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Die
Erfindung betrifft eine Einstellvorrichtung für eine Radaufhängung von
Kraftfahrzeugen.
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Derartige
Einstellvorrichtungen sind allgemein bekannt, wobei die Einstellscheiben
exzentrisch zur Schraubenachse ausgerichtet sind und mit ihrem kreisförmigen oder
nockenförmigen
Außenumfang
an radial dazu angeordneten Anschlägen der Lagerkonsole anlaufen.
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Aus
der
US 5,775,719 A ist
bereits eine Einstellvorrichtung für eine Radaufhängung von
Kraftfahrzeugen bekannt, welche ein Radführungsteil aufweist, das an
einer aufbauseitigen Lagerkonsole angelenkt ist, wobei eine das
Lager durchdringende Schraube in Langlöchern der Lagerkonsole geführt ist
und an der Schraube angeordnete Einstellscheiben vorgesehen sind,
die mit einem nach außen
gerichteten Umfang an Anschlägen
der Lagerkonsole anlaufen, wobei durch Verdrehen der Einstellscheiben
die Schraube in den Langlöchern
und damit verbunden das Radführungsteil
relativ zur Lagerkonsole verschoben wird. Die Einstellscheiben sind
an ihrem nach außen
gerichteten Umfang spiralförmig
gestaltet, wobei die Spirale an dem Anschlag der Lagerkonsole anläuft, der
in Richtung der Langlöcher
wirkt.
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Aufgabe
der Erfindung ist es, eine Einstellvorrichtung zu schaffen, die
bei geringeren Stellkräften
eine in der Genauigkeit verbesserte Einstellung der Radführungsteile
der Radaufhängung
ermöglicht.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst mit den
Merkmalen des Patentanspruches 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der
Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
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Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen,
dass die Einstellscheiben zentrisch zur Schraubenachse angeordnet
und an ihrem Außenumfang
spiralförmig gestaltet
sind, wobei sich die Spirale im wesentlichen jeweils um den gesamten
Außenumfang
der Einstellscheiben erstreckt und an zumindest einem Anschlag anläuft, der
in Richtung der Langlöcher
wirkt.
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Während bei
einer Exzenterverstellung der konstruktiv vorgegebene Verstellweg
mit einer halben Schraubenumdrehung bzw. mit einer halben Einstellscheibenumdrehung
verstellt wird, steht bei der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung für den gleichen
Verstellweg die gesamte Schraubenumdrehung zur Verfügung, mit
entsprechend geringeren Stellkräften
und einer feinfühligeren
Einstellung oder Justierung. Liegt an dem zu verstellenden Radführungsteil – wie dies
häufig
der Fall ist – eine
in Einstellrichtung wirkende Vorspannkraft bzw. Radaufstandskraft,
so kann bei Exzenterverstellungen auf die Schraube ein Drehmoment
wirken, das die Einstellgenauigkeit beeinträchtigt; bei der erfindungsgemäßen Einstellvorrichtung
ist ein derartiges „Rückdrehmoment” weitgehendst
ausgeschlossen.
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Bevorzugt
können
die Einstellscheiben symmetrisch mit Spiralen einheitlicher Steigung
(„Archimedische
Spirale”)
ausgebildet sein, obwohl auch eine andere, unsymmetrische Gestaltung
nicht ausgeschlossen ist.
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Bei
einer definierten Vorspannung des Radführungsteiles entlang der Langlöcher kann
in besonders einfacher Weise je Einstellscheibe nur ein Anschlag
vorgesehen sein, der entgegen der Vorspannrichtung auf die Einstellscheiben
wirkt.
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Dabei
können
die Anschläge
für die
Einstellscheiben und die Einstellscheiben in an sich bekannter Weise
jeweils außerhalb
der Schenkel der U-förmigen
Lagerkonsole angeordnet sein.
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Ferner
können
in fertigungstechnisch günstiger
Weise die Schenkel der Lagerkonsole in axialer Richtung zurückgesetzte
Bereiche aufweisen, an denen die Einstellscheiben anliegen, wobei
nicht zurückgesetzte
Abschnitte der Schenkel dann die besagten Anschläge bilden.
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Des
weiteren kann die eine Einstellscheibe unmittelbar an den Kopf der
Schraube angeformt sein, während
die den Kopf der Schraube gegenüber liegende
Einstellscheibe in Drehrichtung formschlüssig auf den Schaft der Schraube
aufgesteckt und mit einer Schraubenmutter gehalten ist. Zur Einstellung des
Radführungsteiles
wird die Schraubenmutter gelockert und die Schrauben verdreht, wobei
die beiden Einstellscheiben mit verdreht werden.
