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Fahrzeugachse, insbesondere für landwirtschaftliche Fahrzeuge Die
optimale Verwindungsfähigkeit geländegängiger Fahrzeuge kann bei Verwendung der
heute üblichen steifen Achskonstruktionen nicht erreicht werden, weil sie eine an
sich vorhandene Verwindungsfähigkeit des Fahrzeugrahmens behindern. Es ist daher
bereits vorgeschlagen worden, die Fahrzeugachsen unter Einhaltung der notwendigen
Biegesteifigkeit in vertikaler Richtung verdrehungsweich zu gestalten. Hierfür hat
sich insbesondere das Hutprofil als geeignet erwiesen, zumal dieses Profil dabei
noch den besonderen Vorteil eines niedrigen Gewichtes bietet.
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Die bekannten vorteilhaften Eigenschaften des Hutprofils sind indessen
bislang bei der Fertigung von Mittelachskörpern aus diesen Profilen nicht zur Geltung
gekommen, weil durch den Anschluß der den Mittelachskörper zur vollständigen Fahrzeugachse
ergänzenden notwendigen Anbauteile, wie Achslappen, und Achsstummel, sowohl die
Biegeweichheit des Profils in horizontaler Richtung als auch die erwünschte Verdrehungsweichheit
eingeschränkt wurden. Aus hutförmigen oder ähnlichen Profilen hergestellte Fahrzeugachsen
haben aber auch den in der Praxis auftretenden Anforderungen hinsichtlich der Haltbarkeit
bisher nicht genügt. Die Behinderung der elastischen Verformung durch die Anschlußteile
verursacht Spannungsspitzen an den Anschlußstellen, wodurch Brüche entstehen können.
Als besonders schwierig hat es sich erwiesen, eine bruchsichere Verbindung zwischen
dem dünnwandigen Mittelachskörper und den massiven Achsstummeln herzustellen. Aus
den vorgenannten Gründen mußte das Hutprofil bislang stärker bemessen werden, als
es ohne Berücksichtigung der in der bisher üblichen Weise angeschlossenen Anbauteile
notwendig wäre.
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Die vorgeschilderten Mängel und Schwierigkeiten in der Herstellung
der Mittelachskörper aus Hutprofilen sind nach der Erfindung dadurch behoben, daß
bei dem Hutprofil, bei dem zur Erzielung eines großen Biegewiderstandes die Höhe
der Schenkel größer ist als die Breite des bis dicht an die Abkantzonen planeben
und parallel zu den Flanschen ausgeführten Profilrückens, die Achsstummel und alle
Anbauteile, wie z. B. die Achslappen sowie die Lager für das Bremsgestänge und das
Lenkgetriebe bzw. eine Konsole für die Anhängekupplung, am Hutprofil durch ausschließlich
oder überwiegend in der Längsrichtung des Profils verlaufende Schweißnähte festgelegt
sind, die nicht im Bereich der Abkantungen und der freien Flansche des Hutprofils
liegen. In dieser Weise ausgeführte Fahrzeugachsen zeichnen sich durch ein geringes
Gewicht, durch hohe Biegesteifigkeit in vertikaler Richtung und durch Verdrehweichheit
aus. Außerdem können sie sich in der horizontalen Ebene infolge des im Verhältnis
zur Schenkelhöhe schmalen Profilrückens nach einer S-Kurve verformen, was für die
Geländegängigkeit des Fahrzeuges von großem Vorteil ist und zusätzlich zur Verwindungsfähigkeit
des Fahrgestelles, insbesondere wenn dieses mit einem verdrehungsweichen zentralen
Längsträger ausgeführt ist, das Fahren auf unebenem Gelände ermöglicht, ohne daß
ein Brechen der Fahrzeugachsen oder des Fahrgestelles befürchtet werden muß.
