軸身的製作方法

2023-06-10 21:55:41 4

專利名稱：軸身的製作方法
軸身
本發明涉及一種軸身、行走裝置、製造軸身的方法以及製造行走裝 置的方法，它們尤其是用於商用車輛。
軸身在現有技術中已為人們所知。因此，已經使用了由軸管、左和 右轉向軸以及兩個殼體或外罩組成的軸身。通過摩擦焊接方法使軸管和 轉向軸基本同心或同軸地連接在一起。為了提供軸管和軸導引件之間的 連接，通過保護電弧焊方法使殼體緊固在軸管上。按這種方式，可圍繞 整個殼體焊接軸導引件，接下來通過側面上的兩處點焊使軸導引件與軸
管連接。因此，通過環焊縫使軸導引件緊固，而不必直接在軸管上進行， 對於這種環縫焊接而言，由於衝孔效應和熱影響的原因將會導致軸管弱 化，使得軸管會有破裂危險。
因此，本發明的問題是提供一種軸身、行走裝置、製造軸身的方法 以及製造行走裝置的方法，它們尤其是用於商用車輛，可以保證容易並 經濟地製造軸身，同時具有高的軸向和極截面模數，因此能承受高載荷。
該問題通過具有權利要求1的特徵的軸身、具有權利要求11的特徵
的行走裝置、具有權利要求12和13的特徵的製造軸身或行走裝置的方 法得以解決。在從屬權利要求中說明了優選實施例。
根據本發明，提供了一種尤其是用於商用車輛的基本為軸管形式的 軸身，包括中央部和用於接收軸導引件的至少一個鄰接的接收部，其中 所述軸身在所述中央部具有基本不變的壁厚，並且所述軸身在所述接收 部的至少某些區域具有比所述中央部的壁厚大的壁厚。軸身有利地形成 為軸管形式的，橫截面構造不必是圓形的，相反，軸身可以具有任何所 需的橫截面構造。因此，軸身可特別地具有橢圓形或多邊形的橫截面構 造。然而，優選地，軸身形成為具有圓形橫截面的軸管形成。特別地， 本發明的軸身可被配置成軸身在接收部的至少某些區域具有由於成型工藝的原因而大於中央部的壁厚的壁厚。成型工藝可以有利地通過諸如墩 粗或鍛造等熱成型工藝實現。此外或可選地，成型工藝同樣可以通過諸 如液壓成型或內高壓成型工藝等冷成型工藝實現。當然，中央部壁厚的 增加同樣可以通過其它成型方法實現。與現有技術中已知的通過諸如鑄 造等初級成形製造的軸身相反的是，通過成型工藝製造的本發明優選的 軸身獲得了相當高的強度並且實現了較低的製造成本。
所述軸身具有中央部和至少一個鄰接的接收部，所述接收部沿軸向 鄰近所述中央部。具體而言，接收部構成軸身的端面或末端。特別地， 軸身具有中央部，接收部設置在中央部的兩端面，這樣接收部構成了軸
身的端部。接收部用於接收軸導引件，所述軸導引件優選被設計成縱向 或橫向連杆或功能控制臂。軸導引件特別用於將車軸或軸身聯接到車架 上。為此，軸導引件被設置在或者被接收或緊固在接收部上，而這種緊 固可以是直接的或間接的。在其中央部，軸身優選具有基本不變的壁厚。 換言之，被定義為外半徑和內半徑(或外直徑和內直徑)之間的差值的壁厚 沿軸向或縱向在軸身的中央部基本不變或相等。當然，軸管的任何製造 公差相對於不變的壁厚應忽略不計。因此，軸身在接收部同樣具有按類 似方式被定義為外半徑和內半徑(或外直徑和內直徑)之間的差值的壁厚。 然而，該壁厚大於軸身的中央部的壁厚。理論上假設直接在車軸上進行 環縫焊接導致強度損失約50%，因此可以利用車軸的幾何形狀來彌補該 強度損失。由於局部加厚軸管在軸導引件和軸身之間的焊接區域的壁厚， 所以有利的是可以不需要軸導引件通常焊接於其上的諸如殼體(外罩)等 額外的結構件，因為軸導引件可直接焊接在軸身上。特別地，這樣具有 成本和重量優勢，使得生產工藝大大簡化。特別地，軸身在接收部和/或 中央部的區域內具有沿徑向或圓周方向基本不變的壁厚。這樣，換言之， 軸身具有沿徑向或圓周方向厚度基本相等的壁，任何製造公差或小區域 (如四邊形橫截面的邊角或邊緣區域)的偏差不需要考慮。
