WO2020147963A1 - Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben - Google Patents

Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben Download PDF

Info

Publication number
WO2020147963A1
WO2020147963A1 PCT/EP2019/051240 EP2019051240W WO2020147963A1 WO 2020147963 A1 WO2020147963 A1 WO 2020147963A1 EP 2019051240 W EP2019051240 W EP 2019051240W WO 2020147963 A1 WO2020147963 A1 WO 2020147963A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
base body
molded part
die
casting
axle
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/051240
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Frank Gensty
Simone SPIELMANN
Herbert LETZGUS
Daniel EINSIEDLER
Original Assignee
Albert Handtmann Metallgusswerk Gmbh & Co. Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Albert Handtmann Metallgusswerk Gmbh & Co. Kg filed Critical Albert Handtmann Metallgusswerk Gmbh & Co. Kg
Priority to EP19701595.1A priority Critical patent/EP3911556A1/de
Priority to PCT/EP2019/051240 priority patent/WO2020147963A1/de
Publication of WO2020147963A1 publication Critical patent/WO2020147963A1/de

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D21/00—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted
    • B62D21/11—Understructures, i.e. chassis frame on which a vehicle body may be mounted with resilient means for suspension, e.g. of wheels or engine; sub-frames for mounting engine or suspensions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D29/00—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof
    • B62D29/008—Superstructures, understructures, or sub-units thereof, characterised by the material thereof predominantly of light alloys, e.g. extruded

