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DE60101803T2 - Fahrzeugaufhängungslenker - Google Patents

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DE60101803T2
DE60101803T2 DE60101803T DE60101803T DE60101803T2 DE 60101803 T2 DE60101803 T2 DE 60101803T2 DE 60101803 T DE60101803 T DE 60101803T DE 60101803 T DE60101803 T DE 60101803T DE 60101803 T2 DE60101803 T2 DE 60101803T2
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Meritor Heavy Vehicle Systems Ltd
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Description

  • Die Erfindung betrifft einen Fahrzeugaufhängungslenker des Typs, der an einem Ende an einem Träger angelenkt ist, an dem entgegengesetzten Ende oder zu diesem Ende hin Federmittel trägt und eine Achse aufweist, die im mittleren Teil seiner Länge mit ihm verbunden ist.
  • Es sind Aufhängungslenker bekannt, die einen Kastenquerschnitt haben und aus einer Metallplatte hergestellt sind. Ein solcher Lenker ist mit einer Achshülle versehen, durch die die Achse an dem Lenker gehalten wird, wobei sie quer zu ihrer Länge in komplementären, in dem Lenker ausgebildeten Ausnehmungen gesichert wird. Die Achshülle ist an dem Lenker durch eine an der Außenseite des Lenkers ausgeführte Schweiß- oder Klebeverbindung befestigt. Bei dieser bekannten Form des Aufhängungslenkers tritt das Problem auf, daß die Schweißverbindung durch Metallermüdung geschwächt wird und unter der Belastung, die im Betrieb auf Achse und Lenker einwirken, ausfallen kann.
  • Ein Aufhängungslenker nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist aus EP 600 198 A bekannt. Weiterer einschlägiger Stand der Technik ist aus US 5 375 871 A und WO 00/01548 A bekannt.
  • Die vorliegende Erfindung soll einen Fahrzeugaufhängungslenker zur Verfügung stellen, der eine dauerhaftere Verbindung zwischen dem Lenker und einer Achshülle bietet.
  • Gemäß vorliegender Erfindung ist ein Fahrzeugaufhängungslenker vorgesehen, der hohl ist und entgegengesetzte Seitenwände mit Aussparungen aufweist, in denen eine Achshülle angeordnet ist, die an dem Lenker durch eine Schweißverbindung innerhalb und außerhalb der Seitenwände befestigt ist.
  • Der Lenker kann zumindest in der Nähe der Aussparungen so konstruiert sein, daß er eine Zugangsöffnung oder Zugangsöffnungen für den Zugang zum Innenraum des Lenkers für die Schweißverbindung bietet, die zwischen der Achshülle und den entgegengesetzten Seitenwänden hergestellt werden soll. Die Zugangsöffnung oder Zugangsöffnungen können anschließend geschlossen werden. Die bzw. jede Zugangsöffnung kann z. B. zwischen den Seitenwänden des Lenkers vorgesehen sein. Der Lenker kann wenigstens ein Element mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweisen, dessen bzw. deren einander gegenüberliegenden Schenkel zumindest Teile der Seitenwände bilden und deren offene Seite eine Zugangsöffnung zum Innenraum des Lenkers bietet. An dem U-förmigen Element kann ein Abdeckelement befestigt sein, um die offene Seite zu verschließen, wenn die innere Schweißverbindung der Seitenwände ausgeführt ist. Es kann ein U-förmiges Element vorgesehen sein, das im wesentlichen an einer Seite der Achshülle hervorsteht, um einen Teil der entgegengesetzten Seitenwände des Lenkers zu bilden, wobei seitlich beabstandete Plattenelemente im wesentlichen auf einer entgegengesetzten Seite der Achshülle hervorstehen, um weitere Teile der Seitenwände des Lenkers zu bilden. Der Zugang zum Innenraum des Lenkers für die innere Schweißverbindung der Seitenwände kann über die offene Seite des U-förmigen Elements und durch den Zwischenraum zwischen den Plattenelementen erfolgen. Die offene Seite und der genannte Zwischenraum können anschließend durch Abdeckelemente verschlossen werden, die z. B. durch Schweißen an dem U-förmigen Element und den Plattenelementen befestigt werden. In einer anderen Konstruktion kann der Lenker zumindest in der Nähe der Aussparungen Elemente mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweisen, deren offene Seiten Zugangsöffnungen bilden, die sich in entgegengesetzten Richtungen quer zu dem Lenker öffnen und Zugang zum Innenraum des Lenkers für die Herstellung der Schweißverbindungen der Achshülle mit den entgegengesetzten Seitenwänden des Lenkers bieten. Unabhängig von der Art und Weise, in der eine Zugangsöffnung oder Zugangsöffnungen vorgesehen sind, sollte vorzugsweise die Möglichkeit vorgesehen sein, eine durchgehende Schweißverbindung über den Umfang der Achshülle innerhalb des Lenkers herzustellen.
