DE2651432C2

DE2651432C2 - Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE2651432C2
Application number: DE19762651432
Authority: DE
Inventors: Gerhard Ing.(grad.) 3180 Wolfsburg Niemann
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1976-11-11
Filing date: 1976-11-11
Publication date: 1985-08-29
Also published as: DE2651432A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Achse der im Obei begriff des Anspruches 1 genannten Art.

Achsen dieser Art sind beispielsweise aus den deutschen Offenlegungsschriften 22 20 119 und 24 30 048 bekannt. Die starren Längslenker dieser bekannten Achsen sind aus Rohrmaterial hergestellt und unter Zuhilfenahme je eines Knotenbleches seitlich an der biegesteifen und drehweichen Querstrebe angeschweißt. Diese bekannten Achsen stellen eine sehr leichte Konstruktion dar, welche die Vorteile einer Einzelradaufhängung mit den Vorteilen einer Starrachse vereinigt. Auf einen besonderen Querstabilisator kann in der Regel verzichtet werden, weil die Querstrebe bereits eine solche Stabilisatorwirkung ausübt. Als besonders vorteilhaft macht sich bemerkbar, daß für die Anlenkung der Achse am Fahrzeugaufbau nur zwei weit auseinander liegende Lagerpunkte erforderlich sind und daß wegen der winkelfesten Verbindung zwischen den Längslenkern und der Querstrebe keine besonderen Bauelemente zur Aufnahme der Seitenführungskräfte benötigt werden.

Zu den schwierigen Aufgaben in der Technik gehört es, biegesveife, aber torsionsweiche Profile entweder miteinander oder mit stsrren Profilen zu verbinden, ohne daß dabei an den entstandenen Knoten bei Dreh- und Biegebeanspruchung unzulässig hohe Spannungsspitzen auftreten. Auch bei Achsen der eingangs genannten Art muß auf die Verbindungsstellen zwischen Längslenkern und Querstrebe besondere Sorgfalt verwandt wer-Jen, um Oberbeanspruchungen der Schweißnähte und der einzelnen Bauelemente im Bereich der Verbindungsstellen zu vermeiden.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Achsaufhängung der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die Verbindungsstellen zwischen Querstrebe und Längslenkcm bei hohen Laötwcchselzahlen möglichst größe Kräfte und Momente (große Stabilisatorwirkung) übertragen können, ohne daß es zu Beschädigungen der Schweißnähte etc. kommt

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 genannten Merkmale gelöst Es wird also tin Formschluß zwischen der Querstrebe einerseits und den Längsienkern andererseits hergestellt und die Querstrebe mit den Längslenkern jeweils nicht mehr nur an einer, sondern an zwei Stellen verschweißt Die auftretenden Momente werden also nicht mehr nur durch eine Schweißnaht, sondern durch eine formschlüssige Verbindung und zwei Schweißnähte zwischen Querstrebe und Längslenker übertragen.

Weitere wesentliche und vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, welches aahano isr nachfolgenden Beschreibung näher erläutert wird. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 die Draufsicht einer bekannten Achse, wie sie im Prinzip auch bei der Erfindung verwendet wird,
F i g. 2 die Draufsicht auf einen Teil der erfindungsgemäßen Achse und

F i g. 3 die Seitenansicht der erfindungsgemäßen Achse entlang dem Schnitt III der F i g. 2.

Die Achse besteht im wesentlichen aus den Längslenkern 1 und 2, die insbesondere aus Rohrmaterial hergestellt sind. Die Verwendung eines anderen biege- und torsionssteifen Profils ist natürlich ebenfalls möglich. Im A'.'sführungsbeispiel sind diese Längslenker schlangenförmig gebogen, was jedoch nicht zwingend ist An einem Ende der Längslenker 1 und 2 sind die Fahrzeugräder 6 und 7 befestigt. Ihr anderes Ende ist jeweils über Lagerungen 8 und 9 am nicht näher dargestellten Fahrzeugaufbau 10 angelenkt. Die Lagerungen 8 und 9 können insbesondere als elastische Lager ausgebildet sein. Die beiden starren Längslenker sind miteinander durch eine biegesteife, aber torsionsweiche Querstrebe 3 winkelsteif verbunden. Die Verbindung zwischen den Längslenkern einerseits und der Querstrebe andererseits erfolgt durch Schweißen. Zur Erhöhung der Winkelsteifigkeit ist zwischen Längslenker und Querstrebe jeweils ein Knotenblech 4 beziehungsweise 5 angeschweißt. Die Abfederung der Räder kann in der Nähe der Radachsen über Spiralfedern oder Federbeine 11 beziehungsweise 12 erfolgen.

