DE19961678A1

DE19961678A1 - Achsschwinge für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE19961678A1
Application number: DE1999161678
Authority: DE
Inventors: Franz Trubert; Ernst Lindtner
Original assignee: Magna IHV Gesellschaft fur Innenhochdruck Verfahren mbH
Current assignee: Magna IHV Gesellschaft fur Innenhochdruck Verfahren mbH
Priority date: 1999-12-21
Filing date: 1999-12-21
Publication date: 2001-06-28
Also published as: SE0004683L; SE519144C2; SE0004683D0

Abstract

Eine Achsschwinge für ein Kraftfahrzeug ist in Schwenklagern (2, 3) angelenkt und mit einem Radträger (5) verbunden, wobei ein im Innenhochdurckformverfahren hergestellter Hohlkörper (6) mit einem Schwenkkopf (10) in der Schwenkachse (4) der Schwenklager vorgesehen ist. Um den Fertigungsaufwand zu verringern und das dynamische Verhalten zu verbessern, formt der Hohlkörper (6) an dem dem Schwenkkopf (10) zugewandten Ende einen Bogen (14), der zusammen mit einem Becherteil (7) den Schwenkkopf (10) bildet, und ist der Becherteil (7) entlang der Verschneidungslinie (16) seines Mantels (8) mit dem Bogen (14) des Hohlkörpers verschweißt. Der Becherteil (7) kann einstückig durch Kaltfließpressen hergestellt sein.

Description

Die Erfindung handelt von einer Achsschwinge für ein Kraftfahrzeug, die einerseits in einem Schwenklager am Kraftfahrzeug angelenkt und anderer seits mit einem Radträger verbunden ist, wobei zwischen Schwenklager und Radträger ein im Innenhochdruckformverfahren (im folgenden: IHV) hergestellter Hohlkörper mit einem Schwenkkopf am dem Schwenklager zugewandten Ende vorgesehen ist, und der Schwenkkopf in der Achse des Schwenklagers liegt. Solche Achsschwingen umgreifen bei fortschrittlichen Radaufhängungen andere Fahrwerksteile, weshalb sie eine gekrümmte Ge stalt annehmen, etwa in Form eines in die Breite gezogenen U. Dadurch werden sie auch auf Torsion beansprucht.

Eine derartige Achsschwinge ist aus dem DE-GM 29 70 4863 bekannt. Bei dieser ist der Schwenkkopf ein Hohlkörper mit einer Ausstülpung, auf die ein weiterer Hohlkörper aufgesteckt und angeschweisst ist, und wobei die beiden Hohlkörper im IHV hergestellt sind. Abgesehen von dem höheren Fertigungsaufwand (zwei aufwendige IHV-Formen, davon eine mit Aus stülpung) hat diese bekannte Achsschwinge die folgenden Nachteile: Die Schweissung an der höchstbelasteten Stelle ist an sich schon ungünstig, be sonders ungünstig wegen des dort durch die Torsionsbeanspruchung herr schenden mehrachsigen Spannungszustandes. Die Eigendämpfung ist ver besserungsfähig.

Weiterhin bedingt die Ausstülpung für das Aufstecken stellenweise eine Ver doppelung der Wandstärke, wodurch die Schwinge schwerer wird. Darunter aber leidet ihr dynamisches Verhalten, weil größere Masse eine tiefere Ei genfrequenz bedeutet, sowohl bei der Bewegung um die Schwenkachse, als auch bei körperschallemittierendem Schwingen.

Es ist daher Ziel der Erfindung, eine gattungsgemäße Achsschwinge hin sichtlich Fertigungsaufwand und dynamischem Verhalten zu verbessern.

Erfindungsgemäß wird das dadurch erreicht, dass der Hohlkörper an dem dem Schwenklager zugewandten Ende einen Bogen formt, der zusammen mit einem Becherteil den Schwenkkopf bildet, wobei der Becherteil aus einem Mantel und einem Boden besteht, und dass der Becher entlang der Verschneidungslinie seines Mantels mit dem entlang der Verschneidungsli nie nicht durchbrochenen Bogen des Hohlkörpers verschweisst ist.

