多用途车辆用的轴安装件的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种多用途车辆用的轴安装件，包括托架单元和保护单元，其中所述托架单元具有用于将多用途车辆轴固定其上的第一紧固区域以及邻近所述紧固区域设置的用于接收底盘系统的接收区域，以及其中所述保护单元设置在所述托架单元上，使得所述接收区域在横向于轴向的方向上被所述托架单元和所述保护单元包围，以防止夹杂物进入所述接收区域中。
【专利说明】多用途车辆用的轴安装件
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种根据独立权利要求1所述的多用途车辆或商用车辆用的轴安装件。
【背景技术】
[0002]从现有技术可知，存在已知的商用车辆用的轴安装件，其中刚性轴优选借助拖曳臂和弹簧机构连接到商用车辆的车架上。此外，在刚性轴的区域中，设置有诸如液压管路和制动缸的制动器等底盘系统，这些底盘系统由于在行驶过程中卷入的异物而部分地受到大幅应力或者当车辆碰到下面的障碍物时可能会严重受损。由于对重要的车辆系统造成损坏而导致的商用车辆的故障和完全失效可能会经常发生，特别是在施工车辆和用于崎岖地形的车辆中。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种商用车辆用的轴安装件，其在商用车辆的操作过程中保护特定的底盘系统，因而增大商用车辆的使用寿命和可靠性。
[0004]该目的通过根据权利要求1所述的商用车辆用的轴安装件实现。在从属权利要求中限定了本发明的其他优点和特征。
[0005]根据本发明，所述轴安装件包括托架单元和保护单元，其中所述托架单元具有用于将多用途车辆轴固定其上的第一紧固区域以及邻近所述紧固区域设置的用于接收或容纳底盘系统的接收区域，以及其中所述保护单元设置在所述托架单元上，使得所述接收区域在横向于轴向的方向上被所述托架单元和所述保护单元包围，以防止或阻碍夹杂物或异物进入所述接收区域中。因此，商用车辆用的轴安装件的主要部件是托架单元和保护单元。托架单元的功能与车轴用的常规拖曳臂类似。因此，其主要用于安装或支撑轴，优选商用车辆的刚性车轴。托架单元包括用于容纳车轴的第一紧固区域。特别优选地，所述紧固区域被设计为空腔(特别优选由在大多数情况下设计为圆柱形的商用车辆轴配合的圆柱形空腔)，以固定在托架单元上。邻近第一紧固区域，托架单元包括接收区域，其特别适于容纳和支撑底盘系统，如制动缸、液压管路或商用车辆的底盘的类似周边系统。轴向优选指向平行于商用车辆轴的主延伸方向的方向。特别优选地，轴向和第一紧固区域彼此同轴设置。为了防止异物(特别是灰尘和卷入的物体)在商用车辆的操作过程中进入接收区域，接收区域在横向于轴向的方向上被保护单元和托架单元包围。在商用车辆的操作过程中，不得不特别预期的是从底部卷入的异物，特别是从商用车辆在其上移动的道路或地面朝向接收区域卷入并进入后者的异物。因此，特别优选的是，保护单元朝向底部包围接收区域。方便地，沿着保护单元的轴向的延伸部等于或大于托架单元在该区域的延伸部。
[0006]优选地，所述保护单元在至少两个间隔开的紧固区域处固定在所述托架单元上。因此，一方面，可以实现保护单元包围以及因而覆盖和保护接收区域的特定部分或接收部的面向下的一侧。另一方面，通过两个紧固区域，保护单元可以实现稳定功能，因为它还支撑托架单元。优选地，保护单元固定在托架单元上，使得其可以吸收力和弯矩，因而提高整体稳定性，特别是保护单元的两个紧固区域之间的惯性面积矩，因而减少在托架单元上的负荷并使得可以将托架单元设计为具有更薄的壁或更轻质。可选择地优选地，保护单元还可以仅在一个紧固区域处固定在托架单元上，并且保护单元的第二端被设计为远端，其优选可以突出于托架单元之外，以在底盘的其他区域中实现保护功能。
