DE102008053886B4 - Air spring trailing arm arrangement and axle unit for a vehicle axle - Google Patents

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Abstract

Luftfeder-Längslenker-Anordnung (1) für eine Fahrzeug-Achse (2), – mit einer Luftfeder (16), – die einen Rollbalg (17) mit einer Abrollfalte (20) und – einen vom Rollbalg (17) getragenen Abrollkolben (21) umfasst, – der unter Abrollen der Abrollfalte (20) in einer Hubbewegung über einen begrenzten Hubweg (H) in den Rollbalg (17) hinein und aus ihm heraus bewegbar ist, – mit einem schwenkbar gelagerten Längslenker (3), – auf dem der Abrollkolben (21) der Luftfeder (16) im normalen Fahrbetrieb abgestützt ist, wobei – der Längslenker (3) – einen Lenkerarm (7) mit einem Lager (8) zum schwenkbaren Lagern des Längslenkers (3) am Rahmen (10) des Fahrzeugs, und – eine Achsaufnahme (5) für eine Achse (2) des Fahrzeugs sowie – einen Tragarm (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Längslenker (3) aus einem Gießmetallwerkstoff gegossen ist und – der Abrollkolben (21) an seiner...Air spring / trailing arm arrangement (1) for a vehicle axle (2), - with an air spring (16), - a rolling bellows (17) with a roll-off fold (20) and - a rolling piston (21) carried by the rolling bellows (17) ) comprises, - which can be moved into and out of the bellows (17) in a lifting movement over a limited stroke (H) while rolling the roll-off fold (20), - with a pivotably mounted trailing arm (3), - on which the The rolling piston (21) of the air spring (16) is supported during normal driving, wherein - the trailing arm (3) - a connecting arm (7) with a bearing (8) for pivotably mounting the trailing arm (3) on the frame (10) of the vehicle, and - an axle receptacle (5) for an axle (2) of the vehicle and - has a support arm (11), characterized in that - the trailing arm (3) is cast from a cast metal material and - the rolling piston (21) on its .. .

Description

Die Erfindung betrifft eine Luftfeder-Längslenker-Anordnung für eine Fahrzeug-Achse gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein mit einer solchen Luftfeder-Längslenker-Anordnung ausgestattetes Achsaggregat für ein Nutzfahrzeug.The invention relates to an air spring trailing arm arrangement for a vehicle axle according to the preamble of claim 1. In addition, the invention relates to a equipped with such an air spring trailing arm assembly axle assembly for a commercial vehicle.

Luftfeder-Längslenker-Anordnungen und damit ausgestattete Achsaggregate der hier in Rede stehenden Art werden beispielsweise zur Lagerung der Achsen von Anhängern oder Aufliegern von Nutzfahrzeugen verwendet.Air spring trailing arm assemblies and equipped axle assemblies of the type in question here are used for example for supporting the axles of trailers or semitrailers of commercial vehicles.

In der DE 103 58 792 A1 ist eine Luftfeder mit einem Abrollkolben dargestellt, bei der der Abrollkolben an seiner freien, aus dem Rollbalg herausweisenden Stirnseite einen vorstehenden kegelförmigen Zapfen trägt. Da sich die DE 103 58 792 A1 nicht mit einer Luftfeder-Längslenker-Kombination, sondern mit der Möglichkeit einer messtechnischen Erfassung der Bewegungen des Rollbalgs der Luftfeder beschäftigt, fehlt in der DE 103 58 792 A1 jedoch jede Erläuterung zur Funktion des Vorsprungs und seines Zusammenwirkens mit einem Längslenker.In the DE 103 58 792 A1 an air spring is shown with a rolling piston, in which the rolling piston carries at its free, out of the rolling bellows end face a projecting conical pin. Since the DE 103 58 792 A1 not with an air spring trailing arm combination, but with the possibility of a metrological detection of the movements of the bellows of the air spring busy, missing in the DE 103 58 792 A1 however, any explanation of the function of the projection and its interaction with a trailing arm.

Das einer Luftfeder-Längslenker-Anordnung der erfindungsgemäßen Art zu Grunde liegende Funktionsprinzip ist aus der DE 42 03 372 C1 bekannt. Wesentlich ist dabei, dass die Luftfeder und der Längslenker nicht dauerhaft fest miteinander verkoppelt sind, sondern im normalen Fahrbetrieb die Verbindung zwischen Längslenker und Luftfeder durch reinen Formschluss gesichert ist. Da der Abrollkolben der Luftfeder dabei nur auf dem Längslenker abgestützt ist, kann der Längslenker bei vollständiger Entlastung der jeweils mit ihm verbundenen Achse aus seiner im normalen Fahrbetrieb eingenommenen Fahrposition frei in eine entlastete Position schwenken, in der kein Kontakt mehr zwischen dem Luftbalg und Längslenker mehr besteht. Auf diese Weise ist sichergestellt, dass der Rollbalg der Luftfeder bei vollständiger Entlastung der Achse nicht das Gewicht des Längslenkers und der Achse aufnehmen muss. Eine Beschädigung des Rollbalgs der Luftfeder wird so sicher vermieden.The principle underlying an air spring trailing arm assembly of the type according to the invention is based on the DE 42 03 372 C1 known. It is essential that the air spring and the trailing arm are not permanently firmly coupled together, but in normal driving the connection between trailing arm and air spring is secured by pure positive engagement. Since the rolling piston of the air spring is supported only on the trailing arm, the trailing arm can swing with complete relief of each associated with him axis from its occupied in normal driving position driving freely in a relaxed position in which no more contact between the air bellows and trailing arm more consists. In this way it is ensured that the rolling bellows of the air spring with complete relief of the axle does not have to absorb the weight of the trailing arm and the axle. Damage to the rolling bellows of the air spring is safely avoided.

Zu einer vollständigen Entlastung der Achse kann es bei Luftfeder-Längslenker-Anordnungen der hier in Rede stehenden Art beispielsweise bei der Kran-Verladung des jeweils mit ihnen ausgestatteten luftgefederten Aufliegern oder bei Reparaturarbeiten kommen.For a complete relief of the axle, it can come in air spring trailing arm assemblies of the type in question here, for example, in the crane-loading of each equipped with them air-suspended trailers or repair work.

Um eine solche formschlüssige Verbindung zwischen Abrollkolben und Längslenker zu bewerkstelligen, ist bei der aus der DE 42 03 372 C1 bekannten Luftfeder der Abrollkolben nach unten trichterförmig offen. Auf dem Längslenker ist ein in den Abrollkolben passender Zentrierkegel montiert, der bei normaler Fahrposition des Längslenkers formschlüssig in der trichterförmigen Öffnung des Abrollkolbens sitzt. Auf diese Weise ist die Position des Abrollkolbens im normalen Fahrbetrieb durch Formschluss zwischen dem Abrollkolben und dem Zentrierkegel so festgelegt, dass der Abrollkolben den im Fahrbetrieb vom Längslenker ausgeführten Schwenkbewegungen sicher folgen kann.To accomplish such a positive connection between rolling piston and trailing arm is in the from DE 42 03 372 C1 known air spring of the rolling piston down funnel-shaped open. On the trailing arm a matching in the rolling piston centering cone is mounted, which sits in the normal driving position of the trailing arm form fit in the funnel-shaped opening of the rolling piston. In this way, the position of the rolling piston in normal driving by positive engagement between the rolling piston and the centering cone is set so that the rolling piston can safely follow the running in the driving operation of the trailing arm pivotal movements.

Die aus der DE 42 03 372 C1 bekannte Längslenker-Luftfeder-Anordnung ist Teil eines Achsaggregats, bei dem der Längslenker aus einem Federstahlblech großer Dicke geformt und mit dem einem im Querschnitt rechteckigen, aus Stahl gefertigten Achsrohr mittels U-förmiger Spannbügel verbunden ist, die um das Achsrohr gelegt und an den freien Enden ihrer Schenkel gegen den Längslenker verspannt sind.The from the DE 42 03 372 C1 known trailing arm air spring assembly is part of a bogie, in which the trailing arm is formed of a spring steel sheet of great thickness and connected to a rectangular cross-section, made of steel axle tube by means of U-shaped clamping bracket, which is placed around the axle tube and to the free Ends of their legs are braced against the trailing arm.

Wie in der EP 0 830 959 B1 oder der DE 10 2006 009 441 A1 weiter zusammengefasst, werden im Stand der Technik neben dieser Art der klemmenden Verbindung die Längslenker und die von ihnen jeweils getragene Achse beispielsweise durch Verschraubung oder Verschweißung miteinander verbunden. Neben solchen Längslenkern, die aus Federstahl gefertigt sind, sind dabei auch Längslenker im Einsatz, die aus Stahlguss hergestellt sind und mit der ebenfalls aus Stahl bestehenden Achse verschweißt werden ( DE 10 2006 009 441 A1 ).Like in the EP 0 830 959 B1 or the DE 10 2006 009 441 A1 summarized further, in the prior art, in addition to this type of clamping connection, the trailing arm and the axle each carried by them, for example, by screwing or welding connected. In addition to such trailing arms, which are made of spring steel, there are also trailing arms in use, which are made of cast steel and are welded to the axis also made of steel axle ( DE 10 2006 009 441 A1 ).

