技术领域
[0001] 本
发明涉及一种带有装置和方法主
权利要求的特征的轴和制造方法。
背景技术
[0002] 这样的轴由文件US 6,588,778 B1已知。其构造为用于
挂车的
传动轴(Laufachse)且具有轴身、轴悬挂(Achsfederung)和摇杆组件。摇杆组件一件式地来构造且由内部的轴管和摇杆(其具有不同的横截面形状且由预制的一件式的管通过液压成形工艺制成)构成。内部的轴管插在与挂车相连接的外部的轴管中，其中，其间置入
橡胶绳以形成轴悬挂。在多次弯折的摇杆的自由的管端处插入轴端(Achsstummel)。先前已知的摇杆组件要求较高的且昂贵的结构耗费。
[0003] 文件FR 2 753 930示出一种类似的橡胶
弹簧轴(Gummifederachse)，其带有一件式的摇杆组件(其由预制的且弯曲的带有环形横截面的管构成)。该设计也结构复杂且成本昂贵，其中，带有封闭的外罩的预制的管的弯曲还可能引起尺寸
稳定性和强度的困难。
发明内容
[0004] 本发明的目的是指出一种更好的轴、尤其更好的摇杆组件连同制造技术。
[0005] 本发明利用在装置和方法主权利要求中的特征实现该目的。
[0006] 弯折的摇杆组件由金属尤其由
钢板构造为一件式的管状的
冲压和弯曲件在结构和成本耗费方面具有优点。此外可获得高的制造
精度和尺寸稳定性。
[0007] 可使管状的摇杆组件的造型、尤其横截面几何结构尤其在强度和结构空间方面与要求相匹配于。棱柱状的、尤其三
角形的横截面在此是有利的。此外，在需要时在摇杆组件处、尤其在弯折或弯曲区域中针对性地安装一个或多个加强部的可能性是有利的。此处尤其可实现横截面的隆起状的拓宽。
[0008] 此外，与轴端(其可被横向布置在摇杆处且尤其在那里的凹口中来引导和固定)的连接减少成本和耗费地起作用。
[0009] 要求保护的摇杆组件可构造为一次或多次弯折的带有闭合的横截面的管，其中，在弯曲时产生的且尤其纵向的对接棱边(Stosskante)可利用拼缝、尤其
焊缝来闭合和固定。在弯曲区域中也可存在这样的拼缝。该制造技术还使摇杆组件的成本有利的成形变体能够匹配于不同的轴或车辆。
[0010] 弯折的摇杆组件可由单个板条通过冲压和弯曲来成形。在此，功能性的造型、例如用于弹性元件的凹入部(Einbuchtung)、隆起状的加强部等可通过压印简单地且成本有利地在该过程中来完成。所应用的制造技术是特别成本和耗费有利的且同时提供变化可能性。
[0011] 摇杆组件可测定和协调成使得摇杆可被容纳在
轮辋的轮辋内腔中。由此可使带有轮辋的
车轮靠近到轴身处且到侧面的车辆边缘处。这允许车辆的较狭窄的结构形式或备选地车辆的有效宽度的增大。此外，轮辋内腔可保护性地围绕摇杆且屏蔽外部影响。摇杆布置在轮辋中的另外的优点是成本节省和由于较小的摇杆重量未支承在弹簧上的
质量的减小。此外，在底部侧的轮支承面与轴悬挂之间、尤其相对于其弹性元件的侧向间距减小。由此得到更好的轮辙和外倾特性。另一方面，由于较小的侧向距离，使轴悬挂的由此产生的
力矩负荷减小，这使能够使用更短的且更成本有利的弹性元件、尤其橡胶绳。摇杆组件的该设计具有独立的发明意义且也可与其它的先前已知的摇杆组件相结合地来组合。
[0012] 在
从属权利要求中说明了本发明的另外的有利的设计方案。
附图说明
[0013] 在附图中示例性地且示意性地示出本发明。其中：
[0014] 图1显示了带有轴身和在端部侧的两个摇杆组件的轴的透视性的布置，[0015] 图2显示了图1的摇杆组件的断开的且放大的图示，
[0016] 图3和4以断裂的且缩短的图示显示了图1的轴的俯视图和前视图，[0017] 图5显示了根据图4的剖线V-V通过轴的剖面，
[0018] 图6显示了根据图4的箭头VI的轴的翻转的且放大的侧视图，
[0019] 图7显示了摇杆组件的前视图，
[0020] 图8显示了根据图7的剖线VIII-VIII的剖面，
