CN113165461A - 车轴安装装置 - Google Patents

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Abstract

一种车轴安装装置(1)，尤其是用于商用车辆的车轴安装装置，其包括环绕元件(10)、端部元件(20)、至少一个紧固元件(30)和安全装置(40)，其中，所述车轴安装装置(1)被配置成将第一底盘部件(A)夹紧到第二底盘部件(L)，所述第一底盘部件特别是车轴，所述第二底盘部件特别是控制臂，其中，所述环绕元件(10)被配置成布置在布置第一底盘部件(A)上，其中，所述端部元件(20)被配置成布置在所述第二底盘部件(L)上，其中，所述环绕元件(10)具有至少两个腿部(12)，每个所述腿部沿着腿部方向(S)延伸，其中，所述端部元件(20)在所述两个腿部(12)之间延伸或被配置成在所述两个腿部(12)之间延伸，其中，所述紧固元件(30)将所述端部元件(20)与所述环绕元件(10)夹紧，或被配置成将所述端部元件(20)与所述环绕元件(10)夹紧，其中，所述安全装置(40)是形状配合安全装置和/或用于形成形状锁定的构件，其中，所述形状配合安全装置用于在所述车轴安装装置(1)的一部分，尤其是所述腿部(12)的一部分发生机械故障或切断时以形状锁定的方式限制和/或防止分离部分在所述腿部方向(S)上的位移。

Description

车轴安装装置
技术领域
本发明涉及车轴安装装置和用于安装车轴安装装置的方法。
背景技术
车轴安装装置在现有技术中是已知的，并用于将车轴固定到控制臂上，尤其是拖臂上。这些车轴安装装置通常具有夹紧连接，以将车轴夹紧到控制臂上。这些夹紧连接需要大量维护，因为它们必须在操作期间重新拧紧，以实现安全连接。此外，存在如下风险：如果这种夹紧连接被释放，特别是通过切断车轴安装装置的零件或者由于部件故障，可能会造成损坏，尤其是对人身造成伤害。这种情况的原因在于，例如，作为夹紧的结果，在车轴安装装置中存储了高度变形能量，在松开装置时会突然释放这些能量，使得飞出的零件可能会伤害维修人员。
发明内容
因此，本发明的任务是提供车轴安装装置和用于安装车轴安装装置的方法，它们提供了高度的安全性并减少了维护工作量。
根据权利要求1所述的车轴安装装置和根据权利要求12所述的用于安装车轴安装装置的方法来实现此任务。从从属权利要求、说明书和附图中可以得到其它的优点和特征。
根据本发明，一种特别是用于商用车辆的车轴安装装置，其包括环绕元件、端部元件、至少一个紧固元件和安全装置，其中，车轴安装装置被配置成用于将第一底盘部件(特别是车轴)和第二底盘部件(特别是控制臂)夹紧，环绕元件被配置成布置在第一底盘部件上，端部元件被配置成布置在第二底盘部件上，环绕元件具有至少两个腿部，每个腿部沿腿部方向延伸，其中，端部元件在两个腿部之间延伸或者被配置成在两个腿部之间延伸，其中，紧固元件将端部元件和环绕元件夹紧，或者被配置成将端部元件与环绕元件夹紧，其中，安全装置是形状配合安全装置和/或是用于形成形状配合安全装置的构件，形状配合安全装置用于在车轴安装装置的一部分(尤其是腿部的一部分)发生机械故障或切断时以形状配合(form-fit)或形状锁定(positive locking)的方式限制和/或防止分离部件在腿部方向上的位移。换言之，根据本发明的车轴安装装置的目的还在于，特别是通过力配合连接和/或形状配合连接，将第一底盘部件和第二底盘部件夹紧或将它们相对固定。例如，第一底盘部件和/或第二底盘部件可以由轴杆、车轴(特别是轴管)、控制臂(特别是拖臂)形成，第一底盘部件优选为连接有车轴或轴杆的车轮的车辆底盘部件。第二底盘部件尤其可以是车架或轴杆和/或车轴悬架的一部分，例如拖臂。