DE102005022745A1 - Rigid axle assembly for vehicle is made by passing swinging arm in straight line through opening in axle body and welding them together - Google Patents

Rigid axle assembly for vehicle is made by passing swinging arm in straight line through opening in axle body and welding them together Download PDF

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Abstract

The swinging arm (3) is passed in a straight line through an opening (9) in the body of the axle (2) and they are welded together. Both are hollow, made as e.g. hydroformed bodies of sheet steel, and have similar thickness. Various other attached mountings and fittings for components of the running gear are described.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Achsaggregat mit einer einen starren Achskörper aufweisenden Fahrzeugachse, mit je einem Führungslenker beidseits der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene, welcher an seinem vorderen Ende an einem chassisfesten Lager angelenkt und davon im Abstand starr mit dem Achskörper verbunden ist und welcher im Bereich seines hinteren Endes das untere Auflager eines Federelements, z.B. einer Luftfeder, bildet, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis abstützt.The The invention relates to a bogie with a rigid axle body having vehicle axle, each with a guide arm on both sides of the vertical vehicle longitudinal median plane which hinged at its front end to a chassis fixed bearing and of which is rigidly connected at a distance to the axle body and which in the region of its rear end, the lower support of a spring element, e.g. an air spring forms, on top of which the vehicle chassis supported.

Bei derartigen Achsaggregaten (vgl. DE 693 21 199 T2 ) ist ein rohrförmiger Achskörper durch kastenförmige Führungslenker hindurch gesteckt und vorzugsweise über den Achskörper vollständig umschließende oder nahezu geschlossene Muffen zwischen Achskörper und Führungslenker mit den Führungslenkern verschweißt. Derartige Achsaggregate zeigen insbesondere in Verbindung mit bestimmten Fahrzeugarten und hohen Beanspruchungen Grenzen der Belastbarkeit, hauptsächlich in Form von Anrissen in den Führungslenkern. Außerdem ist für die Achsrohre mit rundem Querschnitt und standardmäßigem Durchmesser eine verhältnismäßig hohe Wandstärke erforderlich, was die Herstellungskosten und das Systemgewicht erhöht.In such axle assemblies (see. DE 693 21 199 T2 ) is a tubular axle body inserted through box-shaped guide arm and preferably welded over the axle body completely enclosing or almost closed sleeves between axle and guide arm with the guide arms. Such bogies show, especially in connection with certain types of vehicles and high stresses limits the capacity, mainly in the form of cracks in the guide rods. In addition, for the axle tubes with round cross-section and standard diameter, a relatively high wall thickness is required, which increases the manufacturing cost and system weight.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Achsaggregat der eingangs genannten Art vorzuschlagen, welches bei mindestens gleicher Betriebssicherheit geringeres Systemgewicht aufweist und kostengünstiger herstellbar ist.task The present invention is a bogie of the initially mentioned type, which at least the same reliability has lower system weight and is cheaper to produce.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Achsaggregat der eingangs genannten Art bspw. im Wesentlichen dadurch gelöst, dass der jeweilige Führungslenker durch eine Öffnung des Achskörpers hindurch gesteckt und mit diesem verbunden insbesondere verschweißt ist. Dabei kann der Führungslenker z.B. senkrecht zur Achskörperachse und gradlinig durch die Öffnung hindurch gesteckt sein. Es kann aber – abhängig von den Haltebock- und/oder Federelementmitten – auch konstruktiv sinnvoll sein den betreffenden Führungslenker mehr oder weniger schräg durch den Achskörper zu stecken.These Task is according to the invention in a Achsaggregat of the type mentioned, for example. Essentially solved, that the respective leader through an opening of the axle body inserted through and connected to this particular welded. In this case, the guide arm e.g. perpendicular to the axle axis and straight through the opening be stuck through. But it can - depending on the bracket and / or Spring element centers - too be structurally meaningful to the relevant leader more or less aslant through the axle body to stick.

