DE102008049946B4

DE102008049946B4 - Spurstangenanordnung

Info

Publication number: DE102008049946B4
Application number: DE102008049946A
Authority: DE
Inventors: Horst Stelljes
Original assignee: Presswerk Krefeld & Co KG GmbH; Presswerk Krefeld & Cokg GmbH
Current assignee: Presswerk Krefeld & Co KG GmbH; Presswerk Krefeld & Cokg GmbH
Priority date: 2008-10-02
Filing date: 2008-10-02
Publication date: 2012-02-09
Anticipated expiration: 2028-10-03
Also published as: DE102008049946A1

Abstract

Spurstangenanordnung mit einer Spurstange (4), die radseitig ein Gelenkgehäuse (11) trägt, wobei das Gelenkgehäuse (11) aus Kunststoff besteht und Einlegteile aus Stahl aufweist, die in das Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses (11) eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (11) über eine Gewindebohrung verfügt, die als ein erstes Einlegteil ausgebildet ist, dass das Gelenkgehäuse (11) über einen Kopfabschnitt mit einem Durchgangs- oder Sackloch verfügt, das ein zweites Einlegteil trägt, das ein Lagerring oder eine Lagerbuchse ist, und dass ein Schaftabschnitt (13) des Gelenkgehäuses (11) eine Schlüsselfläche (18) trägt, die als ein drittes Einlegteil ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Spurstangenanordnung für ein Kraftfahrzeug, mit einer Spurstange, die radseitig ein Gelenkgehäuse trägt, wobei das Gelenkgehäuse aus Kunststoff besteht und Einlegteile aus Stahl aufweist, die in das Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses eingegossen sind. Dabei dient das Gelenkgehäuse der Aufnahme beispielsweise eines Kugelgelenks.
Spurstangenanordnungen als solche sind aus dem Stand der Technik gut bekannt, so zum Beispiel aus der DE 200 10 341 U1 , der EP 1 031 745 A2 , und der US 1983 947 .
Eine Spurstangenanordnung verfügt über eine Spurstange. Diese dient bei einer Achsschenkellenkung als Verbindung zwischen dem Lenkhebel und dem Lenkpunkt am Radträger. Dabei kann die Spurstange einteilig oder als sogenannte geteilte Spurstange auch zweiteilig ausgebildet sein.
Zur radträgerseitigen Anlenkung verfügt die Spurstange radseitig über ein Außengelenk. Mittels dieses Außengelenks wird die gelenkige Anordnung zwischen der Spurstange einerseits und dem Radträger andererseits ausgebildet. Als Außengelenk kommt beispielsweise ein Kugelgelenk in Frage, das spurstangenseitig in ein von der Spurstange getragenes Gelenkgehäuse eingesetzt ist.
Aus dem Stand der Technik ist es bekannt, das Gelenkgehäuse aus Stahl zu fertigen. Dies kann mittels Warmumformung aber auch mittels Kaltmassivumformung erfolgen. Letzteres ist beispielsweise aus der DE 195 36 035 C2 bekannt. Gelenkgehäuse können auch aus Kunststoff bestehen, wie dies beispielsweise aus der vorgenannten DE 200 10 341 U1 bekannt ist. Eine gattungsgemäße Ausgestaltung ist aus der EP 0 690 242 A1 bekannt geworden.
Obgleich sich die aus dem Stand der Technik bekannten Gelenkgehäuse von Spurstangenanordnungen im alltäglichen Praxiseinsatz bewährt haben, besteht Verbesserungsbedarf, insbesondere mit Blick auf eine verbesserte Herstellung und Handhabung.
Es ist deshalb die Aufgabe der Erfindung, eine Spurstangenanordnung dahingehend zu verbessern, dass eine vereinfachte Herstellung und Handhabung ermöglicht ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der Erfindung eine Spurstangenanordnung der vorgenannten Art vorgeschlagen, die sich dadurch auszeichnet, dass das Gelenkgehäuse über eine Gewindebohrung verfügt, die als ein erstes Einlegteil ausgebildet ist, dass das Gelenkgehäuse über einen Kopfabschnitt mit einem Durchgangs- oder Sackloch verfügt, das ein zweites Einlegteil trägt, das ein Lagerring oder eine Lagerbuchse ist, und dass ein Schaftabschnitt des Gelenkgehäuses eine Schlüsselfläche trägt, die als ein drittes Einlegteil ausgebildet ist.
