DE102022123034A1 - Axle construction for a commercial vehicle chassis with an axle bridge - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Achskonstruktion (6) für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk mit Lenkerarmen (8), die jeweils an einem ersten Ende ein Schwenklager (10), in einem ersten Abstand zum Schwenklager (10) eine Schnittstelle (18) zur Anbindung eines Radträgers (12) an dem jeweiligen Lenkerarm (8) und in einem zweiten Abstand zum Schwenklager (10) einen Tragabschnitt (20) zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms (8) mit einem Federelement (14) aufweisen.Um eine Achskonstruktion zu schaffen, die einen ausreichenden Bauraum belässt, um das Nutzfahrzeug im Bereich der Achskonstruktion mit einem elektrischen Antrieb zu versehen, wird vorgeschlagen, die Lenkerarme (8) auf der den Schwenklagern (10) abgewandten Seite der Radachse (R) über eine Achsbrücke (22) miteinander zu verbinden, wobei die Achsbrücke (22) mit den Lenkerarmen (8) verschraubt ist.The present invention relates to an axle construction (6) for a commercial vehicle chassis with link arms (8), each of which has a pivot bearing (10) at a first end and an interface (18) for connection at a first distance from the pivot bearing (10). a wheel carrier (12) on the respective handlebar arm (8) and at a second distance from the pivot bearing (10) have a support section (20) for connecting the respective handlebar arm (8) to a spring element (14).In order to create an axle construction that leaves sufficient installation space to provide the commercial vehicle with an electric drive in the area of the axle construction, it is proposed to connect the handlebar arms (8) to one another via an axle bridge (22) on the side of the wheel axle (R) facing away from the pivot bearings (10). , whereby the axle bridge (22) is screwed to the handlebar arms (8).
Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Achskonstruktion für ein Nutzfahrzeug-Fahrwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie auf ein Nutzfahrzeug mit einer entsprechenden Achskonstruktion nach dem Oberbegriff des Anspruchs 16.The present invention relates to an axle construction for a commercial vehicle chassis according to the preamble of claim 1 and to a commercial vehicle with a corresponding axle construction according to the preamble of
Aus der Schrift
Aus der Schrift
Die Radaufhängungen sollen ein sicheres Fahrverhalten gewährleisten und Einbußen beim Fahrkomfort infolge Fahrbahnunebenheiten mildern. Dazu müssen sie die Räder bei Stößen elastisch nachgebend führen, ohne die Fahrwerkgeometrie merklich zu verändern und dabei einen möglichst langen Federweg haben, Schwingungen dämpfen und möglichst leicht sein, um die ungefederten Massen möglichst gering zu halten. Das gilt für Nutzfahrzeuge, auch in Gestalt von LKW-Trailern, in gleicher Weise wie für PKW.The wheel suspensions are intended to ensure safe driving behavior and mitigate losses in driving comfort caused by uneven road surfaces. To do this, they must guide the wheels in an elastically yielding manner in the event of impacts without noticeably changing the chassis geometry and at the same time have the longest possible suspension travel, dampen vibrations and be as light as possible in order to keep the unsprung masses as low as possible. This applies to commercial vehicles, including truck trailers, in the same way as to cars.
Neuerdings stellt sich zusätzlich das Problem, dass eine für Nutzfahrzeuge bestimmte Achskonstruktion die Möglichkeit eröffnen soll, die Räder, die von der Achskonstruktion gehalten sind, mittels eines oder mehrerer Elektromotoren anzutreiben. Hier stellt sich allerdings das Problem, dass der in einem Nutzfahrzeug verfügbare Bauraum knapp bemessen ist, insbesondere wenn es sich bei dem Nutzfahrzeug um einen LKW-Trailer handelt. Die Baubreite und -höhe eines Nutzfahrzeugs ist bereits durch die gesetzlichen Zulassungsbestimmungen beschränkt. Die in einem Nutzfahrzeug verwendeten Räder müssen einen Raddurchmesser und eine Radbreite aufweisen, die groß genug sind, um die Masse des Nutzfahrzeugs mit seiner Ladung sicher auf dem Boden abstützen zu können. Durch die Breite der Räder und der Lenkerarme ist der dazwischen noch verfügbare Bauraum bereits erheblich eingeschränkt. Nach unten hin muss das Nutzfahrzeug auch noch über eine ausreichende Bodenfreiheit verfügen. Die Ladefläche des Nutzfahrzeugs kann nicht angehoben werden, weil sonst Frachtraum verloren ginge, der die Wirtschaftlichkeit des Nutzfahrzeugs beeinträchtigen würde. Die aus dem Stand der Technik vorbekannten Achssysteme sind aus diesen Gründen nicht dazu geeignet, im Zusammenhang mit einem elektrischen Antrieb verwendet zu werden. Insbesondere die gewöhnlichen Starrachsen können deshalb nicht in einer solchen Achskonstruktion verbaut werden.Recently, the additional problem has arisen that an axle construction intended for commercial vehicles should open up the possibility of driving the wheels, which are held by the axle construction, by means of one or more electric motors. However, the problem here is that the installation space available in a commercial vehicle is limited, especially if the commercial vehicle is a truck trailer. The width and height of a commercial vehicle is already limited by the legal registration regulations. The wheels used in a commercial vehicle must have a wheel diameter and wheel width that are large enough to be able to safely support the mass of the commercial vehicle and its load on the ground. Due to the width of the wheels and the handlebar arms, the space available between them is already significantly limited. The commercial vehicle must also have sufficient ground clearance at the bottom. The loading area of the commercial vehicle cannot be raised because otherwise cargo space would be lost, which would affect the economic efficiency of the commercial vehicle. For these reasons, the axle systems known from the prior art are not suitable for use in conjunction with an electric drive. In particular, normal rigid axles cannot be installed in such an axle design.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Achskonstruktion zu schaffen, die einen ausreichenden Bauraum belässt, um das Nutzfahrzeug im Bereich der Achskonstruktion mit einem elektrischen Antrieb zu versehen und die gleichwohl ein sicheres Fahrverhalten und einen hohen Fahrkomfort ermöglicht.It is the object of the present invention to create an axle construction which leaves sufficient installation space to provide the commercial vehicle with an electric drive in the area of the axle construction and which nevertheless enables safe driving behavior and a high level of driving comfort.
Die Aufgabe wird für die gattungsgemäße Achskonstruktion durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 und für das gattungsgemäße Nutzfahrzeug mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst.The task is solved for the generic axle construction by the characterizing features of claim 1 and for the generic commercial vehicle with the characterizing features of claim 15.
Indem die Achsbrücke im Raum auf der den Schwenklagern abgewandten Seite der Radachse angeordnet ist, bleibt der Bauraum im Bereich der Radachse zwischen den Lenkerarmen frei. Auf ein von Rad zu Rad reichendes Achsrohr, das die Drehachsen der Räder direkt miteinander verbindet, kann verzichtet werden. Der dadurch frei gewordene Bauraum kann nun für Antriebskomponenten eines elektrischen Fahrantriebs für die von der Achskonstruktion gehaltenen Räder genutzt werden. Gleichwohl werden die beiden Lenkerarme durch die Achsbrücke miteinander verbunden.By arranging the axle bridge in the space on the side of the wheel axle facing away from the pivot bearings, the installation space in the area of the wheel axle between the handlebar arms remains free. There is no need for an axle tube that extends from wheel to wheel and directly connects the axes of rotation of the wheels. The space thus freed up can now be used for drive components of an electric drive for the wheels held by the axle construction. Nevertheless, the two handlebar arms are connected to each other by the axle bridge.
