DE19604942C2 - Fahrwerksträger - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Fahrwerksträger mit einem kasten­ förmig aus einer Oberschale und einer Unterschale zusammenge­ setzten Trägerhohlprofil, wobei die Oberschale und die Unter­ schale im Bereich ihrer aneinander anschließenden Profilschen­ kel jeweils längsseitig miteinander verschweißt sind, und wobei hochbelasteten Bereichen des Trägerhohlprofiles Verstärkungs­ mittel in Form von mehreren, über die Länge des Trägerhohlpro­ files verteilten Verstärkungsblechen zugeordnet sind.

Ein solcher Fahrwerksträger ist aus der DE 71 39 625 U1 bekannt. Bei dem bekannten Fahrwerksträger sind eine Oberschale und eine Unterschale eines Trägerhohlprofiles stumpf aufeinandergesetzt und miteinander verschweißt. Zusätzlich sind in dem Trägerhohl­ profil Versteifungstege vorgesehen, die sich auf Höhe der Schweißnähte quer durch den Hohlraum des Trägerhohlprofiles erstrecken.

Die US 3 105 701 offenbart einen Fahrwerksträger, bei dem eine Oberschale und eine Unterschale eines Trägerhohlprofiles über­ lappend miteinander verschweißt sind. Innerhalb des Trägerhohlprofiles sind jedoch keine Verstärkungsmittel und insbesondere keine mit Positioniernasen versehenen Verstärkungsbleche vorge­ sehen.

Aus der EP 0 548 859 B1 ist ein Verfahren zum Herstellen von Fahrwerksträgern bekannt, wobei Fahrwerksträger aus längs­ nahtgeschweißten Rohren aus einer naturharten Aluminiumlegie­ rung hergestellt sind. Ein solches Rohr wird aus einer Blechta­ fel aus einer AlMgMn-Legierung hergestellt, indem die Blechta­ fel entsprechend längsgekrümmt und entlang der entstehenden Längsnaht verschweißt wird. Anschließend werden diese längs­ nahtgeschweißten Rohre mit Hilfe des Innenhochdruckumformens kalt umgeformt und zuvor zwischengeglüht. Mittels dieser Um­ formtechnik ist die Anpassung der Querschnitte des Fahrwerks­ trägers an die jeweiligen örtlichen Beanspruchungen jedoch nur begrenzt möglich.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Fahrwerksträger der ein­ gangs genannten Art zu schaffen, der ein möglichst geringes Ge­ wicht bei gleichzeitig sehr hoher Betriebsfestigkeit über seine gesamte Länge aufweist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Oberschale und die Unterschale aus jeweils einem aus einer naturharten Aluminium­ legierung bestehenden Aluminiumblech hergestellt und überlap­ pend miteinander verschweißt sind, dass die Verstärkungsbleche innerhalb der äußeren Schale angeordnet sind und Positionierna­ sen aufweisen, auf denen die Profilschenkel der inneren Schale stumpf aufliegen und dass die Verstärkungsbleche entsprechend der Innenkontur der äußeren Schale gekrümmt sind und flächig an der Innenkontur der äußeren Schale anliegen.

Durch diese Konstruktion ist es möglich, für den Fahrwerksträ­ ger große Querschnittssprünge sowie schroffe Übergänge zu schaffen. Auf der Innenseite dieser Kastenprofile können lokale Verstärkungen oder Knoten angebracht werden. Das Gewicht des Fahrwerksträgers wird so erheblich reduziert, zumal entspre­ chende Widerstandsmomente des Fahrwerksträgers gezielt auf die jeweiligen örtlichen Belastungen abgestimmt werden können. Durch die erfindungsgemäße Lösung wird ein Fahrwerksträger mit einem sehr geringen Gewicht bei gleichzeitig hervorragender Festigkeit erzielt. Die Verstärkungsmittel können gezielt an den jeweils hochbeanspruchten Bereichen des Fahrwerksträgers eingesetzt werden. Durch die Positioniernasen ist die Lage der einen Schale zur anderen Schale für eine anschließende Ver­ schweißung positionierbar.

Nachfolgend wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfin­ dung beschrieben und anhand der Zeichnungen dargestellt.

Fig. 1 zeigt einen Querschnitt durch eine Ausführungsform ei­ nes erfindungsgemäßen Fahrwerksträgers,

Fig. 2 eine geschnittene Seitenansicht eines Verstärkungsele­ mentes für den Fahrwerksträger nach Fig. 1.

