DE29915438U1 - Cross member as part of a twist beam rear axle - Google Patents
Cross member as part of a twist beam rear axleInfo
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Benteler AG, Residenzstraße 1, 33104 PaderbornBenteler AG, Residenzstrasse 1, 33104 Paderborn Querträger als Bestandteil einer VerbundlenkerhinterachseCross member as part of a twist beam rear axle
Es sind diverse Vorschläge bekannt geworden, wie der Querträger einer Verbundlenkerhinterachse eines Personenkraftwagens ausgestaltet werden soll, um diesen auf der einen Seite biegesteif, auf der anderen Seite aber auch ausreichend torsionsweich zu gestalten. Dazu zählen beispielsweise die Vorschläge der EP 0 249 537 Bl, der EP 0 681 932 A2, der EP 0 752 332 Bl, des DE-GM's 297 20 207 und der US-PS 2,069,911.Various proposals have been made as to how the cross member of a torsion beam rear axle of a passenger car should be designed in order to make it flexurally rigid on the one hand, but also sufficiently torsionally flexible on the other. These include, for example, the proposals in EP 0 249 537 Bl, EP 0 681 932 A2, EP 0 752 332 Bl, DE-GM's 297 20 207 and US-PS 2,069,911.
Allen diesen Querträgern ist jedoch die Eigenschaft zu eigen, dass ihre Fertigung insgesamt aufwendig ist und daher die Gestehungskosten im Rahmen einer kompletten Verbundlenkerhinterachse hoch sind. Insbesondere ist es in den bekannten Fällen von Nachteil, dass aufgrund der für die Ausgangsrohre eingesetzten Stähle Warmbehandlungen in mehreren Schritten notwendig sind. So ist es erforderlich, die kaltumgeformten Rohrprofile zunächst zu glühen, dann zu härten und anschließend wieder anzulas-However, all of these cross members have the characteristic that their production is complex and therefore the production costs for a complete twist beam rear axle are high. In particular, it is disadvantageous in the known cases that the steels used for the starting tubes require heat treatment in several steps. It is therefore necessary to first anneal the cold-formed tube profiles, then harden them and then temper them again.
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sen, um sie dann der Weiterkonfiguration zur Fertigstellung einer Verbundlenkerhinterachse zuzuführen. Alle diese Verfahrensschritte erfordern besondere Vorrichtungen und die Bereitstellung diverser Energieträger, damit ein einsatzfähiges Rohrprofil zur Verfügung gestellt werden kann.in order to then feed them into further configuration to complete a twist beam rear axle. All of these process steps require special equipment and the provision of various energy sources so that a usable tube profile can be made available.
Ausgehend vom Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Querträger als Bestandteil einer Verbundlenkerhinterachse eines Personenkraftwagens zu schaffen, der in einem wesentlich einfacheren Verfahren hergestellt werden kann.Based on the prior art, the invention is based on the object of creating a cross member as a component of a twist-beam rear axle of a passenger car, which can be manufactured using a significantly simpler process.
Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.According to the invention, this object is achieved by the features of claim 1.
Wesentlicher Bestandteil der Erfindung bildet der Sachverhalt, dass ein zur Kaltumformung bereitgestelltes Ausgangsrohr gleich welchen Querschnitts jetzt aus einem mehrphasigen höherfesten Stahl gebildet ist. Ein derartiger Stahl erfüllt die Voraussetzungen, die an einen Querträger als Bestandteil einer Verbundlenkerhinterachse eines Personenkraftwagens gestellt werden. Durch den Fortfall von Warmbehandlungen mit den damit verbundenen Energieträgern und Vorrichtungen einschließlich des Zeitaufwands ist im Rahmen der Erfindung ein hohes wirtschaftliches Ausbringen, insbesondere aufgrund der wesentlich kürzeren Fertigungszeit gewährleistet. Ein wirtschaftlicheres Ausbringen führt zwangsläufig zu einer kostengünstigeren Fertigung mit dem Ergebnis, dass auch eine Verbundlenkerhinterachse kostengünstiger hergestellt werden kann, was sich letztlich in den Kosten eines Personenkraftwagens auswirkt.An essential part of the invention is the fact that a starting pipe provided for cold forming, regardless of its cross-section, is now made of a multi-phase, high-strength steel. Such a steel meets the requirements that are placed on a cross member as part of a torsion beam rear axle of a passenger car. By eliminating heat treatment with the associated energy sources and devices, including the time required, a high economic output is guaranteed within the scope of the invention, in particular due to the significantly shorter production time. A more economical output inevitably leads to more cost-effective production, with the result that a torsion beam rear axle can also be manufactured more cost-effectively, which ultimately affects the cost of a passenger car.