[0021] 图9显示了根据图7的箭头IX的摇杆组件的端视图，
[0022] 图10显示了根据图9的剖线X-X通过摇杆组件的剖面，
[0023] 图11显示了用于形成摇杆组件的制造步骤和冲
压板坯(Stanzplatine)的透视性的视图，
[0024] 图12和13以透视性的视图和端视图显示了摇杆组件的一变体，
[0025] 图14显示了摇杆组件的另一变体的透视性的视图，
[0026] 图15至16显示了具有带有轮辋的车轮和摇杆组件的轴的断裂的且部分剖开的侧视图，
[0027] 图17和18以侧视图和在剖面XVIII-XVIII中显示了带有车轮
制动器的摇杆组件的一变体以及
[0028] 图19和20以剖开的前视图显示了带有和不带车轮制动器以及不同的弯曲角的摇杆组件。
具体实施方式
[0029] 本发明涉及一种用于车辆、尤其挂车的轴(1)、尤其传动轴。本发明此外涉及一种用于这样的轴和装备有轴(1)的车辆的摇杆组件(6)。此外，本发明涉及一种制造方法。
[0030] 图1示例性地显示了这样的轴(1)，其此处例如构造为不制动的传动轴。轴(1)具有轴身(4)和支承在其处的摇杆组件(6)，其承载
轮毂(9)和车轮(参见图15至18)。此外，轴(1)具有用于摇杆组件(6)的悬挂(5)且例如构造成橡胶弹簧轴。
[0031] 在所示的实施形式中，在轴身(4)的两个端部处存在摇杆组件(6)。在一未示出的变体中，轴(1)可构造成分开的轴，在其两个缩短的轴身(4)处分别仅在一侧处支承有摇杆组件(6)。
[0032] 轴身(4)具有带有用于固定在车辆、尤其挂车处的配件(Beschlag)(7)的承载的轴件(Achsteil)(10)。配件(7)例如可构造为弯折的装配
法兰且布置在两个轴身端部处。其用于将轴身(4)固定在底盘处、尤其在
纵梁处或在
车身的底部处。在所示的实施形式中，承载的轴件(10)构造为直的外部的轴管，其例如具有棱柱状的横截面。
[0033] 在所示的
实施例中，悬挂(5)构造为轴悬挂，其集成在轴件或外部的轴管(10)中。备选地或附加地，悬挂(5)可以以其它方式来构造且例如由外部的弹簧构成。这例如可以是
螺旋弹簧、板簧，但是也可以是空
气弹簧等。
[0034] 摇杆组件(6)在一个或在两个敞开的管端处插入外部的轴管(10)中且支承在这里。该支承可例如经由轴悬挂(5)来形成。
[0035] 摇杆组件(6)由内部的轴件(11)和在其处在端侧横向或倾斜地联接的摇杆(12)构成。内部的轴件(11)伸到外部的轴管(10)中且此处以合适的方式例如经由轴悬挂(5)来支承。在轴件(11)的
正面处的引入斜面(Einfuehrschraege)(29)使容易插入轴管(10)中。
[0036] 如图1至6所示，摇杆组件(6)以这样的旋转
位置安装在轴管(10)中，使得在未加载的状态中相应的摇杆(12)斜向下伸且在此指向在图6中以箭头标记的行驶方向(牵引位置(Schleppstellung))。
[0037] 摇杆(12)在自由的端部处承载轴端(8)，在其上又可旋转地支承有轮毂(9)。轮(2)的轮辋(3)可被固定在轮毂(9)处。该布置在图15至18中示出且下面来详细说明。
[0038] 内部的轴件(11)具有直的取向且在外罩处具有多个弹簧容纳部(Federaufnahme)(14)，分别将弹性元件(13)置入其中。弹簧容纳部(14)可构造为盆状的凹入部且例如容纳在横截面上环形的橡胶绳。弹性元件(13)在外侧贴靠在外部的轴管(10)的壁处。图5显示了该构造。内部的轴件(11)的横截面形状例如可以是大致三角形的且用于容纳在周缘处均匀地分布的三个弹性元件(13)。
[0039] 内部的轴件(11)可以是空心的且构造为管。摇杆(12)也可设计成管形。在实施例中，摇杆组件(6)构造为弯折的管(22)。管(22)例如具有带有在内部的轴件(11)与摇杆(12)之间的过渡部位处的弯曲部或弯折部(16)的L形。弯曲角α例如可为90º。