Das Gelenkgehäuse nach der erfindungsgemäßen Spurstangenanordnung besteht nicht aus Stahl sondern aus Kunststoff. Aufgrund dessen wird eine Vielzahl von Vorteilen erreicht. So ergibt sich eine Gewichtsreduzierung. Bei einem bestimmungsgemäßen Gebrauch eines Kraftfahrzeuges, welches mit einer Spurstangenanordnung nach der Erfindung ausgerüstet ist, führt dies in vorteilhafter Weise zu einer CO₂-Emmisionsreduzierung. Es ergibt sich insofern gegenüber dem Stand der Technik eine verbesserte Handhabung.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist in der vergleichsweise kostengünstigeren Herstellung und Fertigung zu sehen. Sowohl die Herstellung eines Gelenkgehäuses aus Kunststoff als auch die weitere Verarbeitung und Montage desselben stellt sich im Vergleich zu einem aus Stahl gefertigten Gelenkgehäuse einfacher und somit kostenreduzierter dar.
Die Verwendung von Kunststoff hat darüberhinaus den Vorteil, dass eine größere Designvielfalt besteht. Dies eröffnet in vorteilhafter Weise die Möglichkeit, die geometrische Ausgestaltung des Gelenkgehäuses optimierter insbesondere an Belastungsprofile anzupassen. Belastungsoptimiert können so Gewichtsreduzierungen erzielt werden.
Als Kunststoff zur Bildung des Gelenkgehäuses kommt gemäß einem besonderen Merkmal der Erfindung faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz. Bei einem faserverstärkten Kunststoff handelt es sich um einen Wirkstoff, der aus einer Kunststoffmatrix einerseits und Verstärkungsfasern andererseits gebildet ist. Dabei umgibt die Kunststoffmatrix die Fasern, die durch Adhäsiv- oder Kohäsivkräfte an die Kunststoffmatrix gebunden sind. Als Verstärkungsfasern kommen insbesondere metallische Verstärkungsfasern aus Stahl in Betracht. Aber auch anorganische Verstärkungsfasern, wie z. B. Glas- oder Keramikfasern, oder organische Verstärkungsfasern, wie z. B. Kohlenstoff- und Polyesterfasern, sind möglich.
In das aus Kunststoff gebildete Gelenkgehäuse sind Einlegteile eingebettet, wie z. B. Gewindebuchsen, Schraubkanäle, Schraubstifte, Steckteile und dergleichen. Dererlei Einlegteile können auch als Funktionselemente bezeichnet werden, die kraftübertragend in das Gelenkgehäuse bei dessen Herstellung eingebracht werden und insofern eine innige Verbindung mit dem Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses eingehen. Anschlussteile zu anderen Bauelementen lassen sich auf einfacher Weise ausbilden und funktionsgerecht und positionsgenau am Gelenkgehäuse anordnen. Auch insofern ergibt sich ein Vorteil gegenüber aus dem Stand der Technik vorbekannten Stahl-Konstruktionen.
Die Einlegteile, d. h. die Funktionselemente bestehen aus Stahl.
Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung weist die Spurstange einen Axialzapfen auf, der zusammen mit einem Axialgehäuse das sogenannte Axialgelenk bildet. Dabei ist aus den schon vorgenannten Gründen und/oder Vorteilen auch das Axialgehäuse aus Kunststoff, vorzugsweise einem faserverstärkten Kunststoff gebildet.
Bei dem radseitigen Außengelenk handelt es sich bevorzugter Weise um ein Kugelgelenk. Dabei ist der Kugelkopf des Kugelgelenks innerhalb des Gelenkgehäuses verdrehbar und/oder verschwenkbar angeordnet. Darüberhinaus ist auch eine solche Ausgestaltung des Gelenkgehäuses möglich, der gemäß der am Kugelkopf des Kugelgelenks angeordnete Gelenkschaft innerhalb des Gelenkgehäuses angeordnet ist.
Mit der Erfindung wird des weiteren ein Gelenkgehäuse vorgeschlagen, und zwar insbesondere ein solches für Spurstangen von Kraftfahrzeugen mit einem Schaftabschnitt zur Aufnahme eines Axialzapfens und einem Kopfabschnitt zur Aufnahme eines Kugelgelenks, wobei das Gelenkgehäuse aus Kunststoff, vorzugsweise einem faserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Der Schaftabschnitt des Gelenkgehäuses verfügt über eine Gewindebohrung. In diese Gewindebohrung lässt sich zur Verbindung des Gelenkgehäuses mit einer Spurstange ein gelenkgehäuseseitig an der Spurstange angeordneter Axialzapfen eindrehen. Die Gewindebohrung ist erfindungsgemäß als Einlegteil beispielsweise in Form einer Gewindebuchse ausgebildet, die vom Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses umschlossen ist.