優選地，所述軸身在所述接收部的外徑大於在所述中央部的外徑。 因此，使軸身的接收部區域向外變成弓形。可以使軸身成型為其整個長 度上的內徑基本不變，使得軸身在接收部區域的內徑與軸身在中央部的 內徑一致。然而，當然的是，內徑也可以變化，這將在下面進行說明。此外，優選地，使軸身形成為在接收部的內徑小於在中央部的內徑。 因此，可以使軸身的整個長度上的外徑基本不變，或者如上所述，外徑 可以變化，特別是在接收部區域的外徑大於在中央區域的外徑。
因此，可以提供具有在接收部的外徑大於在中央部的外徑並且具有 在接收部的內徑小於在中央部的內徑的軸身，使得在接收部沿兩個方向 (向內和向外)提供加厚或增加的壁厚。
優選地，軸身在接收部的至少某些區域加寬，使得軸管的橫截面擴 大。具體而言，軸身在接收部的加寬使得其直徑加寬。可以通過多樣化 的成型方法或擴大方法來實現加寬，如內高壓成型方法、捏製法或其它 機械幹預。因此，可以提供接收部具有比中央部厚的壁厚的軸身，同時 軸身在接收部區域的外徑和內徑大於中央部區域的尺寸。然而，為了保 證較大的壁厚，外徑的增加應大於內徑的增加。
特別地，接收部的壁厚是基本不變的。換言之，除了任何製造公差 之外，接收部的壁厚形成為沿著長度方向或軸向基本不變。特別有利的 是，軸身的外徑具體地形成為沿長度方向在接收部區域基本相等或不變。
在一個優選實施例中，接收部具有用於設置軸導引件區域的第一和 第二連接區域以及置於其間的中央區域，所述軸導引件和所述軸身之間 的焊接(如軸導引件的側壁)形成在所述第一和第二連接區域上，同時所述 第一和第二連接區域的壁厚大於所述中央部和所述中央區域的壁厚。特 別地，軸身具有在中央部任一端的接收部，使得可以在兩端區域設置一 個軸導引件。軸導引件通常設計成箱子型，因此它具有兩個間隔分開並 帶有連續開口的側壁，軸身或軸身的接收部通過開口伸出。軸身焊接在 軸導引件的側壁上。因此，第一和第二連接區域彼此間隔分開，使得它 們與軸導引件的側壁齊平。當然，軸導引件不必具有側壁，使得通常在 軸導引件和軸身之間提供焊接的那些連接區域處發生軸導引件與軸身的 有利聯接。有利的是，第一和第二連接區域的壁厚大於接收部的中央區 域和/或中央部的壁厚。因此，接收部的中央區域可以具有與軸身的中央 部基本相同的壁厚。但是無疑地中央區域也可具有與中央部不同的壁厚， 優選地具有略比中央部大的壁厚。這樣的結構具有重量減輕以及由於成 型程度較低而簡化成型工藝的優點。
6優選地，中央部和中央區域的壁厚基本相同。這是由於軸身由墩粗 工藝製成的原因而實現的，其中僅墩粗在接收部的第一和第二連接區域 的軸身，使得接收部的中央區域具有或保持初始壁厚，該壁厚與軸身的 中央部的壁厚基本一致。
此外，優選地，第一連接區域的壁厚大於第二連接區域的壁厚，並 且第一連接區域優選地朝向車軸的中央。具體而言，軸身可形成為第一 連接區域的外直徑或半徑大於第二連接區域的外直徑或半徑。第一連接 區域有利地朝向或靠近車軸的中央或中央部，而第二連接區域因此遠離 車軸的中央部或中央。這是特別有利的，因為在軸導引件和軸身之間產 生了最佳的力分布，因為出現在面對車軸中部那側上的較大力將依從優 化的輪廓分布。此外，這種形狀可防止軸導引件的移位或扭曲。