  • In einem Ausführungsbeispiel besitzt der Lenker zwei langgestreckte Elemente mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt, die durchgehend miteinander verbunden sind, so daß die offene Seite des U-förmigen Querschnitts des einen Elements derjenigen des anderen Elements entgegengesetzt ist. Die gegenüberliegenden Schenkel der U-förmigen Querschnitte der Elemente bilden Seitenwände des Lenkers. Die Aussparungen für die Achshülle sind in wenigstens einem der Elemente an der oder in der Nähe der durchgehenden Verbindung ausgebildet. Der Zugang für die Herstellung der Schweißverbindung zwischen der Achshülle und den Seitenwänden des Lenkers im Innern des Lenkers ist durch die offenen Seiten der Elemente gegeben. Die offenen Seiten werden anschließend durch Abdeckplatten verschlossen. In einem anderen Ausführungsbeispiel besitzt der Lenker ein solches langgestrecktes Element mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt sowie zwei mit seitlichem Abstand angeordnete Seitenplattenelemente, die durchgehend mit den entgegengesetzten Schenkeln des U-förmigen Elements und als deren Fortsetzungen miteinander verbunden sind. Die einander gegenüberliegenden Schenkel des U-förmigen Elements und die Seitenplattenelemente bilden Seitenwände des Lenkers. Die Ausnehmungen für die Achshülle sind in dem U-förmigen Element und/oder den Seitenplattenelementen in der oder in der Nähe der Verbindung der Seitenplattenelemente mit den Schenkeln des U-förmigen Elements ausgebildet. Über der offenen Seite des U-förmigen Elements und zwischen den Seitenplattenelementen werden Abdeckplatten befestigt, wenn die Schweißverbindung im Innern des Lenkers fertiggestellt ist, um den Innenraum des Lenkers zu versperren. Der fertige Lenker hat einen geschlossenen Kastenquerschnitt. Eine Abdeckplatte, die die offene Seite des U-förmigen Elements verschließt, kann sich auch über die benachbarten Längskanten der Seitenplattenelemente erstrecken und an diesen befestigt sein.
  • Die Achshülle kann an dem Lenker so befestigt sein, daß ein Teil ihrer Länge ganz im Innern des Lenkers enthalten ist. Alternativ kann ein Abschnitt des Umfangs der Achshülle über einen Teil ihrer Länge innerhalb des Lenkers liegen, und der Rest des Umfangs dieses Teils der Länge der Achshülle kann außerhalb des Lenkers frei liegen. Die Aussparungen in dem Lenker sind entsprechend ausgebildet.
  • In den beschriebenen Ausführungsbeispielen sind die Aussparungen teilweise in den Elementen an den Enden der Elemente ausgebildet, an denen sie miteinander verbunden sind.
  • Quer zum Innenraum des Lenkers können eine oder mehrere Scherkraftplatten befestigt sein, um die Quersteifigkeit des Lenkerquerschnitts zu vergrößern, falls dies gefordert wird.
