DE4232779C1

DE4232779C1 - Achskörper und Achseinbindung

Info

Publication number: DE4232779C1
Application number: DE19924232779
Authority: DE
Inventors: Reinhold Dipl Ing Dr Pittius; Dieter Dipl Ing Dr Vespermann
Original assignee: Bergische Achsen Kotz Soehne
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 1992-09-30
Filing date: 1992-09-30
Publication date: 1994-02-17
Anticipated expiration: 2012-10-01

Description

Die Erfindung betrifft einen Achskörper und eine dazu passende Achseinbindung für Luftfeder- oder Blattfederachsen mit den Achskörper an der Ober- oder Unterseite kreuzenden Längslenkern oder Blattfedern sowie diese Konstruktionsteile unter Zwischenlage von Achsplatten, Federplatten und Füllstücken verbindenden, U-förmigen Federbügeln mit Sicherungsmuttern.

Neben Achskörpern aus Rundrohr sind Vierkant-Hohlachsen bekannt (DE 41 09 108 A1). Bei beiden Querschnittsformen werden die Achseinbindungsteile angeschweißt. Zur Herstellung der Vier kant-Hohlachsen werden entweder längsnahtgeschweißte U-Profile oder Rundrohre verwendet, die zu einem Vierkant-Querschnitt um gewalzt werden.

Aus der US 26 85 479 ist es bei Vierkant-Hohlachsen weiterhin bekannt, außerhalb der Achseinbindung die längsnahtgeschweißten U-Profile zur Erhöhung des Widerstandsmoments gegen Durchbiegung im Boden- und Deckenbereich zu bombieren. Die in üblicher Weise vorgenommene Achseinbindung erfolgt außerhalb des bombierten Be reichs; es ist zu unterstellen, daß auch bei dieser bekannten Konstruktion die Achsplatte mit dem Achskörper verschweißt wird, weil bei der Herstellung von Vierkant-Rohren mit ebenen Flächen herstellungsbedingt größere Toleranzen unvermeidbar sind, so daß eine andere Verbindung der Achsplatte mit dem Achskörper nicht durchführbar ist.

Aus der US 19 65 267 ist es schließlich bekannt, durch partielles Anstauchen eines aus Rundrohr gebildeten Achskörpers eine Befestigungsfläche für die Feder zu schaffen; zur Erhöhung des Widerstandsmomentes ist der Achskörper in diesem Bereich mit gewölbten Seitenflächen ausgebildet. Die Befestigung der Feder erfolgt hierbei nicht über Achslappen, sondern durch einen den Achskörper an der angestauchten Befestigungsfläche durch dringenden Bolzen.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen aus einem runden Rohr als Vorwerkstück gewalzten Achskörper zu schaffen, der einerseits ein hohes Widerstandsmoment gegen Durchbiegung und Torsion aufweist und andererseits gute Voraus setzungen für eine engtolerierte, großflächige Achseinbindung bietet.

Zur Lösung dieser Aufgabenstellung wird für einen aus einem runden Rohr als Vorwerkstück gewalzten Achskörper mit annähernd quadratischem Endquerschnitt vorgeschlagen, sowohl die in Ein baulage den Boden und die Decke bildenden Wände als auch die in Einbaulage senkrechten Seitenwände über die gesamte Länge des Achskörpers zu bombieren.

Während durch die Bombierung von Boden und Decke des Achskörpers dessen Widerstandsmoment gegen Durchbiegung erhöht wird, ergibt die Bombierung der Seitenwände des Achskörpers eine Erhöhung seines Widerstandsmoments gegenüber Torsionsbeanspruchungen, die bei Luftfederachsen wegen der großen Hebelarme der für die Ab stützung der Luftfedern herangezogenen Längslenker hohe Werte erreichen. Außerdem ermöglichen die Bombierungen ein einwand freies Anliegen der Achsplatten und Füllstücke, so daß auf eine Verschweißung dieser Anbauteile mit diesem Achskörper und damit auf eine Schwächung des Achskörpers verzichtet werden kann.

Das als Vorwerkstück für den Achskörper verwendete gewalzte Rundrohr ist mit engeren Toleranzen herstellbar als ein aus U-Profilen zusammengeschweißtes Rohr, so daß die für die form schlüssige Anlage zwischen den bombierten Flächen des Achsrohres und den konkaven Flächen der Anbauteile notwendige geringe Toleranz eingehalten werden kann.

Bei einer praktischen Ausführungsform der Erfindung beträgt die Bombierung in Abhängigkeit von den Profilabmessungen 0,5 bis 8 mm, vorzugsweise 1 bis 3,5 mm.