环绕元件或围绕元件被配置成直接或间接地位于第一底盘部件上。环绕元件的这种布置特别允许环绕元件可以优选地将力直接传送到第一底盘部件。这种力传递最好是力配合的和/或形状配合的，例如通过环绕元件围住第一底盘部件。与环绕元件类似，端部元件用于直接或间接地布置在所述第二底盘部上，其中，这种布置还用于将力从端部元件传递到第二底盘部件。从端部元件到第二底盘部件的力传递也可以是形状配合的和/或力配合的。将环绕元件和端部元件固定到第一或第二底盘部件上，使得该连接在安装状态下通过力配合和/或形状配合来固定(不可移动)。环绕元件具有至少有两个腿部，它们在腿部方向上延伸。腿部方向尤其是至少一个腿部延伸的方向。腿部延伸的方向优选为包围相应腿部的理论/假想圆柱体的旋转对称轴。可替换地或另外优选地，腿部的方向也可以由腿部的将固定元件固定到环绕元件的区域的延伸方向形成。车轴安装装置的端部元件在环绕元件的两个腿部之间延伸，其中，“在……之间延伸”在这种情况下是指两个腿部通过端部元件相互连接且/或力可以通过端部元件直接和/或间接地从一个腿部传递到另一个腿部。端部元件可以是独立于腿部的部件，这使得安装特别容易。替代地，端部元件也可以与两个腿部中的一者一体地形成，以确保端部元件与腿部之间具有特别机械弹性的连接。车轴安装装置的紧固元件用于将端部元件与环绕元件夹紧，尤其是将端部元件与其中一个腿部夹紧。优选地，这可以通过如下方式实现：环绕元件和端部元件至少部分地、优选地完全地包围第一和第二底盘部件。通过将端部元件与紧固元件夹紧，车轴安装装置能够将第一底盘部件与第二底盘部件夹紧，从而通过车轴安装装置将第一底盘部件牢固地固定到第二底盘部件上。例如，紧固元件可以由螺母形成。优选地，环绕元件的尤其是远端部(特别是腿部)均具有用于固定紧固元件的固定结构，例如螺纹。这些固定结构优选地不是车轴安装装置的腿部侧安全装置或只是其一部分。车轴安装装置的安全装置可以是例如形状配合安全装置和/或用于形成形状配合装置或形状锁定装置的构件。形状配合安全装置或形状锁定装置可由相对于腿部方向横向地延伸的螺栓形成且/或由腿部上的突起部形成。安全装置可替代地或另外优选地还可由用于形成形状配合安全装置的构件形成。例如，这些用于形成形状配合安全装置的构件可以是导致车轴安装装置的部件(尤其是紧固元件和/或环绕元件和/或端部元件)塑性变形的构件，尤其是在将第一底盘部件夹紧或安装在第二底盘部件上期间。这可以通过设置凹槽来实现，例如，在夹紧期间或在车轴安装装置的安装过程期间，通过车轴安装装置的一个或多个组件的塑性变形至少部分地填充凹槽，从而实现形状配合或形状锁定。形状配合安全装置被配置成在发生机械故障(例如，车轴安装装置的过载或车轴安装装置的一部分的切断，尤其是其中一个腿部的的切断)时以形状锁定的方式限制和/或防止分离部件的位移(尤其是四处飞舞)，尤其是在腿部方向(正方向和负方向)上的位移。在这种情况下，限制是指形状配合装置可允许分离部件与车轴安装装置的其余部分(特别是腿部)之间存在间隙，但该间隙是有限的，使得分离部件不能不受控制地四处飞舞。例如，车轴安装装置的一部分的切断或剪断可能是有意的分离或无意的分离，如机械过载的情况。例如，如果要拆卸车轴安装装置，则可能需要有意的分离。这种有意的断开尤其可以通过使用角磨机来实现。安全装置被配置成在车轴安装装置的一部分发生机械故障或被切断时防止部件四处飞舞，从而可以提供特别高的安全性。此外，这也减少了维护工作量，因为在维修车轴安装装置时不再需要外部安全装置。