[0007]在优选的实施方案中，所述保护单元包括表面区域和增强所述表面区域的支撑区域，其中所述支撑区域在横向于所述轴向的方向上具有比所述表面区域更大的弯曲刚度，以及其中所述表面区域优选具有沿着所述轴向的延伸部，其与所述托架单元在该方向上的延伸部至少一样大。在这个优选的实施方案中，保护单元优选实现两个基本任务:一方面，其保护接收区域不会进入卷入的异物，另一方面，其还实现支撑功能，这样提高了轴安装件的稳定性，并且同时，例如当车轴碰在下面大的、稳定的障碍物上时，其提供接收区域不受可能导致损坏在接收区域中设置的车辆系统的大力的影响的综合保护。将这两个任务分开并将其分配到两个区域使得表面区域和支撑区域都最佳地适用于它们各自的功能，并且总的来说可以节省材料和重量。保护单元的表面区域优选接管保护或遮挡接收区域不会进入卷入的异物的功能。优选地，表面区域至少在某些部分中形成V形截面，使得已经存在于接收区域中的异物将沿着表面区域向下滑动，并因而从商用车辆的底盘排出去。相比之下，支撑区域优选提高轴安装件的稳定性，并且特别地被设计为使得当车辆碰在下面诸如石头或路缘石边缘等大的障碍物上时其保护接收区域不受大力影响。优选地，支撑区域可以被设计为管子或其他外形，其中特别优选形成为I梁、L梁或U梁的外形，因为它们具有大的惯性面积矩，并因而具有高的弯曲刚度，尽管它们是相当轻质的。表面区域优选被设计为片材或板材，其中其特别优选设置成钢片或铝片。进一步优选地，表面区域可以由轻量的、制造上廉价的以及特别优选当快速移动的异物进入时具有良好的吸收性能的诸如热塑性或热固性材料等塑料制成。
[0008]在优选的实施方案中，所述保护单元的表面区域优选设置在所述支撑区域的与所述接收区域相对的那侧上，其中所述表面区域优选被设计为可消耗部分并且可以通过可拆卸连接固定在所述支撑区域上。因此，优选的是，保护单元的表面区域不仅保护接收区域而且保护支撑区域不会进入异物，其中支撑区域特别优选地被设计为可消耗部分。一般而言，可消耗部分的特征在于它们可以容易制造和替换，以便它们允许商用车辆的承受大的负荷或环境影响的那些部分的廉价维护。为了将表面区域容易和快速安装在支撑区域上，优选的是，表面区域可以通过夹具、螺栓/螺钉、销子或易于制造和拆卸的类似紧固件固定在支撑区域上。
[0009]优选地，所述支撑区域被设计为安全杆，其保护所述表面区域免受大的夹杂物的影响以及免受地面接触的影响。有意义的是，将支撑区域设计为在端部具有紧固凸缘的弯管，从而通过螺栓连接或焊接连接固定在托架单元上。有利地，简化轴安装件的安装，因为表面区域也具有紧固凸缘，通过它们表面区域可以与支撑区域一起固定在托架单元上。通过使支撑区域与在各紧固区域之间的区域中的表面区域或紧固凸缘间隔开，当存在大力并且支撑区域永久地或暂时地变形时，还可以保护表面区域不受所述力的影响。优选地，多个紧固区域彼此邻近设置并形成一种防止超出特定尺寸的异物进入接收区域中的网格。
[0010]有利地，所述保护区域在横向于所述轴向的平面中至少部分地或在某些部分上包围所述接收区域。为了保护托架单元的接收区域不仅不会进入从底部向接收区域移动的异物而且不会进入在轴向上具有速度分量的异物，优选的是，也保护托架单元的接收区域在横向于轴向的方向上不会进入异物。这种在轴向上具有速度分量的异物可以通过商用车辆的前轮或通过从商用车辆的其余车辆结构的反射或反弹设定为运动。特别优选的是，保护单元的表面区域不仅在轴向上二维延伸，而且在横向于轴向的各个侧端处具有侧翼。空腔可以存在于表面区域的横向于轴向的侧翼或侧面中，从而引导液压管路或类似的电缆并控制装置进入接收区域中。这种设计的另一个积极效果是，在冬季商用车辆的操作过程中，还可以保护底盘系统不与造成腐蚀的盐接触，并且因而大大延长了使用寿命。
