BE1013229A3

BE1013229A3 - Onderstel voor een voertuig en werkwijze voor het vervaardigen van langsliggers daarvoor.

Info

Publication number: BE1013229A3
Application number: BE2000/0026A
Authority: BE
Original assignee: Groep Stevens Int Nv
Priority date: 2000-01-13
Filing date: 2000-01-13
Publication date: 2001-11-06
Also published as: US7156422B2; ES2203586T3; CA2396924C; EP1246747A1; CN1178813C; ATE245558T1; EP1246747B1; CA2396924A1; CN1395531A; DE60100501T2; WO2001051338A1; US20030001376A1; DE60100501D1

Abstract

De uitvinding betreft een onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers (6) bevat, minstens één dwarsligger (7) en minstens één wielas (11) , waarbij minstens de langsliggers (6) vervaardigd zijn uit een composietmateriaal van thermoplastische kunststof met versterkingsvezels. Voor het vervaardigen van een langsligger (6) voor een onderstel met zwanenhals, wordt eerst een langsligger met een holle ziel met zijflanken (10) vervaardigd uit een thermoplastische kunststof en versterkingsvezels met een constante doorsnede over zijn lengte waarna hij vervormbaar is en hij tenslotte onder invloed van druk zo vervormd wordt dat de zijflanken (10) ervan uitbuigen zodat de hoogte ervan vermindert.

Description


   <Desc/Clms Page number 1> 
 



  Onderstel voor een voertuig en werkwijze voor het vervaardigen van langsliggers daarvoor. 



  De uitvinding heeft betrekking op een onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers bevat, minstens één dwarsligger en minstens één wielas, waarbij minstens de langsliggers vervaardigd zijn uit een composietmateriaal van kunststof met versterkingsvezels. 



  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 uiteinde ten minste één as. 



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



  Dergelijk onderstel voor een voertuig is beschreven in de internationale octrooiaanvrage nr. 97/48589. 



  De langsliggers, en bij voorkeur ook de dwarsliggers en de bokken waarmee eventueel de wielassen met de langsliggers verbonden zijn, zijn vervaardigd uit een thermohardbaar hars, namelijk polyester, versterkt met glasvezels, koolstofvezels, aramidevezels en dergelijke. 



  Dergelijke composietmaterialen zijn evenwel onderhevig aan verouderingsverschijnselen en na een bepaalde tijd zullen de liggers en andere delen uit dergelijke composietmaterialen microscopische scheurtjes vertonen. 

 <Desc/Clms Page number 2> 

 



  Verder zijn deze composietmaterialen moeilijk recycleerbaar. 



  Het bevestigen van de dwarsliggers en de bokken aan de langsliggers geschiedt door middel van lijm, waardoor de verbindingen moeilijk controleerbaar zijn. 



  De vervorming van een, meestal door pultrusie vervaardigde, langsligger uit composietmateriaal met een thermohardbare kunststof is moeilijk waardoor het niet mogelijk is op een economische manier een oplegger met een zogenaamde zwanenhals te vervaardigen. 



  De uitvinding heeft tot doel deze nadelen te verhelpen en een onderstel te verschaffen dat goede mechanische eigenschappen bezit die ook in de tijd blijven bestaan, andere verbindingen dan met lijm kan bevatten en gemakkelijker in de gewenste vorm kan worden gebracht. 



  Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de kunststof van het composietmateriaal waaruit minstens de langsliggers bestaan thermoplastische kunststof is. 



  Geschikte kunststoffen zijn polypropyleen en polyamide. 



  Bij voorkeur is ook de dwarsligger uit composietmateriaal met thermoplastische kunststof vervaardigd en in het geval de wielas met een langsligger verbonden is onder tussenkomst van een bok is volgens een bijzondere uitvoeringsvorm ook deze bok uit composietmateriaal met thermoplastische kunststof. 

 <Desc/Clms Page number 3> 

 De dwarsligger en eventueel de bokken kunnen aan de langsligger gelijmd zijn, maar bij voorkeur zijn ze eraan gelast. 



  Het onderstel kan een zwanenhals bezitten, waarbij op het voorste gedeelte van de zwanenhals de hoogte van de langsliggers door plastische vervorming gereduceerd is, bij voorkeur doordat de opstaande zijflanken van de langsliggers met een holle ziel door plastische vervorming uitgebogen zijn. 



  Doordat het composietmateriaal thermoplastische kunststof bevat kan het immers gemakkelijk vervormbaar gemaakt worden door verwarmen. 