Das Gelenkgehäuse verfügt darüber hinaus über einen Kopfabschnitt. Dieser Kopfabschnitt ist mit einem Durchgangsloch versehen, das der gelenkigen Aufnahme beispielsweise eines Kugelkopfes eines Kugelgelenks dient. Auch das Durchgangsloch trägt erfindungsgemäß ein Einlegteil aus Stahl, und zwar in Form eines Lagerrings oder einer Lagerbuchse zur Aufnahme des Kugelkopfs beispielsweise eines Kugelgelenks. Anstelle eines Durchgangslochs kann auch ein geschlossenes Loch, das heißt ein Sackloch vorgesehen sein.
Als Verbindungsabschnitt zwischen Schaftabschnitt einerseits und Kopfabschnitt andererseits dient ein Halsabschnitt. Dabei sind Schaftabschnitt, Halsabschnitt und Kopfabschnitt als einstückiges Bauteil ausgebildet und bestehen erfindungsgemäß aus Kunststoff, vorzugsweise einem faserverstärkten Kunststoff.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung anhand der Figuren. Dabei zeigen
1 in schematischer Darstellung eine Spurstangenanordnung nach der Erfindung;
2 in einer teilgeschnittenen Seitenansicht ein Gelenkgehäuse nach der Erfindung und
3 in einer Draufsicht von oben das Gelenkgehäuse nach der Erfindung gemäß 2.
1 lässt schematisch die Vorderachse eines Kraftfahrzeuges erkennen. Zwei Räder 1 und 2 sind über in der Figur nicht dargestellte Radträger verschwenkbar an einem Achskörper 3 angeordnet. Eine in der Ausgestaltungsform nach 1 nicht geteilte Spurstange 4 ist radseitig jeweils gelenkig mit einem Spurhebel 5 bzw. 6 verbunden, zu welchem Zweck Gelenkanordnungen 7 und 8 vorgesehen sind.
Die Spurhebel 5 und 6 sind ihrerseits jeweils mittels einer Gelenkanordnung 9 bzw. 10 am Achskörper 3 angeordnet. Durch Einleitung einer Lenkkraft über einen in den Figuren nicht näher dargestellten Lenkhebel wird eine Verdrehbewegung der Räder 1 und 2 in an sich bekannter Weise mit Bezug auf die Zeichnungsebene nach links und/oder nach rechts bewirkt, wobei die Spurstange 4 die beiden Spurhebel 5 und 6 gelenkig miteinander verbindet.
Zur gelenkigen Anordnung der Spurstange 4 am Spurhebel 5 bzw. am Spurhebel 6 dient jeweils ein Gelenk, das beispielsweise als Kugelgelenk ausgebildet sein kann.
Zur Gelenkanbindung an die Spurstange 4 dienen Gelenkgehäuse 11, wobei die Spurstange 4 radseitig jeweils ein Gelenkgehäuse 11 trägt.
Die 2 und 3 zeigen beispielhaft ein Gelenkgehäuse 11, und zwar in teilgeschnittener Seitenansicht (2) und in einer Draufsicht von oben (3).
Das Gelenkgehäuse ist im gezeigten Ausführungsbeispiel aus drei Abschnitten gebildet, nämlich dem Kopfabschnitt 12, dem Schaftabschnitt 13 und dem Halsabschnitt 14, der den Schaftabschnitt 13 mit dem Kopfabschnitt 12 verbindet. Die Abschnitte des Gelenkgehäuses 11, das heißt der Kopfabschnitt 12, der Schaftabschnitt 13 und der Halsabschnitt 14 sind als einstückige Baukomponente ausgebildet und bestehen erfindungsgemäß aus Kunststoff, bevorzugterweise einem faserverstärktem Kunststoff.
Der Schaftabschnitt 13 verfügt über eine Bohrung 16, bevorzugterweise eine Gewindebohrung mit einem Gewindekerndurchmesser 17, der auf einen gewindetragenden Abschnitt einer Spurstange abgestimmt ist. Die Gewindebohrung 16 ist bevorzugterweise durch ein Einlegteil gebildet, das in das Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses 11 eingegossen ist.
Der Schaftabschnitt 13 trägt spurstangenseitig bevorzugterweise eine Schlüsselfläche 18, die es erlaubt, das Gelenkgehäuse 11 unter Zuhilfenahme eines entsprechenden Schlüsselwerkzeuges auf einen Axialabschnitt einer in den Figuren nicht gezeigten Spurstange aufzudrehen. Die Schlüsselfläche 18 kann dabei gleichfalls als Funktionselement in Form eines Einlegteils ausgebildet sein, das bei der Herstellung des Gelenkgehäuses 11 mit eingegossen wird.
Der Kopfabschnitt 12 des Gelenkgehäuses 11 ist mit einem Durchgangsloch 15 versehen. Dieses Durchgangsloch 15 dient beispielsweise der Aufnahme eines Kugelkopfes eines in den Figuren nicht näher gezeigten Kugelgelenks. Es kann in diesem Zusammenhang vorgesehen sein, das Durchgangsloch 15 auf seiner Innenseite 19 mit einer Lagerbuchse, einem Lagerring oder dergleichen auszurüsten, welches als Einlegteil ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste

1: Rad
2: Rad
3: Achskörper
4: Spurstange
5: Spurhebel
6: Spurhebel
7: Gelenkanordnung
8: Gelenkanordnung
9: Gelenkanordnung
10: Gelenkanordnung
11: Gelenkgehäuse
12: Kopfabschnitt
13: Schaftabschnitt
14: Halsabschnitt
15: Durchgangsloch
16: Bohrung
17: Gewindekerndurchmesser
18: Schlüsselfläche
19: Innenseite

Claims

Spurstangenanordnung mit einer Spurstange (4), die radseitig ein Gelenkgehäuse (11) trägt, wobei das Gelenkgehäuse (11) aus Kunststoff besteht und Einlegteile aus Stahl aufweist, die in das Kunststoffmaterial des Gelenkgehäuses (11) eingegossen sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (11) über eine Gewindebohrung verfügt, die als ein erstes Einlegteil ausgebildet ist, dass das Gelenkgehäuse (11) über einen Kopfabschnitt mit einem Durchgangs- oder Sackloch verfügt, das ein zweites Einlegteil trägt, das ein Lagerring oder eine Lagerbuchse ist, und dass ein Schaftabschnitt (13) des Gelenkgehäuses (11) eine Schlüsselfläche (18) trägt, die als ein drittes Einlegteil ausgebildet ist.
Spurstangenanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkgehäuse (11) aus faserverstärktem Kunststoff besteht.
Spurstangenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsfasern metallische Verstärkungsfasern aus Stahl vorgesehen sind.
Spurstangenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Verstärkungsfasern anorganische Verstärkungsfasern angeordnet sind.