Die Lenkerarme sind jeweils in einem Schwenklager, das in einer rahmenseitigen Haltevorrichtung angeordnet ist, schwenkbeweglich gelagert. Indem die Lenkerarme über die Achsbrücke miteinander verbunden sind, insbesondere im Bereich der Abschnitte der Lenkerarme, die sich auf der von den Schwenklagern abgewandten Seite der Radachse befinden, ergibt sich eine bessere Spurführung für die an den Radträgern befestigten Räder. Die beiden Lenkerarme bilden zusammen mit der Achsbrücke eine U-förmige Schwinge, an der auf gegenüberliegenden Seiten die beiden Räder gehalten sind. Über die Achsbrücke werden auf die Achskonstruktion beim Fahren des Nutzfahrzeugs einwirkenden Querkräfte gut zwischen beiden Rädern und Lenkerarmen aufgeteilt. Durch die Achsbrücke wird die Neigung der Lenkerarme verringert, quer zur Fahrrichtung zu pendeln, wenn Querkräfte auf einen oder beide Lenkerarme einwirken. Durch die Einbringung der Achsbrücke wird auch eine gleichbleibende Spurbreite der Achse gewährleistet, die normalerweise durch das starre Achsrohr sichergestellt wird.The handlebar arms are each pivotally mounted in a pivot bearing which is arranged in a frame-side holding device. The fact that the handlebar arms are connected to one another via the axle bridge, especially in the area of the sections of the handlebar arms that are located on the side of the wheel axle facing away from the pivot bearings, results in better tracking for the wheels attached to the wheel carriers. The two handlebar arms, together with the axle bridge, form a U-shaped swing arm on which the two wheels are held on opposite sides. Via the axle bridge, transverse forces acting on the axle structure when driving the commercial vehicle are well distributed between both wheels and handlebar arms. The axle bridge reduces the tendency of the handlebar arms to swing transversely to the direction of travel when lateral forces act on one or both handlebar arms. The introduction of the axle bridge also ensures a constant track width of the axle, which is normally ensured by the rigid axle tube.
Die Lenkerarme können ein- oder mehrteilig ausgeführt sein. Bei einer einteiligen Ausführung erstrecken sie sich als eine Schweißbaugruppe oder als ein einziges aus einem Stahlguss gegossenes Bauteil vom Schwenklager bis in den Bereich der Anbindung der Achsbrücke. Bei einer mehrteiligen Ausführung gibt es zwischen den einzelnen Teilen der Lenkerarme Teilungen, an denen die einzelnen Teile aber zu einem Lenkerarm zusammengefügt sind.The handlebar arms can be made in one or more parts. With a one-piece design They extend as a welded assembly or as a single component cast from a cast steel from the pivot bearing to the area where the axle bridge is connected. In a multi-part design, there are divisions between the individual parts of the handlebar arms, where the individual parts are joined together to form a handlebar arm.
Die Achsbrücke ist dabei so ausgelegt, dass sie ein einseitiges Ein- oder Ausfedern eines Lenkerarms auf einer Fahrzeugseite zulässt, ohne dabei den auf der anderen Fahrzeugseite befindlichen Lenkerarm in gleicher Weise mit nach oben zu ziehen oder nach unten zu drücken. Die Achsbrücke ist zwar bevorzugt biegesteif konstruiert, sie kann aber - genauso wie die Lenkerarme - in einem geringen Umfang bei einseitig einwirkenden Belastungen Torsionsbewegungen ausführen, wodurch die einwirkenden Kräfte zumindest teilweise kompensiert werden. Ein einseitiges Ein- oder Ausfedern bleibt dadurch möglich. Das gilt insbesondere dann, wenn die Lagerbuchsen der Schwenklager, in denen die Lenkerarme nach ihrem Einbau in ein Nutzfahrzeug in einer rahmenseitigen Haltevorrichtung gehalten werden, weich ausgelegt sind.The axle bridge is designed in such a way that it allows a handlebar arm on one side of the vehicle to deflect in or out without pulling the handlebar arm on the other side of the vehicle up or down in the same way. Although the axle bridge is preferably designed to be rigid, it can - just like the control arms - carry out torsional movements to a small extent under one-sided loads, whereby the acting forces are at least partially compensated. This means that one-sided compression or rebound remains possible. This is particularly true if the bearing bushes of the pivot bearings, in which the handlebar arms are held in a frame-side holding device after they have been installed in a commercial vehicle, are designed to be soft.
Die Achsbrücke ist mit den Lenkerarmen verschraubt. Durch den Versatz der Achsbrücke zur Radachse wirken gerade bei einem Nutzfahrzeug, wie beispielsweise einem voll beladenen LKW-Trailer, auf die Achsbrücke zwar hohe Kräfte ein, um die Räder insbesondere bei Kurvenfahrt zu führen. Das gilt umso mehr, wenn die von der Achskonstruktion gehaltenen und geführten Räder zusätzlich noch angetrieben sind und die Achskonstruktion die Antriebskräfte in den Rahmen des Nutzfahrzeugs übertragen muss. Es hat sich aber herausgestellt, dass auch eine Schraubverbindung dazu geeignet ist, den am Übergang zwischen den Lenkerarmen und der Achsbrücke auftretenden Kräften standzuhalten und die Lenkerarme sicher zu führen.The axle bridge is screwed to the handlebar arms. Due to the offset of the axle bridge to the wheel axle, high forces act on the axle bridge, especially in a commercial vehicle, such as a fully loaded truck trailer, in order to guide the wheels, especially when cornering. This is even more true if the wheels held and guided by the axle construction are also driven and the axle construction has to transfer the driving forces to the frame of the commercial vehicle. However, it has been found that a screw connection is also suitable for withstanding the forces occurring at the transition between the handlebar arms and the axle bridge and for safely guiding the handlebar arms.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weisen die äußeren Enden der Achsbrücke zwei in einem Abstand zueinander angeordnete Platten aufweisen, die sich im Montagezustand der Achskonstruktion an einem Fahrzeug in einer zumindest annähernd waagerechten Ausrichtung befinden, wobei zwischen den beiden Platten zumindest eine Hülse angeordnet ist, deren Mittellängsachse sich im Einbauzustand der Achskonstruktion in ein Fahrzeug in einer zumindest annähernd vertikalen Richtung erstreckt, zumindest eine der beiden Platten in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse eine Durchführungsöffnung aufweist, durch die ein in die Hülse passender Schraubbolzen hindurchgeführt ist, zwischen den beiden Platten und einem Ende der Hülse ein Zwischenraum ausgebildet ist, in den ein Verbindungselement eines Lenkerarms eingesteckt ist, das Verbindungselement des Lenkerarms ebenfalls in der Verlängerung der Mittellängsachse der Hülse eine Durchführungsöffnung aufweist, durch die der in die Hülse passende Schraubbolzen hindurchgeführt ist, und zumindest die der Hülse abgewandte Seite einer der beiden Platten eine Spannfläche aufweist, gegen die eine Schraubmutter oder ein Schraubkopf des Schraubbolzens verschraubt ist. Mit der vorstehend beschriebenen Konstruktion können die Achsbrücke und die Lenkerarme auf eine einfache Weise fest miteinander verbunden werden, und zwar insbesondere mittels einer vorteilhaften Schraubverbindung, die eine separate Montage sowie Demontage der Bauteile voneinander ermöglicht. Die Hülse kann als einfache Spannhülse oder als Schraubhülse mit einem Innengewinde ausgeführt sein. Die Hülse kann mit einer Platte fest verbunden sein, beispielsweise durch eine Schweißverbindung, und die Verschraubung erfolgt dann gegen die andere Platte, oder die Hülse ist als einfache Distanzhülse auf einen Schraubbolzen aufgesteckt, der die beiden Platten miteinander verspannt. Bei dem Verbindungselement des Lenkerarms kann es sich um einen plattenförmigen Schenkel des Lenkerarms handeln, der in den Zwischenraum zwischen der Hülse und der zweiten Platte eingesteckt und danach mit dem durch die Durchführungsöffnung hindurchgesteckten Schraubbolzen mit der Achsbrücke verschraubt worden ist. Natürlich können mehr als eine Hülse mit einer der Anzahl der verwendeten Hülsen entsprechenden Anzahl von Durchführungsöffnungen an den Enden der Achsbrücke vorhanden sein, sodass der zu einem Ende der Achsbrücke zugehörige Lenkerarm mit dieser über mehrere Schraubbolzen verbunden sein kann. Bei der Verbindung des Lenkerarms mit der Achsbrücke mittels mehrerer Schraubbolzen kann eine ausreichend feste, dauerhaltbare und wartungsfreie Verbindung der beiden Bauteile miteinander geschaffen werden. Die zumindest annähernd waagerechte Ausrichtung der Platten ist abhängig von der Fahrhöhe der Achskonstruktion, im abgesenkten normalen Fahrzustand ist die räumliche Lage der Platten aber zumindest annähernd vertikal.According to one embodiment of the invention, the outer ends of the axle bridge have two plates arranged at a distance from one another, which are in an at least approximately horizontal orientation when the axle structure is mounted on a vehicle, with at least one sleeve being arranged between the two plates, the central longitudinal axis of the sleeve when the axle