DE2030086A1 - Heavy vehicle rear axle mountings - cold forged and water quenched - Google Patents

Abstract

Heavy vehicle driving axle housings are normally hot forged in two pieces which are then welded together and finally oil hardened and tempered. By using a cold forging technique, the completed housing, welded up from two parts in the same way, can then be heated by high frequency induction heating and water quenched, to give a harder material with less cost and smaller metal losses in processing. A low-carbon, low-alloy steel can have a final yield point between 50 and 80 kp/mm2, and a tensile strength between 80 and 108 kp/mm2.

Description

FERTIGUNGSVEREAHRIEN FÜR ACHSGEHAUSE VON KRAFTWAGEN TREIBACHSEN Vorliegende erfindung bezieht sich auf das Gebiet des Maschinenbaus, insbesondere auf Fertigungsverfahren für Ache häuse von für Treibachsen> vo.rzugsweise für Lastkraftwagen. MANUFACTURING PROCESSES FOR THE AXLE HOUSING OF MOTOR VEHICLES DRIVING AXLES Present Invention relates to the field of mechanical engineering, in particular to manufacturing processes for axle housings for driving axles> preferably for trucks.

Allgemein bekannt sind Fertigungsverfahren für Achsgehn von Kraftwagentreibachsen, bei denen Stahlblechrchlinge. im Gesenk gepreßt und dann paarweise durch Schweißen miteinander verbunden werden. Ifiernach wird das Achsgehäuse einer Wärmebehandlung unterzogen. Generally known are manufacturing processes for axles of motor vehicle drive axles, where sheet steel nozzles. die-pressed and then welded in pairs be connected to each other. The axle housing then undergoes a heat treatment subjected.

Bei den bekannten Fertigungsverfahren für Achsgehäuse von LKW-Treibachsen werden die Stahlblechrohlinge warmgepreßt. Hierbei werden gewohnlich Blechrohlinge aus Ronstruktionsstahl mit durchschnittlichem Kohlenstoffgehalt verwandt. Nach dem Fertigen der Rohlinge werden diese abgekühlt und paarweise durch Schweinen miteinander zu einem Achsgehäuse verbunden, welches ganz in O1 gehärtet und dann bei hohen Temperaturen angelassen wird. In the known manufacturing processes for axle housings of truck driving axles the sheet steel blanks are hot-pressed. Sheet metal blanks are usually used here made of structural steel with an average carbon content. After this Manufacture of the blanks, these are cooled and paired with each other by pigs connected to an axle housing, which is completely hardened in O1 and then at high temperatures is left on.

Diese Verfahren besitzen Jedoch Nachteile, die in folgenden bestehen: Das Waruipressen von Stahlbiechrohlingen und darauffolgende Abkühlen derselben erfordern langwährende technologische Arbeitsfolge bei der Achsgehäusefertigung und haben eine entsprechend niedrige Arbeitsproduktivität bei schweren Arbeitsbt,dingungen zur Folge. Außerdem rufen sie bedeutenden Metallverlust durch Abbrand und Verzerren der Rohlingsabmessungen beim Abkühlen hervor. Auch erfordern sie zusätzliche Produktionsflächen für die Heiz- und ühleinnchtungen. However, these methods have disadvantages which are as follows: The Warui pressing of steel sheet blanks and subsequent cooling of the same require long-term technological work sequence in the axle housing production and have a correspondingly low labor productivity in heavy working conditions to the Episode. They also cause significant metal loss through burn-off and warping the blank dimensions during cooling. They also require additional production areas for the heating and cooling units.

härten in Öl und Anlassen auf hohe Temperaturen machen kostspielige und energieintensive Heizeinrichtungen-erforderlich. Hardening in oil and tempering at high temperatures make it costly and energy-intensive heating equipment-required.