Unabhängig davon, ob die Längslenker aus Federstahl oder Stahlguss gefertigt sind, ist die Herstellung von mit solchen Achsaggregaten ausgestatteten Elementen aufwändig. So ist bei den aus Federstahl bestehenden Längslenkern eine große Zahl von Bauelementen und ein entsprechend hoher Montageaufwand erforderlich, um eine dauerhaft feste Verbindung von Längslenker und Achsrohr herzustellen. Zudem ist die Verformbarkeit von Federstahl so beschränkt, dass die aus diesem Werkstoff hergestellten Längslenker nur sehr einfach gestaltet sein können.Regardless of whether the trailing arms are made of spring steel or cast steel, the production of elements equipped with such axle assemblies is complex. Thus, in the existing of spring steel trailing arms a large number of components and a correspondingly high assembly costs required to produce a permanent solid connection of trailing arm and axle tube. In addition, the deformability of spring steel is so limited that the trailing arm made of this material can only be designed very simple.

Die Verwendung von Stahl- oder Aluminiumguss hat demgegenüber den Vorteil, dass man bei der Gestaltung der Längslenkerform größere Freiheiten hat und sich der Längslenker dennoch mit dem aus Stahl bestehenden Achsrohr verschweißen lässt. Dem steht jedoch der Nachteil gegenüber, dass Stahlguss fehleranfällig ist, insbesondere zur Lunkerbildung neigt, so dass ein hoher Aufwand für die Qualitätssicherung und Prüfung der einzelnen aus Stahlguss bestehenden Längslenker getrieben werden muss.The use of steel or cast aluminum on the other hand has the advantage that one has greater freedom in the design of trailing arm shape and the trailing arm can still weld to the existing steel axle tube. However, this is offset by the disadvantage that steel casting is susceptible to errors, especially tends to blowholes, so that a lot of effort for the quality assurance and testing of the individual consisting of cast steel trailing arm must be driven.

Vor dem Hintergrund des voranstehend erläuterten Standes der Technik bestand die Aufgabe der Erfindung darin, eine Luftfeder-Längslenker-Anordnung zu schaffen, die sich einfach herstellen lässt und bei der gleichzeitig bei minimiertem Bauraumbedarf eine optimale Funktion der Luftfederung möglich ist. Darüber hinaus sollte ein unter Verwendung einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung kostengünstig herstellbares Achsaggregat angegeben werden.Against the background of the above-described prior art, the object of the invention was to provide an air spring trailing arm To create an arrangement that is easy to manufacture and at the same time with minimal space requirements, an optimal function of the air suspension is possible. In addition, should be specified using a trailing arm air spring assembly according to the invention inexpensive to produce bogie.

In Bezug auf die Längslenker-Luftfeder-Anordnung ist diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass eine solche Längslenker-Luftfeder-Anordnung die in Anspruch 1 angegebenen Merkmale aufweist. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung sind in den auf Anspruch 1 rückbezogenen Ansprüchen angegeben.With regard to the trailing arm air spring arrangement, this object has been achieved according to the invention in that such a trailing arm air spring arrangement has the features specified in claim 1. Advantageous embodiments of the trailing arm air spring arrangement according to the invention are specified in the dependent claims on claim 1.

Hinsichtlich des Achsaggregats ist die voranstehend genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst worden, dass das Achsaggregat gemäß Anspruch 15 ausgebildet ist.With regard to the axle assembly, the above object has been achieved according to the invention in that the axle assembly is designed according to claim 15.

Eine erfindungsgemäße Luftfeder-Längslenker-Anordnung für eine Fahrzeug-Achse weist eine Luftfeder auf, die in an sich bekannter Weise einen Rollbalg mit einer Abrollfalte und einen vom Rollbalg getragenen Abrollkolben umfasst. Der Abrollkolben kann sich dabei unter Abrollen der Abrollfalte in einer Hubbewegung über einen begrenzten Hubweg in den Rollbalg hinein und aus ihm heraus bewegen. An seiner freien, aus dem Rollbalg heraus weisenden Stirnseite trägt der Abrollkolben einen Steckkörper. Des Weiteren umfasst eine erfindungsgemäße Längslenker-Luftfeder-Anordnung auch einen schwenkbar gelagerten Längslenker, auf dem der Abrollkolben der Luftfeder im normalen Fahrbetrieb abgestützt ist.An air spring trailing arm arrangement according to the invention for a vehicle axle has an air spring which, in a manner known per se, comprises a rolling bellows with a rolling fold and a rolling piston carried by the rolling bellows. The rolling piston can move while rolling the Abrollfalte in a lifting movement over a limited stroke in the rolling bellows in and out of it. At its free, out of the rolling bellows out facing end of the rolling piston carries a plug body. Furthermore, a trailing arm air spring arrangement according to the invention also comprises a pivotably mounted trailing arm, on which the rolling piston of the air spring is supported during normal driving.

Erfindungsgemäß ist nun auch bei einer solchen Längslenker-Luftfeder-Anordnung der Längslenker als Gussteil ausgebildet.According to the invention, the trailing arm is now designed as a casting even with such a trailing arm air spring arrangement.

Besonders kostengünstig lässt sich ein erfindungsgemäßer Längslenker dadurch herstellen, dass er einstückig gegossen ist. Im Fall komplexerer Formgebung oder auch zur Vermeidung übergroßer Gussstücke kann der erfindungsgemäße Längslenker auch aus mindestens zwei separat vorgegossenen Gussteilen zusammengesetzt sein, die miteinander stoff- und/oder kraftschlüssig fest verbunden sind.Particularly cost-effective, a trailing arm according to the invention can be produced in that it is cast in one piece. In the case of more complex shaping or also to avoid oversized castings, the trailing arm according to the invention may also be composed of at least two separately pre-cast castings, which are firmly connected to one another in a material and / or non-positive manner.

Erfindungsgemäß weist der gießtechnisch hergestellte Längslenker einen Lenkerarm mit einem Lager zum schwenkbaren Lagern des Längslenkers am Rahmen des Fahrzeugs, eine Aufnahme für eine Achse des Fahrzeugs sowie einen Tragarm auf.According to the invention, the suspension arm produced by casting has a link arm with a bearing for pivotally supporting the trailing arm on the frame of the vehicle, a receptacle for an axle of the vehicle and a support arm.

In den Tragarm ist erfindungsgemäß eine korrespondierend zum Steckkörper des Abrollkolbens der Luftfeder geformte Ausnehmung eingeformt, in der der Steckkörper des Abrollkolbens in normaler Fahrstellung des Längslenkers so sitzt, dass die Ausnehmung den Steckkörper in einer quer zur Richtung seiner Hubbewegung ausgerichteten Richtung festlegt, während er in Richtung seiner Hubbewegung frei aus der Aufnahme beweglich ist.In the support arm according to the invention a corresponding formed to the plug body of the rolling piston of the air spring recess is formed, in which the plug body of the rolling piston in normal driving position of the trailing arm sits so that the recess defines the plug body in a direction transverse to the direction of its stroke direction, while in Direction of its stroke movement is freely movable from the recording.

Sei dem in einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung eingesetzten, als ein Stück gießtechnisch erzeugten Längslenker sind somit nicht nur die für die Funktion des Längslenkers selbst erforderlichen Formelemente, wie Lenkerarm, Tragarm und Achsaufnahme integriert, sondern erfindungsgemäß auch eine Aufnahme, über die eine formschlüssige Verbindung zwischen dem Abrollkolben der Luftfederung und dem Längslenker während des normalen Fahrbetriebes besteht. Auch bei einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung trennt sich somit der Abrollkolben selbsttätig vom Längslenker, wenn der Längslenker bei vollständiger Entlastung der jeweiligen Fahrzeugachse über eine maximale Absenkstellung des Abrollkolbens hinaus verschwenkt wird. Die Erfindung ermöglicht es somit, bei minimaler Bauteilezahl und dementsprechend minimiertem Herstellungsaufwand die Vorteile des aus der DE 42 03 372 C1 grundsätzlich bekannten Prinzips einer Verkopplung von Luftfeder und Längslenker zu nutzen, ohne dass dazu das nutzbare Volumen der Luftfeder eingeschränkt oder zusätzlich Bauelemente, wie ein am Trägerarm des Längslenkers zu befestigender Zentrierkegel oder Vergleichbares erforderlich sind.Be used in a trailing arm air spring assembly according to the invention, as a piece casting produced trailing arm thus not only the required for the function of the trailing arm form elements, such as arm, arm and axle are integrated, but according to the invention also a recording, via a form-fitting Connection between the rolling piston of the air suspension and the trailing arm during normal driving exists. Even with a trailing arm air spring arrangement according to the invention thus the rolling piston separates automatically from the trailing arm when the trailing arm is pivoted with complete relief of the respective vehicle axle over a maximum lowered position of the rolling piston out. The invention thus makes it possible with minimal component count and correspondingly minimized production costs, the advantages of the DE 42 03 372 C1 basically known principle of coupling of air spring and trailing arm to use, without that the usable volume of the air spring limited or additional components, such as on the support arm of the trailing arm to be fastened centering cones or the like are required.