structure is installed in a vehicle, it extends in an at least approximately vertical direction, at least one of the two plates has a passage opening in the extension of the central longitudinal axis of the sleeve, through which a screw bolt that fits into the sleeve is passed, between the two plates and one end a space is formed in the sleeve, into which a connecting element of a handlebar arm is inserted, the connecting element of the handlebar arm also has a passage opening in the extension of the central longitudinal axis of the sleeve, through which the screw bolt fitting into the sleeve is passed, and at least the side facing away from the sleeve one of the two plates has a clamping surface against which a screw nut or a screw head of the screw bolt is screwed. With the construction described above, the axle bridge and the link arms can be firmly connected to one another in a simple manner, in particular by means of an advantageous screw connection, which enables separate assembly and disassembly of the components from one another. The sleeve can be designed as a simple clamping sleeve or as a screw sleeve with an internal thread. The sleeve can be firmly connected to a plate, for example by a welded connection, and the screw connection is then made against the other plate, or the sleeve is placed as a simple spacer sleeve on a screw bolt which clamps the two plates together. The connecting element of the handlebar arm can be a plate-shaped leg of the handlebar arm, which is inserted into the space between the sleeve and the second plate and then screwed to the axle bridge using the screw bolt inserted through the feedthrough opening. Of course, there can be more than one sleeve with a number of through openings corresponding to the number of sleeves used at the ends of the axle bridge, so that the handlebar arm associated with one end of the axle bridge can be connected to it via several screw bolts. When connecting the handlebar arm to the axle bridge using several screw bolts, a sufficiently strong, durable and maintenance-free connection between the two components can be created. The at least approximately horizontal alignment of the plates depends on the ride height of the axle construction, but in the lowered normal driving state the spatial position of the plates is at least approximately vertical.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Achsbrücke als eine Schweißkonstruktion ausgebildet und die Platten sind nach außen weisende Verlängerungen der oberen und unteren Profilschenkel insbesondere der Bodenplatte und des Deckblechs, der Achsbrücke. Die Achsbrücke kann als Schweißkonstruktion an ihrer Unterseite eine Bodenplatte aufweisen, die über die Breite der Achsbrücke hinweg in einer zumindest annähernd gleichbleibenden Ebene verläuft, und sie kann in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Bauhöhe aufweisen als in den äußeren Randbereichen. Die Schweißkonstruktion kann vergleichsweise leicht ausgeführt werden. Bei einer entsprechenden Form - beispielsweise als hohl ausgeführter Kasten - ergibt sich gleichwohl eine hohe Steifigkeit. Da die Enden der Schweißbrücke im Verbindungsbereich zu den Lenkerarmen insbesondere auf Druck oder Zug belastet sind, ergibt sich ein guter Kraftfluss zwischen der Achsbrücke und den Lenkerarmen, wenn die Platten nach außen weisende Verlängerungen der oberen und unteren Profilschenkel der Achsbrücke sind. So können als obere und untere Profilschenkel der Achsbrücke als Bodenplatte und des Deckblech Stahlplatten verwendet sein, die in einer zumindest annähernd waagerechten räumlichen Lage in der Achsbrücke verbaut sind und in der zumindest annähernden horizontalen Belastungsrichtung eine hohe Zähigkeit aufweisen. Wenn die Profilschenkel einstückig durch eine entsprechende Ausformung in die endseitigen Platten übergehen, gibt es keine Kraftumlenkung von den Platten in die Achsbrücke. Die Platten können aber auch jeweils im Anstoßbereich zu einem oberen oder unteren Profilschenkel mit diesem fest verschweißt sein.According to one embodiment of the invention, the axle bridge is designed as a welded construction and the plates are outward-facing extensions of the upper and lower profile legs, in particular of the base plate and the cover plate, of the axle bridge. As a welded construction, the axle bridge can have a base plate on its underside, which runs in an at least approximately constant plane across the width of the axle bridge, and it can have a greater overall height in its middle section than in the outer edge areas. The welded construction can be carried out comparatively easily. With a corresponding shape - for example as a hollow box - the result is nevertheless a high rigidity. Since the ends of the welding bridge in the connection area to the handlebar arms are particularly subject to pressure or tension, there is a good flow of force between the axle bridge and the handlebar arms if the plates are outward-facing extensions of the upper and lower profile legs of the axle bridge. Steel plates can be used as the upper and lower profile legs of the axle bridge as the base plate and the cover plate, which are installed in the axle bridge in an at least approximately horizontal spatial position and have high toughness in the at least approximately horizontal loading direction. If the profile legs merge into the end plates in one piece through a corresponding shape, there is no deflection of force from the plates into the axle bridge. The plates can also be firmly welded to an upper or lower profile leg in the abutment area.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind die Platten in einer Ansicht von oben im Verhältnis zur Längsmittelachse der übrigen Achsbrücke mit ihrer Längsmittelachse in einem Anstellwinkel auf die Radachse zu angestellt. Die Platten bilden auf diese Weise jeweils einen Art Bogen, der von der Achsbrücke aus in die Richtung der Radachse verläuft. Da der Bogen den Bauraum zwischen den Lenkerarmen und der Achsbrücke gleichwohl nur randseitig umfasst, wird dadurch der durch den Versatz der Achsbrücke für Antriebskomponenten des elektrischen Antriebs frei gewordene Bauraum zwischen den Lenkerarmen im Bereich der Räder nicht erheblich eingeengt. Dabei müssen die Platten mit ihren endseitigen Stirnflächen nicht genau auf die Radachse zeigen, sondern können auch nur annähernd in die Richtung angestellt sein. Die Anordnung und die Ausrichtung der Platten mit ihrem bogenförmigen Verlauf entspricht besser dem Kraftverlauf zwischen der Achsbrücke und den Lenkerarmen als eine genau rechtwinklige Ausrichtung und Anbindung der Bauteile. According to one embodiment of the invention, the plates are positioned in a view from above in relation to the longitudinal central axis of the remaining axle bridge with their longitudinal central axis at an angle of attack towards the wheel axle. In this way, the plates each form a kind of arch that runs from the axle bridge in the direction of the wheel axle. Since the arch only encompasses the installation space between the handlebar arms and the axle bridge on the edge, the installation space between the handlebar arms in the area of the wheels that has become free due to the offset of the axle bridge for drive components of the electric drive is not significantly restricted. The end faces of the plates do not have to point exactly towards the wheel axle, but can only be set approximately in that direction. The arrangement and alignment of the plates with their arc-shaped course corresponds better to the force distribution between the axle bridge and the handlebar arms than an exactly right-angled alignment and connection of the components.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung weist die Achsbrücke an ihren äußeren Enden jeweils ein Befestigungsmittel zur Verbindung mit einem Luftfederbalg auf. Der Luftfederbalg ist ein Federelement, über das das freie Ende eines Lenkerarms gegenüber dem Fahrzeugrahmen abgestützt werden kann. Bei Federbewegungen des Lenkerarm wird der Luftfederbalg zusammengedrückt oder auseinandergezogen. Bei einer direkten Verbindung der Achsbrücke mit einem Luftfederbalg folgt die Achsbrücke auf der entsprechenden Seite des Fahrzeugs unmittelbar den Ein- und Ausfederbewegungen dieses Luftfederbalgs. Auf gesonderte Kraftübertragungsmittel kann dadurch verzichtet werden. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise in einer Schraubhülse oder einem Schraubbolzen bestehen, über die die Bauteile mittels einer Schraubverbindung miteinander verbunden werden können. Der Luftfederbalg kann nach einer Ausgestaltung der Erfindung direkt auch nur mit der Achsbrücke und nicht mit einem Lenkerarm verbunden sein, so dass die Federkräfte nur mittelbar über die Achsbrücke auf den zugehörigen Lenkerarm übertragen werden.According to one embodiment of the invention, the axle bridge has a fastening means at its outer ends for connection to an air bellows. The air bellows is a spring element that can be used to support the free end of a handlebar arm relative to the vehicle frame. When the handlebar arm springs, the air bellows is compressed or pulled apart. If the axle bridge is directly connected to an air suspension bellows, the axle bridge on the corresponding side of the vehicle directly follows the compression and rebound movements of this air suspension bellows. This means that there is no need for separate power transmission means. The fastening means can, for example, consist of a screw sleeve or a screw bolt, via which the components can be connected to one another by means of a screw connection. According to one embodiment of the invention, the air bellows can only be connected directly to the axle bridge and not to a handlebar arm, so that the spring forces are only transmitted indirectly via the axle bridge to the associated handlebar arm.