Es ist das Ziel der vorliegenden rfindwig, die erwähnten Nachteile zu beseitigen. It is the aim of the present invention to address the disadvantages mentioned to eliminate.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein einfaches und hochleistungsfähiges Fertigungsverfahren für Acksgehäuse e von Kraftwagentreibachsen, insbesondere für Lastwraftwagen, zu entwickeln, welches es gestattet, die Quall der gefertigten Achsgehäuse trotz kürzerer technologischer beitsfolge bei deren Fertigung zu erhöhen, die Arbeitsbedig o gen zu verbessern, mit bedeutend geringeren Produktionsflae@ auszukommen sowie den Metall- und Energieverbrauch zu verminderen. The present invention is based on the object of a simple and high-performance manufacturing process for rear housings of motor vehicle drive axles, especially for trucks, which will allow the Quall of the manufactured axle housings despite the shorter technological sequence in their To increase production, to improve labor conditions, with significantly lower ones Production area @ and to reduce metal and energy consumption.

kiese aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Sertigungsverfahren für Achsgehäuse von Kraftwagentreibachsen, beispielsweise für Lastkraftwagen, erfindungsgemäß die Blechrohlinge kaltgepreßt werden und bei der wärmebehandlung das Achsgehause mittels Hochfrequenzströmen (HFS) durchgewärmt und dann schroff in Wasser abgekühlt wird. This task is solved by the fact that the production process for Axle housing of motor vehicle drive axles, for example for trucks, according to the invention the sheet metal blanks are cold-pressed and the axle housing during the heat treatment warmed through by means of high frequency currents (HFS) and then abruptly cooled in water will.

Zweckmäßigerweise wird für die Blechronlinge Stahl mit einer Streckgrenze von höchstens 30 kp/mm² und einer Zugfestigkeit von mindestens 45 kp/mm2 verwendet. Appropriately, steel with a yield point is used for the sheet metal parts of a maximum of 30 kp / mm² and a tensile strength of at least 45 kp / mm2.

Es ist tuaschenswert, fur die BlechrohlLnge nLedriglegierten und niedriggekohlten ßtahl zu verwenden. It is practical to use leather-alloy and leather-alloyed sheet metal blanks to use low carbon steel.

Zweckmaßigerweise wird bei der Wärmebebandlung des Achsgehäuse an seinen höchstbesnsprachten Stellen mittels HFS durchgewSrmt. Appropriately, during the heat treatment of the axle housing his most talked about places by means of HFS.

Es ist wünschenswert, bei der Wärmabehandlung das Achagehäuse mittels HFS ohne darauffolgendes Anlassen durchzuwärmen. It is desirable to use the heat treatment of the Achagehäusen Warming up the HFS without subsequent tempering.

Das erfindungsgenäße Fertigungsveffahren für Achsgehäuse von Kraftwagentreibachsen wird anhand eines Belspiels eine für die Fertigung eines Achsgehäuses für LKW-Treibachse beschrieben. The manufacturing process according to the invention for axle housings of motor vehicle drive axles is based on a game for the production of an axle housing for truck driving axles described.

Die Stshlbiechrohlinge werden erfindungsgemsß kaltgepreßt. Danach werden die so gefertigten Rohlinge durch eine Schweißen pasrweise zu einem Achsgehäuse für LKW-Hinterachse verbunden. Weiterhin wird das gefertigte Achsgehäuse einer Wärmebehandlung unterzogen, die aus Durchwärmen mittels Hochfrequenzströmen /HFS/ und schroffem Abkühlen in Wasser besteht. Hierauf folgt die endgültige Bearbeitung des ge -Schweißten und wärmebehandelten Achsgehäuses. The steel sheet blanks are cold-pressed in accordance with the invention. Thereafter the blanks manufactured in this way are welded to form an axle housing connected for truck rear axle. Furthermore, the manufactured axle housing undergoes a heat treatment subjected to that from warming up by means of high-frequency currents / HFS / and abrupt It consists of cooling in water. This is followed by the final processing of the welded part and heat-treated axle housing.

die Für zum Kaltpressen bestimmtenBlechrohlinge wird Stahl mit einer Streckgrenze von höchstens 35 kp/mm² und einer Zugfestigkeit von midestens 45 kp/mm2 verwendet. Am besten wird niedriglegierter und niedriggekohlter Stahl mit der erwähnten Streckgrenze und Zugrestigkeit verwandt, der nach dem Balteine pressen der Bohlinge Brinellhärte von 131... 149 Einheiten, e eine Streckgrenze von 28... 31 kp/mm² und Zugfestigkeit von 4?... 49 kp/mas besitst. For sheet metal blanks intended for cold pressing, steel is Yield strength of at most 35 kp / mm² and a tensile strength of at least 45 kp / mm2 used. Will be best low-alloy and low-carbon Steel with the aforementioned yield strength and tensile strength related to that of the Balsteine pressing the billets Brinell hardness of 131 ... 149 units, e a yield point of 28 ... 31 kp / mm² and tensile strength of 4? ... 49 kp / mas.

