CN115476620A - 车辆刚性轴及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆刚性轴(8)，其具有轴梁(2)、至少两个纵臂(12)以及至少一个空气弹簧波纹管(62)，在轴梁(2)的端部分别设置有轴颈(16)或轮架(48)，至少两个纵臂(12)刚性连接到轴梁(2)，并且至少一个空气弹簧波纹管(62)被分配给相应的纵臂(12)。本发明还涉及一种用于制造该车辆刚性轴(8)的方法。为了使车辆刚性轴(8)适应现代驱动概念，本发明提出在中空体(26)中提供电驱动器(52、54)的至少一个部件，该电驱动器的驱动轴(50)穿过轴颈(16)。在根据本发明的方法中，为了形成在两个纵臂(12)之间延伸的至少一个轴颈连接部分(20)、与轴颈连接部分连接的纵臂(12)、以及用于电驱动器的至少一个部件(52、54)的容器(29)，形成由金属板制成的两个壳体元件(4、6)，并将两个壳体元件相互连接，特别地，将两个壳体元件相互焊接，以形成围绕容纳空间的中空体(26)。电驱动器的至少一个部件(52、54)安装在容纳空间中。

Description

车辆刚性轴及其制造方法
技术领域
本发明涉及一种车辆刚性轴。
背景技术
在DE10140856B4中提出的刚性车辆轴具有由两个相互连接的壳 体元件形成的轴梁部分。在这些壳体元件之间形成有中空体。在现有 技术中，中空体容纳用于支撑刚性车辆轴的弹簧波纹管，并且为此目 的在中空体中具有相应的支架。
发明内容
本发明基于说明满足现代驱动概念的要求的刚性车辆轴的问题。
鉴于此，本发明提出了一种刚性车辆轴，该刚性车辆轴具有轴梁、 至少两个纵臂以及至少一个支架，在轴梁的端部分别布置有轴颈或轮 架，并且至少两个纵臂刚性连接到轴梁，并且至少一个支架被分配给 相应纵臂。至少一个空气弹簧波纹管被分配给相应纵臂。通过相互连 接的两个壳体元件来形成在两个纵臂之间延伸的至少一个轴颈连接部 分以及与轴颈连接部分相邻的纵臂。两个壳体元件在彼此之间形成中 空体。电驱动器的至少一个部件设置在中空体中。电驱动器的驱动轴 穿过轴颈。
根据本发明的刚性车辆轴基本上根据DE102019201518A1的说明 书设计。因此，关于设计，基本上可以参考该现有技术。然而，根据 本发明的刚性车辆轴在中空体内不具有弹簧支架。确切地说，中空体 适于容纳电驱动器的至少一个部件，该电驱动器设置在中空体内部并 连接到中空体。
在这种情况下，至少电驱动器的输出轴通常与刚性车辆轴的轴颈 或轮架同轴。
DE102013009188A1描述了发电机在套筒中的布置，该套筒通过 凸缘连接与轴颈连接。该轴颈被驱动轴穿透到车辆刚性轴的轮子。在 现有技术中，该轮子驱动发电机。对于由电驱动器驱动的卡车的半拖 车的电驱动器来说，类似解决方案是公知的。然而，凸缘连接不足以 抵抗扭转和弯曲。因此，用于将电驱动器基本上布置在车辆的刚性轴 内的先前已知的方案不满足要求。
这就是本发明的切入点。如前述现有技术DE102019201518A1中 所述，两个壳体元件优选通过焊接连接在一起。这产生了尺寸稳定的 中空体。已经表明，该中空体能够抵抗从电驱动器传递到车轮的转矩。 空心体还具有足够的抗弯曲和抗扭性。
根据本发明的另一优选实施例，根据本发明的刚性车辆轴具有插 入开口，该插入开口用于在基本上与驱动轴的轴向延伸成直角的方向 上插入电驱动器的至少一个部件。与具有用于插入电驱动器的套筒的 先前已知的解决方案相比，这产生了简化组装的经扩大安装空间。安 装空间不受限制。相反，空心体可以被制造成具有任何尺寸。通过对 壁厚的适当选择和/或通过对两个壳体元件进行成形，可以获得空心体 在挠曲和扭转方面提供的刚度。
此外，根据本发明的解决方案还提供了以简单的方式，例如通过 从外部旋拧，将电驱动器的至少一个部件连接到至少一个壳体元件的 可能性。这种旋拧还通过插入开口简化，该插入开口允许基本上在垂 直于驱动轴的轴向延伸的方向上插入。
这同样适用于电驱动器的至少一个部件的机械阻尼。这些部件通 常是电驱动器，并且可能是设置在驱动轴和电驱动器之间的传动装置。
