<Desc/Clms Page number 1>
Onderstel voor een voertuig.
De uitvinding heeft betrekking op een onderstel voor een voertuig, welk onderstel ten minste twee langsliggers bevat uit composietmateriaal, namelijk kunststof met versterkingsvezels, en minstens een wielstel dat onder tussenkomst van ophangingen verend opgehangen is aan twee bokken uit voornoemd composietmateriaal die respectievelijk met de twee langsliggers verbonden zijn.
Door voertuig wordt hier zowel een getrokken voertuig, als een zelfrijdend voertuig bedoeld, zowel met op beide uiteinden ten minste een as als met enkel op het achterste
EMI1.1
uiteinde ten minste een as.
De uitvinding heeft in het bijzonder, maar niet uitsluitend, betrekking op een oplegger met een 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 versterkt met glasvezels, koolstofvezels, aramidevezels en dergelijke.
Deze langsliggers bezitten een I-profiel met een holle ziel en de bokken, waarmee de langsliggers op de wielassen steunen, bezitten een bovenkant in de vorm van een
<Desc/Clms Page number 2>
kokerprofiel van composietmateriaal die in de ziel van een langsligger steekt en aan de binnenkant van twee opstaande zijwanden van deze ziel is gelijmd.
Bij het inschuiven van de ingelijmde koker tussen de eventueel eveneens ingelijmde zijwanden van de ziel, wordt een groot gedeelte van de lijm weggeduwd. Er is weinig controle mogelijk over de overblijvende lijmlaag tussen de koker van een bok en de zijwanden van een ziel zodat er weinig controle is over de kwaliteit van de verlijming.
Indien in dit bekende onderstel de kunststof van het composietmateriaal een thermoplastische kunststof zou zijn, waarbij dus in plaats van lijmverbindingen lasverbindingen mogelijk zijn, kan een dergelijke lasverbinding moeilijk worden toegepast om een bok of asbevestiging aan een langsligger te verbinden.
De uitvinding heeft een onderstel voor een voertuig als doel dat dit nadeel vermijdt en waarbij de verbinding van de bokken aan de langliggers beter en veiliger is, en waarbij bij thermoplastische kunststof deze verbinding ook een lasverbinding kan zijn.
Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt doordat de langsliggers minstens ter plaatse van de bokken uit minstens een kokerprofiel bestaan en elk van de bokken twee evenwijdige wangen bevat die met hun bovenste gedeelten aan weerszijden tegen vlakke zijwanden van een kokerprofiel aansluiten en daartegen zijn gelijmd of, bij thermoplastische kunststof in het composietmateriaal, eventueel gelast.
<Desc/Clms Page number 3>
De wangen kunnen van aan de buitenkant tegen de langsliggers worden vastgemaakt, hetgeen een gemakkelijker controleerbare bevestiging en dus een betere bevestiging mogelijk maakt.
Indien verder naar lassen wordt verwezen dan is dit alleen voor de gevallen dat de kunststof van het composietmateriaal thermoplastisch is. Dergelijke kunststof kan zowel gelijmd als gelast worden. Thermohardbare kunststof kan alleen gelijmd worden. In beide gevallen kan bijkomstig of tijdelijk een mechanische bevestiging bijvoorbeeld door bouten of klinknagels toegepast zijn.
Bij voorkeur bevat elke langsligger ter plaatse van een bok minstens twee boven elkaar opgestelde en aan elkaar gelijmde of gelaste kokerprofielen.
Het onderstel kan een oplegger zijn en een zwanenhals bezitten, waarbij de zwanenhals gevormd is door minstens een onderliggend kokerprofiel dat onder minstens een bovenste en zich over nagenoeg de lengte van het onderstel uitstrekkend kokerprofiel is vastgelijmd of gelast, waarbij ter plaatse van een bok, de langsligger van meer dan een onderliggend kokerprofiel kan voorzien zijn.
Elk kokerprofiel is in hoofdzaak rechthoekig met twee zijwanden en twee verbindingswanden.