Durch eine entsprechende volumenmäßige Vergrößerung des Achskörpers ist es möglich, dessen Wandstärke etwa auf die der aus Stahlblech hergestellten Führungslenker zu reduzieren. Ein derartig gewichtsoptimierter Achskörper erhält dann besonders in seiner vertikalen Ausdehnung eine Größenordnung, welche es ermöglicht, entsprechend geformte Führungslenker aus vorzugsweise vergleichbarem Material durch den Achskörper hindurch zu stecken und anschließend damit so, z.B. durch Schweißen, zu verbinden, dass alle auftretenden Kräfte dauerhaft übertragen werden. Der Achskörper kann dabei auch einen asymmetrischen Querschnitt haben, und zwar einerseits wegen der aufgrund der verhältnismäßig geringen Wandstärke erforderlichen maßlichen Gesamtausdehnung und andererseits wegen eines in Fahrtrichtung möglichst geringen Abstandes zwischen der Mitte der Achsstummel und den Federelementen. Ein wesentlichen Vorteil der erfindungsgemäßen Lösung besteht zudem darin, dass durch die geradlinigen kreuzförmig ineinander gesteckten Teile die jeweiligen Kraftflüsse (Achsbiegung und Achstorsion einerseits und Kraftfluss Balg – Haltebock andererseits) nicht umgelenkt werden. Umlenkungen von Kraftverläufen führen fast immer zu Spannungskonzentrationen, welchen konstruktiv besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden muss.By a corresponding increase in volume of the axle body Is it possible, its wall thickness about to reduce the produced of sheet steel guide arm. Such a weight-optimized axle body receives then especially in his vertical extension of an order of magnitude, which makes it possible correspondingly shaped guide link preferably made of comparable material through the axle body to stick and then so that, e.g. by welding, to connect that transmitted all forces permanently become. The axle body can also have an asymmetric cross-section, on the one hand because of due to the relatively low Wall thickness required dimensional Overall extent and on the other hand because of one in the direction of travel as possible small distance between the center of the stub axle and the spring elements. A significant advantage of the solution according to the invention is also that by the straight-line cruciform nested parts of the respective power flows (Achsbiegung and Achstorsion on the one hand and power flow bellows - holding bracket on the other) not be redirected. Deflections of force courses almost always lead to stress concentrations, which constructive special attention must be paid.

In besonderer Ausgestaltung der Erfindung sind also sowohl der Achskörper als auch die Führungslenker als Hohlprofilformkörper aus Stahlblech ausgebildet, wobei insbesondere die Wandstärke des Achskörpers etwa der Wandstärke der Führungslenker entsprechen und der Achskörper einen asymmetrischen Querschnitt haben kann.In special embodiment of the invention are therefore both the axle as also the leader as a hollow profile molding formed of sheet steel, wherein in particular the wall thickness of axle body about the wall thickness the leader correspond and the axle body may have an asymmetrical cross-section.

Die Enden des Achskörpers sind vorzugsweise kreiszylindrisch zur Aufnahme kreiszylindrischer Achszapfen, bspw. durch eine Klemm- oder Schweißverbindung.The Ends of the axle body are preferably circular cylindrical for receiving circular cylindrical Achszapfen, eg. By a clamping or welding connection.

In Weiterbildung des Erfindungsgedankens können/kann ferner der Achskörper und/oder der Führungslenker Einformungen zur Aufnahme wenigstens eines Teils eines der Federelemente aufweisen, so dass ein möglichst geringer Abstand zwischen der Achskörperachse und den Federelementen eingehalten werden kann. So kann bspw. das Federelement, wie ein Luftfederbalg, mit seiner Rundung insbesondere wegen der dort vorgesehenen Öffnung in den Achskörper hineinragen.In Further development of the inventive idea can / can also the axle body and / or the leader Indentations for receiving at least a portion of one of the spring elements have, so that as possible small distance between the axle axis and the spring elements can be complied with. For example, the spring element, such as a Air bellows, with its rounding in particular because of the opening provided there in the axle body protrude.

Die besondere Formgestaltung des Achskörpers und/oder der Führungslenker kann mittels Hydroforming (Innenhochdruck-Umformen = IHU) einfach erreicht werden.The special design of the axle body and / or the guide link can easily by hydroforming (hydroforming = hydroforming) be achieved.

In das vordere Ende der Führungslenker ist gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal eine Lagermuffe eingeschweißt, welche dann von einem entsprechenden Lagerzapfen eines an dem Fahrzeugchassis befestigten Lagerbockes aufgenommen werden kann.In the front end of the guide link is according to one Another feature of the invention, a bearing sleeve welded, which then from a corresponding journal on the vehicle chassis attached bearing block can be added.

Mit der Erfindung wird auch vorgeschlagen, dass in den Wandungen der Führungslenker Öffnungen für die Aufnahme von Funktionselementen einer Bremsanlage und/oder den Durchtritt eines Stoßdämpfers freigehalten sind. Hierdurch wird eine kompakte und stabile Bauweise erzielt, wobei die genannten Elemente besonders geschützt liegen.With the invention it is also proposed that in the walls of the guide arm Öffnun conditions for receiving functional elements of a brake system and / or the passage of a shock absorber are kept free. As a result, a compact and stable construction is achieved, wherein said elements are particularly protected.