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Gemäß einer
Ausführungsform
können
die Anlageflächen
der Anschläge
jeweils plan ohne eine Krümmung
ausgeführt
sein. Die Position der Kontaktstelle bleibt in diesem Falle über dem
gesamten Einstellbereich der Einstellscheibe örtlich unverändert, während der
Kontakt zwischen der Einstellscheibe und dem Anschlag linienförmig ist.
Durch den Linienkontakt an der Kontaktstelle besteht die Gefahr
von örtlichem
Materialabtrag beim Einstellvorgang. Außerdem ergibt sich eine Eindrückung in
die Anschlagfläche
bei starker Querkraft, wenn der Reibschluss durch die Schraubenvorspannkraft
versagt. Um diese Nachteile zu vermeiden, ist gemäß einer
vorteilhaften Ausführungsform
die Einstellscheibe an der Kontaktstelle in einem Flächenkontakt
mit dem zugeordneten Anschlag.
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Ein
solcher Flächenkontakt
zwischen der Einstellscheibe und dem Anschlag ergibt sich, wenn die
Anlagefläche
des Anschlags zumindest in einem Bereich um die Kontaktstelle mit
einer Krümmung
mit gleicher Orientierung wie die Krümmung der Spirale der Einstellscheibe
ausgeführt
ist. Bei einer Druckanlage der Einstellscheibe an dem Anschlag wird
die Einstellscheibe geringfügig
in die Anlagefläche
des Anschlags gedrückt,
wodurch ein Flächenkontakt entsteht.
Die Größe der Kontaktfläche hängt dabei vom
Krümmungsradius
der Anlagefläche
des Anschlags und vom Krümmungsradius
der Einstellscheibe im Bereich der Kontaktfläche ab.
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Der
Krümmungsradius
der Anlagefläche
des Anschlags kann in einer Ausführungsform
größer als der
sich umfangsseitig ändernde
Krümmungsradius der
Spirale der Einstellscheibe ausgeführt sein.
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Gemäß einer
weiteren Ausführungsform kann
die Krümmung
der Anlagefläche
des Anschlags im Bereich der Kontaktstelle einen Krümmungsradius aufweisen,
der in etwa einem mittleren Krümmungsradius
der Spirale entspricht. Für
den statistisch am häufigsten
eintretenden Fall, dass die Einstellscheibe im mittleren Einstellbereich
gegen den Anschlag gedrückt
ist, entsteht somit eine großflächige Anlage zwischen
der Einstellscheibe und dem gekrümmten Anschlag.
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Die
am Bereich der Kontaktstelle des Anschlags angrenzenden Randbereiche
können
mit einem Krümmungsradius
ausgeführt
sein, der größer als
der Krümmungsradius
im Bereich der Kontaktstelle ist. Dadurch ergibt sich in einem „oberen
Einstellbereich” der
Einstellscheibe mit einem Krümmungsradius,
der größer als
der oben genannte mittlere Krümmungsradius
ist, zunächst
eine zweifache Linienberührung
mit zwei Kontaktstellen. Die Druckanlage zwischen der Einstellscheibe
und dem gekrümmten
Anschlag führt
jedoch aufgrund der Krümmung
des Anschlags zu einem Flächenkontakt
an den beiden Kontaktstellen. Allgemein lässt sich somit in Abhängigkeit
von der Größe der Krümmungsradien
der Einstellscheibe und des Anschlags die Lage und/oder die Anzahl
der Kontaktstellen in Abhängigkeit
von der Drehstellung der Einstellscheibe ändern.
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Nachfolgend
sind zwei Ausführungsbeispiele der
Erfindung anhand der beigefügten
Figuren beschrieben.
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Es
zeigen:
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1 in
raumbildlicher Darstellung einen Abschnitt einer Lagerkonsole mit
einer Einstellvorrichtung für
ein Radführungsteil,
mit einer Schraube und zwei Einstellscheiben;
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2 in
schematischer Teilseitenansicht eine der Einstellscheiben in Druckkontakt
mit dem Anschlag; und
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3 bis 5 gemäß einem
zweiten Ausführungsbeispiel
jeweils eine Teilseitenansicht entsprechend der 2 mit
verschiedenen Drehstellungen der Einstellscheibe.