[0011]特别优选地，所述托架单元具有用于将所述托架单元固定在商用车辆的车架上的第二紧固区域和弹簧元件可以与其接合的第三紧固区域，其中所述接收区域和所述保护单元优选设置在所述托架单元的第一紧固区域和第二紧固区域之间。为了将商用车辆的轴优选直接经由托架单元固定在商用车辆的车架上，托架单元具有特别优选枢转地安装到商用车辆的车架上的第二紧固区域。此外，商用车辆的轴应当弹性地安装，其中托架单元为此包括弹簧元件(特别优选气动弹簧或卷簧)与其接合的第三紧固区域，并且在绕着第二紧固区域旋转或枢转运动的情况下第三紧固区域对托架单元起缓冲作用。此外，特别优选地，在托架单元上设置有连接到商用车辆的车架上的震动吸收元件或减振元件。特别优选地，接收区域和保护单元设置在第一紧固区域和第二紧固区域之间，即，在车轴的连接点和托架单元在车架上的连接点之间。这是优选的，特别是因为第二紧固区域固定在车架上并且存在托架单元绕着所述连接点的旋转或枢转运动，其中在摆动或振动期间，在托架单元上远离第二紧固区域的点经历较大的振幅。优选地，例如，液压管路和车辆的可能的其他周边系统应当固定在离第二紧固区域尽可能近的地方，并经历较小的振动或振幅，特别是为了保持所述系统的所要求的柔韧部分尽可能短以及为了限制离心力作用。
[0012]进一步优选地，所述保护单元被设计为至少部分地吸收作用在所述各接收区域之间的力和弯矩。特别优选地，保护单元吸收将不得不由托架单元单独支撑的力和弯矩，其中保护单元按此方式提高了轴安装件的整体稳定性。如果接收区域和保护单元设置在托架单元的第一紧固区域和第二紧固区域之间，那么保护单元优选吸收作用在第一紧固区域和第二紧固区域之间的力和弯矩。
[0013]在优选的实施方案中，所述保护单元确实地(positively)和摩擦地固定在所述托架单元上。特别优选地，保护单元通过螺栓/螺钉或多个螺栓/螺钉固定在托架单元上，其形成保护单元和托架单元之间的嵌合和摩擦连接。进一步优选地，可以在托架单元和保护单元上设置形成托架单元和保护单元之间的嵌合的相对的突起和凹口，其中所述嵌合特别优选地由另一个螺栓/螺钉连接加强。可选择地优选地，保护单元可以通过物质-物质接合固定在托架单元上，其中特别设置有焊接连接。进一步优选地，可以选择若干焊点的连接以及确实或摩擦连接。
[0014]有利地，所述保护单元可以被设计为使得其以流体有利的方式覆盖所述接收区域，以降低所述商用车辆的空气阻力或空气阻滞作用。特别优选地，保护单元在其面向外的一侧(即，优选面向下的一侧)具有曲线和流体有利的轮廓，在商用车辆的操作过程中，其允许在接收区域周围的流体流的平坦路线。特别优选地，具有在那里流体流脱离并形成湍流的锐利边缘的陡峭凹口或突起被在保护单元处的截面的逐渐地增大或减小或平滑的路线代替，以优选允许在轴安装件周围的准层流或未脱离的流体流。
[0015]有利地，所述保护单元具有有利于冷却空气通过而进入所述接收区域的空腔，从而防止底盘系统过热。特别地，当保护单元在若干方向上几乎整个包围接收区域时，可以期望的是，保护单元具有冷却空气可以通过其进入接收区域以冷却那里的底盘系统的空腔。特别优选地，空腔在行进方向上设置，特别优选在在保护单元的侧面设置，以使尽可能少的承载异物的空气进入接收区域中。空气进入的空腔优选被设计为很小，使得较大的异物将不能从那通过并将不能危害在接收区域中的底盘系统。
[0016]优选地，所述托架单元的第二紧固区域被设计为圆柱形空腔，从而能够绕着所述空腔的中心轴线可转动地安装在车架上。换句话说，托架单元的第二紧固区域优选被设计为轴承眼，优选由橡胶制成的轴承衬可以插入其中，并且可以固定在车架上。为了能够将托架单元枢转地固定在车架上，优选的是，第二紧固区域绕着空腔的中心轴线可转动地安装在车架上。托架单元在车架上的旋转或枢转运动优选被设置在第三紧固区域中的弹簧或弹簧元件限制和缓冲。
