DE19603764A1 - Rear axle unit including connecting rod - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verbundlenker-Hinterachse für Kraftfahrzeuge mit den im Oberbegriff des Patentanspru ches 1 angegebenen Merkmalen.The invention relates to a torsion beam rear axle for Motor vehicles with in the preamble of claim ches 1 specified characteristics.
Eine derartige Verbundlenker-Hinterachse beschreibt die unveröffentlichte Patentanmeldung P 195 42 523.5, bei der zur Reduzierung des Gewichtes und des Herstellungsaufwan des die Längslenker aus einem Leichtmetall und die Quer strebe aus einem Stahlwerkstoff gebildet sind. Bei dieser Verbundlenker-Hinterachse sind die jeweiligen Enden der Querstrebe mit den Längslenkern durch Kleben verbunden. Eine derartige Verbundlenker-Hinterachse ist zwar relativ einfach im Aufbau, sie ist aber anspruchsvoll bei der Auswahl der verwendeten Werkstoffe bzw. Kleber und erfor dert spezielles Fachwissen bei der Montage.Such a torsion beam rear axle describes the unpublished patent application P 195 42 523.5, in which to reduce weight and manufacturing effort of the trailing arm made of a light metal and the cross strut are formed from a steel material. At this Twist-beam rear axles are the respective ends of the Cross strut connected to the trailing arms by gluing. Such a torsion beam rear axle is relative simple to set up, but it is challenging for the Selection of the materials or adhesives used and requ special expertise in assembly.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verbundlenker-Hinterachse der eingangs genannten Art zu schaffen, welche einen verringerten Herstellungs- und Montageaufwand aufweist und mit einfachen technischen Mitteln montierbar ist.The present invention is based on the object a torsion beam rear axle of the type mentioned to create which a reduced manufacturing and Installation effort and with simple technical Means is mountable.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzei chen des Patentanspruches 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten. This object is achieved by the in the Kennzei Chen of claim 1 specified features solved. Advantageous developments of the invention are in the Subclaims included.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen haupt sächlich darin, daß die Verbindung zwischen der Querstre be und den Längslenkern auf einfache Weise durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verspannung der jeweiligen Enden der Querstrebe mittels der an den Längslenkern vor gesehenen Spannvorrichtungen herstellbar ist. Dadurch ist die Montage der Verbundlenker-Hinterachse wesentlich schneller und einfacher, da dazu keine komplizierten Schweiß- oder Klebeeinrichtungen benötigt werden. Die Einzelteile einer derartigen Verbundlenker-Hinterachse sind bei Bedarf relativ einfach zu einem Montagewerk oder einer Werkstatt transportierbar, wo sie mit einfachen technischen Mitteln zusammengebaut oder repariert werden können.The advantages achieved with the invention exist at all The fact that the connection between the Querstre be and the trailing arms in a simple way by a non-positive and / or positive locking of the respective End of the cross strut using the on the trailing arms seen clamping devices can be produced. This is the assembly of the torsion beam rear axle essential faster and easier because there are no complicated ones Welding or adhesive devices are required. The Individual parts of such a torsion beam rear axle are relatively easy to an assembly plant or if necessary transportable to a workshop, where it can be used with simple technical means are assembled or repaired can.