Die Befestigung des jeweiligen Stoßdämpfers an dem Führungslenker liegt bei einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung in diesem und weist eine zweischnittige Schraubverbindung auf, wobei vorzugsweise das Dämpferauge außen über eine rohrförmige Hülse direkt an der Außenwand des Führungslenkers und innen über ein gesondertes Blechteil mit Muttergewinde erfolgt.The Attach the respective shock absorber the leader lies in a further embodiment of the invention in this and has a two-section screw connection, wherein preferably the damper eye outside via a tubular sleeve directly on the outside wall of the leader and inside over a separate sheet metal part is done with female thread.

Das Blechteil ist dabei im Wesentlichen in Dämpferkraftrichtung innerhalb des Führungslenkers angeordnet und auf der dem Dämpferauge gegenüber liegenden Seite mit der Bodenwand des Führungslenkers verbunden.The Sheet metal part is essentially in the damper force direction within arranged the guide arm and on the damper eye across from lying side connected to the bottom wall of the guide arm.

Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der Erfindung, auch unabhängig von deren Zusammenfassung in einzelnen Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further Objectives, features, advantages and applications of the invention result from the following description of exemplary embodiments with reference to FIG Drawing. All described and / or illustrated features form for themselves or in any combination the subject of the invention, also independently their summary in individual claims or their dependency.

Es zeigen:It demonstrate:

1 in Schrägansicht (teilweise weggebrochen) ein die Erfindung aufweisendes Achsaggregat, 1 in an oblique view (partially broken away) a bogie having the invention,

2 in Draufsicht eine Hälfte des Achsaggregats gemäß 2, und 2 in plan view, one half of the axle according to 2 , and

3 das Achsaggregat gemäß 1 und 2 in Seitenansicht. 3 the bogie according to 1 and 2 in side view.

Das in den Figuren dargestellte Achsaggregat hat eine Fahrzeugachse 1 mit einem starren Achskörper 2. Beidseits der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene E befindet sich jeweils ein Führungslenker 3.The axle assembly shown in the figures has a vehicle axle 1 with a rigid axle body 2 , On both sides of the vertical vehicle longitudinal center plane E is in each case a guide link 3 ,

Die Führungslenker 3 sind an ihrem vorderen Ende 4 je an einem chassisfesten Lager 5 angelenkt. Hierzu dient ein von einer vorne angeschweißten Lagermuffe 12 umgriffener Lagerzapfen 22 eines an dem Fahrzeugchassis 8 befestigten Lagerbockes 19.The leader 3 are at their front end 4 depending on a chassis fixed bearing 5 hinged. This purpose is served by a bearing sleeve welded from the front 12 surrounded journal 22 one on the vehicle chassis 8th attached bearing block 19 ,

Im Abstand von dem vorderen Ende 4 ist der jeweilige Führungslenker 3 mit dem Achskörper 2 verbunden. Der nach hinten über den Achskörper 2 hinausragende Bereich des hinteren Endes 6 des Führungslenkers 3 bildet das untere Auflager eines als Luftfeder dargestellten Federelements 7, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis 8 abstützt.At a distance from the front end 4 is the respective leader 3 with the axle body 2 connected. The back over the axle body 2 projecting area of the rear end 6 of the leader 3 forms the lower support of a spring element shown as an air spring 7 on top of which is the vehicle chassis 8th supported.

Erfindungsgemäß ist der jeweilige Führungslenker 3 durch eine Öffnung 9 des Achskörpers 2 bei der dargestellten Ausführung im Wesentlichen geradlinig hindurch gesteckt und mit diesem verschweißt. Sowohl Achskörper 2 als auch Führungslenker 3 sind als Hohlprofilformkörper aus Stahlblech geformt. Dabei ist die Wandstärke des Achskörpers 2 etwa der Wandstärke der Führungslenker 3. Der Querschnitt des Achskörpers 2 ist asymmetrisch, wobei jedoch die Enden 20 des Achskörpers 2 kreiszylindrisch zur Aufnahme kreiszylindrischer Achszapfen 10 ausgebildet sind. Die Achszapfen 10 können bspw. mittels einer Klemmeinrichtung 23 an den äußeren Enden 20 des Achskörpers 2 festgelegt sein. Zu diesem Zweck können die Enden 20 mit einem achsparallelen Schlitz 24 versehen sein.According to the invention, the respective guide link 3 through an opening 9 of the axle body 2 inserted in the illustrated embodiment substantially straight through and welded to it. Both axle body 2 as well as leader 3 are shaped as a hollow profile molding made of sheet steel. Here is the wall thickness of the axle body 2 about the wall thickness of the guide link 3 , The cross section of the axle body 2 is asymmetric, but the ends 20 of the axle body 2 circular cylindrical for receiving circular cylindrical journal 10 are formed. The axle journal 10 can, for example, by means of a clamping device 23 at the outer ends 20 of the axle body 2 be set. For this purpose, the ends 20 with an axis-parallel slot 24 be provided.