Daarbij kan minstens een van de verbindingswanden in zijn buitenzijde en in zijn lengterichting voorzien zijn van minstens een groef en daarnaast minstens een overeenkomstige ribbe, en bij voorkeur is elke verbindingswand in zijn buitenzijde en in zijn lengterichting voorzien zijn van
<Desc/Clms Page number 4>
minstens een groef en daarnaast minstens een overeenkomstige ribbe, waarbij de ribbe en de groef in de buitenzijde van de ene verbindingswand omgewisseld zijn ten opzichte van de ribbe en de groef in de andere verbindingswand.
Van twee op elkaar geplaatste kokerprofielen dringt de ribbe van de ene in de groef van de andere, ongeacht of het ene kokerprofiel rechtop of ondersteboven op het andere wordt geplaatst.
Dit vermijdt het schuintrekken bij het opspannen van de kokers bij het drogen van de lijm bij het verlijmen.
Een van de zijwanden van het kokerprofiel ook verlengd zijn met een buiten een verbindingswand uitstekende rand die smaller is dan de zijwand zelf terwijl de andere zijwand tegen dezelfde verbindingswand van een overeenkomstige uitsparing is voorzien zodat de uitstekende rand van een gelijkaardig kokerprofiel in de uitsparing past terwijl in de uitsparing van dit laatste kokerprofiel dan de uitstekende rand past van het eerstgenoemde kokerprofiel.
Van twee op elkaar geplaatste kokerprofielen dringt aan weerszijden de uitstekende rand van de ene in de uitsparing van de andere, en kan hij in de uitsparing worden gelijmd.
Dit belet ook het kromtrekken bij het drogen van de lijm maar vergroot daarenboven het lijmoppervlak. Daarenboven wordt bij het aan elkaar lijmen van de kokers ook een verticaal lijmvlak verkregen.
Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te
<Desc/Clms Page number 5>
tonen is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend 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 een doorsnede weergeeft volgens de lijn III-III in figuur 1, op grotere schaal getekend ;
figuur 4 op dezelfde schaal als figuur 3 een doorsnede weergeeft volgens de lijn IV-IV in figuur 1 ; figuur 5 een doorsnede weergeeft analoog aan deze van figuur 4, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 6 een doorsnede weergeeft volgens de lijn VI-VI in figuur 1 ; figuur 7 in perspectief de doorsnede weergeeft volgens lijn VII-VII in figuur 2, maar uitsluitend van de elementen in composiet materiaal ; figuur 8 een doorsnede weergeeft analoog aan deze van figuur 4, maar met betrekking tot een andere uitvoeringsvorm van de uitvinding ; figuur 9 in perspectief een doorsnede weergeeft analoog aan deze van figuur 7, maar met betrekking tot een nog andere uitvoeringsvorm van de uitvinding.
In figuur 1 is een combinatie weergegeven van een trekker 1 en een oplegger 2 die een voertuig volgens de uitvinding vormt.
<Desc/Clms Page number 6>
Op een gebruikelijke manier bestaat de oplegger 2 uit een chassis 3 dat achteraan rust op wielstellen 4, waarvan er voor de eenvoud slechts een in de figuren is weergegeven, en waarop een niet weergegeven vloer en/of bovenbouw is aangebracht.
Het chassis 3 is in hoofdzaak gevormd door twee langsliggers 5 en daartussen gemonteerde dwarsliggers 6.
Zowel de langsliggers 5 als de dwarsliggers 6 zijn uit composietmateriaal vervaardigd dat bestaat uit met vezels versterkte kunststof.
De kunststof kan zowel thermohardbaar zijn, bijvoorbeeld polyester, als thermoplastisch zijn zoals onder meer polypropyleen en polyamide, terwijl geschikte versterkingsvezels onder meer glasvezels, koolstofvezels, kevlarvezels of aramidevezels zijn.
Elk van de langsliggers 5 bezit een in de lengterichting veranderende hoogte doordat het naargelang de plaats in deze richting uit een, twee, drie of zelfs vier boven elkaar opgestelde kokerprofielen 7 bestaat.