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Der Erfindungsgedanke läßt sich in besonders vorteilhafter Weise verwirklichen,
wenn die an den Mittelachskörper anzuschließenden Teile eine zweckentsprechende
Formgebung erhalten. Die Erfindung erstreckt sich daher auch auf die im Sinne der
Erfindung ausgeführten Anordnung und Gestaltung der Achsstummel und Achslappen,
ferner auf die Anbringung der Lager für das Bremsgestänge und des Zapfenlagers für
das Lenkgetriebe achsschenkelgelenkter Fahrzeuge und schließlich auf die Anbringung
eines Konsols für die Anhängekupplung. Ausführungsbeispiele hierfür werden nachstehend
an Hand der Zeichnung erläutert.
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Das durch Längs- und Querkräfte beanspruchte Faustlager für den Zapfen
des Lenkgetriebes ist bei einer bevorzugten Ausführungsform an ein Kastenprofil
angeschweißt, welches entweder unter Vermittlung einer den Achslappen ähnlichen
Trägerplatte mit aufeinander zu laufenden Seitenteilen am Hutprofil durch längslaufende
Schweißnähte befestigt oder mit einer Ausklinkung auf das Hutprofil aufgesetzt und
ebenfalls ausschließlich durch längslaufende Schweißnähte am Hutprofil festgelegt
ist.
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In Weiterausbildung der Erfindung als Träger für das Faustlager des
Lenkgetriebes ein Kastenprofil anzuwenden, ist vorgesehen, an das hinten offene
Ende des Kastenprofils, das an allen anderen Flächen flüssigkeitsdicht abgeschlossen
und insbesondere
flüssigkeitsdicht mit dem Hutprofil verbunden ist,
durch Schweißung den verdrehungsweichen zentralen Längsträger des Fahrgestelles
anzuschließen, der in bekannter Weise aus einem an der Unterseite mit einem über
die ganze Trägerlänge durchgehenden Längsschlitz versehenen Vierkantrohr bestehen
kann. Am hinteren Ende des geschlitzten Vierkantrohres, welches die Vorderachse
mit der Hinterachse verbindet, kann eine ähnliche Kastenkonstruktion wie über der
Vorderachse über der Hinterachse für den Anschluß der Anhängekupplung angebracht
werden. In der Zeichnung zeigt Fig. 1 in schaubildlicher Draufsicht den einen Endabschnitt
des den Mittelachskörper bildenden, in der Schnittebene A-A der Fig. 2 abgebrochenen
Hutprofils mit dem in das Hutprofil eingeschweißten Achsstummel und mit dem auf
das Hutprofil aufgeschweißten Achslappen; Fig. 2 zeigt die Vorderansicht der in
Fig. 1 dargestellten Bauteile mit teilweise aufgebrochenem Hutprofil; Fig. 3 und
4 zeigen in schaubildlichen Ansichten von unten das Hutprofil mit dem Achslappen
bzw. mit dem vom Hutprofil getrennten Achsstummel.
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Bei dem mit verhältnismäßig dünnen Wandstärken hergestellten Hutprofil
sind mit 1 der Profilrücken, mit 2 die zueinander parallelen Schenkel und mit 3
die rechtwinklig zu den Schenkeln 2 nach außen abgekanteten Flansche bezeichnet.
Fig. 1 und 3 lassen erkennen, daß die Höhe der Schenkel größer ist als die Breite
des Profilrückens.
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Der Achsstummel besteht aus einem am inneren Ende an der Unterseite
bei 4 abgeschrägten und mit einer Aussparung 5 versehenen Vierkanteisen 6. Die Aussparung
5 ist so ausgeführt, daß sie dem inneren Endteil des Vierkantabschnittes 6 einen
U-förmigen Querschnitt gibt und zur Mitte des Vierkantabschnittes hin nach dessen
Unterseite allmählich ausläuft. Der Vierkantabschnitt 6 ist durch einen Bund 7 begrenzt.
