CN101626853B - 轴身 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种尤其是用于商用车辆的轴身，其中该轴身被构造成基本为轴管形式的，包括中央部(4)和用于接收轴导引件并与中央部(4)连接的至少一个接收部(2)，其中该轴身在该中央部具有基本不变的壁厚(s1)，并且其中该轴身在接收部(2)的至少某些区域具有比该中央部的壁厚(s1)大的壁厚(s2，s3)。

Description

轴身

本发明涉及一种轴身、行走装置、制造轴身的方法以及制造行走装置的方法，它们尤其是用于商用车辆。

轴身在现有技术中已为人们所知。因此，已经使用了由轴管、左和右转向轴以及两个壳体或外罩组成的轴身。通过摩擦焊接方法使轴管和转向轴基本同心或同轴地连接在一起。为了提供轴管和轴导引件之间的连接，通过保护电弧焊方法使壳体紧固在轴管上。按这种方式，可围绕整个壳体焊接轴导引件，接下来通过侧面上的两处点焊使轴导引件与轴管连接。因此，通过环焊缝使轴导引件紧固，而不必直接在轴管上进行，对于这种环缝焊接而言，由于冲孔效应和热影响的原因将会导致轴管弱化，使得轴管会有破裂危险。

因此，本发明的问题是提供一种轴身、行走装置、制造轴身的方法以及制造行走装置的方法，它们尤其是用于商用车辆，可以保证容易并经济地制造轴身，同时具有高的轴向和极截面模数，因此能承受高载荷。

该问题通过具有权利要求1的特征的轴身、具有权利要求11的特征的行走装置、具有权利要求12和13的特征的制造轴身或行走装置的方法得以解决。在从属权利要求中说明了优选实施例。

根据本发明，提供了一种尤其是用于商用车辆的基本为轴管形式的轴身，包括中央部和用于接收轴导引件的至少一个邻接的接收部，其中所述轴身在所述中央部具有基本不变的壁厚，并且所述轴身在所述接收部的至少某些区域具有比所述中央部的壁厚大的壁厚。轴身有利地形成为轴管形式的，横截面构造不必是圆形的，相反，轴身可以具有任何所需的横截面构造。因此，轴身可特别地具有椭圆形或多边形的横截面构造。然而，优选地，轴身形成为具有圆形横截面的轴管形成。特别地，本发明的轴身可被配置成轴身在接收部的至少某些区域具有由于成型工艺的原因而大于中央部的壁厚的壁厚。成型工艺可以有利地通过诸如墩粗或锻造等热成型工艺实现。此外或可选地，成型工艺同样可以通过诸如液压成型或内高压成型工艺等冷成型工艺实现。当然，中央部壁厚的增加同样可以通过其它成型方法实现。与现有技术中已知的通过诸如铸造等初级成形制造的轴身相反的是，通过成型工艺制造的本发明优选的轴身获得了相当高的强度并且实现了较低的制造成本。

所述轴身具有中央部和至少一个邻接的接收部，所述接收部沿轴向邻近所述中央部。具体而言，接收部构成轴身的端面或末端。特别地，轴身具有中央部，接收部设置在中央部的两端面，这样接收部构成了轴身的端部。接收部用于接收轴导引件，所述轴导引件优选被设计成纵向或横向连杆或功能控制臂。轴导引件特别用于将车轴或轴身联接到车架上。为此，轴导引件被设置在或者被接收或紧固在接收部上，而这种紧固可以是直接的或间接的。在其中央部，轴身优选具有基本不变的壁厚。换言之，被定义为外半径和内半径(或外直径和内直径)之间的差值的壁厚沿轴向或纵向在轴身的中央部基本不变或相等。当然，轴管的任何制造公差相对于不变的壁厚应忽略不计。因此，轴身在接收部同样具有按类似方式被定义为外半径和内半径(或外直径和内直径)之间的差值的壁厚。然而，该壁厚大于轴身的中央部的壁厚。理论上假设直接在车轴上进行环缝焊接导致强度损失约50％，因此可以利用车轴的几何形状来弥补该强度损失。由于局部加厚轴管在轴导引件和轴身之间的焊接区域的壁厚，所以有利的是可以不需要轴导引件通常焊接于其上的诸如壳体(外罩)等额外的结构件，因为轴导引件可直接焊接在轴身上。特别地，这样具有成本和重量优势，使得生产工艺大大简化。特别地，轴身在接收部和/或中央部的区域内具有沿径向或圆周方向基本不变的壁厚。这样，换言之，轴身具有沿径向或圆周方向厚度基本相等的壁，任何制造公差或小区域(如四边形横截面的边角或边缘区域)的偏差不需要考虑。

