DE102012017110A1

DE102012017110A1 - Hinterachse für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zur Herstellung einer solchen Hinterachse

Info

Publication number: DE102012017110A1
Application number: DE201210017110
Authority: DE
Inventors: Lothar Teske; Gerhard Graf; Udo Mildner
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2012-08-29
Filing date: 2012-08-29
Publication date: 2014-03-06

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hinterachse (10), insbesondere Verbundlenkerachse, für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Lenker (20) und wenigstens eine Querstrebe (40), wobei der Lenker (20) ein Querstrebenansatzelement (30) aufweist, und wobei die Querstrebe (40) ein Lenkeransatzelement (50) aufweist, und wobei die Hinterachse (10) gemäß einem Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche herstellbar ist, und wobei dieses Querstrebenansatzelement (30) und dieses Lenkeransatzelement (50) miteinander, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig, verbunden sind, und wobei diese Verbindung (15) zwischen dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, insbesondere mittels EMPT, hergestellt ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Hinterachse für ein Kraftfahrzeug und insbesondere eine Verbundlenkerachse für ein Kraftfahrzeug. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Hinterachse für ein Kraftfahrzeug.
Bekannte Verbundlenkerachsen für ein Kraftfahrzeug weisen häufig zwei Lenker auf, welche mittels einer Querstrebe tordierbar verbunden sind. Oft sind Lenker und Querstrebe jeweils aus Stahllegierung ausgebildet.
Es sind jedoch auch Verbundlenkerachsen für Kraftfahrzeug bekannt, bei denen, insbesondere um Gewicht einzusparen, die Lenker aus einem Material ausgebildet sind, welches leichter als Stahl ist, wie beispielsweise Aluminiumguss oder Kunststoff. Häufig wird dabei, insbesondere wegen der verhältnismäßig guten Tordierbarkeit einiger Stahllegierungen, die Querstrebe aus einer solchen Stahllegierung ausgebildet.
An den Verbindungsstellen zwischen Querstrebe und einem Lenker werden dadurch Verbindungen zwischen sehr unterschiedlichen Materialien erforderlich, wobei diese Verbindungen gleichzeitig sehr hohen Anforderungen an Maximalbelastung und/oder Langzeitfestigkeit unterliegen.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine verbesserte Hinterachse für ein Kraftfahrzeug sowie ein verbessertes Verfahren zur Herstellung einer solchen Hinterachse bereitzustellen.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Hinterachse mit den Merkmalen des Anspruchs 1 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen dieser Hinterachse sind Gegenstand der Unteransprüche 2 bis 9. Ferner wird ein Verfahren zur Herstellung einer Hinterachse mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausführungsformen dieses Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche 11 bis 15.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist eine Hinterachse, insbesondere Verbundlenkerachse, für ein Kraftfahrzeug, wenigstens einen, insbesondere zwei, Lenker und wenigstens eine Querstrebe auf, wobei der Lenker ein Querstrebenansatzelement aufweist, und wobei die Querstrebe ein Lenkeransatzelement aufweist. Die Hinterachse ist gemäß einem Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche herstellbar.
Das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement sind miteinander, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig, verbunden, wobei diese Verbindung zwischen dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, insbesondere mittels EMPT, hergestellt ist, und wobei durch diese Verbindung insbesondere wenigstens Bewegungen des Lenkers und der Querstrebe zueinander um und entlang einer zu einer Längsachse der Querstrebe im Wesentlichen parallelen Achse wenigstens im Wesentlichen unterbunden sind.
Unter einer mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder hergestellten Verbindung ist vorliegend insbesondere eine Verbindung zu verstehen, bei welcher wenigstens ein, insbesondere beide oder alle, Verbindungspartner einen metallischen Werkstoff aufweisen, auf dessen metallische Atome durch die elektromagnetischen Felder Kräfte einwirken, wodurch eine Umformung wenigstens eines Verbindungspartners und/oder die Entstehung einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen wenigstens zwei Verbindungspartnern erreicht wird.
