DE2735939C2

DE2735939C2 - Achsverbund für Kraftfahrzeuge, insbesondere PKW

Info

Publication number: DE2735939C2
Application number: DE2735939A
Authority: DE
Inventors: Harald Dipl.-Ing. 3017 Pattensen Andres; Hans-Joachim Dr. 3180 Wolfsburg Koelbel
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1977-08-10
Filing date: 1977-08-10
Publication date: 1979-10-04
Also published as: DE2735939B1; US4232881A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Achsverbund für Kraftfahrzeuge der im Oberbegrifi des Patentanspruchs 1 genannten Art

Solche Achsverbund-Anordnungen, wie sie beispielsweise aus den DE-OS 21 03 399 und DE-OS 24 25 740 bekannt sind, haben sich zum Beispiel als PKW-Hinterachsen bestens bewährt. Sie steilen eine sehr leichte Konstruktion dar, bei der die Fahrzeugräder unabhängig voneinander ein- und ausfedern können und bei der auf einen besonderen Stabilisator in der Regel verzichtet werden kann, weil die (bis auf eine erstrebte Stabilisatorrate) torsionsweiche Querstrebe bereits eine Stabilisatorwirkung ausübt. Von Vorteil ist bei diesen Achsverbund-Anordnungen, die mit Hilfe von nur zwei Lagerstellen am Fahrzeugaufbau angelenkt werden, darüberhinaus, daß die Seitenführungskräfte nicht durch gesonderte Elemente abgefangen werden müssen, weil die Längslenker winkelfesl an der Querstrebe angeschlossen sind. Zur Erhöhung der Biege- und Winkelfestigkeit sind im Übergangsbereich zwischen Querstrebe und Längslenkern im allgemeinen besondere Knotenbleche vorgesehen. In der einen bekannten Anordnung (DE-OS 24 25 740) sind diese Knotenbleche als separate flächenhafte Elemente ausgebildet, die einerseits an der Querstrebe und andererseits am Längslenker angeschweißt sind. Anstelle von separaten flächenhaften Elementen können auch separate räumliche Elemente eingesetzt werden, die sich schuhförmig zwischen Längslenker und Querstrebe erstrecken und einerseits mit dem Längslenker und andererseits mit der Querstrebe verschweißt sind. Die Knotenbleche können auch als integrierte Bestandteile der Querstrebe oder der Längslenker ausgebildet sein. In einer bekannten Anordnung (DE-OS 21 03 399) sind zum Beispiel die Längslenker im Übergangsbereich zur Querstrebe knotenblechähnlich verbreitert.

Es gehört zu den schwierigen Aufgaben in der

Technik, biegesteife, aber torsionsweiehe Profile entweder miteinander oder mit steifen Profilen zu verbinden, ohne daß an den entstandenen Knoten bei Dreh- und Biegebeanspruchung unzulässige Spannungsspitzen auftreten. Auch bei Achsverbund-Anordnungen der eingangs genannten Art ist die Verbindung zwischen den Längslenkern und der Querstrebe problematisch, weil infolge des damit verbundenen Steifigkeitssprunges örtlich hohe Spannungsspitzen auftreten. Da gleichzei tig durch Gefügeänderung und Eigenspannung beim Schweißen sowie durch äußere Kerbwirkung im Schweißnahtauslauf die ertragbare Beanspruchung reduziert wird, stellt dieser Übergangsbereich des Achsverbundes eine Schwachstelle dar, welche die

Hahbarkeit der Konstruktion beeinträchtigt

Ausgehend von einem Achsverbund der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, diesen in der Weise auszugestalten, daß unzulässig hohe örtliche Span nungsspitzen vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst Die erfindungsgemäße Anordnung einer Sicke im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des Verbundes bewirkt in einfacher Weise eine Art »Wellenbrechereffekt« durch den der Spannnngsverlauf im Übergangsbereich günstig beeinflußt wird, weil an den Stellen, an denen üblicherweise besonders gefährliche Spannungsspitzen auftreten, ein Spannungsabbau stattfindet während gleichzeitig dort, wo üblicherweise ungefährliche Spannungen auftreten, eine gewisse Spannungserhöhung auftritt. Dabei liegt die Überlegung zugrunde, daß die Überlagerung der eigentlichen Bauteilbeanspruchung mit einer formgebungsbedingten Zusatzbeanspruchung zu einer örtlichen Spannungsreduzierung führt

Nicht zu vergleichen ist die erfindungsgemäQe Anordnung einer Sicke mit auf anderen Gebieten gelegentlich eingesetzten Entlas'ungsb.ihrungen o.a., welche stets zu einer Schwächung des zugeordneten Querschnittes führen. Durch die vorgeschlagene Sicke wird dagegen die Querschnittsfläche des Bauteiles nicht verändert. Besonders hervorzuheben ist, daß die angestrebte Verbesserung des Achsverbundes mit einem sehr geringen Fertigungsaufwand realisiert wird, da ein spanloses Fertigungsverfahren eingesetzt wird.

Anhand eines Ausführungsbeispieles wird die Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigt in schematischer Darstellung

F i g. 1 die Draufsicht eines bekannten Achsverbundes, wie er im wesentlichen auch bei der Erfindung verwendet wird,

F i g. 2 die Draufsicht auf einen Teil des erfindungsgemäßen Achsverbundes und

F i g. 3 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittführung III in Fig. 2.