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß das jeweilige Ende der Querstrebe rohrförmig mit einem im wesentlichen im Querschnitt kreisrunden zylindrischen Bereich ausgebildet ist, welcher bei der Montage der Verbundlenker-Hinterach se in eine im wesentlichen ringförmige Ausnehmung am je weiligen Längslenker einsteckbar ist. Diese Ausnehmung ist in radialer Richtung durch eine äußere und eine kon zentrisch zu dieser angeordnete innere zylindrische Flä che begrenzt, wobei die äußere zylindrische Fläche einen kreisrunden Querschnitt aufweist und am stabilen Gehäuse des Längslenkers ausgebildet ist. Die innere zylindrische Fläche ist dagegen am Außenumfang eines in radialer Rich tung nachgiebigen bzw. im plastischen Bereich unterhalb der Bruchdehnung deformierbaren Klemmelementes vorgese hen, welches eine innere konische Fläche aufweist und an einem Ende mit dem Längslenker verbunden ist. Wichtig da bei ist, daß die inneren und äußeren zylindrischen Flä chen der Ausnehmung so dimensioniert sind, daß der zylin drische Bereich der Querstrebe bei der Verbindung mit dem Längslenker spielfrei bzw. mit geringem radialen Spiel in die Ausnehmung eingeführt werden kann. According to the invention it is provided that the respective end the cross strut is tubular with an essentially in Cross-section circular cylindrical area formed which is when assembling the torsion beam rear axle se in a substantially annular recess on each length trailing arm can be inserted. This recess is in the radial direction by an outer and a con centric to this inner cylindrical surface che limited, the outer cylindrical surface a has circular cross-section and on the stable housing the trailing arm is formed. The inner cylindrical In contrast, the area on the outer circumference is one in the radial direction flexible or in the plastic area below the elongation at break deformable clamping element vorese hen, which has an inner conical surface and on one end is connected to the trailing arm. Important there at is that the inner and outer cylindrical surfaces Chen the recess are dimensioned so that the cylin drische area of the cross strut when connecting to the Trailing arm free of play or with little radial play in the recess can be inserted.
Zum Verspannen des zylindrischen Bereiches der Querstrebe weist die Spannvorrichtung ein axial verschiebbares Ko nusteil auf, welches im verspannten Zustand gegen eine innere konische Fläche des Klemmelementes mit Vorspannung anliegt. Die korrespondierenden konischen Flächen von Ko nusteil und Klemmelement sind dabei mit einer selbsthem menden Konizität ausgebildet, welche ein selbständiges Lösen der Verbindung verhindert. Zum Erhöhen der radialen Nachgiebigkeit können am Klemmelement zumindest bereichs weise in Längsrichtung verlaufende Schlitze und/oder eine an der konischen Fläche im Bereich der Verbindungsstelle mit dem Längslenker angeordnete radiale Nut vorgesehen sein.For clamping the cylindrical area of the cross strut the clamping device has an axially displaceable Ko nut part, which is clamped against a inner conical surface of the clamping element with preload is present. The corresponding conical surfaces from Ko The nut part and clamping element are self-locking end conicity, which is an independent Disconnection prevented. To increase the radial Resilience can be at least regionally on the clamping element wise longitudinal slots and / or a on the conical surface in the area of the connection point provided with the trailing arm radial groove be.
Die axiale Verschiebung des Konusteils erfolgt mittels einer Spannschraube, welche im vormontierten Zustand eine koaxial zur Ausnehmung angeordnete Bohrung am Längslenker durchsetzt und in eine axiale Gewindebohrung am Konusteil lose eingedreht ist. Beim Anziehen der Spannschraube,bei spielsweise mit einem Drehmomentschlüssel oder -schrau ber, verschiebt sich das Konusteil in axialer Richtung und übt dabei einen radialen Druck auf das Klemmelement aus, welches seinerseits durch elastische Aufweitung den zylindrischen Bereich der Querstrebe zumindest kraft schlüssig in der Ausnehmung am Längslenker verklemmt. Die fest angezogene Spannschraube kann zusätzlich mit an sich bekannten Mitteln gegen selbständiges Verdrehen gesichert sein.The axial displacement of the conical part is carried out by means of a clamping screw, which is a Bore arranged coaxially to the recess on the trailing arm interspersed and in an axial threaded hole on the cone part is loosely screwed in. When tightening the clamping screw, at for example with a torque wrench or screw About, the cone part shifts in the axial direction and exerts a radial pressure on the clamping element from which, in turn, the elastic expansion cylindrical region of the cross strut at least by force clamped in the recess on the trailing arm. The tightened tightening screw can also with itself known means secured against independent twisting be.