Zunächst muß nur ein einziger Teil im IHV hergestellt werden, was die Herstellungskosten senkt, zumal keine Ausbeulung nötig ist. Weil dieser geschlossene Hohlteil auch den Bogen bildet, gibt es keine durch Material unterbrechung oder Schweissung bedingten schwachen Stellen. Der Hohl teil kann, auch durch mit dem IHV leicht herstellbaren veränderlichen Querschnitt den Belastungen ideal angepasst werden. Allein dadurch wird er schon leichter, dazu kommt noch der Wegfall der Dopplung an der Schweissstelle.

Es konnte gemessen werden, dass die Eigendämpfung und das Schwin gungsverhalten eines erfindungsgemäßen Schwingarmes besser ist als nach dem Stand der Technik. Bei Fahrversuchen sanken die Geräuschwerte im Fahrzeuginneren in dem Frequenzbereich zwischen 40 und 100 Hertz um 3 dBA. Bei Traktionsversuchen auf gewellter Fahrbahn wurden ebenfalls bessere Werte erzielt.

Der Querschnitt des Becherteiles aber kann kreisförmig sein, sein Mantel wird entlang der Verschneidungslinie abgeschnitten. Dadurch, dass der Bo gen des Hohlkörpers nicht entlang der Verschneidungslinie aufgeschnitten ist, ist er dort auch nicht geschwächt, er bildet eine versteifende Querwand. Die Schweissung schließlich ist an einer Stelle, an der die Belastung gerin ger ist und keine Torsionskräfte mehr wirken.

In Weiterbildung der Erfindung ist der Hohlkörper an dem dem Schwenk lager zugewandten Ende des Bogens mit einem Endstück verschweisst, und weisen der Boden des Becherteiles und das Endstück in der Achse des Schwenklagers liegende Zapfen auf (Anspruch 2). So sind an Stellen ge ringster Beanspruchung und sauber zentriert die Anschlussteile in der Schwenkachse angeschweisst. Gleichzeitig verstärken sie in der Art eines Schotts den Querschnitt des Hohlkörpers und verschließen ihn hermetisch. Entsprechende Vorteile werden erzielt, wenn der Hohlkörper an seinem dem Schwenklager abgewandten Ende eine Biegung bildet, an welches Ende ein Anschlussstück angeschweisst ist (Anspruch 4). Die Zapfen im Boden des Becherteiles und im Endstück können Gewindebohrungen aufweisen, (An spruch 7). Diese können Bolzen aufnehmen, mit denen die Achsschwinge in den Schwenklagern fixiert ist.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist der Becherteil einstückig durch Kaltfließpressen hergestellt (Anspruch 3). Mantel und Boden werden so einfach und billig in einem Arbeitsgang gepresst, was eine belastungsge mäße Formgebung ermöglicht. Die Verfestigung beim Kaltfließpressen er laubt die Verwendung eines problemlos schweissbaren Stahles. Mit Vorteil wird ein feinkorngeglühter Kohlenstoffstahl verwendet (Anspruch 5).

In einer verfeinerten Ausführungsform ist der Querschnitt des Hohlteiles in seiner mittleren Region im wesentlichen kreisförmig und in der Region des Bogens abgeflacht (Anspruch 6). Der Kreisquerschnitt in der Region höch sten Drehmomentes und der abgeflachte Querschnitt dort, wo das Biege moment am größten ist, entsprechen einer optimalen Werkstoffausnutzung.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles be schrieben und erläutert. Es stellen dar:

Fig. 1 Eine Draufsicht,

Fig. 2 Eine Ansicht nach II in Fig. 1,

Fig. 3 Einen Schnitt nach III-III in Fig. 1.

In Fig. 1 und Fig. 2 ist eine Achsschwinge summarisch mit 1 bezeichnet. Sie ist einerseits in Schwenklagern 2, 3 am nicht dargestellten Kraftfahrzeug angelenkt, wobei den beiden Schwenklagern 2, 3 gemeinsame Schwenk achse mit 4 bezeichnet ist. Am anderen, äusseren Ende der Achsschwinge 1 ist ein nur angedeuteter Radträger 5 befestigt.

Die Achsschwinge 1 besteht aus einem im Innenhochdruckverfahren (IHV) gefertigten Hohlkörper 6 und einem Becherteil 7, der seinerseits aus einem Mantel 8 und einem Boden 9 besteht. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist er einstückig in einem Kaltfließpressverfahren hergestellt und besteht aus einem einfachen feinkorngeglühten Kohlenstoffstahl. Dieser Becherteil 7 bildet gemeinsam mit einem Teil des Hohlkörpers 6, mit dem er ver schweisst ist, einen Schwenkkopf 10.