优选地，所述轴身在所述接收部的外径大于在所述中央部的外径。因此，使轴身的接收部区域向外变成弓形。可以使轴身成型为其整个长度上的内径基本不变，使得轴身在接收部区域的内径与轴身在中央部的内径一致。然而，当然的是，内径也可以变化，这将在下面进行说明。

此外，优选地，使轴身形成为在接收部的内径小于在中央部的内径。因此，可以使轴身的整个长度上的外径基本不变，或者如上所述，外径可以变化，特别是在接收部区域的外径大于在中央区域的外径。

因此，可以提供具有在接收部的外径大于在中央部的外径并且具有在接收部的内径小于在中央部的内径的轴身，使得在接收部沿两个方向(向内和向外)提供加厚或增加的壁厚。

优选地，轴身在接收部的至少某些区域加宽，使得轴管的横截面扩大。具体而言，轴身在接收部的加宽使得其直径加宽。可以通过多样化的成型方法或扩大方法来实现加宽，如内高压成型方法、捏制法或其它机械干预。因此，可以提供接收部具有比中央部厚的壁厚的轴身，同时轴身在接收部区域的外径和内径大于中央部区域的尺寸。然而，为了保证较大的壁厚，外径的增加应大于内径的增加。

特别地，接收部的壁厚是基本不变的。换言之，除了任何制造公差之外，接收部的壁厚形成为沿着长度方向或轴向基本不变。特别有利的是，轴身的外径具体地形成为沿长度方向在接收部区域基本相等或不变。

在一个优选实施例中，接收部具有用于设置轴导引件区域的第一和第二连接区域以及置于其间的中央区域，所述轴导引件和所述轴身之间的焊接(如轴导引件的侧壁)形成在所述第一和第二连接区域上，同时所述第一和第二连接区域的壁厚大于所述中央部和所述中央区域的壁厚。特别地，轴身具有在中央部任一端的接收部，使得可以在两端区域设置一个轴导引件。轴导引件通常设计成箱子型，因此它具有两个间隔分开并带有连续开口的侧壁，轴身或轴身的接收部通过开口伸出。轴身焊接在轴导引件的侧壁上。因此，第一和第二连接区域彼此间隔分开，使得它们与轴导引件的侧壁齐平。当然，轴导引件不必具有侧壁，使得通常在轴导引件和轴身之间提供焊接的那些连接区域处发生轴导引件与轴身的有利联接。有利的是，第一和第二连接区域的壁厚大于接收部的中央区域和/或中央部的壁厚。因此，接收部的中央区域可以具有与轴身的中央部基本相同的壁厚。但是无疑地中央区域也可具有与中央部不同的壁厚，优选地具有略比中央部大的壁厚。这样的结构具有重量减轻以及由于成型程度较低而简化成型工艺的优点。

优选地，中央部和中央区域的壁厚基本相同。这是由于轴身由墩粗工艺制成的原因而实现的，其中仅墩粗在接收部的第一和第二连接区域的轴身，使得接收部的中央区域具有或保持初始壁厚，该壁厚与轴身的中央部的壁厚基本一致。

此外，优选地，第一连接区域的壁厚大于第二连接区域的壁厚，并且第一连接区域优选地朝向车轴的中央。具体而言，轴身可形成为第一连接区域的外直径或半径大于第二连接区域的外直径或半径。第一连接区域有利地朝向或靠近车轴的中央或中央部，而第二连接区域因此远离车轴的中央部或中央。这是特别有利的，因为在轴导引件和轴身之间产生了最佳的力分布，因为出现在面对车轴中部那侧上的较大力将依从优化的轮廓分布。此外，这种形状可防止轴导引件的移位或扭曲。