Definitions

  • the present invention relates to an axle support, in particular a rear axle support, for motor vehicles and a method for producing such an axle support.
  • Axle beams which are also known under other names such as axle or subframes, integral frames, sub-beams or sub-frames, are provided as pre-assembled units or modules on vehicle bodies, for example on the body and / or on, after they have been provided with units or auxiliary units Side rails of a motor vehicle attached.
  • the axle support is part of the axle module and can generally be described as an assembly support.
  • the axle carrier is an essential part of the axle of a motor vehicle. The attachment to the vehicle body can be done indirectly via large rubber bearings and, in conjunction with the coupled wheel carrier, ensures greater driving stability and reduces the transmission of vibrations into the passenger compartment.
  • Axle beams are often characterized by a high level of integration of various functions: assembly and assembly carriers for the chassis linkage, engine mounting and fastening of the steering components for the front axle as well as the fastening of the axle drive on the rear axle. Defined crash properties, body stiffening and vibration behavior are also relevant.
  • the axle carrier can also accommodate entire drive units and / or steering modules.
  • the axle support In order to ensure permanent use of the axle support with a low weight, it is usually made of a rigid and heavy-duty construction, such as an extruded aluminum profile, a steel or a fiber composite construction.
  • the respective beams i.e. longitudinal beams and cross beams, are usually provided with a large and solid cross section, which can withstand the high loads emanating from wheel-guiding handlebars in the long term.
  • axle supports such as stabilizers, handlebars and differentials
  • electric drive units in electrically driven and hybrid vehicles also places increased demands on the installation space of the axle supports.
  • Axle beams can be produced in a variety of manufacturing processes, for example as sheet metal welded together in several parts, as a deformed tube structure, as Pipe and sheet combination, as sheet / pipe with cast nodes as well as components formed by low pressure, mold or die casting.
  • manufacturing processes for example as sheet metal welded together in several parts, as a deformed tube structure, as Pipe and sheet combination, as sheet / pipe with cast nodes as well as components formed by low pressure, mold or die casting.
  • the known manufacturing processes are often complex and not very flexible.
  • axle supports which overcomes the disadvantages mentioned above.
  • joining problems are to be avoided and at the same time a high level of functional integration of the axle supports is made possible.
  • the axle beams produced are intended to meet the high requirements with regard to rigidity and resilience, in particular of multi-link axles with only transverse and diagonally arranged links.
  • axle carriers with a compact design which nevertheless meet the installation space requirements, in particular of electrically powered vehicles, are desirable.
  • the axle supports are also intended to stabilize natural vibrations and, in particular, offer high stability against torsional vibrations.
  • a flexible adaptation of the manufacturing processes and manufacturing tools to the production of small series is desirable.
  • an axle support for at least one axle of a multi-track motor vehicle, with a base body with two spaced-apart side longitudinal members and at least one cross member connecting the longitudinal members, the base body being a die-cast component that is cast in one piece.
  • the side members can be connected by two or more cross members and / or an additional cross bridge as described below.
  • the base body of the axle beam which comprises the two side longitudinal beams and the at least one cross beam, is cast in one piece using the die-casting method.
  • the two side rails and the at least one cross member of the base body is not connected to one another in any other way, for example by gluing, welding, clinching, riveting and / or screwing.
  • the connection between the two side members and the at least one cross member of the base body is rather cohesive and is created by the die casting itself.
  • the connection of the two side longitudinal members and the at least one cross member of the base body is also not produced by casting or molding one or more of these carriers onto the other carriers.
  • the base body with the side longitudinal members and the at least one cross member is thus cast in a common die-casting mold by filling the liquid melt of the material used under high pressure.
  • a permanent mold is generally used as the die casting mold. Both the hot chamber die casting process and the cold chamber die casting process can be used to manufacture the base body.
  • the manufacture of the base body as a one-piece die-cast component does not rule out the possibility of further components on the base body, for example receptacles or recesses for wishbones, trailing arms, struts, such as tension and push struts, stabilizers and fastenings and kinematic connection points of the axle beam on the body, Reinforcing ribs, receptacles for electric drive units, and the like, can be cast on or can be fastened in one of the other ways mentioned above.
  • one or more of the said receptacles or recesses, fastenings and reinforcing ribs can preferably be formed together with the side members and the at least one cross member of the base body in the die casting step.
  • an appropriately trained permanent shape can be used and / or corresponding tool inserts, i.e. Die casting tools are used in a basic form.
  • the cast die-cast component can be further processed mechanically, thermally or in some other way, for example in order to form one or more of the above-mentioned recesses or through openings. It is essential, however, that at least the base body with the two side members and the at least one cross member is a one-piece or one-piece die-cast component.
  • the longitudinal beams of the base body are, as is known per se, at least roughly designed as lateral beams along a longitudinal axis of the vehicle.
  • the longitudinal beams spaced apart from one another perpendicular to the longitudinal axis of the vehicle are connected to one another by the at least one cross beam.
  • the die-cast component thus forms a frame of the axle support, on which the usual units, stabilizers, links, struts and / or differentials can be arranged and attached.
  • the die-cast component can have one or two or have more cross members, each of which connects the two longitudinal members to one another.
  • the one-piece cast die-cast component can comprise two cross members which are spaced apart from one another in the longitudinal direction of the vehicle.
  • the one-piece cast die-cast component can also have two or more cross members, which are arranged essentially one above the other.
  • Relative location information such as the vehicle's longitudinal direction, longitudinal axis of the vehicle, arranged laterally, one above the other, above, below, right, left, front, rear and the like always refer to the usual installation of the axle carrier in the vehicle and the forward driving direction of the vehicle.
  • front components of the axle carrier are arranged in front of rear components of the axle carrier when viewed in the forward direction of travel of the vehicle. Otherwise, the terms used here and below, unless expressly defined otherwise, have the usual meanings in the field of vehicle construction.
  • the axle support can be designed as a rear axle support for at least one axle of a multi-lane motor vehicle.
  • the at least one axle can be a multi-link rear axle.
  • the axle carrier can be designed for one, two or more rear axles.
  • the axle support can be designed as a front axle support for a steered front axle of a multi-track motor vehicle.
  • the axle support can be designed such that it has components of a front axle support known per se, such as, for example, bearings for the pivot mounting of transverse and / or diagonal links, a mounting for a torque arm, a steering housing, for example for rack and pinion steering, and further conventional components, or wearing.
  • the multi-lane motor vehicle can in particular be a two-lane motor vehicle.
  • the motor vehicle can be a passenger car or a commercial vehicle.
  • the base body can have a shell with a substantially U-shaped cross section, which is connected to at least one separately produced molded part by die casting.
  • the shell can be positively connected to the molded part.
  • a partially or completely integral connection can also be present.
  • the shell, alone or in connection with the molded part can have the essentially U-shaped cross section.
  • the shell is cast integrally with the remaining parts of the base body, the at least one molded part being connected to the shell by the die casting itself, in particular in a form-fitting, material-fitting or partially form-fitting and partly material-fitting manner.
  • the base body comprises at least one partial area in which it is designed as an integrally, ie in one piece, cast shell with an essentially U-shaped cross section. In cross section the So peel a top surface next to the two free legs. As described in more detail below, the cover surface can encompass or be formed by the molded part.
  • the U-shaped cross-section gives the axle support a high degree of rigidity with a low use of materials.
  • at least partial areas of the two side longitudinal members and a transverse bridge can be designed as a shell with an essentially U-shaped cross section.
  • the base body of the axle support can be designed in the form of the shell with an essentially U-shaped cross section. This results in a particularly compact design with excellent mechanical properties.
  • the surface of the shell may deviate from a substantially smooth surface in some places or in sections as required.
  • the shell can in particular be an upper shell, the top surface of which is arranged at the top. This facilitates installation in the motor vehicle.
  • the shell can be at least partially closed by at least one separately produced molded part.
  • the molded part is designed and arranged in such a way that it at least partially closes the U-shaped cross section of the shell, the closed section of the shell nevertheless essentially having a hollow profile.
  • the molded part closes the U-shaped cross section without completely filling the cavity.
  • the molded part can be arranged between or on the legs of the U-shaped cross section and extend at least along part of the shell.
  • two or more appropriately designed and arranged molded parts can also be provided in order to partially or completely close the cross section of the shell.
  • a separate molding can be provided, which at least partially closes a U-shaped cross section of the respective member.
  • At least one separately produced molded part can at least partially close a shell integrally cast with a U-shaped cross section.
  • a part of the U-shaped cross section is formed by or comprises one or more further molded parts.
  • both the other molded parts and the molded part closing the cross section are always connected to the base body and in particular the shell by die casting.
  • the molded parts are not connected to the base body by other types of connection such as gluing, welding, clinching, riveting and / or screwing.
  • the at least one molded part is a separately manufactured component, and is therefore not only formed by the die casting step mentioned above. However, this does not preclude it the molded part is also a die-cast component that is produced in a separate die-casting process. Alternatively, the molded part can be a component that is produced in another casting process, for example in the mold casting process, by extrusion, rolling, or otherwise.
  • the at least one molded part can be positively connected to the base body by die casting.
  • the at least one molded part with the base body can be partially, i.e. in sections, cohesively or completely cohesively.
  • the connection of the base body and the molded part can moreover be partially positive and partially material, for example in different connection areas.
  • a cohesive connection here and below is a connection in which the connection partners are held together by atomic or molecular forces, for example by cohesion and / or adhesion. This connection is made by die-casting the body itself.
  • the at least one molded part can be connected to the shell by pouring or casting in during the die casting of the base body.
  • pouring only a region of the molded part, for example an edge region, is enclosed by the cast material of the base body.
  • the entire molded part is completely enclosed by the cast material of the base body.
  • the formation of the connection of the at least one molded part to the shell during the die-casting of the base body is particularly long-lasting and has a high degree of rigidity.
  • the base body with at least partially closed U-profiles of the cast shell can thus be produced in one piece without separate joining steps.
  • the cover surface of the shell can, as mentioned, have a separately produced molded part which is connected to the shell by pouring in or casting around during the die casting of the shell.
  • the molded part poured into the shell i.e. H. the legs of the U-shaped profile, connected, part of the top surface can thus be formed by the molded part itself.
  • the molded part by casting around the shell i.e. H. the legs of the U-shaped profile, however, the surface of the top surface, i. H. the surface of the cross member of the U-shaped profile, formed by the material of the legs.
  • the top surface of the shell has, for example, a sandwich structure with the molded part in the middle.
  • the mechanical properties of the shell and thus of the base body can be specifically influenced by a suitable selection of the material and the shape of the molded part.
  • the molded parts connected to the base body have, for example, a stabilizing effect on the natural vibrations of the axle carrier and thus increase driving comfort.
  • the molded parts closing the U-profiles move torsional vibrations of the axle beam to higher frequencies, which have a positive effect on driving comfort.
  • the U-profiles of the two longitudinal members can be closed at least partially by means of two molded parts, which results in an advantageous frequency shift of the torsional vibrations of the axle member.
  • the molded parts can also be regarded as inlays or inserts, since, as described below, they are inserted into the die-casting mold for the base body at the beginning of the die-casting.
  • the at least one molded part can consist of a material whose melting temperature is higher than the melting temperature of the base body. In this way it is ensured that the molded part does not melt with the material of the base body during die casting, so that the shape and shape of the molded part specified in the separate manufacturing process remains unchanged during die casting of the base body.
  • the material properties of the at least one molded part be selected independently of the material properties of the base body, but a precise modification of the cast shape of the base body can be achieved by the molded parts.
  • the desired mechanical properties such as rigidity, elasticity and vibration stability of the axle carrier can be advantageously influenced.
  • the axle beams obtained can be flexibly adapted to the respective needs.
  • the base body can be produced from a light metal, preferably from aluminum, or a light metal alloy, for example an aluminum, a zinc or a magnesium alloy.
  • the light metal alloy can thus have in particular aluminum, zinc or magnesium as the base element.
  • an Al-Si secondary alloy such as AISil OMnMg can be used.
  • the Al-Si secondary alloy can contain 3-12% by weight Si, 0.2-0.6% by weight Mg, 0.2-0.8% by weight Fe, less than 0.6% by weight. % Cu and less than 0.5 wt% Mn. Heat treatments are possible.
  • AISil OMnMg can be used with 9.5-1.5% by weight Si, 0.5-0.8% by weight Mn, 0.1-0.5% by weight Mg and approximately 0.15 % By weight of Fe can be used. Further components can be Cu with approx. 0.03% by weight, Zn with 0.07% by weight, Ti with 0.04 - 0.15% by weight, Sr with 0.01 - 0.025% by weight and P be about 0.001% by weight.
  • the alloy can be heat treated according to T5 (without solution annealing), T6 or T7 (with solution annealing).
  • AISil OMnMg with 9.5-1.0% by weight Si, 0.5-0.8% by weight Mn, 0.2-0.5% by weight Mg and approx. 0.2 % By weight of Fe can be used.
  • Further components can be Cu with approx. 0.03% by weight, Zn with 0.1% by weight, Ti with 0.15% by weight and Sr.
  • the alloy can be heat treated with T5 or T6 (with solution annealing).
  • Euronorm EN, EN AC 43500, EN AC 43500-T5 or EN AC 43500- T7 in particular can be used as light metal alloys for the base body.
  • the at least one molded part can be made of steel, iron, a steel alloy or an iron alloy.
  • the alloy can thus have steel or iron as the base element.
  • the material of the molded part can be chosen such that its melting point lies above the melting point of the material of the base body.
  • the at least one molded part can comprise or consist of a composite material.
  • the composite material can in particular be a fiber or particle composite material. Combinations of several composite materials are also possible.
  • composite materials for the molded parts allows a high degree of flexibility in determining the mechanical properties with a low weight, in particular for fiber-plastic composites.
  • the cavity between the molded part and the U-profile of the shell can be provided with a damping material after the die-casting step to dampen noise and vibrations, for example by foaming the cavity with aluminum or other materials.
  • the at least one molded part can in particular be designed as a sheet metal.
  • the sheet can be flat or can be formed as a formed sheet, that is to say it can itself have a structure, for example an L shape or a T shape.
  • the molded part itself can be partially, for example in sections and / or in cross section, or have a completely closed shape, for example a tubular shape with a round or angular, in particular rectangular, cross section.
  • the molded part can be flat or have a non-flat profile.
  • Sheet metal with a thickness in the range of 0.5 to 3 mm, for example, can be used as molded parts.
  • the shell can extend over the region of the side longitudinal members and can be at least partially closed by the at least one molded part in the region of the side longitudinal members. In this way, torsional vibrations of the side members are damped and shifted in frequency.
  • the shell can have a multiplicity of rib, web, honeycomb and / or belt-like stiffeners, in particular reinforcing ribs on one side of the shell.
  • the stiffeners can be located on an underside of an integrally cast upper shell of the base body. In areas which are closed by the at least one molded part, the stiffeners can be arranged within the cavity.
  • the stiffeners can also be formed on a molded part during die casting without being directly connected to the remaining die cast parts of the shell.
  • the reinforcements increase the rigidity of the base body without hindering the flexible use of the molded parts.
  • the stiffeners can in particular be arranged obliquely to the course of the beams.
  • the base body can have a rear cross member, as seen in the direction of travel, reinforced with die-cast honeycomb.
  • the rear cross member can in particular be designed as a rear vertical wall, the central region of which is formed with die-cast honeycombs.
  • the die-cast honeycombs not only reduce the overall weight of the axle carrier, but also allow cables to be routed to the converted space of the axle carrier in a way that is optimized for installation space.
  • the die-cast honeycomb stiffens the cross member with regard to strength in critical areas.
  • a lower, separately produced cross bridge can be provided, which is attached to the base body by gluing, welding, clinching, riveting and / or screwing.
  • the lower cross bridge can in particular be arranged below a front cross member.
  • the lower cross bridge can in particular be fastened to the base body without pretensioning.
  • the lower cross bridge is therefore stiffening and can also be flexibly adapted to the respective requirements of the installation space.
  • the lower cross bridge can also be made in one piece using die casting.
  • the lower cross bridge can have one or more receptacles for an electrical drive unit.
  • the lower cross bridge can integrate other or further extruded profiles and / or cast parts that were produced by other casting processes.
  • the axle support can have a front cross member of the base body and a rear cross member of the base body reinforced with die-cast honeycomb, both of which are cast together with the side members in a common die-casting step.
  • the axle beam can include the lower cross bridge described below below the front cross beam.
  • axle supports save joining costs due to the one-piece production in the die casting process and avoid process risks that can arise during joining.
