DE1555464A1 - Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugrahmen - Google Patents

Description

• Schwingarm zur Verbindung einer durchgehenden, gefederten Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugrahmen Die Erfindung betrifft einen Schwingarm zur Verbindung einer durchgehendeng gefederten Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugrahmen, insbesondere für Anhänger, mit einem nach unten offenen Schwingffl armkörper, der einen U-förmigen oder Hut-förmigen Querschnitt aufweist.
• Bei Schwingarmen dieser Art, deren Schwingarmkörper-aus Gründen niedrigen Gewichts, genügender Verwindungsweichheit und geringen Fertigungsaufwandes aus möglichst dünnwandigen Blechen besteheng tritt das Problem auf, den dünnwandigen Schwingarmkörper mit dem massiven oder zumindest wesentlich starkwandigeren Mittelachskörper der Fahrzeugachee so zu verbinden, daß der Kraftfluß von der Fahrzeugachse bezüglich der Vertikalkräfte, der Längskräfte und der Bremsmomente sowie der Seitenkräfte in den Schwingarm eingeleitet werden kanng ohne daß am.Schwingarmkörper örtliche Überbeanspruchungen auftreten und ohne daß die Fahrzeugachse in ihrer Fahrzeugachse und Schwingarmkörper. Bei den bekannten Schwingarmen der genannten Art ist es bisher trotz eines verhältnismäßig hohen Konstruktions- und Nertigungeaufwandes nicht möglich gewesen, diese Aufgaben in i#rer Gesamtheit befriedigend zu lösen.
• Mit der Erfindung werden alle vorgenannten Porderungen in vollkommener Weise und bei einem absoluten Minimum an Fertigungsaufwand erfüllt. Dies wird nach der Erfindung dadurch erreicht, daß die Seitenwände des SchwingarmkörPers untereinander durch zwei parallel zur Mittellinie der Pahrzeugachse verlaufende Platten verbunden sind, die zusammen mit den zwischen ihnen liegenden Ab- schnitten der Unterkanten der Seitenwände die AchBaufnahme für die Fahrzeugachse bilden, wobei die unteren Enden der Platten als Anschweißenden für die Fahrzeugachse ausgebildet sind. Hierdurih wir4 nicht nur der Schwingarmkörper im Bereich der Anbringung der Fahrzeugaohne beträchtlich verstärkt, sondern die ganze Höhe des Schwingarmkörpero oder ein beträchtlicher Teil davon zur Einleitung der von der Fahrzeugachse kömmenden Kräfte herangezogeng sodaß die Gefahr der Überbeanspruchung des dünnwandigen Schwingarmkörpers an der Stelle der Krafteinleitung ausgeschaltet ist.
• Da die Platten vorzugsweise aus stärkerem Material bestehen als der Schwingarmkörper ist nicht nur eine sichere und weitgehend s,tarre Führungg sondern auch eine einwandfreie Verbindung zwischen den Platten und der Fahrzeugachse zu gewährleisten. Die durah diese Voraussetzungen-mögliche Schweißverbindung zwischen Fahrzeugachse und Schwingarm sichert außerd-em eine so gute Steifigkeit der Verbindung auch gegen Seitenkräfte, wie sie ZOBO mit Sohraub- und Klemmverbindungen nicht erzielbar sind. Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind die Schweißstellen zwischen den Anschweißenden der Platten und der Fahrzeugachse in der Nähe der neutralen Biegefaser der Fahrzeugachse angeordnet-* Hiermit wird eine Verbindung zwischen Schwingarm und Fahrzeugachse erzieltg durch die die Biegefestigkeit des Mittelachskörpers nicht beeinträchtigt wird. Hierzu wird noch weiter vorgeschlagen, daß die Schweißstellen als Lochschweißungen ausgebildet sind. Hierbei können entweder mehrere Lochschweißungen nebeneina.Ider oder eine Langlochschweißung auf jeder Acheseite vorgesehen werden. Hierdurch ist eine genügende Schweißnahtlänge auch bei geringer Breite des Schwingarms erzielbai" iLnd die von der Fahrzeugachse kommenden Bremsmomente Bedeutungg bei denen im Gegensatz zu einer Vierkantachse kein Acheaufnahme besteht. Die Erfindung wird noch dadurch weiterentwickeltg daß die beiden Platten durch die Schenkel eines nach unten offenen U-Profil-Stücks gebildet werden, das mit beiden Seitenwänden verschweißt ist. Hiermit wird nicht nur eine besonders günstige Krafteinleitung in den Schwingarmkörper erreicht, sondern auch eine ganz erhebliche Vereinfachung der Fertigung ei.-reicht, weil die relative Lage der beiden Platten zueinander, aud.die es genau anliommt, schon vor dem Einschweißen in den Schwirigarniköxper genau festliegt. Ferner sieht die Hrfindung vor, daß sich die 21atten bzw. das diese bildende U-Profil-Stück nur über einen Teil der Höhe des .Schwingarmkörpers erstrecken bzw. erstreckt und mit dem Oberteil des Schwingarmkörpers einen Zwischen,_xaum bilden bzw. bildet. Mit diesem Vorschlag ergibt sich die vorteilhafte Möglichkeit, Größe und Materialaufwand der Platten bzw. des U-:Profil-Stücks so zu wählen) daß sich ein Optimum an Eigenschaften und Aufwand abstimmbar. Außerdem wird das Einschweißen und die Schweißvorrichtung vereinfacht.