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist ein entsprechendes Ende der Achsbrücke in einem Verbindungsknoten sowohl mit dem Lenkerarm als auch dem Luftfederbalg verbunden. Über den Verbindungsknoten sind ein entsprechendes Ende der Achsbrücke, des zugehörigen Lenkerarms und des zugehörigen Luftfederbalgs miteinander verbunden. Über den Verbindungsknoten können die einwirkenden Kräfte auf einfache Art und Weise zwischen den über den Verbindungsknoten miteinander verbundenen Bauteilen übertragen werden.According to one embodiment of the invention, a corresponding end of the axle bridge is connected in a connection node to both the handlebar arm and the air bellows. A corresponding end of the axle bridge, the associated handlebar arm and the associated air bellows are connected to one another via the connection node. Via the connection node, the acting forces can be transmitted in a simple manner between the components connected to one another via the connection node.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist auf die obere der beiden an einem Ende der Achsbrücke befindlichen Platten ein Balgträger aufgelegt und mit dieser fest verbunden. Der Balgträger kann eine Plattenform aufweisen. In dem Balgträger können Öffnungen ausgebildet sein, durch die eine oder mehrere darunter befindliche Schraubköpfe von Schraubbolzen oder Schraubmuttern erreichbar sind. Der Balgträger kann so dick ausgeführt sein, dass die Schraubenköpfe oder die Schraubenmuttern nicht über die Oberfläche des Balgträgers hervorstehen. Dadurch wird eine plane Oberfläche und ein ausreichender Bauraum für die Montage des Federelements, insbesondere in Gestalt eines Luftfederbalgs, geschaffen. Die Verbindung des Balgträgers mit der Achsbrücke kann beispielsweise über eine Schraub- oder Schweißverbindung hergestellt sein. Die Einbringung des Balgträgers ermöglicht es, den Materialeinsatz auf die erforderliche Verbindungsstelle zu begrenzen und eine höhere Bauteildicke über die Gesamtlänge der Achsbrücke oder eine aufwendige Nachbearbeitung der Bauteile zu vermeiden.According to one embodiment of the invention, a bellows support is placed on the upper of the two plates located at one end of the axle bridge and is firmly connected to it. The bellows carrier can have a plate shape. Openings can be formed in the bellows support through which one or more screw heads of screw bolts or screw nuts located underneath can be reached. The bellows carrier can be made so thick that the screw heads or nuts do not protrude beyond the surface of the bellows carrier. This creates a flat surface and sufficient installation space for mounting the spring element, in particular in the form of an air bellows. The connection of the bellows carrier to the axle bridge can be made, for example, via a screw or welded connection. The introduction of the bellows carrier makes it possible to limit the use of material to the required connection point and to avoid a greater component thickness over the entire length of the axle bridge or complex post-processing of the components.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Verbindung aus Achsbrücke und Lenkerarm so ausgestaltet, dass die Montage eines Federelements an mindestens einem dieser Elemente möglich ist, ohne die Verbindung von Achsbrücke und Lenkerarm lösen zu müssen. Das ist durch voneinander getrennte Schnittstellen für die Verbindung der Achsbrücke und des jeweiligen Lenkerarms und der Verbindung zwischen der Achsbrücke und/oder dem Lenkerarm und dem Federelement möglich, beispielsweise über den Balgträger. Somit ist eine Reparatur oder Austausch am Federelement ohne übermäßigen Aufwand möglich.According to one embodiment of the invention, the connection between the axle bridge and the handlebar arm is designed in such a way that the installation of a spring element on at least one of these elements is possible without having to loosen the connection between the axle bridge and the handlebar arm. This is possible through separate interfaces for the connection of the axle bridge and the respective handlebar arm and the connection between the axle bridge and/or the handlebar arm and the spring element, for example via the bellows carrier. This means that the spring element can be repaired or replaced without excessive effort.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Achsbrücke als eine Schweißkonstruktion ausgeführt, die an ihrer Unterseite eine Bodenplatte aufweist, die über die Breite der Achsbrücke hinweg in einer zumindest annähernd gleichbleibenden Ebene verläuft und die in ihrem mittleren Abschnitt eine größere Bauhöhe aufweist als in den äußeren Randbereichen. Die zumindest annähernd eben ausgeführte Bodenplatte bildet zum Boden hin einen Schutz für die Antriebskomponenten, die zwischen den Lenkerarmen im Schatten der Achsbrücke angeordnet werden können. Im eingebauten Zustand definiert die Bodenplatte die Bodenfreiheit der Achskonstruktion. Bei einer zumindest annähernd waagerechten Ausrichtung der Bodenplatte in einem im Fahrzeug eingebauten Zustand verfügt die Bodenplatte bei Anstößen an einen Fremdkörper in Erstreckungsrichtung über eine hohe Widerstandskraft, die das Risiko von bleibenden Verformungen der Achskonstruktion während ihres Gebrauches erheblich verringert. Durch die größere Bauhöhe im mittleren Abschnitt wird die Festigkeit der Achsbrücke statisch in dem Bereich erhöht, in dem sich am ehesten eine Durchbiegung einstellen könnte. Durch die Erhöhung des Querschnittprofils der Achsbrücke nach oben hin wird geschickt der verfügbare Bauraum zwischen den Lenkerarmen ausgenutzt.According to one embodiment of the invention, the axle bridge is designed as a welded construction leads, which has a base plate on its underside, which runs across the width of the axle bridge in an at least approximately constant plane and which has a greater overall height in its middle section than in the outer edge areas. The base plate, which is at least approximately flat, forms protection towards the ground for the drive components, which can be arranged between the handlebar arms in the shadow of the axle bridge. When installed, the base plate defines the ground clearance of the axle structure. If the base plate is at least approximately horizontally aligned when installed in the vehicle, the base plate has a high resistance force when it hits a foreign body in the direction of extension, which significantly reduces the risk of permanent deformation of the axle structure during use. Due to the greater height in the middle section, the strength of the axle bridge is statically increased in the area where deflection is most likely to occur. By increasing the cross-sectional profile of the axle bridge upwards, the available space between the handlebar arms is cleverly utilized.
Im mittleren Bereich der Achsbrücke ist eine Befestigungskonsole zur Anbindung von Lenkerstreben ausgebildet. Über die Lenkerstreben lassen sich die Spur, der Sturz, die Spreizung als auch der Vor- oder Nachlauf einstellen. Die Spur beschreibt die Längendifferenz, um die die beiden Räder einer Achse vorne näher zusammenstehen als hinten. Sind die Räder vorne näher zusammen, so spricht man von „positiver Spur“ oder einer „Vorspur“, umgekehrt von „negativer Spur“ oder auch „Nachspur“. Der Sturz wiederrum beschreibt den Winkel der Radebene zu einer im Aufstandspunkt des jeweiligen Rades errichteten Senkrechten quer zur Fahrzeuglängsachse. Die Spreizung andererseits ist der Winkel zwischen der schräg gestellten Achse und einer Senkrechten zur Fahrbahn quer zur Fahrzeuglängsachse.In the middle area of the axle bridge there is a fastening bracket for connecting handlebar struts. The track, the camber, the spread as well as the lead or caster can be adjusted using the handlebar struts. The track describes the difference in length by which the two wheels of an axle are closer together at the front than at the back. If the wheels are closer together at the front, this is referred to as “positive toe-in” or “toe-in”, and conversely, “negative toe-in” or “toe-out”. The camber, in turn, describes the angle of the wheel plane to a vertical line established at the contact point of the respective wheel, transverse to the longitudinal axis of the vehicle. The spread, on the other hand, is the angle between the inclined axis and a perpendicular to the road transverse to the longitudinal axis of the vehicle.