An der anderen Seite des Bundes 7 geht der Achsstummel, wie bekannt, in einen kurzen
zylindrischen Abschnitt 8' und dann in einen konischen Abschnitt 8 über, der in
einem Bolzengewindeteil 9 endet. Auf den zylindrischen Abschnitt 8' ist, wie üblich,
gegen den Bund 7 anliegend, der zum Anbringen des Fahrzeug-Tades dienende Flansch
10 aufgeschrumpft oder aufgeschraubt. Die Abmessungen des Vierkantabschnittes 6
sind so gewählt, daß er das Hutprofil satt ausfüllt, jedoch nur über, einen Teil
der Höhe der Schenkel 2 des Hutprofils reicht. Hutprofil und Achsstummel werden
mit dem ein Stück frei aus dem Hutprofil herausragenden Vierkantabschnitt 6 des
Achsstummels durch Schweißnähte 11 verbunden, die an den Innenflächen der Schenkel
2 des Hutprofils längs den unteren Randkanten des in den Hohlraum des Hutprofils
eingreifenden Vierkantabschnittes 6 angebracht werden. Außerdem sind am Rücken 1
des Hutprofils, und zwar auf der Längsmittellinie des Profilrückens, in einer Reihe
hintereinanderliegend, mehrere, im gezeichneten Beispiel drei Langlöcher 12 ausgespart,
an denen ebenfalls Schweißungen 13 durchgeführt werden, so daß also der Achsstummel
sowohl an den Schenkeln 2 als auch am Rücken 1 des Hutprofils durch in Längsrichtung
des Profils verlaufende Schweißnähte 11 und 13 am Hutprofil dauerhaft festgelegt
ist.
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Die in bekannter Weise zum Anschrauben der Fahrzeugachse am Achsbock
bzw. unmittelbar am -Fahrgestell dienenden Achslappen 14, 15 sind aus starkem Blech
gefertigt, die an den beiden Seitenrandabschnitten 15 spitzwinklig gegen den Mittelabschnitt
des Bleches umgebogen sind und nach unten hin aufeinander zu laufen. Der Achslappen
14, 15 ist so gestaltet, daß er in von oben her auf das Hutprofil 1, 2 aufgeschobenem
Zustande mit seinem Mittelteil 14 nach beiden Seiten über den Profilrücken 1 hinausragt
und die freien Längskanten der schrägverlaufenden Seitenteile 15 etwa im unteren
Drittel der, Schenkelhöhe gegen die Schenkel 2 engschließend anliegen. In den außer
Bereich des Hutprofils befindlichen Flächenabschnitten des Plattenmittelteiles 14
sind Durchtrittslöcher 16 für die Befestigungsschrauben gebohrt, und um die Befestigungsschrauben
von unten her in die Löcher 16 einführen zu können, sind in gleichen Querebenen
mit den Schraubendurchtrittslöchern 16 an den beiden Seitenteilen 15 des Achslappens
14 zu den Längsrändern der Seitenteile 15 hin offene Einschnitte 17 gebildet. Die
Schweißnähte 18 zum Verbinden des Achslappens mit dem Hutprofil werden an den Längsrändern
der Seitenteile 15, soweit sie nicht durch die Einschnitte 17 unterbrochen sind,
entlanggeführt.
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In der gleichen Teilung und Größe wie im Rücken 1 des Hutprofils sind
auf der Längsmittellinie des Mittelabschnittes 14 der Blechplatte 14, 15 beispielsweise
zwei in einer Reihe hintereinanderliegende Langlöcher 19 ausgespart, die sich in
der ordnungsgemäßen Anbaustellung des Achslappens mit zwei von den im Hutprofilrücken
vorgesehenen drei Langlöchern 12 decken können. Durch Verschweißen der Langlöcher
19 des Achslappens 14, 15 wird eine Schweißverbindung 20 des Achslappens 14 mit
dem Rücken 1 des Hutprofils hergestellt, wobei nach dem bekannten Prinzip der Mehrlagenschweißung
eine Vergütung der zuerst angebrachten Schweißnaht 13 erzielt wird, durch welche
in der oben beschriebenen Weise vorher der Achsstummel mit dem Hutprofil verbunden
wurde.
