用於車輛、尤其用於商用車輛的車軸結構的製作方法

2023-07-16 21:29:41

專利名稱：用於車輛、尤其用於商用車輛的車軸結構的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種根據權利要求1的前序部分的用於車輛、尤其用於商用車輛的車 軸結構(Achskonstruktion)。
背景技術：
通常已知與商用車輛(例如載貨車或者公交車)相關的剛性車軸(Starrachse) 的使用。這種剛性車軸連接車軸(Achse)的車輪(Rad)並且保持輪距(Spur)和外 傾(Sturz)恆定。對此，帶有雙輪胎(Zwillingsbereifung)或者十分寬的單輪胎 (Einzelbereifung)的剛性車軸為特別有利的，因為由橫向力引起的車輪負荷波動藉助於 這種雙輪胎或這種寬的單輪胎而變得相對小。具體而言，這種裝有雙輪胎或寬的單輪胎的 非轉向的(ungelenkt)剛性車軸，如其在重型商用車輛上所應用的那樣，構造並加工成不 帶外傾。在此，在沒有負載時右側和左側車輪平面相互平行，如在顯示現有技術的圖1中 示意性且示範性地示出的那樣。通過剛性車軸的負載和車輪內的彈性裝置(Federimg)的 力傳遞(Krafteinleitung)將產生力矩，該力矩引起剛性車軸的車橋(Achsbrilcke)的彈 性變形並且由此引起雙輪胎的負的外傾，如在圖2中示意性地所示出的那樣。由此會導 致不利的車輪的滾動性能，這種不利的車輪的滾動性能尤其在寬輪胎或者雙輪胎的情況 下將引起車輪內側或雙輪胎的內車輪處的不規則的輪胎磨損(ReifenverschleiP)，這 在總體上縮短了輪胎的使用壽命。附加地，負的外傾將在軸向驅動軸或構造成驅動車軸 (Antriebswelle)的剛性車軸的半軸(Steckachse)的區域中產生彎曲交變負載。在圖3中 僅僅極其示意性地藉助於雙輪胎而示意性地示出了雙輪胎的內車輪和外車輪之間的不規 則的輪胎磨損。從文件DE 41 02 313 A1中已知了一種用於裝有雙輪胎的商用車輛的車輪懸架， 通過該車輪懸架應解決了由於相對於道路(Fahrbahn)的外傾變化而導致的強烈的車輪負 荷波動的問題。具體而言，對此設置成，車輪懸架具有附加的自由度，該自由度允許車輪託 架(Radtrager)在車輛橫向平面中的擺動運動(Schwenkbewegung)，更確切地說繞著在車輛 縱向上伸延的轉動軸線(Drehachse)。該轉動軸線大致在車輪的縱向中間平面中伸延並且 大致位於道路平面的高度上。車輪託架可擺動運動地在圓形滑軌處被引導，這些滑軌在曲 率中心處形成了假想的引導接頭(Filhrimgsgelenk)，其中，連接假想的引導接頭的直線為 轉動軸線。滑軌直接或者通過引導控制杆(Filhrimgslenker)固定在車輛車架處，其中，車 輪託架通過弓I導軸承而沿著導軌被弓I導。

發明內容
與此相對地，本發明的目的是，提出一種備選的用於車輛、尤其商用車輛的非轉向 的剛性車軸的車軸結構，藉助於該車軸結構可實現更長的輪胎使用壽命並且由此實現更小 的輪胎磨損。該目的利用權利要求1的特徵而實現。對此有利的設計方案是基於權利要求1的從屬權利要求的對象。根據權利要求1，用於車輛、尤其用於商用車輛的車軸結構設置成帶有非轉向 的剛性車軸。根據本發明，非轉向的剛性車軸在未安裝在車輛處且由此完全未承受負載 的狀態下如此地構造，即，使得車輛車輪以限定的正車輪外傾角(Radsturzwinkel)而布 置在非轉向的剛性車軸處。這種預先調整的正車輪外傾角在本發明中表示為結構外傾 (Konstruktionsturz)，並且根據尤其優選的具體設計方案該正車輪外傾角處於大於0°至 1°的優選角範圍內、最優選在大於0°至0.5°的角範圍內。利用這種根據本發明的車軸結構可在非轉向剛性車軸承受負載的狀態下調整限 定的外傾，例如如此地調整，即，使得在剛性車軸安裝在車輛處時以及在車輛未承受載重的 狀態下，車輛車輪仍然以正車輪外傾角而布置在車輛處。