Auch die Nutzlast kann bei ungeeigneter Auslegung der Achsgeometrie zu einer Sturzwinkelveränderung führen. Damit ist es durch die Lenkerstreben möglich, den Sturz entsprechend der üblicherweise transportierten Nutzlast anzupassen. Seitenführungskräfte können beim rollenden Reifen nur entstehen, wenn Schräglaufwinkel und/oder Sturz vorhanden ist. Durch Sturz stellt sich eine günstige Spannungsverteilung der Profilteilchen in der Reifenaufstandsfläche ein. Bei mehrspurigen Fahrzeugen wie Nutzfahrzeugen werden Grundsturz und Sturzänderung zur partiellen Kompensation des Sturzwinkels zur Straße eingesetzt, der sich am kurvenäußeren Rad durch die Wankneigung des Fahrzeugs ergibt. Bei Einzelradaufhängungen ändert sich - abhängig vom Achsprinzip und der Kinematik der Achse - der Sturz über dem Federweg. Dagegen bleibt bei Starrachsen der Sturz zur Straße bei Kurvenfahrt näherungsweise konstant. Bei einer Achskonstruktion, in der ein gewöhnliches Achsrohr ersetzt worden ist durch eine Achsbrücke, die um ein Maß versetzt zur Radachse angeordnet ist, ergeben sich aufgrund des Versatzes der Achsbrücke zur Radachse bei einer Veränderung der Nutzlast oder bei Kurvenfahrt und einseitigen Ein- und Ausfederbewegungen der Räder wiederum Sturzveränderungen an den Rädern, die durch Torsionsbewegungen in den Lenkerarmen und/oder der Achsbrücke verursacht werden. In einer Achskonstruktion für eine angetriebene Achse, in der ein gewöhnliches Achsrohr fehlt und die Verbindung der schwenkbeweglichen Lenkerarme mit den daran befestigten angetriebenen Rädern über eine zur Radachse versetzt angeordnete Achsbrücke hergestellt wird, ist eine zusätzliche Führung der Räder und eine Lösung zur Weiterleitung der Radkräfte deshalb erforderlich. Bei der Auslegung von Achskonstruktionen für Nutzfahrzeuge, insbesondere auch bei einer luftgefederten Achskonstruktion, ist es zudem wichtig, die auftretenden Seitenkräfte sinnvoll abzuleiten. Insbesondere bei Kurvenfahrt oder bei einer Erhöhung der Nutzlast wird die Achsbrücke stark auf Biegung beansprucht. Das gilt insbesondere auch bei angetriebenen Achsen in einem Fahrzeug.The payload can also lead to a change in the camber angle if the axle geometry is unsuitably designed. This makes it possible to adjust the camber according to the payload usually transported using the handlebar struts. Cornering forces can only arise when the tire is rolling if there is a slip angle and/or camber. A fall results in a favorable distribution of tension between the tread particles in the tire contact area. In multi-lane vehicles such as commercial vehicles, basic camber and camber change are used to partially compensate for the camber angle to the road that results from the vehicle's tendency to roll on the outside wheel. With independent wheel suspensions - depending on the axle principle and the kinematics of the axle - the camber changes over the spring travel. On the other hand, with rigid axles, the camber to the road remains approximately constant when cornering. In an axle construction in which an ordinary axle tube has been replaced by an axle bridge that is offset by a certain amount from the wheel axle, the offset of the axle bridge from the wheel axle results in changes in the payload or when cornering and one-sided compression and rebound movements Wheels, in turn, camber changes on the wheels caused by torsional movements in the handlebar arms and/or the axle bridge. In an axle construction for a driven axle, in which a normal axle tube is missing and the connection of the pivoting handlebar arms with the attached driven wheels is established via an axle bridge offset from the wheel axle, an additional guidance of the wheels and a solution for transmitting the wheel forces is therefore necessary necessary. When designing axle designs for commercial vehicles, especially with an air-suspended axle design, it is also important to sensibly dissipate the lateral forces that occur. Particularly when cornering or when the payload is increased, the axle bridge is subjected to strong bending stress. This is particularly true for driven axles in a vehicle.
Die erstmalige Einstellung des Sturzes der Räder auf einen gewünschten Wert bei der Montage der Achskonstruktion an einem Nutzfahrzeug und die Beibehaltung eines gewünschten Radsturzes der angetriebenen Räder während der Fahrt des Nutzfahrzeugs sowie die Übertragung und der Ausgleich der bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs auftretenden Radkräfte ist nun über die Lenkerstreben möglich, die über die Befestigungskonsole mit der Achsbrücke verbunden werden können. Um die Räder in einem gewünschten Sturzwinkel zu halten und die bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs auftretenden Kräfte aufzufangen, ist die Befestigungskonsole im mittleren Bereich der Achsbrücke ausgebildet. An der Befestigungskonsole können Lenkerstreben mit ihrem ersten Ende befestigt werden, die an ihrem zweiten Ende mit einem der Lenkerarme verbunden sind. Die an der Befestigungskonsole mit einem ersten Ende befestigten Lenkerstreben leiten bei Kurvenfahrt und hoher Nutzlast die auf die Achsbrücke einwirkenden Biegekräfte in die Lenkerarme ein, an denen die Radträger und die angetriebenen Räder befestigt sind. Die Anbindung der Achsbrücke an die Lenkerarme wird dadurch weniger belastet. Die Lenkerarme leiten die aus den Lenkerstreben auf sie einwirkenden Kräfte auf die Räder und den Fahrzeugrahmen ab.The initial adjustment of the camber of the wheels to a desired value when assembling the axle construction on a commercial vehicle and the maintenance of a desired camber of the driven wheels while the commercial vehicle is driving as well as the transmission and compensation of the wheel forces that occur when the commercial vehicle is driving is now over the handlebar struts are possible, which can be connected to the axle bridge via the mounting bracket. In order to keep the wheels at a desired camber angle and to absorb the forces that occur when the commercial vehicle is moving, the fastening bracket is designed in the middle area of the axle bridge. Handlebar struts can be attached to the fastening console with their first end, which are connected to one of the handlebar arms at their second end. When cornering and with a high payload, the handlebar struts attached to the mounting console with a first end transfer the bending forces acting on the axle bridge into the handlebar arms to which the wheel carriers and the driven wheels are attached. This puts less strain on the connection of the axle bridge to the handlebar arms. The handlebar arms transfer the forces acting on them from the handlebar struts to the wheels and the vehicle frame.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist die Befestigungskonsole als ein unterhalb der Oberkante der Achsbrücke angeordneter Vorsprung ausgebildet, der sich in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke erstreckt, wobei die Lenkerstreben eine Längenverstellvorrichtung aufweisen und an dem Vorsprung Befestigungselemente zur Befestigung von Lenkerstreben ausgebildet sind, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Winkel < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke ausgerichtet ist.According to one embodiment of the invention, the fastening bracket is designed as a projection arranged below the upper edge of the axle bridge formed, which extends in a direction transverse to the direction of extension of the axle bridge, the handlebar struts having a length adjustment device and fastening elements for fastening handlebar struts are formed on the projection, the pulling direction of which is at an angle <45° and >0° to the view from above Extension direction of the axle bridge is aligned.
