DE102012004403A1

DE102012004403A1 - Vorrichtung zur Verbindung eines Achskörpers mit einem Lenker

Info

Publication number: DE102012004403A1
Application number: DE201210004403
Authority: DE
Inventors: Hubert Temmen; Torsten Bispink
Original assignee: Schomacker Federnwerk GmbH; SCHOMAECKER FEDERNWERK GmbH
Current assignee: Schomacker Federnwerk GmbH; SCHOMAECKER FEDERNWERK GmbH
Priority date: 2012-03-02
Filing date: 2012-03-02
Publication date: 2013-09-05
Anticipated expiration: 2032-03-03
Also published as: DE102012004403B4

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung 1 zur Verbindung eines Achskörpers 2 einer Radachse eines Fahrzeuges mit einer den Achskörper 2 oberhalb oder unterhalb kreuzenden, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Lenker 3 mit einem zwischen dem Achskörper 2 und dem Lenker gelegenen und diese bereichsweise begrenzenden Achslappen 7 und mit einer von Zugstangen 6 durchsetzten, den Achskörper 2 oder den Lenker 3 bedeckende Kopfplatte 4, wobei die Zugstangen 6 den Achskörper 2 oder den Lenker 3 umgreifen und der Achskörper 2 und der Lenker 3 über die Zugstangen 6 und die Kopfplatte 4 miteinander verspannbar sind. Um mit baulich einfachen Mitteln die Verspannung zwischen den Teilen deutlich zu verbessern, ist vorgesehen, dass der Achslappen 7 zwar mit Abstand voneinander vorgesehene, den Achskörper bereichsweise begrenzende Schenkel 7.1 und zwei mit Abstand voneinander angeordnete, den Lenker 3 bereichsweise begrenzende Schenkel 7.2 aufweist, wobei sowohl die den Achskörper 2 begrenzenden als auch die den Lenker 3 begrenzenden Schenkel 7.1, 7.2 von Zugstangen 6 durchsetzt sind, um bei einem Spannen der Zugstangen 6 in Richtung des Achskörpers 2 und in Richtung des Lenkers 3 verformbar sind und den Achskörper 2 und den Lenker 3 klemmen.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Verbindung eines Achskörpers einer Radachse eines Fahrzeuges mit einer den Achskörper oberhalb und unterhalb kreuzenden, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Lenker mit einem zwischen dem Achskörper und dem Lenker gelegenen und diese bereichsweise begrenzenden Achslappen und mit einer von Zugstangen durchsetzten, den Achskörper oder den Lenker bedeckenden Kopfplatte, wobei die Zugstangen den Achskörper oder den Lenker umgreifen und der Achskörper und der Lenker über die Zugstangen und die Kopfplatte miteinander verspannbar sind.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der DE 10 2009 030 633 A1 bekannt. Bei dieser Vorrichtung zur Verbindung eines Achskörpers mit einem Lenker, der im nachfolgenden auch gleichgesetzt werden soll mit einer Blattfeder, ist eine Kopfplatte vorgesehen, die von Zugstangen durchsetzt ist, die über Muttern zu verspannen sind.
Zwischen dem Lenker bzw. der Blattfeder und dem Achskörper ist ein Achslappen befestigt, der Ausnehmungen aufweist, in denen die Zugstangen angeordnet sind. Der Achslappen hat jeweilige Schenkel, die bereichsweise den Achskörper bzw. den Lenker oder die Blattfeder seitlich begrenzen. Um die Zugstangen vor statischen oder dynamischen Kräften im Fahrbetrieb zu entlasten, ist vorgesehen, dass die in der Kopfplatte vorgesehenen Öffnungen für die Zugstangen zur Kopfplattenaußenseite hin mit sphärischen Pfannenausnehmungen versehen sind, wobei die Übertragung der Abstützkräfte der jeweiligen Mutter einer Zugstange gegenüber der Kopfplatte ausschließlich in dieser sphärischen Pfanne erfolgt. Damit lässt sich in einem gewissen Maße eine Entlastung der den Achskörper und die Lenker bzw. die Blattfeder spannenden Zugstange von statischen und dynamischen Kräften herbeiführen. Diese kann jedoch in einem rauen Alltagsbetrieb eines Fahrzeuges nicht in vollem Maße befriedigen.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Vorrichtung zur Verbindung eines Achskörpers einer Radachse eines Fahrzeuges mit einer den Achskörper oberhalb oder unterhalb kreuzenden, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Lenker, oder gleichbedeutend einer Feder, zu schaffen, die mit einfachen baulichen Mitteln einen innigen Verbund zwischen dem Lenker bzw. der Feder und dem Achskörper gewährleistet.