Ein erfindungsgemäßes Achsaggregat weist neben einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung eine aus einem Stahlwerkstoff gefertigte Achse auf, die mittels eines durch Aufweiten eines in einer Aufnahme des Längslenkers sitzenden Kopplungsabschnitts der Achse bewirkten Kraftschlusses mit dem Längslenker der Luftfeder-Längslenker-Anordnung drehfest verbunden ist. Dazu sind der Metallgusswerkstoff des Längslenkers und der Stahlwerkstoff der Achse so aufeinander abgestimmt, dass mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist:

  • a) der Elastizitätsmodul EL des Metallgusswerkstoffs des Längslenkers ist geringer als der Elastizitätsmodul EA des Metallwerkstoffs der Achse;
  • b) die Bruchfestigkeit Rm des Metallgusswerkstoffs des Längslenkers ist größer als die Bruchfestigkeit Rm des Metallwerkstoffs der Achse (2);
  • c) die Streckgrenze ReS oder – sofern der Metallgusswerkstoff keine ausgeprägte Streckgrenze aufweist – die Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs, aus dem der Längslenkers besteht, ist höher als die Streckgrenze ReS bzw. Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs der Achse
An axle assembly according to the invention has, in addition to a trailing arm air spring assembly according to the invention an axis made of a steel material, which is rotatably connected by means of a seated in a receptacle of the trailing arm coupling portion of the axis frictional connection with the trailing arm of the air spring trailing arm arrangement. For this purpose, the metal casting material of the trailing arm and the steel material of the axle are coordinated so that at least one of the following conditions is met:
  • a) the modulus of elasticity E L of the metal casting material of the trailing arm is less than the modulus of elasticity E A of the metal material of the axle;
  • b) the breaking strength Rm of the metal casting material of the trailing arm is greater than the breaking strength Rm of the metallic material of the axle ( 2 );
  • c) the yield strength R eS or, if the metal casting material does not have a pronounced yield strength, the yield strength R p0,2 of the metallic material constituting the trailing arm is higher than the yield strength R eS or yield strength R p0,2 of the metallic material of the axle

und der Längslenker in Folge einer Umformoperation mindestens im Bereich seines die Achse umgebenden Verbindungsabschnitts unter einer elastischen Spannung steht, während die Achse durch ein Aufweiten mindestens im Bereich ihres vom Längslenker umgriffenen Kopplungsabschnitts bleibend plastisch verformt ist, so dass der Längslenker und die Achse durch Kraftschluss drehfest miteinander verbunden sind.and the trailing arm as a result of a forming operation at least in the area of his Axis surrounding connecting portion is under an elastic tension, while the axis is permanently plastically deformed by a widening at least in the region of its engaged by the trailing arm coupling portion, so that the trailing arm and the axis are non-rotatably connected to each other by traction.

Die rein gießtechnische, einstückige Herstellung des Längslenkers einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung erlaubt es somit nicht nur, die Luftfeder unter maximaler Ausnutzung ihres Federvolumens mit dem Längslenker zu verkoppeln und dabei die Gefahr einer Überlastung der Luftfeder auszuschließen, sondern auch eine besonders einfache und dennoch betriebssichere Verbindung zwischen dem Längslenker der von ihm getragenen Achse.The pure casting technical, one-piece production of the trailing arm of a trailing arm air spring assembly according to the invention thus not only allows to couple the air spring with maximum utilization of its spring volume with the trailing arm and thereby eliminate the risk of overloading the air spring, but also a particularly simple and yet reliable connection between the trailing arm of the axle carried by him.

Bei einem erfindungsgemäßen Achsaggregat müssen im Bereich der Verbindung zwischen Längslenker und Achse keine zusätzlichen Bauelemente, wie Spannbügel, Verschraubungen oder Vergleichbares angeordnet werden. Auch kann die Materialstärke der Achse sowie des die die Achse aufnehmenden Aufnahme umgebenden Abschnitts des Längslenkers minimiert werden, da keine Schweißarbeiten durchgeführt werden müssen, die andernfalls Längslenker oder Achse schwächen könnten. Auf diese Weise können die Wandstärken von Verbindungsabschnitt und Achsrohr minimiert werden mit der Folge, dass ein erfindungsgemäßes Achsaggregat insbesondere in Schwenkrichtung des Längslenkers einen minimierten Raum einnimmt.In a bogie according to the invention no additional components, such as clamps, fittings or similar need to be arranged in the region of the connection between trailing arm and axle. Also, the material thickness of the axle as well as the portion of the trailing arm surrounding the axle receiving receptacle can be minimized since no welding work is required which could otherwise weaken the trailing arm or axle. In this way, the wall thicknesses of connecting portion and axle tube can be minimized, with the result that an axle unit according to the invention occupies a minimized space, in particular in the pivoting direction of the trailing arm.

Da gleichzeitig durch die erfindungsgemäße Einformung der für die Führung des Abrollkolbens benötigte Aufnahme in den Tragarm des Längslenkers eingeformt ist, das vom Abrollkolben im Rollbalg eingenommene Volumen somit auf einen unvermeidbar benötigten Rest eingeschränkt werden kann, können auch die Abmessungen der bei einer Längslenker-Luftfeder-Anordnung eingesetzten Luftfeder insgesamt minimiert werden. Eine erfindungsgemäße Längslenker-Luftfeder-Anordnung nimmt dementsprechend in Schwenkrichtung ihres Längslenkers einen minimalen Raum ein. Dies erlaubt es beispielsweise, den unter dem jeweiligen Fahrzeug vorhandenen Raum maximal zu Gunsten des nutzbaren Laderaums des jeweiligen Transportfahrzeugs zu minimieren.Since, at the same time, the receptacle required for the guidance of the rolling piston is formed by the indentation according to the invention into the arm of the trailing arm, the volume occupied by the rolling piston in the rolling bellows can thus be limited to an unavoidably required rest. The dimensions of a trailing arm air suspension system can also be limited. Arrangement used air spring can be minimized overall. A trailing arm air spring arrangement according to the invention accordingly takes up minimal space in the pivoting direction of its trailing arm. This makes it possible, for example, to minimize the space present under the respective vehicle to the maximum extent in favor of the usable loading space of the respective transport vehicle.

Die Herstellung eines erfindungsgemäßen Achsaggregats kann auf besonders einfache Weise erfolgen. Dazu werden zunächst eine Achse, die mindestens einen hohlen und von außen zugänglichen Kopplungsabschnitt aufweist, und ein Längslenker zur Verfügung gestellt, der eine Aufnahme für den Kopplungsabschnitt der Achse aufweist, wobei die lichte Weite der Aufnahme in Relation zu den Außenabmessungen des Kopplungsabschnitts der Achse so bemessen ist, dass der Kopplungsabschnitt der Achse mit Spiel in die Aufnahme einführbar ist. Gleichzeitig sind in der bereits erläuterten erfindungsgemäßen Weise der E-Modul des Gusswerkstoffes des Längslenkers (3) geringer als der E-Modul des Stahlwerkstoffs, aus dem der in dem Längslenker (3) sitzende Kopplungsabschnitt (6) der Achse (2) besteht und/oder die Streckgrenze ReS oder – sofern der Metallwerkstoff keine ausgeprägte Streckgrenze aufweist – die Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs, aus dem der Verbindungsabschnitt des Längslenkers besteht, höher als die Streckgrenze ReS bzw. Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs des von ihm umgriffenen Kopplungsabschnitts der Achse.The production of a bogie according to the invention can be carried out in a particularly simple manner. To this end, an axle having at least one hollow and externally accessible coupling portion and a trailing arm having a receptacle for the coupling portion of the axle are first provided, the inside width of the receptacle being in relation to the outside dimensions of the coupling portion of the axle is dimensioned that the coupling portion of the axle with game is inserted into the receptacle. At the same time, in the already explained manner according to the invention, the modulus of elasticity of the casting material of the trailing arm ( 3 ) lower than the modulus of elasticity of the steel material, from which in the trailing arm ( 3 ) seated coupling section ( 6 ) of the axis ( 2 ) and / or the yield strength R eS or, if the metal material does not have a pronounced yield strength, the yield strength R p0,2 of the metal material composing the connecting portion of the trailing arm is higher than the yield strength R eS or yield strength R p0,2 of the Metal material of the embraced by him coupling portion of the axis.