  • the die casting process is inexpensive and offers an extremely high level of functional integration. Variants can be created using tool inserts, i.e. Die casting tools. Possible problems when welding due to strong and / or difficult to control distortion are avoided. Furthermore, problems with the sand cores of a mold solution can be avoided with the die casting process used. Welding of die castings is generally avoided due to the one-piece design.
  • the integrally designed main body of the axle beam is characterized by the integration of the load-bearing cross and longitudinal beams in a single die-casting mold.
  • a method for producing an axle carrier in particular according to one of the developments described above, with the following steps: inserting, inserting or inserting at least one molded part into a predetermined position of a die-casting mold for die-casting a base body of the axle carrier; and one-piece die casting of the base body in such a way that the at least one molded part is connected to the base body.
  • axle carriers according to the invention can also be applied to the method for producing an axle carrier.
  • the die-casting mold can be designed such that the base body is formed with two spaced-apart, side longitudinal members and at least one cross member connecting the longitudinal members during die casting. Furthermore, the die casting mold can have space for inserting the at least one molded part at corresponding points. The at least one molded part is inserted or inserted into the open die, in particular the permanent die, before the die casting process begins. The die-casting mold is then closed and poured out with the material of the base body, for example the light metal alloys mentioned above, under high pressure. In die casting, the liquid melt can be pressed into the die under high pressure of approx. 10 to 200 megapascals and at a very high mold filling speed of up to 120 m / s (piston speed).
  • the at least one molded part can be designed with a higher melting temperature than the melting temperature of the base body and is produced in advance in one of the separate manufacturing processes described above.
  • the melt can thus be filled in at a temperature which is below the melting temperature of the molded part.
  • the at least one molded part can be made of steel, iron, a steel alloy or an iron alloy.
  • the at least one molded part can comprise a composite material, as described above, or be produced from such.
  • the at least one molded part can be designed as a flat or formed sheet, in particular in tubular form.
  • the predetermined positions at which the at least one molded part is inserted into the die-casting mold can, as described above, be selected with regard to optimized rigidity, strength and stability against vibrations and in particular for the frequency shift of vibrations, in particular torsional vibrations and / or bending vibrations.
  • the at least one molded part is inserted into the die-casting mold in such a way that it is connected to the base body by the one-piece die-casting of the base body.
  • This connection to the base body can, as described above, in particular in a form-fitting, material-fitting or partial, i.e. in sections, form-fitting and partially, i.e. in other sections, be cohesive.
  • the base body can have a shell with an essentially U-shaped cross section, the at least one molded part being positioned in the die-casting mold in such a way that the at least one molded part is produced by the one-piece die-casting between the legs or on the legs of the U-shaped cross section is connected to the base body.
  • the molded part can form a ceiling of the hollow profile closed thereby, arranged transversely between the free legs of the shell or on the free legs of the shell.
  • a molded part can be connected to the legs of the shell be that it forms at least part of a top surface, ie the cross member, of the U-shaped cross section of the shell.
  • the at least one molded part can be cast in or cast on by the one-piece pressure casting between or on the legs of the U-shaped cross section.
  • the cast material of the legs encloses an edge region of the molded part as described above.
  • a part of the legs, in particular their free end is connected to the molded part, in particular in a cohesive manner.
  • the material of the legs can be cast around the at least one molded part.
  • the one-piece die-casting of the base body can additionally provide one or more receptacles and / or recesses for the control arm, in particular control arm or trailing arm, and / or stabilizers and / or struts and / or fastenings or kinematic connections of the axle support to a body of the Vehicle with be trained.
  • the brackets mentioned can be connected to the base body without joining, which on the one hand increases the mechanical strength of the brackets and on the other hand simplifies the manufacturing process and is inexpensive.
  • the consoles mentioned can be defined by releasably inserting corresponding die casting tools into a die casting basic mold.
  • receptacles for a separately produced cross bridge can be formed on one side of the base body by the one-piece die-casting of the base body, the manufacturing method of the axle beam further securing the separately produced cross bridge to the receptacles on the side of the base body by gluing, as described above , by welding, by clinching, by riveting and / or by screwing.
  • the side of the base body on which the separately produced cross bridge is attached can in particular be the underside of a base body formed with an upper shell.
  • the cross bridge can be produced in a separate production step, in particular as a die-cast component with or without further extruded profiles and / or cast parts.
  • the manufacturing processes described allow the production of an axle beam with reduced joining costs.
  • the integrally cast base body can be manufactured particularly cost-effectively in die casting and offers an extremely high level of functional integration.
  • the possibility of flexibly inserting casting tools into a general die-casting mold, as well as the use of molded parts that are inserted, inserted or inserted into the die-casting mold at the beginning of the manufacturing process, allows the manufacturing process to be opened up simple and inexpensive way to adapt to a wide variety of vehicle types and requirements for the axle beams to be manufactured.
  • FIG. 1 shows a top view of an exemplary embodiment of a rear axle support according to the present invention.
  • FIG. 2 shows the underside view of the rear axle carrier belonging to FIG. 1 with a closed rear cross member.
  • Figure 3 shows a three-dimensional oblique view of the rear axle beam of Figure 1 with a honeycomb-reinforced rear cross member.
  • FIG. 4 shows an alternative further development of the rear axle support with an additional lower cross bridge.
  • FIG. 5 shows the underbody view of the rear axle support from FIG. 4.
  • FIG. 6 shows a three-dimensional detailed view of a lower cross bridge.
  • FIG. 7 shows a cross section along the line A-A in FIG. 5 with a molded or cast-in molded part according to various developments of the present invention.
  • FIG. 8 schematically shows a method for producing an axle carrier according to the present invention.
  • FIG. 1 shows a top view of an exemplary embodiment of a rear axle support according to the present invention. It goes without saying that the further development shown, in particular with regard to the shape of the axle support and the receptacles and cutouts provided, is only chosen to illustrate the present invention and is not to be understood in any way as limiting in this regard.
  • the figure also shows an example of a rear axle support 100 in order to demonstrate the inventive concept of the one-piece cast base body.
  • the A person skilled in the art can also design and manufacture front axle supports according to the present invention by known modifications of the shape and arrangement of the base body.
  • the rear axle beam 100 shown in different views in FIGS. 1 and 2 comprises, in particular, the base body 1 10 cast in one piece as described in detail above. In the non-limiting further development shown here, this includes, in addition to the two side longitudinal beams 120a and 120b, two crossbeams 130a and 130b .
  • FIGS. 1 to 5 also always indicate the direction of travel FR of the vehicle when driving forward, so that the cross member 130a represents a front cross bridge, while the cross member 130b represents a rear cross bridge.
  • FIG. 1 shows a top view of the top of the rear axle carrier 100.
  • a shell-shaped design of the entire front cross member 130a and large parts of the longitudinal members 120a and 120b can be seen.
  • other areas of the base body 110 can also be of shell-shaped design, and that, conversely, partial areas of the supports of shell-shaped design in FIG. 1 can be of a different design, as long as the base body 110 has a cast shell at least in one area.
  • the rear axle support shown in FIG. 1 has receptacles 140a-d as kinematic connection points to the body of the vehicle.
  • These receptacles are designed as hollow cylindrical through openings and are integrally connected to the base body 110.
  • the through openings can be formed together with the base body by using appropriate die casting tools during die casting, or can be formed by mechanical processing of the base body after removal of the cast base body from the die casting mold.
  • the rear axle support shown has left and right receptacles 145a and 145b and, as can be seen from the underside view of FIG. 2, left and right receptacles 146a and 146b for further links and / or struts.
  • the receptacles for the further links and / or struts were formed integrally with the base body by die casting.
  • the rear axle support has left and right receptacles 150a and 150b for various steering struts, for example spring links, which were also formed integrally with the base body by die casting.
  • the receptacles 145a, 145b, 146a and 146b and also the receptacles 150a and 150b can also be produced separately and then connected to the base body 110 by gluing, welding, die-casting welding, clinching, riveting and / or screwing .
  • These receptacles can also be molded onto the base body after die casting. It is understood that the pictures shown are only are shown as examples and further and / or other receptacles or consoles can be provided.
  • the rear axle beam 100 of Figure 1 is at an angle from below, i.e. shown in an underbody view.
  • the above-mentioned receptacles 146a and 146b for further handlebars and / or struts can be seen in FIG.
  • the rear cross member 130b is formed with an essentially vertical, closed wall element 134. Only circular receptacles or bushings are provided here, on which, for example, an electric drive unit can be arranged.
  • the design of the rear cross member 130b can be seen as a vertical wall.
  • the rear cross member 130b is thus oriented substantially perpendicular to a running surface of the vehicle and has an expansion in this vertical direction that is adapted to the desired installation space.
  • the base body 210 of the rear axle beam 200 has a rear cross member 230b with a large number of die-cast honeycombs 235, which at the same time offer a high degree of rigidity of the rear cross member 230b while using little material.
  • the die-cast honeycomb 235 can be formed together with the rest of the base body 210 in a common die-casting step, for example by using a suitable die-casting tool or sliders in a die-cast basic mold.
  • FIG. 2 it can be seen from the underbody view of the rear axle beam 100 that partial areas of the side longitudinal beams 120a and 120b and the entire front crossmember 130a were cast in the form of an upper shell with a substantially U-shaped cross section.
  • a multiplicity of reinforcing ribs 170 are provided on the underside of the upper shell. According to the invention, these reinforcing ribs are formed integrally with the base body by die casting.
  • the reinforcing ribs 170 can, as shown in FIG. 2, be formed obliquely for the alignment of the longitudinal beams 120a and 120b in order to bring about a maximum increase in the rigidity.
  • the U-shaped cross section of the parts of the base body 1 10 designed as a cast shell thus offers optimal mechanical properties, such as rigidity and stability against vibrations, with reduced use of material without joining steps.
  • the parts of the base body 110 or 210 which are designed as a cast shell can in particular be designed as shown in FIG. FIG. 4 shows an alternative further development of the rear axle support with an additional lower cross bridge.
  • a stiffening cross bridge 360 is provided, which is connected to the base body 310 of the rear axle support via screw connections 365a and 365b.
  • the cross bridge 360 is produced as described above in a separate process, for example by producing a central part of the cross bridge in die casting and then connecting it to the screw connection elements 365a and 365b by joining.
  • the separately produced cross bridge 360 is only attached to the base body 310 after the die casting has been completed.
  • the stiffening cross bridge 360 is arranged below the front cross beam 130a of the rear axle beam 300.
  • the transverse bridge 360 arranged in this way thus serves to absorb tensile and compressive stresses on the rear axle beam 300.
  • the cross bridge 360 itself can, however, be fastened to the base body 310 without pretensioning.
  • FIG. 5 shows the underbody view of the rear axle beam 300 from FIG. 4.
  • the additional transverse bridge 360 and its connection to the base body 310 via screw connections 365a and 365b can be seen in this view.
  • FIG. 5 also shows a cross-sectional line A-A, along which the cross-sections of the right-hand side member 120b shown in FIG. 7 can be formed. It goes without saying that corresponding designs can also be provided for the left side member 120a and the front and / or rear cross member 130a or 230b.
  • FIG. 6 shows a separate three-dimensional view of the lower cross bridge 360.
  • the fastening elements 365a and 365b can be seen, with which the cross bridge 360 is screwed to the base body 310.
  • the lower cross bridge 360 has two receptacles 375a and 375b for electric drive units with which the wheels of the rear axle can be driven electrically.
  • the illustrated development of the lower cross bridge is only exemplary and can be modified in accordance with the respective requirements.
  • other fastening elements for example for gluing or welding, can be provided.
  • FIG. 7 shows a cross section of the U-shaped profile of the longitudinal beam 120b along the line AA in FIG. 5. Seven alternative connections of the molded part to the legs of the U-shaped cross section of the upper shell are shown in FIG. 7.
  • the molded part 190a is arranged between the free legs 192a of the U-profile and completely encapsulated with the material of the base body.
  • the arrangement of the molded part 190a is selected such that the free legs 192a extend beyond the molded part 190a.
  • the molded part 190a closes the cavity 195 as a cover layer.
  • some representative reinforcing ribs 170 are also shown in cross section, which are formed integrally with the shell-shaped profile during die casting.
  • the molded part 190a can, however, also be arranged and cast in such a way that the free legs 192a of the U-profile are flush with the molded part.
  • the U-shaped cross section of the shell is cast integrally, while the molded part 190a or 190b is arranged between the free ends of the legs 192a or 192b and thereby closes the cavity 195 of the shell.
  • the molded part can also be arranged as part of the transverse element of the shell connecting the legs, and thus, as described above, form at least part of the top surface of the shell. Corresponding developments are shown in the sub-figures c) to f) of FIG. 7.
  • the molded part 190c is cast between the legs 192c of the U-shaped profile at a point opposite the free ends of these legs as part of the transverse element, i. H. in cross section completely surrounded by the material of the base body.
  • the transverse element of the U-shaped shell has a sandwich structure with the molded part 190c in the middle.
  • the reinforcing ribs 170 can be formed integrally with the shell-shaped profile during die casting.
  • the molded part 190d is only cast in between the legs 192d of the U-shaped profile at a point opposite the free ends of these legs, so that part of the transverse element is formed solely by the molded part 190d. Since the molded part 190d is already inserted in the die at the start of the die casting or is inserted, the reinforcing ribs 170 can be integrally formed with the shell-shaped profile during die casting. In the development of sub-figure d), some of the reinforcing ribs are molded onto a surface of the molded part 190d by die casting.
  • FIG. e A modification of the further development of the partial figure c) is shown in the partial figure e).
  • the actual surface of the top surface is formed by the material of the legs 192e, but part of the molded part 190e is exposed between the reinforcing ribs.
  • Part f) shows a modification of the development of part d), in which the reinforcing ribs 170 are integrally connected to the legs 192f, while the surface of the top surface is formed by the molded part 190f.
  • sub-figure g) shows a further modification of the further development of sub-figure c).
  • the molded part 190g has a tubular cross section.
  • the top surface of the shell is formed by the material of the legs 192g.
  • the tubular shaped part 190g has a cavity which can be foamed with aluminum or other materials.
  • Both the casting around the molded part 190a, 190c or 190g and the casting in of the molded parts 190b or 190d-f creates a positive or partially or completely material connection between the separately produced molded part and the base body 110.
  • the molded part can be produced as described above in detail and indicated in FIG. 7 as sheet metal, for example made of steel or a steel alloy or one of the composite materials mentioned above.
  • the molded part can be coated to produce an at least partially integral connection. The increased stiffness of the molded part can thus be used in a targeted manner in order to improve the mechanical properties of the U-profile of the base body.
  • the arrangement and connection of the molded part with the U-profile can be selected such that natural vibrations of the rear axle support are damped and, in particular, torsional vibrations are frequency shifted as described above. It goes without saying that, depending on the position of the molded parts inserted into the die, oblique arrangements with respect to the cross section of the U-profile are also possible.
  • FIG. 8 schematically shows the steps of a method for producing one of the axle supports described above.
  • the at least one molded part is first manufactured.
  • the molded part can be an extruded profile Rolling, by casting or otherwise manufactured.
  • the molded part can be produced in particular from steel or iron or a steel or iron alloy.
  • the molded part can be produced from a composite material, in particular a fiber composite material.
  • fibers made of plastic, carbon or metal can be embedded in a matrix. Depending on the composite material, this can also be done by separate die casting.
  • the lower cross bridge is produced in a separate manufacturing step 2.
  • the lower cross bridge can be produced as a die-cast component with or without attached brackets and / or fastening elements.
  • the known production methods for cross bridges for example die casting, permanent mold casting, welding or the like, can be used for this purpose.
  • the lower cross bridge 2 can also be manufactured at a later point in time.
  • step 3 the die-casting mold for die-casting the base body is first opened.
  • step 4 the at least one molded part is inserted, inserted or inserted into the opened die-casting mold before the die-casting mold is then closed again in step 5.
  • a pressure tool and / or spacer can be used to hold the at least one molded part in a desired position.
  • step 6 the melt of the material of the base body is filled into the closed die-casting mold under high pressure in order to produce the base body integrally by die-casting as described in detail above. Then the die-casting mold is opened in step 7 and the cast base body is removed.
  • a mechanical post-processing step 8 can follow, in which the integrally cast base body is further processed, for example for the production of kinematic connection points and for the attachment of receptacles and console-like elements.
  • the separately produced lower cross bridge is optionally attached to the base body in step 9.
  • the axle support thus formed at the same time has a high level of functional integration at generally low manufacturing costs. Due to the integral design of the base body, in particular joining problems can be avoided. Pouring or pouring the molded parts also allows the mechanical properties of the support, in particular its rigidity and stability against vibrations, to be influenced in a targeted manner. By using die casting tools, the shape and function of the axle carrier can also be flexibly adapted to the respective needs of the vehicle type.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Architecture (AREA)
  • Structural Engineering (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)
  • Vehicle Body Suspensions (AREA)