Der in Fig. I gezeigte Achsverbund besteht im wesentlichen aus biege- und torsionssteifen Längslenkern I, die vorzugsweise aus Rohrmaterial hergestellt sind. Im Ausführungsbeispiel sind diese Längslenker 1 S-förmig gebogen, was jedoch nicht zwingend ist. An einem Ende der Längslenker I sind die Fahrzeugräder 6 gelagert. Ihr anderes Ende ist jeweils über Lagerstellen 5 am nicht weiter dargestellten Fahrzeugaufbau 8 angelenkt. Die Lagerstellen S sind als elastische Lager ausgebildet. Die beiden starren Längslenker I sind im Bereich ihrer Anlenkung am Fahrzeugaufbau 8 durch eine biegesteife, aber (bis auf eine erstrebte Stabilisator-

rate) torsionsweiche Querstrebe 2 winkelsteif miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen den Längslenkern 1 einerseits und der Querstrebe 2 andererseits erfolgt durch Schweißen. Zur Erhöhung der Winkelsteifigkeit ist zwischen den Längslenkern 1 und der Querstrebe 2 jeweils ein Knotenblech 3 angeschweißt Im Ausführungsbeispiei sind diese als separate Bauteile ausgebildet Wie bereits eingangs ausgeführt könnten sie jedoch auch integrierte Bestandteile der Längslenker 1 oder der Querstrebe 2 sein. Die Abfederung der Fahrzeugräder 6 erfolgt im Ausführungsbeispiei durch in der Nähe der Radachse» angeordnete Schraubenfedern oder Federbeine 7.

Aus den Fig.2 und 3 sind die Einzelheiren des erfindungsgemäßen Achsverbundes zu erkennen. Dargestellt ist in F i g. 2 lediglich der in F i g. 1 eingekreiste und mit Il bezifferte Bereich eines Achsverbundes. Im Gegensatz zum Ausführungsbeispiei gemäß F i g. 1 sind die Knotenbleche 3 in diesem Falle nicht als flächenhafte, sondern als räumliche, schuhförmig ausgestaltete Elemente ausgebildet die jeweils mit ihren Längsseiten 31 an der Querstrebe 2, die einen V- oder U-förmigen Querschnitt besitzt und mit ihren Längsseiten 32 am rohrförmigen Längslenker 1 angeschweißt sind.

Im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des Übergangsbereiches der Querstrebe 2 zum angeschweißten Knotenblech 3 — das ist unmittelbar vor der auf der Querstrebe 2 endenden Spitze des schuhförmigen Knotenbleches 3 — ist die Querstrebe 2 mit einer quer zur Längserstreckung der Querstrebe 2 verlaufenden Delle, Einbeulung oder Sicke 4 versehen. Diese Sicke 4 ist nur im Dachbereich des V-förmigen Querstreben-Profils angeordnet Infolge der Sicke 4 ändert sich die örtliche Spannungsverteilung im kritischen Bereich des Achsverbundes entscheidend. In der Praxis wurde festgestellt daß sich durch diese einfach erscheinende Maßnahme die Belastbarkeit gegen Torsionsbeanspruchungen um zum Teil über 50% erhöhen läßt

ίο Im Ausführungsbeispiel sind die schuhförmigen Knotenbleche 3 bewußt nicht durch umlaufende Schweißnähte mit der Querstrebe 2 und den Längslenkern 1 verbunden worden. Lediglich die Längsseiten 31 und 32 sind verschweißt worden. Sowohl die auf dem Dach der Querstrebe 2 endende Spitze 33 als auch die auf dem Längslenker 1 endende Spitze 34 des Knotenbleches 3 sind nicht an der Querstrebe 2 beziehungsweise am Längslenker 1 angeschweißt Sie sind vielmehr offen ausgebildet; das heißt sie liegen nicht unmittelbar auf der Querstrebe 2 b-.dehungsweise auf dem Längslenker { an. Auch der in F i g. 2 mit 35 bezifferte Bereich des Knotenbleches 3 liegt nicht unmittelbar auf der Querstrebe 2 auf. Diese Ausbildung des Knotenbleches 3 hat den Vorteil, daß der gesamte Achsverbund, das heißt auch der durch das Knotenblech 3 abgedeckte Teil von Querstrebe 2 und Längslenker 1, einer einwandfreien Oberflächenbehandlung unterzogen werden kann. Korrosionsschutzmittel oder Lacke können durch die an den Spitzen 33 und 34 sowie im

JO Bereich 35 gebildeten öffnungen ungehindert einströmen beziehungsweise wieder abfließen.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1, Achsverbund für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftwagen, mit biege- und torsionssteifen Längslenkern und einer beide Längslenker miteinander verbindenden biegesteifen, aber torsionsweichen Querstrebe mit V- oder U-förmigem Querschnitt, die mit ihren Enden an den Längslenkern angeschweißt ist, wobei im Obergangsbereich zwischen Querstrebe und Längslenkern zur Erhöhung der Biegesteifigkeit Knotenbleche angeschweißt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (2) jeweils im Gebiet des größten Steifigkeitssprunges des Obergangsbereiches zum angeschweißten Knotenblech (3) mit einer quer zur Längserstreckung der Querstrebe (2) verlaufenden Sicke (4) versehen ist

Z Achsverbund nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die einen geschlossenen Querschnitt aufweisenden Knotenbleche (3) sich schuhförmig zwischen Längslenker (1) und Querstrebe (2) erstrecken und mit ihren Längsseiten (31 u. 32) jeweils mit der Querstrebe beziehungsweise mit dem Längslenker verschweißt sind und daß die Sicke (4) unmittelbar vor der offen ausgebildeten und nicht angeschweißten Spitze (33) des schuhförmigen Knotenbleches angeordnet ist