Die so zur Verfügung gestellte Achse wird anschließend mit dem Längslenker so zusammengefügt, so dass der Kopplungsabschnitt der Achse in der Aufnahme des Längslenkers sitzt.The thus provided axle is then joined together with the trailing arm, so that the coupling portion of the axle sits in the receptacle of the trailing arm.

Daraufhin wird der Kopplungsabschnitt der Achse aufgeweitet, bis der Fügespalt zwischen der Innenfläche der Aufnahme des Längslenkers und der Außenfläche des Kopplungsabschnitts der Achse geschlossen ist. Über die Weite des Fügespaltes bzw. das nach dem Fügen zwischen Längslenker und der Achse vorhandene Spiel kann dabei der Betrag vorgegeben werden, um den der Kopplungsabschnitt verformt wird, bevor auch der Längslenker aufgeweitet wird. Auf diese Weise lässt sich gewährleisten, dass die Verformung des Kopplungsabschnitts im Zuge des Aufweitens jeweils so weit fortschreitet, dass der plastische Bereich sicher erreicht wird.Thereafter, the coupling portion of the axle is widened until the joint gap between the inner surface of the receptacle of the trailing arm and the outer surface of the coupling portion of the axle is closed. Over the width of the joint gap or the existing after the joining between the trailing arm and the axis game while the amount can be specified by which the coupling portion is deformed before the trailing arm is widened. In this way, it is possible to ensure that the deformation of the coupling section in the course of the expansion progresses to such an extent that the plastic region is reliably reached.

Die Aufweitung des Kopplungsabschnitts der Achse wird dann fortgesetzt, bis der Verbindungsabschnitt des Längslenkers elastisch und der Kopplungsabschnitt der Achse bleibend plastisch verformt ist, so dass der Verbindungsabschnitt nach Entlastung unter einer elastischen Spannung steht, durch die eine kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Längslenker und der Achse bewirkt ist.The expansion of the coupling portion of the axle is then continued until the connecting portion of the trailing arm is elastically and the coupling portion of the axle is permanently plastically deformed, so that the connecting portion is under relief under load, through which causes a frictional connection between the trailing arm and the axle is.

Eine maximale Rückstellkraft im Verbindungsabschnitt des Längslenkers ergibt sich, wenn der Verbindungsabschnitt im Zuge der Aufweitung soweit gedehnt wird, dass die im Verbindungsabschnitt herrschenden Spannungen im Bereich seiner jeweiligen Streck- bzw. Dehngrenze liegen. Eine im teilplastischen Bereich liegende Verformung des Verbindungsabschnitts ist so lange akzeptabel, wie gewährleistet ist, dass eine ausreichende Differenzrückfederung für einen Kraftschluss zwischen Längslenker und Achse verbleibt. Wesentlich ist jeweils, dass die Rückfederung des Koppelabschnitts der Achse jeweils geringer ist als die Rückfederung des den Koppelabschnitt umgreifenden Verbindungsabschnitts des Längslenkers.A maximum restoring force in the connecting portion of the trailing arm is obtained when the connecting portion is stretched in the course of expansion to such an extent that the stresses prevailing in the connecting portion are in the range of its respective yield strength. A deformation of the connecting portion located in the part-plastic region is acceptable as long as it is ensured that a sufficient differential resiliency for a traction between trailing arm and axle remains. It is essential in each case that the springback of the coupling portion of the axle is in each case less than the resilience of the coupling portion encompassing the connecting portion of the trailing arm.

Die Sicherheit der erfindungsgemäßen Verbindung von Längslenker und Achse kann dadurch weiter gesteigert werden, dass Längslenker und Achse zusätzlich zu der kraftschlüssigen Verbindung formschlüssig miteinander verbunden sind, indem ein Formelement der Achse formschlüssig mit einem korrespondierend geformten Formelement des Längslenkers zusammenwirkt. Bei solchen erfindungsgemäßen Achsaggregaten, bei denen der Längslenker aus einem allenfalls begrenzt kaltverformbaren Material, wie beispielsweise Eisenguss, und mindestens der Kopplungsabschnitt der Achse aus einem besser verformbaren Werkstoff, wie beispielsweise einem Stahl, besteht, kann dies beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass das Formelement der Achse ein in radialer Richtung nach außen gerichteter Vorsprung und das korrespondierend geformte Formelement des Längslenkers eine Ausnehmung ist, in die der Vorsprung der Achse formschlüssig greift. The safety of the connection of trailing arm and axle according to the invention can be further increased by the fact that trailing arm and axle are positively connected to each other in addition to the non-positive connection by a form element of the axis cooperates form-fitting manner with a correspondingly shaped form element of the trailing arm. In such Achsaggregaten invention, in which the trailing arm of a possibly limited cold workable material, such as cast iron, and at least the coupling portion of the axis of a more deformable material, such as a steel, this can be accomplished, for example, characterized in that the molded element of Axis in the radial direction outwardly directed projection and the correspondingly shaped form element of the trailing arm is a recess into which the projection of the axis engages positively.

Eine derart gestaltete formschlüssige Verbindung kann in der Praxis dadurch erzeugt werden, dass bereits bei der Vorfertigung des Längslenkers in die Innenfläche der Aufnahme des Längslenkers eine Ausnehmung eingeformt wird. Nach dem Fügen von Längslenker und Achse wird dann an dem Kopplungsabschnitt der Achse ein Vorsprung erzeugt, der in diese Ausnehmung greift.Such a form-fitting connection can be generated in practice that already in the prefabrication of the trailing arm in the inner surface of the receptacle of the trailing arm a recess is formed. After joining of trailing arm and axle, a projection is then produced on the coupling portion of the axle, which engages in this recess.

Der Vorsprung lässt sich praxisgerecht durch eine nach dem Fügen durchgeführte Kaltumformoperation erzeugen. Dazu kann ein in den hohlen Kopplungsabschnitt stempelartiges Werkzeug verwendet werden, das in den Kopplungsabschnitt eingeführt wird und von dem vom Kopplungsabschnitt umgrenzten Innenraum her in radialer Richtung gegen die Außenwand des Kopplungsabschnitts der Achse wirkt. Die Ausnehmung des Verbindungsabschnitts des Längslenkers dient dabei als Matrize, so dass selbsttätig sichergestellt ist, dass der Vorsprung nach Abschluss des Verformungsvorgangs formschlüssig und im Wesentlichen spielfrei in die Ausnehmung greift.The projection can be practically produced by a cold forming operation carried out after the joining. For this purpose, in the hollow coupling portion stamp-like tool can be used, which is inserted into the coupling portion and acts from the space bounded by the coupling portion in the radial direction against the outer wall of the coupling portion of the axis. The recess of the connecting portion of the trailing arm serves as a die, so that it is automatically ensured that the projection engages positively and substantially free of play in the recess after completion of the deformation process.

Praktischerweise wird der Vorsprung vor dem Aufweiten des Koppelabschnitts der Achse erzeugt. Beim anschließenden Aufweiten wird dann der Sitz des Vorsprungs in der Aufnahme des Längslenkers zusätzlich optimiert. Abhängig von der zur Verfügung stehenden Anlagentechnik kann es im Hinblick auf eine Minimierung der Bearbeitungszeiten jedoch auch zweckmäßig sein, die Erzeugung des Vorsprungs und die Aufweitung des Kopplungsabschnitts in einem Zuge durchzuführen.Conveniently, the projection is created prior to the expansion of the coupling portion of the axle. During subsequent expansion, the seat of the projection in the receptacle of the trailing arm is then additionally optimized. Depending on the available installation technology, however, it may also be expedient to carry out the generation of the projection and the widening of the coupling section in one go with a view to minimizing the processing times.

Optimal nutzen lassen sich die Vorteile einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung, wenn der Längslenker aus einem Eisenguss oder Aluminiumgussmaterial gegossen ist. Hierbei ergeben sich insbesondere dann, wenn die Verbindung in erfindungsgemäßer Weise durch Kraftschluss erzeugt wird, besonders günstige Eigenschaften des Längslenkers, wenn der Längslenker aus Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgrafit, ”GJS”) gegossen ist.The advantages of a trailing arm air spring arrangement according to the invention can be optimally utilized if the trailing arm is cast from cast iron or aluminum casting material. This results in particular when the connection is produced in accordance with the invention by adhesion, particularly favorable properties of the trailing arm, when the trailing arm of nodular cast iron (cast iron with Kugelgrafit, "GJS") is poured.