Abstract

Die vorliegende Erfindung stellt einen Achsträger für wenigstens eine Achse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs mit einem Grundkörper mit zwei voneinander beabstandeten, seitlichen Längsträgern und wenigstens einem die Längsträger verbindenden Querträger zur Verfügung, wobei der Grundkörper ein einteilig gegossenes Druckgussbauteil ist.

Description

l
Achsträger für Kraftfahrzeuge und Herstellung desselben
Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Achsträger, insbesondere einen Hinterachsträger, für Kraftfahrzeuge sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Achsträgers.
Stand der Technik
Achsträger, die auch unter anderen Bezeichnungen wie Achs- oder Fahrschemel, Integralrahmen, Hilfsträger oder Hilfsrahmen bekannt sind, werden, nachdem sie mit Aggregaten bzw. Hilfsaggregaten versehen sind, als vormontierte Einheiten oder Module an Fahrzeugaufbauten, zum Beispiel an der Karosserie und/oder an Längsträgern eines Kraftfahrzeugs befestigt. Der Achsträger ist dabei Teil des Achsmoduls und lässt sich im Allgemeinen als Aggregateträger beschreiben. Der Achsträger ist ein wesentlicher Teil der Achse eines Kraftfahrzeugs. Die Befestigung am Fahrzeugaufbau kann indirekt über große Gummilager erfolgen und gewährleistet im Verbund mit dem gekoppelten Radträger eine höhere Fahrstabilität und reduziert die Übertragung von Vibrationen in den Fahrgastraum.
Achsträger zeichnen sich häufig durch eine hohe Integration verschiedener Funktionen aus: Montage- und Aggregateträger für die Fahrwerksanlenkung, Motorlagerung und Befestigung der Lenkungskomponenten für die Vorderachse sowie die Befestigung des Achsgetriebes bei der Hinterachse. Weiterhin sind definierte Crasheigenschaften, Karosserieversteifung und das Schwingungsverhalten von Relevanz. Dabei kann der Achsträger auch ganze Antriebseinheiten und/oder Lenkmodule aufnehmen.
Um einen dauerfesten Einsatz des Achsträgers bei gleichzeitig geringem Gewicht zu gewährleisten, ist dieser üblicherweise aus einer steifen und hochbelastbaren Konstruktion, wie beispielsweise einem Aluminium-Strangpressprofil, einer Stahl- oder einer Faserverbundkonstruktion ausgebildet. Dabei sind die jeweiligen Träger, also Längsträger und Querträger, üblicherweise mit einem großen und massiv ausgebildeten Querschnitt versehen, welcher den von radführenden Lenkern ausgehenden hohen Belastungen dauerhaft standhalten kann.
Zusätzlich zu den üblichen an Achsträgern angeordneten Aggregaten wie Stabilisatoren, Lenkern und Differentialen, werden durch zunehmenden Einsatz von elektrischen Antriebseinheiten in elektrisch angetriebenen und Hybridfahrzeugen auch erhöhte Anforderungen an den Bauraum der Achsträger gestellt.
Achsträger können in einer Vielzahl von Herstellungsverfahren produziert werden, beispielsweise als mehrteilig zusammengeschweißtes Blech, als umgeformte Rohrstruktur, als Rohr- und Blechkombination, als Blech/Rohr mit Gussknoten sowie durch Niederdruck-, Kokillen- oder Druckguss geformte Bauteile. Die bekannten Herstellungsverfahren sind jedoch oft aufwändig und wenig flexibel.
Beispielsweise können bei einer Herstellung aus zusammengeschweißten Blechen durch das Fügen Prozessrisiken entstehen.
Beim Kokillenguss treten manchmal Probleme mit den verwendeten Sandkernen auf. Aufgrund technologischer Einschränkungen ist zudem keine weitere Aussteifung im Inneren eines durch Kokillenguss ausgebildeten Querschnitts möglich. Das Verbinden von Druckgussbauteilen mittels Druckguss-Schweißen kann stark von der Gussqualität, insbesondere von dem Vorliegen von Poren, abhängig und daher oft nicht mit der gewünschten Steifigkeit durchführbar sein.
Es liegt somit der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein kostengünstiges und flexibles Herstellungsverfahren für Achsträger zur Verfügung zu stellen, das die oben genannten Nachteile überwindet. Insbesondere sollen Fügeprobleme vermieden werden und gleichzeitig eine hohe Funktionsintegration der Achsträger ermöglicht werden. Die hergestellten Achsträger sollen dabei die hohen Anforderungen bezüglich Steifigkeit und Belastbarkeit, insbesondere von Mehrlenkerachsen mit nur quer- und schräg angeordneten Lenkern, erfüllen. Des Weiteren sind Achsträger mit kompakter Bauweise, die dennoch die Bauraumanforderungen, insbesondere von elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, erfüllen, wünschenswert. Die Achsträger sollen zudem Eigenschwingungen stabilisieren und insbesondere eine hohe Stabilität gegen Torsionsschwingungen bieten. Schließlich ist auch eine flexible Anpassung der Herstellungsverfahren und Herstellungswerkzeuge an die Produktion von Kleinserien wünschenswert.
Beschreibung der Erfindung
Die oben genannten Aufgaben werden gelöst durch einen Achsträger, insbesondere einen Hinterachsträger, für wenigstens eine Achse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs, mit einem Grundkörper mit zwei voneinander beabstandeten, seitlichen Längsträgern und wenigstens einem die Längsträger verbindenden Querträger, wobei der Grundkörper ein einteilig gegossenes Druckgussbauteil ist. Die Längsträger können durch zwei oder mehr Querträger und/oder eine zusätzliche Querbrücke wie unten beschrieben verbunden sein.
Erfindungsgemäß wird der Grundkörper des Achsträgers, der die zwei seitlichen Längsträger und den wenigstens einen Querträger umfasst, im Druckgussverfahren einteilig gegossen. Dies bedeutet, dass zumindest die zwei seitlichen Längsträger und der wenigstens eine Querträger des Grundkörpers in einem gemeinsamen Druckgussschritt hergestellt und miteinander verbunden werden. Insbesondere sind die zwei seitlichen Längsträger und der wenigstens eine Querträger des Grundkörpers nicht auf andere Weise, beispielsweise durch Kleben, Schweißen, Durchsetzfügen, Nieten und/oder Verschrauben miteinander verbunden. Die Verbindung zwischen den zwei seitlichen Längsträgern und dem wenigstens einen Querträger des Grundkörpers ist vielmehr stoffschlüssig und wird durch das Druckgießen selbst erstellt. Des Weiteren entsteht die Verbindung der zwei seitlichen Längsträger und des wenigstens einen Querträgers des Grundkörpers auch nicht durch Angießen oder Anformen eines oder mehrerer dieser T räger an die anderen T räger.
Der Grundkörper mit den seitlichen Längsträgern und dem wenigstens einen Querträger wird somit in einer gemeinsamen Druckgussform durch Einfüllen der flüssigen Schmelze des verwendeten Materials unter hohem Druck gegossen. Als Druckgussform wird im Allgemeinen eine Dauerform verwendet. Sowohl das Warmkammer-Druckgussverfahren als auch das Kaltkammer-Druckgussverfahren können zur Herstellung des Grundkörpers angewendet werden.
Die Herstellung des Grundkörpers als einteilig gegossenes Druckgussbauteil schließt jedoch nicht aus, dass an den Grundkörper weitere Bauteile, beispielsweise Aufnahmen bzw. Ausnehmungen für Querlenker, Längslenker, Streben, wie Zug- und Schubstreben, Stabilisatoren sowie Befestigungen und kinematische Anbindungspunkte des Achsträgers an der Karosserie, Verstärkungsrippen, Aufnahmen für elektrische Antriebseinheiten, und dergleichen, angegossen werden können oder auf eine der sonstigen oben erwähnten Arten befestigt werden können. Bevorzugt können jedoch eine oder mehrere der genannten Aufnahmen bzw. Ausnehmungen, Befestigungen und Verstärkungsrippen gemeinsam mit den Längsträgern und dem wenigstens einen Querträger des Grundkörpers in dem Druckgussschritt ausgebildet werden. Hierzu können eine entsprechend ausgebildete Dauerform verwendet werden und/oder entsprechende Werkzeugeinsätze, d.h. Druckgusswerkzeuge, in eine Grundform eingesetzt werden. Es versteht sich, dass das gegossene Druckgussbauteil mechanisch, thermisch oder anderweitig weiterbearbeitet werden kann, beispielsweise um eine oder mehrere der oben genannten Ausnehmungen bzw. Durchgangsöffnungen zu bilden. Wesentlich ist jedoch, dass zumindest der Grundkörper mit den zwei Längsträgern und dem wenigstens einen Querträger ein einteilig bzw. einstückig gegossenes Druckgussbauteil ist.
Die Längsträger des Grundkörpers sind wie an sich bekannt zumindest grob entlang einer Längsachse des Fahrzeugs als seitliche Träger ausgebildet. Die senkrecht zur Längsachse des Fahrzeugs voneinander beabstandeten Längsträger sind dabei durch den wenigstens einen Querträger miteinander verbunden. Das Druckgussbauteil bildet somit einen Rahmen des Achsträgers, an dem die üblichen Aggregate, Stabilisatoren, Lenker, Streben und/oder Differentiale angeordnet und befestigt werden können. Das Druckgussbauteil kann einen, zwei oder mehr Querträger aufweisen, die jeweils die beiden Längsträger miteinander verbinden. Insbesondere kann das einteilig gegossene Druckgussbauteil zwei Querträger umfassen, die in Fahrzeuglängsrichtung voneinander beabstandet sind. Das einteilige gegossene Druckgussbauteil kann zudem auch zwei oder mehr Querträger aufweisen, die im Wesentlichen übereinander angeordnet sind. Relative Ortsangaben wie Fahrzeuglängsrichtung, Längsachse des Fahrzeugs, seitlich angeordnet, übereinander, oben, unten, rechts, links, vorne, hinten und dergleichen beziehen sich hier und im Folgenden stets auf den üblichen Einbau des Achsträgers im Fahrzeug und auf die Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs. Beispielsweise sind vordere Komponenten des Achsträgers in Vorwärtsfahrtrichtung des Fahrzeugs gesehen vor hinteren Komponenten des Achsträgers angeordnet. Ansonsten haben die hier und im Folgenden verwendeten Begriffe, wenn nicht ausdrücklich anders definiert, die sonst üblichen Bedeutungen im Gebiet des Fahrzeugbaus.
Der Achsträger kann als Hinterachsträger für wenigstens eine Achse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Insbesondere kann es sich bei der wenigstens einen Achse um eine Mehrlenker-Hinterachse handeln. Der Achsträger kann dabei für ein, zwei oder mehr Hinterachsen ausgebildet sein. Alternativ kann der Achsträger als Vorderachsträger für eine gelenkte Vorderachse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs ausgebildet sein. Hierbei kann der Achsträger derart ausgebildet sein, dass er an sich bekannte Komponenten eines Vorderachsträgers wie beispielsweise Lagerstellen zur Schwenklagerung von Quer- und/oder Schräglenkern, eine Lagerung für eine Drehmomentstütze, ein Lenkungsgehäuse, beispielsweise für eine Zahnstangenlenkung, sowie weitere übliche Komponenten aufweist bzw. trägt. Bei dem mehrspurigen Kraftfahrzeug kann es sich insbesondere um ein zweispuriges Kraftfahrzeug handeln. Das Kraftfahrzeug kann ein Pkw oder ein Nutzfahrzeug sein.
Gemäß einer Weiterbildung kann der Grundkörper eine Schale mit im Wesentlichen U- förmigem Querschnitt aufweisen, die mit wenigstens einem separat hergestellten Formteil durch das Druckgießen verbunden ist. Die Schale kann mit dem Formteil formschlüssig verbunden sein. In einer speziellen Weiterbildung, insbesondere bei Verwendung von Materialien für das Formteil mit ähnlichem Schmelzpunkt wie dem Material der Schale, kann auch eine teilweise oder vollständig stoffschlüssige Verbindung vorliegen. Dabei kann die Schale allein oder in der Verbindung mit dem Formteil den im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt aufweisen. Die Schale wird zusammen mit den übrigen Teilen des Grundkörpers integral gegossen, wobei das wenigstens eine Formteil durch das Druckgießen selbst, insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig oder teilweise formschlüssig und teilweise stoffschlüssig, mit der Schale verbunden wird. Gemäß dieser Weiterbildung umfasst der Grundkörper zumindest einen Teilbereich, in dem er als integral, d.h. einstückig, gegossene Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet ist. Im Querschnitt weist die Schale somit neben den beiden freien Schenkeln eine Deckfläche auf. Dabei kann die Deckfläche wie unten genauer beschrieben das Formteil umfassen oder durch dieses gebildet werden.
Der U-förmige Querschnitt verleiht dem Achsträger eine hohe Steifigkeit bei gleichzeitig geringem Materialeinsatz. Beispielsweise können zumindest Teilbereiche der beiden seitlichen Längsträger und einer Querbrücke als Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet sein. Bis auf die oben erwähnten Aufnahmen bzw. Ausnehmungen sowie Befestigungen und kinematischen Anbindungspunkte kann der Grundkörper des Achsträgers in Form der Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt ausgebildet sein. Auf diese Weise ergibt sich eine besonders kompakte Bauform mit ausgezeichneten mechanischen Eigenschaften. Die Oberfläche der Schale kann jedoch an einigen Stellen oder abschnittsweise nach Bedarf von einer im Wesentlichen glatten Oberfläche abweichen. Bei der Schale kann es sich insbesondere um eine Oberschale handeln, deren Deckfläche oben angeordnet ist. Dies erleichtert den Einbau in das Kraftfahrzeug.
Gemäß einer Weiterbildung kann die Schale zumindest teilweise durch wenigstens ein separat hergestelltes Formteil geschlossen sein. Das Formteil ist dabei derart ausgebildet und angeordnet, dass es den U-förmigen Querschnitt der Schale zumindest teilweise schließt, wobei der geschlossene Abschnitt der Schale dennoch im Wesentlichen ein Hohlprofil aufweist. Anders ausgedrückt schließt das Formteil den U-förmigen Querschnitt, ohne den Hohlraum vollständig auszufüllen. Beispielsweise kann das Formteil zwischen oder an den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts angeordnet sein und sich zumindest entlang eines Teils der Schale erstrecken. Es versteht sich, dass auch zwei oder mehr entsprechend ausgebildete und angeordnete Formteile vorgesehen sein können, um den Querschnitt der Schale teilweise oder ganz zu schließen. Beispielsweise kann für jeden der zwei Längsträger sowie für jeden des wenigstens einen Querträgers ein jeweils eigenes Formteil vorgesehen sein, das einen U-förmigen Querschnitt des jeweiligen Trägers zumindest teilweise schließt.