优选地，腿部在第一底盘部件的两侧延伸或被配置成在第一底盘部件的两侧延伸。这使得车轴安装装置或第一底盘部件在第二底盘部件上的固定特别简单和安全。换言之，“在两侧延伸”可以指腿部的一部分在第一底盘部件的一侧延伸且另一腿部在底盘部件的另一侧延伸，使得至少在某些区域中，两个腿部尤其包围第一底盘部件。可选地或另外优选地，腿部在第二底盘部件的两侧延伸，或者被配置成在第二底盘部件的两侧延伸。
可建议的是，环绕元件使用U形支架。由此，能够实现特别低成本的车轴安装装置，因为环绕元件可以被特别成本地配置成U形支架。可建议的是，U形支架或环绕元件的腿部至少在某些区域具有圆形和/或椭圆形的横截面。由此，简化环绕元件的组装，尤其避免锐边造成的伤害。
优选地，环绕元件和/或端部元件由金属、优选钢、特别优选弹簧钢制成。这使得第一底盘部件能够特别安全地固定到第二底盘部件上。为了防止腐蚀，可建议的是，在环绕元件和/或端部元件上涂覆防腐涂层，例如油漆和/或镀锌。
可建议的是，将紧固元件固定在环绕元件上，尤其使得只能不可逆地从环绕元件拆下紧固元件，尤其是不能在非破坏的情况下拆卸紧固元件。以此方式，可以将紧固元件特别安全地固定在环绕元件上。这种类型的固定特别经济，因为这种连接所需的维护工作量尤其是特别低。在本文中，“固定”可以指紧固元件固定在环绕元件上。具体而言，可通过在装配期间使紧固元件的至少一部分(尤其是与保持结构接触的部分)塑性变形来实现固定，使得固定不仅是力配合的，也是形状配合的。这可以例如通过使用哈克螺栓或锁紧螺栓有利地实现。
有利的是，端部元件具有至少一个贯通部，其中一个腿部延伸穿过该贯通部，或者该贯通部被配置成使得其中一个腿部延伸穿过该贯通部。以此方式，可以实现端部元件和环绕元件之间的特别简单的连接。此外，通过以形状配合或形状锁定的方式包围环绕元件(尤其是环绕元件的腿部)，还可以防止漂移，特别是垂直于腿部方向的漂移，从而可以实现特别安全的固定。贯通部可以被配置为钻孔，因为这可以实现贯通部的特别经济的生产。
优选地，安全装置是环绕元件和/或端部元件和/或紧固元件的一部分。以此方式，可以实现特别节省空间的车轴安装装置，因为安全装置不必被配置为单独的组件，而是由已经存在的组件形成。
有利的是，环绕元件的至少两个腿部均具有安全装置，从而每个腿部都能够发生机械故障或被切断，然而切断部分的位移被形状配合安全装置形状配合地限制和/或阻止。特别有利地是，环绕元件的每个腿部具有安全装置。
在有利的实施例中，安全装置包括突出部，突出部优选地横向延伸，尤其优选地相对于腿部方向垂直地延伸，其中，突出部从一个腿部延伸。由此，能够实现特别经济的车轴安装装置，因为这种安全装置易于制造。例如，突出部可以被配置为腿部的加厚部分，其形状特别是椭圆形或圆形。以此方式，可以容易地实现安全装置，并且此外，现有系统也可以容易地用这种环绕元件来改装。这种加厚部分的椭圆形或圆形是指加厚部分在垂直于腿部的相应方向的平面上的横截面。为了确保腿部上的加厚部分牢固地固定，加厚部分可以与腿部一体制成，也可以通过形状锁定接合，特别是通过胶合或焊接固定到腿部上。
在优选的其它实施例中，腿部的平均直径与突出部的直径的比率在0.49到0.92的范围内，优选在0.63到0.80的范围内，并且特别优选在0.65至0.785的范围内。腿部的平均直径可以是沿腿部方向的平均直径。突出部的相关直径尤其是突出部的最大直径。在这种情况下，“直径”特别是指包围相关横截面的最小圆的直径。当腿部的平均直径与突出部的直径的比率在0.49至0.92的范围内时，可以实现特别容易制作的环绕元件，从而可以节省成本。当比率在0.63至0.80的范围内时，可以实现分离部件位移的特别安全的保持或限制。在0.65至0.785的比率的情况下，可以实现车轴安装装置的特别简单的装配。