Het bovenste kokerprofiel 7 strekt zieh over de volledige lengte van de langsligger 5 uit en vooraan, boven de achterkant van de trekker 1 bezit de langsligger 5 uitsluitend dit kokerprofiel 7. Vooraan is aan deze bovenste kokerprofielen 7 van de twee langsliggers 5 een dwarsplaat, bij voorkeur van hetzelfde composietmateriaal, bevestigd, die de king-pin draagt waarmee de oplegger 2 aan de trekker 1
<Desc/Clms Page number 7>
wordt gekoppeld.
Achter de trekker 1 en tot het achterste uiteinde van de oplegger 2 bezitten de langsliggers 5 een tweede kokerprofiel 7 onder het voornoemde.
Ter plaatse van de bokken 8 waarmee de wielas 9 van het wielstel 4 opgehangen is aan het chassis 3, bezit in de uitvoeringsvorm zoals weergegeven in de figuren 1, 2 en 7 elke langsligger 5 nog twee bijkomende kokerprofielen 7 en dus vier kokerprofielen 7 boven elkaar.
Op de wielas 9, die draaibaar of vast is, zijn twee wielen 10 vast, respectievelijk draaibaar, vastgemaakt.
Deze kokerprofielen 7 kunnen door technieken zoals "pultrusie"of"continuous compressing molding" vervaardigd worden. Deze laatste techniek bestaat erin door in een verwarmde matrijs de kunststof en de versterkingsvezels of een mat van voor-geimpregneerde 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.
Zoals in detail is weergegeven in figuur 3, bezit een kokerprofiel 7 een in hoofdzaak rechthoekige doorsnede met twee zijwanden 12 en 13, en twee smallere verbindingswanden 14 en 15 waarvan de ene dikker en de andere dunner is dan de zijwanden 12 en 13.
In de in de figuur 3 bovenaan gelegen verbindingswand 14 is de buitenzijde in de lengterichting van een ribbe 16 en een
<Desc/Clms Page number 8>
groef 17 voorzien.
De in deze figuur onderaan gelegen verbindingwand 15 is eveneens aan de buitenzijde van een gelijkaardige ribbe 16 en groef 17 voorzien, waarbij evenwel'de ribbe 16 en de groef 17 omgewisseld zijn, of met andere woorden tegenover een ribbe 16 in de verbindingswand 14 is in de verbindingswand 15 de groef 17 gelegen.
Zoals weergegeven in figuur 4 kunnen. twee dergelijke kokerprofielen 7 op elkaar gelijmd worden waarbij het onderste kokerprofiel 7 ondersteboven is ten opzichte van het bovenste en de ribbe 16 en de groef 17 van de verbindingswand 15 van het bovenste kokerprofiel 7 in, respectievelijk over, de groef 17 en de ribbe 16 past van de verbindingswand 15 van het onderste kokerprofiel 7.
Door de in elkaar passende ribben 16 en groeven 17 wordt tijdens het lijmen een zijdelingse verschuiving vermeden en wordt ook het kromtrekken tengevolge van het krimpen van de lijm tijdens het drogen van de lijm vermeden. Tijdens het drogen van de lijm kunnen de twee kokerprofielen 7 vastgeklemd worden tussen twee wanden die tegenover de verbindingswanden 15 de zijwanden 13 naar elkaar drukken.
Om het zijdelings afschuiven nog meer te beletten en een nog sterkere lijmverbinding tussen twee kokerprofielen 7 te verkrijgen, kan in een uitvoeringsvorm, zoals weergegeven in figuur 5, de zijwand 13 voorbij de verbindingswand 15 verlengd zijn door een rand 18 waarvan de dikte ongeveer de helft is van de dikte van de zijwand 13 en waarvan de buitenzijde in het vlak ligt van de buitenzijde van de
<Desc/Clms Page number 9>
zijwand 13.