Nach den Merkmalen des Anspruchs 2 kann das Ausgangsrohr für den Querträger aus einem kalt- oder warmgewalzten mehrphasigen höherfesten Stahl bestehen.According to the features of claim 2, the starting tube for the cross member can consist of a cold- or hot-rolled multi-phase high-strength steel.
Bevorzugt wird gemäß Anspruch 3 ein Dual-Phasen-Stahl zum Einsatz gelangen.Preferably, according to claim 3, a dual-phase steel is used.
Insbesondere wird in diesem Zusammenhang nach Anspruch 4 das Rohr aus einem Stahl der Werkstoffqualität DP 600 gebildet. In particular, in this context, according to claim 4, the tube is formed from a steel of material quality DP 600.
Eine weitere Ausführungsform besteht in den Merkmalen des Anspruchs 5. Danach besteht das Rohr aus einem ferritisch-bainitischen Stahl.A further embodiment consists in the features of claim 5. According to this, the tube consists of a ferritic-bainitic steel.
Die Konfiguration des kalt umgeformten Rohrprofils kann in Abhängigkeit von den jeweiligen Anforderungen unterschiedlich sein. So ist es beispielsweise entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 6 möglich, dass die Endabschnitte einen kreisrunden Querschnitt besitzen.The configuration of the cold-formed tube profile can vary depending on the respective requirements. For example, according to the features of claim 6, it is possible for the end sections to have a circular cross-section.
Nach Anspruch 7 können die Endabschnitte aber auch einen von der Kreisform abweichenden Querschnitt aufweisen. Ein solcher Querschnitt kann oval oder auch schuhförmig sein. Das heißt, auch hier ist der Querschnitt U-förmig und doppelwandig. Er ist zur Anbindung an einen Längslenker lediglich größer gestaltet.According to claim 7, the end sections can also have a cross-section that deviates from the circular shape. Such a cross-section can be oval or shoe-shaped. This means that here too the cross-section is U-shaped and double-walled. It is simply made larger for connection to a trailing arm.
Des Weiteren ist es möglich, dass unabhängig von der Gestaltung der Endabschnitte das Rohrprofil insbesondere am Übergang von dem U-förmigen mittleren Längenabschnitt auf die torsionssteifen Endabschnitte mit Versteifungssicken versehen ist, die nach innen oder außen ausgeformt sein können.Furthermore, regardless of the design of the end sections, it is possible for the tube profile to be provided with stiffening beads, particularly at the transition from the U-shaped middle length section to the torsionally rigid end sections, which can be formed inwards or outwards.
Darüberhinaus ist es nach den Merkmalen des Anspruchs 8 möglich, dass wenigstens die äußere Oberfläche des Rohrprofils einer insbesondere mechanischen Oberflächenverfestigung unterzogen sein kann. Gegebenenfalls kann auch die innere Oberfläche verfestigt sein.Furthermore, according to the features of claim 8, it is possible that at least the outer surface of the tubular profile can be subjected to a particularly mechanical surface hardening. If necessary, the inner surface can also be hardened.
Eine derartige Oberflächenverfestigung erfolgt gemäß Anspruch 9 bevorzugt dadurch, dass mindestens die äußere Oberfläche des Rohrprofils mit Kugeln, insbesondere Stahlkugeln, bestrahlt wird.Such surface hardening is preferably carried out according to claim 9 by irradiating at least the outer surface of the tubular profile with balls, in particular steel balls.
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:The invention is explained in more detail below using an embodiment shown in the drawings.
Figur 1 in der Draufsicht ein Rohrprofil als Querträger für eine Verbundlenkerhinterachse eines Personenkraftwagens undFigure 1 shows a top view of a tubular profile as a cross member for a twist beam rear axle of a passenger car and
Figurencharacters
2 bis 5 diverse Querschnitte durch das Rohrprofil der2 to 5 various cross sections through the pipe profile of the
Figur 1 entlang der Linien II-II, IH-III,Figure 1 along lines II-II, IH-III,
IV-IV und V-V.IV-IV and V-V.
In der Figur 1 ist mit 1 ein Rohrprofil als Querträger für eine ansonsten nicht näher veranschaulichte Verbundlenkerhinterachse eines Personenkraftwagens bezeichnet. Das Rohrprofil 1 ist aus einem ursprünglich runden Rohr R (Figur 5) hergestellt, das aus einem Dual-Phasen-Stahl, beispielsweise der Werkstoffqualität DP 600 besteht.In Figure 1, 1 denotes a tubular profile as a cross member for a torsion beam rear axle of a passenger car (not otherwise shown in detail). The tubular profile 1 is made from an originally round tube R (Figure 5) which consists of a dual-phase steel, for example the material quality DP 600.