Indem der Abrollkolben eine steife Bodenplatte aufweist, die den Steckkörper trägt und die sich in normaler Fahrstellung des Längslenkers auf dessen Tragarm abstützt, wird nicht nur auf einfache Weise die optimal sichere Abstützung der Luftfeder auf dem Tragarm des Längslenkers gewährleistet, sondern es wird auch die Abrollfalte des Rollbalges geschont, da diese sich aufgrund der sicheren Abstützung in genau definierter, vorhersehbarer Weise während der im praktischen Fahrbetrieb auftretenden Hubbewegungen des Abrollkolbens abrollen kann.By the rolling piston having a rigid bottom plate which carries the plug body and which is supported in the normal driving position of the trailing arm on the support arm, the optimally secure support of the air spring on the support arm of the trailing arm is not only ensured in a simple manner, but it is also the Abrollfalte protected the rolling bellows, as these can roll due to the safe support in a well-defined, predictable manner during the occurring in practical driving strokes of the rolling piston.

Im Hinblick auf die Funktion des Abrollkolbens und der Ausnutzung des von ihm umschlossenen Volumens für die Luftfeder ist es zweckmäßig, wenn der Abrollkolben eine dicht geschlossene Bodenplatte besitzt. Eine besonders formsteife Bodenplatte von geringem Gewicht kann aber auch dadurch erzielt werden, dass die Bodenplatte als Gitterkonstruktion ausgebildet ist. Soll der Abrollkolben dennoch gegenüber der äußeren Umgebung der Luftfeder dicht sein, kann dazu zusätzlich zu dem Gitter eine dünne Dichtlage an der Bodenplatte vorgesehen sein.With regard to the function of the rolling piston and the utilization of the volume enclosed by it for the air spring, it is expedient if the rolling piston has a tightly closed bottom plate. A particularly rigid base plate of low weight but can also be achieved in that the bottom plate is designed as a grid construction. If the rolling piston should nevertheless be tight against the external environment of the air spring, a thin sealing layer may be provided on the bottom plate in addition to the grid.

Zur Vereinfachung der Fertigung und Montage kann der Steckkörper einstückig an den Abrollkolben angeformt sein.To simplify the manufacture and assembly of the plug body may be integrally formed on the rolling piston.

Ist der Abrollkolben hohl ausgebildet und gegenüber der Umgebung der Luftfeder dicht verschlossen, so lässt sich das vom Abrollkolben umschlossene Volumen für die Luftfeder nutzen, wenn es mit dem vom Rollbalg umschlossenen Volumen in Verbindung steht.If the rolling piston is hollow and tightly sealed from the environment of the air spring, then the volume enclosed by the rolling piston can be used for the air spring when it is in communication with the volume enclosed by the rolling bellows.

Das selbsttätige Finden eines optimalen Sitzes des Steckkörpers des Abrollkolbens in der zugeordneten Aufnahme des Längslenkers einer erfindungsgemäßen Längslenker-Luftfeder-Anordnung kann dadurch unterstützt werden, dass mindestens zwei gegenüberliegende Seiten des Steckkörpers zwischen sich einen spitzen Winkel einschließen. Zu diesem Zweck kann der Steckkörper eine keil-, kegel- oder kegelstumpfförmig in Richtung der ihm zugeordneten Aufnahme des Längslenkers zulaufende Gestalt besitzen. Unter Berücksichtigung der in der Praxis auftretenden Schwenkwege des Längslenkers beträgt dabei der zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des Steckkörpers eingeschlossene Winkel 30° bis 60°. Die Aufnahme ist dann in entsprechender Weise so geformt, dass ihre Umfangsflächen ausgehend von ihrer dem Steckkörper zugeordneten Öffnung schräg aufeinander zulaufen.The automatic finding of an optimal fit of the plug body of the rolling piston in the associated receptacle of the trailing arm of a trailing arm air spring assembly according to the invention can be supported, that include at least two opposite sides of the plug body between them an acute angle. For this purpose, the plug body may have a wedge-shaped, conical or frusto-conical shape in the direction of its associated receptacle of the trailing arm tapered shape. Taking into account the occurring in practice pivoting paths of the trailing arm while the included between the two opposite sides of the plug body angle is 30 ° to 60 °. The receptacle is then shaped in a corresponding manner so that their peripheral surfaces run obliquely from one another, starting from their opening assigned to the plug body.

Die Montage einer erfindungsgemäßen Luftfeder kann in an sich bekannter Weise dadurch vereinfacht werden, dass der Rollbalg einen fest mit der Unterseite des Fahrzeug-Fahrgestells verkoppelbaren Deckel aufweist. Der Rollbalg der Luftfeder kann dabei an der Unterseite des Deckels befestigt sein, um das Ein- und Ausrollen seiner Abrollfalte zu erleichtern. The assembly of an air spring according to the invention can be simplified in a conventional manner in that the rolling bellows has a firmly coupled to the underside of the vehicle chassis cover. The rolling bellows of the air spring can be attached to the underside of the lid to facilitate the rolling and unrolling its Abrollfalte.

Die Sicherheit der Abstützung der Luftfeder am Tragarm des Längslenkers kann zusätzlich dadurch verbessert werden, dass der Bereich des Tragarms des Längslenkers, auf dem die Luftfeder im normalen Fahrbetrieb abgestützt ist, zu einer Aufstandsfläche für den Abrollkolben verbreitert ist, in die die Ausnehmung eingearbeitet ist.The safety of the support of the air spring on the support arm of the trailing arm can be further improved by the fact that the region of the support arm of the trailing arm, on which the air spring is supported in normal driving, is broadened to a footprint for the rolling piston, in which the recess is incorporated.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen jeweils schematisch:The invention will be explained in more detail with reference to an exemplary embodiments illustrative drawing. Each show schematically:

1 eine Längslenker-Luftfeder-Anordnung in normaler Fahrstellung in seitlicher, teilweise aufgeschnittener Ansicht; 1 a trailing arm air spring assembly in normal driving position in a side, partially cutaway view;

2 die Längslenker-Luftfeder-Anordnung in einer Ansicht von unten; 2 the trailing arm air spring assembly in a view from below;

3a3c die Längslenker-Luftfeder-Anordnung in unterschiedlichen Betriebsstellungen. 3a - 3c the trailing arm air spring arrangement in different operating positions.

Die Luftfeder-Längslenker-Anordnung 1 eines hier nicht dargestellten Nutzfahrzeuges, bei dem es sich insbesondere um einen Auflieger für einen Sattelzug handelt, ist Teil eines Achsaggregats, das zusätzlich zu der Längslenker-Luftfeder-Anordnung 1 eine Achse 2 umfasst.The air spring trailing arm arrangement 1 a commercial vehicle, not shown here, which is in particular a trailer for a semitrailer is part of a axle assembly, in addition to the trailing arm air spring assembly 1 an axis 2 includes.

Die Längslenker-Luftfeder-Anordnung 1 weist einen Längslenker 3 auf, der aus Sphäroguss (Gusseisen mit Kugelgrafit) gegossen ist. Als Gusswerkstoff ist dazu beispielsweise der unter der Bezeichnung ”GJS 600” bekannte Eisengusswerkstoff verwendet worden.The trailing arm air spring assembly 1 has a trailing arm 3 made of nodular cast iron (cast iron with nodular graphite). The casting material used for this purpose is, for example, the iron casting material known under the name "GJS 600".

Der Längslenker 3 hat einen zentral angeordneten, hülsenartig ausgebildeten Verbindungsabschnitt 4, in den eine Achsaufnahme 5 eingeformt ist, in der ein an einem Ende der Achse 2 ausgebildeter Kopplungsabschnitt 6 sitzt.The trailing arm 3 has a centrally located, sleeve-like connecting portion 4 in which an axle mount 5 is molded in one at one end of the axle 2 trained coupling section 6 sitting.

An der einen Seite des Verbindungsabschnitts 4 des Längsträgers 3 ist ein Lenkerarm 7 angeformt, der sich quer zur Achse 2 erstreckt. An seinem freien Ende ist in den Lenkerarm 7 ein Lagerauge 8 eingeformt, über das der Längslenker 3 an einer Konsole 9 um eine Schwenkachse verschwenkbar gelagert ist, die sich achsparallel zur Achse 2 erstreckt. Die Konsole 9 ist mit einem hier nur angedeuteten Längsträger 10 des nicht dargestellten Fahrzeugs fest verbunden.On one side of the connection section 4 of the longitudinal member 3 is a handlebar arm 7 formed, which is transverse to the axis 2 extends. At its free end is in the handlebar arm 7 a bearing eye 8th molded, over which the trailing arm 3 on a console 9 is mounted pivotably about a pivot axis, which is axially parallel to the axis 2 extends. The console 9 is with a side member only indicated here 10 the vehicle is not shown firmly connected.

