WO2014040887A1 - Link arm assembly and method for producing a link arm assembly - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a handlebar unit for commercial vehicles and to a method for manufacturing a handlebar unit.
- Handlebar units for use in chassis systems of commercial vehicles are well known from the prior art.
- the rigid axle or the steering axis of a commercial vehicle via a link member which is pivotally fixed to the vehicle frame of the commercial vehicle and stored a spring element to increase the traffic safety and comfort of the commercial vehicle.
- a weak point of the chassis system of the commercial vehicle is often the attachment of the vehicle axle to the handlebar element, wherein a lifetime limitation due to failure of the connection of the axle system with the handlebar unit is often the Main cause is.
- the link element is fixed by means of a welded connection or a clamping connection on the rigid axle or the steering axle of the utility vehicle, in particular by the locally very high temperature or heat input into the material of the rigid axle and the link element structural changes can occur, which After cooling the respective components lead to thermal stresses and can drastically reduce the life of the respective components.
- the hitherto known link elements lack variability for use in various commercial vehicles.
- the air spring holder of a link element is not, or not without great design effort, independently of the rest of the handlebar element or the rest of the mounting area on the vehicle frame of the commercial vehicle interchangeable and it can not be used for a certain trailing arm readily another air spring.
- a trailing arm designed for a certain travel height range can not easily be used for other applications or travel heights.
- Object of the present invention is to provide a handlebar unit, which in particular is easy to manufacture, while allowing a high variability of their application and at the same time a simple and cost-effective production. This object is achieved by a method for producing a linkage unit according to independent claim 1 and a linkage unit according to independent claim 8. Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims.
- a method for producing a link unit comprises the steps of: providing a node unit in a first state comprising a base section and a node attachment section; Providing a support member in a first state having a mounting portion; Fixing the attachment portion to the support portion; Forming the composite of node unit and first support element in a second state, wherein the second state is characterized by a non-linear cross-sectional profile of at least the support element.
- Characteristic of the method for producing a link unit is that in a first state components are to be used, which allow the simplest possible production or possible lent easy assembly.
- the link unit allows in particular for receiving and transmitting large forces and bending moments, as they occur in particular in commercial vehicles on the chassis.
- the node unit is preferably a component which has at least one, preferably a plurality of support sections, which are designed to define further elements on the node unit.
- the support sections are particularly preferred for the use of cost-effective and time-saving fastening methods, such as internal high-pressure forming or friction welding, for fixing the at least one Support element designed.
- the support element has, according to the invention, a fastening section which is particularly preferably designed to be fixed to a corresponding support section by means of a friction welding or a forming process.
- the support section and the attachment section of the support element preferably have a circular cross-section, which makes it possible, for example, to enable rotational friction welding for the material connection of the support element to the node unit.
- a forming method which is optionally applied to the support element or the node unit or the support element together with the node unit, can be used.
- a positive connection between the attachment portion of the support member and the support portion is preferably prepared, in particular preferably an undercut between see the respective components is formed, which substantially or completely prevents a displacement of the first support member relative to the node unit.
- the form-fitting connection between the first fastening section and the support section can in particular be cohesively supported by further means, such as, for example, a bond or a solder connection.
- a first state of the node unit and / or the support element is characterized by particularly simple, particularly preferably linear cross-sectional profiles of the two components.
- the support element in the first state is characterized by particularly simple, particularly preferably linear cross-sectional profiles of the two components.
- the second state according to the invention is characterized in particular in that at least the support element has a non-linear cross-sectional profile.
- This non-linearity of the cross section of the support element relates both to the general main extension of the support element along a preferably curved path and to the wall thicknesses of the support element which change along this path.
- the cross-sectional shape so for example a elliptical, circular or polygonal cross-section, vary along the main extension direction of the support element.
- the cross section of the support element in the course over different cutting planes along the main extension direction of the support member is formed such that the surface inertia, which results from the respective cross sections optimally to an expected load, such as bending, on the support member during operation of the commercial vehicle, is designed.
- the support element is preferably designed as a hollow-body-shaped or tube-like body and, in the second state, in particular preferably has rounded geometries in order to avoid a notch effect in the event of bending or torsional stress.
- the fixing of the support element to the node unit and at the same time the forming of the composite of the node unit and the support element in the second state in a step pass, in which preferably mated components are inflated by means of a hydroforming process and so First, the support element is fixed positively to the node unit and then the composite of node unit and support element is further deformed until the desired non-linear cross-sectional profile is set.
- the method according to the invention comprises an additional step, in which the fastening section is fixed to the support section in a force-locking and / or form-fitting manner by deformation.
- the attachment portion of the support element is initially fixed only frictionally on the support portion and is then fixed by a forming process also form-fitting on the support portion.
- the fastening portion can be fixed to the support portion by a clamp, but it is particularly preferred to support or reinforce this clamping connection between the mounting portion and the support portion by an additional positive connection, for example by means of an undercut.
- a frictional connection can be carried out, for example, by means of an interference fit generated by heating one of the components and subsequent cooling.
- the fastening section is widened after insertion into the support section in order to form an undercut with the internal geometry of the support section.
- the attachment portion is transferred by the expansion at the same time in the second state.
- corresponding forward or backward jumps are provided, in particular on the fastening section and on the support section, which simplify the creation of a positive connection between the fastening section and the support section.
- the attachment portion may also be formed as a tubular portion which is slid onto a support portion with a smaller diameter, wherein an inner surface of the attachment portion engages with an outer geometry of the support portion and preferably forms an undercut.
- the attachment portion is fixed cohesively on the support portion.
- a cohesive connection between the attachment portion and the support portion may be particularly preferably provided to support a further provided connection between the two sections. Further preferably, a purely cohesive connection between the attachment portion and the support portion may be advantageous. Particularly preferably, the cohesive connection can be produced by means of a rotational friction welding method, wherein the fastening section, which is in particular tubular, rotates relative to the support section a contact surface of the support portion is pressed, wherein a fusion of the material of the fastening portion and / or the support portion takes place and wherein after reducing the rotational speed to a standstill and the cooling of the molten material, the fixing portion is fixed materially on the support portion.
- Rotationsreibsch usageen is particularly preferred because it avoids a high local temperature input into the manufacturing material, as occurs in thermal welding or arc welding, and thus prevents adverse weakening of the structure or the joint of the two components node unit and support element.
- the attachment portion can also be adhesively secured to the support portion by means of an adhesive or soldered connection, these methods being particularly suitable when the attachment portion is formed from a material having a melting temperature that deviates significantly from the material of the support portion.
- the attachment portion has an excess in the first state relative to the support portion, so that after merging the attachment portion with the support portion of the resulting overlap region is fluid-tight.
- the fastening section can be inserted into the support section or the support section can be inserted into the fastening section, it is preferred that the component which corresponds with its outer geometry to the internal geometry of the respective other component has an oversize to the component into which it is inserted ,
- This design proves to be advantageous if, after pushing the components together, a hydroforming method is to be used in which a fluid under high pressure is pressed into the cavity formed by the two components in order to expand at least one of the two components and, for example, thereby to create a positive connection between the two components.
- the fluid-tightness of the overlapping zone of the components can also be supported by means of a material-locking connection, for example by introducing a solder or by a corresponding adhesive.
- the support element is pushed through the node unit and then fixed by means of a forming process at the node unit, wherein the support element preferably engages with a respective attachment portion in a respective support portion.
- the axis of the utility vehicle with the stub axle fixed thereto can be pushed through the node unit and subsequently fixed to the node unit by means of a forming process.
- the node unit may have at least one inner abutment portion, on which the support element is applied with a correspondingly corresponding abutment geometry and, for example, by means of a Rotationsreibsch spa- procedure on the investment geometry or the investment section is determined.
- a plurality of abutment portions are provided so that the support member is fixed via a plurality of attachment points on the node unit, in particular the transmission of bending moments from the support member to the node unit the present lever arms results in smaller forces.
- a first support element is pushed through the node unit and secured to at least one support portion of the node unit, wherein a second support element is provided, which is determined by means of a friction welding at a further support portion of the node unit.
- a second support element is provided, which is determined by means of a friction welding at a further support portion of the node unit.
- the support element is in particular in the attachment portion in the first state rotationally symmetrical or has a rotationally symmetrical cross-section.
- the rotational symmetry relates in particular to a fastening axis along which the support element is pressed against the nodal unit and about which rotates the support member when using a preferred rotary friction welding process.
- the rotational symmetry preferably ensures an avoidance of imbalances, which can lead to dangerous vibrations during Rotationsreibsch resumeens.
- a handlebar unit for use in commercial vehicles, which comprises a node unit and a support element, wherein the node unit and the support element are joined together in a first state and in a second state, the composite of node unit and support element, at least in the region of the support element along a fastening axis non-linear cross-sectional profile has.
- the nodal unit is preferably hollow-body-shaped at least in some areas and has at least one support section on which the support element is secured by its attachment section.
- the node unit is preferably designed such that a torque or force transmission of support elements fixed to the node unit can be particularly favorable and result in a particularly low load on the material of the node unit.
- support elements for example, elements of a trailing arm of a commercial vehicle or elements of the rigid or the steering axis of a commercial vehicle and a stub axle element come into question.
- further fastening sections can be formed on the node unit directly or integrally, on which further elements of the chassis of a commercial vehicle can be fixed, such as a brake carrier or a connection section for the shock absorber of a commercial vehicle.
- the support element is fixed by friction welding to the node unit. In this case, rotational friction welding is particularly preferably used, in which the components to be welded are pressed relative to each other in a rotating manner against each other.
- the link unit is that the contact zone between the first support member and the node unit is a surface along which the material of the two components is fused together. Compared to thermal welding, high thermal stress is less likely to occur and the risk of scaling or burns on the material is low. Furthermore, the friction welding is characterized in that different materials can be welded together, with particular preference, manufacturing materials can be used with different melting temperatures. As an alternative possibilities of a cohesive connection between the support element and the node unit to form an adhesive bond or a connection may be provided by means of a solder, these cohesive compounds particularly preferably connect different manufacturing materials of the support member and the node unit together.
- the node unit in the first state, a first link portion, wherein the first link portion in the first and / or in the second state of the handlebar unit is preferably designed as a mounting area for an air spring of the utility vehicle.
- individual handlebar sections are already formed integrally with the nodal unit and only require a transformation from the first to the second state in the further course of production of the handlebar unit. In this case, it makes sense, in particular, to already form the holding area or fastening area for an air spring of a commercial vehicle integrally with the node unit, since this does not particularly restrict the manageability of the node unit.
- the node unit may be preferable to produce the node unit with an integrally formed, first link section by means of a casting method, wherein for the support section particularly complicated or complex geometries can be selected, which would otherwise be produced by a later forming process only with great effort.
- the support section particularly complicated or complex geometries can be selected, which would otherwise be produced by a later forming process only with great effort.
- Alternatively or additionally preferred may be at the Node unit and the stub axle of the vehicle axle of a commercial vehicle to be integrally formed.
- a second Stützele- ment is provided, which is fixed to the node unit and which preferably forms a portion of a trailing arm of a commercial vehicle in the first state.
- the second support element may be, for example, the lever arm of a trailing arm of a utility vehicle which extends between the node unit and a bearing block connected to the frame of the utility vehicle.
- the first support member is formed of a different material than the node unit and / or the second support member.
- a friction welding or forming process which in turn can be supported by a material connection by means of solder or adhesive bond
- parts of the handlebar unit are formed from aluminum, wherein only the heavily loaded parts such as the node unit or the stub axle are formed of a stronger steel.
- composite materials such as a carbon fiber composite material, are used, which can be cured, for example, only after setting on the node unit and the transfer to the second state and thus enters into a permanent connection with the node unit.
- FIG. 1 a-c views of a steering unit according to the invention, in particular
- FIGS. 2a-b are sectional views of a preferred embodiment of the support element according to the invention and the node unit,
- FIG. 3a-c are sectional views of a preferred embodiment of the link unit according to the invention, which illustrate in particular steps of a manufacturing method for the link unit according to the invention
- Fig. 4 is a perspective view of a preferred embodiment of the node unit according to the invention.