Zur Lösung dieser Aufgabe zeichnet sich die Vorrichtung der eingangs genannten Art dadurch aus, dass der Achslappen zwei mit Abstand voneinander vorgesehene, den Achskörper bereichsweise begrenzende Schenkel und zwei mit Abstand voneinander angeordnete, den Lenker bereichsweise begrenzende Schenkel aufweist, wobei sowohl die den Achskörper begrenzenden als auch die den Lenker begrenzenden Schenkel von Zugstangen durchsetzt sind und bei einem Spannen der Zugstangen in Richtung des Achskörpers bzw. in Richtung des Lenkers verformbar sind und den Achskörper und den Lenker klemmen.
Bei der Vorrichtung nach der Erfindung sind die Zugstangen nicht mehr frei an dem Achslappen geführt, sondern durchsetzen die jeweiligen Schenkel des Achslappens, und zwar sowohl die, die einerseits den Achskörper begrenzen, aber auch andererseits diejenigen, die den Lenker begrenzen dergestalt, dass bei einem Spannen der Zugstangen über beispielsweise Muttern, die sich oberhalb der Kopfplatte befinden, die jeweiligen Schenkel eine Bewegung und damit eine Verformung auf den Achskörper einerseits und andererseits auf den Lenker durchmachen, so dass diese nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig an dem Achskörper und dem Schenkel im Sinne einer Verklemmung anliegen. Damit ist der Verbund nicht nur durch die Zugkräfte gesichert, sondern auch noch durch im Wesentlichen quer zu den Zugkräften ausgerichtete Klemmkräfte. Dies ist mit einem nur geringen baulichen Aufwand zu vollziehen, wobei jedoch statische und dynamische Kräfte im rauen Alltagsbetrieb sicher zu beherrschen sind.
Die Verformung kann sich im elastischen Bereich der Schenkel des Achslappens vollziehen, jedoch kann durch die geeignete Auswahl von Werkstoffen des Achslappens jedoch auch eine Verformung im plastischen Bereich vorgesehen werden. Durch den Einsatz von Nicht-Eisenmetallen als Werkstoff des Achslappens kann ein besonderes Blech zwischen einem Lenker und einem Achskörper entfallen. Dies kann sich günstig auf das Abfangen von Spannungsspitzen auswirken, die punktuell durch etwaige Unebenheiten an den Oberflächen im rauen Alltagsbetrieb einer Fahrzeugachse entstehen. Bei einer eingestellten höheren Elastizität des jeweiligen Werkstoffes des Achslappens ist auch eine größere elastische Verformung der Schenkel möglich.
Die Verformung der jeweiligen Schenkel des Achslappens lässt sich in baulich einfacher Weise dadurch herbeiführen, dass die jeweilige Berührungsfläche des Achslappens zwischen den Schenkeln auch einen Abstand zu dem zugeordneten Teil, also zu dem zugeordneten Lenker bzw. einer Feder und dem zugeordneten Achskörper aufweisen. Dieser Abstand ist parallel zur Zugkraft der jeweiligen Zugstange ausgebildet, so dass bei einem Verspannen der Kopfplatte mit den jeweiligen Zugstangenelementen, z. B. durch eine auf ein Schraubgewinde aufsetzbare und anziehbare Mutter, sich die Berührungsfläche auf den Achskörper bzw. den Lenker bzw. die Feder zu bewegt unter gleichzeitiger Verformung der jeweiligen Schenkel, und zwar in Richtung auf die jeweiligen begrenzenden Flächen des Achskörpers und des Schenkels. Dazu durchsetzen die Zugstangen die jeweiligen Schenkel, die bei einer im Wesentlichen quadratischen Ausbildung oder rechteckigen Ausbildung mit abgerundeten Eckbereichen des Achskörpers und des Lenkers im Wesentlichen als sich einander kreuzende Schenkel mit sich kreuzenden Querschnittsbereichen ausgebildet sind, mit einer entsprechenden Bohrung, die ein Übermaß gegenüber den Zugstangenelementen haben, sodass die entsprechende Verformung der Schenkel bewirkt werden kann.
Im ungespannten Zustand ist dabei ein Spaltmaß zwischen dem Achslappen und dem Achskörper vorhanden, wobei die Eckradien der Achslappen bereits am Achskörper anliegen. Beim Spannen der Zugstangen verringert sich das Spaltmaß auf annähernd ”Null”, wobei seitliche Schenkel auf den Achskörper und/oder den Lenker zubewegt werden.
