DE1580640A1

DE1580640A1 - Anhaengerachse

Info

Publication number: DE1580640A1
Application number: DE19661580640
Authority: DE
Inventors: Hanley William G; John Palovcik
Original assignee: North American Rockwell Corp
Current assignee: Boeing North American Inc
Priority date: 1965-08-30
Filing date: 1966-08-23
Publication date: 1970-12-17
Also published as: FR1490835A; GB1161502A

Description

Dipl.-lng. Egon Prinz Dr. Gertrud Hauser eooo Munehen-Paiing, <»4* m IQRft Dipl.-lng. Gottfried Leiser Er«b.r_g.,.ir„.. ι» ά 6. AU8. I3OU Patentanwälte Telegramme: Labyrinth München

Telefon: 83 15 10 Postscheckkonto: München 117078 * r* r\ r\ r- ι r\

Rockwell-Standard Corporation, 3OO Sixth Avenue,

Pittsburgh, Pennsylvania/V.St.A.

Unser Zeichen: E 672

Anhängerachse

Diese Erfindung bezieht sich auf Anhänger- und ähnliche Achsbaugruppen und insbesondere auf solche Achsbaugruppen von besonderer elementarer Kombination und vereinfachter Konstruktion und auf ein Verfahren zum Zusammenbau, durch das man eine leicht zusammengebaute Achsbaugruppe von verbesserter Festigkeit erhält.

Die Erfindung schafft zuerst eine einteilige rohrförmige Anhängerachse, die aus einem einzigen Metallblech hergestellt und zu einem hohlen rohrförmigen Träger geformt ist, der einen mittleren Abschnitt mit rechtwinkligem Querschnitt und zwei Räder tragende Spindelendenabschnitte aufweist. In der bevorzugten Ausführungsform ist

ein

Si.

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ein Brernstragmechanismus, wie ζ. B. eine Bremsspinne, auf einem zylindrischen Abschnitt des Trägers zwischen dem mittleren Abschnitt und den Spindeln angeschweisst, und die Radlagerbefestigungen an den Spindeln sind zur genauen Lageranordnung und Belastung ohne Einstellung ausgeformt.

Vor der vorliegenden Erfindung wurden Anhänger- und ähnliche Leerlaufachsen entweder mit massiven Trägern ausgebildet, oder, wenn sie hohl waren, wurden sie mit einem getrennten mittleren Abschnitt mib eingesetzten oder stumpf angeschweissten, getrennt geformten Radspindeln ausgebildet, was Schwierigkeiten in der Längsabmessung der Baugruppe mit sich brachte *

Es ist daher das Hauptziel dieser Erfindung, einen neuartigen rohrförmigen Achsträger und ein Verfahren zum Zusammenbau desselben, insbesondere für Anhängerachsen, zu schaffen.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen neuartigen einteiligen Anhänger- oder ähnlichen Achsträger zu schaffen, der durch Biegen eines einzelnen Metallbleches um eine Achse parallel zu seiner Länge, zusammenschweissen

BAD 0R161NAU der

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der angrenzenden Längsseitenkanten und Ausformen der Endabschnitte hergestellt wird, um den Bremsmechanisinusträger und die Radlager aufzunehmen.

.iilin weiteres ^iel der Erfindung .ist es, eine neuartige Hadnabenbefestigung und ein Verfahren zum Lageranbau an einem Achsträger zu schaffen, bei dem genau angeordnete und geformte radiale Flächen an dem Achsträger und der Hadnabe eine automatische vorher bestimmte Lagerbefestigung ohne die Notwendigkeit einer Erprobung durch Unterlagen und ähnliche Einstellvorrichtungen schaffen.

^s ist ein weiteres Ziel der Erfindung, zum ersten Mal einen neuartigen einteiligen rohrförmigen Achsträger mit einem rechtwinkligen geschweissten mittleren Abschnitt und zylindrische ti Endabschnitten zu schaffen, die angeschweisste Bremsspinnen tragen.

Weitere ^iele der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Achsbaugruppe gemäss einer bevorzugten Ausführungs

form

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form der Erfindung, bei der die Radnabe an einem Ende fortgelassen und am anderen Ende teilweise abgebrochen und geschnitten wurde, um Einzelheiten der Spindel und der Lagerung zu zeigen,

Fig. 2 eine Qberansicht des Achsträgers von der Baugruppe getrennt,

Fig. 3 eine Seitenansicht des Achsträgers gemäss Fig. 2,

Fig. 4 eine vergrösserte Ansicht, hauptsächlich im Schnitt von einem Ende der Achse, die die Spindelkonstruktion und die Lagerbefestigung zeigt,

Fig. 5 einen Querschnitt durch den rechtwinkligen mittleren Abschnitt des Achsträgers im wesentlichen entlang der Linie.5-5 in Fig.