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist zur Erhöhung der Festigkeit der Verbindung zwischen der Querstrebe und den Längslenkern vorgesehen, daß das jeweilige Ende der Querstrebe formschlüssig in die Ausnehmung am Längslenker eingreift. Dazu sind die Innen- und/oder Außenkontur der Querschnittsfläche des zylindrischen Bereiches der Quer strebe und die analogen Konturen an der Ausnehmung am Längslenker zumindest bereichsweise von der Kreisform ab weichend ausgebildet. Diese Abweichung kann durch zuein ander korrespondierende, zumindest bereichsweise axial ausgerichtete, symmetrisch oder gleichmäßig am Innen- und/oder Außenumfang des zylindrischen Bereiches und an den analogen Flächen der Ausnehmung angeordnete Wellen, Rillen oder dergleichen gebildet sein. Eine derartige Ab weichung von der Kreisform kann am zylindrischen Bereich der Querstrebe besonders einfach durch das Elektrostauch-Ver fahren hergestellt sein, bei dem die gewünschte Aus bildungsform in wenigen Arbeitsschritten erreichbar ist.In a further embodiment of the invention is to increase the strength of the connection between the cross strut and the trailing arms provided that the respective end of the Cross strut in the recess on the trailing arm intervenes. For this purpose, the inner and / or outer contour of the Cross-sectional area of the cylindrical area of the cross strive and the analog contours on the recess on Trailing arms at least in some areas from the circular shape softened. This deviation can be due to other corresponding, at least in regions axially aligned, symmetrical or even on the inside and / or Outer periphery of the cylindrical area and on waves arranged on the analog surfaces of the recess, Grooves or the like may be formed. Such an ab The circular area can deviate from the cylindrical area the cross strut is particularly easy thanks to the electro upsetting system drive be made in which the desired Aus form of education can be achieved in a few steps.
Am Innen- und/oder Außenumfang des zylindrischen Berei ches und an den analogen Flächen der Ausnehmung können auch zumindest bereichsweise Markierungen und/oder Ein- oder Ausprägungen vorgesehen sein, welche das Zusammenfü gen von Querstrebe und Längslenker nur in einer bestimm ten Position der zu montierenden Teile zueinander ermög lichen. Dadurch werden Montageaufwand und -zeit reduziert sowie Montagefehler vermieden.On the inner and / or outer circumference of the cylindrical area ches and on the analog surfaces of the recess also at least in some areas markings and / or in or Expressions are provided, which are the merging transverse strut and trailing arm only in one th position of the parts to be assembled to each other lichen. This reduces assembly effort and time and assembly errors avoided.
Die Längslenker können relativ einfach und kostengünstig hergestellt werden, wenn diese aus einer Aluminium- und/oder Magnesiumlegierung nach dem Thixoforming-Verfahren mit einer nachfolgenden Wärmebehandlung hergestellt wer den. Durch niedrige Fülltemperaturen ist bei diesem Ver fahren ein sehr homogenes Gefüge mit hoher mechanischer Beanspruchbarkeit erreichbar, wodurch auch gute Voraus setzungen für die kraft- bzw. formschlüssige Klemmverbin dung zwischen den Längslenkern und der Querstrebe ge schaffen werden.The trailing arms can be relatively simple and inexpensive are produced if these are made of an aluminum and / or Magnesium alloy according to the thixoforming process with a subsequent heat treatment the. Due to low filling temperatures, this Ver drive a very homogeneous structure with high mechanical Resilience achievable, which also means good advance Settlements for the non-positive or positive connection between the trailing arms and the cross strut will create.