优选地，安全装置包括凹槽，凹槽被配置成当端部元件被与环绕元件夹紧时使紧固元件发生塑性变形，使得凹槽与紧固元件的塑性变形部分形成形状配合或形状锁定。这是一个特别简单和紧凑的用于形成形状配合安全装置的方式。换言之，可通过将紧固元件的一部分塑性变形到紧固装置的凹槽中来形成形状配合安全装置，从而使塑性变形部分限制和/或防止车轴安装装置的分离部分发生位移，尤其防止车轴安装装置的腿部的分离部分发生位移。例如，通过由铝和/或钢制造紧固元件，可以促进紧固元件的塑性变形，因为这两种材料都允许高度塑性变形。
在优选实施例中，凹槽设置在端部元件的至少一个贯通部内，由此凹槽特别为环形状。通过在端部元件的贯通部内设置用于塑性变形的凹槽，可以实现特别紧凑的车轴安装装置或用于形成形状锁定的构件。除此之外，端部元件中的凹槽还具有以下优点：可以安全地吸收塑性变形所需的特别高的机械载荷。通过将凹槽配置为环形凹槽，除其他外，该凹槽可以通过诸如车削之类的特别低成本制造工艺来制造，从而可以节省成本。除了低成本生产的优点外，环形结构还具有可以促进或方便紧固元件的塑性变形的优点。
有利的是，车轴安装装置包括弹簧垫，弹簧垫布置在第一底盘部件和第二底盘部件之间，或者被配置成布置在第一底盘部件和第二底盘部件之间，弹簧垫具有至少一个开口，腿部延伸穿过开口，或者开口被配置成使得腿部延伸穿过该至少一个开口。通过在车轴安装装置中提供弹簧垫，可以实现第一底盘部件与第二底盘部件的特别安全的连接，特别是因为可以降低局部产生的表面压力。因此，弹簧垫可以像垫圈一样布置在第一底盘部件和第二底盘部件之间，其中各个接触面必须分别适配于第一底盘部件和/或第二底盘部件的外部几何形状，以实现局部表面压力的降低。优选地，弹簧垫的用于腿部通道的开口被配置成使得安全装置可以穿过开口以确保简化装配。
本发明还涉及一种用于组装车轴安装装置的方法，车轴安装装置尤其用于商用车辆，其中车轴安装装置包括环绕元件、端部元件和紧固元件。该方法包括以下步骤：
-将环绕元件连接到端部元件，
-在第一底盘部分上，尤其是在车轴上布置环绕元件，
-在第二底盘部件上，尤其是在控制臂上布置端部元件，
-通过紧固元件将环绕元件与端部元件夹紧，
-其中，在夹紧期间，紧固元件弹性地变形，使得紧固元件不可逆地固定到环绕元件和/或端部元件。
车轴安装装置可以具有已经描述的特征，使得尤其地，车轴安装装置的环绕元件、端部元件和紧固元件可以由已经描述的环绕元件、端部元件和/或紧固元件形成。术语“不可逆地固定到环绕元件”是指将紧固元件固定到环绕元件上，使其不能在不损坏的情况下从紧固元件上分离，但至少必须破坏紧固元件和/或环绕元件才能分离此连接。例如，通过紧固元件的塑性变形，例如使用液压机进行变形，可以实现不可逆的固定。具体而言，该塑料不可逆固定被配置成使得紧固元件固定地连接至环绕元件和/或端部元件，使得相关元件之间不会发生相对运动。
在优选实施例中，车轴安装装置是根据上述类型之一的车轴安装装置。
附图说明
下文参照附图进行的说明给出了本发明的其他优点和特征。所描绘的实施例的各个特征也可以在其他实施例中使用，除非明确排除了这一点。
图1示出了车轴安装装置的视图；
图2示出了环绕元件；
图3示出了通过环绕元件的一个腿部的横截面图；
图4示出了车轴安装装置的局部视图；
图5和图6分别示出了用于在车轴安装装置上形成形状配合安全装置的构件。
具体实施方式
图1示出了车轴安装装置1，其包括环绕元件10。端部元件20布置在环绕元件10的腿部12之间。紧固元件30将端部元件20与端部元件20夹紧，从而将第一底盘部件A与第二底盘部件L夹紧。在第一底盘部件A(在所示实施例中，其由轴管形成)和第二底盘部件L(在所示的实施例中，其由拖臂形成)之间，弹簧垫50布置成使得在第一底盘部件A和第二底盘部件L上局部出现的表面压力最小化。图1示意地示出了左腿部12与右腿部12一样在腿部方向S上延伸，左腿部12可通过分离工具T沿分离线TL分离。腿部12中的机械张力可导致分离部分沿腿部方向S移动或飞走，从而该分离部分可能对人身造成伤害和/或损伤。为了防止这种情况，图1所示的车轴安装装置1具有不可发觉的安全装置40，以限制和/或防止切断部分在腿部方向S上的位移。