- Fig. 5 is a view of a preferred embodiment of the link unit according to the invention in the second state.
- FIGS. 1 a to c show schematically the production sequence for a handlebar unit according to the invention.
- a node unit 2 in a first step of the production method, a node unit 2, a first support element 42a and a third support element 42c are provided, which are intended to be joined together in the course of the further method to form a linkage unit according to the invention.
- the node unit 2 has a base section 22 on which, in a particularly preferred embodiment, a first link section 28 and a second link section 32 are formed integrally or integrally.
- the node unit 2 preferably has a first attachment portion 24a and a third attachment portion 24c.
- the first link section 28 is particularly preferably designed plate-shaped and suitable for supporting an air spring of a commercial vehicle.
- the second link section 32 of the node unit 2 is particularly preferably designed as a stub axle section, the wheel bearing of a vehicle grade of the commercial vehicle to be mounted on the link unit being particularly preferably storable on the second link section 32.
- the first attachment portion 24a is preferably aligned along a first attachment axis Bi opposite the second link portion 32 and aligned coaxially therewith.
- the first fastening section 24a is particularly preferably designed to connect the rigid axle or the steering axle of a commercial vehicle to the node unit 2.
- the first support element 42a is particularly preferably the rigid axle or steering axle of a commercial vehicle, is particularly preferably hollow-body-shaped or tubular, or has a hollow cylindrical shape and has a first attachment section 43a, which essentially corresponds to the first support section 24a of the node unit 2.
- the first support element 42a is pressed against the first support section 24a of the node unit 2 in a rotational manner about the first attachment axis Bi along the first attachment axis Bi.
- the third support member 42c has a first attachment portion 43c which is provided to be fixed to the third support portion 24c of the node unit 2 by a friction welding method.
- the third support element 42c is shown in its preferred first state, in which it preferably has a simple tubular geometry and, in particular, is formed essentially rotationally symmetrical about a second attachment axis B 2 in its first attachment section 43c.
- the third support member 42c is preferably pressed around the second attachment axis B 2 in rotation along the second attachment axis B 2 against a third support portion 24c of the node unit 2, forming a friction weld between the third support portion 24c and the first attachment portion 43c of the third support member 42c
- Fig. 1b shows the linkage unit according to the invention, still in the first state, after completion of the friction welding process for fixing the first support member 42a and the third support member 42c.
- the first state is preferably characterized in that the linkage unit and in particular the support elements 42a to be fixed to the node unit 2, 42c have easy to be manufactured or processed cross-sectional geometry.
- the first support element 42a and the third support element 42c in the first state are preferably characterized by a simple, hollow-body-shaped or tubular cross-section formed essentially rotationally symmetrically around the respective attachment axis Bi, B 2 .
- FIG. 1 c shows the handlebar unit already shown in FIGS.
- the third support element 42c preferably being in a non-linear or substantially non-rotationally symmetrical manner about the second fastening axis B 2 by means of a forming process extending form was brought.
- the non-linear cross-sectional profile of the third support element 42c is in particular designed to transmit forces and bending moments which are to be transmitted by the third support element 42c to a further unit of the undercarriage by means of a particularly favorable, ie low-voltage, voltage characteristic from the node unit 2 via the third support element 42c - to transmit mens.
- the non-linear cross-sectional profile is preferably produced by means of a hydroforming process, wherein in addition to the third support member 42c preferably further support elements and / or the node unit 2 can be deformed such that a favorable Biegemoment- and power transmission can be ensured by the handlebar unit.
- a link unit according to the invention can preferably also be produced by means of a forming method and a form fit produced between the node unit 2 and a support element 42.
- a link unit according to the invention can preferably also be produced by means of a forming method and a form fit produced between the node unit 2 and a support element 42.
- FIGS. 2 a and 2 b show schematically a preferred sequence of such a forming process for producing a positive fit.
- a first support element 42a is preferably introduced into the first fastening section 24a of the node unit 2, wherein particularly preferably the first support section 24a of the node unit 2 has a first projection 29a.
- the first attachment portion 43a of the first support member 42a forms an undercut with the projection 29a of the first support portion 24a after reshaping or expansion.
- the form-fitting connection produced in this way can be reinforced by an adhesive or a solder connection.
- FIG. 3a shows a preferred embodiment of the link unit according to the invention, in which a first support element 42a, a third support element 42c and a fourth support element 42d are fixed to the node unit 2.
- Fig. 3a shows the node unit 2 according to the invention, which has four support portions 24a, b, c, d and is formed substantially hollow body-shaped.
- the hollow body-shaped design of the nodal unit 2 serves, in particular, to increase the area moment of inertia in selected cross sections of the nodal unit 2, which in turn hold the stress values occurring in the material of the nodal unit 2 below the strengths that can be achieved by the production material of the nodal unit when the bending moments or forces are present.
- the first and second support sections 24a, 24b preferably have, in particular, projections 29a, 29b which, as illustrated, preferably project inwards and, in particular, may have rounded geometries
- the third and the fourth support section 24c, 24d may preferably have both an end portion facing away from the support portion 22 abutment portion, as well as a preferably funnel-shaped or bevelled geometry, which is particularly preferably designed for producing a Reibsch spaver- federation with a support member 42.
- 3b shows a preferred further method step of producing a linkage unit according to the invention, wherein a first support element 42a is pushed through the node unit 2, wherein a first attachment section 43a of the first support element 42a is disposed opposite to the first support portion 24a of the node unit 2, and a second attachment portion 44a of the first support member 42a is disposed opposite to the second support portion 24b of the node unit 2.
- the third and the fourth support element 42 c, 42 d are preferably rotated about a fastening axis against a respective corresponding third and fourth support portion 24 c, 24 d of the node unit 2 and finally pressed against the node unit 2, wherein a partial fusion of the material of the node unit. 2 and / or the support member 42c, 42d occurs.
- 3c shows the link unit according to the invention after carrying out the friction welding method and the forming of the first support element 42a.
- the first support element 42a has been particularly preferably expanded by means of a hydroforming process, wherein before and behind the node unit, in the figure left or right of the node unit 2, holding jaws or holding elements are shown, which an expansion of the first support member 42a outside the Prevent node unit 2.
- the outer wall of the first support member 42a is preferably pressed against the inner wall of the first support portion 24a, the second support portion 24b and the base portion 22 of the node unit 2.
- the first and second attachment portions 43a, 44a, of the first support member 42a respectively form undercuts with the projections 29a, 29b of the node unit 2.
- the first support element 42a is secured in this way preferably against displacement relative to the node unit 2.
- the third support element 42c and the fourth support element 42d are particularly preferably materially connected to the node unit 2, wherein the welds between the third and the fourth support portion 24c, 24d and the respectively correspondingly provided first fixing portions 43c, 43d of the third and the fourth support member 42c , 42d are shown in bold in the figure.
- the fourth support portion 24d is preferably rotationally symmetrical about the third attachment axis B 3 formed.
- protrusions 29 (ad) may be provided at the respective support portions 24, which are not necessarily continuous, that is, annularly formed around the respective attachment axis B. must, but for example, can be designed as teeth or noses.
- both a rotation about the respective attachment axis B and a displacement along the respective attachment axis B relative to the support portion 24 (ad) can be achieved by a positive determination of a node to be determined on the node unit support element.
- the support sections 24 each have an outwardly facing abutment surface 242 (ad), wherein in the illustrated perspective view the second and the fourth abutment surface 242b and 242d are covered. Furthermore, a plurality of individual tooth-like inwardly or outwardly projecting abutment surfaces 242 are preferably provided on the respective support section 24.
- At least one of the support sections 24 (ad) preferably has an inwardly-facing abutment surface 244 (ad) which serves to abut a corresponding surface of the respective attachment region 43 (ad) around a support element 42 (ad) in a form-fitting manner on the node unit 2 set.
- the second attachment axis B 2 and the third attachment axis B 3 are preferably not collinear or aligned parallel to each other, but form an angle a, which is particularly preferably less than 180 °.
- FIG. 5 shows a preferred embodiment of the steering unit according to the invention in side view and in the preferred second state.
- a third support element 42c is particularly preferably curved and fixed on the third support section 24c of the node unit 2
- a fourth support element 42d is particularly preferred as a holding region for the air spring of a commercial vehicle (ge). shown in broken lines).
- the third support section 24c and the fourth support section 24d of the node unit 2 are preferably both offset from one another in the vertical direction and also rotated relative to one another, or angled at the node unit 2.
- the third support element 42c has, at its end shown on the left in the figure, a holding region with which it can be fixed rotatably to, for example, the bearing block of a commercial vehicle chassis.
- the holding region of the third support element 42c can likewise be fixed to the third support element 42c by means of a forming or friction welding process according to the invention.
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Abstract
The present invention relates to a link arm assembly and a method for producing same, comprising the steps: providing a coupling unit (2) in a first state and having a base section (22) and a supporting section (24); providing a first support element (42) in a first state and having a first attachment section (43); securing said first attachment section (43) to said supporting section (24); transforming the connection between said coupling unit (2) and first support element (42) into a second state, the second state being characterized by a non-linear progression of the cross-section of at least the first support element (42).
Description
Lenkereinheit und Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit Handlebar unit and method for producing a handlebar unit
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkereinheit für Nutzfahrzeuge und ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit. The present invention relates to a handlebar unit for commercial vehicles and to a method for manufacturing a handlebar unit.
