用于商用车辆的轴联动装置以及用于制造该轴联动装置的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于商用车辆的轴联动装置，该轴联动装置包括由金属材料制成的轴（２；１０２），以及还包括至少一个由金属材料制成的纵向传动杆（８；１０３、１０４），纵向传动杆设有连接区段（９；１１８），该连接区段设有接纳部（９ａ；１１２），轴（２；１０２）通过中空的联轴节（４；１１０）这样设置在接纳部中，即，使轴（２；１０２）和纵向传动杆（８；１０３、１０４）抗扭地相互连接。在本发明专利技术的轴联动装置中，构成纵向传动杆的连接区段和构成轴的联轴节的金属材料的特征这样相互限定的，即，使连接区段的Ｅ－模量小于联轴节的Ｅ－模量，和／或连接区段的断裂强度大于联轴节的断裂强度，和／或纵向传动杆的连接区段的金属材料的屈服极限ＲｅＳ或在该金属材料不具有显著的屈服极限情况下的延伸强度ＲＰ０．２高于轴的由纵向传动杆包围的联轴节的金属材料的屈服极限ＲｅＳ或延伸强度ＲＰ０．２。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于商用车辆的非驱动轴的轴联动装置，该轴联动装置包括由第 一金属材料制成的轴，以及还包括至少一个由第二金属材料制成的纵向传动杆，该纵向传 动杆设有连接区段，该连接区段设有接纳部，所述轴通过中空的联轴节这样设置在该接纳 部中，即，使该轴和纵向传动杆抗扭地相互连接。这种轴联动装置例如用在载重汽车和牵引 载重车的拖车或载拖式挂车上。
技术介绍
这种还称作“硬轴(Starrachsen)”的轴结构被广泛公知。通常，这样的轴包括纵 向传动杆，该纵向传动杆的一端通过一个适宜的铰接部可摆动地与机动车车架联接，而另 一端则通过一个弹簧器/缓冲器结合装置而支撑在机动车上。以这种方式实现了轴的简单 且具有弹性的设置，这种轴例如适用于在载重汽车的拖车或载拖式挂车上至今所采用的装 配结构中。通过所提到的这种轴联动装置使驾驶性能可以这样得到改善，即，使轴至少分 段、易扭转地设置，从而使承载轴的纵向传动杆的运动增强彼此去耦。在文献EP 0 830 959 B1中或DE 10 2006 009 441 A1中共同得出，纵向传动杆 和由其承载的轴之间的连接在现有技术中例如通过卡掣、螺合或焊接而形成。由此，纵向传 动杆通常以钢铸件制成，与之相对应，轴作为成型件由钢材制成。上述公知的轴结构的缺点在于，在该轴结构中通常需要较高的材料消耗和制造消 耗，由此才能够特别确保在该轴结构于纵向传动杆中的设置以足够的安全性来吸收实际过 程中产生的较高的载荷。上文提到类型的另一种轴联动装置在文献EP 0 713 791 B1中有所公开。在该公 开文献中说明的轴联动装置的第一实施例中采用的纵向传动杆由中空的铝型材制成并且 在端部封闭。在该纵向传动杆的一端借由称作是“液压成形(Hydroforming) ”的变形工艺 而制成头部，其次在该头部上设有一个横向相对于纵向传动杆的纵向延伸部分设置的贯穿 孔。文献EP 0 713 791 B1中所述类型的“液压成形”过程中，待变形的中空构件放置 在能够形成所需要构件形状的底模中，然后用在高压条件下不可压缩的液体来冲压该中空 构件。纵向传动杆的材料于是开始流动，直到材料紧贴到底模的内表面上为止。也就实现 了，在预先制成的成型件上以较高的精确度形成固定的成型部件，该成型部件对于每个待 制造构件的其它功能起到非常重要的作用。为了在纵向传动杆通过液压成形产生的头部上加工出贯穿孔，在文献EP 0 713 791 B1公开的现有技术中，通过车削加工的方法将位于设置贯穿孔区域上的侧壁材料除 掉。由此，开孔横截面的形状偏于圆形。然后，通过纵向传动杆的开孔穿置一个轴，该轴的 外部尺寸与纵向传动杆的开孔的形状相匹配，从而使该轴在插入之后形状配合地且抗扭地 设置在纵向传动杆的开孔中。因此，于是使头部借由从外部作用的挤压工具而压在一起，根据EP 0 713 791 Bi，使轴和纵向传动杆之间的形状配合能够得到优化。如EP 0 713 791 Bl所提供的，为同 样目的，使设置在纵向传动杆中的轴通过液压成形而扩宽。同样根据EP 0 713 791 Bl还实现了，纵向传动杆和轴之间的抗扭连接这样得到 保证，即，使纵向传动杆和轴附加地通过粘接或焊接形成材料配合的相互连接，或附加地通 过诸如铆接的机械加工形成力配合和形状配合的相互连接。最后，根据EP 0 713 791 Bl借由液压成形能够使轴的各个穿过纵向传动杆而自 由突出的端部区段分别这样成形，即，使这些端部用于接下来连接轮架盘或作为接纳部用 于弹簧器橡胶铰接部。在EP 0 713 791 Bl公开的现有技术的实施例中，其中采用了液压成形，分别由轴 和纵向传动杆可知，它们都作为挤压成型件由铝材制成，EP 0 713 791 Bl中同样提供了铝 材的组分。根据EP 0 713791 Bl中公开的现有技术的一个附加实施例可知，纵向传动杆作 为铸件预先制成，在该铸件上已经设有一个偏于圆形的用于轴的接纳部。然后将对应形成 的轴插入到纵向传动杆的该接纳部中。由此，通过轴和纵向传动杆的偏于圆形的横截面形 状确保使轴抗扭地固定在接纳部中。根据EP 0 713 791 Bi，然后纵向传动杆和轴之间的真 正连接还要通过粘接、焊接或缩孔来实现。由EP 0 713 791 Bl公开的轴联动装置的不同结构方案的优点在于，在这些结构 方案中以相对简单的方式实现了，使轴这样成型和固定的，即，使该轴一方面设有可采用扭 转弹簧形式的易扭转的中间区段，另一方面通过分别与纵向传动杆相对应的联轴节而确保 将该轴固定在纵向传动杆中。与这些优点相对的缺点在于，尽管采用了诸如液压成形的现代加工技术，但是公 知的轴联动装置的制造仍然耗费工本。由此得出，根据EP 0 713 791 Bl制造的轴联动装 置不适用于在商用车辆的实际应用中以足够的安全性吸收所产生的较高载荷。