图2示出了车轴安装装置1的环绕元件10。该环绕元件10具有两个腿部12，它们彼此平行地排列并在腿部方向S上延伸。每个腿部12在上三分之一处具有突出部42(该三分之一面向腿部的自由端)，突出部42相对于腿部方向S横向地延伸。突出部42形成车轴安装装置1的安全装置的至少一部分。
图3示出了图2中的突出部42的两种不同的主要形式。原则上可以从图2中看出图3所示的截面(B-B)的位置。图3的上半部分示出了腿部12的突出部42的卵形形状或椭圆形状，其中，突出部的直径D42大于腿部12的直径D12。图3的下部示出了腿部12的突出部42的另一种形状，其中，突出部42具有圆形横截面。
图4示出了组装或安装后的车轴安装装置1的横截面。环绕元件10的腿部12具有突出部42，在这里所示的安装状态下，突出部42在腿部方向S上与端部元件20之间具有间隙。环绕元件10的腿部12被引导穿过端部元件20的贯通部22。如果腿部12或环绕元件10在腿部方向S上在突出部42下方被切断和/或发生机械故障，则突出部42以形状配合或形状锁定的方式限制和/或防止(上方的)切断部分位移，从而使突出部42与端部元件20一起形成安全装置40。为了能够将环绕元件10和端部元件20夹紧，车轴安装装置1具有至少一个紧固元件30。在图4所示的实施例中，所示的腿部12延伸穿过弹簧垫50的开口52，该开口52被配置成足够大，使得突出部42可以被引导穿过开口52，以简化装配。
图5和图6示出了用于安全装置40的示例性实施例，其描绘了用于形成强制锁定保护的构件。图5示出了紧固元件30与端部元件20或环绕元件10夹紧前不久的情况。如图6所示，紧固元件30在负的腿部方向S上具有环形突出部，该突出部被配置成通过将紧固元件30与端部元件20夹紧而发生塑性变形，使得在端部元件20的环形凹槽44中形成安全装置40。
附图标记
1-车轴安装装置
10-环绕元件
12-腿部
20-端部元件
22-贯通部
30-紧固元件
40-安全装置
42-突出部
44-凹槽
50-弹簧垫
52-开口
A-第一底盘部件
D12-腿部12的直径
D42-突出部42的直径
L-第二底盘部件
S-腿部方向
T-分离工具
TL-分离线

Claims (13)

1.一种尤其用于商用车辆的车轴安装装置(1)，其包括环绕元件(10)、端部元件(20)、至少一个紧固元件(30)和安全装置(40)，
其中，所述车轴安装装置(1)被配置成将第一底盘部件(A)夹紧到第二底盘部件(L)，所述第一底盘部件尤其是车轴，所述第二底盘部件尤其是控制臂，
其中，所述环绕元件(10)被配置成布置在布置第一底盘部件(A)上，
其中，所述端部元件(20)被配置成布置在所述第二底盘部件(L)上，
其中，所述环绕元件(10)具有至少两个腿部(12)，每个所述腿部沿着腿部方向(S)延伸，
其中，所述端部元件(20)在所述两个腿部(12)之间延伸或被配置成在所述两个腿部(12)之间延伸，
其中，所述紧固元件(30)将所述端部元件(20)与所述环绕元件(10)夹紧，或被配置成将所述端部元件(20)与所述环绕元件(10)夹紧，
其中，所述安全装置(40)是形状配合安全装置和/或用于形成形状锁定的构件，
其中，所述形状配合安全装置用于在所述车轴安装装置(1)的一部分，尤其是所述腿部(12)的一部分发生机械故障或被切断时以形状锁定的方式限制和/或防止分离部分在所述腿部方向(S)上的位移。
2.根据权利要求1所述的车轴安装装置(1)，
