DE602005003930T2

DE602005003930T2 - Flexible kraftfahrzeugachse mit zwei stabilisatoren und entsprechendem montageverfahren

Info

Publication number: DE602005003930T2
Application number: DE602005003930T
Authority: DE
Inventors: Remi Rollet
Original assignee: Renault SAS
Current assignee: Renault SAS
Priority date: 2004-03-15
Filing date: 2005-02-10
Publication date: 2008-12-18
Anticipated expiration: 2025-02-11
Also published as: EP1727691B1; ATE381456T1; WO2005092647A1; EP1727691A1; FR2867420A1; FR2867420B1; JP2007529361A; DE602005003930D1; JP4651661B2

Description

Die Erfindung betrifft eine flexible Achse für ein Kraftfahrzeug, die mit zwei Wanksteifigkeitsstangen versehen ist, und ein Verfahren zum Zusammenbau der zwei Stangen.
Eine flexible Fahrzeugachse weist im Allgemeinen zwei Längsschwingarme auf, die je ein Rad an einem ihrer Enden tragen und die mit ihrem anderen Ende an die Karosserie des Fahrzeugs angelenkt sind. Diese Arme werden von einem biegesteifen und torsionsweichen Querträger verbunden. Parallel zum Querträger ist eine elastisch torsionsverformbare Wanksteifigkeitsstange steif über ihre Enden mit den zwei Armen verbunden.
Eine solche flexible Achse ist in der Druckschrift DE 3521361 beschrieben.
Die Wanksteifigkeitsfähigkeit dieser flexiblen Achsen kommt aber langsam an ihre Grenzen. Eine große Steifheit zwischen den Schwingarmen kann nämlich aufgrund der hohen Beanspruchungen nur schwierig erhalten werden, die in Höhe der Befestigungsschweißnähte der Wanksteifigkeitsstange an den Armen ausgeübt werden. Solche Beanspruchungen können tatsächlich zum Bruch der Schweißnähte führen.
Die Befestigung einer zweiten Wanksteifigkeitsstange (siehe zum Beispiel Druckschriften DE 19631975 , US 4625995 ) an den Schwingarmen würde es ermöglichen, eine höhere Steifheit der Achse zu erreichen, indem die auf die Schweißnähte ausgeübten Beanspruchungen auf die Stangen verteilt werden. Die Wanksteifigkeitsstange der Achse ist aber an jedem Schwingarm zwischen der Gelenkverbindung des Arms mit dem Aufbau und dem Radträger befestigt. Dieser im Allgemeinen geringe Abstand, um den Platzbedarf der Achse zu begrenzen, ist aber unzureichend, um eine zweite Wanksteifigkeitsstange parallel zur ersten an den Armen zu befestigen. Die Befestigung wird nämlich durch eine Schweißnaht hergestellt, die von einem Automaten ausgeführt wird, und die Abmessungen der Achse erlauben nicht den Durchgang des Automaten, um eine zweite Stange zu befestigen.
Dei Erfindung hat zum Ziel, diese Nachteile zu beseitigen, indem sie eine flexible Achse vorschlägt, die eine verbesserte Wankstabilisierungsfähigkeit aufweist, ohne den Platzbedarf der Achse zu erhöhen, und deren Herstellung automatisiert werden kann.
Zu diesem Zweck betrifft ein erster Gegenstand der Erfindung eine flexible Achse für ein Kraftfahrzeug, die zwei Längsschwingarme aufweist, die je an einem Radträger angelenkt sind und von denen ein Ende an die Karosserie des Fahrzeugs angelenkt ist, wobei jeder Schwingarm eine Innenseite, die dem anderen Schwingarm gegenüberliegt, und eine entgegengesetzte Außenseite aufweist, die zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei Wanksteifigkeitsstangen versehen ist, die sich im Wesentlichen lotrecht zu den zwei Schwingarmen erstrecken und sie verbinden, und dass die Innenseite jedes Schwingarms am Ende einer der Stangen befestigt ist, während seine Außenseite am Ende der anderen Stange befestigt ist, wobei jeder Arm mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, um den Durchgang der Stange zu erlauben, deren Ende an seiner Außenseite befestigt werden soll.