Der Achskörper 2 und/oder der Führungslenker 3 weisen/weist ferner Einformungen 11 zur Aufnahme wenigstens eines Teils eines der Federelemente 7 auf, um den Abstand zwischen Achszapfen 10 und Federelement 7 in Fahrzeuglängsrichtung möglichst gering zu halten.The axle body 2 and / or the guide link 3 have / also has indentations 11 for receiving at least a part of one of the spring elements 7 on to the distance between journals 10 and spring element 7 Keep as small as possible in the vehicle longitudinal direction.

In den oberen Wandungen und den Seitenwandungen der Führungslenker 3 sind Öffnungen 13, 14 freigehalten, wobei die Öffnungen 13 zur Aufnahme von Funktionselementen einer (nicht dargestellten) Bremsanlage dienen und die Öffnungen 14 für den Durchtritt eines Stoßdämpfers 15 bestimmt sind.In the upper walls and the side walls of the guide link 3 are openings 13 . 14 kept free, with the openings 13 for receiving functional elements of a (not shown) brake system and the openings 14 for the passage of a shock absorber 15 are determined.

Die Befestigung des jeweiligen Stoßdämpfers 15 an dem Führungslenker 3 liegt in diesem und weist eine zweischnittige Schraubverbindung 21 auf. Dabei ist das Dämpferauge 16 außen über eine rohrförmige Hülse 17 direkt an der Außenwand des Führungslenkers 3 und innen über ein Blechteil 18 mit Mutterngewinde vorgesehen. Das Blechteil 18 verläuft im Wesentlichen in Dämpferkraftrichtung innerhalb des Führungslenkers 3. Auf der dem Dämpferauge 16 gegenüber liegenden Ende ist das Blechteil 18 mit der Bodenwand des Führungslenkers 3 verbunden.The attachment of the respective shock absorber 15 on the guide arm 3 lies in this and has a two-piece screw connection 21 on. Here is the damper eye 16 outside via a tubular sleeve 17 directly on the outer wall of the guide arm 3 and inside over a sheet metal part 18 provided with nut thread. The sheet metal part 18 runs essentially in the direction of damper force within the guide arm 3 , On the damper eye 16 opposite end is the sheet metal part 18 with the bottom wall of the guide arm 3 connected.

Das obere Ende des Stoßdämpfers 15 ist an dem Lagerbock 19 angelenkt.The upper end of the shock absorber 15 is on the bearing block 19 hinged.

11
Fahrzeugachsevehicle axle
22
Achskörperaxle body
33
FührungslenkerTrailing arm
44
vorderes Ende eines Führungslenkersfront End of a guide arm
55
Lagercamp
66
hinteres Ende eines Führungslenkersrear End of a guide arm
77
Federelement, LuftfederSpring element, air spring
88th
Fahrzeugchassisvehicle chassis
99
Öffnung des AchskörpersOpening of the axle body
1010
Achszapfenjournal
1111
Einformungenindentations
1212
Lagermuffebearing sleeve
1313
Öffnungen für Bremsanlageopenings for brake system
1414
Öffnungen für Stoßdämpferopenings for shock absorbers
1515
Stoßdämpfershock absorber
1616
Dämpferaugedamper eye
1717
Hülseshell
1818
Blechteilsheet metal part
1919
Lagerbockbearing block
2020
Enden des Achskörpersend up of the axle body
2121
Schraubverbindungscrew
2222
Lagerzapfenpivot
2323
Klemmeinrichtungclamper
2424
Schlitzslot
Ee
FahrzeuglängsmittelebeneMedian longitudinal plane

Claims (12)