• Die Erfindung wird durch den zusätzlichen Gedanken weiterentwickelt. daß die Seitenwände des Schwingarmkörpers zwischen den Platten eine Ausklinkung aufweisen derart" daß zumindest eines der beiden Anschweißenden der Platten bis in die Nähe der Achsschweißnaht mit den Seitenwänden verbunden ist. Damit wird es möglich, die Wandstärke der Platten im wesentlichen nur nach schweißtechnischen Gesichtspunkten zu wählen, weil durch den Erfindungsvorschlag das Widerstandmoment der durch längskräfte auf Biegung beanspruchten Anschweißenden der Platten ganz erheblich erhöht wird. Für den Sonderfall, daß.nut ein Anschweißende mit den Seitenwänden verbunden ist, sieht die Erfindung ferner vor, daß dieses Anschweißende in der bevorzugten Fahrtrichtung des Fahrzeuges gesehen hinter der Fahrzeugachse angeordnet ist. Hierdurch wird erreicht, daZ die Bremskräfte ohne Überdimensionierung der Plattenwandstärke mit Sicherheit abgestützt werden können.
• Für besonders hohe'Ansprüche an die Sicherheit oder für aus leichtbaugründen gewählte Grenzdimensionierungen wird mit der Erfindung eine die Fahrzeugachse von unten umfassende Sicherungsklammer vorgeschlagen, die an den Platten bzw. an dem diese bildenden U-Profil-Stück befestigt oder abgestützt ist. Eine bevorzugte AusfüJirungsform hierzu besteht darin, daß die beiden Enden der Sicherungsklammer in dem durch die Platten bzw. durch das U-Profil-Stück und das Oberteil des Schwingarinkörpers gebildeten Zwischenraum angeordnet und durch eine Spanneinrichtung zusammen an sich und der zugehörige Arbeitsgang vermieden. Die Erfindung wird mittels der Fig. 1 bis 11 erläutert. Diese Fig. sind schematisch und nicht maßstäblich ausgeführt und weisen auch untereinander verschiedene Maßstäbe auf.
• Fig. 1 zeigt die Anordnung eines Sch::wingarms am Fahrzeug in einem Beispiel.
• Fig. 2v 4 und 6 bis 11 stellen längsschnitte des hinteren Schwingarmteils i# verschiedenen Ausführungsbeispielen dar, in Fig. 11 ohne Darstellung der Fahrzeugachse.
• Fig. 3 und 5 sind Querschnitte gemäß Linie A-A der Fig.1 zu den Fig. 2 und 4.
• In der Fig. 1 ist der Schwingarm 1 z.B. über ein elastisches Gelenk 2, das auch dürch eine Bolzenlagerung oder durch jede andere geeignete Lageranordnung ersetzt werden kann, mit dem Fahrzeugrahmen 3 verbunden und über ein Federelement 49 das z.B. als Schraubenfeder, Biegefeder, Gummifeder sowie als Gas-oder Flüseigkeitsfeder ausgebildet sein kann, am Fahrzeugrahmen 3 abgestützt. Mit dem Schwingarm 1 ist die Fahrzeugachse 5 fest verbunden. Das Federelement 4 braucht nicht - wie gezeichnet über der Fahrzeugachse 5 angeordnet zu sein, es kann auch vor oder hinter der Achse liegen. Auch ist die Anordnung mehrerer Federelemente an einem Schwingarm möglich. Der Schwingarm kann sowohl als gezogener wie als geschobener Schwingarm verwendet werden. Auch die Querschnittsform des Mittelachakörpers ist beliebig. Obwohl die gezeichneten Beispiele nur massive Achsen mit quadratischem Querschnitt zeigen, sind auch rechteckige, ovale , runde oder andere Querschnitte sowohl massiv, hohl geschlossen oder offene Querschnitte möglich.
