the axle beam. The constructive requirement of one-sided Fillet welds for dynamically loaded constructions are not good stig. The manufacturing safety is further ensured by the parts diversity or according to the number of production steps different.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Konstruktion der eingangs erläuterten Verbundlenkerhinterachse hinsichtlich ihrer Fertigung zu verbessern.The invention has for its object the construction of the initially mentioned torsion beam rear axle with regard to improve their manufacturing.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Merkmale ge löst:This object is achieved by the following features solves:
- a) Der Achsträger besteht aus einem gebogenen rohrförmigen Profil (Rohr), das in Draufsicht angenähert U-förmig gebogen ist mit im Vergleich zum U-Steg kurzen U-Schenkeln, die sich unter einem großen Biegeradius an den U-Steg anschließen;a) The axle support consists of a curved tubular Profile (tube) that is approximately U-shaped in plan view is curved with short compared to the U-bridge U-legs that fit under a large bending radius connect the U-bridge;
- b) der den U-Steg des Achsträgers bildende Rohrabschnitt weist zumindest über eine Teillänge einen die Verdreh weichheit bestimmenden Längsschlitz auf;b) the tube section forming the U-web of the axle beam has a twist at least over a partial length longitudinal slot determining softness;
- c) jeder Achslenker ist durch ein gebogenes Flacheisen ge bildet, das mit dem Achsträger in dessen äußeren Krüm mungsbereich sowie an seinem freien Ende verschweißt ist.c) each wishbone is ge by a curved flat iron forms that with the axle beam in its outer bend welded area and at its free end is.
Unter einem rohrförmigen Profil, das der Einfachheit halber nur als Rohr bezeichnet wird, ist ein Hohlprofil mit geschlossener Außenwandung und beliebiger Querschnittskontur zu verstehen.Under a tubular profile that for the sake of simplicity is only called a tube, is a hollow profile with closed outer wall and any cross-sectional contour to understand.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Achslenker einen im Querschnitt angenähert C-Profil-förmig gebogenen mittleren Abschnitt aufweist, der mit seiner Außenrundung am Krümmungs bereich des Achsträgers anliegt und verschweißt ist.It is useful if the wishbone one in Cross section approximated C-profile-shaped middle Has section with its outer curve at the curvature area of the axle support and is welded.
Ferner ist es vorteilhaft, wenn der genannte Längsschnitt im Achsträger dessen Rohrwandung durchtrennt.It is also advantageous if the said longitudinal section in Axle member severed the pipe wall.
Erfindungsgemäß führt es zu großen Vorteilen, wenn der Längs schnitt im Achsträger ein Brenn- oder Schmelzschnitt ist, der vorzugsweise mit dem Laser- oder Plasmastrahl durchgeführt wird. Ferner ist es vorteilhaft, wenn zumindest eine der beiden Schweißverbindungen zwischen Achslenker und Achsträger eine Stumpfnaht ist, die vorzugsweise mit einem ohne Zusatz werkstoff arbeitenden Verfahren hergestellt wird, zweckmäßig mit dem Laser-, Elektronen- oder Plasmastrahlverfahren.According to the invention, there are great advantages if the longitudinal cut in the axle beam is a flame or fusion cut that preferably carried out with the laser or plasma beam becomes. It is also advantageous if at least one of the two welded connections between axle guide and axle support is a butt seam, preferably with one without addition material working process is produced, expedient with the laser, electron or plasma beam process.
Aufgrund der neuartigen Form des Achsträgers übernimmt dieser mit seinen beiden abgebogenen U-Schenkeln teilweise auch die Funktion der Achslenker. Bedingt durch den großen Krümmungs radius kann die bisher erforderliche Innenstütze ersatzlos entfallen. Die erforderliche Torsionsnachgiebigkeit des Achsträgers wird durch den Längsschnitt, vorzugsweise also durch den Laserschnitt erzeugt.Due to the new shape of the axle beam, this takes over with its two bent U-legs also partially Function of the axle guide. Due to the large curvature radius can replace the inner support that was previously required omitted. The required torsional flexibility of the Axle beam is preferably through the longitudinal section generated by laser cutting.