Auf der dem Lenkerarm 7 gegenüberliegenden Seite des Verbindungsabschnitts 4 weist der Längslenker 3 einen Tragarm 11 auf, dessen freies Ende zu einem tellerförmigen Stützabschnitt 12 verbreitert ist. Auf seiner dem Längsträger 10 zugeordneten Seite ist an dem Stützabschnitt 12 eine im Wesentlichen kreisrunde Aufstandsfläche 13 ausgebildet. In der Mitte der Aufstandsfläche 13 ist in den Stützabschnitt 12 des Tragarms 11 eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 14 eingeformt, deren Umfangswand 15 ausgehend von ihrer dem Längsträger 10 zugeordneten Eingangsöffnung kegelförmig in Richtung ihrer der Unterseite U der Längslenker-Luftfeder-Anordnung 1 zugeordneten Ausgangsöffnung zuläuft. Der Öffnungswinkel β der Aufnahme 14 liegt dabei zwischen 30° und 60°.On the handlebar arm 7 opposite side of the connecting portion 4 has the trailing arm 3 a support arm 11 on, whose free end to a plate-shaped support section 12 is widened. On his the side member 10 associated side is on the support section 12 a substantially circular footprint 13 educated. In the middle of the footprint 13 is in the support section 12 of the support arm 11 a trained as a passage opening recording 14 molded, whose peripheral wall 15 starting from her the side member 10 associated inlet opening tapered in the direction of its bottom U of the trailing arm air spring assembly 1 associated output opening tapers. The opening angle β of the recording 14 lies between 30 ° and 60 °.

Des Weiteren weist die Längslenker-Luftfeder-Anordnung 1 eine Luftfeder 16 auf, über die der Längslenker 3 am Längsträger 10 federnd abgestützt ist.Furthermore, the trailing arm air spring arrangement 1 an air spring 16 on, over which the trailing arm 3 on the side member 10 is resiliently supported.

Die Luftfeder 16 umfasst einen Rollbalg 17, der einen Rollbalgmantel 18 aus flexiblem Material, vorzugsweise aus Kautschuk, besitzt. Der Rollbalgmantel 18 ist mit seinem einen Randbereich fest und dicht mit einem Deckel 19 verbunden, der fest mit dem Längsträger 10 verschraubt ist. Mit seinem Randbereich ist der Rollbalgmantel 18 in einer Abrollfalte 20 zum Innenraum des Rollbalgs 17 hin in Richtung des Deckels 19 umgestülpt. Er liegt dabei dicht an der Umfangsfläche eines Abrollkolbens 21 an, der koaxial zur Längsachse L der Luftfeder 15 ausgerichtet ist. Auf diese Weise ist der Abrollkolben 21 elastisch in dem Rollbalg 17 gehalten und kann in Richtung der Längsachse L Hubbewegungen H ausführen. Entsprechend dem dabei zurückgelegten Weg wird die Abrollfalte 19 ein- (in den Rollbalg 17 einfahrender Abrollkolben 21, 3b) oder ausgerollt (aus dem Rollbalg 17 herausfahrender Abrollkolben 21, 3c).The air spring 16 includes a rolling bellows 17 who has a rolling-bellows coat 18 made of flexible material, preferably of rubber. The rolling bellows coat 18 is firm with its one edge area and tight with a lid 19 connected, fixed to the side member 10 is screwed. With its edge area is the Rollbalgmantel 18 in a rolling fold 20 to the interior of the rolling bellows 17 towards the lid 19 turned inside out. He lies close to the peripheral surface of a rolling piston 21 on, which is coaxial with the longitudinal axis L of the air spring 15 is aligned. In this way, the rolling piston 21 elastic in the rolling bellows 17 held and can perform in the direction of the longitudinal axis L Hubbewegungen H. According to the way covered this is the Abrollfalte 19 one (in the rolling bellows 17 retractable rolling piston 21 . 3b ) or rolled out (from the rolling bellows) 17 outgoing rolling piston 21 . 3c ).

Berührungen zwischen dem Deckel 19 und dem Abrollkolben 21 werden durch einen auf die Oberseite des Abrollkolbens 21 aufgesetzten Puffer gedämpft.Touches between the lid 19 and the rolling piston 21 be through one on top of the rolling piston 21 muted buffer damped.

An seiner freien, aus der Luftfeder 15 herausweisenden und als versteifte Bodenplatte ausgebildeten Stirnseite 22 trägt der Abrollkolben 21 einen Steckkörper 23, der in Richtung seines freien Endes kegelförmig spitz zulaufend geformt ist. Der Steckkörper 23 ist einstückig mit der Stirnseite 22 verbunden und beispielsweise als Aluminium-Gussteil hergestellt. Auch andere Materialien, wie Metall-Legierungen oder faserverstärkte Kunststoffe, sind als Materialien einsetzbar und eignen sich für die Herstellung des Steckkörpers 23 bzw. – bei einer separaten Vorfertigung – für dessen stirnseitige Wand, an der die Stirnseite 22 ausgebildet ist.At his free, from the air spring 15 prominent and designed as a stiffened bottom plate end face 22 carries the rolling piston 21 a plug body 23 , which is tapered in the direction of its free end tapered. The plug body 23 is integral with the front side 22 connected and manufactured for example as an aluminum casting. Other materials, such as metal alloys or fiber reinforced plastics, are used as materials and are suitable for the Production of the plug body 23 or - in a separate prefabrication - for the frontal wall, at the front side 22 is trained.

Die Position der Luftfeder 15 und des Steckkörpers 23 sowie die Abmessungen und Form des Steckkörpers 23 sind dabei so an die Position und deren Abmessungen der Aufnahme 14 des Längslenkers 3 angepasst, dass der Steckkörper 23 bei in normaler Fahrstellung (1, 3a, 3b) befindlichem Längslenker 3 formschlüssig und spielfrei in der Aufnahme 14 sitzt. Der Abrollkolben 21 ist auf diese Weise durch die Umfangswand 15 der Aufnahme 14 in einer quer zu seiner Hubbewegung ausgerichteten Richtung Q festgelegt. Die auf der Aufstandsfläche 13 des Tragarms 11 sitzende Stirnseite 22 des Abrollkolbens 19 und der Deckel 18 des Rollbalgs 16 bzw. die Unterseite des Längsträgers 10 sind dabei im Wesentlichen parallel zueinander ausgerichtet.The position of the air spring 15 and the plug body 23 as well as the dimensions and shape of the plug body 23 are doing so to the position and the dimensions of the recording 14 of the trailing arm 3 adapted that of the plug body 23 in normal driving position ( 1 . 3a . 3b ) located trailing arm 3 positive and play-free in the recording 14 sitting. The rolling piston 21 is this way through the peripheral wall 15 the recording 14 set in a direction aligned transversely to its stroke Q. The on the footprint 13 of the support arm 11 sitting front 22 of the rolling piston 19 and the lid 18 of the rolling bellows 16 or the underside of the longitudinal member 10 are aligned substantially parallel to each other.

In einem zum Verbindungsabschnitt 4 benachbarten Bereich des Lenkerarms 7 ist an den Lenkerarm 7 eine Konsole 24 angeformt, an der ein konventioneller Stoßdämpfer 25 mit seinem einen endseitigen Lagerauge schwenkbar gelagert ist. Mit seinem an seinem anderen Ende angeordneten Lagerauge ist der Stoßdämpfer 25 gleichzeitig an der mit dem Fahrzeug-Längsträger 10 verbundenen Konsole 9 gelagert.In one to the connection section 4 adjacent area of the handlebar arm 7 is on the handlebar arm 7 a console 24 molded, on which a conventional shock absorber 25 is pivotally mounted with its one end bearing eye. With its arranged at its other end bearing eye is the shock absorber 25 at the same time with the vehicle side member 10 connected console 9 stored.

Für eine drehfeste Verbindung zwischen dem Längslenker 3 und der Achse 2 wird die Achse 2 in die Achsaufnahme 5 des Längslenkers 3 gesteckt, bis ihr Kopplungsabschnitt 6 mit Spiel in der Achsaufnahme 5 sitzt.For a non-rotatable connection between the trailing arm 3 and the axis 2 becomes the axis 2 in the axle 5 of the trailing arm 3 plugged until their coupling section 6 with play in the axle 5 sitting.

Anschließend wird der Kopplungsabschnitt 6 der Achse 2 mittels eines geeigneten Verfahrens, beispielsweise durch Hydroforming, in radialer Richtung aufgeweitet, bis seine Außenfläche dicht an der Innenfläche der Achsaufnahme 5 anliegt. Das zwischen der Innenfläche der Achsaufnahme 5 und der Außenfläche des Kopplungsabschnitts 6 im gefügten Zustand ursprünglich bestehende Spiel ist dabei so bemessen, dass die im Kopplungsabschnitt 6 mit Erreichen der Innenfläche der Achsaufnahme 5 vorhandenen Spannungen mindestens im Bereich der Streckgrenze ReS des Stahls liegen, aus dem die Achse 2 gefertigt ist.Subsequently, the coupling section 6 the axis 2 by a suitable method, for example by hydroforming, expanded in the radial direction until its outer surface is close to the inner surface of the axle 5 is applied. The between the inner surface of the axle 5 and the outer surface of the coupling portion 6 in the assembled state originally existing game is dimensioned so that in the coupling section 6 with reaching the inner surface of the axle 5 existing stresses are at least in the range of the yield strength R eS of the steel from which the axis 2 is made.