Gemäß einer Weiterbildung kann wenigstens ein separat hergestelltes Formteil eine integral mit U-förmigem Querschnitt gegossene Schale zumindest teilweise verschließen. Es ist jedoch auch denkbar, dass ein Teil des U-förmigen Querschnitts durch ein oder mehrere weitere Formteile gebildet wird oder solche umfasst. Dabei werden jedoch stets sowohl die weiteren Formteile als auch das den Querschnitt verschließende Formteil durch das Druckgießen selbst mit dem Grundkörper und insbesondere der Schale verbunden. Insbesondere werden die Formteile nicht durch andere Verbindungsarten wie Kleben, Schweißen, Durchsetzfügen, Nieten und/oder Verschrauben mit dem Grundkörper verbunden.
Das wenigstens eine Formteil ist ein separat hergestelltes Bauteil, wird somit nicht erst durch den oben erwähnten Druckgussschritt geformt. Dies schließt jedoch nicht aus, dass es sich bei dem Formteil ebenfalls um ein Druckgussbauteil handelt, das in einem getrennten Druckgussverfahren hergestellt wird. Alternativ kann es sich bei dem Formteil um ein Bauteil handeln, das in einem anderen Gussverfahren, beispielsweise im Kokillengussverfahren, durch Strangpressen, Walzen, oder anderweitig, hergestellt wird.
Gemäß einer Weiterbildung kann das wenigstens eine Formteil mit dem Grundkörper durch das Druckgießen formschlüssig verbunden werden. Gemäß einerweiteren Weiterbildung kann das wenigstens eine Formteil mit dem Grundkörper durch das Druckgießen teilweise, d.h. abschnittsweise, stoffschlüssig oder vollständig stoffschlüssig verbunden werden. Die Verbindung von Grundkörper und Formteil kann darüber hinaus teilweise formschlüssig und teilweise stoffschlüssig sein, beispielsweise in verschiedenen Anbindungsbereichen. Eine stoffschlüssige Verbindung ist hier und im Folgenden eine Verbindung, bei der die Verbindungspartner durch atomare oder molekulare Kräfte, beispielsweise durch Kohäsion und/oder Adhäsion, zusammengehalten werden. Diese Verbindung wird durch das Druckgießen des Grundkörpers selbst hergestellt.
Das wenigstens eine Formteil kann mit der Schale durch Eingießen oder Umgießen während des Druckgießens des Grundkörpers verbunden werden. Beim Eingießen wird lediglich ein Bereich des Formteils, beispielsweise ein Randbereich, von dem gegossenen Material des Grundkörpers umschlossen. Beim Umgießen wird das gesamte Formteil vollständig von dem gegossenen Material des Grundkörpers umschlossen. Die Ausbildung der Verbindung des wenigstens einen Formteils mit der Schale während des Druckgießens des Grundkörpers ist besonders dauertest und weist eine hohe Steifigkeit auf. Trotz des Einsatzes separater Formteile kann der Grundkörper mit zumindest teilweise geschlossenen U-Profilen der gegossenen Schale somit einstückig ohne separate Fügeschritte hergestellt werden.
In einer speziellen Weiterbildung kann die Deckfläche der Schale wie erwähnt ein separat hergestelltes Formteil aufweisen, das mit der Schale durch Eingießen oder Umgießen während des Druckgießens der Schale verbunden ist. Ist das Formteil durch Eingießen mit der Schale, d. h. den Schenkeln des U-förmigen Profils, verbunden, kann somit ein Teil der Deckfläche durch das Formteil selbst gebildet werden. Ist das Formteil durch Umgießen mit der Schale, d. h. den Schenkeln des U-förmigen Profils, verbunden, wird hingegen die Oberfläche der Deckfläche, d. h. die Oberfläche des Querelements des U-förmigen Profils, von dem Material der Schenkel gebildet. In diesem Fall hat die Deckfläche der Schale beispielsweise eine Sandwichstruktur mit dem Formteil in der Mitte.
In beiden Fällen lassen sich durch geeignete Auswahl des Materials und der Form des Formteils die mechanischen Eigenschaften der Schale und damit des Grundkörpers wie Steifigkeit und Zugfestigkeit gezielt beeinflussen. Die mit dem Grundkörper verbundenen Formteile wirken beispielsweise stabilisierend auf Eigenschwingungen des Achsträgers und erhöhen somit den Fahrkomfort. Des Weiteren verschieben die U-Profile verschließende Formteile Torsionsschwingungen des Achsträgers zu höheren Frequenzen, die sich positiv auf den Fahrkomfort auswirken. Beispielsweise können die U-Profile der beiden Längsträger zumindest teilweise mittels zweier Formteile geschlossen werden, wodurch sich eine vorteilhafte Frequenzverschiebung der Torsionsschwingungen des Achsträgers ergibt. Die Formteile können auch als Inlays oder Inserts angesehen werden, da sie wie weiter unten beschrieben zu Beginn des Druckgießens in die Druckgussform für den Grundkörper eingelegt werden.
Das wenigstens eine Formteil kann aus einem Material bestehen, dessen Schmelztemperatur höher liegt als die Schmelztemperatur des Grundkörpers. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass das Formteil während des Druckgießens mit dem Material des Grundkörpers nicht aufschmilzt, sodass die beim separaten Herstellungsverfahren vorgegebene Form und Gestalt des Formteils beim Druckgießen des Grundkörpers unverändert bleibt. Dadurch lassen sich nicht nur die Materialeigenschaften des wenigstens einen Formteils unabhängig von den Materialeigenschaften des Grundkörpers auswählen, sondern präzise eine Modifikation der gegossenen Form des Grundkörpers durch die Formteile erzielen. Je nach Einsatz des Achsträgers können so gewünschte mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit, Elastizität und Schwingungsstabilität des Achsträgers vorteilhaft beeinflusst werden. Die gewonnenen Achsträger lassen sich dabei flexibel an die jeweiligen Bedürfnisse anpassen.
Beispielsweise kann der Grundkörper aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, oder einer Leichtmetalllegierung, beispielsweise einer Aluminium-, einer Zink- oder einer Magnesiumlegierung hergestellt werden. Die Leichtmetalllegierung kann somit insbesondere Aluminium, Zink oder Magnesium als Basiselement haben. Beispielsweise kann eine Al-Si- Sekundärlegierung wie AISil OMnMg verwendet werden. Die Al-Si-Sekundärlegierung kann 3 - 12 Gew.-% Si, 0,2 - 0,6 Gew.-% Mg, 0,2 - 0,8 Gew.-% Fe, weniger als 0,6 Gew.-% Cu und weniger als 0,5 Gew.-% Mn umfassen. Wärmebehandlungen sind möglich.
Alternativ kann AISil OMnMg mit 9,5 - 1 1 ,5 Gew.-% Si, 0,5 - 0,8 Gew.-% Mn, 0,1 - 0,5 Gew.- % Mg und ca. 0,15 Gew.-% Fe verwendet werden. Weitere Komponenten können Cu mit ca. 0,03 Gew.-%, Zn mit 0,07 Gew.-%, Ti mit 0,04 - 0,15 Gew.-%, Sr mit 0,01 - 0,025 Gew.-% und P mit ca. 0,001 Gew.-% sein. Die Legierung kann nach T5 (ohne Lösungsglühen), T6 oder T7 (mit Lösungsglühen) wärmebehandelt sein.
Alternativ kann AISil OMnMg mit 9,5 - 1 1 ,0 Gew.-% Si, 0,5 - 0,8 Gew.-% Mn, 0,2 - 0,5 Gew.- % Mg und ca. 0,2 Gew.-% Fe verwendet werden. Weitere Komponenten können Cu mit ca. 0,03 Gew.-%, Zn mit 0,1 Gew.-%, Ti mit 0,15 Gew.-% und Sr sein. Ferner kann die Legierung mit T5 oder T6 (mit Lösungsglühen) wärmebehandelt sein. Nach Euronorm EN können insbesondere EN AC 43500, EN AC 43500-T5 oder EN AC 43500- T7 als Leichtmetalllegierungen für den Grundkörper eingesetzt werden.
Als Al-Legierungen sind insbesondere folgende Varianten denkbar:
• AISil OMnMg, genormte Legierung nach DIN EN 1706 (EN AC-43500, EN AC- AISil OMnMg) o (Wärmebehandlungs-)Zustände: F, O, T4, T5, T6, T7
• AIMg5Si2Mn, genormte Legierung nach DIN EN 1706 (EN AC-51500, EN AC- AIMg5Si2Mn)
• Legierungen der Gruppe AISi9Mn, nicht genormte Legierung ohne Selbstaushärtung (fehlendes Mg), z.B. Castasil®-37 der Fa. Rheinfelden
• Legierungen der Gruppe AISi7MnMg, nicht genormte Legierung z.B. nach VW TL 133
• Legierungen der Gruppe AIMg4Fe2, nicht genormte Legierung, z.B. Castaduct®-42 oder Castaduct®-18 (mit Zink) der Fa. Rheinfelden
Das wenigstens eine Formteil kann aus Stahl, Eisen, einer Stahllegierung oder einer Eisenlegierung hergestellt sein. Die Legierung kann somit Stahl oder Eisen als Basiselement haben. Wie erwähnt kann das Material des Formteils derart gewählt werden, dass sein Schmelzpunkt über dem Schmelzpunkt des Materials des Grundkörpers liegt.
Alternativ kann das wenigstens eine Formteil einen Verbundwerkstoff umfassen oder aus einem solchen bestehen. Bei dem Verbundwerkstoff kann es sich insbesondere um einen Faser- oder Teilchenverbundwerkstoff handeln. Auch Kombinationen aus mehreren Verbundwerkstoffen sind möglich.
Die Verwendung von Verbundwerkstoffen für die Formteile gewährt eine hohe Flexibilität bei der Bestimmung der mechanischen Eigenschaften bei gleichzeitig geringem Gewicht, insbesondere für Faser-Kunststoff-Verbunde.
Der Hohlraum zwischen Formteil und U-Profil der Schale kann nach dem Druckgussschritt zur Dämpfung von Geräuschen und Schwingungen mit einem Dämpfungsmaterial versehen werden, beispielsweise durch Ausschäumen des Hohlraums mit Aluminium oder anderen Materialien.
Das wenigstens eine Formteil kann insbesondere als Blech ausgebildet sein. Dabei kann das Blech eben ausgebildet sein oder als umgeformtes Blech ausgebildet sein, d. h. selbst eine Struktur, beispielsweise eine L-Form oder eine T-Form aufweisen. Des Weiteren kann das Formteil selbst eine teilweise, beispielsweise abschnittsweise und/oder im Querschnitt, oder vollständig geschlossene Form, beispielsweise eine Röhrenform mit rundem oder eckigem, insbesondere rechteckigem, Querschnitt aufweisen. Ganz allgemein kann das Formteil eben ausgebildet sein oder ein nicht ebenes Profil aufweisen. Als Formteile können beispielsweise Bleche mit einer Stärke im Bereich von 0,5 bis 3 mm eingesetzt werden.
Gemäß einer Weiterbildung kann sich die Schale über den Bereich der seitlichen Längsträger erstrecken und im Bereich der seitlichen Längsträger wenigstens teilweise durch das wenigstens eine Formteil geschlossen sein. Auf diese Weise werden insbesondere Torsionsschwingungen der Längsträger gedämpft und frequenzverschoben.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung kann die Schale eine Vielzahl von rippen-, steg-, waben- und/oder gurtartigen Versteifungen, insbesondere Verstärkungsrippen auf einer Seite der Schale aufweisen. Insbesondere können sich die Versteifungen auf einer Unterseite einer integral gegossenen Oberschale des Grundkörpers befinden. In Bereichen, die durch das wenigstens eine Formteil geschlossen sind, können die Versteifungen innerhalb des Hohlraums angeordnet sein. Die Versteifungen können auch während des Druckgießens auf einem Formteil gebildet werden, ohne direkt mit den restlichen druckgegossenen Teilen der Schale verbunden zu sein. Die Verstärkungen erhöhen die Steifigkeit des Grundkörpers, ohne den flexiblen Einsatz der Formteile zu behindern. Die Versteifungen können insbesondere schräg zum Verlauf der Träger angeordnet sein.
Des Weiteren kann der Grundkörper einen in Fahrtrichtung gesehen hinteren, mit Druckguss- Waben verstärkten Querträger aufweisen. Der hintere Querträger kann insbesondere als hintere vertikale Wand ausgebildet sein, deren zentraler Bereich mit Druckguss-Waben ausgebildet ist. Die Druckguss-Waben reduzieren nicht nur das Gesamtgewicht des Achsträgers, sondern gestatten darüber hinaus ein bauraumoptimiertes Durchführen von Leitungen zum umbauten Raum des Achsträgers. Des Weiteren versteifen die Druckguss- Waben den Querträger bezüglich Festigkeit in kritischen Bereichen.
Zusätzlich oder alternativ kann eine untere, separat hergestellte Querbrücke vorgesehen sein, die an dem Grundkörper durch Kleben, Schweißen, Durchsetzfügen, Nieten und/oder Verschrauben befestigt ist. Die untere Querbrücke kann insbesondere unterhalb eines vorderen Querträgers angeordnet sein. Die untere Querbrücke kann insbesondere ohne Vorspannung am Grundkörper befestigt sein. Die untere Querbrücke wirkt somit versteifend und kann zudem flexibel an die jeweiligen Anforderungen an den Bauraum angepasst werden. Die untere Querbrücke kann ebenso einteilig im Druckguss hergestellt werden. Zusätzlich zu eventuellen Befestigungen bzw. Anbindungspunkten zum Anbringen der unteren Querbrücke an dem Grundkörper kann die untere Querbrücke eine oder mehrere Aufnahmen für eine elektrische Antriebseinheit aufweisen. Alternativ zur Herstellung als einstückiges Druckgussbauteil kann die untere Querbrücke andere bzw. weitere Strangpressprofile und/oder Gussteile, die nach anderen Gussverfahren hergestellt wurden, integrieren.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung kann der Achsträger einen vorderen Querträger des Grundkörpers sowie einen hinteren mit Druckguss-Waben verstärkten weiteren Querträger des Grundkörpers aufweisen, die beide zusammen mit den Längsträgern in einem gemeinsamen Druckgussschritt gegossen werden. Zusätzlich kann der Achsträger die oben beschriebene untere Querbrücke unterhalb des vorderen Querträgers umfassen.
Die beschriebenen Weiterbildungen von Achsträgern sparen aufgrund der einteiligen Herstellung im Druckgussverfahren Fügekosten ein und vermeiden Prozessrisiken, die beim Fügen entstehen können. Die Herstellung im Druckgussverfahren ist kostengünstig und bietet eine enorm hohe Funktionsintegration. Varianten können durch Werkzeugeinsätze, d.h. Druckgusswerkzeuge, dargestellt werden. Mögliche Probleme beim Schweißen durch starken und/oder schwierig kontrollierbaren Verzug werden vermieden. Des Weiteren können bei dem eingesetzten Druckgussverfahren Probleme mit den Sandkernen einer Kokillenlösung vermieden werden. Ein Schweißen von Druckguss wird aufgrund der einteiligen Ausbildung grundsätzlich vermieden.