Dieser Abstand an den jeweiligen Berührungsflächen kann beispielsweise derart vorgesehen sein, dass sich im Ursprungszustand, d. h. im umgespannten Zustand der Zugstangen, der Bereich zwischen den Schenkeln des Achslappens im Wesentlichen geradlinig bis zu abgerundeten Eckbereichen im Übergangsbereich zu den Schenkeln erstreckt. Er kann aber auch ein abgerundeter Querschnitt an den Berührungsflächen ausgebildet sein oder ein im Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmiger Querschnitt auf alle Fälle sicherzustellen ist, dass sich beim Spannen der Zugstangen die dem Achskörper und dem Lenker zugeordneten Berührungsflächen auf diese zu bewegen unter gleichzeitiger Verformung der Schenkel auf die jeweiligen zugeordneten Teile zu, also den Achskörper und den Lenker. Das jeweilige Abstandsmaß der Zugstangenlängsachse zu der mittleren Längsebene, die den Hebelarm der Zugstangenkraft ausmacht, ist entsprechend zu wählen.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus weiteren Unteransprüchen, der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigen:
1 ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung nach der Erfindung in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung;
2 eine Seitendarstellung (Lenker geschnitten) auf das Ausführungsbeispiel nach 1;
3 eine Vorderansicht auf das Ausführungsbeispiel nach 1 in der Ausgangsstellung mit ungespannten Zugstangen mit geschnittenem Achskörper;
4 eine zu 3 analoge Darstellung im gespannten Zustand der Zugstangen mit verformten Seitenschenkeln.
In der Zeichnung sind übereinstimmende Teile mit übereinstimmenden Bezugsziffern versehen. Allgemein mit 1 ist die Vorrichtung zur Verbindung des dargestellten Achskörpers 2 beziffert. Der Achskörper 2 soll die Achse eines Fahrzeuges, beispielsweise eines Nutzfahrzeuges, sein. Oberhalb des Achskörpers 2 kreuzt diesen ein sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckender Lenker 3. Dieser Lenker 3 kann auch eine sich in Längsrichtung erstreckende Blattfeder sein. Die Vorrichtung 1 weist eine Kopfplatte 4 auf sowie mit einem Gewinde 5 versehene Zugstangen 6, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel als zwei Zugstangenpaare ausgebildet sind. Diese Enden der Zugstangen 6 durchsetzen entsprechende Bohrungen in der Kopfplatte 4. Zudem ist ein allgemein mit 7 bezifferter Achslappen vorgesehen, der jeweils zwei Paare von Schenkeln 7.1 und 7.2 aufweist. Der Achskörper 2 und der Lenker 3 sind im Wesentlichen rechteckig bzw. quadratisch ausgebildet mit abgerundeten Eckbereichen, so dass die zwei Paare von Schenkeln 7.1 und 7.2 im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind, die ihrerseits von Bohrungen 8 versehen sind, die von den Zugstangen 6 durchsetzt sind. Die Bohrungen 8 haben, wie aus 1 ersichtlich, ein entsprechendes Übermaß, so dass sich die Schenkel 7.1 und 7.2 in Richtung des Achskörpers 2 und des Lenkers 3 beim Anziehen der Mutter 9 im Sinne eines Klemmens des Achskörpers 2 und des Lenkers 3 verformen können. Der Achslappen 7 hat zwischen den Schenkeln 7.1 eine Berührungsfläche 10 und zwischen den Schenkeln 7.2 eine entsprechende Berührungsfläche 11. Im dargezeigten Ausführungsbeispiel sind die Berührungsflächen geradlinig ausgebildet. Dies verdeutlicht noch einmal näher die Darstellung nach 2.
In 3 ist im Gegensatz zu 2 nicht der Lenker 3 geschnitten, sondern der Achskörper 2. In 3 ist der Ausgangszustand der Teile dargestellt, d. h. ein Zustand, in dem die Kopfplatte 4 und die Zugstangenpaare 6 den Achskörper 2 und den Lenker 3 noch nicht miteinander verspannt haben. An der Berührungsfläche 10 des Achslappens 7 ist gegenüber der zugewandten Fläche des Achskörpers 2 noch ein Abstand A vorgesehen. Die dem Achskörper 2 zugewandten Innenflächen der Schenkel 7.1 der Achslappen liegen noch ohne Klemmfunktion in einem gewissen Spaltmaß an den zugewandten seitlichen Begrenzungswänden des Achskörpers 2 an.