Eine solche Befestigung der zwei Wanksteifigkeitsstangen ermöglicht es, sie in einem geringen Abstand zueinander zu befestigen, so dass es nicht notwendig ist, die Länge der Schwingarme zu vergrößern. Diese zwei parallelen Wanksteifigkeitsstangen ermöglichen es, die Wanksteifigkeitsfähigkeit der Achse zu verbessern.
In einer ersten Ausführungsform sind die Enden der gleichen Wanksteifigkeitsstange an den Innenseiten der Schwingarme befestigt, während die Enden der anderen Wanksteifigkeitsstange an den Außenseiten der Schwingarme befestigt sind. Die Stangen haben dann unterschiedliche Längen.
In einer zweiten Ausführungsform sind die Enden der gleichen Wanksteifigkeitsstange an der Innenseite eines ersten Schwingarms bzw. an der Außenseite des zweiten Schwingarms befestigt, während die Enden der anderen Wanksteifigkeitsstange an der Außenseite des ersten Schwingarms bzw. an der Innenseite des zweiten Schwingarms befestigt sind. Die Stangen haben dann im Wesentlichen die gleiche Länge.
Vorteilhafterweise ist jeder Arm in Höhe seiner Innenseite mit einer Öffnung versehen, um den Durchgang des Endes der Stange zu erlauben, das auf dieser Innenseite befestigt werden soll. Diese Anordnung ermöglicht es, die Befestigung des Endes der Stange am entsprechenden Arm zu verbessern.
Vorteilhafterweise sind die Wanksteifigkeitsstangen miteinander durch mindestens ein Dämpfungselement verbunden. Eine solche Verbindung ist möglich aufgrund der angenäherten Stellung der Stangen, die durch die Positionierung der Befestigung der Enden der Stangen an den Innen- und Außenseiten jedes Schwingarms erhalten wird. Ein solches Dämpfungselement ermöglicht es, die Schwingungen der Stangen zu reduzieren und so das von solchen Schwingungen erzeugte Geräusch zu begrenzen.
So schwingen in der ersten Ausführungsform die zwei Stangen unterschiedlicher Länge nicht mit der gleichen Frequenz, und ihre Verbindung ermöglicht es, ihre Schwingungen abzuschwächen und insbesondere die Schwingungsspitzen zu vermeiden. In der zweiten Ausführungsform weisen die zwei Stangen die gleiche Länge und folglich die gleichen Eigenschwingungsmodi auf, haben aber unterschiedliche modale Biegelinien (Verformungsformen). Wie bei der ersten Ausführungsform ermöglicht die Verbindung dieser Stangen die Abschwächung ihrer Schwingungen.
Vorteilhafterweise weist die Achse einen Querträger auf, der die zwei Wanksteifigkeitsstangen bedeckt, deren Enden an den Innenseiten der Schwingarme befestigt sind.
Ein zweiter Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage von zwei Wanksteifigkeitsstangen auf den zwei Schwingarmen einer flexiblen Achse, wobei die Achse zwei Längsschwingarme aufweist, die je an einen Radträger angelenkt sind und von denen ein Ende an die Karosserie des Fahrzeugs angelenkt ist, bei dem jeder Schwingarm eine Innenseite, die dem anderen Schwingarm gegenüberliegt, und eine entgegengesetzte Außenseite aufweist, die zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist, die darin bestehen:

(i) die zwei Enden der gleichen Wanksteifigkeitsstange oder eines der Enden jeder Wanksteifigkeitsstange an den entgegengesetzten Innenseiten der zwei Schwingarme zu befestigen,
(ii) die Enden der anderen Wanksteifigkeitsstange oder das andere Ende jeder Wanksteifigkeitsstange durch in den Schwingarmen vorgesehene Öffnungen hindurch zu schieben und diese Enden an den Außenseiten der so durchquerten Schwingarme zu befestigen.

Ein solches Verfahren ermöglicht es, die Montage der Wanksteifigkeitsstangen auf die Schwingarme zu automatisieren.
Vorteilhafterweise weist die Achse außerdem den Schritt der Befestigung eines Querträgers auf den Schwingarmen nach dem Schritt (i) oder nach dem Schritt (ii) auf, wobei der Querträger die Wanksteifigkeitsstangen bedeckt.
Die Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die beiliegenden, nicht einschränkend zu verstehenden Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 teilweise eine Draufsicht auf eine Achse gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung, wobei die Schwingarme im Schnitt dargestellt sind;
2 eine Ansicht gleich 1 einer Achse gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung.
Die Achsen X und Y stellen die Längs- bzw. Querrichtung des Fahrzeugs dar, während die Achse Z die senkrechte Richtung darstellt.
Eine erste Ausführungsform einer flexiblen Achse 1 gemäß der Erfindung wird unter Bezug auf 1 beschrieben. Die Achse 1 weist in üblicher Weise zwei Längsschwingarme 2a, 2b auf. Jeder Arm 2a, 2b ist in bekannter Weise über sein zur Rückseite des Fahrzeugs gerichtetes Ende 3 mit einem Radträger (nicht dargestellt) verbunden. Das andere Ende 4 der Arme 2a, 2b, das zur Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist, ist an der Karosserie des Fahrzeugs (nicht dargestellt) angelenkt.
Die Achse ist mit zwei Wanksteifigkeitsstangen 5 und 6 versehen, deren Enden mit den zwei Schwingarmen 2a, 2b verbunden sind und die sich im Wesentlichen lotrecht zu diesen letzteren erstrecken. Die Stangen 5, 6 sind an jedem Arm 2a, 2b zwischen dem Radträger und dem Ende 4 befestigt, das mit der Karosserie verbunden ist. Sie erstrecken sich vorzugsweise in der gleichen waagrechten Ebene XY.
Jeder Arm 2a, 2b wird von einem hohlen geschlossenen Profilteil geformt, von dem zwei Seiten, eine Innenseite 7 und eine Außenseite 8, sich im Wesentlichen senkrecht und in Längsrichtung erstrecken. Die Innenseiten 7 der zwei Arme befinden sich einander gegenüber, während die entgegengesetzten Außenseiten 8 zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet sind.
In diesem Beispiel ist eine erste Wanksteifigkeitsstange 5 über ihre Enden an den Außenseiten 8 der Arme 2a, 2b befestigt. Zu diesem Zweck ist jeder Arm 2a, 2b mit einer Öffnung 9 versehen, die ihn von einer Seite zur anderen durchquert, mit Querachse, die groß genug ist, um den Durchgang der ersten Stange 5 zu erlauben. Die Achsen der Öffnungen 9 jedes Arms fallen zusammen. Die erste Stange 5 wird lang genug hergestellt, um leicht über die Außenseite 8 jedes Arms vorzustehen. Sie ist über ihren ganzen Umfang mittels einer Schweissraupe 10 an die Außenseite 8 geschweißt.
Die zweite Wanksteifigkeitsstange 6 ist über ihre Enden an den Innenseiten 7 der Arme 2a, 2b befestigt. Für eine robustere Befestigung ist eine Öffnung 11 ebenfalls auf der Innenseite 7 jedes der Arme hergestellt, die den Durchgang des Endes der Stange 6 erlaubt. Die Achsen der Öffnungen 11 jedes Arms fallen zusammen. Eine Schweißraupe 10 schweißt die Stange über ihren ganzen Umfang an die Innenseite 7 des Arms.
Die Schweißnähte werden vorzugsweise auf der Außenseite der Arme 2a, 2b hergestellt, so dass sie von einem Automaten durchgeführt werden können.
Der Zusammenbau dieser Ausführungsform wird folgendermaßen durchgeführt. Die zweite Stange 6 wird zuerst auf die Innenseite 7 jedes der Arme 2a, 2b geschweißt, wobei ihre Enden in die Öffnungen 11 der Innenseiten eingefügt werden. Dann wird die erste Stange 5 durch die die Arme 2a, 2b durchquerenden Öffnungen 9 eingeschoben und dann auf die Außenseite 8 der zwei Arme geschweißt.