Erfindungsgemäß besteht die Verbundlenkerhinterachse somit aus nur drei Bauteilen, wobei die beiden Achslenker baugleich, aber bedingt durch das Bohrungsbild der Achszapfenaufnahme spiegelbildlich ausgebildet sind. Jede der beiden Baugruppen kann für sich gefertigt und einer Qualitätsprüfung unterzogen werden. Eine Automatisierung der Fertigung und Montage der Un tergruppen ist bei dem einfachen Teileaufbau leicht durchzu führen. Zum Fügen der Teile sind außerdem nur lineare Bewegungen erforderlich.According to the invention, the torsion beam rear axle thus consists of only three components, the two wishbones being identical, but due to the hole pattern of the journal are mirror images. Each of the two assemblies can be manufactured and subjected to a quality check will. Automation of the manufacture and assembly of the Un Subgroups are easy to follow with the simple parts structure to lead. To join the parts are also only linear Movements required.
Dabei ist es zweckmäßig, wenn der Achslenker einen im Querschnitt angenähert C-Profil-förmig gebogenen mittleren Abschnitt aufweist, der mit seiner Außenrundung am Krümmungs bereich des Achsträgers anliegt und verschweißt ist. Ferner ist es vorteilhaft, wenn der hintere Achslenkerabschnitt in Draufsicht etwa U-förmig gebogen ist und das zugeordnete freie Ende des Achsträgers umgreift, wobei sein außenliegender U-Schenkel die Achszapfenaufnahme bildet.It is useful if the wishbone one in Cross section approximated C-profile-shaped middle Has section with its outer curve at the curvature area of the axle support and is welded. Further it is advantageous if the rear wishbone section in Top view is approximately U-shaped and the associated free Grips end of the axle beam, with its outer U-leg forms the journal mounting.
Die Achszapfenaufnahme kann eine eingeschweißte Gewindebuchse sein. Der vordere Achslenkerabschnitt kann flach ausgebildet sein und eine Bohrung aufweisen, in die eine Lagerbuchse ein geschweißt ist, die durch einen Rohrabschnitt gebildet sein kann.The journal can be a welded threaded bush be. The front wishbone section can be made flat be and have a bore into which a bearing bush is welded, which may be formed by a pipe section can.
Durch die gewählte Biegekontur übernimmt der Achslenker zu sätzlich die Funktion der Achszapfen- und Stoßdämpferaufnahme und ferner auch die der bisher erforderlichen Außenstütze.The axle guide takes over due to the selected bending contour additionally the function of the journal and shock absorber mount and also that of the previously required external support.
Die Verschweißung jedes Achslenkers mit dem Achsträger erfolgt in zwei Bereichen und erfindungsgemäß vorzugsweise durch Laserstumpfnähte. Die Endmontage gestaltet sich somit sehr einfach.Each axle link is welded to the axle support in two areas and preferably according to the invention Laser butt seams. The final assembly is very easy easy.
Unterschiedliche Torsionssteifheiten, wie sie für verschiedene Fahrzeugtypen erforderlich sind, lassen sich in gewissen Grenzen durch Änderung der Länge des Längsschnitts, also der Rohrschlitzung, realisieren. Dadurch läßt sich die Varianten vielfalt von Achsen mit Torsionsstäben unterschiedlichen Durchmessers reduzieren. Different torsional stiffnesses, as for different ones Vehicle types are required can be specified in certain Limits by changing the length of the longitudinal section, i.e. the Pipe slitting, realize. This allows the variants variety of axes with different torsion bars Reduce diameter.
