DE102005023932B4 - Lenker für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen - Google Patents
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Abstract
Lenker (4) für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Führung von Nutzfahrzeugachsen, mit einem Verbindungselement (12), an dessen Enden je ein Gelenklager (1, 2) befestigt ist, beinhaltend je einen in einem Gelenkgehäuse (6) über einen elastisch verformbaren Federkörper (8) unter Vorspannung gelagerten Innenkörper (10), wobei die Mittelachsen (22, 23) der Gelenklager (1, 2) gegenüber der Verbindungselementachse (24) um ein Stück versetzt angeordnet sind, und wobei die Gelenklager (1, 2) am Verbindungselement (12) derart befestigt sind, dass der Versatz (x) ihrer Mittelachsen (22, 23) in Bezug zur Verbindungselementachse (24) gegenläufig ist, wobei der Versatz (X) in beiden Gelenklagern (1,2) in etwa gleich groß ist und beide Gelenklager (1,2) identisch aufgebaut und in etwa um 180 Grad zueinander verdrehter Lage an einem beide Gelenklager (1,2) miteinander verbindenden Verbindungselement (12) befestigt sind, so dass sich bei Druckbelastung des Lenkers (4) eine im wesentlichen S-förmige Verformungslinie (26), mit zwei in gegenläufiger Richtung verformten Lenkerabschnitten (28, 30) ergibt, wobei an deren Übergang eine etwa mittig des Lenkers (4) befindliche Stelle (32) ohne Verformung gegeben ist.
Description
- Stand der Technik
- Die Erfindung betrifft einen Lenker für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Führung von Nutzfahrzeugachsen, mit einem Verbindungselement, an dessen Enden je ein Gelenklager befestigt ist, beinhaltend je einen in einem Gelenkgehäuse über einen elastisch verformbaren Federkörper unter Vorspannung gelagerten Innenkörper, wobei die Mittelachsen der Gelenklager gegenüber der Verbindungselementachse um ein Stück versetzt angeordnet sind, gemäß den Merkmalen des Anspruches 1.
- Aus der nächstkommenden Schrift
US 6 076 840 A und derUS 6 007 080 A sind jeweils Radaufhängungen für Fahrzeuge bekannt, bei welchen Verbindungselemente zum Verbinden der beiden Enden von Stabilisatoren mit jeweiligen Radaufhängungsteilen, bspw. unteren Fahrzeugquerlenkern vorgesehen sind. Die Verbindungselemente weisen endseitig Endgelenke auf, die durch einen Stabkörper miteinander verbunden sind. Bei den Endgelenken handelt es sich um Direktgelenke, die durch eine die Nachgiebigkeit vermeidende Kugelgelenkanordnung charakterisiert sind. Durch das Vorsehen derartiger Direktgelenke ist ein starres und rasches Ansprechen derselben auf die im Fahrtbetrieb des Fahrzeugs erfolgenden Aufhängungsbewegungen der Radaufhängung ermöglicht. Die Bestandteile der Endgelenke sind dabei symmetrisch zu einer gedachten Horizontalebene angeordnet. - Des weiteren ist ein Gelenklager für die Lagerung von Lenkern in Kraftfahrzeugen beispielsweise in der
DE 39 36 775 A1 beschrieben, welches aus einem metallischen Gehäuse mit Lagerschale, einem metallischen Gelenkkopf als Innenkörper und einem zwischen dem Gelenkkopf und dem Gehäuse angeordneten Elastomerkörper besteht. Solche Gelenklager werden auch als Molekularlager bezeichnet. - Zur Steigerung der Lebensdauer solcher Gelenklager sowie zur Vergrößerung der übertragbaren Lasten werden sie manchmal in verstärkter Ausführung eingesetzt, d.h. dass das Gelenklager zwar ein Gehäuse mit üblichen Dimensionen aufweist, jedoch die Lagerschale dicker als üblich ausgeführt wird, um eine größere Vorspannung innerhalb des Gelenklagers zu erzielen. Als unerwünschte Folge dieser Vorspannung stellt sich ein Versatz zwischen der Mittelachse des Gelenklagers und der Verbindungselementachse ein. Bei Vorhandensein von zweien solcher Gelenklager am Verbindungselement, zum Beispiel einem Lenkerrohr werden diese üblicherweise dort derart befestigt, dass sich ein gleichläufiger Versatz, d.h. in Bezug zur Lenkerrohrachse auf derselben Seite ergibt. Dies führt dazu, dass der Lenker die Tendenz hat, seitlich auszuknicken, wenn er unter Druckkraftbeanspruchung gerät.
- Der vorliegenden Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, einen Lenker für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere Lenker zur Führung von Nutzfahrzeugachsen der eingangs erwähnten Art derart weiter zu entwickeln, dass die Gefahr des seitlichen Ausknickens reduziert ist.
- Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die Merkmale von Anspruch 1 gelöst.
- Vorteile der Erfindung
- Die erfindungsgemäßen Lenker sind für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Führung von Nutzfahrzeugachsen vorgesehen. Die Lenker sind mit einem Verbindungselement ausgestattet, an dessen Enden je ein Gelenklager befestigt ist. Das jeweilige Gelenklager beinhaltet einen in einem Gelenkgehäuse über einen elastisch verformbaren Federkörper unter Vorspannung gelagerten Innenkörper, wobei die Mittelachsen der beiden Gelenklager gegenüber der Verbindungselementachse um ein Stück versetzt angeordnet sind. Die Gelenklager sind am Verbindungselement derart befestigt, dass ein Versatz (x) ihrer Mittelachsen in Bezug zur Verbindungselementachse gegenläufig ist, wobei der Versatz (X) in beiden Gelenklagern in etwa gleich groß ist und beide Gelenklager identisch aufgebaut und in etwa um 180 Grad zueinander verdrehter Lage an einem beide Gelenklager miteinander verbindenden Lenkerrohr befestigt sind.
- Indem die Gelenklager am Verbindungselement derart befestigt sind, dass der Versatz ihrer Mittelachsen in Bezug zur Verbindungselementachse gegenläufig ist, ergibt sich bei Druckbelastung des Lenkers eine im wesentlichen S-förmige Verformungslinie, mit zwei in gegenläufiger Richtung verformten Lenkerabschnitten wobei am Übergang der Lenkerabschnitte, etwa mittig des Lenkers eine Stelle ohne Verformung vorhanden ist. Die Stellen größter Verformung liegen folglich im Bereich der Gelenklager und nicht in der Mitte, zudem sind die Verformungen dort gering, wodurch die Gefahr des seitlichen Ausknickens deutlich reduziert wird.
- Durch die in den Unteransprüchen aufgeführten Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung möglich.
- Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Gelenklagern um standardisierte Gelenklager. Dann braucht der gegenläufige Versatz nicht dadurch erzeugt werden, dass die Gelenklager unterschiedlich aufgebaut sind.
- Der Innenkörper wird bevorzugt durch eine Gelenkkugel gebildet, von welcher seitlich Gelenkzapfen weg ragen, welche beispielsweise zur Befestigung an einer geführten Achse ausgebildet sind.
- Besonders bevorzugt wird der verformbare Federkörper durch wenigstens eine Elastomerschicht gebildet, welche zwischen der Gelenkkugel und einer Lagerschale unter Vorspannung gehalten ist.
- Figurenliste
- Nachstehend ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in den Zeichnungen dargestellt und in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigt
-
1 eine Teilquerschnittsdarstellung eines an einem Lenker befestigten Gelenklagers, mit Versatz zwischen der Lenkerrohrachse und der Gelenkmittelachse; -
2 eine Seitenansicht eines Lenkers mit zwei Gelenklagern und gegenläufigem Versatz zwischen Lenkerrohrachse und Gelenkmittelachsen; -
3 eine schematische Darstellung des Lenkers von2 unter Druckkraftbelastung; - Beschreibung des Ausführungsbeispiels
- Das in
1 insgesamt mit 1 bezeichnete Gelenklager ist eines von zwei an den Enden eines Lenkers4 befestigten Gelenklagern1 ,2 , wobei der Lenker gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung zur Führung einer Nutzfahrzeugachse an einem Fahrzeugrahmen dient. - Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Gelenklagern
1 ,2 um standardisierte Gelenklager, beinhaltend je ein in einem Gelenkgehäuse6 über einen elastisch verformbaren Federkörper8 gelagerten Innenkörper10 . Die Gelenkgehäuse6 der Gelenklager1 ,2 sind an den Enden eines Lenkerrohres12 des Lenkers4 befestigt, vorzugsweise durch Reibschweißung und beispielsweise als zylindrische Gelenkhülsen ausgebildet, mit zylindrischer radial innerer Umfangsfläche14 . Der Innenkörper10 wird bevorzugt durch eine zentrale Gelenkkugel gebildet, von welcher seitlich Gelenkzapfen16 weg ragen, welche beispielsweise zur Befestigung an der geführten Achse ausgebildet sind. Besonders bevorzugt wird der verformbare Federkörper8 durch wenigstens einen Elastomerkörper gebildet, welche zwischen der Gelenkkugel10 und einer Lagerschale18 unter Vorspannung gehalten ist. Die hierdurch axial und radial nach außen gedrängte Lagerschale18 stützt sich einerseits an der radial inneren Umfangsfläche14 des Gelenkgehäuses6 und andererseits an einem Ring20 ab, welcher in eine umlaufende Nut in der radial inneren Umfangsfläche14 eingesetzt ist. - Die Gelenklager