Durch den Vorsprung können die Lenkerstreben in einer Höhe an der Achsbrücke angreifen, die tiefer liegt als die Oberseite der Achsbrücke. Über den dadurch ermöglichten längeren Hebel können die Lenkerstreben höhere Kräfte aufnehmen.The projection allows the handlebar struts to engage the axle bridge at a height that is lower than the top of the axle bridge. The longer lever this allows allows the handlebar struts to absorb higher forces.
Die Lenkerstreben weisen eine Längenverstellvorrichtung auf. Mit dem Lenkerstreben ist es möglich, den Sturz der Räder, die Spur der Räder, die Spreizung der Räder und den Vor- und Nachlauf der entsprechenden Achskonstruktion nach dem Anbau der Achskonstruktion an ein Nutzfahrzeug auf einen gewünschten Wert einzustellen. Die Lenkerstreben können eine zu einer gewünschten geometrischen Einstellung der Räder passende feste Länge aufweisen. Es ist aber auch möglich, die geometrische Einstellung der Räder einstellbar auszuführen, indem die Länge der Lenkerstreben mit der Längenverstellvorrichtung auf eine passende Länge eingestellt wird. Die Längenverstellung kann beispielsweise durch teleskopier- und in einer jeweiligen Auszugsstellung festlegbare Rohre, durch eine längenveränderlich einstellbare Spannschraube oder andere geeignete Längenverstellvorrichtungen erfolgen. Die Länge der Lenkerstreben, die mit einer Längenverstellvorrichtung versehen sind, kann nicht nur bei der Montage der Achskonstruktion an einem Fahrzeug, sondern auch nachträglich während der Nutzung des Fahrzeugs auf einen gewünschten Wert eingestellt werden.The handlebar struts have a length adjustment device. With the handlebar struts, it is possible to adjust the camber of the wheels, the track of the wheels, the spread of the wheels and the lead and caster of the corresponding axle structure to a desired value after the axle structure has been attached to a commercial vehicle. The handlebar struts can have a fixed length that matches a desired geometric setting of the wheels. However, it is also possible to make the geometric adjustment of the wheels adjustable by adjusting the length of the handlebar struts to a suitable length using the length adjustment device. The length adjustment can be carried out, for example, by telescopic tubes that can be fixed in a respective extended position, by a length-adjustable clamping screw or other suitable length adjustment devices. The length of the handlebar struts, which are provided with a length adjustment device, can be adjusted to a desired value not only when installing the axle structure on a vehicle, but also subsequently while using the vehicle.
Durch eine Zugrichtung der Lenkerstreben, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Durch eine Zugrichtung der Lenkerstreben, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Winkel < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke ausgerichtet ist. Die Ausrichtung der Zugrichtung der Befestigungselemente in dem angegebenen Winkelbereich kann erfolgen, indem die Befestigungselemente entsprechend schräg zu einer Halteplatte ausgerichtet sind, an der die Befestigungselemente befestigt sind, und/oder die Halteplatte, an der die Befestigungselemente befestigt sind, in einer Winkellage zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke angeordnet ist, aus der sich der angegebene Zugrichtungswinkel ergibt. Durch eine Zugrichtung der Lenkerstreben, die aus einer Ansicht von oben auf die Achsbrücke in einem Winkel < 45° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke ausgerichtet sind, bilden eine jeweilige Lenkerstrebe, der von der jeweiligen Lenkerstrebe abgestrebte Abschnitt der Achsbrücke und der Abschnitt des Lenkerarms zwischen seiner Anbindung an die Achsbrücke bis zu der Stelle, an der die jeweilige Lenkerstrebe an dem Lenkerarm angreift, ein Kräftedreieck, über das sich die auf diese Bauteile einwirkenden Kräfte gut verteilen. Die Lenkerstreben können dadurch die Achsbrücke in eine Richtung quer zur Längserstreckungsrichtung des Fahrzeugs effektiv abstützen und die Räder bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs in einer gewünschten geometrischen Einstellung halten. Indem der Winkel > 0° ist, können die Lenkerstreben nicht nur Querkräfte von der Achsbrücke auf den Fahrzeugrahmen übertragen, sondern auch Längskräfte. Die Befestigungsmittel können beispielsweise als Schraubbolzen ausgeführt sein, auf die eine Lenkerstrebe aufgeschraubt werden kann. Es können aber auch hakenartig oder auf eine sonstige geeignete Weise ausgebildete Befestigungsmittel vorgesehen sein.Through a pulling direction of the handlebar struts, the pulling direction of which is aligned from a view from above in an angle <45° and > 0° to the direction of extension of the axle bridge. The alignment of the pulling direction of the fastening elements in the specified angular range can be done by aligning the fastening elements accordingly obliquely to a holding plate to which the fastening elements are fastened, and / or the holding plate to which the fastening elements are fastened in an angular position to the direction of extension of the Axle bridge is arranged, from which the specified pull direction angle results. A pulling direction of the handlebar struts, which are aligned from a view from above of the axle bridge at an angle <45° to the direction of extension of the axle bridge, forms a respective handlebar strut, the section of the axle bridge braced by the respective handlebar strut and the section of the handlebar arm between its connection to the axle bridge up to the point where the respective handlebar strut engages the handlebar arm, a force triangle over which the forces acting on these components are well distributed. The handlebar struts can thereby effectively support the axle bridge in a direction transverse to the longitudinal direction of the vehicle and keep the wheels in a desired geometric setting when the commercial vehicle is traveling. Because the angle is > 0°, the handlebar struts can not only transfer lateral forces from the axle bridge to the vehicle frame, but also longitudinal forces. The fastening means can, for example, be designed as screw bolts onto which a handlebar strut can be screwed. However, fastening means designed like a hook or in another suitable manner can also be provided.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Vorsprung auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente zur Befestigung von Lenkerstreben ausgebildet, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs zumindest jeweils eine Lenkerstrebe drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe vom zugehörigen Befestigungselement aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe an dem dieser Lenkerstrebe zugehörigen Lenkerarm hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad abweicht. Durch die Anordnung der Befestigungselemente auf gegenüberliegenden Seiten des Vorsprungs ist es möglich, die auf die Achskonstruktion bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs einwirkenden Querkräfte auf beide Seiten des Fahrzeugrahmens zu übertragen. Je nach Wirkrichtung einer Querkraft werden dabei die auf einer ersten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Zug und die auf der zweiten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Druck belastet. Durch die beidseitige Einleitung der Querkräfte in den Fahrzeugrahmen ergibt sich eine sehr gute Abstützung der Achskonstruktion bei Kurvenfahrt.According to one embodiment of the invention, fastening elements for fastening handlebar struts are formed on the projection on opposite sides, on which at least one handlebar strut is rotatably and/or articulatedly connected to the associated fastening element(s) on each side of the projection and this handlebar strut is separated from the associated fastening element from in the assembly and rest position of the axle construction in a commercial vehicle to the connection point of the handlebar strut on the handlebar arm associated with this handlebar strut at an angle of attack that deviates by an angle from the direct line between the associated attachment point and the wheel center in the associated wheel. By arranging the fastening elements on opposite sides of the projection, it is possible to transfer the transverse forces acting on the axle structure when the vehicle is cornering to both sides of the vehicle frame. Depending on the direction of action of a transverse force, the fastening elements arranged on a first side of the projection are loaded in tension and the fastening elements arranged on the second side of the projection are loaded in compression. The introduction of transverse forces into the vehicle frame on both sides results in very good support for the axle structure when cornering.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung sind an dem Vorsprung auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente zur Befestigung von Lenkerstreben ausgebildet, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs zumindest jeweils eine Lenkerstrebe drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe vom zugehörigen Befestigungselement aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe an dem dieser Lenkerstrebe zugehörigen Lenkerarm hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad abweicht. Durch die Anordnung der Befestigungselemente auf gegenüberliegenden Seiten des Vorsprungs ist es möglich, die auf die Achskonstruktion bei Kurvenfahrt des Fahrzeugs einwirkenden Querkräfte auf beide Seiten des Fahrzeugrahmens zu übertragen. Je nach Wirkrichtung einer Querkraft werden dabei die auf einer ersten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Zug und die auf der zweiten Seite des Vorsprungs angeordneten Befestigungselemente auf Druck belastet. Durch die beidseitige Einleitung der Querkräfte in den Fahrzeugrahmen ergibt sich eine sehr gute Abstützung der Achskonstruktion bei Kurvenfahrt.According to one embodiment of the invention, fastening elements for fastening handlebar struts are formed on the projection on opposite sides, on which at least one handlebar strut is rotatably and/or articulatedly connected to the associated fastening element(s) on each side of the projection and this handlebar strut is separated from the associated fastening element in the assembly and rest position of the axle construction in a commercial vehicle extends to the connection point of the handlebar strut on the handlebar arm associated with this handlebar strut at an angle of attack that deviates by an angle from the direct line between the associated attachment point and the wheel center in the associated wheel. By arranging the fastening elements on opposite sides of the projection, it is possible to transfer the transverse forces acting on the axle structure when the vehicle is cornering to both sides of the vehicle frame. Depending on the direction of action of a transverse force, the fastening elements arranged on a first side of the projection are loaded in tension and the fastening elements arranged on the second side of the projection are loaded in compression. The introduction of transverse forces into the vehicle frame on both sides results in very good support for the axle structure when cornering.