上述类型的刚性车辆轴在操作过程中受到相当大的机械应力，特 别是由于振动和冲击。这些冲击不仅在弯曲和扭转方面对车辆刚性轴 施加应力。确切地说，这些冲击通常直接传递到安装在刚性车辆轴内 的部件上。然而，电驱动系统的部件对这种冲击的容限被减小了。因 此，根据本发明的另一个优选实施例，建议将电驱动器的至少一个部 件与机械阻尼元件的插入一起施加在至少一个壳体元件上。该组件通 常通过在阻尼元件的插入下旋拧至少一个部件来完成。阻尼元件相对 于电驱动器的至少一个部件而阻尼车辆轴所受到的振动或冲击，使得 不存在由于冲击而损坏相应部件的风险。
按照本身已知的方式，根据本发明的另一优选实施例，刚性车辆 轴由弹簧波纹管支撑，特别地，由空气弹簧波纹管支撑。为此，至少 一个壳体元件形成用于支撑空气弹簧波纹管的弹簧控制台。弹簧控制 台可以特别地形成为用于前述插入开口的盖。盖可以完全或部分地突 出到空腔中，从而与拖车的底盘相比，刚性车辆轴的总高度减小。
根据其辅助方面，本发明提出了一种制造刚性车辆轴的方法。
该方法基本上对应于DE102019201518A1中描述的方法。关于刚 性车辆轴的优选的其它实施例，也可以参考本公开。
附图说明
本发明的其它优点和细节由以下结合附图对实施例的描述而产 生：
图1示出了本发明的车辆刚性轴的实施例的透视侧视图；
图2示出了根据图1的刚性轴的下壳体元件的透视俯视图；
图3示出了根据图1的刚性轴的上壳体元件的透视俯视图；
图4示出了如图2所示的下壳体元件在焊接到车辆刚性轴的其它 部件上之后的透视图；以及
图5示出了组装后的实施例的纵向剖视图。
具体实施方式
附图示出了由附图标记2标记的轴梁，该轴梁通过将下壳体元件 4和上壳体元件6连接而形成。两个壳体元件4、6通过焊接连接在一 起以形成轴梁2。连接线通常在轴梁2上的弯曲载荷的中性纤维中延 伸。
两个壳体元件4、6一起形成轴梁部分10，纵臂12和支架14。图 1仅示出了整个车辆刚性轴8的一半。轴梁部分10的远端位于车辆的 中心纵向轴线上，规则地位于卡车拖车的中心纵向轴线上。因此，在 标记为L的纵向轴线的另一侧，重复图1中向左示出的结构。
在相对于轴梁部分10与支架14相对的一侧上，焊接有轴颈16， 该轴颈16装配有常规形状的制动器安装凸缘18。轴颈16通过摩擦焊 接连接到轴颈连接部分20，轴颈连接部分20一半由下壳体元件4形 成，一半由上壳体元件6形成。
轴承套22焊接到纵臂12的远端，其容纳通常设计的关节轴承24 的其它部件。
如图2和图3特别示出，轴梁2在连接的壳体元件4、6之间形成 由附图标记26标记的中空体，使得轴梁部分10和轴颈连接部分20 终止于具有圆形横截面的中空管。纵臂12也被焊接到轴承套22上作 为一个在端部成圆锥形逐渐变细的空心体。
图2和图3中所示的深拉壳体元件4和6可以形成半轴梁，其仅 具有一个纵臂12和支架14以及轴颈连接部分20。然而，相应的壳体 元件4、6也可以相对于纵向轴线L对称地成形，并因此形成轴颈连 接部分20、与轴颈连接部分20相邻的纵臂12以及分配给纵臂12的支架14。
通过这种方式，可以通过下面更详细说明的深拉和一些精加工步 骤简单且经济地生产轴梁2。用于制造下壳体元件和上壳体元件的起 始材料，即待深拉的板，具有变化的壁厚，以便对应于轴梁2上的不 同应力。例如，纵臂12通常由比轴梁部分10或轴颈连接部分20更薄 的板材制成。例如，可以通过轮廓轧制(TRB-Tailor Rolled Blank)或 通过焊接具有不同壁厚的板来制备不同的板厚度。轴引导件12的壁厚 比部分10和20的壁厚小2mm-4mm。例如，形成纵臂12的板可以具 有8mm的厚度，而部分10、20以约10mm的壁厚形成。
如图2和图3的对比所示，与下壳体元件4相同的上壳体元件最 初通过成形而形成，从而在图2中标记为附图标记28的下壳体元件4 的基部被切出以形成设置在上壳体元件6上的中心插入开口30。中心 插入开口20提供通向中空体26内的容器29的通道。
该插入开口30位于包括轴线46和在两个连接的壳体元件4、6 之间的分割面的平面内。因此，轴线46同心地穿过轴颈16以及轴颈 连接部分20和轴主体部分10。轴线46形成标记有参考标记48的轮 架的旋转轴线，轮架48通过滚柱轴承旋转地支撑在轴颈16上。该轮架48连接到驱动轴50，驱动轴50在图5中将轮架48连接到变速箱 52，变速箱52安装在电动机54的输出侧。电动机54和变速箱52连 接并实现为结构单元。该结构单元58、54通过插入阻尼元件56而螺 栓连接在下壳体元件4上，具体地说是其支架14上。