  De uitvinding heeft ook betrekking op een werkwijze die bijzonder geschikt is voor het vervaardigen van langsliggers voor voornoemd onderstel met zwanenhals. 



  De uitvinding heeft aldus betrekking op een werkwijze voor het vervaardigen van een langsligger voor een onderstel voor een voertuig met zwanenhals, welke langsligger een holle ziel bezit met zij flanken, volgens welke werkwijze de langsligger uit een kunststof en versterkingsvezels wordt vervaardigd met een constante doorsnede over zijn lengte, en die daardoor gekenmerkt is dat de langsligger uit een thermoplastische kunststof met versterkingsvezels wordt vervaardigd, eerst met constante doorsnede en hij daarna plaatselijk wordt opgewarmd tot hij vervormbaar is en hij tenslotte onder invloed van druk zo wordt vervormd dat de zijflanken ervan uitbuigen zodat de hoogte ervan vermindert. 



  Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend 

 <Desc/Clms Page number 4> 

 karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van een onderstel en van een werkwijze voor het vervaardigen van een langsligger daarvoor volgens de uitvinding beschreven, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 een voertuig weergeeft met een onderstel 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 op grotere schaal een doorsnede weergeeft volgens de lijn IV-IV in figuur 1. figuur 5 een zijaanzicht weergeeft van een langsligger gebruikt voor het vervaardigen van het onderstel van de vorige figuren; figuur 6 een doorsnede volgens lijn VI-VI in figuur 5 weergeeft ;

   figuur 7 een zijaanzicht weergeeft analoog aan dit van figuur 5, maar van de langsligger na zijn vormgeving zoals hij voorkomt in het onderstel van de figuren 1 tot 4; figuur 8 een doorsnede weergeeft volgens lijn 
VIII-VIII in figuur 7; figuur 9 een doorsnede weergeeft volgens lijn IX-IX in in figuur 7; figuur 10 een doorsnede weergeeft volgens lijn X-X in figuur 9; In figuur 1 is een combinatie van een trekker 1 met een voertuig volgens de uitvinding dat een oplegger 2 vormt, weergegeven, waarbij de oplegger 2 op een gebruikelijke manier bestaat uit een chassis 3 dat achteraan rust op twee 

 <Desc/Clms Page number 5> 

 wielstellen 4 en waarop een vloer 5 en/of een niet weergegeven bovenbouw is aangebracht. 



  Het chassis 3 is in hoofdzaak gevormd door twee holle langsliggers 6 en daartussen gemonteerde dwarsliggers 7. 



  Zowel de langsliggers 6 als de dwarsliggers 7 zijn uit composietmateriaal vervaardigd dat bestaat uit met vezels versterkte thermoplastische kunststof. 



  Geschikte thermoplastische kunststoffen zijn onder meer polypropyleen en polyamide, terwijl geschikte versterkingsvezels onder meer glasvezels, koolstofvezels, kevlarvezels of aramidevezels zijn. 



  De langsliggers 6 bezitten een I-profiel met een holle ziel en bestaan uit een bovenflens 8, een onderflens 9 en twee ertussen gelegen zijflanken 10. Ze kunnen zowel samengesteld zijn uit meerdere aan elkaar bevestigde basisprofielen, als uit één stuk bestaan zoals in het weergegeven voorbeeld. 



  Deze langsliggers 6 zijn bijvoorbeeld door technieken zoals "continuous compressing molding" vervaardigd. 



  De wielstellen 4 bestaan, zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, in hoofdzaak uit een wielas 11 die in lagers 12 is gelagerd die verend met het chassis 3 verbonden zijn en uit op de uiteinden van de wielas 11 bevestigde wielen 13. 



  De verende montage van elk lager 12 ten opzichte van een langsligger 6 geschiedt, zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, onder tussenkomst van een bevestigingsstuk, 

 <Desc/Clms Page number 6> 

 een zogenoemde bok 14 die met zijn bovenste gedeelte tussen de twee zijflanken 10 van de langsligger 6 is gelegen, ter plaatse van een onderbreking 15 in de onderflens 9 en eventueel ook een onderbreking 16 in de bovenflens 8 van deze langsligger 6. 



  Deze bok 14 heeft de vorm van een koker die tot aan de bovenkant van de langsligger 6 reikt en, onder deze langsligger 6, aan de achterzijde afgeschuind is. 