特別地，軸身還具有設置在接收部處的至少一個車輪接收部。具體 而言，車輪接收部可形成為轉向軸，轉向軸被有利地設置在每一側或每 個端面或每個端部區域上，並且與軸身基本同心或同軸地配置。
優選地，所述軸身形成為一體形式的，即一體形成。為此，軸身也 可以一體形成或形成為單一部件。
因此，可以使車輪接收部直接形成在軸身上，使得可以省去車輪接 收部的兩個單獨部件(右和左)以及將車輪接收部連接到軸身的任何所需 的摩擦焊接工藝。
此外，根據本發明，提供了一種尤其是用於商用車輛的行走裝置， 包括軸管形式的軸身和至少一個軸導引件，其中所述軸身具有中央部和 用於接收所述軸導引件的至少一個鄰接的接收部，其中所述軸身在所述 中央部具有基本不變的壁厚，並且所述軸身在所述接收部的至少某些區 域具有比所述中央部的壁厚大的壁厚。因此，有利的是，提供一種其中 軸導引件可以特別有利地設置或緊固在所述接收部上的行走裝置。特別 地，這種緊固可直接發生或不需要中間件(如外罩)，並且在軸導引件和軸 身的接收部之間的環縫焊接因於該區域增加的壁厚而不會弱化。
當然，在上面提到的本發明軸身的其它特徵和優點也適用於本發明 的行走裝置。此外，根據本發明，提供一種製造尤其是用於商用車輛的軸身的方 法，包括如下步驟提供管橫截面基本不變的軸管，所述軸管具有中央 部和用於接收軸導引件的至少一個鄰接的接收部，以及墩粗和/或鍛造所 述接收部，使得所述接收部至少在某些區域產生增大的壁厚。
最後，根據本發明，提供一種製造尤其是用於商用車輛的行走裝置 的方法，包括如下步驟提供至少一個軸導引件，提供管橫截面基本不 變的軸管，所述軸管具有中央部和用於配置所述軸導引件的至少一個鄰 接的接收部，墩粗和/或鍛造所述接收部，使得所述接收部至少在某些區 域產生增大的壁厚，以及將所述軸導引件直接緊固在所述接收部上。
當然，本發明軸身以及本發明行走裝置的優點和特徵可以同樣適用 於製造軸身和行走裝置的方法。
從以下結合附圖對優選實施例的說明將更清楚本發明的其它優點和 特徵，然而各實施例可以相互結合以產生新的實施例。在附圖中


圖1是根據本發明第一實施例的軸身的剖視圖，
圖2是根據本發明不同實施例的接收部的剖視圖，
圖3是根據本發明不同實施例的接收部的剖視圖，
圖4是根據本發明另一實施例的軸身的剖視圖，
圖5是根據本發明另一些實施例的軸身的側視圖。
圖1示出本發明軸身的第一實施例的剖視圖。該軸身包括至少一個
接收部2和中央部4。在所示的實施例中，該軸身具有兩個接收部2，中 央部4置於這兩個接收部2之間。因此，接收部2形成了軸身的端面區 域或軸身的末端。接收部2和中央部4被設置成與軸身的縱向軸X基本 同心或同軸。
接收部2用於接收或緊固或設置軸導引件。該軸導引件特別地可設 計成縱向聯杆、橫向聯杆、功能控制臂等，並用於聯接車輛的車軸與車 架。優選地，將該軸導引件直接緊固在軸身或軸身的接收部2上。換言 之，軸導引件在沒有諸如外罩等中間件的情況下與接收部2緊固在一起(例如，通過焊接)。這樣由於大大簡化了車輪懸架單元或行走裝置的加工 工藝而獲得了成本和重量方面的優點。
圖2示出接收部2的不同實施例的剖視圖。這樣，圖2a示出接收部， 軸身在接收部2的外徑d2大於中央部4的外徑dl。有利的是，接收部2 和中央部4的內徑d3是相等的或不變的。因此，結果是接收部2區域的 壁厚s2大於中央部4區域的壁厚sl。
在圖2b所示的實施例中，軸身被設置成軸身在接收部2區域的內徑 d4小於軸身在中央部4區域的內徑d3。在該實施例中，軸身在接收部2 和中央部4區域的外徑dl沿縱向軸X基本相同或不變。因此，結果是接 收部2區域的壁厚s2大於中央部4區域的壁厚sl。