這種在本發明中表示為基本外傾 (Grimdsturz)的車輪外傾角優選在大於0°至0.5°的優選的角範圍內，最優選在大於0° 至0.3°的角範圍內。此外，利用這種根據本發明的車軸結構可例如預設，使在車輛的限定 的負載狀態下剛性車軸可如此地彈性變形，即，使得車輛車輪以相對於基本外傾在負車輪 外傾角的方向上改變的車輪外傾角而布置。這種改變的車輪外傾角在本發明中表示為負載 外傾(Belastungssturz) 0該負載外傾的角度值優選在_0. 3°至0°的範圍內。在此，例如 在最大軸負荷下，剛性車軸例如已經具有儘管同樣優選的僅僅小的負車輪外傾角。由此，利用這種根據本發明的非轉向的剛性車軸處的正車輪外傾角的預先調整， 可以簡單的方式基於更小的輪胎磨損實現更長的輪胎使用壽命，因為可根據車輛類型和負 載情況以簡單的方式如此地預設剛性車軸的正車輪外傾角，即，使得在傳統的負載情況下 保證，車輛車輪以沒有外傾或以輕微正外傾或者輕微負外傾在道路面上滾動。由此實現了 明顯均勻的輪胎花紋(Reifenprofil)的磨損痕跡(Verschlei ^ bild)。根據發明的解決方 案的另一優點可由此看出，即，此外提供較小的滾動阻力，這同樣導致更小的輪胎磨損以及 更小的燃料消耗。此外，根據發明的解決方案的另一重要優點可由此看出，即，相比於在之前所指出 的現有技術中的情況，結合被驅動的非轉向的剛性車軸實現了驅動軸或半軸的明顯更小的 彎曲交變負載。此外，尤其結合由寬輪胎或雙輪胎形成的輪胎來顯示根據發明的優點。尤其結合 這種輪胎在此實現輪胎處的輪胎磨損的減少和均勻化。根據一特別優選的具體設計方案設置成，為了構造正車輪外傾角，非轉向的剛性 車軸構造成帶有這樣的車橋，即，該車橋在剛性車軸未承受負載的狀態下將車輛車輪預緊 (vorsparmen)、尤其彈性地預緊到所述結構外傾中。例如就此而言可設置，為了構造正車輪 外傾角，非轉向的剛性車軸的車橋如此地設計，尤其被如此地拱起(bombieren)，即，使得相 對的車輛車輪的轉動軸線在限定的、尤其中間的車橋區域中彼此相交並且彼此之間包夾大 於0°的角。備選地或者附加地，剛性車軸側邊的車輪軸承座(Radlagersitz)可如此地加 工，即，使得車輪軸承座相應於限定的車輪外傾角相對於水平線傾斜。此外，利用權利要求12要求保護了用於製造車軸結構的方法，藉助於該方法可制 造帶有上文所提及的優點的非轉向的剛性車軸。


下面藉助於附圖進一步解釋本發明。其中圖1示意性地顯示了在無負載狀態下的根據現有技術的非轉向的剛性車軸，圖2示意性地顯示了在負載狀態下以及在行駛運行下的根據圖1的現有技術的非 轉向的剛性車軸，圖3示意性地顯示了帶有不均勻的輪胎磨損的根據現有技術的雙輪胎，圖4示意性地顯示了在無負載狀態下的根據發明的車軸結構，以及圖5示意性地顯示了在負載狀態下的根據圖4的根據本發明的車軸結構。
具體實施例方式在圖4中示意性地顯示了根據本發明的非轉向的剛性車軸1，該剛性車軸如此地 加工，即，使得在此相應地由雙輪胎形成的左側和右側車輛車輪2，3以正車輪外傾角(￡ > 0)而布置在剛性車軸1處。為了構造正車輪外傾角，此處示範性地使剛性車軸1的車橋4如此地拱起 (即基於投影面(Bildebene)向上成拱形)，S卩，使得相對的車輪2，3的車輪轉動軸線 (Raddrehachse)5，6在中間的車橋區域7中彼此相交並且相應地彼此之間包夾大於0°的 角。對此備選地或者附加地可設置成(但未示出)，如此地加工剛性車軸側邊的車輪軸承 座，即，使得車輪軸承座相應於所限定的車輪外傾角相對於水平線傾斜。如果此時車輛和由此剛性車軸1相應於向下指向的力箭頭F而受到負載，則使得 根據發明的剛性車軸1如此地彈性變形，即，使得車輛車輪以相對於示出未承受負載的基 本狀態的圖4的正車輪外傾角減小的且在負的車輪外傾角的方向上改變的車輪外傾角而 布置。僅純粹示範性地，在圖5的示圖中選擇車輪外傾角￡ =0°。如從圖5的示意性的圖示中可進一步看出的那樣，那麼在這種情況下裝有雙輪胎 的車輪2，3在道路路面8上如此地滾動，即，在裝有雙輪胎的車輛車輪的兩個輪胎處出現均 勻的磨損，由此實現了更長的輪胎使用壽命和更小的輪胎磨損。
