DE10028278B4

DE10028278B4 - Portalachse

Info

Publication number: DE10028278B4
Application number: DE10028278A
Authority: DE
Inventors: Paul Dipl.-Ing. Lenz; Alfred Dipl.-Ing. Junk
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2000-06-07
Filing date: 2000-06-07
Publication date: 2008-11-13
Anticipated expiration: 2020-06-08
Also published as: WO2001094135A1; CA2409322A1; HUP0303362A2; EP1286844A1; DE10028278A1; JP2003535744A; US20030137121A1

Abstract

Portalachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere Omnibusse, mit einem Gehäuse, in dem ein Differenzial angeordnet ist, das mit zwei Achswellen verbunden ist und mit einer Aufhängung zur Verbindung des Gehäuses mit dem Fahrzeug, die ein- oder mehrteilige Federträger aufweist, die einerseits am Gehäuse und andererseits über Federungs- und/oder Dämpfungselemente am Fahrzeug befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federträger aus kernlos voll gegossenem Metall bestehen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Portalachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere Omnibusse, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Portalachsen für Omnibusse sind lange bekannt. Durch diese soll eine möglichst tiefliegende Ladefläche bzw. Flurhöhe unmittelbar zwischen den angetriebenen Rädern geschaffen werden. So beschreibt die DE 22 56 121 A eine Achsanordnung für Omnibusse, bei welcher mittels Gelenkwellen das Differenzial einer Omnibusachse tiefer als die eigentlichen Radantriebswellen gelegt wird. Dadurch können den Rädern separate Untersetzungsgetriebe vorgeordnet werden.
Aus der gattungsbildenden EP 599 293 B2 ist eine angetriebene Achsanordnung für Fahrzeuge bekannt, mit einem zentralen Gehäuse, mit Aufhängungselementen, die das zentrale Gehäuse mit dem Fahrzeug verbinden, mit einem Hauptantrieb, der im zentralen Gehäuse angeordnet ist und der eine Differenzialgetriebeeinheit aufweist, mit seitlichen Antrieben, die an den äußeren Enden des zentralen Gehäuses angeordnet sind, mit Radnabeneinheiten, die jeweils mit den seitlichen Antrieben verbunden sind, wobei ein Portalabstand zwischen einer Mittelachse, einer Differenzialgetriebeeinheit, die im zentralen Gehäuse angeordnet ist und einer Längsachse der Radnabeneinheiten vorgesehen ist, wobei die Aufhängungselemente, die das zentrale Gehäuse mit dem Fahrzeug verbinden an Gehäusen der seitlichen Antriebe in integrierter Weise befestigt sind und wobei die Gehäuse der seitlichen Antriebe, das zentrale Gehäuse und die Aufhängungselemente als eine kompakte Einheit ausgebildet sind, mit Aufhängungselementen, die im wesentlichen C-förmige Arme ebenso wie Verbindungspunkte zur Befestigung der Achsanordnung am Fahrzeug aufweisen.
Die Aufhängungselemente und die Gehäuse der seitlichen Antriebe sind also bei dieser bekannten Portalachse einstückig ausgebildet, wobei die im wesentlichen C-förmigen Arme aus einem geschlossenen Profil hergestellt werden, die an den Enden der Arme, die vom zentralen Gehäuse entfernt sind, Luftfedern und Schwingungsdämpfer tragende Dämpfungselemente aufweisen.
Diesen bekannten Portalachsen ist gemeinsam, dass die dabei verwendeten einteiligen oder mehrteiligen Federträger als gegossene Bauteile mit einem Innenkern und mit Kernstützen hergestellt werden. Diese Federträger bzw. Federträgerhälften sind daher relativ groß im Volumen, da sie einen Innenkern aufweisen. Zusätzlich werden die Federträger durch die erforderlichen Kernstützen in den kritischen Bereichen geschwächt. Aus gießtechnischer Sicht können die Kernstützen nicht entfallen. Aufgrund der großen Bauweise sind diese Federträger damit relativ schwer.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die Federträger bzw. Federträgerhälften für die Portalachsen von insbesondere Omnibussen derart auszugestalten, dass zum einen eine Gewichtsersparnis erzielt und zum anderen eine Kostenreduzierung bei der Herstellung ermöglicht wird.
Ausgehend von einer Portalachse der eingangs näher genannten Art, erfolgt die Lösung dieser Aufgabe mit dem im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmal; vorteilhafte Ausgestaltungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
Erfindungsgemäß ist also vorgesehen, dass die Federträger aus kernlos voll gegossenem Metall bestehen. Dadurch können der bisher erforderliche Innenkern und die ebenfalls bisher erforderlichen Kernstützen entfallen.
Festigkeitskritisch ist in der Regel der Krümmungsbereich zwischen der Luftfeder und dem Portalgehäuse. In diesem Bereich werden erfindungsgemäß wahlweise oben oder unten Höcker angebracht, die den Federträger in diesem Bereich stabilisieren.