特别地，轴身还具有设置在接收部处的至少一个车轮接收部。具体而言，车轮接收部可形成为转向轴，转向轴被有利地设置在每一侧或每个端面或每个端部区域上，并且与轴身基本同心或同轴地配置。

优选地，所述轴身形成为一体形式的，即一体形成。为此，轴身也可以一体形成或形成为单一部件。

因此，可以使车轮接收部直接形成在轴身上，使得可以省去车轮接收部的两个单独部件(右和左)以及将车轮接收部连接到轴身的任何所需的摩擦焊接工艺。

此外，根据本发明，提供了一种尤其是用于商用车辆的行走装置，包括轴管形式的轴身和至少一个轴导引件，其中所述轴身具有中央部和用于接收所述轴导引件的至少一个邻接的接收部，其中所述轴身在所述中央部具有基本不变的壁厚，并且所述轴身在所述接收部的至少某些区域具有比所述中央部的壁厚大的壁厚。因此，有利的是，提供一种其中轴导引件可以特别有利地设置或紧固在所述接收部上的行走装置。特别地，这种紧固可直接发生或不需要中间件(如外罩)，并且在轴导引件和轴身的接收部之间的环缝焊接因于该区域增加的壁厚而不会弱化。

当然，在上面提到的本发明轴身的其它特征和优点也适用于本发明的行走装置。

此外，根据本发明，提供一种制造尤其是用于商用车辆的轴身的方法，包括如下步骤：提供管横截面基本不变的轴管，所述轴管具有中央部和用于接收轴导引件的至少一个邻接的接收部，以及墩粗和/或锻造所述接收部，使得所述接收部至少在某些区域产生增大的壁厚。

最后，根据本发明，提供一种制造尤其是用于商用车辆的行走装置的方法，包括如下步骤：提供至少一个轴导引件，提供管横截面基本不变的轴管，所述轴管具有中央部和用于配置所述轴导引件的至少一个邻接的接收部，墩粗和/或锻造所述接收部，使得所述接收部至少在某些区域产生增大的壁厚，以及将所述轴导引件直接紧固在所述接收部上。

当然，本发明轴身以及本发明行走装置的优点和特征可以同样适用于制造轴身和行走装置的方法。

从以下结合附图对优选实施例的说明将更清楚本发明的其它优点和特征，然而各实施例可以相互结合以产生新的实施例。在附图中：

图1是根据本发明第一实施例的轴身的剖视图，

图2是根据本发明不同实施例的接收部的剖视图，

图3是根据本发明不同实施例的接收部的剖视图，

图4是根据本发明另一实施例的轴身的剖视图，

图5是根据本发明另一些实施例的轴身的侧视图。

图1示出本发明轴身的第一实施例的剖视图。该轴身包括至少一个接收部2和中央部4。在所示的实施例中，该轴身具有两个接收部2，中央部4置于这两个接收部2之间。因此，接收部2形成了轴身的端面区域或轴身的末端。接收部2和中央部4被设置成与轴身的纵向轴X基本同心或同轴。

接收部2用于接收或紧固或设置轴导引件。该轴导引件特别地可设计成纵向联杆、横向联杆、功能控制臂等，并用于联接车辆的车轴与车架。优选地，将该轴导引件直接紧固在轴身或轴身的接收部2上。换言之，轴导引件在没有诸如外罩等中间件的情况下与接收部2紧固在一起(例如，通过焊接)。这样由于大大简化了车轮悬架单元或行走装置的加工工艺而获得了成本和重量方面的优点。

图2示出接收部2的不同实施例的剖视图。这样，图2a示出接收部，轴身在接收部2的外径d2大于中央部4的外径d1。有利的是，接收部2和中央部4的内径d3是相等的或不变的。因此，结果是接收部2区域的壁厚s2大于中央部4区域的壁厚s1。