相对大的插入开口30允许电驱动器的相对大的部件52、54的插 入。为了维护或修理的目的，也可以拆卸这些部件52、54，而不必拆 卸拖车的整个车轴。电驱动器的部件52、54容纳在容器29内。
图5用附图标记58表示空气弹簧承载件，其覆盖插入开口30， 并且通常随后可拆卸地连接到上壳体元件6，并且例如作为板形空气 弹簧承载件58拧到上壳体元件6。空气弹簧承载器58承载空气弹簧 60，空气弹簧60以本身已知的方式具有空气弹簧波纹管62，空气弹 簧波纹管62以本身已知的方式相对于实际拖车支撑轴梁2。
附图标记列表
2-轴梁
4-下壳体元件
6-上壳体元件
8-车辆刚性轴
10-轴梁部分
12-纵臂
14-支架
16-轴颈销
18-制动器安装凸缘
20-轴颈连接部分
22-轴承套
24-关节轴承
26-中空体
28-基部
29-容器
30-插入开口
32-柱塞
34-浸入式开口
36-压痕
38-固定孔
40-轴承元件
42-支脚
44-轴承孔
46-轴线
48-轮架
50-驱动轴
52-变速箱
54-电动机
56-阻尼元件
58-空气弹簧承载件
60-空气弹簧
62-空气弹簧波纹管

Claims (8)

1.车辆刚性轴(8)，其具有轴梁(2)、至少两个纵臂(12)以及至少一个空气弹簧波纹管(62)，在所述轴梁(2)的端部分别设置有轴颈(16)或轮架(48)，所述至少两个纵臂(12)刚性连接到所述轴梁(2)，并且所述至少一个空气弹簧波纹管(62)被分配给相应的纵臂(12)，
其中，在所述两个纵臂(12)之间延伸的至少一个轴梁部分(10)以及与所述轴梁部分(10)相邻的纵臂(12)由两个壳体元件(4、6)形成，所述两个壳体元件(4、6)彼此连接并在彼此之间形成中空体(26)，
其中，在所述中空体(26)中设置有电驱动器的至少一个部件(52、54)，所述电驱动器的驱动轴(50)穿过所述轴颈(16)。
2.根据权利要求1所述的车辆刚性轴(8)，其中，所述中空体(26)具有插入开口(30)，所述插入开口(30)被设计成适于在基本上与所述驱动轴(50)的轴向范围成直角的方向上插入所述电驱动器的所述至少一个部件(52、54)。
3.根据权利要求1所述的车辆刚性轴(8)，其中，所述电驱动器的所述至少一个部件(52、54)连接到所述壳体元件(4、6)中的至少一者，特别地，从外部螺纹连接到所述壳体元件(4、6)中的至少一者。
4.根据权利要求3所述的车辆刚性轴(8)，其中，所述电驱动器的所述至少一个部件(52、54)随着机械阻尼元件(56)的插入而抵靠所述至少一个壳体元件(4、6)。
5.根据权利要求1所述的车辆刚性轴(8)，其中，所述壳体元件(4、6)中的至少一者具有用于支撑所述空气弹簧波纹管(62)的空气弹簧承载件(58)。
6.用于制造车辆刚性轴(8)的方法，所述车辆刚性轴(8)具有轴梁(2)、至少两个纵臂(12)以及至少一个支架(14)，在所述轴梁(2)的端部分别布置有轴颈(16)或轮架(48)，并且所述至少两个纵臂(12)刚性连接到所述轴梁(2)，并且所述至少一个支架(14)被分配给相应纵臂(12)以支撑空气弹簧波纹管(62)，
为了形成在所述两个纵臂(12)之间延伸的至少一个轴颈连接部分(20)、与所述轴颈连接部分(20)连接的纵臂(12)、以及用于电驱动器的至少一个部件(52、54)的容器(29)，形成由金属板制成的两个壳体元件(4、6)，并将形成的所述两个壳体元件相互连接，特别地，将形成的所述两个壳体元件相互焊接，以形成围绕所述容器(29)的中空体(26)，并且所述电驱动器的至少一个部件安装在所述容器(29)中。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述两个壳体元件(4、6)首先成形为相同的部件，并且为了形成上壳体元件(6)，包括所述支架(14)的部件的一部分被切除。
8.根据权利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述壳体元件(4、6)中的至少一者由厚度变化的金属板形成。
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