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In
der 1 ist gemäß dem ersten
Ausführungsbeispiel
nur abschnittsweise eine U-förmige
Lagerkonsole 10 dargestellt, die beispielsweise an einem
Hilfsrahmen der Radaufhängung
des Kraftfahrzeuges fest angeordnet ist und an der ein Radführungsteil,
z. B. ein Einzellenker (nicht dargestellt), über ein bekanntes Gummi-Metall-Hülsenlager schwenkbar
angelenkt ist.
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Dazu
sind in den nach oben abragenden Schenkeln 12, 14 der
Lagerkonsole 10 Langlöcher 16 (es
ist nur ein Langloch 16 ersichtlich) eingearbeitet, durch
die hindurch eine Schraube 18 angeordnet ist. Die Schraube 18 durchdringt
in bekannter Weise die Innenhülse
des nicht dargestellten Gummi-Metall-Hülsenlagers des Einzellenkers.
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Die
Schraube 18 trägt
zwei Einstellscheiben 20 (es ist nur die eine Einstellscheibe 20 am
Schenkel 12 ersichtlich, die andere Einstellscheibe 20 ist bis
auf die nachstehend aufgeführten
Unterschiede gleich ausgebildet und an der Rückseite des Schenkels 14 gleich
angeordnet), mittels denen die Schraube 18 und damit verbunden
das Radführungsteil
relativ zur Lagerkonsole 10 innerhalb der Langlöcher 16 verschiebbar
ist.
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Die
Einstellscheiben 20 sind zentrisch zur Mittelachse der
Schraube 18 an der Schraube 18 angeordnet und
weisen über
360 Grad einen spiralförmigen
Außenumfang 20a („Archimedische
Spirale”) gleicher
Steigung auf, der jeweils an einem Anschlag 12a, 14a der
Schenkel 12, 14 anläuft.
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Der
Anschlag 12a, 14a wirkt dabei in entgegengesetzter
Richtung zu einer über
das nicht dargestellte Radführungsteil
ausgeübten
Vorspannkraft (Pfeil F) und liegt etwa in der gedachten Verlängerung
der Langlöcher 16,
die den Verstellbereich der Einstellvorrichtung mit der Schraube 18 definieren.
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Die
Einstellscheiben 20 liegen in axialer Richtung gesehen
an einem durch Fräsen
oder anderweitig zurückgesetzten
Bereich 12b und 14b (14b ist nicht ersichtlich)
an, wobei die Anschläge 12a, 14a wie
ersichtlich durch nicht zurückgesetzte
Abschnitte 12c, 14c an der Außenseite der Schenkel 12, 14 gebildet
sind.
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Die
eine Einstellscheibe 20 ist einstückig mit dem Kopf 18a der
Schraube 18 hergestellt, während die nicht ersichtliche
Einstellscheibe 20 in Drehrichtung formschlüssig auf
den Schaft 18b der Schraube 18 aufgesteckt und
mittels einer ebenfalls nicht ersichtlichen Schraubenmutter gehalten
ist. Der Formschluss zwischen der Einstellscheibe 20 und
dem Schaft 18b der Schraube 18 ist durch eine
nicht ersichtliche Abflachung des Schaftes 18b (oder eine Mitnahmenut)
und eine entsprechend angepasste, unsymmetrische Ausnehmung in der
Einstellscheibe 20 hergestellt.
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Zur
Verstellung des Radführungsteiles
bzw. Einzellenkers relativ zur Lagerkonsole 10 wird die nicht
ersichtliche Schraubenmutter an der von der Zeichnungsoberfläche abgewandten
Einstellscheibe 20 gelöst;
sodann kann die Schraube 18 mittels eines an ihrem Kopf 18a angreifenden
Werkzeuges zusammen mit den Einstellscheiben 20 verdreht
werden, wobei die Schraube 18 über die an den Anschlägen 12a, 14a anlaufenden
Einstellscheiben 20 in den Langlöchern 16 entsprechend
verschoben wird. Durch Festziehen der Schraubenmutter bei Gegenhalten
der Schraube 18 in der gewählten Einstellung ist der Einstellvorgang
abgeschlossen.
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Abweichend
zum dargestellten Ausführungsbeispiel
kann auch die ersichtliche Einstellscheibe 20 auf den Schaft 18b der
Schraube 18 formschlüssig aufgesteckt
sein. Die Lagerkonsole 10 kann auch radträgerseitig
an der Radaufhängung
des Kraftfahrzeuges angeordnet sein.
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Bei
nur einem Anschlag 12a, 14a an den Schenkeln 12, 14 der
Lagerkonsole 10 kann eine Vorspannkraft F ggf. auch durch
an den Schenkeln 12, 14 festgelegte Federn, z.