Lenkereinheiten zum Einsatz in Fahrwerksystemen von Nutzfahrzeugen sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Dabei wird die starre Achse oder die Lenkachse eines Nutzfahrzeuges über ein Lenkerelement, welches schwenkbar am Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeuges festgelegt ist und ein Federelement ge- lagert, um die Verkehrssicherheit und den Fahrkomfort des Nutzfahrzeuges zu steigern. Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine Schwachstelle des Fahrwerkssys- tems des Nutzfahrzeuges oft die Befestigung der Fahrzeugachse an dem Lenkerelement ist, wobei insbesondere bei den bei Nutzfahrzeugen hohen vorliegenden Belastungen eine Lebensdauereinschränkung aufgrund von Versagen der Verbin- dung des Achssystems mit der Lenkereinheit häufig die Hauptursache ist. In herkömmlichen Fahrwerkssystemen wird das Lenkerelement mittels einer Schweißverbindung oder einer Klemmverbindung an der starren Achse bzw. der Lenkachse des Nutzfahrzeuges festgelegt, wobei insbesondere durch den lokal sehr hohen Temperatur- bzw. Wärmeeintrag in das Material der starren Achse und des Lenkerelements Gefügeänderungen auftreten können, welche nach Abkühlung der jeweiligen Bauteile zu Thermospannungen führen und die Lebensdauer der jeweiligen Bauteile drastisch reduzieren können. Weiterhin mangelt es den bisher bekannten Lenkerelementen an Variabilität zum Einsatz in verschiedenen Nutzfahrzeugen. So ist beispielsweise der Luftfederhalter eines Lenkerelements nicht, bzw. nicht ohne großen konstruktiven Aufwand, unabhängig vom restlichen Lenkerelement bzw. dem restlichen Befestigungsbereich am Fahrzeugrahmen des Nutzfahrzeuges auswechselbar und es kann für einen bestimmten Längslenker nicht ohne Weiteres eine andere Luftfeder eingesetzt werden. Darüber hinaus
kann ein, für einen bestimmten Fahrhöhenbereich ausgelegter Längslenker nicht ohne Weiteres für andere Anwendungen, bzw. Fahrhöhenbereiche eingesetzt werden. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Lenkereinheit bereitzustellen, welche insbesondere auf einfache Weise herstellbar ist, dabei eine hohe Variabilität ihres Einsatzbereiches und gleichzeitig eine einfache und kostengünstige Fertigung ermöglicht. Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 1 und eine Lenkereinheit gemäß dem unabhängigen Anspruch 8. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen. Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit umfasst die Schritte: Bereitstellen einer Knoteneinheit in einem ersten Zustand aufweisend einen Basisabschnitt und einen Knotenbefestigungsabschnitt; Bereitstellen eines Stützelements in einem ersten Zustand aufweisend einen Befestigungsabschnitt; Festlegen des Befestigungsabschnitts an dem Stützabschnitt; Umformen des Ver- bundes von Knoteneinheit und erstem Stützelement in einen zweiten Zustand, wobei der zweite Zustand durch einen nicht-linearen Querschnittsverlauf zumindest des Stützelements charakterisiert ist. Kennzeichnend für das Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit ist dabei, dass in einem ersten Zustand Bauteile verwendet werden sollen, die eine möglichst einfache Fertigung bzw. ein mög- liehst einfaches Zusammenfügen ermöglichen. In einem zweiten Zustand ermöglicht die Lenkereinheit insbesondere für die Aufnahme und Übertragung großer Kräfte und Biegemomente, wie sie insbesondere bei Nutzfahrzeugen am Fahrwerk auftreten. Die Knoteneinheit ist in diesem Zusammenhang bevorzugt ein Bauteil, welches zumindest einen, vorzugsweise eine Vielzahl von Stützabschnitten, auf- weist, welche ausgelegt sind, weitere Elemente an der Knoteneinheit festzulegen. Dabei sind die Stützabschnitte insbesondere bevorzugt für den Einsatz kostengünstiger und zeitsparender Befestigungsverfahren, wie beispielsweise Innen- hochdruck-Umformen oder Reibschweißen, zur Festlegung des zumindest einen
Stützelements ausgelegt. Das Stützelement weist in seinem ersten Zustand erfindungsgemäß einen Befestigungsabschnitt auf, welcher insbesondere bevorzugt dafür ausgelegt ist, mittels eines Reibschweiß- oder eines Umformverfahrens an einem korrespondierenden Stützabschnitts festgelegt zu werden. Hierzu weisen der Stützabschnitt und der Befestigungsabschnitt des Stützelements bevorzugt einen kreisrunden Querschnitt auf, welcher es ermöglicht, beispielsweise ein Rotationsreibschweißen zur stoffschlüssigen Verbindung des Stützelements mit der Knoteneinheit zu ermöglichen. Alternativ oder zusätzlich zum Herstellen einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Stützelement und der Knoteneinheit kann auch ein Umformverfahren, welches wahlweise auf das Stützelement oder die Knoteneinheit oder das Stützelement gemeinsam mit der Knoteneinheit angewandt wird, zum Einsatz kommen. Dabei wird bevorzugt eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt des Stützelements und dem Stützabschnitt hergestellt, wobei insbesondere bevorzugt eine Hinterschneidung zwi- sehen den jeweiligen Komponenten gebildet ist, welche eine Verlagerung des ersten Stützelements relativ zur Knoteneinheit im Wesentlichen oder vollständig verhindert. Die formschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt und dem Stützabschnitt kann insbesondere bevorzugt durch weitere Mittel, wie beispielsweise eine Verklebung oder eine Lötverbindung, stoffschlüssig unter- stützt werden. Nachdem die beiden Komponenten, Knoteneinheit und Stützelement, miteinander verbunden wurden, wird der Verbund von Knoteneinheit und Stützelement in einen zweiten Zustand überführt. Vorzugsweise ist ein erster Zustand der Knoteneinheit und/oder des Stützelements durch besonders einfache, besonders bevorzugt lineare Querschnittsverläufe der beiden Bauteile gekenn- zeichnet. So kann es Beispielsweise bevorzugt sein, das Stützelement im ersten Zustand als einfaches Zylinderrohr auszubilden, wodurch dessen Herstellung und die Festlegung an der Knoteneinheit vereinfacht ist. Der zweite Zustand ist erfindungsgemäß insbesondere dadurch gekennzeichnet, dass zumindest das Stützelement einen nicht-linearen Querschnittsverlauf aufweist. Diese Nicht-Linearität des Querschnitts des Stützelements bezieht sich dabei sowohl auf die allgemeine Haupterstreckung des Stützelements entlang einer vorzugsweise gekrümmten Bahn als auch auf die sich entlang dieser Bahn ändernden Wandstärken des Stützelements. Weiterhin kann auch die Querschnittsform, also beispielsweise ein
elliptischer, kreisrunder oder polygonaler Querschnitt, entlang der Haupterstre- ckungsrichtung des Stützelements variieren. Vorzugsweise ist der Querschnitt des Stützelements im Verlauf über verschiedene Schnittebenen entlang der Haupt- erstreckungsrichtung des Stützelements derart ausgebildet, dass das Flächen- trägheitsmoment, welches sich aus den jeweiligen Querschnitten ergibt, optimal an eine zu erwartende Belastung, wie beispielsweise Biegung, die auf das Stützelement im Betrieb des Nutzfahrzeuges einwirkt, ausgelegt ist. Das Stützelement ist dabei vorzugsweise als hohlkörperförmiger beziehungsweise rohrähnlich ausgebildeter Körper ausgelegt und weist im zweiten Zustand insbesondere bevor- zugt gerundete Geometrien auf, um eine Kerbwirkung bei Biege- oder Torsionsbeanspruchung zu vermeiden. In einer alternativ bevorzugten Ausführungsform kann das Festlegen des Stützelements an der Knoteneinheit und gleichzeitig das Umformen des Verbundes der Knoteneinheit und des Stützelements in den zweiten Zustand in einem Verfahrensschritt passieren, in dem vorzugsweise ineinan- der gesteckte Bauteile mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aufgebläht werden und so zunächst das Stützelement an der Knoteneinheit formschlüssig festgelegt wird und anschließend der Verbund von Knoteneinheit und Stützelement weiter verformt wird, bis der gewünschte nicht-lineare Querschnittsverlauf eingestellt ist. Mittels dieses gleichzeitigen Ausführens, bzw. Ausführens in kurzer Folge, von Herstellungsschritten kann die Herstellungszeit verkürzt und Kosten gespart werden. Handlebar units for use in chassis systems of commercial vehicles are well known from the prior art. In this case, the rigid axle or the steering axis of a commercial vehicle via a link member which is pivotally fixed to the vehicle frame of the commercial vehicle and stored a spring element to increase the traffic safety and comfort of the commercial vehicle. However, it has been shown that a weak point of the chassis system of the commercial vehicle is often the attachment of the vehicle axle to the handlebar element, wherein a lifetime limitation due to failure of the connection of the axle system with the handlebar unit is often the Main cause is. In conventional suspension systems, the link element is fixed by means of a welded connection or a clamping connection on the rigid axle or the steering axle of the utility vehicle, in particular by the locally very high temperature or heat input into the material of the rigid axle and the link element structural changes can occur, which After cooling the respective components lead to thermal stresses and can drastically reduce the life of the respective components. Furthermore, the hitherto known link elements lack variability for use in various commercial vehicles. For example, the air spring holder of a link element is not, or not without great design effort, independently of the rest of the handlebar element or the rest of the mounting area on the vehicle frame of the commercial vehicle interchangeable and it can not be used for a certain trailing arm readily another air spring. Furthermore For example, a trailing arm designed for a certain travel height range can not easily be used for other applications or travel heights. Object of the present invention is to provide a handlebar unit, which in particular is easy to manufacture, while allowing a high variability of their application and at the same time a simple and cost-effective production. This object is achieved by a method for producing a linkage unit according to independent claim 1 and a linkage unit according to independent claim 8. Further advantages and features of the invention will become apparent from the dependent claims. A method according to the invention for producing a link unit comprises the steps of: providing a node unit in a first state comprising a base section and a node attachment section; Providing a support member in a first state having a mounting portion; Fixing the attachment portion to the support portion; Forming the composite of node unit and first support element in a second state, wherein the second state is characterized by a non-linear cross-sectional profile of at least the support element. Characteristic of the method for producing a link unit is that in a first state components are to be used, which allow the simplest possible production or possible lent easy assembly. In a second state, the link unit allows in particular for receiving and transmitting large forces and bending moments, as they occur in particular in commercial vehicles on the chassis. In this context, the node unit is preferably a component which has at least one, preferably a plurality of support sections, which are designed to define further elements on the node unit. The support sections are particularly preferred for the use of cost-effective and time-saving fastening methods, such as internal high-pressure forming or friction welding, for fixing the at least one Support element designed. In its first state, the support element has, according to the invention, a fastening section which is particularly preferably designed to be fixed to a corresponding support section by means of a friction welding or a forming process. For this purpose, the support section and the attachment section of the support element preferably have a circular cross-section, which makes it possible, for example, to enable rotational friction welding for the material connection of the support element to the node unit. Alternatively or in addition to producing a material connection between the support element and the node unit, a forming method, which is optionally applied to the support element or the node unit or the support element together with the node unit, can be used. In this case, a positive connection between the attachment portion of the support member and the support portion is preferably prepared, in particular preferably an undercut between see the respective components is formed, which substantially or completely prevents a displacement of the first support member relative to the node unit. The form-fitting connection between the first fastening section and the support section can in particular be cohesively supported by further means, such as, for example, a bond or a solder connection. After the two components, node unit and support element, have been connected to each other, the composite of node unit and support element is transferred to a second state. Preferably, a first state of the node unit and / or the support element is characterized by particularly simple, particularly preferably linear cross-sectional profiles of the two components. Thus, it may be preferred, for example, to form the support element in the first state as a simple cylinder tube, whereby its manufacture and attachment to the node unit is simplified. The second state according to the invention is characterized in particular in that at least the support element has a non-linear cross-sectional profile. This non-linearity of the cross section of the support element relates both to the general main extension of the support element along a preferably curved path and to the wall thicknesses of the support element which change along this path. Furthermore, the cross-sectional shape, so for example a elliptical, circular or polygonal cross-section, vary along the main extension direction of the support element. Preferably, the cross section of the support element in the course over different cutting planes along the main extension direction of the support member is formed such that the surface inertia, which results from the respective cross sections optimally to an expected load, such as bending, on the support member during operation of the commercial vehicle, is designed. In this case, the support element is preferably designed as a hollow-body-shaped or tube-like body and, in the second state, in particular preferably has rounded geometries in order to avoid a notch effect in the event of bending or torsional stress. In an alternative preferred embodiment, the fixing of the support element to the node unit and at the same time the forming of the composite of the node unit and the support element in the second state in a step pass, in which preferably mated components are inflated by means of a hydroforming process and so First, the support element is fixed positively to the node unit and then the composite of node unit and support element is further deformed until the desired non-linear cross-sectional profile is set. By means of this simultaneous execution, or execution in short succession of manufacturing steps, the production time can be shortened and costs can be saved.
Vorzugsweise umfasst das erfindungsgemäße Verfahren einen zusätzlichen Schritt, in welchem der Befestigungsabschnitt am Stützabschnitt durch Umformen kraftschlüssig und/oder formschlüssig festgelegt wird. So kann es insbesondere bevorzugt sein, dass als Zwischenschritt des erfindungsgemäßen Verfahrens der Befestigungsabschnitt des Stützelements zunächst nur kraftschlüssig am Stützabschnitt festgelegt ist und anschließend durch ein Umformverfahren auch formschlüssig am Stützabschnitt festgelegt wird. Mit anderen Worten kann der Befesti- gungsabschnitt am Stützabschnitt durch eine Klemmung festgelegt werden, wobei es aber insbesondere bevorzugt ist, diese Klemmverbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Stützabschnitt durch einen zusätzlichen Formschluss beispielsweise mittels einer Hinterschneidung, zu unterstützen bzw. zu verstärken.