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Aus den F i g. 2 und 3 sind die Einzelheiten der erfindungsgemäßen Achse zu erkennen, wobei F i g. 2 einen dem linken Teil der in F i g. 1 dargestellten Achse entsprechenden Teii einer Achse zeigt Die Längslenker 2 bestehen in diesem Ausführungsbeispiel wieder aus rohrförmigen Profilen und sind schlangenförmig ausgebildet Die Querstrebe 3 besteht aus einem V-Profd, dessen Spitze 3a — wie aus F i g. 3 zu erkennen ist — zumindest annähernd in Höhe des oberen Randes des Längslenkers 2 liegt und dessen beide Schenkel 36 und 3c schräg nach unten verlaufen. In ihrem mit der Querstrebe 3 in Verbindung stehenden Bereich sind die beiden Längslenker 1 und 2 jeweils mit einer Durchtrittsöffnung versehen, die quer zur Lenkerlängsachse verläuft und der Kontur der Querstrebe angepaßt ist Im Ausführungsbeispiel stellt diese Durchtrittsöffnung also einen V-förmigen Einschnitt in der innenliegenden und in der a^ßenliegenden Wandung des Längslenkers dar. Die Enden der Querstrebe 3 sind durch diese Durchtrittsöffnungen hindurchgesteckt, so daß sie den Längslenker durchdringen. In F i g. 2 ist daj aus dem Lenker herausragende Ende 3d der Querstrebe 3 erkennbar. Die Durchtrittsöffnung selbst ist in den Figuren nicht weiter beziffert Sie ist durch die hindurchgesteckte Querstrebe 3 ausgefüllt und entspricht in ihrem Verlauf

— abgesehen von einem kleinen Aufmaß — dem in F i g. 3 gezeigten Verlauf der Querstrebe 3. Zwischen Querstrebe 3 und Längslenkern 2 ist ein echter Formschluß gegeben, wobei sowohl auf der Eintritt- als auch auf der Austrittseite der Durchdringung eine Schweißnaht 13 beziehungsweise 14 vorgesehen ist Im Ausführungsbeispiel ist der mit der Querstrebe 3 in Verbindung stehende Bereich A der rohrförmigen Längslenker 2 zu einem Vierkant geformt so daß in diesem Bereich ebene Anschlußflächen vorliegen. Die Schweißnähte 13 und 14 zwischen Querstrebe und Längslenker besitzen daher einen geraden Verlauf, was für die Fertigung besonders günstig ist Man erkennt daß die Spannungen, insbesondere die Biegespannungen in den Schweißnähten zwischen der Q·-.erstrebe 3 und den Längslenkern 2 — im Vergleich zu bekannten Anordnungen — stark reduziert werden, weil die dort wirksamen Momente bei dieser Anordnung durch die den Längslenker durchdringende Querstrebe auch auf die außenliegende Wand des Längslenkers übertragen wird, so daß die Beanspruchung der einzelnen Schweißnähte 13 und 14 verringert wird. Durch den Formschluß zwischen Querstrebe und Längslenker ist zwischen beiden selbst dann noch ein gewisser Halt gegeben, wenn die beiden Schweißnähte völlig ausüben sollten.

Um die Winkelsteifigkeit zwischen den Längslenkern i, 2 und der Querstrebe 3 zj erhöhen, ist — wie bekannt