Zur Verminderung der Spannung am Kerbgrund des Längsschlitzes ist es vorteilhaft, wenn der Längsschnitt an zumindest einem Ende in eine größere Ausrundung einmündet. Zusätzlich kann es auch zweckmäßig sein, wenn zumindest der eine Endbereich des Längsschnitts in Draufsicht eine etwa sinusförmige Schnittkontur aufweist. Der Steifigkeitssprung liegt dann nicht mehr am Schlitzende. Ferner kann es vorteilhaft sein, wenn sich die Schlitzbreite des Längsschnitts innerhalb der sinusförmigen Schnittkontur verjüngt, um so den Gradienten des Formungsverlaufs zwischen den beiden Rohrabschnitten zu verringern.To reduce the tension on the notch base of the longitudinal slot it is advantageous if the longitudinal section on at least one Ends in a larger fillet. In addition, it can also be expedient if at least one end region of the Longitudinal section in plan view an approximately sinusoidal Has cutting contour. The jump in stiffness is then no longer at the end of the slot. It may also be advantageous if the slot width of the longitudinal section within the tapered sinusoidal contour, so the gradient of the Forming course between the two pipe sections reduce.
Insgesamt ergibt sich bei dem erfindungsgemäßen Konzept eine geometrisch einfache und kerbarme und somit auch spannungs technisch günstige Struktur. Der Einsatz höherfester Werk stoffe (z. B. Feinkornbaustähle) erscheint möglich. Dadurch ergäbe sich eine Reduzierung des Achsgewichtes.Overall, one results in the inventive concept geometrically simple and notchy and therefore also exciting technically favorable structure. The use of higher strength works substances (e.g. fine-grained structural steels) appear possible. Thereby there would be a reduction in the axle weight.
Bei Verwendung eines strahltechnischen Schweißverfahrens läßt sich die Fertigungssicherheit im Vergleich zur herkömmlichen Fertigung erhöhen, da die Wärmequelle Laser- bzw. Elektronen strahl genau definiert ist und mit allen, für das Schweißen relevanten Parametern jederzeit bekannt ist. Da nur Stumpf stöße verwendet werden, sind Nahtoberseite und Nahtwurzel jederzeit zugänglich; Fehlpositionierungen können durch Sichtkontrolle oder Ultraschalluntersuchungen leicht erkannt werden. Eine Qualitätsprüfung läßt sich daher einfacher durchführen. Zusätzlich kann der Qualitätssicherungsumfang aufgrund der geringen Anzahl an Schweißoperationen abgebaut werden. Die bei dem erfindungsgemäßen Konzept vorgesehenen Stumpfnähte weisen im Vergleich zu Kehlnähten bei dynamischer Belastung eine höhere Lebensdauer auf.When using a blasting welding process manufacturing reliability compared to conventional Increase manufacturing because the heat source is laser or electron beam is precisely defined and with all, for welding relevant parameters is known at all times. Because only stump Butt joints are used, the top of the seam and the root of the seam accessible at all times; Mispositioning can be caused by Visual inspection or ultrasound examinations easily recognized will. A quality check is therefore easier carry out. In addition, the scope of quality assurance dismantled due to the small number of welding operations will. The provided in the inventive concept Butt welds show dynamic compared to fillet welds Load a longer service life.
Auch die Fertigung der Achszapfenaufnahme läßt sich bei der erfindungsgemäßen Konstruktion vereinfachen. Die bisher er forderliche spanende Bearbeitung der gesamten zugeordneten Fläche entfällt. Bei Verwendung von Gewindeeinsätzen, die z. B. durch Buckelschweißen mit der Achszapfenaufnahme verbunden werden können, reduziert sich das Spanvolumen erheblich. Außerdem kann für die Einsatzstücke ein höherwertiger Werk stoff vorgesehen werden, der den Anforderungen einer Lastein leitungsstelle genügt.The production of the axle journal can also be done at Simplify construction according to the invention. So far he required machining of the entire assigned No space. When using threaded inserts, the z. B. connected to the axle journal by projection welding chip volume is reduced considerably. In addition, a higher quality work can be done for the inserts be provided that meet the requirements of a load management office is sufficient.