Der Hohlkörper 6 selbst hat beispielsweise die Gestalt eines in die Breite gezogenen U und hat vorzugweise einen über seinen Längenverlauf variab len Querschnitt. In der gezeigten Form ist der Querschnitt in der mittleren Region 13, wo die grösste Torsionsbelastung auftritt, kreisförmig, in dem in Richtung auf diesem Schwenklager 2, 3 daran anschließenden Bogen 14, wo Biegemoment am grössten ist, einen abgeflachten Querschnitt und in der auf der anderen Seite, zum Radträger 5 führenden Biegung 15 auch wieder einen abgeflachten Querschnitt. Der Bogen 14 schneidet den Be cherteil 7 längs einer Verschneidungslinie 16, längs der auf die Schweiß naht 17 (siehe Fig. 3), verläuft. Entlang der Verschneidungslinie 16 ist der Mantel 8 des Becherteiles 7 abgeschnitten, der Bogen 14 jedoch nicht. So verstärkt der Hohlkörper 6 die Steifigkeit des Schwenkkopfes 10. Für den nicht dargestellten Fall einer materialisierten und durchgesteckten Achse könnte für diese auch eine Durchbrechung vorgesehen sein, solange sie nir gends die Verschneidungslinie 16 erreicht.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt durch der Schwenkkopf 10. Entsprechend ist vom Hohlkörper 6 nur der Bogen 14 zu sehen, der mit dem Becherteil 7 verschweisst ist. Das Ende des Hohlkörpers 6 ist mit einem Endstück 20 verschweisst, welches einen ersten Zapfen 21 bildet, der im Schwenklager 3 steckt. Der Becherteil 7 weist einen zweiten Zapfen 22 auf, der im Schwenklager 2 steckt. Beide Zapfen 21, 22 besitzen eine konzentrische Bohrung in die nicht dargestellte Bolzen zur Festlegung der Achsschwinge in den Schwen klagern 2, 3 eingeschraubt werden können. Am anderen Ende des Hohlkör pers 6, anschließend an die Biegung 15 ist ein Anschlußstück 25 ange schweisst, zur Verbindung mit dem Radträger 5.

Claims

1. Achsschwinge für ein Kraftfahrzeug, die einerseits in Schwenklagern (2, 3) am Kraftfahrzeug angelenkt und andererseits mit einem Radträger (5) verbunden ist, wobei zwischen Schwenklager und Radträger ein im Innen hochdruckformverfahren hergestellten Hohlkörper (6) mit einem Schwenk kopf (10) am dem Schwenklager zugewandten Ende vorgesehen ist, und der Schwenkkopf in der Schwenkachse (4) der Schwenklager liegt, dadurch gekennzeichnet, dass

a) der Hohlkörper (6) an dem dem Schwenkkopf (10) zugewandten Ende einen Bogen (14) formt, der zusammen mit einem Becherteil (7) den Schwenkkopf (10) bildet, wobei der Becherteil aus einem Mantel (8) und einem Boden (9) besteht,
b) und dass der Becherteil (7) entlang der Verschneidungslinie (16) seines Mantels (8) mit dem entlang der Verschneidungslinie nicht durchbro chenen Bogen (14) des Hohlkörpers verschweisst ist,

2. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) an dem dem Schwenkkopf (10) zugewandten Ende des Bo gens mit einem Endstück (20) verschweisst ist, und dass der Boden (9) des Becherteiles (7) und das Endstück (20) Zapfen (21, 22) aufweisen, die in der Achse (4) der Schwenklager liegen.

3. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Becherteil (7) einstückig durch Kaltfließpressen hergestellt ist.

4. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (6) an seinem den Schwenklagern (2, 3) abgewandten Ende eine Biegung (15) bildet, an welches Ende ein Anschlussstück (25) ange schweisst ist.

5. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Becherteil (7) aus einem feinkorngeglühten Kohlenstoffstahl besteht.

6. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Querschnitt des Hohlteiles (6) in seiner mittleren Region (13) im wesentli chen kreisförmig und in der Region des Bogens (14) abgeflacht ist.

7. Achsschwinge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zapfen (21, 22) am Boden (9) des Becherteiles (7) und am Endstück (20) koaxiale Gewindebohrungen (23, 24) aufweisen.