In einer bevorzugten Ausführungsform kann eine kraftschlüssige Verbindung beispielsweise mittels eines durch Erwärmen einer der Komponenten und anschließendes Abkühlen erzeugten Presssitzes ausgeführt werden. Weiterhin kann es bevorzugt sein, das Umformen mittels Walzen oder Schmieden durchzuführen, wobei beispielsweise zur Aufweitung des vorzugsweise in den Stützabschnitt eingeschobenen Befestigungsabschnitts innen umlaufende Walzen bzw. Rollen eingesetzt werden können, welche den Befestigungsabschnitt vorzugsweise aufweiten und somit kraftschlüssig und/oder formschlüssig an der Innenwand des Stützabschnittes festlegen. Preferably, the method according to the invention comprises an additional step, in which the fastening section is fixed to the support section in a force-locking and / or form-fitting manner by deformation. Thus, it may be particularly preferred that, as an intermediate step of the method according to the invention, the attachment portion of the support element is initially fixed only frictionally on the support portion and is then fixed by a forming process also form-fitting on the support portion. In other words, the fastening portion can be fixed to the support portion by a clamp, but it is particularly preferred to support or reinforce this clamping connection between the mounting portion and the support portion by an additional positive connection, for example by means of an undercut. In a preferred embodiment, a frictional connection can be carried out, for example, by means of an interference fit generated by heating one of the components and subsequent cooling. Furthermore, it may be preferable to carry out the forming by means of rolling or forging, wherein, for example, for widening the preferably inserted into the support portion mounting portion inside rotating rollers or rollers can be used, which preferably widen the attachment portion and thus non-positively and / or positively on the inner wall specify the support section.
Besonders bevorzugt wird der Befestigungsabschnitt nach dem Einführen in den Stützabschnitt aufgeweitet, um mit der Innengeometrie des Stützabschnitts eine Hinterschneidung zu bilden. Insbesondere bevorzugt wird der Befestigungsabschnitt durch das Aufweiten gleichzeitig in den zweiten Zustand überführt. Um die Bildung einer Hinterschneidung zu vereinfachen, sind insbesondere an dem Befestigungsabschnitt und an dem Stützabschnitt entsprechende Vor- bzw. Rück- sprünge vorgesehen, welche das Erzeugen eines Formschlusses zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Stützabschnitt vereinfachen. Alternativ bevorzugt kann der Befestigungsabschnitt auch als rohrförmiger Abschnitt ausgebildet sein, welcher auf einen Stützabschnitt mit geringerem Durchmesser aufgeschoben wird, wobei eine Innenfläche des Befestigungsabschnittes mit einer Außengeometrie des Stützabschnittes in Eingriff gelangt und vorzugsweise eine Hinterschneidung bildet. Ferner bevorzugt wird der Befestigungsabschnitt am Stützabschnitt stoffschlüssig festgelegt. Eine stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Stützabschnitt kann insbesondere bevorzugt zur Unterstützung einer weiterhin vorgesehenen Verbindung zwischen den beiden Abschnitten vorgesehen sein. Weiterhin bevorzugt kann auch eine rein stoffschlüssige Verbindung zwischen dem Befestigungsabschnitt und dem Stützabschnitt vorteilhaft sein. Insbesondere bevorzugt kann die stoffschlüssige Verbindung mittels eines Rotations- reibschweißverfahrens hergestellt werden, wobei der insbesondere rohrförmig ausgebildete Befestigungsabschnitt relativ zum Stützabschnitt rotierend gegen
eine Kontaktfläche des Stützabschnitts gepresst wird, wobei eine Anschmelzung des Materials des Befestigungsabschnitts und/oder des Stützabschnitts stattfindet und wobei nach Verringern der Rotationsgeschwindigkeit bis zum Stillstand und dem Abkühlen des angeschmolzenen Materials der Befestigungsabschnitt stoff- schlüssig am Stützabschnitt festgelegt ist. Das Rotationsreibschweißen ist insbesondere bevorzugt, da es einen hohen lokalen Temperatureintrag in das Herstellungsmaterial, wie er beim thermischen Schweißen bzw. beim Lichtbogenschweißen auftritt, vermeidet und somit eine nachteilige Schwächung des Gefüges bzw. der Fügestelle der beiden Bauteile Knoteneinheit und Stützelement verhindert. Mit Vorteil kann der Befestigungsabschnitt auch mittels einer Klebe- oder Lötverbindung am Stützabschnitt stoffschlüssig festgelegt werden, wobei sich diese Verfahren insbesondere dann anbieten, wenn der Befestigungsabschnitt aus einem Material mit einer deutlich vom Material des Stützabschnitt abweichenden Schmelztemperatur gebildet ist. Particularly preferably, the fastening section is widened after insertion into the support section in order to form an undercut with the internal geometry of the support section. Particularly preferably, the attachment portion is transferred by the expansion at the same time in the second state. In order to simplify the formation of an undercut, corresponding forward or backward jumps are provided, in particular on the fastening section and on the support section, which simplify the creation of a positive connection between the fastening section and the support section. Alternatively preferably, the attachment portion may also be formed as a tubular portion which is slid onto a support portion with a smaller diameter, wherein an inner surface of the attachment portion engages with an outer geometry of the support portion and preferably forms an undercut. Further preferably, the attachment portion is fixed cohesively on the support portion. A cohesive connection between the attachment portion and the support portion may be particularly preferably provided to support a further provided connection between the two sections. Further preferably, a purely cohesive connection between the attachment portion and the support portion may be advantageous. Particularly preferably, the cohesive connection can be produced by means of a rotational friction welding method, wherein the fastening section, which is in particular tubular, rotates relative to the support section a contact surface of the support portion is pressed, wherein a fusion of the material of the fastening portion and / or the support portion takes place and wherein after reducing the rotational speed to a standstill and the cooling of the molten material, the fixing portion is fixed materially on the support portion. Rotationsreibschweißen is particularly preferred because it avoids a high local temperature input into the manufacturing material, as occurs in thermal welding or arc welding, and thus prevents adverse weakening of the structure or the joint of the two components node unit and support element. Advantageously, the attachment portion can also be adhesively secured to the support portion by means of an adhesive or soldered connection, these methods being particularly suitable when the attachment portion is formed from a material having a melting temperature that deviates significantly from the material of the support portion.
Insbesondere bevorzugt weist der Befestigungsabschnitt im ersten Zustand gegenüber dem Stützabschnitt ein Übermaß auf, so dass nach dem Zusammenführen des Befestigungsabschnitts mit dem Stützabschnitt der entstandene Überlappungsbereich fluiddicht ist. Wenn der Befestigungsabschnitt in den Stützabschnitt einschiebbar oder der Stützabschnitt in den Befestigungsabschnitt einschiebbar ist, ist es bevorzugt, dass jeweils das Bauteil, welches mit seiner Außengeometrie mit der Innengeometrie des jeweils anderen Bauteils korrespondiert, ein Übermaß zu dem Bauteil aufweist, in welches es eingeschoben wird. Diese Auslegung erweist sich als vorteilhaft, wenn nach dem Zusammenschieben der Bauteile ein Innenhochdruckumformverfahren eingesetzt werden soll, bei welchem ein unter hohem Druck stehendes Fluid in den von beiden Bauteilen gebildeten Hohlraum eingepresst wird, um ein Aufweiten zumindest eines der beiden Bauteile zu erreichen und dabei beispielsweise eine formschlüssige Verbindung zwischen den beiden Bauteilen zu erzeugen. Bevorzugt kann die Fluiddichtheit der Überlappungs- zone der Bauteile auch mittels einer stoffschlüssigen Verbindung, beispielsweise durch Einführen eines Lotes oder durch einen entsprechenden Kleber unterstützt werden.
In einer ferner bevorzugten Ausführungsform wird das Stützelement durch die Knoteneinheit hindurchgeschoben und anschließend mittels eines Umformprozesses an der Knoteneinheit festgelegt, wobei das Stützelement bevorzugt mit jeweils einem Befestigungsabschnitt in je einen Stützabschnitt eingreift. Insbesonde- re bevorzugt, um die Fertigungsgeschwindigkeit zu erhöhen, kann vorzugsweise die Achse des Nutzfahrzeuges mit daran festgelegtem Achsstummel durch die Knoteneinheit hindurch geschoben werden und mittels eines Umformverfahrens anschließend an der Knoteneinheit festgelegt werden. Alternativ bevorzugt kann die Knoteneinheit zumindest einen innen liegenden Anlageabschnitt aufweisen, an welchem das Stützelement mit einer entsprechend korrespondierenden Anlagegeometrie angelegt wird und beispielsweise mittels eines Rotationsreibschweiß- verfahrens an der Anlagegeometrie bzw. dem Anlageabschnitt festgelegt wird. Weiterhin kann es bevorzugt sein, dass entlang der Haupterstreckungsrichtung des Achselements bzw. des Stützelements eine Vielzahl von Anlageabschnitten vorgesehen sind, so dass das Stützelement über eine Vielzahl von Befestigungsstellen an der Knoteneinheit festgelegt ist, wobei insbesondere die Übertragung von Biegemomenten vom Stützelement an die Knoteneinheit durch die vorliegenden Hebelarme in kleineren Kräften resultiert. Besonders bevorzugt wird ein erstes Stützelement durch die Knoteneinheit hindurch geschoben und an zumindest einem Stützabschnitt der Knoteneinheit festgelegt, wobei ein zweites Stützelement vorgesehen ist, welches mittels eines Reibschweißverfahrens an einem weiteren Stützabschnitt der Knoteneinheit festgelegt wird. Diese bevorzugte Ausführungsform erlaubt es, den Vorteil der besse- ren Kraftübertragung eines durchgehenden ersten Stützelements mit den Vorteilen der einfachen Festlegung zumindest eines weiteren Stützelements an der Knoteneinheit mittels Reibschweißen, welche unter besonders geringem Herstellungsaufwand möglich sind, zu kombinieren. Auf einfach Weise kann so das als Achsrohr mit Achsstummel ausgebildete erste Stützelement und ein beispielsweise als Luftfederträger ausgebildetes zweites Stützelement mit geringem Fertigungsaufwand und kurzer Fertigungszeit an der Knoteneinheit festgelegt werden.
