DE2430048C3 - Rear axle, for motor vehicles - Google Patents
Rear axle, for motor vehiclesInfo
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Description
3030th
Die Erfindung bezieht sich auf eine Hinterachse für Kraftfahrzeuge mit starren, d. h biege- und torsionssteifen Längslenkern und einer die Längslenker miteinander verbindenden biegesteifen, aber torsionsweichen Querstrebe, weiche mit den beiden Längslenkern durch Schweißen winkelsteif verbunden ist.The invention relates to a rear axle for motor vehicles with rigid, i.e. h flexural and torsional stiffness Trailing arms and a rigid, but torsionally flexible connecting the trailing arm Cross brace, which is connected to the two trailing arms by welding at a rigid angle.
Eine derartige Hinterachse ist durch die DE-OS 22 20 119 bekannt. Die Längslenker dieser bekannten Hinteraschse sind aus Rohrmaterial hergestellt und unter Zuhilfenahme je eines Knotenbleches seitlich an der Querstrebe angeschweißi. Die Querstrebe ist so bemessen, daß die an ihr maximal angreifenden Biegemomente, welche einerseits durch die auf das Flad einwirkenden Vertikalkräfte und andererseits durch die einwirkenden Seitenkräfte hervorgerufen werden, etwa gleich große Biegespannungen in der Querstrebe verursachen, so daß der Querschnitt der Querstrebe für die Festigkeit etwa gleichmäßig ausgenutzt wird. Damit ist eine günstige Malerialausnutzung gewährleistet. Insbesondere ist diese Querstrebe dabei so ausgebildet, daß der Querschnitt eine mit ihrem Steg in Fahrtrichtung weisende T-Form besit/l. Die bekannte Hinterachse stellt eine sehr leichte Konstruktion dar. bei welcher die Fahrzeugräder unabhängig voneinander ein- und ausfedern können und bei der auf einen besonderen Stabilisator in der Regel verzichtet werden kann, weil die Querstrebe bereits eine solche Stabihsatorwirkung ausübt. Von besonderem Vorteil ist bei dieser bekannten bo Hinterachse darüber hinaus, daß die Seilenführungskräfte nicht durch gesonderte Bauelemente abgefangen werden müssen, weil die Längslenker winkelfest an der Qücrstrebe angeschlossen sind,Such a rear axle is known from DE-OS 22 20 119. The trailing arms of this well-known Rear axles are made of pipe material and are attached to the side with the help of a gusset plate welded to the cross brace. The cross strut is dimensioned so that the maximum attacking it Bending moments, which on the one hand by the vertical forces acting on the Flad and on the other hand by the acting side forces are caused, approximately equal bending stresses in the cross brace cause, so that the cross-section of the cross strut is used approximately evenly for strength. In order to a favorable painterly utilization is guaranteed. In particular, this cross strut is designed in such a way that that the cross-section possesses a T-shape with its web pointing in the direction of travel. The well-known rear axle represents a very light construction. In which the vehicle wheels turn on and off independently of each other can rebound and with which a special stabilizer can usually be dispensed with, because the cross brace already has such a stabilizer effect exercises. In this known bo Rear axle, moreover, that the rope guides do not have to be intercepted by separate components because the trailing arms are fixed at the Cross braces are connected,
Es gehört zu den schwierigen Aufgaben in der Technik, biegesteife aber torsionsweiche Profile entweder miteinander öder mit steifen Profilen zu verbinden, ohne daß an den entstandenen Knoten bei Dreh' und Biegebeanspruchung unzulässig hohe Spannungsspitzen auftreten. Auch bei Hinterachsen der vorbeschriebenen Art ist die Verbindung zwischen den Längslenkern und der Querstrebe bei Verwendung von rohrförmigen Längslenkern wegen der im rohrförmigen Längslenker mehrachsig auftretenden Spannungen problematisch.It is one of the most difficult tasks in technology, either rigid but torsionally flexible profiles to be connected with each other or with stiff profiles, without the knot that arises when turning and Bending stress inadmissibly high voltage peaks occur. Even with the rear axles described above Type is the connection between the trailing arms and the cross brace when using tubular Trailing arms are problematic because of the multi-axis stresses in the tubular trailing arm.