Die Haltbarkeit der Verbundlenker-Hinterachse kann auf einfache Weise erhöht werden, wenn der jeweilige zylin drische Bereich der Querstrebe alleine oder zusammen mit dem Längslenker und/oder der gesamten Querstrebe mit ei nem Korrosionsschutzmittel bearbeitet bzw. beschichtet ist. Dazu eignen sich besonders an sich bekannte Be schichtungen aus Aluminium, Zink oder ähnlichem Material. Die Längslenker können auch zusammen mit der Querstrebe mit einem Oberflächenschutz auf Kunststoffbasis versehen werden, um im Verbindungsbereich durch eine neutrale Schicht insbesondere eine elektro-chemische Kontaktkorro sion zu vermeiden.The durability of the torsion beam rear axle can be increased easily increased if the respective cylin drische area of the cross strut alone or together with the trailing arm and / or the entire cross strut with egg Machined or coated with a corrosion protection agent is. Known Be are particularly suitable for this layers of aluminum, zinc or similar material. The trailing arms can also be used together with the cross strut provided with a plastic-based surface protection to be in the connection area by a neutral Layer in particular an electro-chemical contact corrosion to avoid sion.
Bei der erfindungsgemäßen Verbundlenker-Hinterachse kön nen noch weitere die Achsbewegungen bestimmende Bauele mente, wie beispielsweise Stoßdämpfer, am Längslenker an gelenkt, abgestützt oder befestigt werden, wenn am Längs lenker mindestens eine weitere Spannvorrichtung vorgese hen ist, welche eine Verbindung mit diesen zusätzlichen Bauelementen ermöglicht.In the torsion beam rear axle according to the invention other components that determine the axis movements elements, such as shock absorbers, on the trailing arm be steered, supported, or fastened when along the length handlebar at least one additional tensioning device hen which is a connection with these additional Components enabled.
Eine weitere Verbesserung der Verbindung zwischen der Querstrebe und den Längslenkern besteht darin, daß der vor dem eingeklemmten Bereich befindliche kreisförmige Spalt zwischen der Querstrebe und dem Längslenker ringsum durch ein Abdicht- bzw. Korrosionsschutzmittel ausgefüllt oder abgedichtet ist. Als Abdicht- oder Korrosionsschutz mittel können beispielsweise Gummi, Silikon oder elasti scher Kunststoff verwendet werden. Dadurch wird das Ein dringen von Wasser in den Spalt und somit auch eine Kor rosionsneigung bzw. -bildung durch Entstehung eines Elek trolyten an dieser Stelle vermieden.Another improvement in the connection between the Transverse strut and the trailing arms is that the circular in front of the pinched area Gap between the cross strut and the trailing arm all around filled with a sealing or corrosion protection agent or sealed. As sealing or corrosion protection Medium can for example be rubber, silicone or elasti shear plastic can be used. This makes the one of water penetrate into the gap and thus also a cor corrosion tendency or formation through the formation of an elec trolytes avoided at this point.
Die Erfindung wird anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt teilweise schematisch inThe invention is explained in more detail with reference to the drawing. This partially shows schematically in
Fig. 1 eine Ansicht von oben auf eine erfindungsgemäße Verbundlenker-Hinterachse im Bereich der Verbin dung eines Längslenkers mit einer Querstrebe, teilweise geschnitten dargestellt; Figure 1 is a top view of a torsion beam rear axle according to the invention in the connec tion of a trailing arm with a cross strut, shown partially in section.
Fig. 2 einen Schnitt A-A gemäß Fig. 1. Fig. 2 shows a section AA of FIG. 1.
In Fig. 1 ist die Verbindung eines Endes einer biegestei fen, aber torsionsweichen Querstrebe 3 mit einem radfüh renden Längslenker 2 der Verbundlenker-Hinterachse 1 ge zeigt. Der Längslenker 2 ist dabei aus einer Thixofor ming-Aluminiumlegierung gebildet und am nicht dargestell ten vorderen Ende am Fahrzeugaufbau elastisch angelenkt. Am rückwärtigen Ende weist der Längslenker 2 einen nicht dargestellten Radträger zur Lagerung eines Fahrzeugrades auf. Mit dem Pfeil F ist die Fahrtrichtung des Kraftfahr zeuges angezeigt.In Fig. 1, the connection of one end of a biestei fen, but torsionally soft cross strut 3 with a radial guide arm 2 of the twist beam rear axle 1 shows ge. The trailing arm 2 is formed of a Thixofor ming aluminum alloy and articulated at the front end, not shown, on the vehicle body. At the rear end, the trailing arm 2 has a wheel carrier (not shown) for mounting a vehicle wheel. The arrow F shows the direction of travel of the motor vehicle.