Insbesondere bevorzugt ist das Stützelement insbesondere im Befestigungsabschnitt im ersten Zustand rotationssymmetrisch ausgebildet bzw. weist einen rotationssymmetrischen Querschnitt auf. Die Rotationssymmetrie bezieht sich dabei insbesondere auf eine Befestigungsachse, entlang derer das Stützelement gegen die Knoteneinheit gepresst wird und um welche beim Einsatz eines bevorzugten Rotationsreibschweißverfahrens das Stützelement rotiert. Die Rotationssymmetrie sorgt bevorzugt für eine Vermeidung von Unwuchten, welche zu gefährlichen Schwingungen während des Rotationsreibschweißens führen können. Weiterhin erfindungsgemäß ist eine Lenkereinheit zum Einsatz in Nutzfahrzeugen vorgesehen, welche eine Knoteneinheit und ein Stützelement umfasst, wobei die Knoteneinheit und das Stützelement in einem ersten Zustand zusammengefügt sind und in einem zweiten Zustand der Verbund aus Knoteneinheit und Stützelement einen, zumindest im Bereich des Stützelements entlang einer Befestigungs- achse nicht linearen Querschnittsverlauf aufweist. Die Knoteneinheit ist hierbei bevorzugt zumindest bereichsweise hohlkörperförmig ausgelegt und weist zumindest einen Stützabschnitt auf, an welchem das Stützelement mit seinem Befestigungsabschnitt festgelegt wird. Die Knoteneinheit ist dabei im zweiten Zustand bevorzugt derart ausgelegt, dass eine Momenten- bzw. Kraftübertragung von an der Knoteneinheit festgelegten Stützelementen besonders günstig verlaufen kann und eine besonders geringe Belastung des Materials der Knoteneinheit zur Folge hat. Als bevorzugte Stützelemente kommen beispielsweise Elemente eines Längslenkers eines Nutzfahrzeuges bzw. Elemente der starren oder der Lenkachse eines Nutzfahrzeuges sowie ein Achsstummelelement in Frage. Weiterhin bevorzugt können an der Knoteneinheit unmittelbar bzw. integral weitere Befestigungsabschnitte ausgebildet sein, an welchen weitere Elemente des Fahrwerks eines Nutzfahrzeuges festlegbar sind, wie beispielsweise ein Bremsträger oder ein Anschlussabschnitt für den Stoßdämpfer eines Nutzfahrzeuges. Ferner bevorzugt ist das Stützelement mittels Reibschweißen an der Knoteneinheit festgelegt. Dabei wird besonders bevorzugt ein Rotationsreibschweißen verwendet, bei welchem die zu verschweißenden Bauteile relativ zueinander rotierend gegeneinander gepresst werden. Vorteilhaft bei Rotationsreibschweißen ist,
dass keine zusätzlichen Werkzeuge oder Werkstoffe in der Schweißzone benötigt werden um eine hohe Schweißnahtqualität herzustellen. Kennzeichnend bei dieser bevorzugten Auslegungsform der Lenkereinheit ist, dass die Kontaktzone zwischen dem ersten Stützelement und der Knoteneinheit eine Fläche ist, entlang derer das Material der beiden Bauteile miteinander verschmolzen ist. Im Vergleich zum thermischen Schweißen treten dabei mit geringerer Wahrscheinlichkeit hohe Thermospannung auf und die Gefahr von Verzunderungen oder Verbrennungen am Material ist gering. Weiterhin zeichnet sich das Reibschweißen dadurch aus, dass verschiedene Materialien miteinander verschweißt werden können, wobei insbesondere bevorzugt Herstellungsmaterialien mit unterschiedlichen Schmelztemperaturen angewendet werden können. Als alternative Möglichkeiten einer stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem Stützelement und der Knoteneinheit auszubilden kann eine Klebverbindung oder eine Verbindung mittels eines Lotes vorgesehen sein, wobei auch diese stoffschlüssigen Verbindungen insbesondere bevorzugt verschiedene Herstellungsmaterialien des Stützelements und der Knoteneinheit miteinander verbinden. Particularly preferably, the attachment portion has an excess in the first state relative to the support portion, so that after merging the attachment portion with the support portion of the resulting overlap region is fluid-tight. If the fastening section can be inserted into the support section or the support section can be inserted into the fastening section, it is preferred that the component which corresponds with its outer geometry to the internal geometry of the respective other component has an oversize to the component into which it is inserted , This design proves to be advantageous if, after pushing the components together, a hydroforming method is to be used in which a fluid under high pressure is pressed into the cavity formed by the two components in order to expand at least one of the two components and, for example, thereby to create a positive connection between the two components. Preferably, the fluid-tightness of the overlapping zone of the components can also be supported by means of a material-locking connection, for example by introducing a solder or by a corresponding adhesive. In a further preferred embodiment, the support element is pushed through the node unit and then fixed by means of a forming process at the node unit, wherein the support element preferably engages with a respective attachment portion in a respective support portion. Particularly preferably, in order to increase the production speed, preferably the axis of the utility vehicle with the stub axle fixed thereto can be pushed through the node unit and subsequently fixed to the node unit by means of a forming process. Alternatively, preferably, the node unit may have at least one inner abutment portion, on which the support element is applied with a correspondingly corresponding abutment geometry and, for example, by means of a Rotationsreibschweiß- procedure on the investment geometry or the investment section is determined. Furthermore, it may be preferred that along the main extension direction of the shaft member or the support member, a plurality of abutment portions are provided so that the support member is fixed via a plurality of attachment points on the node unit, in particular the transmission of bending moments from the support member to the node unit the present lever arms results in smaller forces. Particularly preferably, a first support element is pushed through the node unit and secured to at least one support portion of the node unit, wherein a second support element is provided, which is determined by means of a friction welding at a further support portion of the node unit. This preferred embodiment makes it possible to combine the advantage of the better power transmission of a continuous first support element with the advantages of simply fixing at least one further support element to the node unit by means of friction welding, which are possible with particularly low production costs. In a simple manner, the first support element designed as axle tube with stub axle and a second support element designed, for example, as an air spring carrier can be fixed to the nodal unit with little manufacturing effort and short production time. Particularly preferably, the support element is in particular in the attachment portion in the first state rotationally symmetrical or has a rotationally symmetrical cross-section. The rotational symmetry relates in particular to a fastening axis along which the support element is pressed against the nodal unit and about which rotates the support member when using a preferred rotary friction welding process. The rotational symmetry preferably ensures an avoidance of imbalances, which can lead to dangerous vibrations during Rotationsreibschweißens. Furthermore, according to the invention, a handlebar unit is provided for use in commercial vehicles, which comprises a node unit and a support element, wherein the node unit and the support element are joined together in a first state and in a second state, the composite of node unit and support element, at least in the region of the support element along a fastening axis non-linear cross-sectional profile has. In this case, the nodal unit is preferably hollow-body-shaped at least in some areas and has at least one support section on which the support element is secured by its attachment section. In the second state, the node unit is preferably designed such that a torque or force transmission of support elements fixed to the node unit can be particularly favorable and result in a particularly low load on the material of the node unit. As preferred support elements, for example, elements of a trailing arm of a commercial vehicle or elements of the rigid or the steering axis of a commercial vehicle and a stub axle element come into question. Further preferably, further fastening sections can be formed on the node unit directly or integrally, on which further elements of the chassis of a commercial vehicle can be fixed, such as a brake carrier or a connection section for the shock absorber of a commercial vehicle. Further preferably, the support element is fixed by friction welding to the node unit. In this case, rotational friction welding is particularly preferably used, in which the components to be welded are pressed relative to each other in a rotating manner against each other. Is advantageous in rotary friction welding, That no additional tools or materials are needed in the welding zone to produce a high weld quality. Characteristic of this preferred embodiment of the link unit is that the contact zone between the first support member and the node unit is a surface along which the material of the two components is fused together. Compared to thermal welding, high thermal stress is less likely to occur and the risk of scaling or burns on the material is low. Furthermore, the friction welding is characterized in that different materials can be welded together, with particular preference, manufacturing materials can be used with different melting temperatures. As an alternative possibilities of a cohesive connection between the support element and the node unit to form an adhesive bond or a connection may be provided by means of a solder, these cohesive compounds particularly preferably connect different manufacturing materials of the support member and the node unit together.
Insbesondere bevorzugt weist die Knoteneinheit im ersten Zustand einen ersten Lenkerabschnitt auf, wobei der erste Lenkerabschnitt im ersten und/oder im zwei- ten Zustand der Lenkereinheit bevorzugt als Befestigungsbereich für eine Luftfeder des Nutzfahrzeuges ausgebildet ist. Um die Herstellung der Lenkereinheit zu vereinfachen und insbesondere zeitsparender zu gestalten, kann es bevorzugt sein, dass bereits einzelne Lenkerabschnitte integral mit der Knoteneinheit ausgebildet sind und im weiteren Verlauf der Herstellung der Lenkereinheit lediglich eine Umformung vom ersten in den zweiten Zustand benötigen. Dabei bietet es sich insbesondere an, den Haltebereich bzw. Befestigungsbereich für eine Luftfeder eines Nutzfahrzeuges bereits integral mit der Knoteneinheit auszubilden, da dies die Handhabbarkeit der Knoteneinheit nicht sonderlich einschränkt. Insbesondere kann es bevorzugt sein, die Knoteneinheit mit einem integral ausgebildeten, ersten Lenkerabschnitt mittels eines Gussverfahrens herzustellen, wobei für den Stützabschnitt besonders komplizierte bzw. aufwendige Geometrien gewählt werden können, welche ansonsten durch ein späteres Umformverfahren nur unter großem Aufwand herzustellen wären. Alternativ oder zusätzlich bevorzugt kann an der
Knoteneinheit auch der Achsstummel der Fahrzeugachse eines Nutzfahrzeuges integral ausgebildet sein. Particularly preferably, the node unit in the first state, a first link portion, wherein the first link portion in the first and / or in the second state of the handlebar unit is preferably designed as a mounting area for an air spring of the utility vehicle. In order to simplify the manufacture of the handlebar unit and, in particular, to make it more time-saving, it may be preferred that individual handlebar sections are already formed integrally with the nodal unit and only require a transformation from the first to the second state in the further course of production of the handlebar unit. In this case, it makes sense, in particular, to already form the holding area or fastening area for an air spring of a commercial vehicle integrally with the node unit, since this does not particularly restrict the manageability of the node unit. In particular, it may be preferable to produce the node unit with an integrally formed, first link section by means of a casting method, wherein for the support section particularly complicated or complex geometries can be selected, which would otherwise be produced by a later forming process only with great effort. Alternatively or additionally preferred may be at the Node unit and the stub axle of the vehicle axle of a commercial vehicle to be integrally formed.
Weiterhin bevorzugt ist neben einem ersten Stützelement ein zweites Stützele- ment vorgesehen, welches an der Knoteneinheit festgelegt ist und welche im ersten Zustand bevorzugt einen Abschnitt eines Längslenkers eines Nutzfahrzeuges bildet. Dabei kann das zweite Stützelement beispielsweise der Hebelarm eines Längslenkers eines Nutzfahrzeuges sein, welcher sich zwischen der Knoteneinheit und einem mit dem Rahmen des Nutzfahrzeugs verbundenen Lagerbock er- streckt. Further preferably, in addition to a first support element, a second Stützele- ment is provided, which is fixed to the node unit and which preferably forms a portion of a trailing arm of a commercial vehicle in the first state. In this case, the second support element may be, for example, the lever arm of a trailing arm of a utility vehicle which extends between the node unit and a bearing block connected to the frame of the utility vehicle.
Ferner bevorzugt ist das erste Stützelement aus einem anderen Material ausgebildet als die Knoteneinheit und/oder das zweite Stützelement. Insbesondere bei der Verwendung eines Reibschweißverfahrens oder eines Umformverfahrens, welches wiederum durch einen Stoffschluss mittels Löt- oder Klebverbindung unterstützt sein kann, ist es möglich, verschiedene Werkstoffe zur Herstellung der Lenkereinheit zu verwenden. Insbesondere kann es hierbei bevorzugt sein, dass Teile der Lenkereinheit aus Aluminium gebildet werden, wobei lediglich die Hochbelasteten Teile wie beispielsweise die Knoteneinheit oder der Achsstummel aus einem festeren Stahl gebildet werden. Darüber hinaus können bevorzugt auch Kompositwerkstoffe, wie beispielsweise ein Kohlefaserverbundwerkstoff, zum Einsatz kommen, welcher beispielsweise erst nach dem Festlegen an der Knoteneinheit und dem Überführen in den zweiten Zustand ausgehärtet werden kann und somit eine dauerhafte Verbindung mit der Knoteneinheit eingeht. Further preferably, the first support member is formed of a different material than the node unit and / or the second support member. In particular, when using a friction welding or forming process, which in turn can be supported by a material connection by means of solder or adhesive bond, it is possible to use different materials for the production of the handlebar unit. In particular, it may be preferred in this case that parts of the handlebar unit are formed from aluminum, wherein only the heavily loaded parts such as the node unit or the stub axle are formed of a stronger steel. In addition, preferably composite materials, such as a carbon fiber composite material, are used, which can be cured, for example, only after setting on the node unit and the transfer to the second state and thus enters into a permanent connection with the node unit.
Es versteht sich, dass weitere Vorteile und Merkmale des erfindungsgemäßen Verfahrens in der erfindungsgemäßen Lenkereinheit Anwendung finden können und umgekehrt. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es versteht sich, dass einzelne, in den Figuren sowohl für das erfindungsgemäße Verfahren als auch die erfindungsgemäße Lenkereinheit beschriebene Merkmale auch für andere bevor-
zugte Ausführungsformen Anwendung finden können, wenn dies nicht ausdrücklich verneint wurde. It is understood that further advantages and features of the method according to the invention can find application in the handlebar unit according to the invention and vice versa. Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description with reference to the accompanying figures. It is understood that individual features described in the figures both for the method according to the invention and for the handlebar unit according to the invention are also suitable for other purposes. ferred embodiments may find application, if not explicitly denied.