Dementsprechend befindet sich der Kopplungsabschnitt 6 der Achse 2 mindestens am Anfang seiner plastischen Verformung.Accordingly, the coupling section is located 6 the axis 2 at least at the beginning of its plastic deformation.

Bei fortgesetzter Druckbeaufschlagung wird nun auch der den Kopplungsabschnitt 6 vollständig umgreifende Verbindungsabschnitt 4 des Längslenkers 3 aufgeweitet.With continued pressurization now also the coupling section 6 completely encompassing connection section 4 of the trailing arm 3 widened.

Dieser Vorgang wird fortgesetzt, bis in dem Verbindungsabschnitt 4 nach Entlastung Spannungen bleiben, so dass der verformte Verbindungsabschnitt 4 auf den plastisch verformten Kopplungsabschnitt 6 eine Pressung ausübt, die ausreicht, um eine dauerhaft verdrehsichere kraftschlüssige Verbindung zwischen dem Längslenker 3 und der Achse 2 zu gewährleisten.This process continues until in the connection section 4 After discharge voltages remain, leaving the deformed connection section 4 on the plastically deformed coupling section 6 exerts a pressure that is sufficient to a permanently non-rotating positive connection between the trailing arm 3 and the axis 2 to ensure.

Erforderlichenfalls kann die in der voranstehend beschriebenen Weise erzeugte kraftschlüssige Verbindung von Achse 2 und Längslenker 3 durch einen Formschluss abgesichert werden. Dazu kann in der Innenfläche der Achsaufnahme 5 eine Ausnehmung (nicht gezeigt) eingeformt sein, in die mittels einer vom Innenraum des Kopplungsabschnitts 6 her kalt durchgeführten Umformoperation Material des Kopplungsabschnitts 6 gedrückt wird. Auf diese Weise greift ein radial von dem Kopplungsabschnitt 6 vorstehender, hier nicht sichtbarer Vorsprung formschlüssig in die betreffende Ausnehmung der Achsaufnahme 5, ohne dass dazu zusätzliche Formelemente oder Bauteile benötigt werden. Der Vorsprung wird dabei bevorzugt vor dem Aufweiten erzeugt, um sicherzustellen, dass das den Vorsprung bildende Material der Achse 2 beim Aufweiten so in die Ausnehmung der Achsaufnahme 5 fließt, dass die Ausnehmung im Wesentlichen vollständig gefüllt ist.If necessary, the frictional connection of axle 2 and trailing arm 3 be secured by a positive connection. This can be done in the inner surface of the axle 5 a recess (not shown) may be formed, into which by means of a from the interior of the coupling portion 6 fro cold forming operation Material of the coupling section 6 is pressed. In this way engages a radially from the coupling portion 6 projecting, not visible here projection positively in the recess of the axle 5 without the need for additional form elements or components. The projection is preferably generated before the expansion in order to ensure that the material forming the projection of the axis 2 when expanding so in the recess of the axle 5 flows, that the recess is substantially completely filled.

Wird die Achse 2 beispielsweise bei der Verladung auf ein Schiff mittels eines Krans angehoben, so wird die Achse 2 von der im normalen Fahrbetrieb auf ihr lastenden Last entlastet. Daraufhin schwenkt der Längslenker 3 in Richtung seiner Unterseite U nach unten in eine Position, bei der die Aufnahme 14 des Längsträgers 3 sich in einem Abstand von dem Längsträger 10 befindet, der größer ist, als die tiefste Stellung, die der Abrollkolben 21 mit seinem Steckkörper 23 einnehmen kann. Sobald diese tiefste Stellung erreicht ist, verlässt dementsprechend der Steckkörper 23 die Aufnahme 14, so dass der Längsträger 3 sich frei weiterbewegen kann, bis er seine Endstellung erreicht hat.Will the axis 2 For example, when loading on a ship lifted by a crane, so is the axis 2 relieved of the burden on her during normal driving. Then the trailing arm pivots 3 towards its bottom U down to a position where the recording 14 of the longitudinal member 3 at a distance from the side member 10 which is larger than the lowest position, the rolling piston 21 with its plug body 23 can take. As soon as this lowest position is reached, the plug body accordingly leaves 23 the recording 14 so that the side member 3 can move freely until he has reached his final position.

Wird das Fahrzeug anschließend wieder auf seine Räder gesetzt und die Achse 2 dementsprechend wieder belastet, schwenkt der Längsträger 3 in Richtung des Längsträgers 10. Sobald die Aufnahme 14 des Längsträgers 3 auf ihrem Schwenkweg den Steckkörper 23 erreicht haben, findet dieser aufgrund seiner Kegelform und der korrespondierenden Trichterform der Aufnahme 14 selbsttätig seinen ordnungsgemäßen Sitz in der Aufnahme 14.If the vehicle is then put back on its wheels and the axle 2 charged accordingly again, the longitudinal beam pivots 3 in the direction of the longitudinal member 10 , Once the recording 14 of the longitudinal member 3 on her swing the plug body 23 have reached this, due to its conical shape and the corresponding funnel shape of the recording 14 automatically his proper seat in the recording 14 ,

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Luftfeder-Längslenker-AnordnungAir suspension trailing arm arrangement
22
Achseaxis
33
LängslenkerTrailing arm
44
Verbindungsabschnitt des Längslenkers 3 Connecting portion of the trailing arm 3
55
Achsaufnahme des Längslenkers 3 Axle holder of the trailing arm 3
66
Kopplungsabschnitt der Achse 2 Coupling section of the axis 2
77
Lenkerarmcontrol arm
88th
Lagerauge des Lenkerarms 7 Bearing eye of the handlebar arm 7
99
Konsoleconsole
1010
Längsträgerlongitudinal beams
1111
TragarmBeam
1212
Stützabschnitt des Tragarms 11 Support section of the support arm 11
1313
Aufstandsfläche des Tragarms 11 Footprint of the support arm 11
1414
Aufnahme des Längslenkers 3 Recording the trailing arm 3
1515
Umfangswand der Aufnahme 14 Peripheral wall of the receptacle 14
1616
Luftfederair spring
1717
Rollbalgbellows
1818
RollbalgmantelRollbalgmantel
1919
Deckelcover
2020
Abrollfalte des Rollbalgs 17 Roll-off fold of the rolling bellows 17
2121
Abrollkolbenroll-off
2222
Stirnseite des Abrollkolbens 21 Front side of the rolling piston 21
2323
Steckkörperplug body
2424
Konsoleconsole
2525
Stoßdämpfershock absorber
ββ
Öffnungswinkel der Aufnahme 14 Opening angle of the recording 14
LL
Längsachse L der Luftfeder 15 Longitudinal axis L of the air spring 15
HH
Hubbewegungen des Abrollkolbens 21 Lifting movements of the rolling piston 21
QQ
Richtung quer zur Hubbewegung des Abrollkolbens 21 Direction transverse to the lifting movement of the rolling piston 21
UU
Unterseite der Längslenker-Luftfeder-Anordnung 1 Bottom of trailing arm air spring assembly 1

Claims (15)