— zwischen Querstrebe 3 einerseits und Längslenker 1 beziehungsweise 2 andererseits ein Knotenblech 4 angeschweißt Dieses Knotenblech ist — wie insbesondere F i g. 3 zu entnehmen ist — zumindest annähernd in der Mitte der Längslenkerhöhe am Längslenker 2 sowie in der Mitte des Schenkels 3c an der Querstrebe 3 angeschweißt. I)ie angedeuteten Schweißnähte sind mit 15 und 16 beziffert. Das in seinem Zuschnitt zumindest annähernd dreieckig ausgebildete Knotenblech 4 weist einen im Querschnitt V-förmig geformten Fortsatz 4a auf, der in seiner Kontur der Kontur der Querstrebe entspricht. Er liegt auf dieser auf und ist mit ihr verschweißt. Die mit 4Λ bezeichnete Kante des Knotenbleches verläuft vom am Längslenker 2 anliegenden unteren Ende des linken Qi^rstrebenschenkels 3b schräg über die Querstrebe 3 fahrzeugeinwärts zur Mitte des rechten Querstrebenschenkels 3c Durch die gewählte Ausbildung und Anordnung des Knotenbieches 4 werden die Widerstandsmomente der Querstreben/Knotenblech-Anordnung vom Beginn des Knotenbleches (Bereich B) bis zum Längslenker 2 stetig vergrößert, so daß Steifigkeitssprünge zwischen Längslenker und Querstrebe vermieden und somit Spannungssprünge in diesem Bereich zumindest stark reduziert werden. Das dem Längslenker 2 zugewandte Ende des Fortsatzes 4a des Knotenblechs 4 ist im übrigen zusammen mit dem Ende der Querstrebe 3 in die Durchtrittsöffnung im Lenker 2 eingeschoben und dort verschweißt, so daß die Spannungen in diesen Schweißnähten weiter reduziert werden.

Der wesentliche Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, daß sich eine besondere spannungsarme Schweißkonstruktion ergibt bei der unzulässig hohe Spannungsspitzen im Bereich der Schweißnähte vermieden werden. Die Erfindung ist anhand eines V-förmigen Prolils mit oben liegender Spitze erläutert worden, jedoch nicht darauf beschränku Die wesentlichen Vorteile treten auch ein, wenn andere offene Profile verwendet werden. Die im Ausführungsbeispiel gewählte Ausführung und Anordnung der Querstrebe bietet jedoch einige zusätzliche Vorteile. Unter anderem verhält sicii eine so ausgebildete Hinterachse — wegen der hochliegenden Torsionsachse — stärker rolluntersteuernd. Die Querstrebe ist gegenüber Belastungen von unten (Ansetzen eines Werkstattwagenhebers) relativ unempfindlich und bei einem »Heck-Crash« wird die Achse durch die Schräge des V-Profils nach unten abgelenkt so daß ein dort liegender Tank besonders gut geschützt ist

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche: -

1. Achsaufhängung für Kraftfahrzeuge, bestehend aus zwei starren, biege- und torsionssteifen Längslenkern und einer diese in einem Abstand zu den fahrzeugseitigen Lenkerlagern verbindenden biegesteifen, aber torsionsweichen Querstrebe, deren Enden durch Schweißen winkelsteif mit den beiden Längslenkern verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Längslenker (1, 2) jeweils mit einer der Kontur der Querstrebe (3) angepaßten, quer zur Lenkerlängsachse verlaufenden Durchtrittsöffnung versehen sind, daß die Enden der Querstrebe (3) durch die Durchtrittsöffnungen hindurchgesteckt sind und daß auf der Eintritt- und/ oder auf der Austrittseite eine Schweißverbindung (13,14) zwischen Querstrebe (3) und Längslenker (1, 2) vorgesehen ist.

2. Achse sach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der die Durchtrittsöffnung aufweisende Bereich der Längslenker (1,2) als Vierkant ausgebildet ist

3. Achse nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein zur Versteifung der Querstreben/ Längslenkerverbindung vorgesehenes an sich bekanntes Knotenblech (4) zusammen mit dem Ende der Querstrebe (3) in die Durchtrittsöffnung im Längslenker (1, 2) eingeschoben und dort mit dem Längslenker verschweißt ist.

4. Achse r/ach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Querstrebe (3) aus einem V-Profil besieht, dessen — in üer Längslenkerseitenansicht gesehen — Spitze Oa) zumindest annähernd in Höhe des oberen Randes dei Längslenker (1, 2) liegt, was an sich bekannt ist, und daß das zumindest annähernd in der Mitte der Längslenkerhöhe am Längslenker (1,2) und in der Mitte der Schenkelhöhe an der Querstrebe (3) angeschweißte Knotenblech (4) einen im Querschnitt V-förmig geformten, auf der Querstrebe (3) aufliegenden und mit diesem verschweißten Fortsatz (4a) aufweist, dessen dem Längslenker (1, 2) zugewandte Ende zusammen mit dem Ende der Querstrebe (3) in die Durchtrittsöffnung im Längslenker (1, 2) eingeschoben ist, wobei die eine Kante (4b) des im Zuschnitt zumindest annähernd dreieckig ausgebildeten Knotenbleches (4) vom unteren Ende des einen Querstrebenschenkels (3b) schräg über die Querstrebe (3) zur Mitte des anderen Querstrebenschenkels (3c) verläuft.