Ein Fahrwerksträger (1) nach Fig. 1 weist ein kastenförmiges Trägerhohlprofil auf, das aus einer Oberschale (1) und einer Unterschale (2) gebildet ist. Sowohl die Oberschale (1) als auch die Unterschale (2) sind jeweils aus einem Aluminiumblech mit einer naturharten AlMgMn-Legierung hergestellt und unter Bildung jeweils eines Schalenbodens und jeweils zweier sich ü­ ber die Länge der Oberschale (1) und der Unterschale (2) erstreckender Profilschenkel umgeformt. Die Unterschale (2) weist eine größere Breite auf als die Oberschale (1), so dass die Profilschenkel der Unterschale (2) die korrespondierenden Profilschenkel der Oberschale (1) außen überlappen. Auf den beiden gegenüberliegenden Seiten sind die korrespondierenden Profilschenkel von Oberschale (1) und Unterschale (2) jeweils mittels einer Längsschweißnaht (4, 5) miteinander verschweißt. Um für die Verschweißung von Oberschale (1) und Unterschale (2) eine exakte relative Positionierung der beiden Schalen, nämlich der Oberschale (1) und der Unterschale (2), zueinander zu er­ zielen, sind zusätzlich über die Länge des Fahrwerksträgers verteilt und damit über die Länge des kastenförmigen Trä­ gerhohlprofiles verteilt mehrere Verstärkungsbleche (3) (Fig. 1 und 2) in die Unterschale (2) eingesetzt, die entsprechend der Innenkontur der Unterschale (2) gekrümmt sind und flächig an der Innenwandung der Unterschale (2) anliegen. Im Bereich sei­ ner beiden seitlichen Wandungen weist jedes Verstärkungsblech (3) jeweils eine Positioniernase (6) auf, die so weit nach oben abragen, dass sie in der eingesetzten Position der Verstär­ kungsbleche (3) exakt die Position der Oberschale (1) zur Un­ terschale (2) definieren. Die Unterkanten der Profilschenkel der Oberschale (1) stoßen dabei stumpf auf die Oberkanten der Positioniernasen (6). In dieser Positionierung überlappen die Profilschenkel der Unterschale (2) die Profilschenkel der Ober­ schale (1) um einen bestimmten Betrag - wie in Fig. 1 darge­ stellt -, der ausreicht, um die Schweißnähte (4 und 5) ziehen zu können.

Die Oberschale (1) und die Unterschale (2) werden entsprechend ihrem späteren Einsatz als Fahrwerksträger, d. h. als Gelenk- oder Antriebswelle, als Querträger, als Rahmen oder Hilfsrah­ men, als Radführungsglied oder ähnliches, umgeformt, wobei der gewählte Werkstoff durch die Umformung eine Festigkeitssteige­ rung erfährt. Durch die Gestaltung des kastenförmigen Träger­ hohlprofiles des Fahrwerksträgers als Kombination aus einer O­ berschale (1) und einer Unterschale (2) ist es möglich, das Trägerhohlprofil auch mit großen Querschnittssprüngen und schroffen Übergängen zu gestalten. Durch die überlappende Ver­ schweißung sind beim Schweißen zu überbrückende Spalte unabhän­ gig von der Beschnittgenauigkeit. Auf der Innenseite des Trä­ gerhohlprofiles können neben dem Verstärkungsblech (3) auch an­ dere Arten von Verstärkungen und Knoten vorgesehen werden, die gezielt auf die jeweiligen örtlichen Belastungen und die daraus resultierenden Widerstandsmomente abgestimmt sind. Durch die Verlegung der Schweißnähte (4 und 5) im Bereich der seitlichen Wandungen des kastenförmigen Trägerhohlprofiles sind diese in niedrig belastete Bereiche gelegt, wodurch der Festigkeitsab­ fall im Schweißnahtbereich sich nicht nennenswert auf die Be­ triebsfestigkeit der Gesamtkonstruktion auswirkt.

Claims (2)

1. Fahrwerksträger mit einem kastenförmig aus einer Ober­ schale und einer Unterschale zusammengesetzten Trägerhohlpro­ fil, wobei die Oberschale und die Unterschale im Bereich ihrer aneinander anschließenden Profilschenkel jeweils längsseitig miteinander verschweißt sind, und wobei hochbelasteten Berei­ chen des Trägerhohlprofiles Verstärkungsmittel in Form von meh­ reren, über die Länge des Trägerhohlprofiles verteilten Ver­ stärkungsblechen zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberschale (1) und die Unterschale (2) aus jeweils ei­ nem aus einer naturharten Aluminiumlegierung bestehenden Alumi­ niumblech hergestellt und überlappend miteinander verschweißt sind, dass die Verstärkungsbleche (3) innerhalb der äußeren Schale (Unterschale 2) angeordnet sind und Positioniernasen (6) aufweisen, auf denen die Profilschenkel der inneren Schale (Oberschale 1) stumpf auf­ liegen, und dass die Verstärkungsbleche (3) entsprechend der Innenkontur der äußeren Schale (2) gekrümmt sind und flächig an der Innenkontur der äußeren Schale (2) anliegen.

2. Fahrwerksträger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Verstärkungsmittel der Querschnitt des Trägerhohlpro­ fils - an die örtliche Beanspruchung angepaßt - über die Länge des Trägerhohlprofils unterschiedlich gestaltet ist.