Auf jeder Seite des Vorsprungs können jeweils zumindest zwei Lenkerstreben angeordnet sein, die den Vorsprung von einem jeweiligen Befestigungselement aus mit einem zugeordneten Lenkerarm verbinden, und die Lenkerstreben so ausgerichtet sind, dass die erste der beiden Lenkerstreben von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad zum Lenkerarm hin nach oben und die zweite der beiden Lenkerstreben von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad zum Lenkerarm hin nach unten abweicht. Die zumindest zwei Lenkerstreben bewegen sich bei dieser spezifischen Anordnung bei Verformungen der Lenkerarme und der Achsbrücke jeweils in entgegengesetzte Richtungen, wodurch diese ein Kippmoment auf den jeweiligen Lenkerarm und damit auch auf das daran befestigte Rad erzeugen. Dieses Kippmoment kann dazu genutzt werden, das Rad bei einer Ein- bzw. Ausfederbewegung des Lenkerarms in einer gewünschten geometrischen Einstellung zu halten.At least two handlebar struts can be arranged on each side of the projection, which connect the projection from a respective fastening element to an associated handlebar arm, and the handlebar struts are aligned so that the first of the two handlebar struts is separated from the direct line between the associated attachment point and the Wheel center in the associated wheel upwards towards the handlebar arm and the second of the two handlebar struts deviates downwards from the direct line between the associated attachment point and the wheel center in the associated wheel towards the handlebar arm. In this specific arrangement, the at least two handlebar struts move in opposite directions when the handlebar arms and the axle bridge are deformed, as a result of which they generate a tilting moment on the respective handlebar arm and thus also on the wheel attached to it. This tilting moment can be used to keep the wheel in a desired geometric setting when the handlebar arm moves in or out.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist an der Achsbrücke ein Befestigungselement zur Anbindung eines Spurführungsmittels ausgebildet. Anders als die Lenkerstreben dienen die Spurführungsmittel dem Zweck, bei der Fahrt des Nutzfahrzeugs die Spur der Räder der Achskonstruktion günstig zu beeinflussen. Durch unterschiedlich starke Ein- und Ausfederbewegungen der Lenkerarme auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens sowie durch Torsionsbewegungen des Fahrzeugrahmens und durch die Räder eingeleitete Querkräfte kann sich die Spur der Räder verändern. Das mit der Achskonstruktion ausgestattete Fahrzeug könnte dadurch einen Eigenlenkverhalten zeigen, das einem sicheren Fahrverhalten abträglich ist. Zudem destabilisieren die durch den Antrieb induzierten Drehmomente die Spurtreue der Achskonstruktion, insbesondere dann, wenn die Gelenke der Lenkerarme weich ausgestaltet sind. Dieser Umstand macht ein Spurführungsmittel erforderlich. Weiter können Nutzfahrzeugfahrwerke auf unterschiedliche Fahrhöhen eingestellt werden. Hierfür muss das eingesetzte Spurführungsmittel derart ausgestaltet sein, dass es für ein breites Spektrum an Fahrhöhen eine gerade Spur der Achskonstruktion sicherstellen kann. Um diese Schwierigkeiten zu lösen, ist an der Achsbrücke ein Befestigungselement zur Anbindung eines Spurführungsmittels vorgesehen. Bevorzugt ist das Befestigungselement zur Anbindung eines Spurführungsmittels in der Mitte der Achsbrücke angeordnet, um die vom Spurführungsmittel in die Achsbrücke eingeleiteten Kräfte gleichmäßig auf beide Seiten der Achskonstruktion zu übertragen und um ein breites Fahrhöhenspektrum der Achskonstruktion sicherstellen zu können.According to one embodiment of the invention, a fastening element for connecting a tracking means is formed on the axle bridge. Unlike the handlebar struts, the tracking devices serve the purpose of favorably influencing the track of the wheels of the axle construction when the commercial vehicle is moving. The track of the wheels can change due to different compression and rebound movements of the handlebar arms on opposite sides of the vehicle frame as well as torsional movements of the vehicle frame and transverse forces introduced by the wheels. The vehicle equipped with the axle design could therefore exhibit self-steering behavior that is detrimental to safe driving behavior. In addition, the torques induced by the drive destabilize the directional stability of the axle construction, especially if the joints of the handlebar arms are designed to be soft. This circumstance makes a tracking device necessary. Commercial vehicle chassis can also be adjusted to different ride heights. For this purpose, the tracking means used must be designed in such a way that it can ensure a straight track of the axle construction for a wide range of ride heights. In order to solve these difficulties, a fastening element for connecting a tracking device is provided on the axle bridge. The fastening element for connecting a tracking means is preferably arranged in the middle of the axle bridge in order to transmit the forces introduced into the axle bridge by the tracking means evenly to both sides of the axle structure and to be able to ensure a wide ride height range of the axle structure.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Befestigungselement eine Welle zur Verbindung mit einem Wattgestänge. Auf die Welle kann das drehbare Gelenk des Wattgestänges aufgesetzt werden. Bei einem Wattgestänge bleibt die Achse beim Aus- und Einfedern stets mittig in vertikaler Richtung geführt. Sie nutzt den Effekt, den das Watt-Parallelogramm beschreibt. Die Querlenker sind auf einer Seite am Rahmen fixiert. Die anderen beweglichen Enden sind über ein drehbares Gelenk mit der Achse verbunden. Die seitlichen Hubbewegungen entstehen durch den Radius, den die beweglichen Enden der beiden Querlenker beim Aus- und Einfedern durchlaufen. Sie ziehen dabei aber die Achse nicht nach außen, da das drehbare Gelenk den Längenausgleich ermöglicht und so die Achse in der Mitte hält.According to one embodiment of the invention, the fastening element is a shaft for connection to a Watt linkage. The rotatable joint of the Watt linkage can be placed on the shaft. With a Watt linkage, the axle always remains centered in the vertical direction during extension and compression. It uses the effect described by the Watt parallelogram. The wishbones are fixed to the frame on one side. The other movable ends are connected to the axle via a rotatable joint. The lateral lifting movements are caused by the radius that the movable ends of the two wishbones pass through during extension and compression. However, you do not pull the axle outwards, as the rotatable joint allows for length compensation and thus keeps the axle in the middle.