[0017]有利地，所述保护单元由金属和纤维增强复合材料的组合形成。特别优选地，支撑区域由诸如钢或铝合金等金属制成，并且表面区域由纤维增强复合材料制成。纤维增强复合材料具有特别好的冲击和震动吸收值，从而能够承受在行驶过程中卷入的夹杂物或异物。
[0018]优选地，所述保护单元的表面区域由可以固定在所述支撑区域上的多个表面片段形成。表面片段优选形成为可互相替换的薄板条。当一部分保护单元被损坏时，不再需要替换整个保护单元，而是替换各个损坏的表面片段就足够。表面片段的可替换性优选简化了其制造，因为只生产一种类型的表面片段，其分布在支撑区域上，形成保护单元的表面区域。优选地，各表面片段通过螺栓/螺钉、铆接或焊接连接固定在保护单元的支撑区域上。
[0019]有利地，所述轴安装件具有在所述接收区域的高度处在所述保护单元的区域中不同于在第一紧固区域的高度处在所述保护单元的区域中的截面形状。进一步优选地，在所述接收区域的高度处在所述保护单元的区域中所述轴安装件的截面形状不同于在第二紧固区域的高度处在所述保护单元的区域中的截面形状。通过这种沿着保护单元变化的(优选托架单元的)轴安装件的截面，可以在保持轴安装件的重量尽可能低的同时实现力的最优传递。优选地，托架单元的壁厚和截面形状都变化，其中特别是在托架单元制成铸件的情况下，制造费用将不会大量增加，却可以传递更大的力，因而可以实现使用寿命的增加。
[0020]优选地，所述托架单元优选由金属和/或纤维增强复合材料制成，所述保护单元优选由金属和/或塑料材料制成。优选地，托架单元比保护单元吸收更大的弯矩和力，因此，其优选由诸如碳纤维增强塑料(CFK)、玻璃纤维增强塑料(GFK)等防弯或刚性纤维增强复合材料或诸如玻璃纤维增强铝(GLARE)等纤维复合材料和金属的组合制成。如果保护单元不得不只吸收小的力和弯矩或根本不吸收，那么优选的是，其由轻质金属或塑料材料制成以节省重量。优选地，可以使用铝和热塑性或热固性材料，因为所述材料不仅制造上廉价，而且具有低的密度。
[0021]优选的是，所述托架单元和所述保护单元的几何形状可以被设计成使得可以在第一紧固区域和其他紧固区域之间传递力和弯矩，同时应力尽可能小。特别地，这指的是，在托架单元和保护单元的几何图形上，冲孔效应(notch effect)减小了，其中特别设置了圆形的或弯曲区域和过渡。因此，可以在保持材料厚度尽可能低的同时传递尽可能大的力和力矩，并且不会超出由托架单元和保护单元的材料给定的最大弯曲应力、腐蚀应力和剪切应力的限制。因此，提供了一种稳定并且同时轻质的轴安装件。
【专利附图】
【附图说明】
[0022]从以下参照附图对根据本发明的轴安装件的各个优选实施方案的说明将很明显地看出本发明的其他优点和特征。所示出的各个实施方案的各个特征可以在本发明的框架内组合。在附图中:
[0023]图1是本发明轴安装件的优选实施方案的侧视图，
[0024]图2是本发明轴安装件的优选实施方案的立体图，以及
[0025]图3、图3A、图3B和图3C是为了清楚地示出各个横截面的本发明轴安装件的优选实施方案的视图。
【具体实施方式】