Fig. 6 einen vergrösserten Teilschnitt, der im ein zelnen die Konstruktion am Ende der Achsbau gruppe zeigt,

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Fig. 7 einen Axialschnitt, der die Wanddicke und -gestalt an jedem Ende des Achsträgers zeigt,

Fig. 8 einen Schnitt im wesentlichen entlang der Linie 8-8 in den Fig. 4 und 7, der Wechsel im Trägerquerschnitt zeigt,

Fig. 9 eine vergrösserte Teilansicht, die den Übergangsabschnitt des Achsträgers zeigt und

Fig.10 einen Teilschnitt im wesentlichen entlang der Linie 10-10 in Fig. 9.

Die in Fig. 1 gezeigte Anhängerachsbaugruppe besteht im wesentlichen aus einem rohrförmigen Träger 11, Bremsmechanismusstützen 12, die auf dem Träger an entgegengesetzten Enden befestigt sind, und Radnaben 13, die an Radbefestigungsspindeln an den entgegengesetzten Trägerenden mittels geeigneter Lager drehbar angebracht sind. Axial innerhalb jeder Stütze 12 sind üblicherweise an dem Träger an entgegengesetzten Enden Federbefestigungen, wie z. B. die Sättel 14 in Fig. 4 und 5» befestigt.

Der

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Der Träger 11 besteht von einem Ende bis zum anderen aus einem Stück und ist im Ganzen aus einem einzigen Blech von entsprechend dickem Stahl oder ähnlich biegsamem Metall hergestellt, das um eine zu seiner Länge parallele Achse geschmiedet wurde, um einen Querschnitt in geschlossener Gestalt zu bilden, und dessen aneinanderstossende gegenüberliegende Längskanten entlang ihrer gesamten Läng· in einem geradlinigen Schweissbereich zusammengeschweisst wurden, der die Gestalt dauerhaft zusammenhält.

Der mittlere Abschnitt 15 des Trägers ist im Querschnitt rechtwinklig, wie es in Fig. 5 gezeigt ist, und von Ende zu Ende von gleicher Grosse, mit parallelen horizontalen Oberwänden 16 und 17 und parallelen Seitenwänden 18 und 19« Der Schweissbereich 21, der die gegenüberliegenden Kanten des ursprünglichen Bleches verbindet, liegt vorzugsweise so, dass er sich gerade entlang der Mitte der Oberwand 16 erstreckt, so dass er während normaler Belastung und während anderer auf den 'Dräger beim normalen Betrieb übertragener Spannungen unter Druck steht.

An

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An jedem Ende ist der Träger abgesetzt, um in einer Reihenfolge nach aussen die zylindrischen Bremsmechanismus-iiefestigungsabschnitte 22 und die Radbefestigungs-Spindelabschnitte 23 zu bilden. Der Abschnitt ist im Querschnitt zylindrisch um eine Linie in der Ebene, die die neutrale Achse des Trägers enthält, und der Trägerabschnitt 2A- zwischen dem mittleren Abschnitt 15 und dem Bremsbefestigungsabschnitt 22 ist ein Übergangsabschnitt von sich in Längsrichtung ständig ändernder Wandform, wobei die oberen und unteren Wände des mittleren Abschnittes sich gegeneinander neigen, wie es bei 16' und 1?' in Fig. 9 dargestellt ist, und die Seitenwände entgegengesetzt und nach aussen gebaucht sind, wie es bei 18'" und 19' in Fig. IO gezeigt ist, während sie alle in die zylindrischen Wände des Abschnittes 22 übergehen. An jedem Querschnitt des Abschnittes 24 ist die ¹¹OiIa gleichmässig um die Trägerachse herum verteilt.

Der Bremsmechanismus-Befestigungsabschnitt 22 hat eine zylindrische Aussenflache 25» die eine zylindrische Bohrung 26 einer Bremsmechanismus-Befestigungsstütze 27 im Passitz aufnehmen kann. An dieser Stütze 27 sind die Bremsbacken 28, die Betätigungselemente 29

für

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für dieselben und die Druckraittelmotoren 31 für die Betätigungselemente befestigt. Diese Motoren und die Betätigungselemente und ihre Zusammenarbeit mit den Bremsbacken sind vorzugsweise von der Art, wie sie in der US*-Patentschrift 3 037 584- beschrieben sind.. Die Stütze 27 ist dauerhaft auf den Achsträger mittels durchgehender Ringschweissungen 30 aufgeschweisst und erstreckt sich rechtwinklig zu dem Träger, wobei die Betätigungselemente normalerweise an den Vorder- und Hinterseiten des Trägers angeordnet sind, obwohl sie in Fig. 4 der Deutlichkeit halber um 90° versetzt gezeigt sind. Auf der Bremsspinne 27 können auf Wunsch kurvenbetätigte Bremsen angeordnet werden.