Die Querstrebe 3 ist dagegen aus einem Stahlwerkstoff hergestellt. Sie besteht aus einem Rohrprofil, das in seinem mittleren Bereich zu einem biegesteifen, aber tor sionsweichen Querschnitt und an seinen beiden Enden zu jeweils einem torsions- und biegesteifen kreisförmigen Querschnitt verformt ist. Dieser kreisförmige Querschnitt ist an einem im wesentlichen zylindrischen Bereich 9 vor gesehen, welcher bei der Verbindung mit dem Längslenker 2 in eine am Längslenker 2 vorgesehene Ausnehmung 5 in Ein schubrichtung definiert einsteckbar und darin mittels ei ner Spannvorrichtung 4 verspannbar ist. Die Spannvorrich tung 4 besteht dabei im wesentlichen aus einer Spann schraube 6, welche eine Bohrung 7 am Längslenker 2 durch setzt und in eine Gewindebohrung 17 an einem Konusteil 8 eingedreht ist.The cross strut 3 , however, is made of a steel material. It consists of a tubular profile, which is deformed in its central area to a rigid but tor sion-soft cross-section and at both ends to a torsional and rigid circular cross-section. This circular cross-section is seen in an essentially cylindrical region 9 , which, when connected to the trailing arm 2 , can be inserted into a recess 5 provided on the trailing arm 2 in a pushing direction and can be clamped therein by means of a tensioning device 4 . The Spannvorrich device 4 consists essentially of a clamping screw 6 , which sets a bore 7 on the trailing arm 2 through and is screwed into a threaded bore 17 on a cone part 8 .
Die Ausnehmung 5 ist in radialer Richtung durch eine äu ßere, am Längslenker 2 ausgebildete kreisrunde zylindri sche Fläche 10, und eine innere, an einem Klemmelement 11 ausgebildete im wesentlichen zylindrische Fläche 12 be grenzt. Das Klemmelement 11 ist dabei einstückig mit dem Längslenker 2 ausgebildet und weist eine innere konische Fläche 15 sowie eine daran anschließende radiale Nut 16 zur Verminderung der auftretenden Klemmspannung am Klemm element 11 auf. The recess 5 is in the radial direction by an outer, formed on the trailing arm 2 circular cylindri cal surface 10 , and an inner, formed on a clamping element 11 substantially cylindrical surface 12 be. The clamping element 11 is integrally formed with the trailing arm 2 and has an inner conical surface 15 and an adjoining radial groove 16 to reduce the clamping voltage occurring on the clamping element 11 .
Der Außenumfang des zylindrischen Bereiches 9 der Quer strebe 3 ist im Querschnitt kreisrund ausgebildet. Der Innenumfang des zylindrischen Bereiches 9 ist dagegen mit axial ausgerichteten und gleichmäßig verteilten Wellen 14 versehen, welche in der Ausnehmung 5 im Eingriff mit ent sprechenden Wellen 13 an der zylindrischen Fläche 12 des Klemmelementes 11 stehen. Die Ausbildung des Klemmelemen tes 11 und der Ausnehmung 5 ist insbesondere in Fig. 2 verdeutlicht, bei welcher zur Vereinfachung der Darstel lung der Schnitt durch das Ende der Querstrebe 3 wegge lassen wurde.The outer periphery of the cylindrical portion 9 of the cross strut 3 is circular in cross section. The inner circumference of the cylindrical region 9 , on the other hand, is provided with axially aligned and evenly distributed shafts 14 which are in the recess 5 in engagement with ent speaking waves 13 on the cylindrical surface 12 of the clamping element 11 . The formation of the Klemmelemen tes 11 and the recess 5 is particularly illustrated in Fig. 2, in which to simplify the presen- tation of the section through the end of the cross strut 3 was let go.