• Der Schwingarmkörper 6 ist nach unten offen. Er besteht aus dem Oberteil 7 und den Seitenwänden 8, 9. Sein Querschnitt ist U-fÖrmig (Fig. 3) oder Hut-förmig (Fig. 5). Die Seitenwände 8, 9 brauchen nicht, wie gezeichnet (Fig. 3 und 5) parallel zueinander zu»verlaufeng sie können auch nach oben oder nach unten auseinanderlaufeng und zwar sowohl sowohl symmetrisch als auch unsymmetrisch. Das Federelement 4 kann unmittelbar auf dem Oberteil 7 aufliegeng jedoch ist es auch möglich, einen Federteller, eine Auflageplatte oder ein anderes Element zwischenzuaohalten. In den Fig. 2.und 3 sind zwei Platten 10, 11 mit den Seitenwänden 8, 9 verschweißt, und zwar durch die äußeren Schweißnähte 12 und die inneren Schweißnähte 139 je nach Größe der zu übertragenden Kräfte kann auf die Nähte 12 oder 13 verzichtet werden oder die Nähte können beide nur teilweise vorhanden sein. Die Platten können auch zusätzlich noch mit dem Oberteil 7 mit Nähten 149 15 verschweißt sein. Die Platten lo, 11 brauchen aber nicht die ganze Höhe der Seitenwande 89 9 einzuninen, sondern sie können z.B. mit der punktierten Linie 16 aufhören. Die-unteren Enden der Platten 8, 9 sind als Anschweißenden 17, 18 ausgebildet. Sie bilden zusammen mit dem Abschnitt 19 der Unterkanten 20 der Seitenwände 8, 9 die Achsaufnahme 21 (Siehe Fig. 11) Die Fahrzeugachse 5 wird mit den Anschweißenden 17, 18 durch Achaschweißnähte 22t 23 vorzugsweise in der neutralen Biegefaser verschweißt, die bei dem hier verwendeten Querschnitt in der Höhe der Mittellinie X der Fahrzeugachse 5 liegt. Wesentlich istl daß die Platten 10p 11 parallel zur Mittellinie M verlaufen. Die Platten 10, 11 brauchen jedoch nicht - wie gezeichnet - senkrecht zum Oberteil 7 zu verlaufen. Auch brauchen sie nichtl bezogen auf den Querschnitt der Fig. 2 sowie der Fig. 6 bis 119 parallel zueinander zu verlaufenp wenn dies mit Rücksicht auf die Form des Querschnitts der Yahrzeugachse oder zur Erzielung großer Sohweißnahtlängen zweckmäßig ist. Dies gilt auch für die Ausführung nach Fig. 4 Vorzugsweise danng wenn die Platten 109 11 erst oberhalb der Anschweißenden 17, 18 z,B. nach außen abgewinkelt worden. Diese Möglichkeit gilt naturgemäß auch für alle anderen Aueführungsformen. Pig. 4 und 5 zeigen eine Variation zu den Pig. 2 und 6 bezüglich der Anachweißenden 17, 18 und dar Aohasohweißnähte 22, 23.
• Die Achaschweißnähte 22, 23 sind z.B. als Langloohschweißung ausgebildet. Hierzu sind in den k-,asch:weißenden 17, 18 Ausnehmungen 24t 25 vorgesehen. Die Ivnglochoohieaißmig kann auch durch mehrere nebeneinanderliegende Lochsehweißungen eroetzt aein. möglich. Beim Beispiel der Fig. 5 ist der Schwingarmkörper alsHutprofil ausgebildet, wie die Plansche 27,an den Unterkanten 20'der Seitenwände 8, 9 zeigea. Diese Ausbildung ist unabhängig von der Art der Acheschweißnaht , der Sicherungsklammer und der Äusbildung und Anordnung der Platten 10, 11. In den Beispielen der -Fig. 6 bis 11 werden die Platten ä 10 9 11 durch die Seitenteile eines U-Profil-Stücks 28 gebildet, wobei die Platten 10, 11 durch den Profilrücken 29 -zu einem Stück verbunden sind. Das Stück 28 kann einen Teil der Höhe der Seitenwände 89 9 oder auch deren ganze Höhe einnehmen. Im letzteren Fall kann auch der 2rofilrücken 29 mit dem Oberteil 7 verschweißt sein.