Luftfeder-Längslenker-Anordnung (1) für eine Fahrzeug-Achse (2), – mit einer Luftfeder (16), – die einen Rollbalg (17) mit einer Abrollfalte (20) und – einen vom Rollbalg (17) getragenen Abrollkolben (21) umfasst, – der unter Abrollen der Abrollfalte (20) in einer Hubbewegung über einen begrenzten Hubweg (H) in den Rollbalg (17) hinein und aus ihm heraus bewegbar ist, – mit einem schwenkbar gelagerten Längslenker (3), – auf dem der Abrollkolben (21) der Luftfeder (16) im normalen Fahrbetrieb abgestützt ist, wobei – der Längslenker (3) – einen Lenkerarm (7) mit einem Lager (8) zum schwenkbaren Lagern des Längslenkers (3) am Rahmen (10) des Fahrzeugs, und – eine Achsaufnahme (5) für eine Achse (2) des Fahrzeugs sowie – einen Tragarm (11) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass – der Längslenker (3) aus einem Gießmetallwerkstoff gegossen ist und – der Abrollkolben (21) an seiner freien, aus dem Rollbalg (17) heraus weisenden Stirnseite (22) einen Steckkörper (23) trägt, und – in den Tragarm (11) eine korrespondierend zum Steckkörper (23) des Abrollkolbens (21) geformte Ausnehmung (14) eingeformt ist, in der der Steckkörper (23) in normaler Fahrstellung des Längslenkers (3) so sitzt, dass die Ausnehmung (14) den Steckkörper (23) in einer quer zur Richtung seiner Hubbewegung ausgerichteten Richtung (Q) festlegt, während er in seiner Hubrichtung frei aus der Aufnahme (14) beweglich ist.Air Spring Trailing Arm Arrangement ( 1 ) for a vehicle axle ( 2 ), - with an air spring ( 16 ), - the one rolling bellows ( 17 ) with a roll-off fold ( 20 ) and - one of the rolling bellows ( 17 ) carried rolling piston ( 21 ), which under unrolling the rolling fold ( 20 ) in a lifting movement over a limited stroke (H) in the rolling bellows ( 17 ) is movable in and out of it, - with a pivotally mounted trailing arm ( 3 ), - on which the rolling piston ( 21 ) of the air spring ( 16 ) is supported in normal driving, wherein - the trailing arm ( 3 ) - a handlebar arm ( 7 ) with a bearing ( 8th ) for pivotally supporting the trailing arm ( 3 ) on the frame ( 10 ) of the vehicle, and - an axle mounting ( 5 ) for one axis ( 2 ) of the vehicle and - a support arm ( 11 ), characterized in that - the trailing arm ( 3 ) is cast from a cast metal material and - the rolling piston ( 21 ) on its free, out of the rolling bellows ( 17 ) pointing out front side ( 22 ) a plug body ( 23 ), and - in the support arm ( 11 ) a corresponding to the plug body ( 23 ) of the rolling piston ( 21 ) shaped recess ( 14 ) is formed, in which the plug body ( 23 ) in normal driving position of the trailing arm ( 3 ) is seated so that the recess ( 14 ) the plug body ( 23 ) in a direction transverse to the direction of its stroke oriented direction (Q), while in its stroke direction free from the recording ( 14 ) is movable. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (3) einstückig gegossen ist.Air spring trailing arm arrangement according to claim 1, characterized in that the trailing arm ( 3 ) is cast in one piece. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (3) aus mindestens zwei stoff- und/oder kraftschlüssig miteinander verbundenen Gussteilen zusammengesetzt ist.Air spring trailing arm arrangement according to claim 1, characterized in that the trailing arm ( 3 ) is composed of at least two materially and / or non-positively connected castings. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (3) aus einem Aluminiumgussmaterial gegossen ist.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the trailing arm ( 3 ) is cast from a cast aluminum material. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (3) aus einem Eisengussmaterial gegossen ist.Air spring trailing arm arrangement according to one of claims 1 to 3, characterized in that the trailing arm ( 3 ) is cast from a cast iron material. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Längslenker (3) aus einem Sphärogussmaterial besteht.Air spring trailing arm arrangement according to claim 5, characterized in that the trailing arm ( 3 ) consists of a ductile iron material. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (21) eine steife Bodenplatte aufweist, die den Steckkörper (23) trägt und die sich in normaler Fahrstellung des Längslenkers (3) auf dessen Tragarm (11) abstützt.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling piston ( 21 ) has a rigid bottom plate, the plug body ( 23 ) and in the normal driving position of the trailing arm ( 3 ) on the support arm ( 11 ) is supported. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abrollkolben (21) hohl ausgebildet ist und gegenüber der Umgebung der Luftfeder (16) dicht verschlossen ist, während das von ihm umgebene Volumen mit dem vom Rollbalg (17) umschlossenen Volumen in Verbindung steht.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling piston ( 21 ) is hollow and relative to the environment of the air spring ( 16 ) is sealed, while the volume surrounded by it with the rolling bellows ( 17 ) enclosed volume communicates. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens zwei gegenüberliegende Seiten des Steckkörpers (23) zwischen sich einen spitzen Winkel (β) einschließen.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that at least two opposite sides of the plug body ( 23 ) include an acute angle (β) between them. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (23) keil-, kegel- oder kegelstumpfförmig in Richtung der ihm zugeordneten Aufnahme (14) des Längslenkers (3) zuläuft.Air spring trailing arm arrangement according to claim 9, characterized in that the plug body ( 23 ) wedge-shaped, conical or frustoconical in the direction of its associated recording ( 14 ) of the trailing arm ( 3 ). Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass der zwischen den beiden gegenüberliegenden Seiten des Steckkörpers (23) eingeschlossene Winkel (β) 30° bis 60° beträgt.Air spring trailing arm arrangement according to claim 9 or 10, characterized in that between the two opposite Sides of the plug body ( 23 ) included angle (β) is 30 ° to 60 °. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Steckkörper (23) einstückig an den Abrollkolben (3) angeformt ist.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the plug body ( 23 ) in one piece on the rolling piston ( 3 ) is formed. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rollbalg (17) einen fest mit der Unterseite des Fahrzeug-Fahrgestells verkoppelbaren Deckel (19) aufweist.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the rolling bellows ( 17 ) a firmly coupled to the underside of the vehicle chassis cover ( 19 ) having. Luftfeder-Längslenker-Anordnung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des Tragarms (11) des Längslenkers (3), auf dem die Luftfeder (16) im normalen Fahrbetrieb abgestützt ist, zu einer Aufstandsfläche (13) für den Abrollkolben (21) verbreitert ist, in die die Ausnehmung (14) eingearbeitet ist.Air spring trailing arm arrangement according to one of the preceding claims, characterized in that the region of the support arm ( 11 ) of the trailing arm ( 3 ), on which the air spring ( 16 ) is supported in normal driving, to a footprint ( 13 ) for the rolling piston ( 21 ) is widened, in which the recess ( 14 ) is incorporated. Achsaggregat für ein Nutzfahrzeug, mit einer gemäß einem der Ansprüche 1 bis 14 ausgebildeten Luftfeder-Längslenker-Anordnung (1) und einer aus einem Stahlwerkstoff gefertigten Achse (2), die mittels eines durch Aufweiten eines in einer Achsaufnahme (5) des Längslenkers (3) sitzenden Kopplungsabschnitt (6) der Achse (2) bewirkten Kraftschlusses mit dem Längslenker (3) der Luftfeder-Längslenker-Anordnung (1) drehfest verbunden ist, indem der Metallgusswerkstoff des Längslenkers (3) und der Stahlwerkstoff der Achse (2) so aufeinander abgestimmt sind, dass mindestens eine der folgenden Bedingungen erfüllt ist: a) der Elastizitätsmodul EL des Metallgusswerkstoffs des Längslenkers (3) ist geringer als der Elastizitätsmodul EA des Metallwerkstoffs der Achse (2); b) die Bruchfestigkeit Rm des Metallgusswerkstoffs des Längslenkers (3) ist größer als die Bruchfestigkeit Rm des Metallwerkstoffs der Achse (2); c) die Streckgrenze ReS oder – sofern der Metallgusswerkstoff keine ausgeprägte Streckgrenze aufweist – die Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs, aus dem der Längslenker (3) besteht, ist höher als die Streckgrenze ReS bzw. Dehngrenze Rp0,2 des Metallwerkstoffs der Achse (2) und der Längslenker (3) in Folge einer Umformoperation mindestens im Bereich seines die Achse (2) umgebenden Verbindungsabschnitts (4) unter einer elastischen Spannung steht, während die Achse (2) durch ein Aufweiten mindestens im Bereich ihres vom Längslenker (3) umgriffenen Kopplungsabschnitts (6) bleibend plastisch verformt ist, so dass der Längslenker (3) und die Achse (2) durch Kraftschluss drehfest miteinander verbunden sind.Axle aggregate for a commercial vehicle, having a trained according to one of claims 1 to 14 air spring trailing arm assembly ( 1 ) and an axle made of a steel material ( 2 ), which by means of a widening one in an axle 5 ) of the trailing arm ( 3 ) sitting coupling section ( 6 ) of the axis ( 2 ) caused frictional connection with the trailing arm ( 3 ) of the air spring trailing arm arrangement ( 1 ) is rotatably connected by the metal casting material of the trailing arm ( 3 ) and the steel material of the axle ( 2 ) are coordinated so that at least one of the following conditions is met: a) the modulus of elasticity E L of the metal casting material of the trailing arm ( 3 ) is less than the modulus of elasticity E A of the metal material of the axis ( 2 ); b) the breaking strength Rm of the metal casting material of the trailing arm ( 3 ) is greater than the breaking strength Rm of the metallic material of the axle ( 2 ); c) the yield strength R eS or, if the metal casting material does not have a pronounced yield strength, the yield strength R p0,2 of the metallic material from which the trailing arm ( 3 ) is higher than the yield strength R eS or yield strength R p0.2 of the metal material of the axis ( 2 ) and the trailing arm ( 3 ) as a result of a forming operation at least in the region of its axis ( 2 ) surrounding connection section ( 4 ) is under an elastic stress, while the axis ( 2 ) by widening at least in the region of its trailing arm ( 3 ) engaged coupling section ( 6 ) is permanently plastically deformed, so that the trailing arm ( 3 ) and the axis ( 2 ) are non-rotatably connected to each other by adhesion.
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