[0040] 管(22)的横截面形状可以变化。在内部的轴件(11)的区域中，其是三角形的且至少局部地具有三个凹入部(14)。在摇杆(12)的区域中，其同样可以是三角形的。在弯折部或弯曲部(16)的区域中可存在有些地方不同的造型。此外，管(22)也可具有其它横截面形状，例如环形、椭圆形或其它棱柱形。横截面几何结构可在管长上变化。
[0041] 在弯折部或弯曲部(16)的区域中，管(22)可具有加强部(17)。其例如可构造成隆起状且增大了管横截面，其中，管壁(24)相应地鼓出。更大的横截面在弯折和弯曲区域中加强了摇杆组件(6)。
[0042] 轴端(8)可在摇杆(12)的自由的端部处以横向来布置和固定。为此，摇杆(12)可在管壁(24)处具有凹口(18)，其例如构造为半圆形的双重壳且容纳和引导柱状的轴端(8)，其中，该固定可通过
焊接或以其它合适的方式实现。
[0043] 内部的轴件(11)可以以伸出部(Ueberstand)(15)从外部的轴管(10)伸出，其中，摇杆(12)和弯曲部(16)相应地与管端保持距离。
[0044] 摇杆组件(6)由金属、例如钢构造为一件式的冲压和弯曲件且例如由单个的板条(23)来制造。对此，图11显示了冲压
板坯(21)和利用相应的连续模(Folgewerkzeug)(未示出)来执行的多个冲压和弯曲步骤的顺序。
[0045] 除了两个在端部侧的保持鼻(Haltenase)首先由平的板坯(21)自由切割出平的板条(23)，其接下来通过一个或多个另外的冲裁切割来成形且此外通过压印和弯曲来成型。在冲裁时，例如自由切割出用于以后形成隆起(17)的翼(17')和凹口(18)。
[0046] 利用弯曲工具和压印工具可在下面的制造步骤中使凹入部(14)和隆起(17)成形以及使板条(23)弯折以形成空心的且例如三角形的管形状。为了形成隆起使翼(17')鼓出式地拱曲和弯折。引入斜面(29)也可被压印。利用前述制造步骤，首先以对齐的取向使轴件(11)和摇杆(12)成形，其中，在最后的在图11中所示的步骤中使摇杆(12)相对内部的轴件(11)弯折大约90º。板条边缘大约在现在成形的管(22)的纵向中心线中相碰且形成对接棱边(19)，其接下来可被与拼缝(20)相连接。这例如可通过焊接或以其它合适的方式实现。在鼓出的椭圆形的隆起边缘处还形成对接或连接棱边(19)，其在管弯曲之后相碰且利用拼缝(20)来闭合。在弯曲区域(16)中且在隆起(17)处的对接部(19)例如构造为搭接接头(Ueberlappstoss)，其中，拼缝或焊缝(20)实施为角缝(Kehlnaht)。这有利于过程安全的焊接。备选地，钝的对接部(19)也是可能的。
[0047] 弯曲的管(22)通过对接部(19)和拼缝或焊缝(20)获得封闭的外罩(24)。在拼接之前或之后，管(22)被与板坯残余分开且被再加工或装配。
[0048] 图7至10显示了带有右边和左边的摇杆组件(6)的先前所说明的管几何结构，其可大致相同地来构造。由图8可见隆起(17)的大致椭圆的形状。隆起(17)的椭圆的形状和通过隆起(17)增大的横截面出于稳定性原因是有利的，因为在该区域中强度可被焊缝(20)削弱。在内管(11)与摇杆(12)的连接区域中优选地理想的椭圆的横截面形状对于传递产生的力和对于焊缝
应力的最小化是有利的。
[0049] 用于容纳不一样大的轴端截段的不一样大的凹口(18)在图7和10中示出。此外由图7、10、19和20可见，在内部的轴件(11)与摇杆(12)之间的弯曲角α略大于90°且例如大约为95°。优选地，弯曲角α处于90°与100°之间，但是也可具有其它值。下面还来详细研究图19和20。