Beim Anziehen der Spannschraube 6 verschiebt sich das Ko nusteil 8 in Richtung gegen die innere konische Fläche 15 des Klemmelementes 11. Durch die dabei entstehende radia le Druckkraft weitet sich das nachgiebige Klemmelement 11 auf und verklemmt dadurch den zylindrischen Bereich 9 der Querstrebe 3 in der Ausnehmung 5. Dabei wird die mit Wel len 13 versehene zylindrische Fläche 12 des Klemmelemen tes 11 kraft- und formschlüssig gegen den mit Wellen 14 versehenen Innenumfang des zylindrischen Bereiches 9 der Querstrebe 3 vorgespannt. Diese Vorspannung bewirkt, daß sich der zylindrische Bereich 9 der Querstrebe 3 aufwei tet, wodurch auch der Außenumfang des zylindrischen Be reiches 9 gegen die äußere zylindrische Fläche 10 an der Ausnehmung 5 kraftschlüssig vorgespannt wird. Es entsteht somit im Bereich des Wellenprofils eine feste Verbindung zwischen der Querstrebe 3 und dem Längslenker 2, welche durch Entspannung des Konusteils 8 wieder gelöst werden kann.When tightening the clamping screw 6 , the Ko part 8 shifts in the direction against the inner conical surface 15 of the clamping element 11 . Due to the resulting radial pressure force, the flexible clamping element 11 expands and thereby clamps the cylindrical region 9 of the cross strut 3 in the recess 5 . The Wel 13 provided with cylindrical surface 12 of the Klemmelemen tes 11 is non-positively and positively biased against the shaft 14 provided with the inner circumference of the cylindrical region 9 of the cross strut 3 . This bias causes the cylindrical portion 9 of the cross strut 3 aufwei tet, whereby the outer circumference of the cylindrical loading area 9 against the outer cylindrical surface 10 at the recess 5 is non-positively biased. A firm connection is thus created in the area of the wave profile between the cross strut 3 and the trailing arm 2 , which can be released again by relaxing the cone part 8 .
Zur Vermeidung einer Rostbildung bzw. einer Kontaktkorro sion an der Verbundlenker-Hinterachse 1 ist der zylindri sche Bereich 9 der Querstrebe mit einer Beschichtung aus elektro-chemisch isolierendem Material versehen. Nach dem Verbinden der Querstrebe 3 mit den Längslenkern 2 wird an der Verbundlenker-Hinterachse 1 zusätzlich ein Oberflä chenschutz auf Kunststoffbasis durchgeführt. Der jeweili ge kreisförmige Spalt 18 zwischen dem zylindrischen Be reich 9 und dem Längslenker 2 im Bereich der Ausnehmung 5 wird dabei zum Korrosionsschutz ringsum mit einem dich tenden und elektro-chemisch neutralem Medium ausgefüllt.To avoid rust formation or a Kontaktkorro sion on the torsion beam rear axle 1 , the cylindri cal area 9 of the cross strut is provided with a coating of electrochemically insulating material. After connecting the cross strut 3 with the trailing arms 2 , a plastic surface-based protection is additionally carried out on the torsion beam rear axle 1 . The respective ge circular gap 18 between the cylindrical loading area 9 and the trailing arm 2 in the region of the recess 5 is filled all around with a tendency and electro-chemically neutral medium for corrosion protection.
Claims (18)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1996103764 DE19603764A1 (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Rear axle unit including connecting rod |
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
| DE1996103764 DE19603764A1 (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Rear axle unit including connecting rod |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE19603764A1 true DE19603764A1 (en) | 1997-08-07 |
Family
ID=7784344
Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| DE1996103764 Withdrawn DE19603764A1 (en) | 1996-02-02 | 1996-02-02 | Rear axle unit including connecting rod |
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| Country | Link |
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| DE (1) | DE19603764A1 (en) |
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