Unter EMPT („Elektromagnetische Pulsumformtechnologie”) ist vorliegend insbesondere ein, bevorzugt industriell ausgereiftes, Fügeverfahren zu verstehen, durch welches Verbindungen mittels zeitlich variabler, insbesondere gepulster und/oder hochenergetischer, elektromagnetischer Felder herstellbar sind, unter EMPT-Schweißen entsprechend insbesondere ein Verfahren, durch welches stoffschlüssige bzw. Schweißverbindungen, vorzugsweise durch Aufbau einer metallischen Bindung der Kontakt- bzw. Fügepartner, mittels solcher Felder herstellbar sind, unter EMPT-Kaltumformen entsprechend insbesondere ein Verfahren, durch welches form- und/oder reibschlüssige Verbindungen, vorzugsweise durch Kaltumformens eines oder beider Kontakt- bzw. Fügepartner, mittels solcher Felder herstellbar sind, vorzugsweise jeweils, wenigstens im Wesentlichen, ohne Zuführung von thermischer Energie. Vorteilhaft kann so eine Gefügebeeinflussung durch Wärmeeinwirkung reduziert bzw. vermieden werden. Zusätzlich oder alternativ kann das EMPT-Schweißen auch die stoffschlüssige Verbindung ungleicher und konventionell nicht schweißbarer Materialpaarungen, wie z. B. Aluminium und Stahl, ermöglichen, das EMPT-Kaltumformen deren form- und/oder reibschlüssige Verbindung.
Dadurch kann insbesondere vorteilhafter Weise eine Reduzierung des Gewichts der Hinterachse erreicht werden. Dadurch kann insbesondere vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Lenker und eine Querstrebe aus metallischen Werkstoffen mit unterschiedlichen Hauptlegierungselementen und/oder metallische Werkstoffe mit Kunststoffen mit höherer Verbindungsfestigkeit und/oder mit besserer Dauerfestigkeit gefügt werden können. Dadurch kann insbesondere vorteilhafte Weise erreicht werden, dass die Verbindungspartner ihre eine hohe Festigkeit unterstützende Gefügestruktur beibehalten.
Insbesondere, um vorteilhafterweise Bewegungen des Lenkers und der Querstrebe zueinander um und entlang einer zu einer Längsachse der Querstrebe im Wesentlichen parallelen Achse zu reduzieren, weisen gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Querstrebenansatzelement und/oder das Lenkeransatzelement bezüglich der Längsachse der Querstrebe jeweils wenigstens eine, insbesondere zwei oder mehrere, sich in Umfangsrichtung und wenigstens eine, insbesondere zwei oder mehrere, sich in axialer Richtung erstreckende Vertiefungen, insbesondere Sicken, und/oder wenigstens eine, insbesondere zwei oder mehrere, Erhöhungen, insbesondere Stege, auf.
Eines von diesem Querstrebenansatzelement und von diesem Lenkeransatzelement ist derart verformt, dass es, zumindest teilweise, formschlüssig mit den Vertiefungen und/oder Erhöhungen des anderen von diesem Querstrebenansatzelement und von diesem Lenkeransatzelement zusammenwirkt, insbesondere in diese eingreift, wobei diese Verformung insbesondere mittels Kaltumformung durch zeitlich variable elektromagnetische Felder hergestellt ist.
Unter Kaltumformung ist dabei vorliegend insbesondere zu verstehen, dass die Umformung bei einer Temperatur erfolgt, welche keine wesentlichen Gefügeänderungen im umgeformten oder einem anderen Verbindungspartnern bedingt.
Insbesondere, um vorteilhafterweise die Montage und/oder die Fertigung zu vereinfachen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Verbindung zwischen dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Kaltschweißverbindung, hergestellt.
Unter einer Kaltschweißverbindung ist vorliegend insbesondere eine Schweißverbindung zu verstehen, bei welcher die, insbesondere beiden, Verbindungspartner mittels einer auf die Fügefläche wirkenden Anpresskraft derart stark aneinander gepresst werden, dass sich die Oberflächen der beiden Verbindungspartnern ausreichend nahe kommen um zwischenatomare Bindungskräfte auszubilden. Die Temperatur der Verbindungspartner bleibt dabei dauerhaft unterhalb deren Rekristallisationstemperatur.