Etwaige angeschweißte Laschen, Erweiterungen oder Anbauteile können am integral gestalteten Druckguss-Grundkörper angebracht sein. Der integral gestaltete Grundkörper des Achsträgers zeichnet sich durch die Integration der tragenden Quer- und Längsträger in einer einzigen Druckgussform aus.
Die oben genannten Aufgaben werden auch durch ein Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers, insbesondere nach einer der oben beschriebenen Weiterbildungen, mit den folgenden Schritten gelöst: Einlegen, Einstecken oder Einsetzen wenigstens eines Formteils in eine vorgegebene Position einer Druckgussform zum Druckgießen eines Grundkörpers des Achsträgers; und einstückiges Druckgießen des Grundkörpers in der Art, dass das wenigstens eine Formteil mit dem Grundkörper verbunden wird.
Hierbei können dieselben Variationen und Weiterbildungen, die oben im Zusammenhang mit den erfindungsgemäßen Achsträgern beschrieben wurden, auch auf das Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers angewendet werden.
Beispielsweise kann die Druckgussform derart ausgebildet sein, dass der Grundkörper mit zwei voneinander beabstandeten, seitlichen Längsträgern und wenigstens einem die Längsträger verbindenden Querträger beim Druckgießen gebildet wird. Des Weiteren kann die Druckgussform an entsprechenden Stellen Raum für das Einlegen des wenigstens einen Formteils aufweisen. Das wenigstens eine Formteil wird vor Beginn des Druckgussverfahrens in die geöffnete Druckgussform, insbesondere Dauerform, eingelegt oder eingesteckt. Anschließend wird die Druckgussform geschlossen und mit dem Material des Grundkörpers, beispielsweise den oben erwähnten Leichtmetalllegierungen unter hohem Druck ausgegossen. Beim Druckguss kann die flüssige Schmelze unter hohem Druck von ca. 10 bis 200 Megapascal und mit einer sehr hohen Formfüllgeschwindigkeit von bis zu 120 m/s (Kolbengeschwindigkeit) in die Druckgussform gedrückt werden. Wie erwähnt kann ein Warmkammer-Druckgussverfahren oder ein Kaltkammer-Druckgussverfahren zur Herstellung des Grundkörpers angewendet werden. Das mindestens eine Formteil kann wie oben beschrieben mit einer höheren Schmelztemperatur als der Schmelztemperatur des Grundkörpers ausgebildet sein und wird in einem der oben beschriebenen separaten Herstellungsprozesse vorab hergestellt. Das Einfüllen der Schmelze kann somit bei einer Temperatur erfolgen, die unter der Schmelztemperatur des Formteils liegt. Beispielsweise kann das wenigstens eine Formteil aus Stahl, Eisen, einer Stahllegierung oder einer Eisenlegierung hergestellt sein. Alternativ kann das wenigstens eine Formteil wie oben beschrieben einen Verbundwerkstoff umfassen oder aus einem solchen hergestellt sein. Das wenigstens eine Formteil kann wie oben beschrieben als ebenes oder umgeformtes Blech, insbesondere in Röhrenform, ausgebildet sein.
Aufgrund der höheren Schmelztemperatur des wenigstens einen Formteils schmilzt dieses während des Druckgießens des Grundkörpers nicht auf und behält im Wesentlichen seine ursprüngliche Form bei. Die vorgegebenen Positionen, an denen das wenigstens eine Formteil in die Druckgussform eingelegt wird, können wie oben beschrieben in Hinblick auf eine optimierte Steifigkeit, Festigkeit und Stabilität gegen Schwingungen und insbesondere zur Frequenzverschiebung von Schwingungen, insbesondere von Torsionsschwingungen und/oder Biegeschwingungen, gewählt werden.
Das wenigstens eine Formteil wird derart in die Druckgussform eingelegt, dass es durch das einstückige Druckgießen des Grundkörpers mit dem Grundkörper verbunden wird. Diese Verbindung mit dem Grundkörper kann wie oben beschrieben insbesondere formschlüssig, stoffschlüssig oder teilweise, d.h. abschnittsweise, formschlüssig und teilweise, d.h. in anderen Abschnitten, stoffschlüssig sein.
Des Weiteren kann der Grundkörper wie oben im Detail beschrieben eine Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweisen, wobei das wenigstens eine Formteil derart in der Druckgussform positioniert wird, dass das wenigstens eine Formteil durch das einstückige Druckgießen zwischen den Schenkeln oder an den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts mit dem Grundkörper verbunden wird. Dabei kann das Formteil nach Verbindung mit dem Grundkörper eine quer zwischen den freien Schenkeln der Schale oder auf den freien Schenkeln der Schale angeordnete Decke des dadurch geschlossenen Hohlprofils bilden. Alternativ oder ergänzend kann ein Formteil so mit den Schenkeln der Schale verbunden werden, dass es zumindest einen Teil einer Deckfläche, d. h. des Querelements, des U- förmigen Querschnitts der Schale bildet. Das wenigstens eine Formteil kann durch das einstückige Druckgießen zwischen oder an den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts eingegossen oder angegossen werden. Beim Eingießen umschließt das gegossene Material der Schenkel wie oben beschrieben einen Randbereich des Formteils. Beim Angießen wird ein Teil der Schenkel, insbesondere deren freies Ende, mit dem Formteil, insbesondere stoffschlüssig, verbunden. Alternativ kann das wenigstens eine Formteil auch vollständig mit dem Material der Schenkel umgossen werden.
Gemäß einer speziellen Weiterbildung können durch das einstückige Druckgießen des Grundkörpers zusätzlich eine oder mehrere Aufnahmen und/oder Ausnehmungen für Lenker, insbesondere Querlenker oder Längslenker, und/oder Stabilisatoren und/oder Streben und/oder Befestigungen bzw. kinematische Anbindungen des Achsträgers an einer Karosserie des Fahrzeugs mit ausgebildet werden. Auf diese Weise können die genannten Konsolen ohne Fügen mit dem Grundkörper verbunden sein, wodurch einerseits die mechanische Belastbarkeit der Konsolen erhöht wird und andererseits das Herstellungsverfahren vereinfacht und kostengünstig gestaltet wird. Die genannten Konsolen können durch lösbares Einsetzen entsprechender Druckgusswerkzeuge in eine Druckgussgrundform definiert werden.
Gemäß einer weiteren Weiterbildung können durch das einstückige Druckgießen des Grundkörpers Aufnahmen für eine separat hergestellte Querbrücke an einer Seite des Grundkörpers ausgebildet werden, wobei das Herstellungsverfahren des Achsträgers weiterhin das Befestigen der separat hergestellten Querbrücke wie oben beschrieben an den Aufnahmen an der Seite des Grundkörpers durch Kleben, durch Schweißen, durch Durchsetzfügen, durch Nieten und/oder durch Verschrauben umfassen kann. Wie oben erwähnt kann es sich bei der Seite des Grundkörpers, an der die separat hergestellte Querbrücke befestigt wird, insbesondere um die Unterseite eines mit einer Oberschale ausgebildeten Grundkörpers handeln. Die Querbrücke kann wie oben beschrieben in einem separaten Herstellungsschritt, insbesondere als Druckgussbauteil mit oder ohne weitere Strangpressprofile und/oder Gussteile hergestellt werden.
Die beschriebenen Herstellungsverfahren gestatten die Herstellung eines Achsträgers mit reduzierten Fügekosten. Der integral gegossene Grundkörper kann besonders kostengünstig im Druckguss hergestellt werden und bietet eine enorm hohe Funktionsintegration. Die Möglichkeit, flexibel Gusswerkzeuge in eine allgemeine Druckgussform einzusetzen, sowie die Verwendung von Formteilen, die zu Beginn des Herstellungsverfahrens in die Druckgussform eingelegt, eingesteckt oder eingesetzt werden, erlaubt es, das Herstellungsverfahren auf einfache und kostengünstige Weise an unterschiedlichste Fahrzeugtypen und Anforderungen an die herzustellenden Achsträger anzupassen.
Weitere Merkmale und beispielhafte Ausführungsformen sowie Vorteile der vorliegenden Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Es versteht sich, dass die Ausführungsformen nicht den Bereich der vorliegenden Erfindung erschöpfen. Es versteht sich weiterhin, dass einige oder sämtliche der im Weiteren beschriebenen Merkmale auch auf andere Weise miteinander kombiniert werden können.
Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführung eines Hinterachsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung.
Figur 2 zeigt die zu Figur 1 gehörende Unterbodenansicht des Hinterachsträgers mit einem geschlossenen hinteren Querträger.
Figur 3 zeigt eine dreidimensionale Schrägansicht des Hinterachsträgers der Figur 1 mit einem wabenverstärkten hinteren Querträger.
Figur 4 zeigt eine alternative Weiterbildung des Hinterachsträgers mit einer zusätzlichen unteren Querbrücke.
Figur 5 zeigt die Unterbodenansicht des Hinterachsträgers der Figur 4.
Figur 6 zeigt eine dreidimensionale Detailansicht einer unteren Querbrücke.
Figur 7 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie A-A in Figur 5 mit umgossenem bzw. eingegossenem Formteil gemäß verschiedenen Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung.
Figur 8 zeigt schematisch ein Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung.
In den im Folgenden beschriebenen Figuren bezeichnen gleiche Bezugszeichen gleiche Elemente. Zur besseren Übersichtlichkeit werden gleiche Elemente nur bei ihrem ersten Auftreten beschrieben. Es versteht sich jedoch, dass die mit Bezug auf eine der Figuren beschriebenen Varianten und Ausführungsformen eines Elements auch auf die entsprechenden Elemente in den übrigen Figuren angewendet werden können.
Die Figur 1 zeigt eine Draufsicht auf eine beispielhafte Ausführung eines Hinterachsträgers gemäß der vorliegenden Erfindung. Es versteht sich, dass die dargestellte Weiterbildung, insbesondere im Hinblick auf die Form des Achsträgers sowie die vorgesehenen Aufnahmen und Aussparungen lediglich zur Illustration der vorliegenden Erfindung gewählt ist und nicht auf irgendeine Weise in dieser Hinsicht beschränkend zu verstehen ist. Die Figur zeigt weiterhin exemplarisch einen Hinterachsträger 100, um das erfinderische Konzept des einstückig gegossenen Grundkörpers zu demonstrieren. Es versteht sich jedoch, dass der Fachmann durch an sich bekannte Abwandlungen der Form und Anordnung des Grundkörpers auch Vorderachsträger gemäß der vorliegenden Erfindung ausbilden und hersteilen kann.
Der in den Figuren 1 und 2 in unterschiedlichen Ansichten dargestellte Hinterachsträger 100 umfasst insbesondere den wie oben im Detail beschrieben einstückig gegossenen Grundkörper 1 10. Dieser umfasst in der hier dargestellten nicht limitierenden Weiterbildung neben den beiden seitlichen Längsträgern 120a und 120b auch zwei Querträger 130a und 130b. In den Figuren 1 bis 5 ist zudem stets die Fahrtrichtung FR des Fahrzeugs bei Vorwärtsfahrt angedeutet, sodass der Querträger 130a eine vordere Querbrücke darstellt, während der Querträger 130b eine hintere Querbrücke darstellt.
Des Weiteren ist in Figur 1 eine Draufsicht auf die Oberseite des Hinterachsträgers 100 dargestellt. In dieser Draufsicht ist eine schalenförmige Ausbildung des gesamten vorderen Querträgers 130a sowie großer Teile der Längsträger 120a und 120b zu erkennen. Es versteht sich jedoch, dass auch andere Bereiche des Grundkörpers 1 10 schalenförmig ausgebildet sein können, und dass umgekehrt auch Teilbereiche der in der Figur 1 schalenförmig ausgebildeten Träger anders ausgebildet sein können, solange der Grundkörper 1 10 zumindest in einem Bereich eine gegossene Schale aufweist.
Exemplarisch weist der in der Figur 1 dargestellte Hinterachsträger Aufnahmen 140a-d als kinematische Anbindungspunkte an die Karosserie des Fahrzeugs auf. Diese Aufnahmen sind als hohlzylinderförmige Durchgangsöffnungen ausgestaltet und einstückig mit dem Grundkörper 1 10 verbunden. Die Durchgangsöffnungen können zusammen mit dem Grundkörper durch Einsatz entsprechender Druckgusswerkzeuge während des Druckgießens ausgebildet werden oder nach Entnahme des gegossenen Grundkörpers aus der Druckgussform durch mechanische Bearbeitung des Grundkörpers gebildet werden.
Des Weiteren weist der dargestellte Hinterachsträger linke und rechte Aufnahmen 145a und 145b und wie aus der Unterbodenansicht der Figur 2 erkennbar linke und rechte Aufnahmen 146a und 146b für weitere Lenker und/oder Streben auf. In der dargestellten Weiterbildung wurden die Aufnahmen für die weiteren Lenker und/oder Streben integral mit dem Grundkörper durch Druckgießen gebildet. Schließlich weist der Hinterachsträger linke und rechte Aufnahmen 150a und 150b für diverse Lenkstreben, beispielsweise Federlenker, auf, die ebenso integral mit dem Grundkörper durch Druckgießen gebildet wurden. Es versteht sich jedoch, dass die Aufnahmen 145a, 145b, 146a und 146b sowie die Aufnahmen 150a und 150b auch separat hergestellt und anschließend durch Kleben, Schweißen, Druckguss-Schweißen, Durchsetzfügen, Nieten und/oder Verschrauben mit dem Grundkörper 1 10 verbunden werden können. Ebenso können diese Aufnahmen im Anschluss an das Druckgießen an den Grundkörper angeformt werden. Es versteht sich, dass die gezeigten Aufnahmen lediglich exemplarisch dargestellt sind und weitere und/oder andere Aufnahmen bzw. Konsolen vorgesehen sein können.