其中，所述腿部(12)在所述第一底盘部件(A)的两侧延伸，或者被配置成在所述第一底盘部件(A)的两侧延伸。
3.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，其中，所述环绕元件(10)是U形支架。
4.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，其中，所述紧固元件(30)固定在所述环绕元件(10)上，优选地使得只能不可逆地，尤其不能以非破坏性的方式从所述环绕元件(10)上拆卸所述紧固元件(30)。
5.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，其中，所述端部元件(20)具有至少一个贯通部(22)，一个所述腿部(12)延伸穿过所述贯通部，或者所述贯通部被配置成允许一个所述腿部(12)延伸穿过。
6.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，其中，所述安全装置(40)是所述环绕元件(10)和/或所述端部元件(20)和/或所述紧固元件(30)的一部分。
7.根据权利要求6所述的车轴安装装置(1)，
其中，所述安全装置(40)包括突出部(42)，所述突出部尤其相对于所述腿部方向(S)垂直地延伸，
其中，所述突出部(42)从一个所述腿部(12)延伸。
8.根据权利要求7所述的车轴安装装置(1)，
其中，所述腿部(12)的平均直径(D12)与所述突出部(42)的直径(D42)的比率在0.49至0.92的范围内，优选在0.63至0.80的范围内，并且最优选在0.65至0.785的范围内。
9.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，
其中，所述安全装置(40)包括凹槽(44)，所述凹槽被配置成当所述端部元件(20)与所述环绕元件(10)被夹紧时使所述紧固元件(30)塑性变形。
10.根据权利要求9所述的车轴安装装置(1)，其中，所述凹槽(44)布置在所述端部元件(20)的所述至少一个贯通部(22)内，并且其中，所述凹槽(44)尤其是环形的。
11.根据前述任一项权利要求所述的车轴安装装置(1)，包括弹簧垫(50)，
其中，所述弹簧垫(50)布置在所述第一底盘部件(A)和所述第二底盘部件(L)之间，或者被配置成布置在所述第一底盘部件(A)和所述第二底盘部件(L)之间，
其中，所述弹簧垫(50)具有至少一个开口(52)，腿部(12)延伸穿过所述至少一个开口，或者所述至少一个开口(52)被配置成允许腿部(12)延伸穿过它。
12.一种用于安装车轴安装装置(1)的方法，所述车轴安装装置尤其用于商用车辆，
其中，所述车轴安装装置(1)包括环绕元件(10)、端部元件(20)和紧固元件(30)，
所述方法包括以下步骤：
-将所述环绕元件(10)连接到所述端部元件(20)
-将所述环绕元件(10)布置在第一底盘部件(A)上，所述第一底盘部件尤其是车轴，
-将所述端部元件(20)布置在第二底盘部件(L)上，所述第二底盘部件尤其是控制臂，
-通过所述紧固元件(30)将所述环绕元件(10)与所述端部元件(20)夹紧，
其中，所述紧固元件(30)在夹紧期间塑性变形，使得所述紧固元件(30)不可逆地固定到所述环绕元件(10)和/或所述端部元件(20)。
13.根据权利要求12所述的用于安装车轴安装装置(1)的方法，其中，所述车轴安装装置(1)是根据权利要求1至11中任一项所述的车轴安装装置(1)。
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