Die zweite, in 2 dargestellte Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten durch die Länge der Wanksteifigkeitsstangen und die Seite der Arme, an der sie befestigt werden. Folglich wurden die gleichen Bezugszeichen verwendet, um die gleichen Elemente zu bezeichnen.
Die erste Wanksteifigkeitsstange 5 wird über eines ihrer Enden 5a an der Außenseite 8 des ersten Arms 2a und über ihr anderes Ende 5b an der Innenseite 7 des zweiten Arms 2b befestigt. Zu diesem Zweck hat der erste Arm 2a eine durchgehende Öffnung 9 für den Durchgang des Endes 5a der Stange, während der zweite Arm 2b eine Öffnung 11 auf seiner Innenseite 7 zum Einfügen des Endes 5b der Stange hat. Die Achsen der Öffnungen 9 und 11 jedes Arms fallen dann zusammen.
In gleicher Weise wird die zweite Wanksteifigkeitsstange 6 über eines ihrer Enden 6a an der Innenseite 7 des ersten Arms 2a und über ihr anderes Ende 6b an der Außenseite 8 des zweiten Arms 2b befestigt. Der zweite Arm 2b hat eine durchgehende Öffnung 9 für den Durchgang des Endes 6b der Stange, während der erste Arm 2a eine Öffnung 11 auf seiner Innenseite 7 zum Einfügen des Endes 6a der Stange hat, wobei die Achse dieser Öffnung 11 mit der entsprechenden Öffnung 9 des anderen Arms zusammenfällt.
Der Zusammenbau dieser Ausführungsform wird folgendermaßen durchgeführt. Zuerst wird das Ende 5b der ersten Stange 5 auf die Innenseite 7 des zweiten Arms 2b geschweißt, und das Ende 6a der zweiten Stange 6 wird auf die Innenseite 7 des ersten Arms 2a geschweißt. Die zwei Arme 2a, 2b werden anschließend einander angenähert, wobei ihre Stange 6 bzw. 5 den anderen Arm 2b, 2a über die Öffnungen 9 durchquert, dann werden die Enden 5a und 6b der ersten bzw. zweiten Stange auf die Außenseite 8 jedes der Arme geschweißt. Diese Ausführungsform hat den Vorteil einer geringen gegenseitigen Beanspruchung der Wanksteifigkeitsstangen, wobei die Stangen einen symmetrischen Zyklus erfahren.
Die Achse kann außerdem einen Querträger 12 aufweisen, der elastisch torsionsverformbar und torsionssteif ist, der über seine Enden steif mit den zwei Armen 2a, 2b verbunden ist, und der die Wanksteifigkeitsstangen 5 und 6 bedeckt. Der Querträger weist in den Beispielen ein offenes liegendes Profil auf, dessen Öffnung zur Vorderseite des Fahrzeugs gerichtet ist. Nur die untere Hälfte dieses Querträgers ist in den Figuren sichtbar. Selbstverständlich können andere Querträgerformen verwendet werden. Dieser Querträger wird auf die Innenseiten der Arme geschweißt, nach dem Schweißen der Wanksteifigkeitsstangen auf die Innenseiten der Arme (aber beliebig vor oder nach dem Schweißen der Stangen auf die Außenseiten der Arme).
In jeder der Ausführungsformen kann jede der Wanksteifigkeitsstangen beliebig auf der Seite der Anlenkung an die Karosserie oder auf der Seite des Radträgers befestigt werden.
Im in 1 dargestellten Beispiel sind die zwei Stangen 5 und 6 miteinander über ein Dämpfungselement 13 verbunden, das sich im Wesentlichen in einer Mittelebene XZ der Achse befindet. Dieses Element ermöglicht es, die Schwingungen der Stangen abzuschwächen, wie es weiter oben beschrieben wurde. Es kann sich um einen Kautschukring handeln, der zwischen den zwei Wanksteifigkeitsstangen vorgespannt ist, oder um jede andere geeignete Verbindung. Gegebenenfalls können mehrere dieser Elemente verwendet werden, um die Stangen zu verbinden, wie es in dem in 2 sichtbaren Beispiel dargestellt ist.
In den Beispielen haben die Wanksteifigkeitsstangen einen zylindrischen Querschnitt und haben Enden mit größerer Abmessung, um ihr Schweißen zu vereinfachen. Man könnte ebenfalls Stangen mit unsymmetrischem Querschnitt in Betracht ziehen, zum Beispiel oval, die in unterschiedliche Richtungen ausgerichtet sind, um unterschiedliche Schwingungsmodi aufzuweisen, die von einer dämpfenden Verbindung zwischen den Stangen abgeschwächt werden können.