In der Figur 2 ist der Hinterachsträger 100 der Figur 1 von schräg unten, d.h. in einer Unterbodenansicht gezeigt. Zusätzlich zu den Elementen der Figur 1 erkennt man in der Figur 2 die oben erwähnten Aufnahmen 146a und 146b für weitere Lenker und/oder Streben. Des Weiteren ist in der Schrägansicht der Figur 2 zu erkennen, dass der hintere Querträger 130b mit einem im Wesentlichen vertikalen, geschlossenen Wandelement 134 ausgebildet ist. Hier sind lediglich kreisförmige Aufnahmen bzw. Durchführungen vorgesehen, an denen beispielsweise eine elektrische Antriebseinheit angeordnet sein kann. In der dreidimensionalen Ansicht der Figur 3 ist zusätzlich zu der unteren Querbrücke 160 die Ausbildung des hinteren Querträgers 130b als vertikale Wand zu erkennen. Der hintere Querträger 130b ist somit im Wesentlichen senkrecht zu einer Lauffläche des Fahrzeugs ausgerichtet und weist eine dem gewünschten Bauraum angepasste Ausdehnung in dieser senkrechten Richtung auf.
Eine alternative Weiterbildung der hinteren Querträgers 130b ist in der dreidimensionalen Schrägansicht des Hinterachsträgers 200 in der Figur 3 dargestellt. Hier weist der Grundkörper 210 des Hinterachsträgers 200 einen hinteren Querträger 230b mit einer Vielzahl von Druckguss-Waben 235 auf, die bei geringem Materialeinsatz gleichzeitig eine hohe Steifigkeit des hinteren Querträgers 230b bieten. Dabei können die Druckguss-Waben 235 zusammen mit dem Rest des Grundkörpers 210 in einem gemeinsamen Druckgussschritt, beispielsweise durch Einsatz eines geeigneten Druckgusswerkzeuges oder von Schiebern in einer Druckgussgrundform, gebildet werden.
Zurückkehrend zu Figur 2 ist aus der Unterbodenansicht des Hinterachsträgers 100 erkennbar, dass Teilbereiche der seitlichen Längsträger 120a und 120b sowie der gesamte vordere Querträger 130a in Form einer Oberschale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt gegossen wurden. An der Unterseite der Oberschale sind wie in Figur 2 erkennbar eine Vielzahl von Verstärkungsrippen 170 vorgesehen. Erfindungsgemäß werden diese Verstärkungsrippen integral mit dem Grundkörper durch das Druckgießen ausgebildet. Die Verstärkungsrippen 170 können dabei wie in der Figur 2 gezeigt schräg zur Ausrichtung der Längsträger 120a und 120b ausgebildet werden, um eine maximale Erhöhung der Steifigkeit zu bewirken. Der U-förmige Querschnitt der als gegossene Schale ausgebildeten Teile des Grundkörpers 1 10 bietet somit bei reduziertem Materialeinsatz ohne Fügeschritte optimale mechanische Eigenschaften wie Steifigkeit und Stabilität gegen Schwingungen. Die als gegossene Schale ausgebildeten Teile des Grundkörpers 1 10 bzw. 210 können insbesondere wie in Figur 7 gezeigt ausgebildet sein. Figur 4 zeigt eine alternative Weiterbildung des Hinterachsträgers mit einer zusätzlichen unteren Querbrücke. Wie in der dreidimensionalen Schrägansicht der Figur 4 erkennbar ist in dieser nicht limitierenden Weiterbildung des Hinterachsträgers 300 eine versteifende Querbrücke 360 vorgesehen, die über Schraubverbindungen 365a und 365b mit dem Grundkörper 310 des Hinterachsträgers verbunden ist. Die Querbrücke 360 wird dabei wie oben beschrieben in einem separaten Verfahren hergestellt, beispielsweise indem ein Mittelteil der Querbrücke im Druckguss hergestellt und anschließend mit den Schraubverbindungselementen 365a und 365b durch Fügen verbunden wird. Die separat hergestellte Querbrücke 360 wird erst nach Abschluss des Druckgießens des Grundkörpers 310 an diesem befestigt.
Wie aus der dreidimensionalen Ansicht des Hinterachsträgers 300 in der Figur 4 erkennbar, ist die versteifende Querbrücke 360 unterhalb des vorderen Querträgers 130a des Hinterachsträgers 300 angeordnet. Die derart angeordnete Querbrücke 360 dient somit dazu, Zug- und Druckspannungen auf den Hinterachsträger 300 abzufangen. Die Querbrücke 360 selbst kann jedoch ohne Vorspannung an dem Grundkörper 310 befestigt werden.
In der Figur 5 ist die Unterbodenansicht des Hinterachsträgers 300 der Figur 4 gezeigt. Neben den schon im Zusammenhang mit der Figur 2 beschriebenen Elementen ist in dieser Ansicht die zusätzliche Querbrücke 360 sowie deren Verbindung über Schraubverbindungen 365a und 365b mit dem Grundkörper 310 zu sehen. In der Figur 5 ist außerdem eine Querschnittslinie A-A gezeigt, entlang derer die in der Figur 7 dargestellten Querschnitte des rechten Längsträgers 120b gebildet werden können. Es versteht sich, dass entsprechende Ausbildungen auch für den linken Längsträger 120a sowie den vorderen und/oder hinteren Querträger 130a bzw. 230b vorgesehen sein können.
Die Figur 6 zeigt eine separate dreidimensionale Ansicht der unteren Querbrücke 360. In dieser Ansicht sind neben dem, beispielsweise im Druckguss hergestellten, Mittelteil 380 die Befestigungselemente 365a und 365b zu erkennen, mit denen die Querbrücke 360 mit dem Grundkörper 310 verschraubt wird. Zusätzlich weist die untere Querbrücke 360 zwei Aufnahmen 375a und 375b für elektrische Antriebseinheiten auf, mit denen die Räder der Hinterachse elektrisch angetrieben werden können. Es versteht sich, dass die dargestellte Weiterbildung der unteren Querbrücke lediglich exemplarisch ist und gemäß den jeweiligen Anforderungen modifiziert werden kann. Beispielsweise können andere Befestigungselemente, z.B. zum Kleben oder Schweißen, vorgesehen sein. Ebenso können weitere und/oder andere Konsolen an der unteren Querbrücke angeordnet sein, um gewünschte Funktionen des Hinterachsträgers umzusetzen. Figur 7 zeigt einen Querschnitt des U-förmigen Profils des Längsträgers 120b entlang der Linie A-A in der Figur 5. Dabei sind in der Figur 7 sieben alternative Verbindungen des Formteils mit den Schenkeln des U-förmigen Querschnitts der Oberschale dargestellt.
In der ersten Teilfigur a) ist das Formteil 190a zwischen den freien Schenkeln 192a des U- Profils angeordnet und vollständig mit dem Material des Grundkörpers umgossen. Die Anordnung des Formteils 190a ist in dieser nicht limitierenden Weiterbildung derart gewählt, dass sich die freien Schenkel 192a über das Formteil 190a hinaus erstrecken. Das umgossene Formteil 190a schließt dabei als Deckschicht den Hohlraum 195 ab. In der Figur sind zudem im Querschnitt einige repräsentative Verstärkungsrippen 170 dargestellt, die integral mit dem schalenförmigen Profil beim Druckgießen ausgebildet werden. Das Formteil 190a kann jedoch auch so angeordnet und umgossen werden, dass die freien Schenkel 192a des U-Profils bündig mit dem umgossenen Formteil abschließen.
In der zweiten Teilfigur b) der Figur 7 ist eine alternative Weiterbildung dargestellt, bei der das Formteil 190b zwischen bzw. an den freien Schenkeln 192b des U-Profils lediglich eingegossen ist. Dies bedeutet, dass ein Randbereich des Formteils 190b beim Druckgießen von dem Material des Grundkörpers umgeben wird. Auch hier schließt das Formteil 190b einen Hohlraum 195 in Form einer Deckschicht ab.
Gemäß den Weiterbildungen der Teilfiguren a) und b) wird der U-förmige Querschnitt der Schale integral gegossen, während das Formteil 190a bzw. 190b zwischen den freien Enden der Schenkel 192a bzw. 192b angeordnet ist und dadurch den Hohlraum 195 der Schale verschließt.
Alternativ kann das Formteil jedoch auch als Teil des die Schenkel verbindenden Querelements der Schale angeordnet sein, und somit wie oben beschrieben zumindest einen Teil der Deckfläche der Schale bilden. Entsprechende Weiterbildungen sind in den Teilfiguren c) bis f) der Figur 7 dargestellt.
In der Teilfigur c) ist das Formteil 190c zwischen den Schenkeln 192c des U-förmigen Profils an einer den freien Enden dieser Schenkel gegenüberliegenden Stelle als Teil des Querelements umgossen, d. h. im Querschnitt vollständig von dem Material des Grundkörpers umgeben. Auf diese Weise hat das Querelement der U-förmigen Schale eine Sandwichstruktur mit dem Formteil 190c in der Mitte. Die Verstärkungsrippen 170 können wie bekannt integral mit dem schalenförmigen Profil beim Druckgießen ausgebildet werden.
In der Teilfigur d) ist das Formteil 190d zwischen den Schenkeln 192d des U-förmigen Profils an einer den freien Enden dieser Schenkel gegenüberliegenden Stelle lediglich eingegossen, sodass ein Teil des Querelements allein durch das Formteil 190d gebildet wird. Da das Formteil 190d bereits zu Beginn des Druckgießens in der Druckgussform eingelegt bzw. eingesteckt ist, können weiterhin die Verstärkungsrippen 170 integral mit dem schalenförmigen Profil beim Druckgießen ausgebildet werden. In der Weiterbildung der Teilfigur d) werden dabei einige der Verstärkungsrippen an einer Fläche des Formteils 190d durch das Druckgießen angeformt.
In der Teilfigur e) ist eine Abwandlung der Weiterbildung der Teilfigur c) gezeigt. Hier wird die eigentliche Oberfläche der Deckfläche von dem Material der Schenkel 192e gebildet, wobei jedoch ein Teil des Formteils 190e zwischen den Verstärkungsrippen freiliegt.
In der Teilfigur f) ist eine Abwandlung der Weiterbildung der Teilfigur d) gezeigt, bei der die Verstärkungsrippen 170 einstückig mit den Schenkeln 192f verbunden sind, während die Oberfläche der Deckfläche durch das Formteil 190f gebildet wird.
In der Teilfigur g) schließlich ist eine weitere Abwandlung der Weiterbildung der Teilfigur c) gezeigt. Hier weist das umgossene Formteil 190g einen röhrenförmigen Querschnitt auf. Die Deckfläche der Schale wird von dem Material der Schenkel 192g gebildet. Das röhrenförmige Formteil 190g weist einen Hohlraum auf, der mit Aluminium oder anderen Materialien ausgeschäumt sein kann.
Es versteht sich, dass auch Mischformen und Kombinationen der Weiterbildungen der Figuren 7a)-g) beim Druckgießen der Längs- und Querträger des Achsträgers eingesetzt werden können.
Sowohl das Umgießen des Formteils 190a, 190c bzw. 190g als auch das Eingießen der Formteile 190b bzw. 190d-f stellt eine formschlüssige oder teilweise oder vollständig stoffschlüssige Verbindung des separat hergestellten Formteils mit dem Grundkörper 1 10 her. Dabei kann das Formteil wie oben im Detail beschrieben und in der Figur 7 angedeutet als Blech, beispielsweise aus Stahl oder einer Stahllegierung oder einem der oben erwähnten Verbundwerkstoffe, hergestellt werden. Das Formteil kann zur Herstellung einer zumindest teilweise stoffschlüssigen Verbindung beschichtet sein. Die erhöhte Steifigkeit des Formteils kann somit gezielt eingesetzt werden, um die mechanischen Eigenschaften des U-Profils des Grundkörpers zu verbessern. Dabei können Anordnung und Verbindung des Formteils mit dem U-Profil derart gewählt werden, dass Eigenschwingungen des Hinterachsträgers gedämpft und insbesondere Torsionsschwingungen wie oben beschrieben frequenzverschoben werden. Es versteht sich, dass je nach Position der in die Druckgussform eingelegten Formteile auch schräge Anordnungen bezüglich des Querschnitts des U-Profils möglich sind.
Die Figur 8 zeigt schematisch die Schritte eines Verfahrens zur Herstellung eines der oben beschriebenen Achsträger. In einem separaten Herstellungsschritt 1 wird zunächst das wenigstens eine Formteil hergestellt. Dabei kann das Formteil als Strangpressprofil, durch Walzen, durch Gießen oder anderweitig hergestellt werden. Wie oben beschrieben kann das Formteil insbesondere aus Stahl oder Eisen oder einer Stahl- oder Eisenlegierung hergestellt werden. Alternativ kann das Formteil aus einem Verbundwerkstoff, insbesondere einem Faserverbundwerkstoff, hergestellt werden. Dazu können Fasern aus Kunststoff, Kohlenstoff oder Metall in eine Matrix eingebettet werden. Dies kann je nach Verbundwerkstoff auch durch einen separaten Druckguss erfolgen.
Falls eine solche vorgesehen ist, wird die untere Querbrücke in einem separaten Herstellungsschritt 2 hergestellt. Wie bereits erwähnt kann die untere Querbrücke als Druckgussbauteil mit oder ohne angefügte Konsolen und/oder Befestigungselemente hergestellt werden. Die an sich bekannten Herstellungsverfahren für Querbrücken, beispielsweise Druckguss, Kokillenguss, Schweißen oder dergleichen, können hierzu eingesetzt werden. Die Herstellung 2 der unteren Querbrücke kann zudem zu einem späteren Zeitpunkt erfolgen.
In Schritt 3 wird die Druckgussform zum Druckgießen des Grundkörpers zunächst geöffnet. In die geöffnete Druckgussform wird im Schritt 4 das wenigstens eine Formteil eingelegt, eingesetzt oder eingesteckt, bevor die Druckgussform anschließend im Schritt 5 wieder geschlossen wird. Dabei können ein Druckwerkzeug und/oder Abstandshalter verwendet werden, um das wenigstens eine Formteil in einer gewünschten Position zu halten. In die geschlossene Druckgussform wird im Schritt 6 unter hohem Druck die Schmelze des Materials des Grundkörpers eingefüllt, um den Grundkörper wie oben im Detail beschrieben durch Druckgießen integral herzustellen. Anschließend wird die Druckgussform im Schritt 7 geöffnet und der gegossene Grundkörper entnommen. Optional kann ein mechanischer Nachbearbeitungsschritt 8 folgen, in dem der integral gegossene Grundkörper beispielsweise zur Herstellung kinematischer Anbindungspunkte und zur Befestigung von Aufnahmen und konsolenartigen Elementen weiterbearbeitet wird. Bevorzugt nach dieser Nachbearbeitung wird optional die separat hergestellte untere Querbrücke im Schritt 9 an dem Grundkörper befestigt.
Der so gebildete Achsträger weist bei im Allgemeinen geringen Herstellungskosten gleichzeitig eine hohe Funktionsintegration auf. Aufgrund der integralen Ausbildung des Grundkörpers können insbesondere Fügeprobleme vermieden werden. Das Umgießen bzw. Eingießen der Formteile gestattet es zudem, gezielt auf die mechanischen Eigenschaften des Trägers, insbesondere seine Steifigkeit und Stabilität gegen Schwingungen, Einfluss zu nehmen. Durch den Einsatz von Druckgusswerkzeugen können Form und Funktion des Achsträgers zudem flexibel an die jeweiligen Bedürfnisse des Fahrzeugtyps angepasst werden.