Ausgehend von einer Hinterachse der eingangs genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diese in der Weise auszugestalten, daß sich eine spannungsarme Schweißkonstruktion ergibt, bei der solche Spannungsspitzen weitgehend vermieden werden.Based on a rear axle of the type mentioned at the outset, the object of the invention is based on designing this in such a way that a low-stress welded construction results such voltage peaks are largely avoided.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Querstrebe aus einem Winkelprofil besteht, d-.ssen — in der Längslenker-Seitenansicht gesehen — Spitze zumindest annähernd in Höhe des oberen oder des unteren Randes des Längslenkers liegt und dessen beide Schenkel schräg nach unten bzw. schräg nach oben verlaufen.This object is achieved according to the invention in that the cross strut consists of an angle profile, d-.ssen - seen in the trailing arm side view - Tip is at least approximately at the level of the upper or lower edge of the trailing arm and its both legs run obliquely downwards or obliquely upwards.
Die Verwendung eines Winkelprofils als Querstrebe ist bereits aus der DE-OS !9 62 275 bekannt.The use of an angle profile as a cross strut is already known from DE-OS! 9 62 275.
Vorzugsweise umgreifen die mit dem Längslenker verschweißten Schenkel des Winkelprofils den Längslenker zumindest teilweise. Eine solche Maßnahme ist bereits in der älteren Patentanmeldung P 24 25 740.7 vorgeschlagen worden.The legs of the angled profile that are welded to the trailing arm preferably encompass the trailing arm at least partially. Such a measure is already in the earlier patent application P 24 25 740.7 has been proposed.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung enthalten die echten Unteransprüche 3 und 4.Contain advantageous embodiments of the invention the real subclaims 3 and 4.
Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles werden die Erfindung und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung erläutert Es zeigtBased on an embodiment shown in the drawing, the invention and advantageous embodiments of the invention explained It shows
F i g. 1 die Draufsicht einer bekannten Hinterachse, wie sie im Prinzip auch bei der Erfindung verwendet wird.F i g. 1 shows the plan view of a known rear axle, as it is also used in principle in the invention will.
F ι g. 2 die Draufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Hinterachse,Fig. 2 the plan view of part of the rear axle according to the invention,
Fig. 3 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Hinterachse entlang dem Schnitt III d.-r F i g. 2 und3 shows the side view of the rear axle according to the invention along the section III d.-r F i g. 2 and
Fig. 4 einen Blick von hinten auf den in Fig. 2 dargestellten Teil der erfindungsgemaßen Hinterachse.FIG. 4 shows a view from behind of the one in FIG. 2 illustrated part of the rear axle according to the invention.
Die Hinterachse besteht im wesentlichen aus Längslenkern 1 und 2, die insbesondere aus Rohrmaterial hergestellt sind. Die Verwendung eines anderen biege- und torsionssteifen Profils ist natürlich ebenfalls möglich. Im Ausführungsbeispiel sind diese Längslenker 1 und 2 schlangenförmig gebogen, was jedoch nicht zwingend ist. An einem Ende der Längslenker 1 und 2 sind die Fahrzeugräder 6 und 7 befestigt. Ihr anderes Ende ist jeweils über Lagerungen 8 und 9 an dem nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau 10 angelenkt. Die Lagerungen 8 und 9 können insbesondere als elastische Lager ausgebildet sein. Die beiden starren Längslenker 1 und 2 sind miteinander durch eine biegesteife, aber lorsionsweichc Querstrebc 3 winkelsteif verbunden. Die Verbindung zwischen den Längslenkern I und 2 einerseits und der Querstrebe 3 andererseits erfolgt durch Schweißen. Zur Erhöhung der Winkclsteifigkeit ist zwischen den l.