Claims

Flexible Achse für ein Kraftfahrzeug (1), die zwei Längsschwingarme (2a, 2b) aufweist, die je an einem Radträger angelenkt sind und von denen ein Ende (4) an die Karosserie des Fahrzeugs angelenkt ist, wobei jeder Schwingarm (2a, 2b) eine Innenseite (7), die dem anderen Schwingarm gegenüberliegt, und eine entgegengesetzte Außenseite (8) aufweist, die zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit zwei Wanksteifigkeitsstangen (5, 6) versehen ist, die sich im Wesentlichen lotrecht zu den zwei Schwingarmen erstrecken und sie verbinden, und dass die Innenseite (7) jedes Schwingarms am Ende einer der Stangen (5, 6) befestigt ist, während seine Außenseite (8) am Ende der anderen Stange befestigt ist, wobei jeder Arm (2a, 2b) mit einer Durchgangsöffnung (9) versehen ist, um den Durchgang der Stange zu erlauben, deren Ende an seiner Außenseite befestigt werden soll.
Flexible Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden der gleichen Wanksteifigkeitsstange (5) an den Innenseiten (7) der Schwingarme befestigt sind, während die Enden der anderen Wanksteifigkeitsstange (6) an den Außenseiten (8) der Schwingarme befestigt sind.
Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (6a, 6b) der gleichen Wanksteifigkeitsstange (6) an der Innenseite (7) eines ersten Schwingarms (2a) bzw. an der Außenseite (8) des zweiten Schwingarms (2b) befestigt sind, während die Enden (5a, 5b) der anderen Wanksteifigkeitsstange (5) an der Außenseite (8) des ersten Schwingarms (2a) bzw. an der Innenseite (7) des zweiten Schwingarms (2b) befestigt sind.
Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Arm (2a, 2b) in Höhe seiner Innenseite (7) mit einer Öffnung (11) versehen ist, um den Durchgang des Endes der Stange zu erlauben, das auf dieser Innenseite befestigt werden soll.
Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanksteifigkeitsstangen (5, 6) miteinander durch mindestens ein Dämpfungselement (13) verbunden sind.
Achse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpfungselement (13) ein Ring aus Kautschuk ist.
Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass sie einen Querträger (12) aufweist, der die zwei Wanksteifigkeitsstangen (5, 6) bedeckt und dessen Enden an den Innenseiten (7) der Schwingarme (2a, 2b) befestigt sind.
Verfahren zur Montage von zwei Wanksteifigkeitsstangen (5, 6) auf den zwei Schwingarmen (2a, 2b) einer flexiblen Achse, wobei die Achse zwei Längsschwingarme aufweist, die je an einen Radträger angelenkt sind und von denen ein Ende an die Karosserie des Fahrzeugs angelenkt ist, bei dem jeder Schwingarm (2a, 2b) eine Innenseite (7), die dem anderen Schwingarm gegenüberliegt, und eine entgegengesetzte Außenseite (8) aufweist, die zur Außenseite des Fahrzeugs gerichtet ist, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte aufweist, die darin bestehen: (i) die zwei Enden der gleichen Wanksteifigkeitsstange (6) oder eines der Enden (5b, 6a) jeder Wanksteifigkeitsstange an den entgegengesetzten Innenseiten (7) der zwei Schwingarme zu befestigen, (ii) die Enden der anderen Wanksteifigkeitsstange (5) oder das andere Ende (5a, 6b) jeder Wanksteifigkeitsstange durch in den Schwingarmen vorgesehene Öffnungen (9) hindurch zu schieben und diese Enden an den Außenseiten (8) der so durchquerten Schwingarme zu befestigen.
Montageverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass es außerdem den Schritt der Befestigung eines Querträgers (12) auf den Schwingarmen nach dem Schritt (i) oder nach dem Schritt (ii) aufweist, wobei der Querträger (12) die Wanksteifigkeitsstangen (5, 6) bedeckt.