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Dokumentenidentifikation DE19533479C2 09.09.1999
Titel Fahrzeugachse
Anmelder Mannesmann Sachs AG, 97424 Schweinfurt, DE
Erfinder Angles, Manfred, Dipl.-Ing. (FH), 97714 Oerlenbach, DE;
Hassmann, Frank, 97424 Schweinfurt, DE;
Hoffmann, Ullrich, Dipl.-Ing., 47259 Duisburg, DE
DE-Anmeldedatum 12.09.1995
DE-Aktenzeichen 19533479
Offenlegungstag 13.03.1997
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 09.09.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.09.1999
IPC-Hauptklasse B60B 35/08
IPC-Nebenklasse B60G 3/14   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugachse entsprechend dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.

Eine solche Fahrzeugachse ist beispielsweise aus "Fahrwerktechnik 1 ", Jörnsen Reimpell, 4. Auflage, S. 428 ff bekannt. Eine besondere Verbreitung haben besonders Verbundlenker- und Koppelachsen gefunden. Die verwendeten Achsträger verfügen je nach Ausführung über ein U- oder T-Profil, um die geforderten Biege- und Torsionscharakteristiken zu erhalten. An den Enden des Achsträgers greifen weitere Achsteile an, wobei sehr häufig Schweißverbindungen zum Achsträger benutzt werden.

Bei der Herstellung einer solchen Schweißverbindung tritt das Problem auf, daß das Schweißwerkzeug eine komplizierte Schweißnahtkontur als einen Weg im Raum ausführen muß. Die einfachste, aber für eine Großserienproduktion unwirtschaftlichste Lösung besteht darin, daß das Schweißwerkzeug von Hand geführt wird. Bei entsprechend großen Stückzahlen und einem aufwendigen Maschinenpark kann man sicherlich auch eine gesteuerte Schweißmaschine einsetzen, die jedoch für jedes Profil eine eigene Programmierung erfordert. Des weiteren können bei sehr engen Profilen auch Probleme mit der Zugänglichkeit der vorgesehenen Schweißstellen auftreten.

Aus der EP 0 552 537 A1 ist eine Fahrzeugachse, umfassend einen im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Achsträger, der ein Profil aufweist, das biegesteif und torsionsweich ausgeführt ist, an dessen Enden weitere Achsteile befestigt sind, die jeweils mindestens ein Fahrzeugrad führen, wobei der Achsträger als ein Rohrkörper ausgeführt ist, der zumindest auf einem Längenabschnitt eine Aussparung aufweist, die sich im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse erstreckt, wobei die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnittsweise durch Stege eingefaßt ist, die innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt sind, bekannt.

Als weitere Quellen sind die DE 40 24 256 A1 und die EP 0 136 269 A2 zu nennen, die ebenfalls Achsen, bestehend aus einem Rohrkörper mit einer Aussparung beschreiben. In diesem Zusammenhang ist noch die US 2 124 406 zu nennen.

Die DE 44 16 725 A1 offenbart ebenfalls eine rohrförmige Fahrzeugachse mit einer durch Stege eingefaßten Aussparung, wobei Stege bei dieser Fahrzeugachse nach außen gebogen sind.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Fahrzeugachse zu realisieren, deren Herstellbarkeit, insbesondere im Hinblick auf eine Großserienfertigung im Vergleich zum Stand der Technik, einfacher wird.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch den Patentanspruch 1 gelöst.

Der Rohrkörper erlaubt eine sehr gut zugängliche Schweißnaht, deren Raumkurve sich sehr einfach auf einer ungesteuerten Schweißvorrichtung ausführen läßt, indem man den Rohrkörper dreht und das Schweißwerkzeug an die vorgesehene Schweißstelle ausrichtet. Es können keine schwer zugänglichen Schweißstellen entstehen, da das Schweißwerkzeug immer tangential zum Rohrkörper angeordnet ist und keine vorstehenden Stege stören. Des weiteren wird durch den Rohrkörper eine vorteilhafte Zentrierung des anzuschweißenden Achsteils ermöglicht, so daß mit sehr geringem Aufwand die Ausrichtung Ales Achsteils vollzogen werden kann. Es kann eine erhebliche Schweißnahtlänge ausgeführt werden. Das geforderte Biegeverhalten kann dadurch auf eine definierte Biegelastebene ausgelegt werden. Um das Verhältnis von Biegesteifigkeit und Torsionsweichheit zu vergrößern, wird die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnittsweise durch Stege eingefaßt. Diese Stege liegen in der Lastebene der Biegebelastung und erhöhen deutlich das Biegewiderstandsmoment ohne einen negativen Einfluß auf die Torsionsweichheit auszuüben. Im Hinblick auf eine angestrebte Bauraumökonomie sind die Stege innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt. Dabei entspricht die Summe der Höhen der gegenüberliegenden Stege in etwa der Breite der Aussparung im Rohrkörper.