Axial ausserhalb des Bremsbeefestigungsabschnittes an jedem Ende ( Fig» 7 ) hat der Träger einen ersten abnehmend konischen regelmässigen Abschnitt 32, einen relativ kurzen zylindrischen Dichtungsbefeatigungsabschnitt 33 mit verringertem Durchmesser, einen zylindrischen inneren Lagerbefestigungsabschnitt 34- mit verringertem Durchmesser, einen zweiten regelmässig abnehmend konischen Abschnitt 35» einen äusseren zylindrischen Lagerbefestigungsabschnitt 36 mit verringertem Durchmesser und ein mit Gewinde'versehenes End·

Inner·

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Innere und äussere Radlagereinheiten 38 bezw. 39 ( Fig. 4 ) sind auf der Spindel an den Abschnitten 34- bezw. 36 angeordnet, und sie tragen den Achsträger drehbar auf einer Radbaugruppe 41, die eine Nabe 13 mit Zwillingsradern 42 und 43 aufweist, die daran beispielsweise mittels Schrauben 44 lösbar befestigt

sind. Eine Bremstrommel 45 ist ebenfalls an der Nabe mittels der Schrauben 44 befestigt und erstreckt sich nach innen, um den Bremsmechanismus zu umschliessen.

Die zylindrische Oberfläche 46 des Abschnittes 34 und die zylindrische Oberfläche des Abschnittes 36 sind genau auf Mass innerhalb enger Toleranzen fein geschliffen und beide sind nach dem Schleifen induktionsgehärtet. Der Innenring 48 der inneren Lagereinheit 38 ist eng auf die Fläche 46 aufgesetzt, wobei sein inneres Ende in Anlage mit einer glatten ringförmigen flachen radialen Fläche 49 liegt, die aus einem später deutlich werdenden Zweck in einer Ebene rechtwinklig zur Trägerachse genau geschliffen ist. Der Auseenring 51 der Lagereinheit 38 wird mit Paeseitz in einer zylindrischen Nabenfläche 52 aufgenommen, wobei sein äusseres Ende mit einer feinbearbeiteten ringföraigen flachen radialen Fläche 53 an der Nabe anliegt.

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Der Aussenring 54- der äusseren Lagereinheit 39 ist mit Passitz in eine zylindrische Nabenfläche 55 eingesetzt, wobei sich sein inneres Ende mit einer feinbearbeiteten flachen ringförmigen radialen !Fläche der Nabe in Anlage befindet. Der Innenring 57 der Lagereinheit 59 ist mit Pasaitz auf die zylindrische Bläche 4-7 aufgesetzt, und sein äusseres Ende liegt an der flachen glatten ringförmigen Fläche 58 einer Einstellmutter 59 an, die auf das Trägerende 37 aufgeschraubt ist, wie es am besten in Fig. 4- zu sehen ist. Es wird bemerkt werden und wird später erklärt, dass beim Zusammenbau die Mutter 59 fest angezogen wird, bia der innere Umfangsteil der Fläche 58 an die glattgeschliffene flache radiale Fläche 61 auf dem Achsträger am inneren Ende des mit Gewinde versehenen Endes anstöast.

Es wird ersichtlich sein, dass, wenn die Mutter 59 fester auf das Gewinde bei 37 aufgezogen wird, das innere und das äuseere Lager gleichzeitig belastet werden, wobei die Nabe 13 die Kraft starr auf das· innere Lager überträgt. Eine geeignete Verriegelungsvorrichtung 60 verriegelt die Mutter 59 in ihrer Endlage fest gegen dl« Fläche 61.

Der

- li -

Der Achsträger 11 wird vorzugsweise aus einem einzigen entsprechend dicken Stahlblech von vorherbestimmter Länge und Breite durch Schmiede- und Gesenkpressvorgänge hergestellt. In einer bevorzugten Ausführungsform ist der rechtwinklige mittlere Achsabschnitt 15 etwa lüü mm breit und I50 mm tief, während die anderen Teile entsprechende Abmessungen haben, wie es dargestellt ist. Ein geeigneter Dichtungsringraum 50 ist auf der 'i'rägeroberflache 33 angeordnet, um Schmiermittel in dem Kaum um die-Spindel abzudichten.

Infolge des Gesenkpressens der Spindelenden wird die zylindrische Trägerwand an den Lagerbefestigungsabschnitten 34- und 36 beträchtlich verdickt, wie es in l^?ig. 7 gezeigt ist, und hat an dem Ringbereich 62 direkt axial innerhalb des grösseren inneren Radlagers, wo ein scharfer Anstieg in der Biegespannung auftritt, ihre grösste Dicke.