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Die Lager für das Bremsgestänge werden, wie in Fig. 5 und 6 veranschaulicht,
als Konsollager 21 bzw. 22 mit Winkelflanschen 23 ausgeführt und mit den Winkelflanschen
so am Hutprofil montiert, daß der eine Schenkel des winklig gestalteten Flansches
23 gegen den Rücken 1 und der andere Schenkel gegen den einen Schenkel 2 des Hutprofils
anliegt. Die Verbindung erfolgt durch an den beiden Längskanten des Winkelflansches
23 entlanggeführte Schweißnähte 24. Fig. 5 zeigt die schaubildliche Ansicht eines
Lagers 21 für radial, z. B. durch Nocken betätigte Bremsen. Lager für radial betätigte
Bremsen werden in der Regel paarweise an jeder Radbremsachse angebracht.
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Fig. 6 zeigt ebenfalls in schaubildlicher Ansicht ein Lager 22 für
axial, z. B. durch Spreizhebel oder Spreizkeile betätigte Bremsen. Hierbei ist für
die beiden Bremsen jeder Fahrzeugachse im allgemeinen nur ein Lager erforderlich.
-Es empfiehlt sich, die Lager 21 bzw. 22 für das Bremsgestänge in solchen Höhenlagen
am Hutprofil 1. 2, 3 anzuordnen, daß die Mittellinie der Achslagerbohrung (bei dem
Lager für radial betätigte Bremsen nach Fig. 5) bzw. der Mittelpunkt der Mittellinie
der Achslagerbohrung (bei Lagern für axial betätigte Bremsen nach Fig. 6) und der
Schubmittelpunkt des Hutprofils etwa in der gleichen Höhe liegen.
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Fig. 7 und 8 stellen zwei verschiedene Ausführungsbeispiele für die
Anbringung des Zapfenlagers eines Lenkgetriebes achsschenkelgelenkter Fahrzeuge
an der vorderen Fahrzeugachse in schaubildlicher Ansicht dar. Fig. 9 zeigt in schaubildlicher
Ansicht von unten eine Einzelheit der Bauart nach Fig. B.
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Das den Zapfen des Lenkgetriebes aufnehmende Faustlager 25 ist bei
beiden Ausführungsbeispielen
am Vorderende eines Kastenprofils 26
angeschweißt, und zwar so, daß das Kastenprofil 26 durch einwärts umgebogene Randkantenabschnitte
26' der hochlaufenden Kastenseitenwände nach vorn völlig abgeschlossen ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 7 ist das Kastenprofil 26 auf einen
Blechstreifen 27, 28 festgeschweißt, der bis auf die Schraubendurchtritts- und -einführöffnungen
16 und 17 etwa die gleiche Form aufweist wie der Achslappen 14, 15 in Fig. 1 und
3 und genau wie letzterer durch an den Längskanten der aufeinander zu laufenden
Seitenteile 28 entlang angebrachte Schweißnähte 29 an den beiden Schenkeln 2 des
Hutprofils angeschweißt ist. Statt einer Schweißverbindung zwischen Blechträger
27, 28 und Kastenprofil 26 kann auch eine Schraubverbindung vorgesehen werden. Diese
bietet den Vorteil einer einfacheren Auswechselbarkeit der Achse.
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In Fig. 8 ist das Kastenprofil 26 an der Unterseite zwecks Bildung
einer der Breite des Hutprofilrückens 1 entsprechenden Ausklinkung 30 ausgeschnitten.