Im Hinblick auf unvermeidbare Spannungsspitzen weist die Aussparung an ihren Auslaufenden einen Freistich auf.

Für die Herstellung des Rohrkörpers hat es sich als sehr vorteilhaft erwiesen, daß dieser aus einem gerollten Rohling besteht, dessen einander zugewandte Stirnflächen über eine Schweißverbindung den Rohling zu einem Rohrkörper verschließen. Es besteht dann nämlich die Möglichkeit, daß die Aussparung vor dem Verschweißen mittels einer einfachen Ausstanzung erfolgt. Spanabhebende Maßnahmen, die bekanntlich eine Großserienproduktion verteuern würden, entfallen. Durch die beschriebene Steghöhe wird die Platinengröße für den Rohling vorteilhaft beschränkt.

Anhand der folgenden Figurenbeschreibung soll ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert werden.

Die Beschreibung ist auf die Darstellung eines einzelnen Achsträgers einer Fahrzeugachse beschränkt, da eine gesamte Fahrzeugachse bei der Vielzahl der möglichen Konstruktionen den Eindruck erwecken könnte, daß der dargestellte Achsträger nur in Verbindung mit einer speziellen Ausgestaltung der Fahrzeugachse denkbar ist.

Die Fig. 1 zeigt einen Achsträgers 1, der als ein Rohrkörper ausgeführt ist und zumindest auf einem Längenabschnitt eine Aussparung 3 aufweist. Diese Aussparung erstreckt sich im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse 5. Zur Vermeidung unerwünschter Spitzenspannungen im Belastungsfall weist die Aussparung in ihrem Verlauf eine ungleichmäßige Breite auf, wobei die Aussparung in der Mitte breiter ist als an ihren Auslaufenden 7. Zusätzlich kann die Aussparung mit einem konischen Auslaufende 7 versehen sein, in das ein Freistich 19 ausgeführt ist. Mit der besonderen Ausgestaltung des Auslaufendes kann die Torsionsfederkennlinie gezielt den Federungswegen des nicht dargestellten Rades angepaßt werden, wobei der Freistich der Verminderung von Kerbspannungen dient.

Bei dem Rohrkörper kann es sich um eine geschweißte Ausführung handeln. Der Rohling wird quer zur Längsachse 5 gerollt, wodurch sich Stirnflächen 9; 11 annähern, die über eine Schweißverbindung den Rohling zu einem Rohrkörper verschließen.

In den Rohrkörper wird endseitig jeweils ein Achsteil 13 eingeschweißt, an das weitere Achsteile angeschraubt oder geschweißt werden können. Das Achsteil verfügt über einen zylindrischen Ansatz 15, der in den Rohrkörper eingeführt oder aufgeschoben werden kann. Infolge dessen ergibt sich die Möglichkeit einer umlaufenden Schweißverbindung 17 in Form einer Kehlnaht zwischen dem Achsteil und dem Rohrkörper.

Ausgehend von einem beliebigen Rohr, d. h. verschweißt, gerollt oder nahtlos gefertigt, wird ein Schneideinsatz in den Rohrkörper getrieben, so daß ein doppel- t-förmiger Schlitz entsteht. Anschließend werden durch den Schlitz gebildeten Stege 21, deren Steghöhen in Summe in etwa der Breite der Aussparung 3 entsprechen, in den Rohrkörper umgeformt. Je nach Form des Umformwerkzeugs verlaufen die Stege parallel oder schräg zueinander, wodurch sich die Steifigkeit und der Schubmittelpunkt sehr individuell einstellen lassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Fahrzeugachse, umfassend einen im wesentlichen quer zur Fahrzeuglängsachse verlaufenden Achsträger, der ein Profil aufweist, das biegesteif und torsionsweich ausgeführt ist, an dessen Enden weitere Achsteile befestigt sind, die jeweils mindestens ein Fahrzeugrad führen, wobei der Achsträger als ein Rohrkörper ausgeführt ist, der zumindest auf einem Längenabschnitt eine Aussparung aufweist, die sich im wesentlichen axial zur Rohrkörperlängsachse erstreckt, wobei die Aussparung in ihren Randbereichen zumindest abschnittsweise durch Stege eingefaßt ist, die innerhalb des Rohrkörpers ausgeführt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Summe der Höhen der gegenüberliegenden Stege (21) in etwa der Breite der Aussparung (3) im Rohrkörper entspricht.
  2. 2. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussparung (3) an ihren Auslaufenden (7) und einen Freistich (19) aufweist.
  3. 3. Fahrzeugachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrkörper aus einem gerollten Rohling besteht, dessen einander zugewandte Stirnflächen (9; 11) über eine Schweißverbindung den Rohling zu einem Rohrkörper verschließen.






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