Es zeigen: Show it:
Fig. 1 a-c Ansichten einer erfindungsgemäßen Lenkereinheit, die insbesondere Fig. 1 a-c views of a steering unit according to the invention, in particular
Verfahrensschritte zur Herstellung der erfindungsgemäßen Lenkereinheit darstellen, Represent process steps for producing the linkage unit according to the invention,
Fig. 2a-b Schnittansichten einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stützelements und der Knoteneinheit, 2a-b are sectional views of a preferred embodiment of the support element according to the invention and the node unit,
Fig. 3a-c Schnittansichten einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkereinheit, die insbesondere Schritte eines Herstellungsverfahrens für die erfindungsgemäße Lenkereinheit verdeutlichen, Fig. 4 eine perspektivische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Knoteneinheit, und 3a-c are sectional views of a preferred embodiment of the link unit according to the invention, which illustrate in particular steps of a manufacturing method for the link unit according to the invention, Fig. 4 is a perspective view of a preferred embodiment of the node unit according to the invention, and
Fig. 5 eine Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkereinheit im zweiten Zustand. Fig. 5 is a view of a preferred embodiment of the link unit according to the invention in the second state.
Im Folgenden sollen Merkmale einzelner Stützabschnitte 24 und Stützelemente 42, sowie diesen jeweils zugeordnete Geometrien zur besseren Orientierung in den Zeichnungen mit kleinen Buchstaben a, b, c, d gekennzeichnet werden. Soweit sich ein Merkmal auf alle vorhandenen Stützabschnitte 24, bzw. Stützelemente 42 bezieht, ist diese Kennzeichnung überflüssig und wird weggelassen. In the following, features of individual support sections 24 and support elements 42, as well as these respectively associated geometries for better orientation in the drawings with small letters a, b, c, d are to be marked. As far as a feature refers to all existing support sections 24, or support members 42, this label is unnecessary and will be omitted.
In den Figuren 1 a bis c ist schematisch die Fertigungsabfolge für eine erfin- dungsgemäße Lenkereinheit dargestellt. Dabei werden in einem ersten Schritt des Fertigungsverfahrens eine Knoteneinheit 2, ein erstes Stützelement 42a und ein drittes Stützelement 42c bereitgestellt, welche dazu vorgesehen sind, im Laufe des weiteren Verfahrens zu einer erfindungsgemäßen Lenkereinheit zusammengefügt zu werden. Die Knoteneinheit 2 weist erfindungsgemäß einen Basisab- schnitt 22 auf, an welchem in einer besonders bevorzugten Ausführungsform ein erster Lenkerabschnitt 28 und ein zweiter Lenkerabschnitt 32 integral ausgeformt bzw. angeformt sind. Weiterhin weist die Knoteneinheit 2 bevorzugt einen ersten Befestigungsabschnitt 24a und einen dritten Befestigungsabschnitt 24c auf. Der erste Lenkerabschnitt 28 ist insbesondere bevorzugt plattenförmig ausgelegt und
dazu geeignet, eine Luftfeder eines Nutzfahrzeuges zu stützen. Der zweite Lenkerabschnitt 32 der Knoteneinheit 2 ist insbesondere bevorzugt als Achsstummel- abschnitt ausgelegt, wobei besonders bevorzugt das Radlager eines an der Lenkereinheit anzulagernden Fahrzeuggrades des Nutzfahrzeuges an dem zweiten Lenkerabschnitt 32 lagerbar ist. Der erste Befestigungsabschnitt 24a ist bevorzugt entlang einer ersten Befestigungsachse Bi dem zweiten Lenkerabschnitt 32 gegenüberliegend und koaxial zu diesem ausgerichtet. Dabei ist der erste Befestigungsabschnitt 24a besonders bevorzugt dafür ausgelegt, die starre Achse oder die Lenkachse eines Nutzfahrzeuges mit der Knoteneinheit 2 zu verbinden. Das erste Stützelement 42a ist besonders bevorzugt die starre Achse bzw. Lenkachse eines Nutzfahrzeuges, ist besonders bevorzugt hohlkörperförmig bzw. rohrförmig, bzw. hohlzylinderförmig ausgebildet und weist einen ersten Befestigungsabschnitt 43a auf, welcher im Wesentlichen mit dem ersten Stützabschnitt 24a der Knoteneinheit 2 korrespondiert. Für die bevorzugte Durchführung eines Rotationsreib- schweißverfahrens wird das erste Stützelement 42a um die erste Befestigungsachse Bi rotierend entlang der ersten Befestigungsachse Bi gegen den ersten Stützabschnitt 24a der Knoteneinheit 2 gepresst. Das dritte Stützelement 42c weist einen ersten Befestigungsabschnitt 43c auf, welcher dafür vorgesehen ist, mittels eines Reibschweißverfahrens an dem dritten Stützabschnitt 24c der Kno- teneinheit 2 festgelegt zu werden. In Figur 1 a ist das dritte Stützelement 42c in seinem bevorzugten ersten Zustand gezeigt, in welchem es vorzugsweise eine einfache rohrförmige Geometrie aufweist und insbesondere bevorzugt in seinem ersten Befestigungsabschnitt 43c im Wesentlichen rotationssymmetrisch um eine zweite Befestigungsachse B2 ausgebildet ist. Das dritte Stützelement 42c wird be- vorzugt um die zweite Befestigungsachse B2 rotierend längs der zweiten Befestigungsachse B2 gegen einen dritten Stützabschnitt 24c der Knoteneinheit 2 gepresst, wobei eine Reibschweißverbindung zwischen dem dritten Stützabschnitt 24c und dem ersten Befestigungsabschnitt 43c des dritten Stützelements 42c hergestellt wird. Fig. 1 b zeigt die erfindungsgemäße Lenkereinheit, nach wie vor im ersten Zustand, nach Abschluss des Reibschweißverfahrens zur Festlegung des ersten Stützelements 42a und des dritten Stützelements 42c. Der erste Zustand ist in vorliegendem Fall bevorzugt dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkereinheit und insbesondere die an der Knoteneinheit 2 festzulegenden Stützelemente 42a,
42c einfach zu fertigende bzw. zu verarbeitende Querschnittsgeomethen aufweisen. Im vorliegenden Beispiel sind das erste Stützelement 42a und das dritte Stützelement 42c im ersten Zustand bevorzugt durch einen einfachen, hohlkörper- förmigen bzw. rohrförmigen, im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die jewei- lige Befestigungsachse Bi , B2 ausgebildeten Querschnitt gekennzeichnet. Fig. 1 c zeigt die bereits in den Figuren 1 a und 1 b dargestellte Lenkereinheit nun im zweiten Zustand, wobei insbesondere bevorzugt das dritte Stützelement 42c mittels eines Umformverfahrens in eine nicht-lineare bzw. sich im Wesentlichen nicht rotationssymmetrisch um die zweite Befestigungsachse B2 erstreckende Form ge- bracht wurde. Der nicht lineare Querschnittsverlauf des dritten Stützelements 42c ist insbesondere dafür ausgelegt, Kräfte und Biegemomente, welche durch das dritte Stützelement 42c übertragen werden sollen, mittels eines besonders günstigen, das heißt spannungsspitzenarmen Spannungsverlaufes von der Knoteneinheit 2 über das dritte Stützelement 42c an weitere Einheiten des Fahrwerksrah- mens zu übertragen. Der nicht-lineare Querschnittsverlauf wird bevorzugt mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens hergestellt, wobei außer dem dritten Stützelement 42c bevorzugt auch weitere Stützelemente und/oder die Knoteneinheit 2 derart verformt werden können, dass eine günstige Biegemoment- und Kraftübertragung durch die Lenkereinheit gewährleistet werden kann. FIGS. 1 a to c show schematically the production sequence for a handlebar unit according to the invention. In this case, in a first step of the production method, a node unit 2, a first support element 42a and a third support element 42c are provided, which are intended to be joined together in the course of the further method to form a linkage unit according to the invention. According to the invention, the node unit 2 has a base section 22 on which, in a particularly preferred embodiment, a first link section 28 and a second link section 32 are formed integrally or integrally. Furthermore, the node unit 2 preferably has a first attachment portion 24a and a third attachment portion 24c. The first link section 28 is particularly preferably designed plate-shaped and suitable for supporting an air spring of a commercial vehicle. The second link section 32 of the node unit 2 is particularly preferably designed as a stub axle section, the wheel bearing of a vehicle grade of the commercial vehicle to be mounted on the link unit being particularly preferably storable on the second link section 32. The first attachment portion 24a is preferably aligned along a first attachment axis Bi opposite the second link portion 32 and aligned coaxially therewith. In this case, the first fastening section 24a is particularly preferably designed to connect the rigid axle or the steering axle of a commercial vehicle to the node unit 2. The first support element 42a is particularly preferably the rigid axle or steering axle of a commercial vehicle, is particularly preferably hollow-body-shaped or tubular, or has a hollow cylindrical shape and has a first attachment section 43a, which essentially corresponds to the first support section 24a of the node unit 2. For the preferred implementation of a rotary friction welding method, the first support element 42a is pressed against the first support section 24a of the node unit 2 in a rotational manner about the first attachment axis Bi along the first attachment axis Bi. The third support member 42c has a first attachment portion 43c which is provided to be fixed to the third support portion 24c of the node unit 2 by a friction welding method. In FIG. 1a, the third support element 42c is shown in its preferred first state, in which it preferably has a simple tubular geometry and, in particular, is formed essentially rotationally symmetrical about a second attachment axis B 2 in its first attachment section 43c. The third support member 42c is preferably pressed around the second attachment axis B 2 in rotation along the second attachment axis B 2 against a third support portion 24c of the node unit 2, forming a friction weld between the third support portion 24c and the first attachment portion 43c of the third support member 42c , Fig. 1b shows the linkage unit according to the invention, still in the first state, after completion of the friction welding process for fixing the first support member 42a and the third support member 42c. In the present case, the first state is preferably characterized in that the linkage unit and in particular the support elements 42a to be fixed to the node unit 2, 42c have easy to be manufactured or processed cross-sectional geometry. In the present example, the first support element 42a and the third support element 42c in the first state are preferably characterized by a simple, hollow-body-shaped or tubular cross-section formed essentially rotationally symmetrically around the respective attachment axis Bi, B 2 . FIG. 1 c shows the handlebar unit already shown in FIGS. 1 a and 1 b in the second state, with the third support element 42c preferably being in a non-linear or substantially non-rotationally symmetrical manner about the second fastening axis B 2 by means of a forming process extending form was brought. The non-linear cross-sectional profile of the third support element 42c is in particular designed to transmit forces and bending moments which are to be transmitted by the third support element 42c to a further unit of the undercarriage by means of a particularly favorable, ie low-voltage, voltage characteristic from the node unit 2 via the third support element 42c - to transmit mens. The non-linear cross-sectional profile is preferably produced by means of a hydroforming process, wherein in addition to the third support member 42c preferably further support elements and / or the node unit 2 can be deformed such that a favorable Biegemoment- and power transmission can be ensured by the handlebar unit.
Alternativ oder zusätzlich zu dem in den Fig. 1 a und 1 b dargestellten Reibschweißverfahren kann eine erfindungsgemäße Lenkereinheit bevorzugt auch mittels eines Umformverfahrens und eines dabei hergestellten Formschlusses zwischen der Knoteneinheit 2 und einem Stützelement 42 hergestellt werden. Vorteil- hafterweise ist es hierzu nicht notwendig, kreisrunde bzw. rotationssymmetrisch ausgebildete Querschnitte zu verwenden, sondern es können auch elliptische, polygone oder andere von der Kreisform abweichende Querschnitte für den Befestigungsbereich 43 des Stützelements 42 zum Einsatz gelangen. Insbesondere bevorzugt könnte dabei beispielsweise das in Figur 1 c gezeigte dritte Stützelement 42c bereits in seinen zweiten Zustand umgeformt, anschließend mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens, unter Herstellung eines Formschlusses zwischen dem ersten Befestigungsabschnitt 43c und dem dritten Stützabschnitt 24c, an der Knoteneinheit 2 festgelegt werden.