Aufgrund der engeren Fertigungstoleranzen können die Gewinde der Achszapfenaufnahme schon vor dem Verschweißen der Achslen ker mit dem Achsträger gefertigt werden. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche und werden in Verbindung mit weiteren Vorteilen der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.Due to the tighter manufacturing tolerances, the threads the axle journal before the axles are welded ker with the axle support. Other features of the Invention are the subject of the dependent claims and are in Connection with further advantages of the invention based on Embodiments explained in more detail.
In der Zeichnung sind einige als Beispiele dienende Ausführungsformen der Erfindung dargestellt. Es zeigen:In the drawing, some are examples Embodiments of the invention shown. Show it:
Fig. 1 in Draufsicht eine Verbundlenkerhinterachse, im linken Abschnitt fertig geschweißt und im rechten Abschnitt als Explosionsdarstellung; Figure 1 is a plan view of a torsion beam rear axle, welded in the left section and in the right section as an exploded view.
Fig. 2 im Ausschnitt die Darstellung gemäß Fig. 1 in Vorderansicht; FIG. 2 shows a detail of the representation according to FIG. 1 in a front view;
Fig. 3 einen Schnitt gemäß der Linie A-A in Fig. 1; Fig. 3 is a section along the line AA in Fig. 1;
Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie B-B in Fig. 2; Fig. 4 is a section along the line BB in Fig. 2;
Fig. 5 in vergrößertem Maßstab einen Ausschnitt der Fig. 2 und Fig. 5 in an enlarged scale a section of Fig. 2 and
Fig. 6 in gegenüber Fig. 1 vergrößertem Maßstab ein Detail der Fig. 1 in abgewandelter Ausführungs form. Fig. 6 on a larger scale than Fig. 1 shows a detail of Fig. 1 in a modified embodiment.
Fig. 1 zeigt eine geschweißte Verbundlenkerhinterachse, bei der die in der Zeichnung unten liegenden Enden bei eingebauter Achse nach hinten weisen. Diese Verbundlenkerhinterachse besteht aus nur drei Teilen, nämlich aus einem Achsträger 1 und zwei mit diesem verschweißten Achslenkern 2. Fig. 1 shows a welded torsion beam rear axle, in which the ends lying in the drawing below with the axle installed towards the rear. This torsion beam rear axle consists of only three parts, namely an axle beam 1 and two axle links 2 welded to it.
Der Achsträger 1 besteht aus einem gebogenen Rohr, das in Draufsicht angenähert U-förmig gebogen ist mit im Vergleich zum U-Steg 1a kurzen U-Schenkeln 1b, die sich unter einem großen Biegeradius an den U-Steg 1a anschließen. Das den Achs träger 1 bildende Rohr weist einen runden Querschnitt auf. Der U-Steg 1a des Achsträgers 1 ist geschlitzt und zwar durch einen sich etwa über die Steglänge erstreckenden, die Rohrwan dung durchtrennenden Längsschlitz 3, der in der vorderen Rohr wandung 1c vorgesehen ist. Die Fig. 2 und 5 lassen erkennen, daß der Längsschnitt 3 eine variable Breite b aufweist, an seinen beiden Enden in eine größere Außenrundung 4 einmündet und zumindest in seinem einen Endbereich 3a in Draufsicht eine etwa sinusförmige Schnittkontur aufweist. Die kleinste Breite b weist der Längsschnitt 3 bei seinem Einlauf in die Außenrundung 4 auf.The axle support 1 consists of a bent tube which is approximately U-shaped in plan view with U-legs 1 b which are short in comparison to the U-web 1 a and which adjoin the U-web 1 a with a large bending radius. The tube 1 forming the axle has a round cross section. The U-web 1 a of the axle support 1 is slotted, namely by an approximately extending over the web length, the Rohrwan extension severing longitudinal slot 3 , the wall in the front tube 1 c is provided. Can see FIGS. 2 and 5 that the longitudinal section 3 has a variable width b, opens at both ends into a larger outer rounding 4 and a has an approximately sinusoidal-sectional contour at least in its one end portion 3 in plan view. The longitudinal section 3 has the smallest width b when it enters the outer curve 4 .