  • Als Ergebnis der inneren und äußeren Schweißverbindung an den Seitenwänden des Lenkers weist ein Aufhängungslenker gemäß der Erfindung eine wesentlich festere Verbindung zwischen dem Lenker und der Achshülle auf, als dies bei den bekannten Aufhängungslenkern möglich ist, bei denen nur eine externe Schweißverbindung zwischen Lenker und Achshülle vorgesehen ist. Die innere und äußere Schweißverbindung beseitigt die fehleranfällige relative Durchbiegung, die an dem Fußpunkt der herkömmlichen, nur äußeren Schweißverbindung zwischen Lenker und Achshülle aufgetreten ist, wenn der Aufhängungslenker im Betrieb belastet wird. Die Belastung ist statt dessen in dem Grundmaterial der Lenkerkonstruktion konzentriert.
  • Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen beschrieben.
  • 1 zeigt eine Aufsicht eines Aufhängungslenkers gemäß der Erfindung,
  • 2 zeigt eine Seitenansicht des Aufhängungslenkers,
  • 3 zeigt eine auseinandergezogene perspektivische Ansicht des Aufhängungslenkers,
  • 4 zeigt einen vergrößerten detaillierten Querschnitt durch den Aufhängungslenker.
  • Der Aufhängungslenker des vorliegenden Ausführungsbeispiels ist für eine Längslenkeraufhängung einer Zugmaschine vorgesehen.
  • Der Aufhängungslenker besteht aus einem eigentlichen Lenker 1 und einer Achshülle 2, die quer zu dem Lenker 1 in einem mittleren Teil der Länge des Lenkers befestigt ist. Im Betrieb ist, wie in 2 dargestellt, an dem vorderen Ende des Lenkers 1 eine Lagerbuchse 3 befestigt, auf einem in dem rückwärtigen Endbereich des Lenkers vorgesehenen Sitz 4 ist eine nicht dargestellte Luftfeder montiert, und an einer Achse A ist die Achshülle 2 befestigt.
  • Wie am besten aus 3 erkennbar ist, besitzt der Lenker 1 zwei langgestreckte vordere und hintere Elemente 5, 6, die jeweils U-förmigen Querschnitt haben und durchgehend stumpf zusammengeschweißt sind. Jedes der Elemente 5, 6 ist aus einer Metallplatte hergestellt, die auf den geforderten Umriß zugeschnitten und zu dem im wesentlichen U-förmigen Querschnitt ausgeformt ist. Die entgegengesetzten Seitenschenkel 5', 6' und der Steg 5'', 6'' des Querschnitts jedes der beiden Elemente 5, 6 sind flach und treffen rechtwinklig aufeinander, um die drei Seiten eines Kastenquerschnitts zu bilden. Die Seitenschenkel 5' des vorderen Elements konvergieren in Richtung auf das vordere Ende des Lenkers, während die Seitenschenkel 6' der hinteren Komponente im wesentlichen parallel zu dem rückwärtigen Ende des Lenkers verlaufen. An ihren aneinanderstoßenden Enden sind die beiden Elemente an ihren Seitenschenkeln 5', 6', die die Seitenwände des Lenkers bilden, miteinander verschweißt. Sie sind so verschweißt, daß der Steg 5' des vorderen Elements 5 an der Oberseite des Lenkers und der Steg 6'' der hinteren Komponente 2 am Boden des Lenkers liegt. Die offenen Seiten 7, 8 der U-förmigen Querschnitte des vorderen und des hinteren Elements befinden sich so am Boden bzw. an der Oberseite des Lenkers und erlauben in beiden Elementen einen Zugang zum Innenraum des Lenkers. Ein Teil des Stegs 5' ist in der Nachbarschaft des vorderen Elements weggeschnitten, so daß eine Verlängerung 8' der offenen Seite 8 des hinteren Elements in das vordere Element hinein entsteht.
  • Die Seitenschenkel 5' des vorderen Elements 5 verjüngen sich zur Vorderseite des Lenkers hin allmählich. Die Seitenschenkel 6' des hinteren Elements 6 haben an den aneinanderstoßenden Enden der Elemente die gleiche Höhe wie die des vorderen Elements, verjüngen sich dann jedoch annähernd auf die Hälfte dieser Höhe und setzen sich mit der reduzierten Höhe unter allmählicher Verjüngung über den größeren Teil der Länge des Elements fort, das sich zur Rückseite des Lenkers erstreckt.