當然，在圖2a和圖2b所示的實施例中，內徑和外徑不一定是不變 的，相反，在接收部2區域中也可以增加或減小。這樣產生了圖2c所示 的實施例，在該實施例中，軸身在接收部2區域的外徑d2大於在中央部 4的外徑dl，而且軸身在接收部2區域的內徑d4還小於中央部4區域的 內徑d3。因此，結果是接收部2區域的壁厚s2大於中央部4區域的壁厚 sl。
在圖2d所示的特別有利的實施例中，加寬了軸身的接收部2的區域， 使得軸管的橫截面變大了。這是通過軸身在接收部2區域的內徑和外徑 均大於中央部4區域的內徑和外徑而獲得的。然而，為了使接收部2區 域的壁厚s2變大，外徑的增加要大於內徑的增加。結果是接收部2區域 的壁厚s2大於中央部4區域的壁厚sl。該實施例提供了一種特別有利的 軸身，其具有特別大的軸向和極截面模數，從而可以吸收很大的力。
圖3示出軸身與軸導引件的側壁50、 52的聯接。無疑地，軸導引件 不必具有側壁50、 52，這樣，之後描述的軸導引件與軸身的聯接一般指 的是在軸導引件和軸身之間提供焊接的那些連接區域。在圖3a中，軸身 被設置成接收部2的壁厚s2沿縱向軸X基本不變。另一方面，圖3b示 出具有包括第一連接區域6和第二連接區域8的接收部2的軸身的實施 例。第一連接區域6和第二連接區域8用於接收或緊固軸導引件的側壁 50、 52。從縱向軸的方向看，在第一連接區域6和第二連接區域8之間
9的是中央區域IO。有利的是，第一連接區域6和第二連接區域8的壁厚 s2大於中央區域10的壁厚sl。中央區域10的壁厚sl特別有利地是與中 央部4的壁厚sl—致。
圖3c的實施例與圖3b所示的實施例不同之處在於，第一連接區域 6的壁厚s2大於第二連接區域8的壁厚s3。有利的是，第一連接區域6 和第二連接區域8相對於軸身設置成第一連接區域6面對車軸的中部或 中央，而第二連接區域8面對或靠近軸身的遠端。這樣導致力在軸導引 件與軸身之間達到最佳分布，因為出現在面對車軸中部那側上的較大力 可以依從優化的輪廓分布。此外，通過將第一連接區域6和第二連接區 域8設置成具有不同的壁厚s2和s3，可以實現軸導引件確實不出現移位 或扭曲。
圖4示出軸身的優選實施例的剖視圖。實施例所示的軸身在每個端 面處具有配置作為轉向軸的車輪接收部12。車輪接收部12與縱向軸X 基本同心或同軸地設置或緊固在接收部2上。在軸身的一體構造中，有 利的是車輪接收部12通過鐓粗和鍛造工藝直接形成在軸身上。當然，可 以與擴大接收部2區域的壁厚的製造步驟結合的方式或與其相同的方式 使車輪接收部12形成在軸身上。然而，這也可以在單獨的工藝中形成。 這樣可以進一步節約生產成本，因為省去了將車輪接收部12連接到軸身 上的必要的焊接工藝(或摩擦焊接工藝)。
如圖5所示，用於擴大接收部2區域的壁厚的成型工藝(如鐓粗和鍛 造工藝)同樣可用於整個軸身的成形。按這種方式，可以製造出中央區域 或中央部4的至少某些區域優選僅在一個平面內(也可以在兩個平面內) 的軸身，從而產生所謂的凹槽車軸。這種成型工藝可用於單一的軸身、 具有直接鍛造的車輪接收部12的軸身以及根據本發明的具有局部增厚 (即，增加的壁厚)和鍛造的車輪接收部上的軸身。按這種方式形成的軸身 為特別是空間優化的行走裝置提供了可能性。
附圖標記列表
2 接收部 4 中央部6 第一連接區域
10 中央區域
50 側壁
sl， s2， s3壁厚
8 第二連接區域 12 車輪接收部 52 側壁
徑
權利要求