[0026]本发明轴安装件的优选实施方案的图1的侧视图示出托架单元2和保护单元4。托架单元2具有第一紧固区域21、在图中设置在第一紧固区域21的左侧的第二紧固区域22和第三紧固区域23。在第一紧固区域21和第二紧固区域22之间，设置有接收区域24，其由托架单元2限定顶部并由设置或固定在托架单元上的保护单元4限定底部。如图所示，接收区域24优选邻近第一紧固区域21设置，因为预期将被设置在接收区域24中的辅助底盘元件或系统优选邻近车轴，而车轴固定在托架单元2的紧固区域21中。在所示出的实施方案中，接收区域24沿着轴向(即，沿着观察方向)开口，其中可选择地，还可以优选的是，保护单元4关闭接收区域24的开口侧(图中未示出)。保护单元4特别优选地具有支撑区域44和表面区域46，其中在图中所示出的实施方案中，支撑区域44设置在表面区域46的上面以及其中支撑区域44在保护单元4的两个紧固区域42中连接到托架单元2上。特别优选地，保护单元4的紧固区域42具有允许保护单元4在托架单元2上确实或摩擦连接的元件。优选地，通过螺栓/螺钉连接。进一步优选地，第一和第二紧固区域21和22设置为圆柱形空腔或轴承眼以容纳车轴或轴承衬。如图所示，第三紧固区域23优选设置为基本上平面的部分，例如，气动弹簧(未示出)可以靠在其上并且气动弹簧可以垂直地作用其上以相对于商用车辆的车架支撑托架单元2。在可选的实施方案中，第三支撑区域也可以设置在第一和第二支撑区域之间。优选地，保护单元4与托架单元2的连接被设计为可拆卸连接，使得保护单元4易于拆卸，从而可以触及下面的底盘系统以维修、替换或更换它们。
[0027]图2示出本发明轴安装件的优选实施方案的立体图，其中托架单元2和保护单元4从底部倾斜地可以看见。作为图1所示的实施方案的可选实施方案，保护单元4通过物质-物质接合固定在托架单元2上。这个优选实施方案由图中所示的设置在保护单元4的紧固区域42的圆周中的焊接接头表示。当然，图2所示的保护单元4也可以通过螺栓/螺钉连接固定在托架单元2上，如图1所示，代替焊接连接。此外，还示出了支撑区域44，其优选被设计为管形主体并跟随保护单元4的轮廓的路线，其中在这个示出的实施方案中的支撑区域46设置在表面区域46的下面。
[0028]图3示出已在图1中示出的优选实施方案的侧视图，其中标出了贯穿在保护单元4的区域中的轴安装件的三个部分的位置。图3A示出在图3中的左侧标出的部分，该部分贯穿在第二紧固区域22的高度处在保护单元4的区域中的轴安装件。图3B示出在图3的中部示出的部分，该部分贯穿在接收区域24的高度处在保护单元4的区域中的轴安装件。图3C示出在图3的右侧示出的部分，该部分贯穿在第一紧固区域21的高度处在保护单元4的区域中的轴安装件。很清楚的是，沿着保护单元4，在保护单元4的区域中，轴安装件的截面变化。图3A所示的截面与图3B所示的截面的对比表明，在第二紧固区域22的高度处的托架单元2具有T形截面，其中在接收区域24的高度处，没有设置托架单元2的材料，而仅设置由支撑区域44和表面区域46构成的保护单元4。此外，托架单元2在第一紧固区域21的高度处比在第二紧固区域22的高度处具有更大的材料强度(参照图3C)，优选以能够更好地承受从商用车辆的轴传递到第一紧固区域21的力。由于特别是托架单元2的不同截面和因而不同的材料强度，所以实现了对在轴安装件的重量保持很低的同时出现的应力的最佳适应。
[0029]附图标记列表
[0030]2 托架单元
[0031]4 保护单元
[0032]21第一紧固区域
[0033]22第二紧固区域
[0034]23第三紧固区域
[0035]24接收区域
[0036]42紧固区域
[0037]44支撑区域
[0038]46表面区域
【权利要求】
1.一种多用途车辆或商用车辆用的轴安装件，包括托架单元(2)和保护单元(4)， 其中所述托架单元(2)具有用于将多用途车辆轴固定其上的第一紧固区域(21)以及邻近所述紧固区域(21)设置的用于接收或容纳底盘系统的接收区域(24)，以及 其中所述保护单元(4)设置在所述托架单元(2)上，使得所述接收区域(24)在横向于轴向(A)的方向上被所述托架单元(2)和所述保护单元(4)包围，以防止或阻碍夹杂物或异物进入所述接收区域(24)中。