Insbesondere, um vorteilhafterweise ein geringeres Gewicht und/oder eine vereinfachte Fertigung der Hinterachse zu ermöglichen, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Querstrebenansatzelement des Lenkers aus einem Gussmaterial des Lenkers, insbesondere aus Kunststoff und/oder aus einer Aluminiumlegierung, insbesondere mit dem Lenker urgeformt, ausgebildet. Das Lenkeransatzelement ist im Wesentlichen aus dem Material der Querstrebe, insbesondere aus einer Stahllegierung, ausgebildet.
Insbesondere, um vorteilhafterweise den flexiblen Einsatz unterschiedlicher Fertigungstechnologien zu ermöglichen, weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das, insbesondere als Rohrelement ausgebildete, Querstrebenansatzelement ein anderes Material, insbesondere eine Stahllegierung, auf als der Lenker. Zusätzlich oder alternativ ist das Querstrebenansatzelement mit dem Lenker einstückig verbunden hergestellt.
Insbesondere ist eines von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement an das andere von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement angeformt, vorzugsweise in das andere eingeformt.
Das Querstrebenansatzelement weist vorliegend insbesondere dann ein anderes Material auf als der Lenker, wenn sich die Materialien des Lenkers und des Querstrebenansatzelements in ihrem Hauptlegierungselement und/oder in ihrer Zugehörigkeit zu den metallischen Werkstoffen bzw. Kunststoffen unterscheiden. Wenn keine dieser Voraussetzungen zutrifft, ist vorliegend insbesondere auch von identischen oder gleichartigen Werkstoffen oder Materialien die Rede.
Insbesondere, um vorteilhafterweise die Montage der Hinterachse zu erleichtern, ist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung die Verbindung zwischen dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement mittelbar über ein Verbindungsstück, welches als Teil des Querstrebenansatzelements und/oder als separates Bauteil ausgebildet sein kann, und welches insbesondere aus einem metallischen Werkstoff wie einer Aluminium- und/oder Stahllegierung besteht, hergestellt.
Insbesondere kann das Verbindungsstück derart, vorzugsweise mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, umgeformt sein, dass eine formschlüssige Verbindung sowohl mit dem Lenker als auch mit der Querstrebe besteht.
Insbesondere, um vorteilhafterweise die Montage der Hinterachse zu erleichtern, sind gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement bezüglich der Längsachse der Querstrebe in einem axialen Bereich überlappend verbunden.
Insbesondere weist dabei das eine von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement einen Außendurchmesser auf, welcher im Wesentlichen dem Innendurchmesser des anderen von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement entspricht.
Insbesondere, um vorteilhafter Weise die radiale Festigkeit des Querstrebenansatzelements zu verbessern, weist das Querstrebenansatzelement des Lenkers, insbesondere im bezüglich einer Längsachse der Querstrebe axialen Bereich der Verbindung mit der Querstrebe, wenigstens ein, insbesondere eine Mehrzahl, wenigstens im Wesentlichen radial verlaufende Verstärkungselemente, insbesondere Verstärkungsrippen, auf.
Insbesondere erstreckt sich ein solches Verstärkungselement von einem Mittelpunkt eines rohrförmig und mit dem Lenker urgeformt ausgebildeten Querstrebenansatzelements radial im Wesentlichen bis hin zur maximalen axialen Erstreckung des Querstrebenansatzelement. Insbesondere weist das Querstrebenansatzelement 5, 6, 7, 8 oder eine größere Mehrzahl solcher Verstärkungselemente auf.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung weist ein Kraftfahrzeug wenigstens eine erfindungsgemäße Hinterachse auf.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Hinterachse für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement miteinander, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig, verbunden werden, und wobei diese Verbindung zwischen dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, insbesondere mittels EMPT, hergestellt wird.
Insbesondere kann dabei ein Lenker mit einem Querstrebenansatzelement urgeformt, insbesondere gegossen, und/oder eine Querstrebe der Hinterachse mit einem Lenkeransatzelement an diesem Querstrebenelement angeordnet werden.