  • In den Kanten der Seitenschenkel 5', 6' sind an den aneinanderstoßenden Enden der zwei Elemente 5, 6 kreisbogenförmige Ausnehmungen 9, 10 ausgebildet. Wenn die Elemente zusammengeschweißt sind, passen die Ausnehmungen 9, 10 in ihren fluchtenden Seitenschenkeln zusammen und begrenzen in jeder Seite des Lenkers eine annähernd kreisförmige Aussparung 11. Die beiden Aussparungen 11 sind koaxial und haben einen komplementären Durchmesser, so daß sie einen Festsitz für die Aufnahme der Achshülle 2 bilden. Die Ausnehmungen 9 in den Stirnkanten der Seitenschenkel 5' des vorderen Elements liegen in der Nähe der offenen Seite 7 des Querschnitts dieses Elements, und die Ausnehmungen 10 in den Stirnkanten der Seitenschenkel 6' des hinteren Elements liegen in der Nähe des Stegs 6'' des Querschnitts des hinteren Elements. Die beiden Ausnehmungen 11 sind über einen kurzen bogenförmigen Abstand von weniger als einem Viertel ihres Umfangs am Boden des Lenkers offen.
  • Die Achshülle 2, die rohrförmig ist und aus zwei gleichen halbzylindrischen, zusammengeschweißten Metallschalen hergestellt ist, ist in den koaxialen Aussparungen 11 angeordnet und steht auf jeder Seite des Lenkers hervor, 1. Sie ist an dem Lenker in den Seitenschenkeln des vorderen und des hinteren Elements durch durchgehende Schweißnähte 12, 13 um die Kanten der Ausnehmungen 9, 10 an den Innenflächen, 4, und an den Außenflächen, 2, der Seitenschenkel verschweißt. Der Zugang für das an den innenseitigen Flächen auszuführende Schweißen erfolgt über die offenen Seiten 7, 8 der U-förmigen Querschnitte der beiden Elemente. Die offenen Seiten gewähren ausreichenden Zugang für kontinuierliches Schweißen um den ganzen Umfang jeder Aussparung an den innenseitigen Flächen der betreffenden Seitenschenkel.
  • Die Achshülle kann auch an der angrenzenden Kante des Stegs 6'' des hinteren Elements 6 verschweißt werden.
  • Quer zum Innenraum des Lenkers ist in dem vorderen Element 5 eine versteifende Scherkraftplatte 14 über der und im wesentlichen radial zu der Achshülle befestigt.
  • Die Scherkraftplatte erstreckt sich zwischen den Seitenschenkeln 5' des vorderen Elements und ist mit diesen verschweißt.
  • Wenn die Achshülle 2 und die Scherkraftplatte 14 an ihrer Stelle verschweißt wurden, wird in die offene Seite 7 des vorderen Elements eine vordere Abdeckplatte 15 geschweißt, um den Boden des Lenkers zwischen seinem vorderen Ende und der Achshülle zu verschließen. Die Abdeckplatte 15 kann auch an der Achshülle verschweißt werden. Über die offene Seite 8 des hinteren Elements und die Verlängerung 8' wird eine rückwärtige Abdeckplatte 16 in das vordere Element geschweißt, um die Oberseite des Lenkers zwischen seinem hinteren Ende und dem Steg 5'' des vorderen Elements zu verschließen. Diese weitere Abdeckplatte 16 bildet an dem Lenker den Sitz 4 für die Luftfeder.
  • Die vorderen Enden 17, 18 des Stegs 5'' des vorderen Elements und der vorderen Abdeckplatte 15 und die Vorderkanten der Seitenschenkel 5' des Elements sind so geformt, daß sie zusammen einen Sitz 19 zum Halten der Lagerbuchse 3 bilden.