In Fig. 2a und 2b ist schematisch ein bevorzugter Ablauf eines solchen Umform- verfahrens zur Herstellung eines Formschlusses gezeigt. Dabei wird bevorzugt ein erstes Stützelement 42a in den ersten Befestigungsabschnitt 24a der Knotenein- heit 2 eingeführt, wobei besonders bevorzugt der erste Stützabschnitt 24a der Knoteneinheit 2 einen ersten Vorsprung 29a aufweist. Vorzugsweise bildet der erste Befestigungsabschnitt 43a des ersten Stützelements 42a nach erfolgtem Umformen bzw. Aufweiten eine Hinterschneidung mit dem Vorsprung 29a des ersten Stützabschnitts 24a. Besonders bevorzugt kann die hierbei hergestellte form- schlüssige Verbindung durch einen Kleber oder eine Lötverbindung verstärkt werden. As an alternative or in addition to the friction welding method illustrated in FIGS. 1 a and 1 b, a link unit according to the invention can preferably also be produced by means of a forming method and a form fit produced between the node unit 2 and a support element 42. Advantageously, for this purpose it is not necessary to use circular or rotationally symmetrical cross-sections, but elliptical, polygonal or other cross-sections deviating from the circular shape can also be used for the fastening region 43 of the support element 42. In this case, the third supporting element 42c shown in FIG. 1c, for example, may in particular be already reshaped into its second state, subsequently fixed to the nodal unit 2 by means of a hydroforming process, with a positive fit between the first fastening section 43c and the third supporting section 24c. FIGS. 2 a and 2 b show schematically a preferred sequence of such a forming process for producing a positive fit. In this case, a first support element 42a is preferably introduced into the first fastening section 24a of the node unit 2, wherein particularly preferably the first support section 24a of the node unit 2 has a first projection 29a. Preferably, the first attachment portion 43a of the first support member 42a forms an undercut with the projection 29a of the first support portion 24a after reshaping or expansion. Particularly preferably, the form-fitting connection produced in this way can be reinforced by an adhesive or a solder connection.
Fig. 3a, 3b und 3c zeigen eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkereinheit, bei welchem ein erstes Stützelement 42a, ein drittes Stütz- element 42c und ein viertes Stützelement 42d an der Knoteneinheit 2 festgelegt werden. Fig. 3a zeigt dabei die erfindungsgemäße Knoteneinheit 2, welche vier Stützabschnitte 24a, b, c, d aufweist und im Wesentlichen hohlkörperförmig ausgebildet ist. Die hohl körperförm ige Auslegung der Knoteneinheit 2 dient dabei insbesondere der Erhöhung des Flächenträgheitsmomentes in ausgewählten Quer- schnitten der Knoteneinheit 2, welche wiederum bei anliegenden Biegemomenten bzw. Kräften die im Material der Knoteneinheit 2 auftretenden Spannungswerte unterhalb der vom Herstellungsmaterial der Knoteneinheit erreichbaren Festigkeiten halten. Der erste und der zweite Stützabschnitt 24a, 24b weisen insbesondere bevorzugt Vorsprünge 29a, 29b auf, welche wie dargestellt bevorzugt nach innen ragen und insbesondere bevorzugt gerundete Geometrien aufweisen können3a, 3b and 3c show a preferred embodiment of the link unit according to the invention, in which a first support element 42a, a third support element 42c and a fourth support element 42d are fixed to the node unit 2. Fig. 3a shows the node unit 2 according to the invention, which has four support portions 24a, b, c, d and is formed substantially hollow body-shaped. The hollow body-shaped design of the nodal unit 2 serves, in particular, to increase the area moment of inertia in selected cross sections of the nodal unit 2, which in turn hold the stress values occurring in the material of the nodal unit 2 below the strengths that can be achieved by the production material of the nodal unit when the bending moments or forces are present. The first and second support sections 24a, 24b preferably have, in particular, projections 29a, 29b which, as illustrated, preferably project inwards and, in particular, may have rounded geometries
(nicht dargestellt). Der dritte und der vierte Stützabschnitt 24c, 24d können bevorzugt sowohl einen stirnseitig vom Stützabschnitt 22 weg weisenden Anlageabschnitt aufweisen, als auch eine bevorzugt trichterförmige bzw. angeschrägte Geometrie, welche insbesondere bevorzugt zur Herstellung eines Reibschweißver- bundes mit einem Stützelement 42 ausgelegt ist. Fig. 3b zeigt einen bevorzugten weiteren Verfahrensschritt der Herstellung einer erfindungsgemäßen Lenkereinheit, wobei ein erstes Stützelement 42a durch die Knoteneinheit 2 hindurchgeschoben ist, wobei ein erster Befestigungsabschnitt 43a des ersten Stützelements
42a dem ersten Stützabschnitt 24a der Knoteneinheit 2 gegenüberliegend angeordnet ist und wobei ein zweiter Befestigungsabschnitt 44a des ersten Stützelements 42a dem zweiten Stützabschnitt 24b der Knoteneinheit 2 gegenüberliegend angeordnet ist. Das dritte und das vierte Stützelement 42c, 42d werden bevorzugt rotierend um eine Befestigungsachse gegen einen jeweils korrespondierenden dritten bzw. vierten Stützabschnitt 24c, 24d der Knoteneinheit 2 verlagert und schließlich gegen die Knoteneinheit 2 gepresst, wobei eine teilweise Anschmel- zung des Materials der Knoteneinheit 2 und/oder des Stützelements 42c, 42d auftritt. Fig. 3c zeigt die erfindungsgemäße Lenkereinheit nach Durchführung des Reibschweißverfahrens und der Umformung des ersten Stützelements 42a. Das erste Stützelement 42a wurde dabei insbesondere bevorzugt mittels eines Innenhochdruck-Umformverfahrens aufgeweitet, wobei vor und hinter der Knoteneinheit, in der Figur links bzw. rechts neben der Knoteneinheit 2, Haltebacken bzw. Halteelemente dargestellt sind, welche ein Aufweiten des ersten Stützelements 42a außerhalb der Knoteneinheit 2 verhindern. Durch das bevorzugte Innenhochdruck- Umformverfahren wird die Außenwand des ersten Stützelements 42a bevorzugt gegen die Innenwand des ersten Stützabschnittes 24a, des zweiten Stützabschnittes 24b und des Basisabschnitts 22 der Knoteneinheit 2 gepresst. Vorzugsweise bilden der erste und der zweite Befestigungsabschnitt 43a, 44a, des ersten Stütz- elements 42a jeweils Hinterschneidungen mit den Vorsprüngen 29a, 29b der Knoteneinheit 2 aus. Das erste Stützelement 42a ist auf diese Weise bevorzugt gegen Verlagerung relativ zur Knoteneinheit 2 gesichert. Das dritte Stützelement 42c und das vierte Stütztelement 42d sind besonders bevorzugt stoffschlüssig mit der Knoteneinheit 2 verbunden, wobei die Schweißnähte zwischen dem dritten und dem vierten Stützabschnitt 24c, 24d und den jeweils korrespondierend dazu vorgesehenen ersten Befestigungsabschnitten 43c, 43d des dritten und des vierten Stützelements 42c, 42d in der Figur fett dargestellt sind. Vorzugsweise ist in dieser und in den Ausführungen der vorherigen Figuren das erste Stützelement 42a der Achskörper eines Nutzfahrzeugs, das zweite Stützelement 42b als Achsstummel ausgebildet, das dritte Stützelement 42c im Wesentlichen als Achs-Längslenker ausgebildet und das vierte Stützelement 42d zumindest abschnittsweise als Haltebereich für die Luftfeder eines Nutzfahrzeugs ausgebildet.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht der Knoteneinheit 2 mit bevorzugt vier Stützabschnitten 24a, 24b, 24c und 24d. Der erste Stützabschnitt 24a und der zweite Stützabschnitt 24b sind bevorzugt rotationssymmetrisch bzw. im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die erste Befestigungsachse Bi ausgebildet. Der dritte Stützabschnitt 24c ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch um die zweite Befestigungsachse B2 ausgebildet und der vierte Stützabschnitt 24d ist bevorzugt rotationssymmetrisch um die dritte Befestigungsachse B3 ausgebildet. Wie in der Figur dargestellt, können an den jeweiligen Stützabschnitten 24 (a-d) Vorsprünge 29 (a-d) (29c und 29d in Fig. 4 verborgen) vorgesehen sein, wobei diese nicht zwangsläufig durchgehend, das heißt ringförmig, um die jeweilige Befestigungsachse B ausgebildet sein müssen, sondern beispielsweise als Zähne bzw. Nasen ausgebildet sein können. Es kann auf diese Weise erreicht werden, dass durch eine formschlüssige Festlegung eines an der Knoteneinheit festzulegenden Stützelements sowohl eine Verdrehung um die jeweilige Befestigungsachse B als auch eine Verlagerung längs der jeweiligen Befestigungsachse B relativ zum Stützabschnitt 24 (a-d) erreicht werden. Die Stützabschnitte 24 weisen jeweils eine nach außen gewandte Anschlagfläche 242 (a-d) auf, wobei in der dargestellten perspektivischen Ansicht die zweite und die vierte Anschlagsfläche 242b und 242d verdeckt sind. Bevorzugt ist weiterhin eine Vielzahl von einzelnen zahnartig nach innen bzw. außen ragenden Anschlagflächen 242 an dem jeweiligen Stützabschnitt 24 vorgesehen. Weiterhin bevorzugt weist zumindest einer der Stützabschnitte 24 (a-d) eine nach innen weisende Anschlagfläche 244 (a-d) auf, welche der Anlage einer korrespondierenden Fläche des jeweiligen Befestigungsbereiches 43 (a-d) dient um ein Stützelement 42 (a-d) formschlüssig an der Knotenein- heit 2 festzulegen. Die zweite Befestigungsachse B2 und die dritte Befestigungsachse B3 sind vorzugsweise nicht kollinear bzw. parallel zueinander ausgerichtet, sondern bilden einen Winkel a, welcher besonders bevorzugt kleiner als 180° ist. (not shown). The third and the fourth support section 24c, 24d may preferably have both an end portion facing away from the support portion 22 abutment portion, as well as a preferably funnel-shaped or bevelled geometry, which is particularly preferably designed for producing a Reibschweißver- federation with a support member 42. 3b shows a preferred further method step of producing a linkage unit according to the invention, wherein a first support element 42a is pushed through the node unit 2, wherein a first attachment section 43a of the first support element 42a is disposed opposite to the first support portion 24a of the node unit 2, and a second attachment portion 44a of the first support member 42a is disposed opposite to the second support portion 24b of the node unit 2. The third and the fourth support element 42 c, 42 d are preferably rotated about a fastening axis against a respective corresponding third and fourth support portion 24 c, 24 d of the node unit 2 and finally pressed against the node unit 2, wherein a partial fusion of the material of the node unit. 2 and / or the support member 42c, 42d occurs. 3c shows the link unit according to the invention after carrying out the friction welding method and the forming of the first support element 42a. The first support element 42a has been particularly preferably expanded by means of a hydroforming process, wherein before and behind the node unit, in the figure left or right of the node unit 2, holding jaws or holding elements are shown, which an expansion of the first support member 42a outside the Prevent node unit 2. By the preferred hydroforming method, the outer wall of the first support member 42a is preferably pressed against the inner wall of the first support portion 24a, the second support portion 24b and the base portion 22 of the node unit 2. Preferably, the first and second attachment portions 43a, 44a, of the first support member 42a respectively form undercuts with the projections 29a, 29b of the node unit 2. The first support element 42a is secured in this way preferably against displacement relative to the node unit 2. The third support element 42c and the fourth support element 42d are particularly preferably materially connected to the node unit 2, wherein the welds between the third and the fourth support portion 24c, 24d and the respectively correspondingly provided first fixing portions 43c, 43d of the third and the fourth support member 42c , 42d are shown in bold in the figure. Preferably, in this and in the embodiments of the previous figures, the first support member 42a of the axle body of a commercial vehicle, the second support member 42b formed as a stub axle, the third support member 42c substantially as axle trailing arm and the fourth support member 42d at least partially as a holding area for the Air spring formed a commercial vehicle. 4 shows a perspective view of the node unit 2 with preferably four support sections 24a, 24b, 24c and 24d. The first support portion 24a and the second support portion 24b are preferably rotationally symmetrical or substantially rotationally symmetrical about the first attachment axis Bi. The third support portion 24c is formed substantially rotationally symmetrical about the second attachment axis B 2 and the fourth support portion 24d is preferably rotationally symmetrical about the third attachment axis B 3 formed. As shown in the figure, protrusions 29 (ad) (29c and 29d hidden in FIG. 4) may be provided at the respective support portions 24, which are not necessarily continuous, that is, annularly formed around the respective attachment axis B. must, but for example, can be designed as teeth or noses. It can be achieved in this way that both a rotation about the respective attachment axis B and a displacement along the respective attachment axis B relative to the support portion 24 (ad) can be achieved by a positive determination of a node to be determined on the node unit support element. The support sections 24 each have an outwardly facing abutment surface 242 (ad), wherein in the illustrated perspective view the second and the fourth abutment surface 242b and 242d are covered. Furthermore, a plurality of individual tooth-like inwardly or outwardly projecting abutment surfaces 242 are preferably provided on the respective support section 24. Furthermore, at least one of the support sections 24 (ad) preferably has an inwardly-facing abutment surface 244 (ad) which serves to abut a corresponding surface of the respective attachment region 43 (ad) around a support element 42 (ad) in a form-fitting manner on the node unit 2 set. The second attachment axis B 2 and the third attachment axis B 3 are preferably not collinear or aligned parallel to each other, but form an angle a, which is particularly preferably less than 180 °.
Fig. 5 zeigt eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lenkerein- heit in Seitenansicht und im bevorzugten zweiten Zustand. Dabei ist ein drittes Stützelement 42c besonders bevorzugt gekrümmt ausgebildet und am dritten Stützabschnitt 24c der Knoteneinheit 2 festgelegt und ein viertes Stützelement 42d besonders bevorzugt als Haltebereich für die Luftfeder eines Nutzfahrzeuges (ge-
strichelt dargestellt) ausgebildet. Bevorzugt sind dabei der dritte Stützabschnitt 24c und der vierte Stützabschnitt 24d der Knoteneinheit 2 sowohl in vertikaler Richtung zueinander versetzt als auch zueinander verdreht, bzw. abgewinkelt an der Knoteneinheit 2 vorgesehen. Das dritte Stützelement 42c weist an seinem in der Figur links gezeigten Ende einen Haltebereich auf, mit welchem es drehbar an beispielsweise dem Lagerbock eines Nutzfahrzeugfahrwerk festlegbar ist. Besonders bevorzugt kann dabei der Haltebereich des dritten Stützelements 42c ebenfalls mittels eines erfindungsgemäßen Umform- oder Reibschweißverfahrens an dem dritten Stützelement 42c festgelegt sein. FIG. 5 shows a preferred embodiment of the steering unit according to the invention in side view and in the preferred second state. In this case, a third support element 42c is particularly preferably curved and fixed on the third support section 24c of the node unit 2, and a fourth support element 42d is particularly preferred as a holding region for the air spring of a commercial vehicle (ge). shown in broken lines). In this case, the third support section 24c and the fourth support section 24d of the node unit 2 are preferably both offset from one another in the vertical direction and also rotated relative to one another, or angled at the node unit 2. The third support element 42c has, at its end shown on the left in the figure, a holding region with which it can be fixed rotatably to, for example, the bearing block of a commercial vehicle chassis. Particularly preferably, the holding region of the third support element 42c can likewise be fixed to the third support element 42c by means of a forming or friction welding process according to the invention.
Bezugszeichenliste LIST OF REFERENCE NUMBERS
2 - Knoteneinheit 2 - node unit
22 - Basisabschnitt 22 - Basic section
24a. .d - Stützabschnitt 24a. .d - support section
28 - erster Lenkerabschnitt 28 - first link section
29a. .d - Vorsprung 29a. .d - lead
32 - zweiter Lenkerabschnitt 32 - second handlebar section
42a. .d - Stützelement 42a. .d - support element
43a. .d - erster Befestigungsabschnitt 43a. .d - first attachment section
44a. .d - zweiter Befestigungsabschnitt 44a. .d - second attachment section
α - Winkel α - angle
B-I ..3 - Befestigungsachse
B-I ..3 - fixing axis
Claims
Ansprüche claims
Verfahren zur Herstellung einer Lenkereinheit, umfassend die Schritte: Method for producing a handlebar unit, comprising the steps:
a) Bereitstellen einer Knoteneinheit (2) in einem ersten Zustand, aufweisend einen Basisabschnitt (22) und einen Stützabschnitt (24), a) providing a node unit (2) in a first state, comprising a base section (22) and a support section (24),
b) Bereitstellen eines ersten Stützelements (42) in einem ersten Zustand, aufweisend einen Befestigungsabschnitt (43), b) providing a first support element (42) in a first state, comprising a fixing section (43),
c) Festlegen des Befestigungsabschnitts (43) am Stützabschnitt (24), d) Umformen des Verbundes von Knoteneinheit (2) und erstem Stützelement (42) in einen zweiten Zustand, c) fixing the attachment section (43) to the support section (24), d) reshaping the assembly of node unit (2) and first support element (42) into a second state,
wobei der zweite Zustand durch einen nicht-linearen Querschnittsverlauf zumindest des ersten Stützelements (42) charakterisiert ist. wherein the second state is characterized by a non-linear cross-sectional profile of at least the first support element (42).
Verfahren nach Anspruch 1 , Method according to claim 1,
wobei der Befestigungsabschnitt (43) am Stützabschnitt (24) durch Umformen kraftschlüssig und/oder formschlüssig festgelegt wird. wherein the attachment portion (43) on the support portion (24) is determined by forming non-positively and / or positively.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
wobei der Befestigungsabschnitt (43) nach dem Einführen in den Stützabschnitt (24) aufgeweitet wird, um mit der Innengeometrie des Stützabschnitts (24) eine Hinterschneidung zu bilden. wherein the mounting portion (43) is widened after insertion into the support portion (24) to form an undercut with the internal geometry of the support portion (24).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
wobei der Befestigungsabschnitt (43) am Stützabschnitt (24) stoffschlüssig festgelegt wird. wherein the attachment portion (43) is firmly bonded to the support portion (24).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
wobei der Befestigungsabschnitt (43) im ersten Zustand gegenüber dem Stützabschnitt (24) ein Übermaß aufweist, so dass nach dem Zusammenführen des ersten Befestigungsabschnitts (43) mit dem Stützabschnitt (24) der entstandene Überlappungsbereich fluiddicht ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wherein the attachment portion (43) in the first state with respect to the support portion (24) has an oversize, so that after merging the first attachment portion (43) with the support portion (24) of the resulting overlap region is fluid-tight. Method according to one of the preceding claims,
wobei das Stützelement (42) durch die Knoteneinheit (2) hindurch geschoben wird und anschließend mittels eines Umform prozesses an der Knoteneinheit (2) festgelegt wird, wherein the support element (42) is pushed through the node unit (2) and then fixed by means of a forming process on the node unit (2),
wobei das Stützelement (42) bevorzugt mit jeweils einem Befestigungsabschnitt (43a, 44a) in je einen Stützabschnitt (24a, 24b) eingreift. wherein the support element (42) preferably engages in each case with a fastening portion (43a, 44a) in a respective support portion (24a, 24b).
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, Method according to one of the preceding claims,
wobei ein erstes Stützelement (42a) durch die Knoteneinheit (2) hindurch geschoben und an zumindest einem Stützabschnitt (24a, 24b) festgelegt wird, und wherein a first support member (42a) is pushed through the node unit (2) and fixed to at least one support portion (24a, 24b), and
wobei ein zweites Stützelement (42c, 42d) vorgesehen ist, welches mittels eines Reibschweißverfahrens an einem weiteren Stützabschnitt (24c, 24d) der Knoteneinheit (2) festgelegt wird. wherein a second support member (42c, 42d) is provided, which is fixed by means of a friction welding method to another support portion (24c, 24d) of the node unit (2).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, Method according to one of claims 1 to 4,
wobei das Stützelement (42), insbesondere im Befestigungsabschnitt (43), im ersten Zustand einen rotationssymmetrischen Querschnitt aufweist, und wobei das Stützelement (42) bevorzugt mittels Rotationsreibschweißen am Stützabschnitt (24) festgelegt wird. wherein the support element (42), in particular in the attachment portion (43), in the first state has a rotationally symmetrical cross section, and wherein the support element (42) is preferably fixed by means of rotational friction welding on the support portion (24).
Lenkereinheit zum Einsatz in Nutzfahrzeugen, umfassend eine Knoteneinheit (2) und ein Stützelement (42), Handlebar unit for use in commercial vehicles, comprising a node unit (2) and a support element (42),
wobei die Knoteneinheit (2) und das Stützelement (42) in einem ersten Zustand zusammengefügt sind und in einem zweiten Zustand der Verbund aus Knoteneinheit (2) und Stützelement (42) einen, entlang einer Befestigungsachse (B) nicht-linearen Querschnittsverlauf aufweist. wherein the node unit (2) and the support element (42) are assembled in a first state and in a second state, the composite of node unit (2) and support element (42) has a, along a mounting axis (B) non-linear cross-sectional profile.
Lenkereinheit nach Anspruch 9, Handlebar unit according to claim 9,
wobei das Stützelement (42) mittels Reibschweißen an der Knoteneinheit (2) festgelegt ist.
wherein the support member (42) is fixed by friction welding to the node unit (2).
1 1 . Lenkereinheit nach einem der Ansprüche 9 oder 10, 1 1. Handlebar unit according to one of claims 9 or 10,
wobei die Knoteneinheit (2) im ersten Zustand einen ersten Lenkerabschnitt (28) aufweist, und wherein the node unit (2) in the first state has a first link portion (28), and
wobei der erste Lenkerabschnitt (28) im ersten und/oder zweiten Zustand der Lenkereinheit bevorzugt als Befestigungsbereich für eine Luftfeder eines wherein the first link portion (28) in the first and / or second state of the link unit preferably as a mounting area for an air spring of
Nutzfahrzeuges ausgebildet ist. Commercial vehicle is designed.
12. Lenkereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 1 1 , 12. handlebar unit according to one of claims 9 to 1 1,
wobei ein erstes Stützelement (42a) durch die Knoteneinheit (2) hindurch ragt und an zumindest einem Stützabschnitt (24a, 24b) der Knoteneinheit (2) festgelegt ist. wherein a first support member (42a) projects through the node unit (2) and is fixed to at least one support portion (24a, 24b) of the node unit (2).
13. Lenkereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 12, 13. Handlebar unit according to one of claims 9 to 12,
wobei ein zweites Stützelement (42b, 42c oder 42d) vorgesehen ist, welches an der Knoteneinheit (2) festgelegt ist und welches im zweiten Zustand bevorzugt einen Abschnitt eines Längslenkers eines Nutzfahrzeugfahrwerks bildet. wherein a second support element (42b, 42c or 42d) is provided, which is fixed to the node unit (2) and which preferably forms in the second state a portion of a trailing arm of a commercial vehicle chassis.
14. Lenkereinheit nach einem der Ansprüche 9 bis 13, 14. Handlebar unit according to one of claims 9 to 13,
wobei das erste Stützelement (42a) aus einem anderen Material gebildet ist als die Knoteneinheit (2) und/oder das zweite Stützelement (42b, 42c oder 42d).
wherein the first support member (42a) is formed of a different material than the node unit (2) and / or the second support member (42b, 42c or 42d).
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