• Die Fig. 6 und 11 zeigen die gleiche Ausführungsform, jedoch i#der Fig. 6 mit, in der Fig. 11 ohne Fahrzeugachse. Fig. 11 zeigt dabei deutlich die Achsaufnahme 21, in der eine Fahrzeugachse mit quadratischen oder rechteckigen Querschnitt formschlüssig gegen Drehung gesichert ist, eldaß die Achsschweißnähte 22, 23 weitgehend von dem durch Bremskräf'Jea hervorgerufenen Drehmoment ent- Die Fig. 7 bis 9 z8igen Beispiele mit unterschiedlicher Ausbildung der Unterkanten 20 und ihrer Verbindung mit den Anschweißenden 179 18. Es ist dabei nicht notwendig, daß der Abschnitt 19 der Unterkanten 20,mit dem Oberteil 7 parallel verläuft. das Anachweißende 18 auf einem Teil seiner Länge mit den Seitenwänden 8, 9 verbunden. Hierzu dient die Ausklinkung 30 der Seitenwände 8, 9. In der Fig. 8 ist nur das Anachweißende 17 zum größten Teil, in der Fig. 9 beide Anschweißenden 17, 18 in-voller Länge mit den Platten 10, 11 verbunden. Für die Fig. 8 kennzeichnet die Pfeilrichtung B die bevorzugte Fahrtrichtung. In der Fig. 9 ist eine punktierte linie 31 ein6ezeichnet. Verläuft die Ausklinkung 30 nach dieser Linie, ist nur das Anschweißende 18 mit den Platter- 10, 419 verbundan. Pür diesen Fall gilt als bevor-Fahrtrichtung V% , Ue In der Fig. 10 ist eine Ausführung mit einer Sicherungsklammer 32 dargestellt, die mit der Sicherungsklammer X 26 der Fig. 4 vergleichbar ist. Voraussutzung für eine solche Lösung ist das Vorhanden,_sein eines Zwischenraums 33 zwischen dem Profilrücken 29 bzw. zwischen den Platten 10, 11 und dem Oberteil 7. In diesem Zwischenraum 33 sind die Ehden 34p 35 der Sicherungsklammer 32 angeordnet, die durch eind Schraube 36 oder eine andere geeignete Spanneinrichtung zusammengehalten werden.,Wesentlich ist-dabe'i, daß die Enden 34 und 35 einen geringeren Abstand aufweisen als die Außenbegrenzung der Platten 10, 11. Dadurch wird die-vorzugsweise federnde Sicherungsklammer 32 teilweise im Formschluß ge#alten. Schweißnähte sind in derFig'. 10 außer--..,den Achsschweißnähten 22, 23 wegen der besseren Übersichtlichkeit nicht gezeichnet. Das Verbindungsverfahren Schweißen ist nicht Voraussetzung oder Bedingung für die vorliegende Erfindung. Das Schweißen kann Verbindungsverfahren.

Claims (2)

1. 2 a t e n t a n s j2 r ü o h e 1. Schwingarm zur Verbindung einer durchgehenden, gefederten Fahrzeugachse mit dem Fahrzeugrahmen, insbesondere für Anhänger, mit einem nach unten offenen Schwingarmkörperg der einen U-förmigen oder Hut-förmigen QUerschnitt aufweistt dadurch gekennzeichnet, daß die Seitenwände (8, 9) des Schwingarmkörpers (6) untereinander durch zwei parallel zur Mittellinie (M) der Fahrzeugachse (5) verlaufende Platten (10, 11) verbunden sind, die zusammen mit den zwischen ihnen liegenden Abschnitten (19) der Unterkanten (20) der Seitenwände (8t 9) die Achsaufnahme (21) für die Fahrzeugachse (5) bilden, wobei die unteren Enden der Platten (10, 11) als Anschweißenden (17, 18) für die Fahrzeugachse (5) ausgebildet sind.
2. 2, Schwingarm nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsschweißnähte (22, 23) zwischen den Anschweißenden (17, 18) der Platten (10, 11) und der Fahrzeugachse (5) in der Nähe der reutralen der Fahrgeiigao.hse angeordnet sind. U-2rofil-Stück (28) nur über einen Teil der Höhe des Schwingarmkörpers (6) erstrecken bzw. erstreckt und mit dem Oberteil (7) des Schwingarmkörpers, (6) einen Zwischenraum (33) bilden b-zw. bildete> 6. Schwingarm nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnete daß die Seitenwände (8, 9) des Schwingarmkörpers (6) zwischen den Platten (10, 11) eine Ausklinkung (30) aufweisen, derart, daß zumindest eines der beiden Anschweißenden schweißnaht (22 bvey. 23) mit den Seitenwänden (8, 9) verbunden ist. CL a A 55) ci, JA h 0 0 n 0 11 d