Vor dem Zusammenbau der Radlager werden die radialen Flächen 61 und 4-9 genau geschliffen, um sie axial zu dem Träger in parallelen Ebenen mit einem vorher bestimmten Abstand zwiseheneinander in sehr geringen Toleranzen, vorzugsweise etwa 0,05 mm, anzuordnen. Die

Fläche

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Fläche 61 wird vorzugsweise zuerst geschliffen, um als Haupteinsteilfläche in der Baugruppe zu dienen. Die radialen Flächen 53 und 56 der Nabe werden auf ähnliche Weise genau bearbeitet und in axialer Richtung relativ in denselben engen Toleranzen angeordnet. Die Lagereinheiten 38 und 39 werden so hergestellt, dass ihre axiale Abmessung, d. h. der Abstand d ( Fig. 6 ) zwischen den wirksamen gegenüberliegenden flachen Endanlageflächen der inneren und äusseren Laufringe, sehr eng begrenzt ist. Das Lager 38 wird zuerst auf den Abschnitt 34- aufgesetzt, und dann wird das Lager 39 in die Nabe eingesetzt, die über das Spindelende geschoben wird, bis sich das. Lager 39 auf dem Abschnitt 36 befindet. Dann wird beim Zusammenbau, während das Lager 38 zwischen den Flächen 4-9 und 53 angeordnet ist und das Lager 39 an der Fläche 56 anstösst, die Mutter 59 festgezogen, bis die Fläche am inneren Laufring des Lagers 39 anstösst, zu welchem Zeitpunkt sie die Lagereinstellung beginnt».

Dann wird die Mutter 59 weiter festgezogen, bis die Fläche 58 fest an der Fläche 61 anliegt. Zu diesem Zeitpunkt sind die Radbefestigungslager infolge der bekannten Abmessungen der Lager und der sehr engen Toleran

zen

zen in der axialen Anordnung der radialen Fläche an der Nabe und dem Achsträger sehr genau in einem annehmbaren Toleranzbereich eingestellt.

Die vorhergehende Art des Zusammenbaues stellt automatisch eine genaue Radlagereinstellung selbst von ungelernten Mechanikern sicher.Sie erübrigt die Herstellung und versuchsweise Verwendung von Unterlagen, wie sie bisher bei derartigen Lagereinsteilungen verwendet wurden, und ist so weniger aufwendig und schneller durchzuführen und auch genauer.

Die Achsbaugruppe der Erfindung stellt eine erwünschte Verbesserung in der Technik dar, da sie eine stärkere Achse schafft, die ein geringeres Stahlgewicht verwendet. Das wird im wesentlichen erreicht durch Herstellen des rechtwinkligen mittleren Abschnittes 15 mit einer einzigen Schweissung, die zu einem Optimum führt, das in diesem Bereich einen erhöhten Widerstand gegen Verbiegen, Verdrehung und andere normalerweise während des i'ahrzeugbetriebes auftretende Spannungen schafft. Beispielsweise hat ein Achsträger mit Äussenmassen von 1OQ χ 150 mm in dem rechtwinkligen mittleren Abschnitt mit einer Wanddioke von etwa 0,35

ein

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ein Widerstandsmoment von 9,23 im Vergleich zu früheren hohlen Anhängerachsen mit gesonderten mittleren Abschnitten mit quadratischem Querschnitt und mit zwei Schweissungen, die U-förmige obere und untere Elemente verbanden, mit einem Widerstandsmoment von nur 7,49.

Patentanspruch

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Claims

— IS —
Patentanspruch

Hohler Anhängerachsträger mit einem mittleren Abschnitt mit rechtwinkligem Querschnitt von gleichmassiger Abmessung von einem Ende bis zum anderen und mit gleichen gegenüberliegenden Endabschnitten, wobei jeder'Endabschnitt eine Radbefestigungsspindel mit axial im Abstand angeordneten inneren und äusseren zylindrischen Eadlagerbefestigungsabschnitten und einen Lagerhaltebefestigungsendabschnitt aufweist, gekennzeichnet durch eine ringförmige radiale Lageranlagefläche ( 4-9 ), die an dem Träger am inneren Ende des inneren Lagerbefestigungsabschnittes ausgeformt ist, und eine parallele radiale LagereinstelL-flache ( 61 ), die an dem Träger am äusseren Ende des äusseren Lagerbefestigungsabschnittes ausgeformt ist, wobei diese radialen Flächen in Axialrichtung des Trägers einen genau vorherbestimmten Abstand voneinander aufweisen.

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