ängslenkern 1 und 2 und Querstrebe 3 jeweils ein Knotenblech 4 bzw. 5 angeschweißt. Die Abfederung der Räder 6 und 7 kann in der Nähe der Radachsen über Spiralfedern oder Federbeine 11 bzw. 12 erfolgen,The rear axle consists essentially of trailing arms 1 and 2, in particular made of pipe material are made. The use of a different bending and torsion-resistant profile is of course also possible possible. In the exemplary embodiment, these trailing arms 1 and 2 are curved in a serpentine manner, but this is not the case is imperative. At one end of the trailing arms 1 and 2, the vehicle wheels 6 and 7 are attached. Your other Each end is articulated to the vehicle body 10, not shown in detail, via bearings 8 and 9. the Bearings 8 and 9 can in particular be designed as elastic bearings. The two rigid trailing arms 1 and 2 are connected to one another by a rigid, but torsionally flexible cross member 3 in an angularly rigid manner. the Connection between the trailing arms I and 2 on the one hand and the cross strut 3 on the other hand takes place by welding. To increase the angular rigidity, there is a space between the longitudinal links 1 and 2 and the cross brace 3 one gusset plate 4 or 5 welded on. The suspension of wheels 6 and 7 can be close to the Wheel axles are made via spiral springs or struts 11 or 12,
Die in Fig. 1 dargestellte Hinterachse ermöglicht eine leichte Konstruktion mit unabhängiger Radaufhängung, wobei hinzukommt, daß die Seitenführungskräfte nicht durch gesonderte Bauelemente abgefangen werden müssen, weil die starren Längslenker 1 Und 2The rear axle shown in Fig. 1 enables a lightweight construction with independent wheel suspension, in addition, the cornering forces are not intercepted by separate components have to be because the rigid trailing arms 1 and 2
winkelfest an der biegesteifen Querstrebe 3 angeschlossen sind. Dabei wirkt die Querstrebe 3 sdbst als Stabilisator. Diese leichte und platzsparende Hinterachse ist einfach und günstig in der Herstellung. Sie gewährleistet trotz ihres einfachen Aufbaus hervorragende Fahreigenschaften des Kraftfahrzeuges.connected at an angle to the rigid cross brace 3 are. The cross strut 3 itself acts as a stabilizer. This light and space-saving rear axle is easy and inexpensive to manufacture. Despite its simple structure, it guarantees excellent results Driving characteristics of the motor vehicle.
Aus den Fig.2, 3 und 4 sind die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Hinterachsausführung zu erkennen. Die Längslenker 1 und 2 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel wieder aus rohrförmigen Profilen und sind schlangenförmig ausgebildet. Die Querstrebe 3 besteht erfindungsgemäß aus einem Winkelprofil, dessen Spitze 3a zumindest annähernd in Höhe des oberen Randes des Längslenker 2 liegt und dessen beide Schenkel 3b und 3c schräg nach unten verlaufen. In F i g. 3 ist die räumliche Anordnung des Winkelprofils gut zu erkennen. Die mit dem Längslenker 2 verschweißten Schenkel 36 und 3c des Winkelprofils sind im Ausführungsbeispiel so ausgebildet, daß sie den Längslenker 2 umgreifen. Dies ist insbesondere aus den F i g. 2 und 4 zu erkennen Durch das erfindungsgemäße verwendete Winkelprofil und durch dessen errndungsgemäße räumliche Anordnung stoßen die beiden Schenkel 3Z< und 3c der Querstrebe 3 schräg an den rohrförmigen Längslenker 2 an. Die beiden Schenkel des Winkelprofils umfassen den Längslenker 2 somit schräg, so daß sich eine relativ lange Schweißnaht ergibt. Dadurch werden Spannungsspitzen in der Schweißverbindung weitgehend vermieden. Das Winkelprofil 3 ist einteilig ausgeführt und direkt an den rohrförmigen Längslenker 2 angeschweißt. Die Enden des Winkelprofils greifen dabei auf einer längeren Strecke in Bereichen des Längslenkers 2 an. die weitgehend verformungssteif sind. Um die Winkelsteifigkeit zwischen Längslenker 2 und Querstrebe 3 zu erhöhen, ohne dabei das Gewicht der Querstrebe 3 erhöhen zu müssen, ist zwischen Längslenker 2 und Querstrebe 3 ein Knotenblech 4 angeschweißt. Dieses Knotenblech 4 ist einerseits an der Spitze 3a des Winkelprofil·. 3 und andererseits auf dem oberen Rand des Längslenkers 2 angeschweißt. Die beiden Schenkel 3b und 3cdes als Querstrebe 3 dienenden Winkelprofils bilden im Ausführungsbeispiel einen Winkel, der kleiner als 90" ist. Dies ist nicht zwingend. Durch entsprechende Wahl der Größe dieses Winkel kann, bei gleichbleibender Schenkdlänge der beiden Schenkel des Winkelprofils, die Größe der Widerstandsmomente der Querstrebe 3 beeinflußt werden. Eine Vergrößerung dieses Winkels führt zu einer Vergrößerung des Widerstandsmomentes der Querstrt.be 3 in der Ebene der Längslenker 1 und 2 und zu einer Verkleinerung des Widerstandsmomentes senkrecht zu den Längslenkern 1 und 2. Eine Verkleinerung des Winkels hat die Umkehrung dieser Verhältnisse zur Folge. Eine Vergrößerung des Winkels ergibt darüber hinaus in der Projektion längere Schenkel und somit auch längere Schweißnähte, .