在图2b所示的实施例中，轴身被设置成轴身在接收部2区域的内径d4小于轴身在中央部4区域的内径d3。在该实施例中，轴身在接收部2和中央部4区域的外径d1沿纵向轴X基本相同或不变。因此，结果是接收部2区域的壁厚s2大于中央部4区域的壁厚s1。

当然，在图2a和图2b所示的实施例中，内径和外径不一定是不变的，相反，在接收部2区域中也可以增加或减小。这样产生了图2c所示的实施例，在该实施例中，轴身在接收部2区域的外径d2大于在中央部4的外径d1，而且轴身在接收部2区域的内径d4还小于中央部4区域的内径d3。因此，结果是接收部2区域的壁厚s2大于中央部4区域的壁厚s1。

在图2d所示的特别有利的实施例中，加宽了轴身的接收部2的区域，使得轴管的横截面变大了。这是通过轴身在接收部2区域的内径和外径均大于中央部4区域的内径和外径而获得的。然而，为了使接收部2区域的壁厚s2变大，外径的增加要大于内径的增加。结果是接收部2区域的壁厚s2大于中央部4区域的壁厚s1。该实施例提供了一种特别有利的轴身，其具有特别大的轴向和极截面模数，从而可以吸收很大的力。

图3示出轴身与轴导引件的侧壁50、52的联接。无疑地，轴导引件不必具有侧壁50、52，这样，之后描述的轴导引件与轴身的联接一般指的是在轴导引件和轴身之间提供焊接的那些连接区域。在图3a中，轴身被设置成接收部2的壁厚s2沿纵向轴X基本不变。另一方面，图3b示出具有包括第一连接区域6和第二连接区域8的接收部2的轴身的实施例。第一连接区域6和第二连接区域8用于接收或紧固轴导引件的侧壁50、52。从纵向轴的方向看，在第一连接区域6和第二连接区域8之间的是中央区域10。有利的是，第一连接区域6和第二连接区域8的壁厚s2大于中央区域10的壁厚s1。中央区域10的壁厚s1特别有利地是与中央部4的壁厚s1一致。

图3c的实施例与图3b所示的实施例不同之处在于，第一连接区域6的壁厚s2大于第二连接区域8的壁厚s3。有利的是，第一连接区域6和第二连接区域8相对于轴身设置成第一连接区域6面对车轴的中部或中央，而第二连接区域8面对或靠近轴身的远端。这样导致力在轴导引件与轴身之间达到最佳分布，因为出现在面对车轴中部那侧上的较大力可以依从优化的轮廓分布。此外，通过将第一连接区域6和第二连接区域8设置成具有不同的壁厚s2和s3，可以实现轴导引件确实不出现移位或扭曲。

图4示出轴身的优选实施例的剖视图。实施例所示的轴身在每个端面处具有配置作为转向轴的车轮接收部12。车轮接收部12与纵向轴X基本同心或同轴地设置或紧固在接收部2上。在轴身的一体构造中，有利的是车轮接收部12通过镦粗和锻造工艺直接形成在轴身上。当然，可以与扩大接收部2区域的壁厚的制造步骤结合的方式或与其相同的方式使车轮接收部12形成在轴身上。然而，这也可以在单独的工艺中形成。这样可以进一步节约生产成本，因为省去了将车轮接收部12连接到轴身上的必要的焊接工艺(或摩擦焊接工艺)。

如图5所示，用于扩大接收部2区域的壁厚的成型工艺(如镦粗和锻造工艺)同样可用于整个轴身的成形。按这种方式，可以制造出中央区域或中央部4的至少某些区域优选仅在一个平面内(也可以在两个平面内)的轴身，从而产生所谓的凹槽车轴。这种成型工艺可用于单一的轴身、具有直接锻造的车轮接收部12的轴身以及根据本发明的具有局部增厚(即，增加的壁厚)和锻造的车轮接收部上的轴身。按这种方式形成的轴身为特别是空间优化的行走装置提供了可能性。