1 ,2 ermöglichen in bekannter Weise radiale, axiale, rotatorische und kardanische Bewegungen des Innenkörpers10 gegenüber dem Gelenkgehäuse6 durch molekulare Verformungen des Elastomerkörpers8 . Zur Steigerung der Lebensdauer der Gelenklager1 ,2 sowie zur Vergrößerung der übertragbaren Lasten weist das Gelenkgehäuse6 zwar übliche Dimensionen auf, jedoch wird die Lagerschale18 dicker als üblich ausgeführt, um eine größere Vorspannung des Elastomerkörpers8 innerhalb des Gelenklagers1 zu erzielen. Als Folge dieser Vorspannung stellt sich ein Versatz x zwischen der Mittelachse22 des Gelenklagers1 und der Lenkerrohrachse24 ein. - Die Gelenklager 1,2 sind am Lenkerrohr
12 derart befestigt, dass ihre Mittelachsen22 ,23 in Bezug zur Lenkerrohrachse24 gegenläufig versetzt angeordnet sind, wie aus2 hervorgeht. Der Versatz x ist bei beiden Gelenklagern1 ,2 in etwa gleich groß. Hierzu sind die vorzugsweise standardisierten Gelenklager1 ,2 identisch aufgebaut und lediglich in um 180 Grad zueinander verdrehter Lage am Lenkerrohr12 befestigt. -
3 zeigt mit gerader Linie schematisch die Form des unbelasteten Lenkers4 und den Lenker4 unter Belastung durch eine Druckkraft F, wie sie im Betrieb auftritt, wobei die gezeigten Verformungen lediglich beispielhaft und unabhängig von den in2 gezeigten Versatzrichtungen sind. Indem die Gelenklager1 ,2 am Lenkerrohr12 derart befestigt sind, dass ihre Mittelachsen22 ,23 in Bezug zur Lenkerrohrachse24 gegenläufig versetzt angeordnet sind, ergibt sich bei Druckbelastung des Lenkers4 eine im wesentlichen S-förmige Verformungslinie26 , mit zwei in gegenläufiger Richtung verformten Lenkerabschnitten28 ,30 wobei an deren Übergang ineinander, etwa mittig des Lenkers4 eine Stelle32 ohne Verformung vorhanden ist. Die Stellen größter Verformung liegen folglich im Bereich der Gelenklager1 ,2 und nicht in der Mitte, zudem sind die Verformungen dort gering, wodurch die Gefahr des seitlichen Ausknickens des Lenkers4 deutlich reduziert wird.
Claims (4)
- Lenker (4) für Fahrwerke oder Lenkeinrichtungen von Kraftfahrzeugen, insbesondere zur Führung von Nutzfahrzeugachsen, mit einem Verbindungselement (12), an dessen Enden je ein Gelenklager (1, 2) befestigt ist, beinhaltend je einen in einem Gelenkgehäuse (6) über einen elastisch verformbaren Federkörper (8) unter Vorspannung gelagerten Innenkörper (10), wobei die Mittelachsen (22, 23) der Gelenklager (1, 2) gegenüber der Verbindungselementachse (24) um ein Stück versetzt angeordnet sind, und wobei die Gelenklager (1, 2) am Verbindungselement (12) derart befestigt sind, dass der Versatz (x) ihrer Mittelachsen (22, 23) in Bezug zur Verbindungselementachse (24) gegenläufig ist, wobei der Versatz (X) in beiden Gelenklagern (1,2) in etwa gleich groß ist und beide Gelenklager (1,2) identisch aufgebaut und in etwa um 180 Grad zueinander verdrehter Lage an einem beide Gelenklager (1,2) miteinander verbindenden Verbindungselement (12) befestigt sind, so dass sich bei Druckbelastung des Lenkers (4) eine im wesentlichen S-förmige Verformungslinie (26), mit zwei in gegenläufiger Richtung verformten Lenkerabschnitten (28, 30) ergibt, wobei an deren Übergang eine etwa mittig des Lenkers (4) befindliche Stelle (32) ohne Verformung gegeben ist.
- Lenker nach
Anspruch 1 , wobei die Gelenklager (1, 2) Standardgelenklager sind. - Lenker nach
Anspruch 1 oder2 , wobei der Innenkörper (10) durch eine Gelenkkugel gebildet wird, von welcher seitlich Gelenkzapfen (16) weg ragen. - Lenker nach wenigstens einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der verformbare Federkörper (8) durch wenigstens eine Elastomerschicht gebildet wird, welche zwischen dem Innenkörper (10) und einer Lagerschale (18) unter Vorspannung gehalten ist.
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