Dadurch kann insbesondere vorteilhafter Weise eine Reduzierung des Gewichts der Hinterachse erreicht werden. Dadurch kann insbesondere vorteilhafterweise erreicht werden, dass ein Lenker und eine Querstrebe aus metallischen Werkstoffen mit unterschiedlichen Hauptlegierungselementen und/oder metallische Werkstoffe mit Kunststoffen mit höherer Verbindungsfestigkeit und/oder mit besserer Dauerfestigkeit gefügt werden können. Dadurch kann insbesondere vorteilhafte Weise erreicht werden, dass die Verbindungspartner ihre eine hohe Festigkeit unterstützende Gefügestruktur beibehalten.
Insbesondere, um vorteilhafterweise eine flexible Herstellung der Hinterachse zu erreichen, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung wenigstens eines von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement mittels Kaltumformung durch zeitlich variable elektromagnetischer Felder umgeformt, insbesondere zur Verbindung von diesem Querstrebenansatzelement und diesem Lenkeransatzelement und/oder zum Einbringen von bezüglich der Längsachse der Querstrebe umfänglichen Sicken und/oder axialen Sicken in dieses Querstrebenansatzelement und/oder dieses Lenkeransatzelement.
Insbesondere, um vorteilhafterweise ein Querstrebenansatzelement und ein Lenkeransatzelement aus nicht identischen oder gleichartigen Materialien einfach herstellen zu können, werden gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement mittels eines Kaltschweißverfahrens, insbesondere mittels EMPT-Schweißen, verbunden.
Insbesondere, um vorteilhafterweise eine Verbindung eines Querstrebenansatzelements und eines Lenkeransatzelements aus identischen oder gleichartigen Materialien zu ermöglichen, weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das Querstrebenansatzelement ein anderes Material auf als der Lenker und/oder das Querstrebenansatzelement wird in den Lenker eingegossen.
Insbesondere, um vorteilhafterweise die Montage der Hinterachse zu erleichtern, wird gemäß einer bevorzugten Weiterbildung ein Verbindungsstück, insbesondere radial außen, an dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement angeordnet.
Dieses Verbindungsstück wird derart mit dem Querstrebenansatzelement und mit dem Lenkeransatzelement verbunden, dass das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement dadurch mittelbar über das Verbindungsstück, verbunden werden.
Ein Verbindungsstück kann insbesondere als Teil des Querstrebenansatzelements und/oder als separates Bauteil ausgebildet sein.
Insbesondere, um vorteilhafterweise die Montage der Hinterachse zu erleichtern, weist gemäß einer bevorzugten Weiterbildung das eine von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement einen Außendurchmesser auf, welcher kleiner ist, als der Innendurchmesser des anderen von dem Querstrebenansatzelement und dem Lenkeransatzelement.
Dabei werden das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement bezüglich der Längsachse der Querstrebe axial ineinander geschoben, und das Querstrebenansatzelement und das Lenkeransatzelement in dieser Position miteinander verbunden.
Weitere vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungen. Hierzu zeigt, teilweise schematisiert:
1 eine Verbundlenkerachse nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;
2 einen Lenker nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;
3 den Lenker aus 2 in einer Seitenansicht von außerhalb der Verbundlenkerachse;
4 einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse mit einer an dem Lenker aus 2 angeordneten Querstrebe in einer perspektivischen Ansicht;
5 einen Ausschnitt der Verbundlenkerachse aus 4 mit einem Verbindungsstück;
6 eine seitliche Schnittansicht eines Ausschnitts der Verbundlenkerachse aus den 4 und 5;
7 einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse mit einer mit dem Lenker verbundenen Querstrebe nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht;
8 eine seitliche Schnittansicht eines Ausschnitts der Verbundlenkerachse aus 7;
9 einen Lenker nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem eingeformten Querstrebenansatzelement in einer perspektivischen Ansicht;
10 einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse mit dem Lenker aus 9 in einer perspektivischen Ansicht; und
11 eine seitliche Schnittansicht eines Ausschnitts der Verbundlenkerachse aus 7.