B. Schenkelfedern, erzeugt sein, die den Anschlägen 12a, 14a diametral gegenüber liegend
an dem Außenumfang 20a der Einstellscheiben 20 angreifen.
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In
der 2 ist in Teilseitenansicht die mit der Kraft F
gegen den Anschlag 12a drückende Einstellscheibe 20 gezeigt.
Die Einstellscheibe 20 ist mit ihrer im Querschnitt pilzförmigen Ausnehmung 21 formschlüssig auf
den in der 1 gezeigten Schaft 18b der
Schraube 18 aufgesteckt. Der Schraubenschaft 18b ist
in der 2 aus Gründen
der Übersichtlichkeit
nicht dargestellt. Ein Abstand a zwischen dem gestrichelt dargestellten
Langloch 16 des Schenkels 12 der Lagerkonsole 10 und
der Kontaktstelle 19 der Einstellscheibe 20 mit
dem Anschlag 12a ist dabei so gewählt, dass die Einstellscheibe 20 ihre
Endlagen bzw. Extremlagen mit dem jeweils größten Krümmungsradius r1 und
dem kleinsten Krümmungsradius
r2 nicht erreichen kann.
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In
den 3 bis 5 ist eine Einstellvorrichtung
gemäß dem zweiten
Ausführungsbeispiel gezeigt,
deren Bauteile mit Ausnahme der folgenden Unterschiede identisch
mit den Bauteilen des ersten Ausführungsbeispiels und entsprechend
mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.
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Im
Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel
ist gemäß den 3 bis 5 die
Anlagefläche der
jeweiligen Anschläge 12a, 14a im
Bereich A um die Kontaktstelle 19 mit einer Krümmung versehen, die
in gleicher Orientierung wie die Krümmung der Spirale 20a der
Einstellscheibe 20 ausgeführt ist. Der Krümmungsradius
ra des Anschlags 12a in dem Bereich
A um die Kontaktstelle 19 entspricht einem mittleren Krümmungsradius
rm der Spirale 20a. In dem in der 3 gezeigten
Winkelbereich α entspricht
der sich in Umfangsrichtung ändernde
Krümmungsradius
der Einstellscheibe 20 annähernd dem mittleren Krümmungsradius
rm.
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Auf
diese Weise ist erreicht, dass bei einem statistisch am häufigsten
auftretenden mittleren Einstellbereich der Einstellscheibe 20 eine
großflächige Anlage über den
gesamten Bereich A der Anlagefläche
des Anschlags 12a erzielt ist. Ein solcher Flächenkontakt
ergibt sich bereits bei einem geringfügigen Eindrücken der Einstellscheibe 20 gegen
die Anschlagfläche
des gekrümmten
Anschlags 12a.
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Die
an den Bereich A grenzenden Bereiche B, C sind plan, d. h. ohne
Krümmung
ausgeführt
und schließen
tangential an den gekrümmten
Bereich A an.
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In
den 4 und 5 ist die Einstellvorrichtung
in den beiden mit ihrer Einstellscheibe 20 jeweils in einer
Extremstellung gezeigt. In der 4 ist in
einem „unteren
Einstellbereich” die
Einstellscheibe 20 mit einem geringen Krümmungsradius
re gegen den gekrümmten Anschlag 12a gedrückt. Der
Krümmungsradius
der Einstellscheibe 20 im Bereich der Kontaktstelle 19 ist
hier kleiner als der Krümmungsradius
ra der Gegenfläche des Anschlags 12a im
Bereich A. In diesem Fall wird nach einem Eindrücken der Einstellscheibe 20 gegen
die Anlagefläche
des Anschlags 12a ein Flächenkontakt in der Kontaktstelle 19 erzielt,
der sich innerhalb des Bereiches A des Anschlags 12a bewegt.
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Demgegenüber ist
in der 5 in einem „oberen
Einstellbereich” die
Einstellscheibe 20 mit einem großen Krümmungsradius re über zwei
Kontaktstellen 19 gegen die gekrümmte Anlagefläche des Anschlags 12a gedrückt. In
diesem Fall ist der Krümmungsradius
ra im Bereich A des Anschlags 12a kleiner
als der Krümmungsradius
re des gegen den Anschlag 12a drückenden
Spiralenabschnitts, wodurch sich die Lage und die Anzahl der Kontaktstellen 19 gegenüber der 4 und
der 3 geändert
hat.