Das Kaltpressen der Blechrohlinge besteht aus einzelnen Arbeitsgängen, durch die den zuvor ausgeschnittenen Metallrohlingen nach und nach die bJorm der endgültigen Rohlinge (Achsgehäusehälften) erteilt wird. The cold pressing of the sheet metal blanks consists of individual operations, through the previously cut out metal blanks gradually the bJorm of final blanks (axle housing halves) is granted.

Diese Arbeitsgange bestehen gewöhnlich aus Ausstanzen des Rohlings, Biegen des Mittelteils in der Querachaenebene mit einem Hadius, der dem Radius des bogenförmigen Mittelteils der Achsgehäusehalfte nahekommt, Erzeugen eines auf der ganzen Lange fl-tormigen Rohlings mit einer Abrundung an der Ubergangs -der stelle von Achsgehäusewand zum Boden mit einem Radius, der ungefahr gleich der aaderthalbfachen Rohlingsdicke ist, und endgültigem Formgeben des Rohlings (der Achsgehäusehälfte). These operations usually consist of punching out the blank, Bending of the middle part in the plane of the transverse axis with a hadius that corresponds to the radius of the arc-shaped central part of the axle housing half comes close, generating one on the whole long, fl-shaped blank with a rounding at the transition point from the axle housing wall to the floor with a radius approximately equal to one and a half times Thickness of the blank, and the final shape of the blank (the axle housing half).

Hiernach werden die Aussparungen im Mittelteil der Achsgehausehaifte ausgeschnitten. After this, the recesses in the middle part of the axle housing are made cut out.

Weiterhin folgen die Arbeitsgänge zum Zusammenbauen und Zusammenschweißen der Achsgehäusehälften. Hierbei werden letztere paarweise zu einem Achspehäuse zusammengebaut und miteinander verschweißt. Dann wird das Achsgehäuse zur Wärmebehandlung weiterbefördert. Erfingungsgemaß werden der Wärmebehandlung die hochstbeanspruchten Stellen des Achsgehäuses, d. h. die zwischen den Federsitzen und den Übergangsstellen zum vergrößerten Achsgehause-Mittalteil für den Einbau des Differentialgetriebes der Achse liegenden Abschnitte, unterzogen. The assembly and welding operations also follow the axle housing halves. The latter are assembled in pairs to form an axle housing and welded together. Then the axle housing is transported on for heat treatment. According to the invention, the Heat treatment the most demanding Positioning the axle housing, d. H. the one between the spring seats and the transition points to the enlarged central part of the axle housing for the installation of the differential gear sections lying on the axis.

Die obenerwähnten Abschnitte werden mit Hilfe eines Solenoidinduktors erwärmt und durch schroffes Abkühlen in Wasser gehärtet. Die gehärteten Abschnitte werden hiernach -nicht angelassen. The above-mentioned sections are made with the aid of a solenoid inductor heated and hardened by abrupt cooling in water. The hardened sections are not started afterwards.

Infolge der Wärmebehandlung des Achsgehauses, das aus niedriglegiertem und niedriggekohltem Stahl mit obenerwähnten Fetigkeitseigenschaften gefertigt ist, wird an der (wassergekühlten) Außenseite eine Brinellbärte von 321... 387 Einheiten und an der Innenseite von 228... 269 Einheiten erhalten. Hierbei liegt die Streckgrenze zwischen 50 und 80 kp/mm und die Zugfestigkeit zwischen 80 und 108 kp/mm². As a result of the heat treatment of the axle housing, which is made of low-alloy and low-carbon steel is made with the above-mentioned strength properties, a Brinell beard of 321 ... 387 units appears on the (water-cooled) outside and received on the inside of 228 ... 269 units. This is where the yield point lies between 50 and 80 kp / mm and the tensile strength between 80 and 108 kp / mm².

Die erfindungsgemäße Fertigung von Achsgehäusen für Kraftwagentreibachsen, beispielsweise se fur lastkraftwagen, besitzt folgende Vorteile. The inventive production of axle housings for motor vehicle drive axles, se for trucks, for example, has the following advantages.