Achsaggregat mit einer einen starren Achskörper (2) aufweisenden Fahrzeugachse (1), mit je einem Führungslenker (3) beidseits der vertikalen Fahrzeuglängsmittelebene (E), welcher an seinem vorderen Ende (4) an einem chassisfesten Lager (5) angelenkt und davon im Abstand starr mit dem Achskörper (2) verbunden ist und welcher im Bereich seines hinteren Endes (6) das untere Auflager eines Federelements (7), z.B. einer Luftfeder, gebildet, auf dessen Oberseite sich das Fahrzeugchassis (8) abstützt, dadurch gekennzeichnet, dass der jeweilige Führungslenker (3) durch eine Öffnung (9) des Achskörpers (2) hindurch gesteckt und mit diesem verbunden ist.Axle aggregate with a rigid axle body ( 2 ) vehicle axle ( 1 ), each with a guide arm ( 3 ) on both sides of the vertical vehicle longitudinal center plane (E), which at its front end (E) ( 4 ) on a chassis fixed bearing ( 5 ) hinged and of which at a distance rigid with the axle body ( 2 ) and which in the region of its rear end ( 6 ) the lower support of a spring element ( 7 ), for example an air spring, formed on the upper side, the vehicle chassis ( 8th ) is supported, characterized in that the respective guide arm ( 3 ) through an opening ( 9 ) of the axle body ( 2 ) is inserted through and connected to this. Achsaggregat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der Achskörper (2) als auch die Führungslenker (3) als Hohlprofilformkörper aus Stahlblech ausgebildet sind.Axle aggregate according to claim 1, characterized in that both the axle body ( 2 ) as well as the leaders ( 3 ) are formed as a hollow profile molding made of sheet steel. Achsaggregat nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Achskörpers (2) etwa der Wandstärke der Führungslenker (3) entspricht.Axle aggregate according to claim 1 or 2, characterized in that the wall thickness of the axle body ( 2 ) about the wall thickness of the guide link ( 3 ) corresponds. Achsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskörper (2) einen asymmetrischen Querschnitt hat.Axle aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that the axle body ( 2 ) has an asymmetrical cross-section. Achsaggregat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Enden (20) des Achskörpers (2) kreiszylindrisch zur Aufnahme kreiszylindrischer Achszapfen (10) ausgebildet sind.Axle aggregate according to claim 4, characterized in that the ends ( 20 ) of the axle body ( 2 ) circular cylindrical for receiving circular cylindrical journal ( 10 ) are formed. Achsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskörper (2) und/oder der Führungslenker (3) Einformungen (11) zur Aufnahme wenigstens eines Teiles eines der Federelemente (7) aufweisen/aufweist.Axle aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that the axle body ( 2 ) and / or the guide link ( 3 ) Indentations ( 11 ) for receiving at least a part of one of the spring elements ( 7 ). Achsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Achskörper (2) und/oder Führungslenker (3) mittels Hydroforming (IHU) hergestellt sind/ist.Axle aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that axle body ( 2 ) and / or guide link ( 3 ) are produced by hydroforming (IHU) / is. Achsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in das vordere Ende (4) der Führungslenker (3) eine Lagermuffe (12) eingeschweißt ist.Axle aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that in the front end ( 4 ) of the guide ( 3 ) a bearing sleeve ( 12 ) is welded. Achsaggregat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in den Wandungen der Führungslenker (3) Öffnungen (13, 14) für die Aufnahme von Funktionselementen einer Bremsanlage und/oder den Durchtritt eines Stoßdämpfers (15) freigehalten sind.Axle aggregate according to one of the preceding claims, characterized in that in the walls of the guide link ( 3 ) Openings ( 13 . 14 ) for the inclusion of functional elements of a brake system and / or the passage of a shock absorber ( 15 ) are kept free. Achsaggregat nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Befestigung des jeweiligen Stoßdämpfers (15) an dem Führungslenker (3) in diesem liegt und eine zweischnittige Schraubverbindung (21) aufweist.Axle aggregate according to claim 9, characterized in that the attachment of the respective shock absorber ( 15 ) on the guide link ( 3 ) is in this and a two-section screw ( 21 ) having. Achsaggregat nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Dämpferauge (16) außen über eine rohrförmige Hülse (17) direkt an der Außenwand des Führungslenkers (3) und innen an einem Blechteil (18) mit Mutterngewinde angebracht ist.Axle aggregate according to claim 10, characterized in that the damper eye ( 16 ) outside via a tubular sleeve ( 17 ) directly on the outer wall of the guide arm ( 3 ) and inside of a sheet metal part ( 18 ) is mounted with nut thread. Achsaggregat nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (18) im Wesentlichen in Dämpferkraftrichtung innerhalb des Führungslenkers (3) verläuft und auf der dem Dämpferauge (16) gegenüber liegenden Ende mit der Bodenwand des Führungslenkers (3) verbunden ist.Axle aggregate according to one of claims 9 to 11, characterized in that the sheet metal part ( 18 ) substantially in the direction of the damper force within the guide link ( 3 ) and on the damper eye ( 16 ) opposite end with the bottom wall of the guide arm ( 3 ) connected is.
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