In 4 ist die gleiche Darstellung wie in 3 wiedergegeben, jedoch in einem Zustand, wo die Muttern 9 der Zugstangen 6 angezogen wurden mit dem Ergebnis, dass sich die Berührungsfläche 10 auf die zugewandte äußere Fläche des Achskörpers 2 zu bewegt hat mit dem Ergebnis, dass die Schenkel 7.1 sich in Richtung der Pfeile P auf den Achskörper zu bewegt haben im Sinne eines Klemmvorganges, so dass der Achslappen 7 den Achskörper 2 nicht nur formschlüssig, sondern auch kraftschlüssig festklemmt. Gleiches ist in völlig analoger Weise an dem Lenker 3 vollzogen worden, weil die dortige Berührungsfläche 11 ebenfalls einen vorherigen Abstand A hatte, der im angezogenen Zustand gemäß 4 in ein ”Null”-Abstandsmaß überführt wurde, wie dies in 4 dargestellt ist. Somit sind beide Teile durch das vorher vorgesehene Abstandsmaß A formschlüssig und kraftschlüssig geklemmt, so dass im Alltagsbetrieb einer Fahrzeugachse wesentlich größere Beanspruchungen aufgenommen werden können, ohne zusätzliche bauaufwendige Teile vorsehen zu müssen. Die entsprechende Verformung der Schenkel 7.1 und 7.2 kann sich im elastischen Bereich aber auch im plastischen Bereich vollziehen, was durch die jeweilige geeignete Werkstoffauswahl beeinflusst werden kann.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009030633 A1 [0002]

Claims

Vorrichtung (1) zur Verbindung eines Achskörpers (2) einer Radachse eines Fahrzeuges mit einer den Achskörper (2) oberhalb oder unterhalb kreuzenden, sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckenden Lenker (3) mit einem zwischen dem Achskörper (2) und dem Lenker (3) gelegenen und diese bereichsweise begrenzenden Achslappen (7) und mit einer von Zugstangen (6) durchsetzten, den Achskörper (2) oder den Lenker (3) bedeckenden Kopfplatte (4), wobei die Zugstangen (6) den Achskörper (2) oder den Lenker (3) umgreifen und der Achskörper (2) und der Lenker (3) die Zugstangen (6) und die Kopfplatte (4) miteinander verspannbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Achslappen (7) zwei mit Abstand voneinander vorgesehene, den Achskörper (2) bereichsweise begrenzende Schenkel (7.1) und zwei mit Abstand voneinander angeordnete, den Lenker (3) bereichsweise begrenzende Schenkel (7.2) aufweist, wobei sowohl die den Achskörper (2) begrenzenden als auch die den Lenker (3) begrenzenden Schenkel (7.1, 7.2) von Zugstangen (6) durchsetzt sind und bei einem Spannen der Zugstangen (6) in Richtung des Achskörpers (2) und in Richtung des Lenkers (3) verformbar sind und den Achskörper (2) und den Lenker (3) klemmen.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Achslappen (7) an seinen den Achskörper (2) und den Lenker (3) bereichsweise begrenzenden Berührungsflächen (10, 11) im ungespannten Zustand der Zugstangen (6) jeweils einen Abstand (A) zu dem Achskörper (2) und zu dem Lenker (3) aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass im ungespannten Zustand einer Zugstange (6) die zwischen den den Achskörper (2) begrenzenden Schenkeln (7.1) und die zwischen den den Lenker (3) begrenzenden Schenkeln (7.2) gelegenen Berührungsflächen (10, 11) des Achslappens (7) zumindest bereichsweise einen Höhenabstand (A) zu dem Achskörper (2) und dem Lenker (3) aufweisen.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Höhenabstand (A) im ungespannten Zustand einer Zugstange (6) über die gesamte Länge der Berührungsfläche (10, 11) des Achslappens (7) erstreckt.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Höhenabstand (A) des Achslappens (7) zu der jeweiligen Berührungsfläche (10, 11) zu den jeweiligen Schenkeln (7.1, 7.2) des Achslappens (7) hin verringert.
Vorrichtung nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass im ungespannten Zustand einer Zugstange (6) die Berührungsfläche (10, 11) eine im Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmige oder gerundete Querschnittsgestalt aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die den Achskörper (2) und den Lenker (3) begrenzenden Schenkel (7.1, 7.2) im Wesentlichen rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind mit einander kreuzenden Querschnittsbereichen (7.3), wobei die einander kreuzenden Querschnittsbereichen (7.3) jeweils Zugstangen (6) durchsetzen.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugstangen (6) als zwei Zugstangenpaare ausgebildet sind, die den Achskörper (2) oder den Lenker (3) umgreifen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass ein Achskörper (2) und ein Lenker (3) im Wesentlichen quadratisch oder rechteckförmig ausgebildet ist mit abgerundeten Eckbereichen, wobei sich zwischen den Eckbereichen eine jeweilige Berührungsfläche (10, 11) des Achslappens (7) erstreckt.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Achslappen (7) aus einem nicht-eisenmetallischen Werkstoff besteht.