軸身和底盤單元的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及機(jī)動(dòng)車輛的軸身和底盤單元，優(yōu)選地涉及商用車輛或多用途車輛的軸身和底盤單元。
【背景技術(shù)】
[0002]這樣的軸身在現(xiàn)有技術(shù)中是普遍已知的。這里，特別廣泛傳播的是，將該軸身設(shè)計(jì)成沿著縱向軸線大體上平滑地延伸的空心體。關(guān)于該軸身的抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度，當(dāng)與實(shí)心軸比較時(shí)，作為空心體的設(shè)計(jì)是特別占優(yōu)的，因?yàn)榭招妮S可以在重量保持不變的前提下實(shí)現(xiàn)大得多的抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。軸的抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度特別依賴于橫截面的設(shè)計(jì)。至今，還尚未能夠使用在現(xiàn)有技術(shù)中已知的軸身的最佳橫截面設(shè)計(jì)，因?yàn)檫@樣的軸身設(shè)計(jì)常常與商用車輛的底盤區(qū)域中的安裝空間局限相沖突。同時(shí)，迄今為止，必需把僅為個(gè)別類型的商用車輛制造出來的相應(yīng)個(gè)體軸身用于不同重量級的商用車輛且因而用于底盤區(qū)域中的不同安裝空間條件，這導(dǎo)致要提供多個(gè)軸身模型。因此，鑒于底盤區(qū)域中的既定的安裝空間條件，迫切需要使軸身在它的重量方面和在不同商用車輛模型中的多樣化可用性方面都是最優(yōu)的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的基本目的是提供一種能夠減少重量、且能夠以比現(xiàn)有技術(shù)中已知的車軸系統(tǒng)更通用的方式被使用的軸身。
[0004]這個(gè)目的是通過根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求1的軸身和根據(jù)獨(dú)立權(quán)利要求11的底盤單元而被實(shí)現(xiàn)的。根據(jù)從屬權(quán)利要求可以更明顯地了解本發(fā)明的進(jìn)一步的優(yōu)點(diǎn)和特征。
[0005]根據(jù)本發(fā)明，所述軸身包括軸管(axle tube)和軸頭(axle stub)，其中所述軸管呈空心體的形式且具有平面對稱的第一部分，其中所述軸管具有第二部分，所述第二部分關(guān)于所述第一部分的對稱平面中的一者是不對稱設(shè)計(jì)的，并且其中所述軸頭被布置在所述軸身的末端的、呈旋轉(zhuǎn)對稱的端部處。優(yōu)選地，所述軸身是商用車輛的剛性車軸，且包括如下兩種部件:所述軸管和至少一個(gè)軸頭。所述軸管大體上沿著縱向軸線延伸，該縱向軸線優(yōu)選地同時(shí)是所述軸頭的旋轉(zhuǎn)軸線。優(yōu)選地，所述軸管被固定至或可以被固定至機(jī)動(dòng)車輛或商用車輛中的底盤的縱向控制臂，并且用來從所述軸頭向所述商用車輛的底盤傳遞力且反之亦然，其中優(yōu)選地，車輪能夠以可旋轉(zhuǎn)的方式被安裝在所述軸頭上。所述軸管具有呈平面對稱設(shè)計(jì)的第一部分。換言之，優(yōu)選地，所述第一部分的橫截面被形成在垂直于所述縱向軸線的橫切平面內(nèi)且關(guān)于對稱平面是平面對稱的。這里，所述第一部分的至少一個(gè)對稱平面被布置成使得所述軸管的所述縱向軸線位于該對稱平面內(nèi)，其中所述軸管的所述第一部分被設(shè)計(jì)成關(guān)于該平面是鏡面對稱的。此外，較佳的是，所述第一部分被設(shè)計(jì)有多個(gè)沿著所述縱向軸線布置著的橫截面，且所述第一部分以所說明的方式平面對稱。優(yōu)選地，所述軸管的所述第一部分具有大體上呈多邊形的橫截面，然而其中，在所述多邊形幾何形狀的各個(gè)角處優(yōu)選地設(shè)置有倒角部(rounding)或彎曲部。此外，所述軸管具有第二部分，所述第二部分關(guān)于所述第一部分的一個(gè)對稱平面是不對稱設(shè)計(jì)的。優(yōu)選地，在沿著所述縱向軸線的所述軸管的外輪廓的路程中，所述第二部分形成凹陷或凹陷部，或者換言之，所述第二部分在所述軸管的原本應(yīng)該平滑的幾何外形中形成了空腔。特別地，所述第二部分用來避免所述底盤單元中的所述軸管與鄰近的外圍系統(tǒng)之間的接觸。換句話說，設(shè)置有所述軸管的所述第二部分是為了把在第一部分中具有比較大的橫截面或具有向遠(yuǎn)處突出的橫截面的軸管整合到具有外圍系統(tǒng)(如果只有所述第一部分，那么這些外圍系統(tǒng)就會抵靠著所述軸管)的現(xiàn)有底盤系統(tǒng)中?？梢暂^佳的是，所述軸管具有多個(gè)第二部分，以便能夠?qū)⑺鲚S管也用于由數(shù)個(gè)外圍系統(tǒng)限制的安裝空間中或具有被不同地布置著的外圍系統(tǒng)的不同底盤系統(tǒng)中。通過在根據(jù)本發(fā)明的所述軸管上布置至少一個(gè)第二部分，能夠在防止了所述軸管與商用車輛的底盤的外圍系統(tǒng)沖突的同時(shí)，將所述軸管的平均橫截面(即，在沿著所述縱向軸線的路程中的所述軸管的平均橫截面)設(shè)計(jì)成特別大或突出。由于所述軸管具有大的橫截面，所以特別能夠在將壁保持為薄壁的同時(shí)使面積慣性矩(area moment of inertia)增大。因此，利用根據(jù)本發(fā)明而被設(shè)計(jì)出來的軸身，可以使所述軸身的重量減小，然而同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了所需要的抗彎強(qiáng)度和抗扭強(qiáng)度。