De dikte van de andere zijwand 12 is tegen de verbindingswand 15, over een hoogte overeenkomstig de breedte van de rand 18, gehalveerd, zodat aan de buitenzijde een uitsparing 19 wordt gevormd waarin een rand 18 van een ander kokerprofiel 7 past.
Het is duidelijk dat door de randen 18 die in uitsparingen 19 gelijmd worden ook verticaal gerichte lijmverbindingen worden verkregen.
Wanneer twee kokerprofielen 7 op elkaar worden gekleefd, wordt aan een zijde de rand 18 van het bovenste kokerprofiel 7 in een uitsparing 19 van het onderste kokerprofiel 7 gelijmd terwijl, aan de andere zijde, de rand 18 van het onderste kokerprofiel 7 in de uitsparing 19 van het bovenste kokerprofiel 7 wordt gelijmd.
Daar waar de langsligger 5 drie kokerprofielen 7 boven elkaar bezit, wordt het derde kokerprofiel 7 tegen de onderkant, dit is de verbindingswand 14, van het onderste kokerprofiel 7 van het bovenste paar gelijmd.
Voor de uitvoeringsvorm van het derde kokerprofiel 7 met een rand 18 moet deze rand 18 onderaan gelegen zijn en kan hij eventueel worden verwijderd. Voor de uitvoeringsvorm zonder rand 18 kan het derde kokerprofiel 7 rechtopstaand of ondersteboven gelijmd worden.
Daar waar een langsligger 5 plaatselijk vier boven elkaar gelegen kokerprofielen 7 bezit, is een paar kokerprofielen 7 zoals weegegeven in figuur 6 of in figuur 7 gelijmd op een
<Desc/Clms Page number 10>
paar gelijkaardige kokerprofielen 7 zoals weergegeven in figuur 6, een paar kokerprofielen 7 gelijk aan dit zoals weergegeven in figuur 4 gelijmd op een paar kokerprofielen 7 gelijk aan dit zoals weergegeven in figuur 5.
Op het bovenste kokerprofiel 7 kan een afdekprofiel 20 gelijmd zijn dat, complementair aan de ribbe 16 en de groef 17 in de bovenzijde van dit kokerprofiel 7, een groef 17 en een ribbe 16 bezit.
Dit afdekprofiel 20 bezit aan weerszijden en iets lager dan zijn bovenzijde een zijwaarts uitstekende rand 21. Op de randen 21 van de afdekprofielen 20 van de twee langsliggers 5 kan bijvoorbeeld een vloer worden gelegd of bevestigd.
In een variante kan elk kokerprofiel 7 aan weerszijden op zijn zijwanden 13, op een kleine afstand van zijn verbindingswand 14, een naar buiten gerichte rand 22 bezitten zoals weergegeven in figuur 8. Een afdekprofiel 20 is dan overbodig.
Zoals in detail in figuur 2 is weergegeven, rusten de uiteinden van de wielas 9 elk in een kussen 23 dat via een ophanging 11 met een langsligger 5 van het chassis 3 verbonden is onder tussenkomst van een bok 8.
Deze bok 8 is eveneens uit composietmateriaal vervaardigd, bijvoorbeeld door de zogenoemde "hand lay-up" methode of door vorming onder hitte en druk, het zogenoemde "compressing moulding"of nog uit gepultrudeerde platen.
Deze bok 8 bestaat uit twee wangen 24 die in feite vlakke
<Desc/Clms Page number 11>
platen zijn, die tegen de vlakke zijkanten van de langsligger 5 zijn gelijmd zoals in detail is weergegeven in figuur 7.
De wangen 24 sluiten dus met een groot oppervlak aan tegen de buitenzijden van de zijwanden 12 of 13 van de vier kokerprofielen 7 en strekken zich uit tot tegen een rand 21 of 22.
Het is duidelijk dat, indien de kokerprofielen 7 van het type zijn dat in figuur 8 is weergegeven, de randen 22 op de kokerprofielen 7 met uitzondering van de bovenste moeten worden verwijderd daar waar de wangen 24 gelegen zijn.