[0050] 图12和13说明了摇杆组件(6)和管(22)的第一变体。此处，管横截面还又可如在第一实施例中那样是棱柱状的且例如大致是三角形的。在该实施例中，管壁或外罩(24)也可具有对接棱边(19)和拼缝(20)，其可在直的管截段(11,12)的走向上纵向行进而在弯折部或弯曲部(16)的区域中横向环绕。弯曲部(16)的弯曲角α在该实施例中为90°。在该变体中，轴端(8)横向插过摇杆(12)的管端，其中，管端具有带有用于容纳端头的鼓出部(Ausbuchung)的相应的开口。
[0051] 图14公开了摇杆组件(6)的第二变体，其类似于在图1至11的先前所说明的实施例中那样来构造，其中，在该变体中管(22)在弯曲区域中缺少隆起状的加强部(17)。此处，在横截面上三角形的管截段(11,12)的边缘在对接棱边(19)处与拼缝(20)相连接。此外，在直的管截段处也存在纵向行进的对接棱边(19)和拼缝(20)。
[0052] 图15至18显示了摇杆组件(6)相对于车轮(2)的关联和轮支承的不同变体。在所有变体中，轮(2)包括轮辋(3)和轮胎。轮辋(3)具有轮辋底(Felgenbett)或环绕的轮辋圈(26)和轮辋盘(Felgenscheibe)(27)，其也被称为轮缘(Radkranz)且在其处利用
螺栓等来固定轮毂(9)。在图17和18中示出车轮制动器(28)、例如
鼓式制动器在轮毂区域中的附加的布置。备选地可涉及
盘式制动器或其它制动器类型。在图15和16的变体中缺少车轮制动器。在相对于所示出的实施形式的变体中，在图15和16中也可存在车轮制动器。
[0053] 在图15的图示中，摇杆组件(6)相应于图1至11的开头所说明的实施形式。弯曲了多于90º的摇杆(12)很大程度上位于形成在轮辋圈(26)与轮辋盘(27)之间的轮辋内腔(25)之外，其中，基本上仅轴端(8)和轮毂(9)伸入轮辋内腔(25)中。在摇杆组件(6)的该实施形式中，弯曲部或弯折部(16)轻微倒圆。此外存在伸出部(15)，在其周围直的内部的轴件(11)从外部的轴管(10)伸出。如图1至6所示，在摇杆组件(6)的该变体中摇杆(12)斜向下取向。
[0054] 在图16的变体中，摇杆(12)基本上位于上述轮辋内腔(25)之内。摇杆(12)为此具有缩短的长度。此外，弯曲部(16)的弯曲角α可较小且例如为90°。如图16所示，摇杆的直的部分完全处在轮辋内腔(25)之内。
[0055] 外部的轴管(10)的端部伸出直至轮(2)且甚至可伸到超过轮胎周缘一小段直至轮辋(3)。伸出部(15)缩短或可能不存在。摇杆组件(6)的弯折和弯曲区域也可完全位于由轮辋圈(26)和轮辋盘(27)所形成的轮辋内腔(25)中。摇杆(12)类似于在图1至6中那样斜向下取向。摇杆组件(6)的结构上的设计可相应于图12和13的变体的设计。
[0056] 在所示出的实施形式的变型中，图1至11和15的摇杆组件(6)也可被改变，其中，摇杆(12)伸到上述轮辋内腔(25)中且基本上容纳在这里。对此，可缩短摇杆(12)且必要时改变弯折部或弯曲部(16)。
[0057] 如图15与16的比较所示，在摇杆(12)容纳在轮辋内腔(25)中时轮(2)与车辆的侧面轮廓、尤其与车身的
侧壁或者与底盘的相邻的纵梁的侧向间距减小。车辆的
轮距(Spurweite)相应地变小。另一方面，间距缩小也可被用于对于给定的轮距增大车身的可利用的车辆宽度。此外，摇杆(12)安置在轮辋内腔(25)中使轴身(4)和车辆的高度降低成为可能。图16的轴设计以及摇杆(12)安置在轮辋内腔(25)中具有独立的发明意义且也可被应用在其它形式的摇杆组件(6)中。其例如可相应于开头所提及的
现有技术来构造且是一件式的。摇杆组件(6)可多件式地且尤其作为
焊接件来构造。其也可类似于在图17和18中设计为实心的铸件。对于多件式的摇杆组件(6)，在摇杆(12)与内部的轴件(11)之间的联接或连接部位可位于轮辋内腔(25)中。
[0058] 在图15至18的所示的变体中，摇杆(12)绝大部分或完全位于轮辋内腔(25)中。摇杆组件(6)的弯折和弯曲区域也可绝大部分或完全布置在轮辋内腔(25)中。轮辋圈(26)以其自由的边缘搭接摇杆(12)和弯折及弯曲区域。