  De bok 14 kan uit staal of aluminium vervaardigd zijn, maar is bij voorkeur eveneens uit composietmateriaal met een thermoplastische kunststof vervaardigd, bijvoorbeeld door de zogenoemde "hand lay-up" methode of door vorming onder hitte en druk, het zogenoemde "compressing moulding". Deze laatste techniek bestaat erin door in een verwarmde matrijs de kunststof en de versterkingsvezels of een mat van voor-geïmpregneerde vezels te brengen en daarna met een grote druk van bijvoorbeeld ongeveer 100 ton per m2 het mengsel van polymeer en versterking in de gewenste vorm te persen. 



  Het tussen de zijflanken 10 gelegen uiteinde van de bok 14 is met twee vlakke zijwanden aan deze zijflanken 10 vastgemaakt, bijvoorbeeld vastgelijmd maar bij voorkeur vastgelast. Eventueel kan de bevestiging nog worden verstevigd door bouten. 



  Onder de langsligger 6 kan de bok 14 iets verbreden. 



  Aan het onderste uiteinde van de bok 14 is een bladveer 17 eventueel scharnierbaar bevestigd. Op een afstand van de bok 14 is op de bladveer 17 het lager 12 vastgemaakt door bevestigingsmiddelen 18. 

 <Desc/Clms Page number 7> 

 Tussen het lager 12 en een onder de langsligger 6 gelegen plaats van de bok 14 is een schokdemper 19 aangebracht terwijl tussen het vrije uiteinde van de bladveer 17 en de langsligger 6 zich een luchtbalg 20 bevindt die op een niet in de figuren weergegeven manier met een persluchtbron is verbonden. 



  De dwarsliggers 7 bestaan elk uit een rond buisvormig lichaam 21 en op beide uiteinden ronde flenzen 22. Het lichaam 21 is eveneens van voornoemd composietmateriaal vervaardigd, mogelijkerwijze door pulwinding of filament winding. 



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



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



  De flenzen 22 worden afzonderlijk uit hetzelfde composietmateriaal vervaardigd, bij voorkeur door middel van de voornoemde "compressing moulding" en aan de uiteinden van het lichaam 21 vastgelast of vastlijmd, bij voorkeur met een tweecomponentenlijm zoals epoxylijm. 



  In plaats van afzonderlijk gevormde flenzen 22 kan het lichaam 21 op beide uiteinden van een verdikking zijn 

 <Desc/Clms Page number 8> 

 voorzien, waarbij de dwarsligger 7 dan in één stuk kan worden vervaardigd. 



  De dwarsliggers 7 zijn met hun flenzen 22 of verdikking aan een zijflank 10 van een langsligger 6 vastgemaakt, bijvoorbeeld gelijmd met een flexibele lijm zoals een tweecomponentenlijm, maar bij voorkeur gelast. De verbinding kan eventueel nog verstevigd worden met bouten. 



  Ook tussen de onderaan uitstekende delen van twee tegenover elkaar gelegen bokken 14 kan op de hiervoor beschreven manier een dwarsligger 7 aangebracht zijn. 



  De verkregen kokerconstructie van de langsliggers 6 zorgt voor lichte liggers met een bijzondere weerstand tegen torsie. De dwarsliggers 7 houden niet alleen de twee langsliggers 6 op hun plaats, maar vangen ook de torsiekrachten van het chassis 3 in de langsrichting op. 



  Het feit dat de bovenkant van de bok 14 tussen de zijflanken 10 van een langsligger 6 steekt, laat toe dat deze bok 14 met twee verticale zijwanden wordt gelast of gelijmd, hetgeen een zeer groot contactoppervlak voor gevolg heeft en een puntlast op de langsligger 6 vermijdt. 



  Indien nodig kunnen de langsliggers 6 in de omgeving van de wielassen 11 onderaan versterkt zijn door hulplangsliggers. 



  De oplegger 2 is van het type met zogenoemde zwanenhals, dit wil zeggen dat de onderkant van de langsliggers 6 vooraan naar boven verspringt om boven het achterste gedeelte van de trekker 1 gelegen te zijn. 

 <Desc/Clms Page number 9> 

 De hiervoor beschreven oplegger 2 kan, zoals weergegeven in figuur 4, vooraan een koppelplaat 23 uit hetzelfde composietmateriaal als de langsliggers 6 bevatten die aan de onderkant van deze laatste vastgemaakt, bijvoorbeeld vastgelast, is en onderaan de kingpen 24 draagt waarmee de oplegger 2 aan het draaiplateau 25 van de trekker 1 kan verbonden worden. 