<> daß die Festigkeit der Vcbindung Querstrebe/Längslenker erhöht wird.The details of the rear axle design according to the invention can be seen from FIGS. The trailing arms 1 and 2 in this embodiment again consist of tubular profiles and are serpentine. According to the invention, the cross strut 3 consists of an angular profile, the tip 3a of which is at least approximately level with the upper edge of the trailing arm 2 and the two legs 3b and 3c of which run obliquely downward. In Fig. 3 the spatial arrangement of the angle profile can be seen clearly. The legs 36 and 3c of the angle profile, which are welded to the trailing arm 2, are designed in the exemplary embodiment in such a way that they encompass the trailing arm 2. This is particularly evident from FIGS. To recognize 2 and 4 used by the inventive angle profile and by which he r ndungsgemäße spatial arrangement of the two legs 3Z <3c and the cross-member 3 abut obliquely on to the tubular longitudinal control arm. 2 The two legs of the angle profile thus enclose the trailing arm 2 at an angle, so that a relatively long weld seam results. This largely avoids voltage peaks in the welded joint. The angle profile 3 is made in one piece and is welded directly to the tubular trailing arm 2. The ends of the angle profile act on a longer distance in areas of the trailing arm 2. which are largely resistant to deformation. In order to increase the angular rigidity between the trailing arm 2 and the cross strut 3 without having to increase the weight of the cross strut 3, a gusset plate 4 is welded between the trailing arm 2 and the cross strut 3. This gusset plate 4 is on the one hand at the tip 3a of the angle profile ·. 3 and on the other hand welded to the upper edge of the trailing arm 2. In the exemplary embodiment, the two legs 3b and 3c of the angle profile serving as cross strut 3 form an angle that is smaller than 90 ". This is not mandatory Affected moments of resistance of the cross strut 3. An increase in this angle leads to an increase in the moment of resistance of the Querstrt.be 3 in the plane of the trailing arms 1 and 2 and to a reduction in the moment of resistance perpendicular to the trailing arms 1 and 2. A reduction in the angle has the The consequence of this is the reversal of these relationships: an increase in the angle also results in longer legs in the projection and thus also longer weld seams, so that the strength of the cross brace / trailing arm connection is increased.
Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig. 2 —4 liegtIn the embodiment according to FIGS. 2-4
die Spitze 3a des Winkelprofils 3 etwa in der Höhe des oberen Randes des Längslenkers 2. Es ist jedoch auch möglich, das Winkelprofil 3 um 180° zu drehen und so anzuordnen, daß diese Spitze zumindest annähernd in Höhe des unteren Randes des Längslenkers 2 zu liegen kommt. In diesem Falle verlaufen die beiden Schenkel 3b und 3cdes Winkelprofils natürlich schräg nach oben. Im Ausführungsbeispiel gemäß den Fig.2—4 umschließen die beiden Schenkel 3b und 3c den Längslenker 2. In diesem Falle ist es beim Zusammenbau der Hinterachse erforderlich, daß die Längslenker 2 durch die Aussparungen der Querstrebe 3 hindurchgeschoben werden und anschließend mit dem Winkelprofil verschweißt werden.the tip 3a of the angle profile 3 approximately at the level of the upper edge of the trailing arm 2. However, it is also possible to rotate the angle profile 3 by 180 ° and arrange it so that this tip is at least approximately level with the lower edge of the trailing arm 2 comes. In this case, the two legs 3b and 3c of the angle profile naturally run obliquely upwards. In the embodiment according to FIGS. 2-4, the two legs 3b and 3c enclose the trailing arm 2. In this case, when assembling the rear axle, the trailing arm 2 must be pushed through the recesses in the cross strut 3 and then welded to the angle profile .