1.一種尤其是用於商用車輛的基本為軸管形式的軸身，包括中央部(4)和用於接收軸導引件的至少一個鄰接的接收部(2)，其中所述軸身在所述中央部具有基本不變的壁厚(s1)，並且所述軸身在所述接收部(2)的至少某些區域具有比所述中央部的壁厚(s1)大的壁厚(s2，s3)。
2. 根據權利要求1所述的軸身，其中所述軸身在所述接收部(2)的外 徑(d2)大於在所述中央部(4)的外徑。
3. 根據前面權利要求中任一項所述的軸身，其中所述軸身在所述接 收部(2)的內徑(d4)小於在所述中央部(4)的內徑。
4. 根據前面權利要求中任一項所述的軸身，其中所述軸身在所述接 收部(2)的至少某些區域變寬或加寬，使得所述軸管的橫截面變大。
5. 根據前面權利要求中任一項所述的軸身，其中所述接收部(2)的壁 厚(s2)基本不變。
6. 根據權利要求1-4中任一項所述的軸身，其中所述接收部(2)具有 用於設置所述軸導引件的側壁(50， 52)的第一和第二連接區域(6， 8)以及 置於其間的中央區域(IO)，所述第一和第二連接區域的壁厚(s2， s3)大於 所述中央區域(10)和中央部(4)的壁厚(sl)。
7. 根據權利要求6所述的軸身，其中所述中央部(4)和所述中央區域 (10)的壁厚(sl)基本相同。
8. 根據權利要求6或7所述的軸身，其中所述第一連接區域(6)的壁 厚(s2)大於所述第二連接區域(8)的壁厚，並且所述第一連接區域(6)優選 地朝向所述軸身的中央。
9. 根據前面權利要求中任一項所述的軸身，還具有設置在接收部(2) 處的至少一個車輪接收部(12)。
10. 根據前面權利要求中任一項所述的軸身，其中所述軸身是一體 形式的。
11. 一種尤其是用於商用車輛的行走裝置，包括軸管形式的軸身和 至少一個軸導引件，其中所述軸身具有中央部(4)和用於接收所述軸導引件的至少一個鄰接的接收部(2)，其中所述軸身在所述中央部(4)具有基本不變的壁厚(sl)，並且 其中所述軸身在所述接收部(2)的至少某些區域具有比所述中央部(4)的壁厚(sl)大的壁厚(s2， s3)。
12. —種製造尤其是用於商用車輛的軸身的方法，包括如下步驟-提供管橫截面基本不變的軸管，所述軸管具有中央部(4)和用於接 收軸導引件的至少一個鄰接的接收部(2)，以及-尤其是通過墩粗和/或鍛造使所述接收部(2)成型，使得所述接收部 (2)至少在某些區域產生增大的壁厚(s2， s3)。
13. —種用於製造尤其是用於商用車輛的行走裝置的方法，包括如 下步驟-提供至少一個軸導引件，-提供管橫截面基本不變的軸管，所述軸管具有中央部(4)和用於配 置所述軸導引件的至少一個鄰接的接收部(2)，-例如通過墩粗和/或鍛造使所述接收部(2)成型，使得所述接收部(2) 至少在某些區域產生增大的壁厚(s2， s3)，以及-將所述軸導引件直接緊固在所述接收部(2)上。
全文摘要
本發明涉及一種尤其是用於商用車輛的軸身，其中該軸身被構造成基本為軸管形式的，包括中央部(4)和用於接收軸導引件並與中央部(4)連接的至少一個接收部(2)，其中該軸身在該中央部具有基本不變的壁厚(s1)，並且其中該軸身在接收部(2)的至少某些區域具有比該中央部的壁厚(s1)大的壁厚(s2，s3)。
文檔編號B21K1/10GK101626853SQ200880004215
公開日2010年1月13日 申請日期2008年2月28日 優先權日2007年3月1日
發明者奧拉夫·德魯斯, 比約恩·邁爾, 羅爾夫·施皮爾曼 申請人:塞夫霍蘭德有限公司