Nach einer Ausgestaltung der Erfindung ist das Befestigungselement zur Anbindung eines Spurführungsmittels auf der zur Befestigungskonsole zur Anbindung von Lenkerstreben gegenüberliegenden Seite der Achsbrücke angeordnet. Durch die Anordnung dieser Bauteile auf gegenüberliegenden Seiten der Achsbrücke ergibt sich eine parallelogrammartige Kraftverteilung. Die von den Lenkerstreben und dem Spurführungsmittel in die Achsbrücke eingeleiteten Kräfte werden jeweils optimal in die Achsbrücke eingeleitet. Des Weiteren ermöglicht die Erhöhung der Achsbrücke eine Positionierung des Befestigungselementes für das Spurführungsmittel in einem Bereich, der so gewählt ist, dass eine Kollision des drehbaren Gelenks mit dem Untergrund vermieden wird.According to one embodiment of the invention, the fastening element for connecting a tracking means is arranged on the side of the axle bridge opposite the fastening console for connecting handlebar struts. Arranging these components on opposite sides of the axle bridge results in a parallelogram-like force distribution. The forces introduced into the axle bridge by the handlebar struts and the tracking means are optimally introduced into the axle bridge. Furthermore, the elevation of the axle bridge enables positioning of the fastening element for the tracking means in an area that is selected so that a collision of the rotatable joint with the ground is avoided.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorstehend aufgeführten Ausgestaltungen der Erfindung jeweils für sich, aber auch untereinander mit dem Gegenstand des Anspruchs 1 und den übrigen Unteransprüchen kombiniert werden können, soweit dem keine technischen Hindernisse entgegenstehen und keine zwingenden Abhängigkeiten gegeben sind.It should be noted that the embodiments of the invention listed above can be combined individually, but also with each other, with the subject matter of claim 1 and the other subclaims, provided there are no technical obstacles to this and there are no compelling dependencies.
Weitere Abwandlungen und Ausgestaltungen der Erfindung lassen sich den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen entnehmen.Further modifications and refinements of the invention can be found in the claims, the description and the drawings.
Die Erfindung soll nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert werden. Es zeigen:
-
1 : eine Gesamtansicht auf einen in einem Nutzfahrzeug installierten elektrischen Antriebsstrang von schräg unten, -
2 : eine Ansicht auf die Achskonstruktion von oben, -
3 : eine Ansicht auf die Achskonstruktion von hinten, -
4 : eine vergrößerten Darstellung eines äußeren Endes der Achsbrücke, und -
5 : die in4 gezeigte Darstellung eines äußeren Endes der Achsbrücke mit einer Verschraubung.
-
1 : an overall view of an electric drive train installed in a commercial vehicle from diagonally below, -
2 : a view of the axle construction from above, -
3 : a view of the axle construction from behind, -
4 : an enlarged view of an outer end of the axle bridge, and -
5 : in the4 Shown representation of an outer end of the axle bridge with a screw connection.
Die
Die Achskonstruktionen 6 weisen jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des Fahrzeugrahmens 4 einen Lenkerarm 8 auf, der jeweils über ein in einer Haltekonsole angeordnetes Schwenklager 10 mit dem Fahrzeugrahmen 4 verbunden ist. An dem Lenkerarm 8 ist jeweils auch ein Radträger 12 befestigt, an dem dann die Räder des Nutzfahrzeugs 2 angeschraubt werden können. An ihrem dem Schwenklager 10 abgewandten Ende werden die Lenkerarme 8 noch jeweils über ein Federelement 14 am Fahrzeugrahmen 4 abgestützt. Die Lenkerarme 8 rotieren also bei Federbewegungen um die Schwenklager 10 und federn dabei gegen die Rückstellkräfte in den flexiblen Federelementen 14.The
In
Die Lenkerarme 8 sind auf der den Schwenklagern 10 abgewandten Seite der Radachse R über eine Achsbrücke 22 miteinander verbunden. Die Lenkerarme 8 sind auch im Bereich der Tragabschnitte 20 zur Verbindung des jeweiligen Lenkerarms 8 mit einem Federelement 14 mit der Achsbrücke 22 verbunden. Im mittleren Bereich der Achsbrücke 22 ist eine Befestigungskonsole 24 zur Anbindung von Lenkerstreben 26 ausgebildet. Die Befestigungskonsole 24 ist im gezeigten Ausführungsbeispiel als ein unterhalb der Oberkante der Achsbrücke 22 angeordneter Vorsprung V ausgebildet, der sich in einer Richtung quer zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke 22 erstreckt. An dem Vorsprung V sind Befestigungselemente 28a zur Befestigung von Lenkerstreben 26 ausgebildet, deren Zugrichtung aus einer Ansicht von oben in einem Winkel α < 45° und > 0° zur Erstreckungsrichtung der Achsbrücke 22 ausgerichtet ist.The
An dem Vorsprung V sind auf gegenüberliegenden Seiten Befestigungselemente 28a zur Befestigung von Lenkerstreben 26 ausgebildet, an denen auf jeder Seite des Vorsprungs V zumindest jeweils eine Lenkerstrebe 26 drehbeweglich und/oder gelenkig mit dem oder den zugehörigen Befestigungselementen 28a verbunden ist und sich diese Lenkerstrebe 26 vom zugehörigen Befestigungselement 28a aus in der Montage- und Ruhestellung der Achskonstruktion 6 in einem Nutzfahrzeug bis zum Anbindungspunkt der Lenkerstrebe 26 an dem dieser Lenkerstrebe 26 zugehörigen Lenkerarm 8 hin in einem Anstellwinkel erstreckt, der um ein Winkelmaß von der direkten Linie zwischen dem zugehörigen Befestigungspunkt und dem Radmittelpunkt im zugehörigen Rad 16 abweicht.Fastening elements 28a for fastening handlebar struts 26 are formed on opposite sides of the projection V, on which at least one handlebar strut 26 is rotatably and/or articulatedly connected to the associated fastening element(s) 28a on each side of the projection V and this handlebar strut 26 is separated from the projection V associated fastening element 28a in the assembly and rest position of the
In
In
In
Die Erfindung ist nicht auf das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt. Dem Fachmann bereitet es keine Schwierigkeiten, das Ausführungsbeispiel auf eine ihm als geeignet erscheinende Weise abzuwandeln, um es an einen konkreten Anwendungsfall anzupassen.The invention is not limited to the exemplary embodiment described above. It is not difficult for a person skilled in the art to modify the exemplary embodiment in a way that he deems suitable in order to adapt it to a specific application.
BezugszeichenlisteReference symbol list
- 22
- NutzfahrzeugCommercial vehicle
- 44
- Fahrzeugrahmenvehicle frame
- 66
- AchskonstruktionAxle construction
- 88th
- LenkerarmHandlebar arm
- 1010
- SchwenklagerPivot bearing
- 1212
- RadträgerWheel carrier
- 1414
- FederelementSpring element
- 1616
- Radwheel
- 1818
- Schnittstelle zur Anbindung eines RadträgersInterface for connecting a wheel carrier
- 2020
- TragabschnittSupport section
- 2222
- Achsbrückeaxle bridge
- 2424
- BefestigungskonsoleFixing console
- 2626
- Lenkerstrebenhandlebar struts
- 2828
- Befestigungselementfastener
- 3030
- Bodenplattebase plate
- 3232
- SpurführungsmittelGuidance means
- 3434
- GelenkplatteJoint plate
- 3636
- Querlenkerwishbone
- 3838
- DeckblechCover plate
- 4040
- SeitenblechPage sheet
- 4242
- Platteplate
- 4444
- Hülsesleeve
- 4646
- DurchführungsöffnungPassage opening
- 4848
- Schraubbolzenscrew bolt
- 5050
- Zwischenraumspace
- 5252
- Verbindungselementconnecting element
- 5454
- Spannflächeclamping surface
- 5656
- Schraublochscrew hole
- 5858
- VerbindungsknotenConnection node
- 6060
- BalgträgerBellows carrier
- 200200
- elektrischer Antriebsstrangelectric powertrain
- KK
- KönigszapfenKingpin
- RR
- Radachsewheel axle
- Vv
- Vorsprunghead Start
- LL
- MittellängsachseCentral longitudinal axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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- DE 3526272 A1 [0003]DE 3526272 A1 [0003]
Claims (16)
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PCT/EP2023/074624 WO2024052480A1 (en) | 2022-09-09 | 2023-09-07 | Axle structure for a utility vehicle chassis, comprising an axle bridge |
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2022
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
Representative=s name: PATENTANWAELTE OLBRICHT, BUCHHOLD, KEULERTZ PA, DE |