附图标记列表

2    接收部                    4    中央部

6    第一连接区域              8    第二连接区域

10   中央区域                  12   车轮接收部

50   侧壁                      52   侧壁

s1，s2，s3 壁厚                 d1，d2，d3，d4 直径

Claims (14)

1.一种轴管形式的轴身，包括

中央部(4)和用于接收轴导引件的至少一个邻接的接收部(2)，

其中所述轴身在所述中央部具有不变的壁厚(s1)，

其中所述轴身由于成型工艺的原因在所述接收部(2)的至少某些区域具有比所述中央部的壁厚(s1)大的壁厚(s2，s3)，并且

其中所述轴身在所述接收部(2)的外径(d2)和内径大于在所述中央部(4)的外径和内径，并且外径的增加大于内径的增加，使得所述轴身在所述接收部(2)的至少某些区域变宽，从而所述轴管的横截面变大。

2.根据权利要求1所述的轴身，其中所述接收部(2)的壁厚(s2)不变。

3.根据权利要求1所述的轴身，其中所述接收部(2)具有用于设置所述轴导引件的侧壁(50，52)的第一和第二连接区域(6，8)以及置于其间的中央区域(10)，所述第一和第二连接区域的壁厚(s2，s3)大于所述中央区域(10)和所述中央部(4)的壁厚(s1)。

4.根据权利要求3所述的轴身，其中所述中央部(4)和所述中央区域(10)的壁厚(s1)相同。

5.根据权利要求3或4所述的轴身，其中所述第一连接区域(6)的壁厚(s2)大于所述第二连接区域(8)的壁厚，并且所述第一连接区域(6)朝向所述轴身的中央。

6.根据权利要求1所述的轴身，还具有设置在接收部(2)处的至少一个车轮接收部(12)。

7.根据权利要求1所述的轴身，其中所述轴身是一体形式的。

8.根据权利要求1所述的轴身，其中所述轴身用于商用车辆。

9.一种行走装置，包括轴管形式的轴身和至少一个轴导引件，

其中所述轴身具有中央部(4)和用于接收所述轴导引件的至少一个邻接的接收部(2)，

其中所述轴身在所述中央部(4)具有不变的壁厚(s1)，

其中所述轴身由于成型工艺的原因在所述接收部(2)的至少某些区域具有比所述中央部(4)的壁厚(s1)大的壁厚(s2，s3)，并且

其中所述轴身在所述接收部(2)的外径(d2)和内径大于在所述中央部(4)的外径和内径，并且外径的增加大于内径的增加，使得所述轴身在所述接收部(2)的至少某些区域变宽，从而所述轴管的横截面变大。

10.根据权利要求9所述的行走装置，其中所述行走装置用于商用车辆。

11.一种制造轴身的方法，包括如下步骤：

-提供管横截面不变的轴管，所述轴管包括中央部(4)和用于接收轴导引件的至少一个邻接的接收部(2)，以及

-墩粗和/或锻造所述接收部(2)，使得产生所述接收部(2)至少在某些区域的壁厚(s2，s3)增大，以及所述轴管在所述接收部(2)的外径(d2)和内径大于在所述中央部(4)的外径和内径，并且外径的增加大于内径的增加，使得所述轴管在所述接收部(2)的至少某些区域变宽，从而所述轴管的横截面变大。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法用于制造用于商用车辆的轴身。

13.一种制造行走装置的方法，包括如下步骤：

-提供至少一个轴导引件，

-提供管横截面不变的轴管，所述轴管包括中央部(4)和用于配置所述轴导引件的至少一个邻接的接收部(2)，

-墩粗和/或锻造所述接收部(2)，使得产生所述接收部(2)至少在某些区域的壁厚(s2，s3)增大，以及所述轴管在所述接收部(2)的外径(d2)和内径大于在所述中央部(4)的外径和内径，并且外径的增加大于内径的增加，使得所述轴管在所述接收部(2)的至少某些区域变宽，从而所述轴管的横截面变大，以及

-将所述轴导引件直接紧固在所述接收部(2)上。

14.根据权利要求13所述的方法，其中所述方法用于制造用于商用车辆的行走装置。

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