In die ausgeschnittene Stelle ist, wie aus Fig. 9 erkennbar, ein in die Form eines
flachen U-oder Hutprofils gebogenes Blech 31 eingesetzt und so angeschweißt, daß
das Kastenprofil 26 an der Ausklinkstelle 30 wieder völlig abgeschlossen ist. Mit
der so vorbereiteten Ausklinkung wird das Kastenprofil 26 (Fig. 8) über den Hutprofilrücken
1 aufgeschoben und durch an den Abkantstellen der Flasche des Abdeckbleches 31 entlanggeführte
Schweißnähte 32 am Hutprofil festgelegt. Das Faustlager 25 ragt über das Hutprofil
vor und ist mit Bezug auf den Schubmittelpunkt des Hutprofils in gleicher Weise
wie das Bremsgestängelager 22 nach Fig. 6 so angeordnet, daß der Mittelpunkt der
Mittellinie der Lagerbohrung des Faustlagers 25 und der Schubmittelpunkt des Hutprofils
genau oder annähernd in gemeinsamer Horizontalebene liegen.
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Das hintere Ende des Kastenprofils 26 kann um die gleiche Länge über
das Hutprofil 1, 2, 3 hinausragen wie auf der anderen Seite das Vorderende, welches
das eingeschweißte Faustlager 25 trägt. In diesem Falle wird das Kastenprofil 26
hinten durch eine eingeschweißte Querwand abgeschlossen.
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Bei Fahrgestellen, die einen zentralen Längsträger, insbesondere einen
solchen aus einem verdrehungsweichen Vierkantrohr, aufweisen, kann die Bauart des
Fahrgestelles dadurch erheblich vereinfacht und verbessert werden, daß der zentrale
Längsträger unmittelbar an das dann offen ausgeführte hintere Ende des Kastenprofils
26 angeschlossen wird, wie es bei den Ausführungsbeispielen nach Fig. 7 und 8 gezeigt
ist.
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Der zentrale Längsträger ist aus einem Vierkantrohr 33 gebildet, das
an der Unterseite mit einem über die ganze Rohrlänge durchgehenden mittleren Längsschlitz
34 versehen und dadurch verdrehungsweich gestaltet ist. Das Vorderende des Vierkantrohres
33 ist in das Kastenprofil 26 eingesteckt, und beide Bauteile 26 und 33 sind durch
eine Schweißung 35 miteinander verbunden, die an den Randkanten eines nach hinten
offenen und sich nach hinten verbreiternden Einschnittes 36 an der Decke des Kastenprofils
26 durchgeführt wird.
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Das hintere Ende des geschlitzten Vierkantrohres 33 kann in ähnlicher
Weise wie das vordere Ende durch ein Kastenprofil gemäß Fig. 7 mit der Hinterachse
verbunden werden, wobei dieses Kastenprofil an Stelle des Ausschnittes für das Faustlager
eine stirnseitige Anschlußstelle für die Anhängekupplung aufweisen kann. Zur Absteifung
des über das Hutprofil vorkragenden hinteren Endes des Kastenprofils 26 und zur
Aufnahme der durch den verwindungsfähigen zentralen Längsträger 33, 34 übertragenen
Querkräfte sind beim Ausführungsbeispiel der Fig.7 zwischen dem nach hinten vorkragenden
Abschnitt des Kastenprofils 26 und dem Blechträger 27, 28 Dreieckbleche 37 eingeschweißt,
die in der Ebene des Mittelteiles 27 des Blechträgers liegend angeordnet werden
können. Die beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 8 ebenfalls vorgesehenen Absteifdreiecke
37 dagegen müssen gemäß Fig. 8 so angesetzt werden, daß sie tiefer liegen als der
Rücken 1 des Hutprofils, damit die Schweißnähte 38 am Schenkel 2 des Hutprofils,
gegen welchen die Absteifbleche 37 anstoßen, in ausreichender Entfernung von den
Linien liegen, nach denen die Schenkel 2 vom Rücken 1 des Hutprofils angekantet
sind.