[0006]優(yōu)選地，所述第一部分的橫截面關(guān)于交匯于所述軸管的所述縱向軸線上的兩個(gè)平面或兩個(gè)對稱平面是平面對稱設(shè)計(jì)的，其中所述第二部分的橫截面關(guān)于所述兩個(gè)平面中的一者是平面對稱設(shè)計(jì)的且關(guān)于所述兩個(gè)平面中的另一者是不對稱設(shè)計(jì)的。所述第一部分的所述對稱平面優(yōu)選地是彼此垂直的，其中所述軸管的所述縱向軸線優(yōu)選地是在所述兩個(gè)平面的交匯區(qū)域中產(chǎn)生的交匯線。優(yōu)選地，當(dāng)存在著兩個(gè)對稱平面時(shí)，所述軸管的所述第一部分的橫截面是矩形設(shè)計(jì)，優(yōu)選地是正方形設(shè)計(jì)，其中在所述矩形或所述正方形的各個(gè)角處，優(yōu)選地設(shè)置有彎曲部，以便使得制造更容易且使得能夠避免在所述軸管的所述角區(qū)域中的應(yīng)力峰值。優(yōu)選地，所述軸管的所述第二部分的橫截面僅關(guān)于所述第一部分的一個(gè)對稱平面是平面對稱設(shè)計(jì)的而關(guān)于所述第一部分的另一個(gè)對稱平面是不對稱設(shè)計(jì)的，即，換言之，所述第二部分優(yōu)選地具有矩形的橫截面或偏離于等邊多邊形形狀的橫截面。在所述第一部分具有環(huán)面的(circular)或環(huán)形的(doughnut-shaped)橫截面的較佳情況下，所述第二部分相應(yīng)地優(yōu)選具有偏離于所述環(huán)面形狀的橫截面幾何形狀。特別地，所述第二部分相對于所述第一部分而言是凹陷，該凹陷提供了在所述軸管附近的、可以被商用車輛中的底盤的外圍系統(tǒng)占用的額外安裝空間。
[0007]特別優(yōu)選地，所述軸管的所述第一部分具有優(yōu)選在所述縱向軸線的路程中都大體上恒定的橫截面，其中所述第二部分的橫截面的0.4至0.95倍、優(yōu)選0.5至0.8倍、且最優(yōu)選0.6至0.7倍是與所述第一部分的橫截面一致的。在該上下文中，術(shù)語“大體上恒定”的意思是指:沿著所述軸管的所述第一部分的路程，實(shí)際上可以在橫截面中設(shè)置有諸如間隙、孔或突起之類的小的變化，以便例如使得所述軸管可以被固定至所述底盤的更多元件或使得線路可以進(jìn)入和退出。優(yōu)選地，所述軸管的所述第一部分的橫截面實(shí)際上至少在沿著所述軸管的所述縱向軸線的所述第一部分的伸展的0.9倍上是恒定的，S卩，它的表面和幾何尺寸都保持不變。特別地，當(dāng)在將所述軸管安裝到現(xiàn)有底盤系統(tǒng)中的情況下，要求所述第二部分的幾何形狀很大程度上偏離所述第一部分的原本應(yīng)該呈現(xiàn)的幾何形狀時(shí)，特別地實(shí)現(xiàn)了較佳比值關(guān)系的下限0.4，以便能夠?qū)⑺鲚S管插入到可能有限的安裝空間中。第二部分具有數(shù)個(gè)扁平部或凸起也是可能的。特別當(dāng)僅要求所述第一部分的幾何形狀的小的偏差以便能夠?qū)⑺鲚S管安裝在商用車輛的底盤中時(shí)，出現(xiàn)了最大的較佳比值關(guān)系0.95。理所當(dāng)然地，所述第二部分的幾何形狀相對于所述第一部分的幾何形狀的偏差越小，那么在彎曲和扭轉(zhuǎn)的期間內(nèi)在所述軸管的材料中就越不受干擾地產(chǎn)生力矩和力，因此，所述材料上的負(fù)荷相應(yīng)地小于在所述橫截面的路程中有大的變化的情況下的負(fù)荷。在該上下文中，本發(fā)明允許在如下兩個(gè)方面之間有優(yōu)良的折衷妥協(xié)關(guān)系:一方面是可用的安裝空間的良好利用率，另一方面是借助于所述軸管而實(shí)現(xiàn)的力或力矩的最佳傳遞。
[0008]優(yōu)選地，所述第二部分具有第二周長，所述第二周長小于所述第一部分的第一周長。在該上下文中，各部分的周長被定義為橫切于所述縱向軸線而測量的各部分的幾何外形的實(shí)際周長。如果所述第一部分或所述第二部分的所述幾何外形有偏差，那么就定義平均周長以作為各部分的周長。在該上下文中，例如，也可以不考慮橫截面幾何形狀(即，各部分的環(huán)面或多邊形幾何形狀)如何而測量出所述周長。
[0009]特別優(yōu)選地，所述第二周長與所述第一周長的比值關(guān)系是0.820至0.999，優(yōu)選是
0.850至0.997，且最優(yōu)選地它是大約0.990至0.995。所述第二周長與所述第一周長的所述較佳比值關(guān)系范圍特別地顯示出:只有在所述軸管的面積慣性矩和因此所得到的對彎矩(bending moment)和扭矩(tors1n moment)的抵抗力模量不會過度地減小的同時(shí)，所述第二部分的幾何形狀相對于所述第一部分的幾何形狀的偏