Im Zuge einer spanlosen Kaltumformung wird der Querschnitt des Rohrs R in den Endabschnitten a des Rohrprofils 1 aufrecht erhalten. Dieser kreisrunde Querschnitt an den Enden 2 geht jedoch in den Übergangsabschnitten b kontinuierlich in einen U-förmigen doppelwandigen Quer-During non-cutting cold forming, the cross-section of the tube R is maintained in the end sections a of the tube profile 1. However, this circular cross-section at the ends 2 continuously changes into a U-shaped double-walled cross-section in the transition sections b.
schnitt über, der sich über den mittleren Längenabschnitt c des Rohrprofils 1 erstreckt (Figuren 1 bis 5).section which extends over the middle longitudinal section c of the tubular profile 1 (Figures 1 to 5).
Unter der Annahme, dass das Rohrprofil 1 gemäß Figur 1 in der Draufsicht, das heißt in der Einbaulage im Personenkraftwagen dargestellt ist, erstrecken sich die Schenkel 3 des mittleren U-förmigen Längenabschnitts c (Figuren 2 und 3) von einem bogenförmigen Steg 4 aus unter leichter Divergenz bezüglich der durch die Längsachse LA verlaufenden horizontalen Mittellängsebene MLE des Rohrprofils 1 in Fahrtrichtung FR (Figur 3).Assuming that the tubular profile 1 according to Figure 1 is shown in plan view, i.e. in the installed position in the passenger car, the legs 3 of the central U-shaped longitudinal section c (Figures 2 and 3) extend from an arched web 4 with slight divergence with respect to the horizontal central longitudinal plane MLE of the tubular profile 1 running through the longitudinal axis LA in the direction of travel FR (Figure 3).
Das Rohrprofil 1 ist endseitig des mittleren U-förmigen Längenabschnitts c mit sich in Querrichtung des Rohrprofils 1 erstreckenden sickenartigen Einprägungen 5 versehen. Die Figur 3 zeigt hierbei, dass die Einprägungen 5 ihre größte Tiefe am in der horizontalen Mittellängsebene MLE liegenden Scheitel S des U-förmigen Längenabschnitts c aufweisen. Ihre Tiefe verringert sich in Richtung auf die freien Enden 6 der Schenkel 3, bis sie gleichmäßig in die äußere Oberfläche 7 der Schenkel 3 einlaufen. Im Längsschnitt gesehen haben die Einprägungen 5 mithin eine sichelförmige Konfiguration.The tubular profile 1 is provided at the end of the central U-shaped longitudinal section c with bead-like impressions 5 extending in the transverse direction of the tubular profile 1. Figure 3 shows that the impressions 5 have their greatest depth at the apex S of the U-shaped longitudinal section c lying in the horizontal central longitudinal plane MLE. Their depth decreases in the direction of the free ends 6 of the legs 3 until they run evenly into the outer surface 7 of the legs 3. Seen in longitudinal section, the impressions 5 therefore have a sickle-shaped configuration.
Die Ränder 8 der Einprägungen 5 sind gerundet (Figur 1).The edges 8 of the impressions 5 are rounded (Figure 1).
Nach dem Kaltumformen eines kreisrunden Rohrs R aus einem Dual-Phasen-Stahl der Werkstoffqualität DP 600 braucht das Rohrprofil 1 keiner weiteren Warmbehandlung mehr unterzogen zu werden. Es wird lediglich noch hinsichtlich seiner äußeren Oberfläche 9 mit Stahlkugeln bestrahlt und schließlich der Weiterkonfiguration zur Fertigstellung einer Verbundlenkerhinterachse zugeführt.After cold forming a circular tube R made of a dual-phase steel of material quality DP 600, the tube profile 1 does not need to be subjected to any further heat treatment. It is only blasted with steel balls on its outer surface 9 and finally fed to further configuration to complete a twist beam rear axle.
1 - Rohrprofil1 - Pipe profile
2 - Enden v. 12 - Ends of 1
3 - Schenkel &ngr;. c3 - Leg &ngr;. c
4 - Steg4 - Bridge
5 - Einprägungen5 - Imprints
6 - Enden v. 36 - Ends of 3
7 - Oberfläche v.7 - Surface of
8 - Ränder v.8 - edges of
9 - Oberfläche v.9 - Surface of
a - Endabschnitte v.a - end sections v.
b - Übergangsabschnitte v. 1b - Transitional sections v. 1
c - mittlerer Längenabschnitt v. 1c - middle length section v. 1
FR - FahrtrichtungFR - Direction of travel
LA - Längsachse v.LA - longitudinal axis of
MLE - Mittellängsebene v.MLE - mid-longitudinal plane of
R - RohrR - Pipe
S - Scheitel v. cS - vertex v. c
Claims (9)
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Effective date: 19991216 |
|
| R150 | Utility model maintained after payment of first maintenance fee after three years |
Effective date: 20021024 |
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Effective date: 20051006 |
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| R152 | Utility model maintained after payment of third maintenance fee after eight years |
Effective date: 20070830 |
|
| R071 | Expiry of right |