1 zeigt eine Verbundlenkerachse 10 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Die Verbundlenkerachse 10 weist einen ersten Lenker 20.1 und im zweiten Lenker 20.2 auf, wobei die Lenker 20.1 und 20.2 mittels einer Querstrebe 40 miteinander biegesteif, jedoch tordierbar um die Längsachse L der Querstrebe 40, verbunden sind. In der hier beschriebenen Ausführung sind die beiden Lenker 20.1 und 20.2 zusätzlich durch ein Wattgestänge 11 miteinander verbunden, wobei dieses Wattgestänge an der Karosserie eines Kraftfahrzeugs abgestützt ist.
Die Verbundlenkerachse 10 ist zusätzlich an den Karosserieaufnahmen 21 der Lenker 20 um eine im Wesentlichen zu der Längsachse L der Querstrebe parallelen Achse drehbar gelagert. Die Verbundlenkerachse 10 stützt sich außerdem an Federn, welche in den Federaufnahmen 23 an den Lenkern 20 angreifen an der Karosserie ab. An den Radanbindungen 22 der Lenker 20 ist jeweils ein Rad des Fahrzeuges angeordnet.
Jeder Lenker 20 ist mit einer Verbindung 15 mit einem Ende der Querstrebe 40 verbunden, wobei diese Verbindung 15 in der hier beschriebenen Ausführung stoffschlüssig ausgebildet und mittels eines Kaltschweißverfahrens durch zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder hergestellt ist bzw. wird.
In anderen erfindungsgemäßen Ausführungen ist bzw. wird diese Verbindung 15 formschlüssig ausgebildet und mittels eines Kaltumformverfahrens durch zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder hergestellt.
2 zeigt einen Lenker 20 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht. Das Querstrebenansatzelement 30 ist bzw. wird mit dem Lenker 20 gemeinsam gegossen oder anderweitig urgeformt ausgebildet.
An dem äußeren Umfang des Querstrebenansatzelementes 30 des Lenkers 20 sind in dieser Ausführung acht axial verlaufende Sicken 31 sowie eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke 32 angeordnet. In anderen erfindungsgemäßen Ausführungen ist eine geringere oder höhere Anzahl axial verlaufender Sicken 31 und/oder wenigstens zwei, drei oder mehrere in Umfangsrichtung verlaufende Sicken 32 angeordnet.
Die Sicken 31 und 32 sind bzw. werden vorliegend bei der Urformung des Lenkers mit eingegossen. In anderen erfindungsgemäßen Ausführungen sind bzw. werden, wenigstens die axial verlaufenden oder die in Umfangsrichtung verlaufenden, Sicken mittels eines Kaltumformverfahrens durch zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder hergestellt.
Das Querstrebenansatzelement 30 des in 2 dargestellte Lenkers 20 ist so gestaltet, dass es mittels eines Kaltumformverfahrens durch zeitlich veränderliche elektromagnetische Felder, hier durch EMPT-Kaltumformen, mit einer Querstrebe 40 verbunden werden kann (siehe 5).
3 zeigt den Lenker 20 aus 2 in einer Seitenansicht von außerhalb der Verbundlenkerachse 10. das Querstrebenansatzelement 30 weist acht Verstärkungsrippen 36 auf, wobei sich jede der Verstärkungsrippen 36 von einem Umfang einer äußeren radialen Erstreckung des Querstrebenansatzelements 30 radial nach innen bis hin zu einer Mittelachse der radialen Erstreckung des Querstrebenansatzelements 30.
Andere erfindungsgemäße Ausführungen mit einer größeren oder mit einer kleineren Anzahl an Verstärkungsrippen 36 und/oder mit einer anderen Gestaltung der Verstärkungsrippen 36 sind ebenfalls vorgesehen.
Die Verstärkungsrippen 36 wirken vorliegend insbesondere radial nach innen gerichteten Kräften bei einer Kaltumformung zur Verbindung des Querstrebenansatzelements 30 und der Querstrebe 40 entgegen.
