Login| Sign Up| Help| Contact|

Patent Searching and Data


Title:
RIGID AXLE FOR A VEHICLE, COMPRISING INTEGRATED TRAILING ARMS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2003/018334
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a rigid axle for a vehicle, comprising an axle base, with axle journals or wheel carriers at the ends thereof, and at least two trailing arms stationarily mounted on the axle base. Every half of the rigid axle, when viewed from the axle center, comprises, disposed one after the other, an axle base section, a trailing arm section and a wheel head section. The wheel head section consists of at least one axle journal or one wheel carrier. The faces of the suspension tube sections are at least partially identical with the adjacent faces of the trailing arm sections and the latter are identical with the adjacent faces of the wheel head sections. The adjacent sections are welded together on their respective faces. The invention provides a rigid axle for a vehicle which increases driving comfort and driving safety while reducing tire wear.

More Like This:
Inventors:
Abrat, Dunja (Wettesinger Strasse 11 Breuna, 34479, DE)
Schütte, Olaf (Holländische Strasse 43 Kassel, 34127, DE)
Application Number:
PCT/EP2002/008118
Publication Date:
March 06, 2003
Filing Date:
July 20, 2002
Export Citation:
Click for automatic bibliography generation   Help
Assignee:
DAIMLERCHRYSLER AG (Epplestrasse 225 Stuttgart, 70567, DE)
Abrat, Dunja (Wettesinger Strasse 11 Breuna, 34479, DE)
Schütte, Olaf (Holländische Strasse 43 Kassel, 34127, DE)
International Classes:
B60B35/02; B60G9/00; (IPC1-7): B60G9/00; B60B35/02
Foreign References:
US4768839A1988-09-06
FR2793736A12000-11-24
US5409254A1995-04-25
DE29616257U11996-11-07
Attorney, Agent or Firm:
Dahmen, Toni (DaimlerChrysler AG Intellectual Property Management IPM-C106 Stuttgart, 70546, DE)
Download PDF:
Claims:
Patentansprüche :
1. Fahrzeugstarrachse aus einem Achskörper, mit an dessen Enden angeordneten Achszapfen oder Radträgern, und mindes tens zwei starr am Achskörper befestigten Längslenkern, da durch gekennzeichnet, dass jede Hälfte der Fahrzeugstarrachsevon der Achsen mitte aus betrachtethintereinander angeordnet einen Achskörperabschnitt (1), einen Längslenkerabschnitt (10) und einen Radkopfabschnitt (40) umfasst, wobei der Rad kopfabschnitt (40) mindestens aus einem Achszapfen (41) oder einem Radträger besteht, dass jeweils die Stirnflächen (2) der Achsrohrab schnitte (1) mit den benachbarten Stirnflächen (11) der Längslenkerabschnitte (10) und deren Stirnflächen (12) mit den jeweils benachbarten Stirnflächen (42) der Rad kopfabschnitte (40) zumindest bereichsweise deckungs gleich sind und dass die benachbarten Abschnitte (1, 10,40) jeweils stirnseitig miteinander verschweißt sind.
2. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Stirnflächen (2,11 ; 12,42) eben sind.
3. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die Stirnflächen (2,11 ; 12,42) parallel zur vertikalen Fahrzeugmittenlängsebene ausgerichtet sind.
4. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die benachbarten Stirnflächen (2,11 ; 12,42) miteinander reibverschweißt sind.
5. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die benachbarten Stirnflächen (2,11, 12,42) paarweise flächengleich sind.
6. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der einzelne am Fahrzeugaufbau mittels eines Ge lenklagers (50) gelagerte Längslenkerabschnitt (10) über die Mittellinie (3) des Achskörperabschnittes (1) hinaus verlängert ist.
7. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass die über die Mittellinie (3) des Achskörperab schnittes (1) hinausgehende Verlängerung ein federtragender Kragarm (30) ist.
8. Fahrzeugstarrachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, dass der einzelne Längslenkerabschnitt (10) im mittle ren Bereich zwischen dem Gelenklager (50) und der Mittelli nie (3) des Achskörperabschnittes (40) ein geschlossenes Rohrprofil mit quadratischer oder kreisrunder Kontur hat.
9. Fahrzeugstarrachse aus einem Achskörper, mit an dessen Enden angeordneten Achszapfen oder Radträgern, und mindes tens zwei Längslenkern, dadurch gekennzeichnet, dass jede Hälfte der Fahrzeugstarrachsevon der Achsen mitte aus betrachtethintereinander angeordnet einen Längslenkerabschnitt (10) und einen Radkopfab schnitt (40) umfasst, wobei der Radkopfabschnitt (40) mindestens aus einem Achszapfen (41) oder einem Radträ ger besteht, dass jeweils die inneren Stirnflächen (11) der benachbar ten Längslenkerabschnitte (10) und deren äußere Stirn flächen (12) mit den jeweils benachbarten Stirnflä chen (42) der Radkopfabschnitte (40) zumindest bereichs weise deckungsgleich sind und dass die benachbarten Abschnitte (10,40) jeweils stirn seitig miteinander verschweißt sind.
Description:
Fahrzeugstarrachse mit integrierten Längslenkern Beschreibung : Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugstarrachse aus einem Achskörper, mit an dessen Enden angeordneten Achszapfen o- der Radträgern, und mindestens zwei starr am Achskörper be- festigten Längslenkern.

Aus der DE 296 16 257 U1 ist eine luftgefederte Fahrzeug- starrachse bekannt, die aus einem Achsrohr und daran ange- schweißten Längslenkern besteht. Auf das Achsrohr, das an seinen beiden Enden jeweils als Achszapfen ausgebildet ist, sind beidseitig Längslenker mit entsprechenden Aufsteckboh- rungen aufgeschoben. Entlang der Aufsteckbohrungen sind die Längslenker mit dem Achsrohr verschweißt. Der Längslenker ist nach hinten über das Achsrohr hinaus verlängert. Sein dortiges freies Ende dient als Auflage einer Luftfeder.

U. a. aufgrund der genannten Verlängerung ist der Längslen- ker ein auf Biegung belastetes Bauteil. Um eine Schwächung des Längslenkers durch die Aufsteckbohrungen zu verringern, muss das Querschnittsprofil des Längslenkers relativ groß ausgelegt werden. Zudem liegen im Bereich der Schweißnähte die Materialschichten des Achsrohres und des Längslenkers radial zum Achskörper übereinander. Derartige Materialdopp- lungen und Versteifungsmaßnahmen tragen nachteilig zur Höhe der ungefederten Masse bei.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Problemstellung zugrunde, eine Fahrzeugstarrachse zu entwickeln, mit der der Fahrkomfort und die Fahrsicherheit erhöht sowie der Reifenverschleiß vermindert wird. Gleichzeitig soll der Aufbau der Achse eine einfache Anpassung an verschiedene selbstfahrende und/oder geschleppte Fahrzeuge erleichtern.

Diese Problemstellung wird mit den Merkmalen des Hauptan- spruches gelöst. Dazu umfasst jede Hälfte der Fahrzeug- starrachse-von der Achsenmitte aus betrachtet-hinter- einander angeordnet einen Achskörperabschnitt, einen Längs- lenkerabschnitt und einen Radkopfabschnitt, wobei der Rad- kopfabschnitt mindestens aus einem Achszapfen oder einem Radträger besteht. Die Stirnflächen der Achsrohrabschnitte sind mit den benachbarten Stirnflächen der Längslenkerab- schnitte und deren gegenüberliegenden Stirnflächen sind mit den jeweils benachbarten Stirnflächen der Radkopfabschnitte zumindest bereichsweise deckungsgleich. Die benachbarten Abschnitte sind jeweils stirnseitig miteinander ver- schweißt.

Derartige Fahrzeugstarrachsen werden u. a. als Anhängerach- sen für schwere Nutzfahrzeuge benutzt. Die Teile Achskör- perabschnitt, Längslenkerabschnitt und Radkopfabschnitt werden je nach Spurweite und zulässiger Achslast zusammen- gestellt und jeweils stirnseitig miteinander reibver- schweißt. Beim Zusammenstellen kann z. B. um eine Achse für einen Anhänger zu gestalten, deren Spurbreite größer ist als die Standartspurbreite, ein längerer Achskörper verwen- det werden. Anstelle des längeren Achskörpers können bei unveränderter Rahmenbreite auch längere Achszapfen oder breitere Längslenkerabschnitte benutzt werden.

Durch das stirnseitige Verschweißen der Abschnitte wird ei- ne Materialdopplung in der Schweißzone vermieden. Zugleich wird das Achsgewicht ohne Festigkeitsverlust reduziert. Au- ßerdem wird die Korrosionsbildung durch das Vermeiden über- lappender Fugen und Spalten reduziert und die Schweißnaht- prüfung erleichtert.

Die Gewichtsreduktion verringert die ungefederte Achsmasse und mindert somit u. a. die Trampelneigung der Starrachse.

Letzteres verbessert die Bodenhaftung und somit die Fahrsi- cherheit. Auch wirkt sich das positiv auf die Standzeit der Reifen aus.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Un- teransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung schema- tisch dargestellter Ausführungsformen. äußerer Teil einer Fahrzeugstarrachse in dimetrischer Dar- stellung ; Seitenansicht zu Figur 1, jedoch ohne Achszapfen ; Draufsicht zu Figur 1 bei horizontal liegendem Längslenker.

Die Figuren 1 bis 3 zeigen beispielhaft einen rechten äuße- ren Bereich einer geschleppten Nutzfahrzeuganhänger-oder aufliegerachse ohne Rad und Bremse.

Nach Figur 1 umfasst die dargestellte Achsteil einen Achs- körperabschnitt (1), einen rechten Längslenkerab- schnitt (10) und einen Radkopfabschnitt (40). Der Längslen- kerabschnitt (10) ist an seinem vorderen-z. B. in Fahrt- richtung weisenden-Ende mittels eines Elastomerkörpers in einem fahrzeugaufbauseitig gelagerten Lagerbock (60) in ei- nem Gelenklager (50) kardanisch schwenkbar befestigt. Er ist gegenüber dem Lagerbock (60) mittels eines Stoßdämp- fers (65) abgestützt. Das hintere Ende des Längslenkerab- schnitts (10) stützt sich über eine Luftfeder (67) am nicht dargestellten Fahrzeugaufbau ab.

Der Achskörperabschnitt (1) besteht z. B. aus einem zylind- rischen, glatten Achsrohr. Das Achsrohr (1), das auch ein Mehrkantprofils sein kann, endet hier unmittelbar am Längs- lenkerabschnitt (10) mit einer geraden, ebenen Stirnflä- che (2). Die Stirnfläche (2) ist normal zur Mittellinie (3) des Achsrohres (1) ausgerichtet.

Der Längslenkerabschnitt (10) umfasst funktional ein Zent- ralelement (21), ein Lenkersegment (14) mit einem Gelenkau- ge (22) und eine Federkonsole (30). Das Zentralelement (21) ist tonnenförmig ausgebildet und hat zwei z. B. offene Stirnflächen (11,12), vgl. Figur 3. Zum Gelenkauge (22) hin schließt sich an das Zentralelement (21) das Lenkerseg- ment (14) an. Beide Teile (21,14) bestehen beispielsweise aus einer aus Stahlblech umgeformten Unter- (15) und Ober- schale (16). Beide Schalen (15,16) sind z. B. spiegelsym- metrisch zueinander ausgeführt und miteinander verschweißt.

Die Schweißfuge liegt z. B. in einer Ebene, die durch die Achsrohrmittellinie (3) und die Mittellinie (51) des Ge- lenklagers (50) aufgespannt wird, vgl. Verbindungsli- nie (17) aus Figur 2.

Das Lenkersegment (14) hat beispielsweise über seine gesam- te Länge hinweg-entlang der Verbindungslinie (17)-einen veränderlichen Querschnitt. Im Bereich des Zentralele- ments (21) hat es zumindest annähernd einen elliptischen Querschnitt, wobei die große Hauptachse der Ellipse paral- lel zur Achsrohrmittellinie (3) liegt. Die große Halbachse ist um ca. den Faktor 2,3 größer als die kleine Halbachse.

Im Bereich des Gelenkauges (22) ist der Querschnitt oval, wobei die vertikale Höhenausdehnung ca. zwei-bis dreimal größer ist als die horizontale Querausdehnung. Zwischen diesen äußeren Bereichen liegt ca. auf halber Schalenlänge ein mittlerer Bereich, der einen nahezu runden Querschnitt hat.

Der genannte Querschnitt im Bereich des Zentralele- ments (21) ist z. B. 5,5 mal größer als der Querschnitt im Bereich des Gelenkauges (22). Der im mittleren Bereich lie- gende nahezu runde Querschnitt ist z. B. 4,6 mal kleiner als der Querschnitt im Bereich des Zentralelements (21).

Das Zentralelement (21) hat auf der dem Lenkersegment (14) abgewandten Seite eine sog. Stütznase (23), vgl. Figur 2.

Letztere in der Zeichnungsebene nach Figur 2 eine trapez- förmige Kontur mit drei Anlageflächen (24-26). Zwei Anlage- flächen (24,26) schließen mit einer gedachten Verbindungs- linie (17), die sich zwischen der Achsrohrmittellinie (3) und der Gelenklagermittellinie (51) erstreckt, je einen Winkel von ca. 9 Winkelgraden ein. Die mittlere Anlageflä- che (25) ist normal zur Verbindungslinie (17) ausgerichtet.

An der Stütznase (23), die im Querschnitt nach Figur 2 bei- spielsweise auch dreieckig sein kann, bzw. an deren Anlage- flächen (24-26) ist die Federkonsole (30) adaptiert.

Die Federkonsole (30) ist nach Figur 2 als gebogener I- Träger geformt. Der I-Träger umfasst einen oberen großteils auf Zug belasteten, flachen sichelförmig gebogenen Blech- gurt (31), einen vergleichbaren, mehr auf Druck belasteten, unteren Blechgurt (32) und mindestens einen zentralen Steg (33), der beide Blechgurte (31,32) zumindest ab- schnittsweise verbindet. Der obere Blechgurt (31) liegt na- hezu vollflächig an der Anlagefläche (24) der Stützna- se (23) an. An der mittleren Anlagefläche (25) berührt er nur ca. das obere Drittel. Der untere Blechgurt (32) befin- det sich in großflächigem Kontakt mit der unteren Anlage- fläche (26). Beide Blechgurte (31, 32) tragen in ihrer Längsrichtung z. B. zweireihig Versteifungssicken.

Die Krümmung der Federkonsole (30) ist so gewählt, dass das obere freie Ende mit einer ebenen Fläche endet, auf der der Rollbalg (67) über einen Abrollkolben (68) aufliegt. Die ebene Fläche schließt mit der Verbindungslinie (17) ca. ei- nen 10°-Winkel ein, vgl. Figur 2.

Die Federkonsole (30) ist mit dem Zentralelement (21) über vier im Übergangsbereich zwischen dem Zentralelement (21) und der Stütznase (23) angeschweißten Gewindebolzen (34) befestigt. Die zur Befestigung notwendigen Muttern (35), vgl. Figur 2 sind in den Figuren 1 und 3 nicht dargestellt.

Mit dem Lenkersegment (14) können so auf einfache Weise verschiedenartige Federkonsolen (30) kombiniert werden.

Die Federkonsole (30) kann auch an der Stütznase (23) und/oder dem Zentralelement angeschweißt oder auf andere Weise befestigt sein.

In der Verlängerung der Achsrohrmittellinie (3) ist neben dem Längslenkerabschnitt (10) ein Achszapfen (41) angeord- net. Letzterer ist im wesentlichen ein rotationssymmetri- sches Teil zur Lagerung des Rades, das zum Längslenkerab- schnitt (10) hin eine zur Mittellinie (3) normale Stirnflä- che (42) aufweist. In der Nähe dieser Stirnfläche (42) ist am Achszapfen (41) ein Bremsträgerflansch (43) angeformt.

Das Achsrohr (1), die Längslenkerabschnitte (10) und die Achszapfen (41) sind alle fluchtend zueinander angeordnet.

An der inneren Stirnfläche (11) des Längslenkerab- schnitts (10) ist das Achsrohr (1) stumpf angeschweißt, während an der äußeren Stirnfläche (12) der Achszapfen (41) stumpf verschweißt ist. Als Schweißverfahren wird z. B. das Reibschweißen benutzt.

Je nach Achsbauart kann auf das zwischen den Längslenkerab- schnitten (10) angeordnete Achsrohr (1) weggelassen werden.

In diesem Fall werden die inneren Stirnflächen (11) der Zentralelemente (21) direkt miteinander verschweißt. Ggf. wird dazu das Zentralelement zur Achsmitte hin verlängert.

Im Lagerbock (60) ist der Längslenkerabschnitt (10) mittels eines nicht dargestellten Elastomerkörpers gelagert. Letz- terer sitzt z. B. eingepresst im Gelenkauge (22). Der E- lastomerkörper ist im Lagerbock (60) mit Hilfe eines Schraubbolzens (62) fixiert. Der Schraubbolzen (62) liegt am Lagerbock (60) beidseitig in Exzenterscheiben (63) zwi- schen seitlichen Anschlägen, z. B. zur Einstellung der Spur, an.

Am Lagerbock (60) befindet sich zur Achse hin ein quader- förmiger Vorbau (61). Zwischen diesem Vorbau (61) und einer im Wurzelbereich des Lenkersegments (14) angeordneten Schraube (66) ist einer der beiden Stoßdämpfer (65) einge- baut.

Bezugszeichenliste : 1 Achskörperabschnitt, Achsrohr 2 Stirnfläche 3 Mittellinie zu (1) 10 Längslenkerabschnitt, Längslenker 11 Stirnfläche, innen 12 Stirnfläche, außen 14 Lenkersegment 15,16 Lenkerunter-und oberschale 17 Verbindungslinie 21 Zentralelement 22 Gelenkauge 23 Stütznase 24,25, 26 Anlageflächen, oben, Mitte, unten 30 Federkonsole, Kragarm 31,32 Blechgurt, oben, unten 33 Steg 34 Gewindebolzen 35 Muttern 40 Radkopfabschnitt 41 Achszapfen 42 Stirnfläche 43 Bremsträgerflansch 50 Gelenklager 51 Gelenklagermittellinie 60 Lagerbock 61 Vorbau 62 Schraubbolzen 63 Exzenterscheiben 65 Stoßdämpfer 66 Schraube 67 Luftfeder, Rollbalg 68 Abrollkolben