Um den erfindungsgemäß ausgebildeten Achskörper für Achsein bindungen von Luftfederachsen oder Blattfederachsen mit den Achskörper kreuzenden Längslenkern oder Blattfedern sowie diese Konstruktionsteile unter Zwischenlage von Achsplatten, Feder platten und Füllstücken verbindenden Federbügeln zu verwenden, wird mit der Erfindung weiterhin vorgeschlagen, daß die Achsplatten und Füllstücke an dem bombierten Achskörper mit ent sprechend konkav geformten Druckflächen verschweißungsfrei anliegen. Dabei können die Innenradien der konkav geformten Druckflächen der Bombierung und den Außenradien der konvex ge rundeten Kanten des Achskörpers angepaßt sein, um die Übertragungfläche zu vergrößern und gleichzeitig die spezi fischen Druckkräfte zu minimieren.

Zur weiteren Verbesserung der Kraftübertragung hat es sich als zweckmäßig erwiesen, zwischen den Achsplatten und dem Achskörper Einlagen anzuordnen, die vorzugsweise aus einem armierten Kunst stoff, beispielsweise mit Kohlefaser verstärkten Polyamiden bestehen. Die Einlagen können sowohl den gesamten Spalt zwischen den Achsplatten und dem Achskörper als auch nur die Randbereiche ausfüllen.

Eine nach dieser technischen Lehre ausgebildete Achseinbindung hat in Verbindung mit einem bombierten Achskörper den Vorteil einer schweißnahtfreien Übertragung aller auftretenden Kräfte und Momente durch reinen Kraft- und Formschluß. Aus der schweißnahtfreien Achseinbindung ergibt sich weiterhin die Möglichkeit für eine Gewichtseinsparung beim Achskörper durch Reduzierung seiner Wandstärke, weil eine Schwächung des Achskörpers durch Schweißen entfällt. Ein weiterer, insbesondere ökonomischer Vorteil besteht darin, daß die gleiche Achskörperkonstruktion sowohl zur Verwendung in Luftfederachsen als auch zur Verwendung in Blattfederachsen geeignet ist, wo durch die Lagerhaltung vor der Endmontage ganz erheblich reduziert wird.

Weitere Einzelheiten und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen, in denen Ausführungsformen eines erfindungsgemäß ausgebildeten Achskörpers und einer erfindungsgemäß ausgebildeten Achseinbindung dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen aus einem runden Rohr gewalzten Achskörper;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Luftfederachse mit einer Innenansicht der Achseinbindung;

Fig. 3 einen der Fig. 2 entsprechenden Querschnitt durch eine Blattfederachse mit einer Innenansicht der Achsein bindung;

Fig. 4 einen vergrößert dargestellten Ausschnitt der Achsein bindung nach Fig. 2;

Fig. 5 einen Schnitt gemäß der Schnittlinie V-V in Fig. 4;

Fig. 6 eine der Fig. 4 entsprechende Darstellung einer Achs einbindung mit ganzflächiger Einlage und

Fig. 7 eine der Fig. 4 und 6 entsprechende Darstellung einer Achseinbindung mit peripherer Einlage.

Der in Fig. 1 im Querschnitt dargestellte Achskörper 4 ist aus einem runden Rohr als Vorwerkstück gewalzt worden. Sowohl die Seitenwände als auch der Boden und die Decke dieses Achskörpers 4 sind nach außen mit dem Krümmungsradius R gewölbt und haben somit eine geringe Bombierung b. Die Wandstärke s ist umlaufend etwa gleichgroß. Das Walzen des Achskörpers 4 aus einem runden Rohr als Vorwerkstück auf den dargestellten Querschnitt mit bombierten Außenflächen und abgerundeten Kanten erfolgt im Walzwerk in zwei oder auch drei Stichen mittels Hohlprofil walzen, die einen engen Spalt haben und auch noch die Kanten radien überdecken.

Die Bombierung b ist abhängig von den Profilabmessungen und Wandstärken der verschiedenen Achskörpergrößen. Eine Übersicht enthält die nachfolgende Tabelle:

Achs-Hohlprofile

Abmessungen und Bombierungsmaße

Bei der in Fig. 2 dargestellten Luftfederachse 5 sind unter einem Fahrzeugrahmen 6 Stützen 7 befestigt, an denen als Federn ausgebildete Längslenker 8 für den Achskörper 4 gelagert sind. Zwischen dem Fahrzeugrahmen 6 und dem rückwärtigen Ende der Längslenker 8 sind Luftfederbälge 9 angeordnet. Der Achskörper 4, an dem Räder 10 gelagert sind, ist unter einem vorderen, höherliegenden Federast der Längs lenker 8 angeordnet, während sich die Luftfederbälge 9 auf tieferliegenden hinteren Federästen der Längslenker 8 abstützen. Zwischen den Stützen 7 und dem Achskörper 4 ist auf jeder Seite ein Stoßdämpfer 11 angeordnet.