Das Kaltpressen von Blechrchlingen gestattet as, bedoutend die technologische Arbeitafolge beim Fertigen von Achsgehäusen abzukürzen, die Produktivität bei besseren Arbeitsbedingungen zu erhöhen, die Metallverluste durch Abbrand zu vermindern, die Qualität der gefertigten Achagebäuse zu verbessern und mit geringeren ProduktLonsflächen auszukommen, da das Erwärmen und Abkühlen der Rohlinge fortfällt. The cold pressing of sheet metal blanks allows as, depending on the technological Shorten the work sequence when manufacturing axle housings, productivity with better ones To increase working conditions, to reduce the metal losses through burn-up, the Quality of the manufactured Achagebäuses improve and with lesser Product Lons surfaces get along, since there is no heating and cooling of the blanks.

Da das Achsgebäuse bei der Wärmebehandlung mittels Hochfrequenzstrbmen durchgewärmt wird, werden kostspielige Heiz- und Härteeinrichtungen überflussig, auch das anlassen auf hohe Temperaturen fällt fort, wodurch der Energieaufwand bedeutend gesenkt; wird. Since the axle housing during the heat treatment by means of high-frequency currents is heated through, expensive heating and hardening devices become superfluous, tempering at high temperatures is also eliminated, which means that the energy expenditure is significant lowered; will.

Dank dem Härten der Achsgehäuse durch schroffes Äbkuhlen in Wasser ist es möglich, bedeutend ihre Wideratandsrahigkett während des Betriebs zu erhöhen. Thanks to the hardening of the axle housing by abrupt cooling in water it is possible to significantly increase your resistance during operation.

Claims (5)

P A T E N T A N S P R Ü C H EP A T E N T A N S P R Ü C H E 1. Fertigungsverfahren für Achsgehäusen von Kraftwagentreib achsen, beispielsweise für Lastkraftwagen, bei dem die Stahlblechrohiinge im Gesenkgepreßt und dann paarweise durch Schweinen zu einem Achsgehäuse vereinigt sowie hierauf einer Wärmebehandlung unterzogen werden, d a d u r c h g e k e n -n z e i c h n e t ,daß die Blechrohlinge kaltgepreßt werden und bei der Wärmebehandlung das Achsgehause mittels Hochfrequenströmen // durchgewärmt und dann schroff in Wasser gekehrt wird. 1. Manufacturing process for axle housings of motor vehicle driving axles, for example for trucks, in which the sheet steel blanks are die-pressed and then combined in pairs by pigs to form an axle housing and on top be subjected to a heat treatment, d u r c h e k e n z e i c h n e t that the sheet metal blanks are cold-pressed and the axle housing during the heat treatment is warmed through by means of high-frequency currents // and then swept abruptly into water. 2. Verfahren nach Anspruch i, d a d u t c h g e k e n n -z e i c h n e t , daß für die Blechrchlinge Stahl mit einer Streckgrenze von höchstens 30 kp/mm² und einer Zugfestigkeit von mindestens 45 kp/mm2 verwendet wird. 2. The method according to claim i, d a d u t c h g e k e n n -z e i c n e t that steel with a maximum yield strength of 30 kp / mm² and a tensile strength of at least 45 kp / mm2 is used. 3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t ,daß für die Blechrohlinge niedriglegierter und niedriggekohlter Stahl verwendet wird. 3. The method according to claim 1 and 2, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that low-alloy and low-carbon steel for the sheet metal blanks is used. 4. Verfahren nach Anspruch 1s.. 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t , daß das Achsgehäuse bei seiner Wärmer behandlung an seinen im betrieb hb0chstbeanspruchten Stellen mittels liFS durchgewärmt wird. 4. The method according to claim 1s .. 3, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t that the axle housing during its heat treatment on its in operation Extremely stressed areas are warmed through using liFS. 5. Verfahren nach Anspruch 1 ... 4, d a d u r o h g e -k e n n z e i c h n e t ,daß bei der Wärmebehandlung das Achsgehäuse mittels HFS ohne darauffolgendes Anlassen durchgewärmt wird. 5. The method according to claim 1 ... 4, d a d u r o h g e -k e n n z e i c h n e t that during the heat treatment the axle housing by means of HFS without subsequent Tempering is warmed through.