4 zeigt einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse 10 mit einer an dem Lenker 20 aus 2 angeordneten Querstrebe 40 in einer perspektivischen Ansicht. Die Querstrebe 40 ist dabei im Bereich ihres Lenkeransatzelements 50 im Wesentlichen rundrohrförmig bezüglich ihrer Längsachse L ausgebildet.
Das Querstrebenansatzelement 30 des Lenkers 20 und das Lenkeransatzelement 50 der Querstrebe 40 weisen in dieser Ausführung einen im Wesentlichen identischen Außendurchmesser auf und sind bzw. werden mit einem Abstand von 1–3 Millimeter aneinander angeordnet.
Beide Ansatzelemente 30 und 50 weisen dabei axial verlaufende Sicken 31 und 51 auf, die jeweils ineinander entsprechenden Umfangsabschnitten des jeweiligen Ansatzelementes 30 bzw. 50 angeordnet sind bzw. werden. Das Lenkeransatzelement 50 der Querstrebe 40 weist eine Umfangsrichtung verlaufende Sicke 52 auf.
5 und 6 zeigen verschiedene Ansichten eines Ausschnitts der Verbundlenkerachse 10 aus 4 mit einem Verbindungsstück 60, welches über die außen Durchmesser von Querstrebenansatzelement 30 und Lenkeransatzelement 50 aufgeschoben ist bzw. wird.
Bei der Herstellung der Verbindung 15 mittels EMPT-Kaltumformung wird die radial innere Oberfläche des Verbindungsstück 60 an die Sicken 31, 32, 51, 52 von Querstrebenansatzelement 30 und Lenkeransatzelement 50 angeformt, sodass nach der Herstellung der Verbindung 15 Lenker 20 und Querstrebe 40 um die und entlang der Längsachse L der Querstrebe 40 formschlüssig, zusätzlich oder alternativ reibschlüssig, miteinander verbunden sind.
7 und 8 zeigen einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse 10 mit einer mit dem Lenker 20 verbundenen Querstrebe 40 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung in einer perspektivischen Ansicht und einer Schnittansicht.
Das Querstrebenansatzelement 30 weist in dieser Ausführung einen Außendurchmesser auf, welcher vor Herstellung der Verbindung 15 kleiner ist als ein Innendurchmesser des Lenkeransatzelements 50. Zur Herstellung der Verbindung 15 wird die Querstrebe 40 mit dem Lenkeransatzelement 50 auf das Querstrebenansatzelement 30 aufgeschoben. Die radial innere Oberfläche des Lenkeransatzelements 50 wird mittels EMPT-Kaltumformung an die Sicken 31, 32 des Querstrebenansatzelements 30 angeformt, sodass nach der Herstellung der Verbindung 15 Lenker 20 und Querstrebe 40 um die und entlang der Längsachse L der Querstrebe 40 formschlüssig, zusätzlich oder alternativ reibschlüssig, miteinander verbunden sind.
9 zeigt einen Lenker 20 nach einer Ausführung der vorliegenden Erfindung mit einem ein- bzw. angeformten, als Rohranschnitt ausgebildeten, Querstrebenansatzelement 30 in einer perspektivischen Ansicht.
Der Rohrabschnitt 30 wird bei dem Gießen des Lenkers 20 von dem Gussmaterial, hier Aluminiumguss, umflossen. Nach Abkühlen der Gussmasse ist der Rohrabschnitt 30 in den Lenker 20 eingeformt bzw. an den Lenker 20 angeformt.
Der Rohrabschnitt 30 weist acht bezüglich seiner Längsachse axial verlaufende Sicken 31, eine in Umfangsrichtung verlaufende Sicke 32 auf. An diesen Elementen 31, 32 kann Gussmaterial angeformt werden, wodurch eine feste, nicht zerstörungsfrei lösbare, Verbindung zwischen Rohrabschnitt 30 als Querstrebenansatzelement und dem Lenker 20 realisiert ist bzw. wird.