Dieser Längsschnitt 3 wird durch Laserschnitt hergestellt.This longitudinal section 3 is produced by laser cutting.
Jeder Achslenker 2 ist durch ein gebogenes Flacheisen gebildet und weist einen im Querschnitt angenähert halbkreisförmig ge bogenen mittleren Abschnitt 2a auf, der mit seiner Außenrundung am Krümmungsbereich des Achsträgers anliegt und hier mit einer Laserstumpfnaht 5 verschweißt ist (siehe Fig. 3). Der hintere Achslenkerabschnitt 6 ist in Draufsicht ge sehen etwa U-förmig gebogen und umgreift das zugeordnete freie Ende des Achsträgers 1, der in eine Bohrung 7 des U-Steges 6a über eine Laserstumpfnaht 8 eingeschweißt ist (siehe Fig. 4). Der außenliegende U-Schenkel 6b des hinteren Achslenkerab schnitts 6 bildet eine Achszapfenaufnahme 9, während der in nenliegende U-Schenkel 6c eine Stoßdämpferaufnahme bilden kann. Fig. 6 läßt erkennen, daß die Achszapfenaufnahme 9 durch eine eingeschweißte Gewindebuchse gebildet sein kann.Each wishbone 2 is formed by a curved flat iron and has a cross-section approximately semi-circular ge curved middle section 2 a, which bears with its outer roundness on the curvature area of the axle support and is welded here with a butt laser seam 5 (see Fig. 3). The rear axle link section 6 is seen in plan view ge bent approximately U-shaped and encompasses the associated free end of the axle support 1 , which is welded into a bore 7 of the U-web 6 a via a laser butt seam 8 (see FIG. 4). The outer U-leg 6 b of the rear axle section 6 forms an axle journal 9 , while the inner U-leg 6 c can form a shock absorber receptacle. Fig. 6 shows that the journal 9 can be formed by a welded threaded bush.
Der vordere Achslenkerabschnitt 10 ist flach ausgebildet und weist eine Bohrung 11 auf, in die eine Lagerbuchse 12 durch eine Laserstumpfnaht 13 eingeschweißt ist.The front axle link section 10 is flat and has a bore 11 into which a bearing bush 12 is welded by a laser butt seam 13 .
Claims (16)
- a) Der Achsträger (1) besteht aus einem gebogenen rohrförmigen Profil (Rohr), das in Draufsicht angenähert U-förmig gebogen ist mit im Vergleich zum U-Steg (1a) kurzen U-Schenkeln (1b), die sich unter einem großen Biegeradius an den U-Steg (1a) anschließen;
- b) der den U-Steg (1a) des Achsträgers (1) bildende Rohrabschnitt weist zumindest über eine Teillänge einen die Verdrehweichheit bestimmenden Längsschlitz (3) auf;
- c) jeder Achslenker (2) ist durch ein gebogenes Flach eisen gebildet, das mit dem Achsträger (1) in dessen äußeren Krümmungsbereich sowie an seinem freien Ende verschweißt ist.
- a) The axle support ( 1 ) consists of a curved tubular profile (tube) which is approximately U-shaped in plan view with compared to the U-web ( 1 a) short U-legs ( 1 b), which are under one connect the large bending radius to the U-web ( 1 a);
- b) the tube section forming the U-web ( 1 a) of the axle support ( 1 ) has, at least over a partial length, a longitudinal slot ( 3 ) which determines the torsional softness;
- c) each wishbone ( 2 ) is formed by a curved flat iron, which is welded to the axle beam ( 1 ) in its outer curvature and at its free end.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |