BE1010366A6

BE1010366A6 - Onderstel voor een voertuig.

Info

Publication number: BE1010366A6
Application number: BE9600553A
Authority: BE
Inventors: Jan Verhaeghe
Original assignee: Groep Stevens Int Nv
Priority date: 1996-06-14
Filing date: 1996-06-14
Publication date: 1998-07-07
Also published as: DK0904228T3; DE69701689D1; PT904228E; DE69701689T2; ATE191692T1; GR3033930T3; EP0904228A1; CA2257933A1; WO1997048589A1; US6158773A; CN1077057C; CN1221376A; AU3085097A; CA2257933C; EP0904228B1; ES2147449T3

Abstract

Onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers (8) bevat en ten minste één wielas (5) die gelagerd is in lagers (6) die aan deze langsliggers (8) zijn vastgemaakt, daardoor gekenmerkt dat de langsliggers (8) van composietmateriaal zijn vervaardigd.

Description

Onderstel voor een voertuig. De uitvinding heeft betrekking op een onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers bevat en ten minste één wielas die gelagerd is in lagers die aan deze langsliggers zijn vastgemaakt.

Door voertuig wordt hier zowel een getrokken voertuig, als een zelfrijdend voertuig bedoeld, zowel met op beide uiteinden ten minste één as als met enkel op het achterste
EMI1.1
uiteinde ten minste één as.

De uitvinding heeft in het bijzonder, maar niet uitsluitend, betrekking op een oplegger met een of meer assen op het achterste uiteinde.

Bij dergelijke onderstellen zijn de langsliggers van metaal, meestal staal, vervaardigd.

Stalen langsliggers zijn relatief zwaar waardoor het onderstel relatief zwaar is.

Vandaar dat reeds onderstellen met langsliggers van aluminium gebruikt worden. Deze zijn lichter maar relatief duur. Om een zelfde weerstand tegen buiging en torsie te bieden als staal moeten aluminium profielen een grotere doorsnede bezitten.

De uitvinding heeft een onderstel als doel dat deze en andere nadelen niet vertoont en dus een grote sterkte bezit maar toch licht en relatief goedkoop is.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de langsliggers van composietmateriaal zijn vervaardigd.

Liggers van composietmateriaal-dit is kunststof versterkt met vezels-zijn als dusdanig bekend, maar ze werden nog niet toegepast in onderstellen.

In het bijzonder zijn de langsliggers gepultrudeerde liggers.

In het geval de lagers van de wielas of wielassen verend met een langsligger verbonden zijn en meer bepaald onder tussenkomst van een verbindingsstuk, een zogenoemde bok, dan is volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van de uitvinding deze bok aan de langsligger gelijmd.

Doelmatig zijn de langsliggers samengestelde liggers die twee basisprofielen met een U-vormige doorsnede bevatten die met hun ziel naar elkaar gericht zijn en die met elkaar verbonden zijn door ten minste twee kleinere verbindingsprofielen, in het bijzonder U-profielen, die met hun benen aan de zielen van de eerstgenoemde basisprofielen zijn gelijmd.

De voornoemde bokken kunnen dan met een gedeelte tussen de twee basisprofielen aangebracht zijn, eventueel ter plaatse van een onderbreking van één of meer verbindingsprofielen tussen deze basisprofielen, en aan beide basisprofielen vastgelijmd zijn.

Bij voorkeur zijn ook de bokken uit composietmateriaal vervaardigd.

Het onderstel kan ook één of meer dwarsliggers bevatten tussen de langsliggers, waarbij ook deze dwarsliggers in hoofdzaak van composietmateriaal zijn vervaardigd, bijvoorbeeld door toepassing van het filament winding- procédé.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een onderstel volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin : figuur 1 een trekker weergeeft met een oplegger volgens de uitvinding ; figuur 2 op grotere schaal het gedeelte weergeeft dat in figuur 1 met F2 is aangeduid ; figuur 3 in perspectief de doorsnede weergeeft volgens de lijn III-III in figuur 2 ; figuur 4 een zicht weergeeft volgens F4 in figuur 3 ; figuur 5 een doorsnede weergeeft volgens de lijn V-V in figuur 3 ; figuur 6 een zijaanzicht weergeeft van een gedeelte van een oplegger analoog aan dit van figuur 2, maar met betrekking op een andere uitvoeringsvorm ervan ;

figuur 7 een doorsnede weergeeft volgens de lijn
VII-VII in figuur 6 ; figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens de lijn
VIII-VIII in figuur 7.

In figuur 1 is een combinatie van een trekker 1 met een oplegger 2 weergegeven, waarbij de oplegger 2 op een gebruikelijke manier bestaat uit een chassis 3 dat achteraan rust op twee wielstellen en waarop een vloer 4 of bovenbouw is aangebracht.

Daarbij bestaan deze wielstellen, zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, in hoofdzaak uit een wielas 5 die in lagers 6 is gelagerd die verend met het chassis 3 verbonden zijn en uit op de uiteinden van de wielas 5 bevestigde wielen 7.

Het chassis 3 is in hoofdzaak gevormd door twee samengestelde langsliggers 8 en daartussen gemonteerde dwarsliggers 9.

De langsliggers 8 zijn samengesteld uit twee basisprofielen 10 met een U-vormige doorsnede en twee kleinere verbindingsprofielen 11 die eveneens een U-vormige doorsnede bezitten, waarbij zowel de basisprofielen 10 als de verbindingsprofielen 11 gepultrudeerde of door pultrusie vervaardigde profielen uit composietmateriaal zijn.

Composietmateriaal is met vezels versterkte kunststof zoals met glasvezels versterkte polyester. Ook andere kunststoffen of polymeren zijn mogelijk. In plaats van glasvezels kunnen andere versterkingsvezels gebruikt worden zoals koolstofvezels, aramidevezels en dergelijke.

Door pultrusie wordt een als dusdanig bekende werkwijze verstaan waarbij een door vezels of door een weefsel gevormde versterking wordt bevochtigd met kunststof door onderdompelen of spuiten en vervolgens de doordrenkte vezels of het doordrenkte weefsel door een verwarmde extrusieinrichting worden getrokken, waarna de kunststof uithardt.

Zoals weergegeven in de figuren 3 en 5, zijn de basisprofielen 10 met hun verticaal opgestelde zielen naar elkaar gericht, met een afstand tussen deze zielen. De benen zijn dus zijdelings naar buiten gericht.

De verbindingsprofielen 11 zijn met hun zielen respectievelijk bovenaan en onderaan de basisprofielen 10 gelegen en dus met hun benen naar elkaar gericht.

De benen van deze verbindingsprofielen 11 zijn tegen de rugzijde van de zielen van de basisprofielen 10 gelijmd, bijvoorbeeld met een ééncomponentlijm zoals een polyuretaanlijm.

De verende montage van elk lager 6 ten opzichte van een langsligger 8 geschiedt, zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, onder tussenkomst van een bevestigingsstuk, een zogenoemde bok 12 die met zijn bovenste gedeelte tussen de twee basisprofielen 10 van de langsligger 8 is gelegen, ter plaatse van een onderbreking 13 van de verbindingsprofielen 11.

Deze bok 12 heeft de vorm van een koker die tot aan de bovenkant van de langsligger 8 reikt en, onder deze langsligger 8, aan de achterzijde afgeschuind is.

Het tussen de basisprofielen 10 gelegen uiteinde van de bok 12 is met twee vlakke zijwanden aan de zielen van deze basisprofielen vastgelijmd.

Als lijm wordt een gelijkaardige lijm gekozen als voor de het samenstellen van de langsliggers 8.

Onder de langsligger 8 kan de bok 12 eventueel iets verbreden om met iets uitstekende gedeelten het naar onder verschuiven van de basisprofielen 10 te beletten.

Dwars doorheen de twee basisprofielen 10 en de bok 12 is een bout 14 aangebracht waarop een moer 15 is geschroefd. Deze bout 14 is aangebracht op een neutrale plaats waar geen relatieve beweging van de tegen elkaar gelegen vlakken van het basisprofiel 10 en de bok 12 optreedt en de krachten op de basisprofielen 10 minimaal zijn.

Deze bout 14 dient niet voor het opnemen van krachten, maar helpt een zijdelingse verschuiving van de bok 12 ten opzichte van de twee basisprofielen 10 te beletten. Ook houdt de bout 14 deze bok 12 en de basisprofielen 10 onbeweeglijk tegen elkaar tijdens het uitharden van de lijm.

De bok 12 kan uit staal of aluminium vervaardigd zijn, maar is bij voorkeur eveneens uit composietmateriaal vervaardigd, bijvoorbeeld door vorming onder hitte en druk, het zogenoemde"hot press moulding". Deze laatste techniek bestaat erin door in een verwarmde matrijs het polymeer en de versterkingsvezels of een mat van voor-geïmpregneerde vezels te brengen en daarna met een grote druk van
EMI6.1
o bijvoorbeeld ongeveer 100 ton per het van polymeer en versterking in de gewenste vorm te persen.

Aan het onderste uiteinde van de bok 12 is een bladveer 16 eventueel scharnierbaar bevestigd. Op een afstand van de bok 12 is op de bladveer 16 het lager 6 vastgemaakt door bevestigingsmiddelen 17.

Tussen het lager 6 en een onder de langsligger 8 gelegen plaats van de bok 12 is een schokdemper 18 aangebracht terwijl tussen het vrije uiteinde van de bladveer 16 en de langsligger 8 zich een luchtbalg 19 bevindt dat op een niet in de figuren weergegeven manier met een persluchtbron is verbonden.

Indien nodig kunnen de langsliggers 8 in de omgeving van de wielassen 5 onderaan versterkt zijn door hulp-langsliggers 20 zoals is weergegeven in de figuren 6 tot 8.

Deze hulp-langsliggers 20 hebben dezelfde doorsnede en zijn op dezelfde manier vervaardigd als de langsliggers 8.

Alleen hun lengte is veel kleiner.

De langsliggers 8 en 20 zijn juist onder elkaar gelegen. De bokken 12 die aan de langsliggers 8 zijn vastgemaakt strekken zieh uit tussen de twee basisprofielen 10 van de hulp-langsligger 20 en zijn op dezelfde manier aan deze basisprofielen 10 vastgelijmd als aan de langsliggers 8. De luchtbalg 19 is tussen de bladveer 16 en de hulp-langsligger 20 opgesteld.

De dwarsliggers 9 bestaan elk uit een rond buisvormig lichaam 21 en op beide uiteinden ronde flenzen 22 zoals weergegeven in de figuren 5,7 en 8. Het lichaam 21 is van composietmateriaal vervaardigd, in het bijzonder door pulwinding of filament winding.

Pulwinding is een variante van pultrusie waarbij op een door één of meer lagen van versterkingsvezels worden gewonden die vooraf en/of na het aanbrengen met polymeer doordrenkt worden waarna het geheel door een extrusiegedeelte wordt getrokken, waarna het polymeer uithardt.

Filament winding is een werkwijze waarbij met polymeer doordrenkte versterkingsvezels of-linten op een roterende doorn of cilinder gewonden worden, waarna het polymeer uithardt.

De flenzen 22 worden afzonderlijk uit composietmateriaal vervaardigd, bij voorkeur door middel van de voornoemde
EMI7.1
"hot press moulding" aan de uiteinden van het lichaam 21 vastgelijmd, bij voorkeur met een tweecomponentenlijm zoals

epoxylijm. De aansluiting van de flenzen 22 op het lichaam 21 is aan de van het uiteinde afgekeerde zijde afgerond met behulp van kunststof zoals polyester.

De dwarsliggers 9 zijn met hun flenzen 22 tegen een ziel van een basisprofiel 10 van de twee langsliggers 8 en/of van de twee hulp-langsliggers 20 gelijmd met een flexibele lijm, bijvoorbeeld een ééncomponentlijm.

Om schuifkrachten op te nemen en tijdens het uitharden van de lijm de flenzen 22 op hun plaats te houden zijn de flenzen 22 elk nog door vier bouten 23 met moeren 24 aan de zielen van de basisprofielen 10 vastgemaakt.

Indien een dwarsligger 9 ter plaatse van twee bokken 12 tussen de langsliggers 8 is aangebracht kunnen de bouten 23 de voornoemde bout 14 vervangen.

Ook tussen de onderaan uitstekende delen van twee tegenover elkaar gelegen bokken 12 kan op de hiervoor beschreven manier een dwarsligger 9 aangebracht zijn zoals weergegeven in de figuren 6 en 7.

De verkregen kokerconstructie van de samengestelde langsliggers 8 zorgt voor een bijzondere weerstand tegen torsie. Deze liggers zijn door het composietmateriaal en het verlijmen van de profielen 10 en 11 bijzonder sterk en licht.

De dwarsliggers 9 houden niet alleen de twee langsliggers 8 op hun plaats, maar vangen ook de torsiekrachten van het chassis 3 in de langsrichting op. De hiervoor beschreven dwarsliggers 9 zijn hiertoe bijzonder geschikt.

Het feit dat de bovenkant van de bok 12 tussen de basisprofielen 10 van een langsligger 8 steekt, laat toe dat deze bok 12 met twee verticale zijwanden en aan weerszijden aan de twee basisprofielen 10 wordt gelijmd, hetgeen een zeer groot contactoppervlak voor gevolg heeft en een puntlast op de langsligger 8 vermijdt.

Dit alles laat een merkelijk betere verbinding toe van de bok 12 met de langsligger 8 dan een plaat die op het uiteinde van de bok 12 is vastgemaakt en tegen de onderzijde van de langsligger 8 zou bevestigd worden met lijm, bouten of een combinatie. Proeven hebben aangetoond dat de laatstgenoemde montage van de bok 12 na verloop van tijd het stukscheuren van de verbinding voor gevolg heeft.

Niet enkel de langsliggers 8 zijn zeer sterk en licht maar ook de verende bevestiging van de bokken 12 is uiterst sterk. Mede door deze sterke verbinding is het gebruik van composietmateriaal voor de profielen 10 en 11 mogelijk geworden.

De uitvinding is geenszins beperkt tot de hiervoor beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm, doch dergelijk onderstel kan in verschillende varianten worden uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims

Conclusies. 1. - Onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers (8) bevat en ten minste één wielas (5) die gelagerd is in lagers (6) die aan deze langsliggers (8) zijn vastgemaakt, daardoor gekenmerkt dat de langsliggers (8) van composietmateriaal zijn vervaardigd.
2.-Onderstel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de langsliggers (8) gepultrudeerde liggers zijn.
3.-Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de langsliggers (8) samengestelde liggers zijn die twee basisprofielen (10) met U-vormige doorsnede bevatten die met hun ziel naar elkaar gericht zijn en die met elkaar verbonden zijn door ten minste twee kleinere verbindingsprofielen (11), die aan de zielen van de eerstgenoemde basisprofielen (10) zijn gelijmd.
4.-Onderstel volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de verbindingsprofielen (11) een U-vormige doorsnede bezitten en dat ze met hun benen tegen de zielen van de basisprofielen (10) zijn gelijmd.
5.-Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de lagers (6) van de wielas of wielassen (5) verend met een langsligger (8) verbonden zijn en meer bepaald onder tussenkomst van een verbindingsstuk, een zogenoemde bok (12), die aan de langsligger (8) is gelijmd.
6.-Onderstel volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat een lager (6) op een bladveer (16) vastgemaakt is die met <Desc/Clms Page number 11> een uiteinde verbonden is met het onderste uiteinde van een bok (12), terwijl tussen het andere uiteinde van de bladveer (16) en de langsligger (8) een luchtbalg (19) is aangebracht en tussen het lager (6) en de bok (12) nog een schokdemper (18) aangebracht is.
7.-Onderstel volgens de conclusies 3 en 5, daardoor gekenmerkt dat de bok (12) met een gedeelte tussen de twee basisprofielen (10) aangebracht is, en met vlakke zijwanden aan beide basisprofielen (10) vastgelijmd is.
8.-Onderstel volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de bok (12) ook door middel van ten minste één bout (14) en moer (15) op een neutrale plaats waar nagenoeg geen krachten op uitgeoefend worden met de twee basisprofielen (10) verbonden is.
9.-Onderstel volgens de conclusies 3 en 7, daardoor gekenmerkt dat de bok (12) ter plaatse van een onderbreking (13) van één of meer verbindingsprofielen (11) tussen de basisprofielen (10) is gelegen.
10.-Onderstel volgens een van de conclusies 5 tot 9, daardoor gekenmerkt dat ook de bok (12) uit composietmateriaal vervaardigd is.
11.-Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat het ten minste één dwarsligger (9) bevat die uit composietmateriaal is vervaardigd en met zijn uiteinden aan de langsliggers (8) gelijmd is.
12.-Onderstel volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de dwarsligger (9) bestaat uit een buisvormig lichaam <Desc/Clms Page number 12> (21) en twee flenzen (22) die op de uiteinden van het lichaam (21) vastgelijmd zijn.
13.-Onderstel volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat het lichaam (21) door pulwinding of filament winding is vervaardigd en de flenzen op hoge temperatuur en onder hoge druk zijn vervaardigd.
14.-Onderstel volgens een van de conclusies 11 tot 13, daardoor gekenmerkt dat de flenzen (22) ook door middel van bouten (23) en moeren (24) aan de langsliggers (8) zijn vastgemaakt.
15.-Onderstel volgens een van de conclusies 5 tot 10, daardoor gekenmerkt dat het ook twee hulp-langsliggers (20) bevat die onder de langsliggers (8) zijn opgesteld en gelijkaardig van doorsnede en constructie zijn, terwijl bokken (12) die ter plaatse van de hulp-langsliggers (20) aan de langsliggers (8) zijn vastgelijmd ook aan de hulp-langsliggers (20) zijn vastgelijmd.