權利要求
一種用於車輛、尤其用於商用車輛的車軸結構，所述車軸結構帶有直接或間接承載車輛車輪的非轉向的剛性車軸，其特徵在於，所述非轉向的剛性車軸(1)如此地構造，即，使得在所述剛性車軸(1)未承受負載的情況下，所述車輛車輪(2，3)以正車輪外傾角(結構外傾)而布置在所述剛性車軸(1)處。
2.根據權利要求1所述的車軸結構，其特徵在於，所述結構外傾由大於0°至Γ的正 車輪外傾角、最優選地由大於0°至0.5°的正車輪外傾角而形成。
3.根據權利要求1或2所述的車軸結構，其特徵在於，在車輛未承受載重的情況下，安 裝在車輛處的所述非轉向的剛性車軸(1)如此地彈性變形，即，使得所述車輛車輪(2，3)以 相對於所述結構外傾較小的、但仍然正車輪外傾角(基本外傾)而布置在所述非轉向的剛 性車軸⑴處。
4.根據權利要求3所述的車軸結構，其特徵在於，所述基本外傾由大於0°至0.5°的 正車輪外傾角、最優選地由大於0°至0.3°的正車輪外傾角而形成。
5.根據權利要求3或4所述的車軸結構，其特徵在於，所述非轉向的剛性車軸(1)在車 輛的預設的限定的負載狀態下、尤其在最大允許的車輛載重的情況下如此地彈性變形，即， 使得所述車輛車輪(2，3)以相對於所述基本外傾在負車輪外傾角的方向上改變的車輪外 傾角(負載外傾)而布置。
6.根據權利要求5所述的車軸結構，其特徵在於，所述負載外傾由-0.3°至0°的車輪 外傾角而形成。
7.根據權利要求1至6中任一項所述的車軸結構，其特徵在於，為了構造正車輪外傾 角，所述非轉向的剛性車軸(1)構造成帶有這樣的車橋(4)，即，所述車橋(4)在所述剛性車 軸(1)未承受負載的狀態下將所述車輛車輪(2，3)預緊、尤其彈性地預緊到所述結構外傾中。
8.根據權利要求7所述的車軸結構，其特徵在於，為了構造正車輪外傾角，所述非轉向 的剛性車軸(1)的車橋(4)被如此地設計、尤其被如此地拱起，即，使得相對的車輛車輪(2， 3)的車輪轉動軸線(5，6)在限定的尤其中間的車橋區域(7)中彼此相交，並且彼此之間包 夾大於0°的角。
9.根據權利要求1至8中任一項所述的車軸結構，其特徵在於，剛性車軸側邊的車輪軸 承座如此地加工，即，使得所述車輪軸承座相應於限定的車輪外傾角相對於水平線傾斜。
10.根據權利要求1至9中任一項所述的車軸結構，其特徵在於，所述非轉向的剛性車 軸(1)構造成帶有軸向驅動軸、尤其半軸的被驅動的剛性車軸。
11.根據權利要求1至10中任一項所述的車軸結構，其特徵在於，所述非轉向的剛性車 軸(1)的車輛車輪(2，3)通過寬的單輪胎或者通過雙輪胎而形成。
12.一種用於製造根據權利要求1至11中任一項所述的用於車輛、尤其用於商用車輛 的車軸結構的方法，其特徵在於，非轉向的剛性車軸(1)在剛性車軸(1)的車橋(4)的區域 中如此地構造，即，使得車輛車輪(2，3)在所述剛性車軸(1)未承受負載的狀態下以正車輪 外傾角布置在所述剛性車軸(1)處，並且/或者剛性車軸側邊的車輪軸承座如此地構造， 即，使得所述車輪軸承座相應於預設的車輪外傾角相對於水平線傾斜。
全文摘要
本發明涉及一種用於車輛、尤其用於商用車輛的車軸結構，其帶有直接或間接承載車輛車輪(2，3)的非轉向的剛性車軸(1)。根據本發明，非轉向的剛性車軸(1)如此地構造，即，使得在剛性車軸(1)未承受負載的情況下，車輛車輪(2，3)以正車輪外傾角布置在剛性車軸(1)處。
文檔編號B60B35/00GK101890878SQ20101016518
公開日2010年11月24日 申請日期2010年4月9日 優先權日2009年4月11日
發明者M·齊默, R·西爾克 申請人:德國曼商用車輛股份公司