Bei der in Fig. 3 dargestellten Blattfederachse 12 sind unter einem Fahrzeugrahmen 13 Stützen 14 angeordnet, an denen Blattfedern 15 für den Achskörper 4 mit ihren vorderen Federästen angelenkt sind. Mit ihren hinteren Federästen stützen sich die Blattfedern 15 an Gleitstücken 16 in Stützen 17 ab. Unter den hinteren Federästen der Blattfedern 15 sind in den Stützen 17 Stützrollen 18 gelagert.

Eine Achseinbindung 19 für die Achskörper 4 besteht aus Achsplatten 21, Federplatten 22, Füllstücken 23, U-förmigen Federbügeln 24 und Sicherungsmuttern 25.

In der Mitte der Längslenker 8 bzw. der Blattfedern 14 ist auf dem Achskörper 4 ein Zentrierring 26 befestigt, der in eine entsprechende, kreisrunde Ausnehmung 27 der Achsplatte 21 hineinragt.

Die Achsplatten 21 bestehen aus Formkörpern mit einem nach oben offenen, U-förmigen Querschnitt, der die Längslenker 8 bzw. Blattfedern 15 umgreift. Quer dazu sind die Achsplatten 21 auch ihrer Unterseite U-förmig profiliert und liegen an der bombierten Oberseite des Achskörpers 4 mit entsprechend konkav geformten Druckflächen 28 an, so daß sich eine flächige Anlage der Achsplatten 21 am Achskörper 4 ergibt.

Die Achsplatten 21 können am Achskörper 4 mit ihren Druckflächen 28 unmittelbar anliegen, wie es in der Fig. 4 dargestellt ist. Es können aber auch ganzflächige Einlagen 29 gemäß Fig. 6 oder periphere Einlagen 30 gemäß Fig. 7 verwendet werden. Die Einlagen 29 und 30 haben die Aufgabe, eine möglichst großfläche Übertragung der zwischen Fahrgestell und Achskörper 4 auftretenden Kräfte und Momente zu gewährleisten, um die spezifischen Flächenpressungen möglichst gering zu halten.

Claims

1. Aus einem runden Rohr als Vorwerkstück gewalzter Achskörper mit annähernd quadratischem Endquerschnitt für Fahrzeug achsen,
dadurch gekennzeichnet,
daß sowohl die in Einbaulage Boden und Decke bildenden Wände als auch die in Einbaulage senkrechten Seitenwände eine über die gesamte Länge des Achskörpers (4) verlaufende Bombierung (b) aufweisen.

2. Achskörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bombierung (b) in Abhängigkeit von den Profilabmessungen 0,5 bis 8 mm, vorzugsweise 1 bis 3,5 mm beträgt.

3. Achskörper nach den Ansprüchen 1 und 2, gekennzeichnet durch folgende Abmessungen und Bombierungen:

4. Achseinbindung für Luftfederachsen (5) oder Blattfeder achsen (12) mit einem nach den Ansprüchen 1 bis 3 ausge bildeten Achskörper (4), den Achskörper (4) kreuzenden Längslenkern (8) oder Blattfedern (15) sowie diese Kon struktionsteile unter Zwischenlage von Achsplatten (21), Federplatten (22) und Füllstücken (23) verbindenden, U-förmigen Federbügeln (24) mit Sicherungsmuttern (25), dadurch gekennzeichnet, daß die Achsplatten (21) und Füllstücke (23) an dem bombierten Achskörper (4) mit entsprechend konkav geformten Druckflächen (28) verschweißungsfrei anliegen.

5. Achseinbindung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenradien der konkav geformten Druckflächen (28) der Bombierung (b) und den Außenradien der konvex gerundeten Kanten des Achskörpers (4) angepaßt sind.

6. Achseinbindung nach Anspruch 4, gekennzeichnet durch Einlagen (29, 30) zwischen den Achsplatten (21) und dem Achskörper (4).

7. Achseinbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlagen (29, 30) aus armiertem Kunststoff, vorzugsweise mit Kohlefasern verstärkten Polyamiden bestehen.