  Doordat de langsliggers 6 uit een composietmateriaal met thermoplastische kunststof zijn vervaardigd, kunnen ze op een eenvoudige manier in voornoemde vorm worden gebracht om de zwanenhals te vormen. 



  In figuren 5 en 6 is een dergelijke langsligger 6 met een profiel uit één stuk in detail weergegeven zoals hij eerst vervaardigd wordt. 



  Vervolgens wordt het voorste gedeelte ervan opgewarmd tot het composietmateriaal vervormbaar is, waarna op het voorste gedeelte de onderkant van de langsligger 6 vervormd wordt tot in de voornoemde vorm die in detail is weergegeven in figuren 7 en 10. 



  Deze vervorming wordt onder druk uitgevoerd, waarbij deze druk een uitwendige druk kan zijn die bijvoorbeeld door een hydraulische pers wordt uitgeoefend. Met een stempel drukt deze pers bijvoorbeeld op de onderflens 9 terwijl de bovenflens 8 wordt tegengehouden. 



  Deze uitwendige druk kan ook de atmosferische druk zijn in het geval in de holle langsligger 6 een onderdruk of vacuum wordt gecreëerd. 

 <Desc/Clms Page number 10> 

 



  In beide gevallen zullen de twee zij flanken 10 van de ziel van de langsligger 6, die door de warmte vervormbaar zijn, uitbuigen, bij voorkeur naar buiten zoals in detail is weergegeven in de figuren 8 en 9. 



  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 (6) bevat, minstens één dwarsligger (7) en minstens één wielas (11), waarbij minstens de langsliggers (6) vervaardigd zijn uit een composietmateriaal van kunststof met versterkingsvezels, daardoor gekenmerkt dat de kunststof van het composietmateriaal waaruit minstens de langsliggers (6) bestaan thermoplastische kunststof is.

2.- Onderstel volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de kunststof polypropyleen of polyamide is.

3. - Onderstel volgens conclusie 1 of 2, daardoor gekenmerkt dat ook de dwarsligger (7) uit composietmateriaal met thermoplastische kunststof vervaardigd is.

4.- Onderstel volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat de dwarsligger (7) met zijn uiteinden aan de langsliggers (6) is gelast of gelijmd.

5. - Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de wielas (11) met een langsligger verbonden is onder tussenkomst van bokken (14) die ook uit composietmateriaal met thermoplastische kunststof zijn vervaardigd.

6.- Onderstel volgens conclusie 5, daardoor gekenmerkt dat de bokken (14) aan de langsliggers (6) gelast of gelijmd zijn. <Desc/Clms Page number 12>

7. - Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat de langsliggers (6) een een holle ziel bezitten met twee zijflanken (10).

8.- Onderstel volgens conclusies 4 en 7, daardoor gekenmerkt dat de dwarsligger (7) op zijn uiteinden van een flens (22) of een verdikking is voorzien en aan de zijflank (10) van twee langsliggers (6) is vastgelast of vastgelijmd.

9. - Onderstel volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de dwarsligger (7) een buisvormig lichaam (21) bezit.

10. - Onderstel volgens conclusies 6 en 7, daardoor gekenmerkt dat een bok (14) met zijn bovenste uiteinde in de langligger (6) steekt, tussen de twee zijflanken (10), welk uiteinde met twee vlakke zijwanden aan deze zijflanken (10) vastgelast of vastgelijmd is.

11. - Onderstel volgens een van de vorige conclusies, daardoor gekenmerkt dat het een zwanenhals bezit, waarbij op het voorste gedeelte van de zwanenhals de hoogte van de langsliggers (6) door plastische vervorming gereduceerd is.

12. Onderstel volgens conclusies 7 en 11, daardoor dat vooraan de opstaande zijflanken (10) van de langsliggers (6) door plastische vervorming uitgebogen zijn.

13.- Werkwijze voor het vervaardigen van een langsligger voor een onderstel voor een voertuig met zwanenhals, welke langsligger (6) een holle ziel bezit met zijflanken (10), volgens welke werkwijze de langsligger (6) uit een kunststof en versterkingsvezels wordt vervaardigd met een constante doorsnede over zijn lengte, daardoor gekenmerkt dat de langsligger (6) uit een thermoplastische kunststof <Desc/Clms Page number 13> met versterkingsvezels wordt vervaardigd, eerst met constante doorsnede en hij daarna plaatselijk wordt opgewarmd tot hij vervormbaar is en hij tenslotte onder invloed van druk zo wordt vervormd dat de zijflanken (10) ervan uitbuigen zodat de hoogte ervan vermindert.