Claims (13)

  1. Fahrzeugaufhängungslenker, der hohl ist und entgegengesetzte Seitenwände mit Aussparungen (11) aufweist, in denen eine Achshülle (2) angeordnet ist, die an dem Lenker (1) durch Schweißverbindung (12, 13) befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß diese Schweißverbindung innerhalb und außerhalb der Seitenwänden ausgeführt ist.
  2. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1) zumindest in der Nähe der Aussparungen (11) so konstruiert ist, daß eine Zugangsöffnung oder Zugangsöffnungen (7, 8) für den Zugang zum Innenraum des Lenkers für die zwischen der Achshülle und den entgegengesetzten Seitenwänden herzustellende innere Schweißverbindung (12) vorgesehen ist.
  3. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Zugangsöffnung (7, 8) nach der Ausführung der inneren Schweißverbindung (12) geschlossen wird.
  4. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 2 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die bzw. jede Zugangsöffnung (7, 8) zwischen den entgegengesetzten Seitenwänden des Lenkers (1) vorgesehen ist.
  5. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1) wenigstens ein Element (5, 6) mit im wesentlichen U-förmigem Querschnitt aufweist, dessen bzw. deren entgegengesetzte Schenkel (5', 6') wenigstens Teile der entgegengesetzten Seitenwände bilden und deren offene Seite (7, 8) eine Zugangsöffnung zum Innenraum des Lenkers bietet.
  6. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 5, soweit von Anspruch 3 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß an dem U-förmigen Element (5, 6) ein Verschlußelement (15, 16) befestigt wird, um die offene Seite (7, 8) zu verschließen, wenn die innere Schweißverbindung (12) an den entgegengesetzten Seitenwänden ausgeführt ist.
  7. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das U-förmige Element im wesentlichen an einer Seite der Achshülle (2) hervorsteht, um einen Teil der entgegengesetzten Seitenwände des Lenkers zu bilden, und daß seitliche beabstandete Plattenelemente im wesentlichen auf einer entgegengesetzten Seite der Achshülle hervorstehen, um weitere Teile der entgegengesetzten Seitenwände des Lenkers zu bilden, wobei der Zugang zum Innenraum des Lenkers für die innere Schweißverbindung an den entgegengesetzten Seitenwänden über die offene Seite des U-förmigen Elements und durch den Zwischenraum zwischen den Plattenelementen hergestellt wird.
  8. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 7, soweit von Anspruch 6 abhängig, dadurch gekennzeichnet, daß der Zwischenraum zwischen den Plattenelementen nach der Herstellung der inneren Schweißverbindung (12) an den entgegengesetzten Seitenwänden durch an den Plattenelementen befestigte Verschlußelemente geschlossen wird.
  9. Fahrzeugaufhängungslenker nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (1) zumindest in der Nachbarschaft der Aussparungen zwei der im wesentlichen U-förmigen Elemente (5, 6) aufweist, deren offenen Seiten Zugangsöffnungen bilden, die sich in entgegengesetzten Richtungen quer zu dem Lenker öffnen, um Zugang zum Innenraum des Lenkers für die Herstellung der Schweißverbindungen (12) der Achshülle (2) mit den entgegengesetzten Seitenwänden des Lenkers vorzusehen.
  10. Fahrzeugaufhängungslenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Schweißverbindung an den entgegengesetzten Seitenwänden kontinuierlich über den Umfang der Achshülle (2) verläuft.
  11. Fahrzeugaufhängungslenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Achshülle (2) an dem Lenker (1) so befestigt ist, daß ein Teil ihrer Länge vollständig im Innenraum des Lenkers enthalten ist.
  12. Fahrzeugaufhängungslenker nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Abschnitt des Umfangs der Achshülle (2) über einen Teil ihrer Länge innerhalb des Lenkers (1) enthalten ist und der Rest des Umfangs in diesem Teil der Länge der Achshülle zur Außenseite des Lenkers frei liegt.
  13. Fahrzeugaufhängungslenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Scherkraftplatten quer zum Innenraum des Lenkers (1) befestigt sind, um die Quersteifigkeit des Lenkerquerschnitts zu vergrößern.
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