技术实现思路
因此，根据前述现有技术的背景因素得出本专利技术的目的在于提供一种轴联动装置 和一种用于制造该轴联动装置的方法，以实现成本较低地制造轴联动装置，并且根据本发 明能够以简单的方式确保独立的构件“纵向传动杆”和“轴”之间的优化的工作可靠的连接。对于轴联动装置，本专利技术的目的通过权利要求1得以实现。本专利技术轴联动装置的 具有优势的结构方案在权利要求1的从属权利要求中给出。对于方法，本专利技术上述目的解决方案在于，在本专利技术提供的轴联动装置的制造过 程中至少采用权利要求12提供的操作步骤。与开始所述的现有技术相同，本专利技术的轴联动装置也包括由第一 金属材料、特别 是由钢材制成的轴，以及还包括至少一个由第二金属材料、特别是由铸铁制成的纵向传动 杆。本专利技术轴联动装置的纵向传动杆设有连接区段，在该连接区段中形成有接纳部。 轴通过中空的联轴节设置在接纳部中。由此，形成在纵向传动杆的连接区段中的接纳部是这样设置的，S卩，该连接区段至 少以这样的程度包围住轴的联轴节，即，使轴可靠地固定在接纳部中。在此，特别可靠的固定能够这样确保实现，即，将接纳部设成开孔，将轴设在该开孔中，并且使开孔完全包围住 联轴节。此外，本专利技术的轴联动装置中，使轴和纵向传动杆至少借助于力配合而抗扭地相 互连接。对此，根据本专利技术，制成纵向传动杆的连接区段的材料和制成轴的联轴节的材料是 这样相互确定的，即，至少符合以下条件之一a)用于构成纵向传动杆的连接区段的金属材料的弹性模量&小于该轴的由纵向 传动杆包围的联轴节的金属材料的弹性模量E。b)纵向传动杆的连接区段的金属材料的断裂强度Rm大于轴的联轴节的金属材料 的断裂强度Rm。c)用于构成纵向传动杆的连接区段的金属材料的屈服极限Res或在连接区段的相 应金属材料不具有显著的屈服极限情况下可替换的延伸强度Rro.2高于轴的由纵向传动杆 包围的联轴节的金属材料的屈服极限Res或延伸强度Rro.2。在此，前述每个条件a)-C)能够进行替换和补充，也就是说，能够满足单独一项， 或满足至少一项和这些条件a)-c)中的另一项的结合。在屈服极限Res范围内，通常理解为 这样的应力，在该应力条件下产生这种金属材料的流动性，而邻近的应力不再继续升高。对 于延伸强度Rro.2指的是这样(单轴)的机械应力，在该机械应力条件下相对于试件的初始 长度所残余的延伸在卸载之后本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于商用车辆的轴联动装置，所述轴联动装置包括由第一金属材料制成的轴（２；１０２）以及至少一个由第二金属材料制成的纵向传动杆（８；１０３、１０４），所述纵向传动杆设有连接区段（９；１１８），所述连接区段设有接纳部（９ａ；１１２），所述轴（２；１０２）通过中空的联轴节（４；１１０）这样设置在所述接纳部中，即，使所述轴（２；１０２）和所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）抗扭地相互连接，其特征在于，－所述轴联动装置至少符合以下条件之一：ａ）用于构成所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）的连接区段（９；１１８）的金属材料的弹性模量Ｅ↓［Ｌ］小于所述轴（２；１０２）的由所述纵向传动杆包围的联轴节（４；１１０）的金属材料的弹性模量Ｅ↓［Ａ］；ｂ）所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）的金属材料的连接区段（９；１１８）的断裂强度Ｒｍ大于所述轴的联轴节（４；１１０）的金属材料的断裂强度Ｒｍ；ｃ）用于构成所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）的连接区段（９；１１８）的金属材料的屈服极限Ｒ↓［ｅＳ］或在该金属材料不具有显著的屈服极限情况下的金属材料的延伸强度Ｒ↓［Ｐ０．２］高于所述轴（２；１０２）的由所述纵向传动杆包围的联轴节（４；１１０）的金属材料的屈服极限Ｒ↓［ｅＳ］或延伸强度Ｒ↓［Ｐ０．２］；以及－按照变形操作顺序，所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）至少在其连接区段（９；１１８）的区域中处于弹性应力范围内，而所述轴（２；１０２）则通过扩宽至少在所述轴的由所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）包围的联轴节（４；１１０）的区域中产生残余塑性变形，从而使所述纵向传动杆（８；１０３、１０４）和所述轴（２；１０２）通过力配合而抗扭地相互连接。...