Onderaan steken de wangen 24 van de bok 8 onder de langligger 5 uit en onder deze langliggers is tussen de wangen 24 de bladveer 25 van de ophanging 11 scharnierbaar bevestigd. Op een afstand van de bok 8 is de wielas 9 onder tussenkomst van het kussen 23 door bevestigingsmiddelen 26 op de bladveer 25 vastgemaakt.
De ophanging 11 bevat verder een schokdemper 27 tussen het kussen 23 en de bok 8 en een, met een niet weergegeven persluchtbron verbonden, luchtbalg 28 tussen het vrije uiteinde van de bladveer 28 en de onderkant van de langsligger 5.
De dwarsliggers 6 zijn eveneens uit voornoemd composietmateriaal vervaardigd en kunnen buisvormig zijn met op hun uiteinden flenzen die aan de langsliggers 5 vastgelijmd worden. Een ervan kan, zoals weergegeven in figuur 2, aan de binnenste wangen 24 van twee bokken 8 worden gelijmd.
<Desc/Clms Page number 12>
De verkregen kokerprofielconstructie van de langsliggers 5 zorgt voor lichte liggers met een bijzondere weerstand tegen torsie. De dwarsliggers 6 houden niet alleen de twee langsliggers 5 op hun plaats, maar vangen ook de torsiekrachten van het chassis 3 in de langsrichting op.
Wanneer de kokerprofielen 7 en de dwarsliggers 6 van een composietmateriaal zijn vervaardigd met een thermoplastische kunststof dan kan het lijmen vervangen worden door lassen zodat bijzondere uitvoeringsvormen van de uitvinding overeenkomen met hiervoor beschreven uitvoeringsvormen maar waarbij "gelijmd" door "gelast" werd vervangen.
Het maximaal aantal kokerprofielen 7 moet niet noodzakelijk vier zijn. In sommige gevallen kan drie of zelfs twee reeds voldoende zijn. Belangrijk is dat de zwanenhals wordt gevormd door een toename naar achter toe van het aantal kokerprofielen 7.
De kokerprofielen 7 moeten niet noodzakelijk in hun verbindingswanden 14 en 15 juist een ribbe 16 en een groef 17 bezitten. Ze kunnen ook bijvoorbeeld twee ribben en twee groeven bezitten, maar het aantal groeven 17 en ribben 16 moet gelijk zijn opdat een kokerprofiel 7 met willekeurig de verbindingswand 14 of de verbindingswand 15 tegen de verbindingswand 15 van het andere kokerprofiel 7 zou kunnen gelijmd worden.
De kokerprofielen 7 kunnen eventueel ook geen ribben 16 en groeven 17 bezitten en in figuur 9 is trouwens een uitvoeringsvorm weergegeven die in hoofdzaak van de hiervoor
<Desc/Clms Page number 13>
beschreven uitvoeringsvormen verschilt doordat, enerzijds, de kokerprofielen 7 geen ribben 16 en groeven 17 in hun verbindingswanden 14 en 15 bezitten, maar wel voorzien zijn een rand 18 in het verlengde van de zijwand 13 en een uitsparing 19 in de zijwand 12 en, anderzijds, ook ter plaatse van een bok 8 slechts twee dergelijke kokerprofielen 7 aanwezig zijn.
Deze kokerprofielen 7 zijn met hun verbindingswanden 15 aan elkaar gelijmd terwijl de rand 18 van elk van de kokerprofielen 7 in een uitsparing 19 van het andere kokerprofiel gelijmd is.
Daarenboven is er geen afdekprofiel 20 aanwezig maar zijn randen 22 aanwezig zoals in de uitvoeringsvorm van figuur 8, evenwel uitsluitend op het bovenste kokerprofiel 7.
De twee wangen 24 van de bok 8 zijn tot tegen deze randen 22 tegen de zijwanden 12 en 13 van het paar kokerprofielen 7 gelijmd.
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.