Mit dem erfindungsgemäß ausgestalteten Federträger wird eine Gewichtsersparnis von ca. 20% pro Träger bzw. pro Trägerteil erzielt. Die Kostenreduzierung beruht auf dem Entfall des Innenkerns und der Kernstützen. Zugleich wird eine Verbesserung des Flächenträgheitsmomentes erreicht.
Eine optimale Gestaltung des erfindungsgemäßen Federträgers ist gegeben, wenn dieser nach oben hin, d. h. in Richtung zur Fahrzeugunterseite gekrümmt ausgestaltet ist.
Im Bereich zwischen der Anbindung an das Gehäuse und der ersten Auflage, z. B. für die Luftfeder, ist es vorteilhaft, wenn der Federträger möglichst geradlinig ausgebildet ist. Dies ist verständlicherweise nur innerhalb der Grenzen möglich, welche durch den Reifenfreigang vorgegeben sind.
Im folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert, in der vorteilhafte Ausführungsbeispiele dargestellt sind.
Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Federträgers,
2 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Federträgers,
3 bis 7 verschiedene perspektivische Ansichten von erfindungsgemäßen Federträgern und
8 eine perspektivische Ansicht eines einstückigen Federträgers für einen Reisebus.
Portalachsen für Kraftfahrzeuge und insbesondere Omnibusse sind dem Fachmann gut bekannt, sodass in den Figuren nur die für das Verständnis der Erfindung wesentlichen Teile dargestellt sind. Üblicherweise weisen die Portalachsen ein Gehäuse auf, in dem ein Differenzial angeordnet ist, das mit zwei Achswellen verbunden ist, sowie eine Aufhängung zur Verbindung des Gehäuses mit dem Fahrzeug, die ein- oder mehrteilige Federträger aufweist, die einerseits am Gehäuse und andererseits über Dämpfungselemente bzw. Federungselemente am Fahrzeug befestigt sind.
Ein Teil eines zweiteiligen Federträgers ist in 1 in perspektivischer Ansicht dargestellt, wobei dieser Federträger in herkömmlicher Weise einen (zeichnerisch nicht dargestellten) Innenkern, sowie zwei Kernstützen 1, 2 aufweist. Ein derartiger Federträger ist großvolumig, da er einen Innenkern aufweist. Zusätzlich wird der Träger durch die eingesetzten Kernstützen 1, 2 in seinen kritischen Bereichen geschwächt. Aus gießtechnischer Sicht können diese Kernstützen nicht entfallen. Aufgrund seiner Bauweise ist ein derartiger Federträger relativ schwer.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht eines kernlos voll gegossenen erfindungsgemäßen Federträgers. Dabei entfällt der bisher erforderliche Innenkern mit seinen Kernstützen. Fertigkeitskritisch ist in der Regel der Krümmungsbereich 3 zwischen der Luftfeder und dem Portalgehäuse. In diesem Bereich werden nun wahlweise unten oder oben Höcker 4 angeordnet, die das Bauteil in diesem Bereich stabilisieren. Gemäß 2 ist der Höcker 4 auf der Unterseite angedeutet.
3 zeigt in perspektivischer Ansicht eine Seitendarstellung eines erfindungsgemäßen Federträger und 4 eine Draufsicht. 5 zeigt eine Stirnansicht des erfindungsgemäßen Federträgers und 6 eine teilweise aufgeschnittene Seitenansicht. 7 zeigt eine Darstellung, ähnlich derjenigen in 2 und 8 zeigt einen einstückigen Federträger gemäß der Erfindung, d. h. als kernlos voll gegossenes Bauteil ohne Innenkern und ohne Kernstützen, der sich insbesondere zum Einsatz für Reisebusse eignet.
Wie bereits erwähnt, weist ein kernlos voll gegossener Federträger für die Portalachsen von Omnibussen eine Gewichtsersparnis von ca. 20% pro Träger auf, wobei durch den Entfall von Innenkern und Kernstützen eine billigere Herstellung möglich ist. Gleichzeitig wird der Vorteil eines verbesserten Flächenträgheitsmomentes erzielt.

1: Kernstütze
2: Kernstütze
3: Bereich
4: Höcker

Claims

Portalachse für Kraftfahrzeuge, insbesondere Omnibusse, mit einem Gehäuse, in dem ein Differenzial angeordnet ist, das mit zwei Achswellen verbunden ist und mit einer Aufhängung zur Verbindung des Gehäuses mit dem Fahrzeug, die ein- oder mehrteilige Federträger aufweist, die einerseits am Gehäuse und andererseits über Federungs- und/oder Dämpfungselemente am Fahrzeug befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Federträger aus kernlos voll gegossenem Metall bestehen.
Portalachse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der Krümmung (3) der Federträger zwischen Federelement und Gehäuse die Festigkeit erhöhende Höcker (4) vorgesehen sind.
Portalachse nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Federträger in Richtung zur Fahrzeugunterseite hin gekrümmt sind.
Portalachse nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Federträger im Bereich zwischen ihrer Anbindung an das Gehäuse und ihrer ersten Auflage nahezu geradlinig ausgebildet sind.