[0059] 图19和20说明了该情况，即在内部的轴件(11)与摇杆(12)之间的弯曲角α可根据是否存在车轮制动器(28)而变化。变化也可由于其它原因。在车轮制动器(28)在轮辋内腔(25)中要求更多空间之后，如这也在图18中可见，弯曲角α相应地可较小且例如为90°。对于不带车轮制动器的纯粹的传动轴，弯曲角α可较大且根据图19例如为大约100°。
[0060] 图19和20此外说明，不同的弯曲角α可通过改变在隆起(17)处的焊缝(20)和对接部位(19)来实现。在此，根据图11的压印件及其制造可以是相同的。角度变化可在焊接装置中来实现。在此，
型材边缘在对接部位(19)处的搭接程度(Ueberlappundsgrad)被改变，这例如可通过不同的张紧来实现。在此，板边缘搭接在对接部位(19)处以及角缝焊接(20)又是有利的。
[0061] 在一未示出的变体中可能为了摇杆组件(6)的统一的设计对于传动轴和制动的轴始终设置相同的弯曲角α且实现对于轮辋(3)到相应地延长的轴端(8)上的贴靠程度(Anlagemass)的平衡。这会导致重量增加。带有变化的在对接部位(19)处的搭接程度的先前所说明的布置方案允许使摇杆组件(6)的重量不改变。
[0062] 所示出的且所说明的实施形式的变型可以以不同的方式实现。实施例的特征尤其可彼此交换或相互组合。变体尤其在管(22)的横截面构造、弯曲角α、弯折部或弯曲部(16)的构造、加强部(17)和与轴端(8)的连接方面是可能的。悬挂(5)可以以其它方式来构造且例如是扭杆悬挂。由于外部的悬挂可取消集成的轴悬挂(5)，其中，内部的轴件(11)具有相应不同的形状且以合适的方式支承在外部的轴管(10)中。摇杆组件(6)即使在这样的实施形式也可构造为由金属构成的冲压和弯曲件。此外，在用于制造优选地一件式的、可能还多件式的管状的摇杆组件(6)的弯曲和冲压技术上的变体是可能的。通过交换步骤或添加附加的步骤，可改变在图11中所示的冲压和弯曲步骤的顺序。引入斜面(29)的压印例如可在管(22)的L形的弯曲之前实现。在图11的所示的实施形式中，可利用所提及的连续模(其也被称为复合连续模)在自动冲床中来执行冲压和弯曲步骤的顺序。备选地可使用传送工具，其中，首先在分离工位中将单个板件从例如带状的或
块状的板坯(21)分离且然后借助于夹爪(Greifer)在与压力机或弯曲装置相联结的传送装置中将分离的单件从一工作步骤运输至另一工作步骤。在另一变型中，板件的剪切(Zuschnitt)可通过其它切割方法、例如通过
激光切割、火焰切割等实现。在此，有轮廓的板条(23)同样可分开地或连续结合地来形成且接下来在一个或多个工作步骤中被弯曲(必要时在使用上述传送装置的情况下)。在所有所提及的实施形式中，管(22)通常可作为切割和弯曲件由带状或块状的金属板或这样的板坯来制造。
[0063] 附图标记清单
[0064] 1 轴、传动轴
[0065] 2 轮
[0066] 3 轮辋
[0067] 4 轴身
[0068] 5 悬挂、轴悬挂
[0069] 6 摇杆组件
[0070] 7 配件
[0071] 8 轴端，车轮轴颈
[0072] 9 轮毂
[0073] 10 轴件、轴管 外部
[0074] 11 轴件、轴管 内部
[0075] 12 摇杆
[0076] 13 弹性元件，橡胶绳
[0077] 14 弹簧容纳部、凹入部
[0078] 15 伸出部
[0079] 16 过渡部位、弯曲部
[0080] 17 加强部、隆起
[0081] 17' 翼
[0082] 18 凹口
[0083] 19 对接棱边
[0084] 20 拼缝、焊缝
[0085] 21 冲压板坯
[0086] 22 弯折的管
[0087] 23 板条
[0088] 24 管壁
[0089] 25 轮辋内腔
[0090] 26 轮辋圈
[0091] 27 轮辋盘
[0092] 28 车轮制动器
[0093] 29 引入斜面。