2.如权利要求1所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)在至少两个间隔开的紧固区域(42)处固定在所述托架单元(2)上。
3.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)具有表面区域(46)和增强所述表面区域的支撑区域(44)，其中所述支撑区域(44)在横向于所述轴向(A)的方向上具有比所述表面区域(46)更大的弯曲刚度，以及 其中所述表面区域(46)优选具有沿着所述轴向(A)的延伸部，其与所述托架单元(2)在该方向上的延伸部至少一样大。
4.如权利要求3所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)的表面区域(46)优选设置在所述支撑区域(44)的与所述接收区域(24)相对的 那侧上，以及 其中所述表面区域(46)优选被设计为可消耗部分并且可以通过可拆卸连接固定在所述支撑区域(44)上。
5.如权利要求3所述的轴安装件， 其中所述支撑区域(44)被设计为安全杆，其保护所述表面区域(46)免受大的夹杂物或异物的影响以及免受地面接触的影响。
6.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)在横向于所述轴向(A)的平面中至少在某些部分上包围所述接收区域(24)。
7.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述托架单元(2)包括用于将所述托架单元(2)固定在商用车辆的车架上的第二紧固区域(22)以及第三紧固区域(23)，弹簧元件可以与第三紧固区域接合，以及 其中所述接收区域(24)和所述保护单元(4)优选设置在所述托架单元(2)的第一紧固区域(21)和第二紧固区域(22)之间。
8.如权利要求7所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)被设计为至少部分地吸收作用在所述各接收区域(21，22，23)之间的力和弯矩。
9.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)确实地和摩擦地固定在所述托架单元(2)上。
10.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)被设计为使得其以流体有利的方式包围所述接收区域(24)，以降低商用车辆的空气阻力或空气阻滞作用。
11.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)具有有利于冷却空气通过而进入所述接收区域(24)的空腔，从而避免底盘系统过热。
12.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)由金属和纤维增强复合材料的组合形成。
13.如权利要求3~11中任一项所述的轴安装件， 其中所述保护单元(4)的表面区域(46)由可以固定在所述支撑区域(44)上的多个表面片段形成。
14.如前述权利要求中任一项所述的轴安装件， 具有在所述接收区域(24)的高度处在所述保护单元(4)的区域中不同于在第一紧固区域(21)的高度处在所述保护单元(4)的区域中的截面形状。
【文档编号】B60G7/00GK103717418SQ201280037165
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2012年9月20日 优先权日:2011年9月22日
【发明者】罗尔夫·施皮尔曼 申请人:塞夫霍兰德有限公司