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】DE 2007-10-27 102007051501.6一种用于商用车辆的轴联动装置，所述轴联动装置包括由第一金属材料制成的轴(2；102)以及至少一个由第二金属材料制成的纵向传动杆(8；103、104)，所述纵向传动杆设有连接区段(9；118)，所述连接区段设有接纳部(9a；112)，所述轴(2；102)通过中空的联轴节(4；110)这样设置在所述接纳部中，即，使所述轴(2；102)和所述纵向传动杆(8；103、104)抗扭地相互连接，其特征在于，-所述轴联动装置至少符合以下条件之一a)用于构成所述纵向传动杆(8；103、104)的连接区段(9；118)的金属材料的弹性模量EL小于所述轴(2；102)的由所述纵向传动杆包围的联轴节(4；110)的金属材料的弹性模量EA；b)所述纵向传动杆(8；103、104)的金属材料的连接区段(9；118)的断裂强度Rm大于所述轴的联轴节(4；110)的金属材料的断裂强度Rm；c)用于构成所述纵向传动杆(8；103、104)的连接区段(9；118)的金属材料的屈服极限ReS或在该金属材料不具有显著的屈服极限情况下的金属材料的延伸强度RP0.2高于所述轴(2；102)的由所述纵向传动杆包围的联轴节(4；110)的金属材料的屈服极限ReS或延伸强度RP0.2；以及-按照变形操作顺序，所述纵向传动杆(8；103、104)至少在其连接区段(9；118)的区域中处于弹性应力范围内，而所述轴(2；102)则通过扩宽至少在所述轴的由所述纵向传动杆(8；103、104)包围的联轴节(4；110)的区域中产生残余塑性变形，从而使所述纵向传动杆(8；103、104)和所述轴(2；102)通过力配合而抗扭地相互连接。2.根据权利要求1所述的轴联动装置，其特征在于，所述纵向传动杆(8；103,104)对 于力配合连接还附加地与所述轴(2;102)的联轴节(4;110)形成形状配合连接，其中，所 述轴(2 ；102)的成型件(128)形状配合地与所述纵向传动杆(8 ；103,104)的对应成型的成 型件(125)共同作用。3.根据权利要求2所述的轴联动装置，其特征在于，所述轴(2;102)的成型件为突起 部(128)，所述突起部通过冷变形产生并且在径向方向上向外突起设置，所述纵向传动杆 (8； 103,104)的对应成型的成型件为凹陷部(125)，所述轴(2;102)的突起部形状配合地 咬合在所述凹陷部中。4.根据权利要求3所述的轴联动装置，其特征在于，所述凹陷部(125)成型在所述纵向 传动杆(8 ；103,104)的连接区段(9 ；118)的内周围表面上。5.根据前述任意一项权利要求所述的轴联动装置，其特征在于，所述轴(2;102)设置 成一体的中空成型件。6.根据权利要求5所述的轴联动装置，其特征在于，所述轴(2;102)设有相对于轴的 联轴节(4 ；110)易扭转的扭转区段(6a ； 107)。7.根据权利要求6所述的轴联动装置，其特征在于，所述轴联动装置设有两个纵向传 动杆(8 ；103、104)，所述纵向传动杆分别包围住所述轴(2 ；102)的各一个端部区段，并且所 述扭转区段(6a;107)设置在所述端部区段(105、106)之间。8.根据前述任意一项权利要求所述的轴联动装置，其特征在于，所述纵向传动杆(8; 103、104) —体成型制成。9.根据前述任意一项权利要求所述的轴联动装置，其特征在于，所述纵向传动杆(8;`103、104)由铸铁材料、特...

【专利技术属性】
技术研发人员：彼得施米茨，约尔格埃伯特，
申请(专利权)人：施米茨货车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]