Dadurch, daß das Winkelprofil die Längslenker :l und 2 umschließt, ergibt sich eine sehr tragfähige Verbindung dieser Teile. Grundsätzlich ist es jedoch auch möglich, auf diese totale Umschließung des Längslenkers 1 und 2 zu verzichten.Because the angular profile has the trailing arms: l and 2, there is a very stable connection between these parts. In principle, however, it is too possible to do without this total enclosure of the trailing arm 1 and 2.
Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich eine spannungsarme Schweißkonstruktion ergibt, bei der unzulässig hohe Spannungsspitzen vermieden werden. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß das als Querstrebe 3 verwendete Winkelprofil aus einem Blechstreifen hergestellt werden kann. Der auf die erforderliche Länge zurechtgeschnitten Blechstreifen wird dabei an seinen beiden Enden in einem Stanzvorgang entsprechend dem benötigten Schweißnahtverlauf zurechtgeschnitten. An-The main advantage of the invention can be seen in the fact that there is a low-stress welded construction results in which impermissibly high voltage peaks are avoided. Another advantage of the invention consists in that the angle profile used as a cross strut 3 are made from a sheet metal strip can. The sheet metal strip cut to the required length is attached to both of them Ends cut to size in one punching process according to the required weld seam course. At-
JO schließend wird der ausgestanzte Blechstreifen zum gewünschten Winkelprofil gebogen. Nach dem Biegen des Blechstreifens zu einem Winkel paßt der Stanzschnitt an die Längslenker. Weitere Arbeitsoperationen sind — abgesehen vom Schweißvorgang selbst — nicht erforderlich. Wie zuvor bereits ausgeführt wurde, übernimmt die Querstrebe bei der erfindungsgemäßen Hinterachse gleichzeitig eine Stabilisatorwirkung Wenn die Drehsteifigkeit dieser so erzeugten Querstre be in besonderen Fällen aber nicht ausreichen sollte.JO closing the punched sheet metal strip is bent to the desired angle profile. After bending of the sheet metal strip at an angle fits the die cut to the trailing arm. Further work operations are - apart from the welding process itself - not required. As stated earlier, the cross strut in the rear axle according to the invention also has a stabilizing effect However, if the torsional stiffness of this transverse strut produced in this way should not be sufficient in special cases.
dann kann in einfacher Weise zwischen den beiden Schenkeln 3b und 3c des Winkelprofils ein zusätzlicher Drehstab angeordnet werden. In diesem besonderen Fall, in dem ein zusätzlicher Drehstab erforderlich werden wurde, kann es allerdings günstiger sein, fur das Winkelprofil ein Walzprofil zu verwenden, welches m einfacher Weise in der Mitte mit einer Verdtekiins: versehen werden kann, wodurch die Drehstoifigkeii des Profils und damit auch dessen Stabilisaiorwirkimt; erhöht wird. Auch bei Verwendung eines VV.il/pn'iiK können die Enden der Querstrebe natürlich im einer Stanzoperation mit den benötigten Aussparungen versehen werden.then an additional torsion bar can be arranged in a simple manner between the two legs 3b and 3c of the angle profile. In this special case, in which an additional torsion bar would be required, it may be more advantageous to use a rolled profile for the angle profile, which can be simply provided with a Verdtekiins in the middle, whereby the torsion bars of the profile and thus also its stabilizing effect; is increased. Even when using a VV.il/pn'iiK, the ends of the cross brace can of course be provided with the required cutouts in a punching operation.
Im Ausführungsbeispiel ist die Neigung der beulen StiienKei des verwendeten Winkelprofils symmetrisch ausgeführt. Es versteht sich, daß das Winkelpivfil gegenüber den Längslenkern auch etwas verdreht eingebaut werden kann, wenn dies aus Platzjrniiuleii notwendig ist.In the exemplary embodiment, the inclination of the bulging StiienKei of the angle profile used is symmetrical executed. It goes without saying that the Winkelpivfil can also be installed slightly rotated compared to the trailing arms, if this is necessary for reasons of space necessary is.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen.1 sheet of drawings.
Claims (4)
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| DE19742430048 DE2430048C3 (en) | 1974-06-22 | 1974-06-22 | Rear axle, for motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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| DE19742430048 DE2430048C3 (en) | 1974-06-22 | 1974-06-22 | Rear axle, for motor vehicles |
Publications (3)
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Country Status (1)
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- 1974-06-22 DE DE19742430048 patent/DE2430048C3/en not_active Expired
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