Claims

Ansprüche
1 . Achsträger (100; 200; 300), insbesondere Hinterachsträger, für wenigstens eine Achse eines mehrspurigen Kraftfahrzeugs, umfassend einen Grundkörper (1 10; 210; 310) mit zwei voneinander beabstandeten, seitlichen Längsträgern (120a, 120b) und wenigstens einem die Längsträger verbindenden Querträger (130a, 130b; 230b), dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (1 10; 210; 310) ein einteilig gegossenes Druckgussbauteil ist.
2. Achsträger nach Anspruch 1 , wobei der Grundkörper (1 10; 210; 310) eine Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweist, die mit wenigstens einem separat hergestellten Formteil (190a-g) durch das Druckgießen verbunden ist.
3. Achsträger nach Anspruch 2, wobei die Schale durch das Formteil (190a, 190b) zumindest teilweise geschlossen ist.
4. Achsträger nach Anspruch 2 oder 3, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) mit der Schale durch Eingießen oder Umgießen während des Druckgießens des Grundkörpers (1 10; 210; 310) verbunden ist.
5. Achsträger nach Anspruch 4, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) aus einem Material besteht, dessen Schmelztemperatur höher liegt als die Schmelztemperatur des Grundkörpers (1 10; 210; 310).
6. Achsträger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei der Grundkörper (1 10; 210; 310) aus einem Leichtmetall, vorzugsweise aus Aluminium, oder einer Leichtmetalllegierung, vorzugsweise einer Aluminium-, Zink- oder Magnesiumlegierung, hergestellt ist, und wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) insbesondere aus Eisen oder Stahl oder einer Stahl- oder Eisenlegierung hergestellt ist.
7. Achsträger nach einem der Ansprüche 2 bis 5, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) einen Verbundwerkstoff, insbesondere einen Faser- oder Teilchenverbundwerkstoff, umfasst oder aus einem solchen besteht.
8. Achsträger nach einem der Ansprüche 2 bis 7, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) als ebenes oder umgeformtes Blech ausgebildet ist oder ein nicht ebenes Profil aufweist.
9. Achsträger nach einem der Ansprüche 2 bis 8, wobei sich die Schale über den Bereich der seitlichen Längsträger (120a, 120b) erstreckt und im Bereich der seitlichen Längsträger wenigstens teilweise durch das wenigstens eine Formteil (190a, 190b) geschlossen ist.
10. Achsträger nach einem der Ansprüche 2 bis 9, wobei die Schale eine Vielzahl von Verstärkungsrippen (170) auf einer Seite der Schale aufweist.
1 1. Achsträger nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Grundkörper (210; 310) einen in Fahrtrichtung gesehen hinteren, mit Druckguss-Waben (235) verstärkten Querträger (230b) aufweist.
12. Verfahren zur Herstellung eines Achsträgers, insbesondere nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit den folgenden Schritten:
Einlegen (4) wenigstens eines Formteils (190a-g) in eine vorgegebene Position einer Druckgussform zum Druckgießen eines Grundkörpers (1 10; 210; 310) des Achsträgers (100; 200; 300); und einstückiges Druckgießen (6) des Grundkörpers (1 10; 210; 310) in der Art, dass das wenigstens eine Formteil (190a-g) mit dem Grundkörper (1 10; 210; 310) verbunden ist.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Grundkörper (1 10; 210; 310) eine Schale mit im Wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweist, und wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) derart in der Druckgussform positioniert wird, dass das wenigstens eine Formteil durch das einstückige Druckgießen zwischen oder an den Schenkeln (192a-g) des U-förmigen Querschnitts mit dem Grundkörper (1 10; 210; 310) verbunden wird.
14. Verfahren nach Anspruch 13, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) durch das einstückige Druckgießen zwischen oder an den Schenkeln (192a-f) des U-förmigen Querschnitts eingegossen oder angegossen wird.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, wobei das wenigstens eine Formteil (190a-g) formschlüssig, stoffschlüssig oder teilweise formschlüssig und teilweise stoffschlüssig mit dem Grundkörper (1 10; 210; 310) verbunden wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, wobei durch das einstückige Druckgießen des Grundkörpers (1 10; 210; 310) eine oder mehrere Aufnahmen und/oder Ausnehmungen (140a-d, 145a, 145b, 146a, 146b, 150a, 150b) für Lenker und/oder Stabilisatoren und/oder Streben und/oder Befestigungen des Achsträgers (100; 200; 300) an einer Karosserie des Fahrzeugs mit ausgebildet werden.
PCT/EP2019/051240 2019-01-18 2019-01-18 Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben WO2020147963A1 (de)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
EP19701595.1A EP3911556A1 (de) 2019-01-18 2019-01-18 Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben
PCT/EP2019/051240 WO2020147963A1 (de) 2019-01-18 2019-01-18 Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2019/051240 WO2020147963A1 (de) 2019-01-18 2019-01-18 Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2020147963A1 true WO2020147963A1 (de) 2020-07-23

Family

ID=65228519

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/EP2019/051240 WO2020147963A1 (de) 2019-01-18 2019-01-18 Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben

Country Status (2)

Country Link
EP (1) EP3911556A1 (de)
WO (1) WO2020147963A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102022000631A1 (de) 2022-02-22 2022-04-07 Mercedes-Benz Group AG Verbundgussbauteil für eine Karosseriestruktur eines Fahrzeuges
DE102022102703A1 (de) 2021-04-20 2022-10-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heckstruktur für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit derartiger Heckstruktur
US20230331306A1 (en) * 2020-10-05 2023-10-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Chassis Subframe of a Two-Track Vehicle

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754427A1 (de) * 1997-12-08 1999-06-17 Daimler Chrysler Ag Achsanordnung für eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie
DE102005050964A1 (de) 2005-10-25 2007-04-26 Audi Ag Strukturteil für eine Karosserie eines Fahrzeugs und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Strukturteils
DE102008017977A1 (de) 2008-04-09 2009-10-15 Daimler Ag Leichtbauteil für eine Fahrzeugkarosserie
WO2011003388A1 (de) * 2009-07-06 2011-01-13 Ksm Castings Gmbh Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
WO2012059078A2 (de) * 2010-11-02 2012-05-10 Ksm Castings Gmbh Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
DE112011104032T5 (de) * 2010-12-06 2013-08-29 Honda Motor Co., Ltd. Hilfsrahmenstruktur
DE102014100557A1 (de) 2013-02-18 2014-08-21 Ksm Castings Group Gmbh Gießvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils und dessen Verwendung
WO2017008783A1 (de) * 2015-07-10 2017-01-19 Ksm Castings Group Gmbh Hilfsrahmen für kraftfahrzeuge
DE102015119396A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verbundbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
DE102017100826B3 (de) * 2017-01-17 2018-03-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Achsträger in Hybridbauweise

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE19754427A1 (de) * 1997-12-08 1999-06-17 Daimler Chrysler Ag Achsanordnung für eine selbsttragende Kraftfahrzeugkarosserie
DE102005050964A1 (de) 2005-10-25 2007-04-26 Audi Ag Strukturteil für eine Karosserie eines Fahrzeugs und Verfahren zum Herstellen eines derartigen Strukturteils
DE102008017977A1 (de) 2008-04-09 2009-10-15 Daimler Ag Leichtbauteil für eine Fahrzeugkarosserie
WO2011003388A1 (de) * 2009-07-06 2011-01-13 Ksm Castings Gmbh Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
WO2012059078A2 (de) * 2010-11-02 2012-05-10 Ksm Castings Gmbh Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
DE112011104032T5 (de) * 2010-12-06 2013-08-29 Honda Motor Co., Ltd. Hilfsrahmenstruktur
DE102014100557A1 (de) 2013-02-18 2014-08-21 Ksm Castings Group Gmbh Gießvorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Leichtbauteils und dessen Verwendung
WO2017008783A1 (de) * 2015-07-10 2017-01-19 Ksm Castings Group Gmbh Hilfsrahmen für kraftfahrzeuge
DE102015119396A1 (de) 2015-11-11 2017-05-11 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Verbundbauteil und Verfahren zur Herstellung eines Verbundbauteils
DE102017100826B3 (de) * 2017-01-17 2018-03-15 Benteler Automobiltechnik Gmbh Achsträger in Hybridbauweise

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20230331306A1 (en) * 2020-10-05 2023-10-19 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Chassis Subframe of a Two-Track Vehicle
DE102022102703A1 (de) 2021-04-20 2022-10-20 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Heckstruktur für ein Kraftfahrzeug und Kraftfahrzeug mit derartiger Heckstruktur
DE102022000631A1 (de) 2022-02-22 2022-04-07 Mercedes-Benz Group AG Verbundgussbauteil für eine Karosseriestruktur eines Fahrzeuges

Also Published As

Publication number Publication date
EP3911556A1 (de) 2021-11-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102007006722C5 (de) Träger für eine Karosserie eines Kraftwagens
EP1690779B1 (de) Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge
EP3122617B1 (de) Kraftfahrzeug und hinterwagenmodul hierfür
EP2729347B1 (de) Achsträger mit integrierter träger für einen antrieb
EP1829767B1 (de) Hilfsrahmen zur Befestigung an einer Karosserie eines Kraftwagens
WO2012059078A2 (de) Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
EP1073579B1 (de) Karosseriestruktur eines kraftfahrzeuges
WO2011003388A1 (de) Achsträger, insbesondere vorderachsträger für kraftfahrzeuge
WO2015022232A1 (de) Hilfsrahmen für eine kraftfahrzeugachse sowie verfahren zur herstellung eines hilfsrahmens
WO2011160997A1 (de) Kraftfahrzeug mit einem chassisrahmen und einem fahrzeugaufbau
DE102006017225B4 (de) Hilfsrahmen für Kraftfahrzeuge
DE102010020304A1 (de) Hilfsträger
DE102009043474A1 (de) Vorderachsträger für ein Kraftfahrzeug sowie Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009058400A1 (de) Kraftfahrzeug
WO2020147963A1 (de) Achsträger für kraftfahrzeuge und herstellung desselben
DE102007012148A1 (de) Vorderachsträger für ein Kraftfahrzeug und Verfahren zu dessen Herstellung
DE102009012350B4 (de) Fahrgestell für Nutzfahrzeuge
WO2016124458A1 (de) Fahrwerksbauteil in hybridkonstruktion
DE102009004310A1 (de) Fahrschemel, insbesondere Vorderachsträger
DE102011015542A1 (de) Schottstruktur, Wasserkasten und Vorderwagen für ein Kraftfahrzeug
DE10147870B4 (de) Konstruktion der Karosseriefrontpartie
EP2030869B1 (de) Träger als Längs- bzw. Querträger in einem Kraftfahrzeug
DE102010055445A1 (de) Karosserievorderbau eines Kraftfahrzeugs
DE102010021138A1 (de) Karosseriebauteil
DE19909726B4 (de) Rohbaubodenteil eines Kraftfahrzeuges

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 19701595

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2019701595

Country of ref document: EP

Effective date: 20210818