Außerdem sind aus dem Umfang des Rohrabschnitts 30 wenigstens zwei (nicht dargestellte) Durchbrüche ausgenommen. In diese Durchbrüche kann Gussmaterial eingeformt werden, wodurch eine feste, nicht zerstörungsfrei lösbare, Verbindung zwischen dem Rohrabschnitt 30 als Querstrebenansatzelement und dem Lenker 20 realisiert ist bzw. wird.
10 und 11 zeigen einen Ausschnitt einer Verbundlenkerachse 10 mit dem Lenker 20 mit dem Rohrabschnitt 30 aus 9 in einer perspektivischen Ansicht und einer seitlichen Schnittansicht. Der Rohrabschnitt 30 weist in dieser Ausführung einen Außendurchmesser auf, welcher vor Herstellung der Verbindung 15 kleiner ist als ein Innendurchmesser des Lenkeransatzelements 50.
Zur Herstellung der Verbindung 15 wird die Querstrebe 40 mit dem Lenkeransatzelement 50 auf den Rohrabschnitt 30 aufgeschoben. Die radial innere Oberfläche des Lenkeransatzelements 50 wird mittels EMPT-Kaltumformung an die Sicken 31, 32 des Querstrebenansatzelements 30 angeformt, sodass nach der Herstellung der Verbindung 15 Lenker 20 und Querstrebe 40 um die und entlang der Längsachse L der Querstrebe 40 formschlüssig, zusätzlich oder alternativ reibschlüssig, miteinander verbunden sind.

Obwohl in der vorhergehenden Beschreibung exemplarische Ausführungen erläutert wurden, sei darauf hingewiesen, dass eine Vielzahl von Abwandlungen möglich ist. Außerdem sei darauf hingewiesen, dass es sich bei den exemplarischen Ausführungen lediglich um Beispiele handelt, die den Schutzbereich, die Anwendungen und den Aufbau in keiner Weise einschränken sollen. Vielmehr wird dem Fachmann durch die vorausgehende Beschreibung ein Leitfaden für die Umsetzung von mindestens einer exemplarischen Ausführung gegeben, wobei diverse Änderungen, insbesondere in Hinblick auf die Funktion und Anordnung der beschriebenen Bestandteile, vorgenommen werden können, ohne den Schutzbereich zu verlassen, wie er sich aus den Ansprüchen und diesen äquivalenten Merkmalskombinationen ergibt. Bezugszeichenliste

10	Verbundlenkerachse
11	Wattgestänge
15	Verbindung zwischen Lenker und Querstrebe
20	Lenker
21	Karosserieaufnahme
22	Radanbindung
23	Federaufnahme
30	Querstrebenansatzelement
31	axial verlaufende Sicke
32	In Umfangsrichtung verlaufende Sicke
36	Verstärkungsrippe
40	Querstrebe
50	Lenkeransatzelement
51	axial verlaufende Sicke
52	In Umfangsrichtung verlaufende Sicke
60	Verbindungsstück
L	Längsachse der Querstrebe

Claims

Hinterachse (10), insbesondere Verbundlenkerachse, für ein Kraftfahrzeug, aufweisend wenigstens einen Lenker (20) und wenigstens eine Querstrebe (40), wobei der Lenker (20) ein Querstrebenansatzelement (30) aufweist, und wobei die Querstrebe (40) ein Lenkeransatzelement (50) aufweist, und wobei die Hinterachse (10) gemäß einem Verfahren nach Anspruch 10 oder einem der darauffolgenden Ansprüche herstellbar ist, und wobei dieses Querstrebenansatzelement (30) und dieses Lenkeransatzelement (50) miteinander, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig, verbunden sind, und wobei diese Verbindung (15) zwischen dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, insbesondere mittels EMPT, hergestellt ist.
Hinterachse (10) gemäß Anspruch 1, wobei dieses Querstrebenansatzelement (30) und/oder dieses Lenkeransatzelement (50) bezüglich der Längsachse (L) der Querstrebe (40) jeweils wenigstens eine sich in Umfangsrichtung und wenigstens eine Vertiefung (31, 32; 51, 52), insbesondere Sicke, und/oder wenigstens eine Erhöhung, insbesondere Steg, aufweisen, und wobei eines von diesem Querstrebenansatzelement (30) und von diesem Lenkeransatzelement (50) derart verformt ist, dass es, zumindest teilweise, formschlüssig mit den Vertiefungen (31, 32; 51, 52) und/oder Erhöhungen des anderen von diesem Querstrebenansatzelement (30) und von diesem Lenkeransatzelement (50) zusammenwirkt, und wobei diese Verformung insbesondere mittels Kaltumformung durch zeitlich variable elektromagnetische Felder hergestellt ist.
Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindung (15) zwischen dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) stoffschlüssig, insbesondere mittels einer Kaltschweißverbindung, hergestellt ist.
Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Querstrebenansatzelement (30) des Lenkers (20) aus einem Gussmaterial, insbesondere aus Kunststoff und/oder aus einer Aluminiumlegierung, ausgebildet ist, und wobei das Lenkeransatzelement (50) aus dem Material der Querstrebe (40), insbesondere aus einer Stahllegierung, ausgebildet ist.
Hinterachse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei das, insbesondere als Rohrelement ausgebildete, Querstrebenansatzelement (30) ein anderes Material, insbesondere eine Stahllegierung, aufweist als der Lenker (20) und/oder mit diesem einstückig verbunden hergestellt ist.
Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Verbindung (15) zwischen dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) mittelbar über ein Verbindungsstück (60), insbesondere aus einem metallischen Werkstoff wie einer Aluminium- und/oder Stahllegierung, hergestellt ist.
Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) bezüglich der Längsachse (L) der Querstrebe (40) in einem axialen Bereich überlappend verbunden sind.
Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche, wobei das Querstrebenansatzelement (30) des Lenkers, insbesondere im bezüglich einer Längsachse (L) der Querstrebe (40) axialen Bereich der Verbindung (L) mit der Querstrebe (40), wenigstens ein radial verlaufendes Verstärkungselement (36), insbesondere eine Verstärkungsrippe, aufweist.
Kraftfahrzeug mit einer Hinterachse (10) gemäß einem der vorherigen Ansprüche.
Verfahren zur Herstellung einer Hinterachse (10) gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8, für ein Kraftfahrzeug, wobei – das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) miteinander, insbesondere form- und/oder stoffschlüssig, verbunden werden, und wobei – diese Verbindung (15) zwischen dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) mittels zeitlich variabler elektromagnetischer Felder, insbesondere mittels EMPT, hergestellt wird.
Verfahren gemäß dem vorherigen Anspruch, wobei wenigstens eines von dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) mittels Kaltumformung durch zeitlich variable elektromagnetischer Felder umgeformt wird, insbesondere zur Verbindung (15) von diesem Querstrebenansatzelement (30) und diesem Lenkeransatzelement (50) und/oder zum Einbringen von bezüglich der Längsachse (L) der Querstrebe (40) umfänglichen Sicken (32; 52) und/oder axialen Sicken (31; 51) in dieses Querstrebenansatzelement (30) und/oder dieses Lenkeransatzelement (50).
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, wobei das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) mittels eines Kaltschweißverfahrens, insbesondere mittels EMPT-Schweißen, verbunden werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, wobei – das Querstrebenansatzelement (30) ein anderes Material aufweist als der Lenker (20) und/oder in diesen eingegossen wird.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, wobei – ein Verbindungsstück (60), insbesondere radial außen, an dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) angeordnet wird, und wobei – dieses Verbindungsstück (60) derart mit dem Querstrebenansatzelement (30) und mit dem Lenkeransatzelement (50) verbunden wird, dass das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) dadurch mittelbar über das Verbindungsstück (60), verbunden werden.
Verfahren gemäß Anspruch 10 oder einem der nachfolgenden Ansprüche, wobei – das eine von dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50) einen Außendurchmesser aufweist, welcher kleiner ist, als der Innendurchmesser des anderen von dem Querstrebenansatzelement (30) und dem Lenkeransatzelement (50), und wobei – das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) bezüglich der Längsachse (L) der Querstrebe (40) axial ineinander geschoben werden, und wobei – das Querstrebenansatzelement (30) und das Lenkeransatzelement (50) in dieser Position miteinander verbunden werden.