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Die Erfindung betrifft einen Mehrpunktlenker, insbesondere Vierpunktlenker, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, insbesondere zur Anlenkung einer Fahrzeugachse an den Aufbau eines Fahrzeugs, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
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Für Achsaufhängungen von Nutzfahrzeugen oder anderen Fahrzeugen können Mehrpunktlenker eingesetzt werden, um eine Starrachse an den Rahmen des jeweiligen Fahrzeugs gelenkig anzubinden. Unterschiedliche Ausführungsformen von derartigen Mehrpunktlenkern sind aus der
EP 0 776 275 B1 bekannt. Diese Druckschrift zeigt auch in der dortigen
7 bereits einen im Wesentlichen x-förmigen Vierpunktlenker, der vier diagonal ausgerichtete Arme aufweist, die einerseits mit dem Fahrzeugrahmen und andererseits mit einer Starrachse des Fahrzeugs gelenkig verbunden sind und die durch zusätzliche Streben miteinander versteift sind. Die bekannten Mehrpunktlenker bestehen aus einem massiven Grundkörper aus Stahlguss und besitzen damit ein entsprechend hohes Gewicht.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Mehrpunktlenker, insbesondere einen Vierpunktlenker, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, sowie insbesondere zur gelenkigen Anbindung einer Starrachse an den Rahmen eines Fahrzeugs zu schaffen, der trotz gewichtsgünstigem Aufbau eine hervorragende Steifigkeit aufweist.
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Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird mit den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche gelöst. Besonders vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Mehrpunktlenkers sind in den Unteransprüchen offenbart.
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Gemäß Anspruch 1 wird ein Mehrpunktlenker, insbesondere ein Vierpunktlenker, für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug, vorgeschlagen, wobei der Mehrpunktlenker mehrere, insbesondere vier und/oder diagonal, von einem Zentralbereich abstehende Lenkerarme aufweist, und wobei zwischen wenigstens einem Teil der Lenkerarme wenigstens eine, zwei benachbarte Lenkerarme miteinander verbindende Stabilisierungsstrebe vorgesehen ist. Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, dass die wenigstens eine Stabilisierungsstrebe zusätzlich mit einem sich zwischen voneinander in Stabilisierungsstrebenlängsrichtung beabstandeten strebenseitigen Angriffs- und/oder Abstützpunkten erstreckenden Zuganker versehen und/oder versteift ist.
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Durch das erfindungsgemäße Zugankerkonzept mit den zwei voneinander beabstandeten strebenseitigen Angriffs- und/oder Abstützpunkten kann die jeweilige Stabilisierungsstrebe vorteilhaft verspannt bzw. versteift werden und somit insgesamt ein Mehrpunktlenker wesentlich verstärkt werden, um hohe Biegekräfte aufzunehmen. Zudem ergibt sich hiermit die Möglichkeit, den Mehrpunktlenker aus einer Leichtmetalllegierung oder aus einem faserverstärkten Kunststoffmaterial, beispielsweise aus Karbon, herzustellen. Damit kann ein Mehrpunktlenker insgesamt mit einem sehr geringen Gewicht realisiert werden und trotzdem eine hohe Verwindungssteifigkeit aufweisen.
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Eine besonders hohe Stabilität kann für den Mehrpunktlenker dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Stabilisierungsstrebe durch eine Stabilisierungssäule gebildet ist, die eine sich von einem ersten Säulenende ausgehende und sich in Richtung zum zweiten gegenüberliegenden Säulenende hin wenigstens über einen Teilbereich der Stabilisierungssäule erstreckende Längsausnehmung aufweist, die die in Stabilisierungsstrebenlängsrichtung beabstandeten strebenseitigen Angriffs- und/oder Abstützpunkte für den darin eingesetzten Zuganker ausbildet. Mit einem derartigen Aufbau wird eine bauraumgünstige Lösung zur Verfügung gestellt, die sich insbesondere auch herstellungstechnisch einfach umsetzen lässt und sich zudem durch eine hohe Funktionssicherheit auszeichnet. Konkret kann sich hierbei die Längsausnehmung, z. B. von dem ersten Säulenende ausgehend in Richtung zum zweiten gegenüberliegenden Säulenende über einen definierten Teilbereich bis zu einem Ausnehmungsboden, vorzugsweise bis zu einem auf Höhe eines Lenkerarmes liegenden Ausnehmungsboden, erstrecken, so dass der Zuganker einerseits im Bereich des Ausnehmungsbodens verankert ist und andererseits im Bereich des ersten Säulenendes abgestützt ist. Hier wird dann eine sichere Verspannung des Zugankers zwischen den jeweiligen Lenkerarmen erzielt, die sich optimal an die jeweiligen Gegebenheiten anpassen lässt. Insbesondere kann hierbei der Zuganker auf funktionssichere und einfache Weise durch eine Gewindeschraube gebildet sein, die einen sich im montierten Zustand am ersten Säulenende abstützenden Schraubenkopf und einen sich an den Schraubenkopf anschließenden Schraubenschaft aufweist, an dessen freiem Ende und damit beabstandet zum Schraubenkopf der Schraubenschaft mit einem Gewindeabschnitt versehen ist, mittels dem die Gewindeschraube in den Ausnehmungsboden eingeschraubt und damit verankert ist. Der restliche Schraubenschaftbereich ist in diesem Fall dann eingriffsfrei gehalten, z. B. mit einem Spaltabstand zu Umgebungswänden in der Ausnehmung angeordnet, um das erfindungsgemäße Zugankerkonzept zu realisieren. Alternativ dazu wäre in analoger Weise aber grundsätzlich auch eine durchgehende Ausnehmung mit gegenüberliegenden strebenseitigen Mündungsöffnungen denkbar, in deren Bereich sich dann der jeweilige Zuganker widerlagerartig abstützt.
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Das Material des wenigstens einen Zugankers kann ebenfalls an die jeweiligen Belastungsanforderungen angepasst sein. Bevorzugt werden Zuganker aus hochfestem Stahl verwendet.
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Gemäß einer weiteren konkreten Ausgestaltung kann vorgesehen werden, dass der Mehrpunktlenker wenigstens vier diagonal von dem Zentralbereich abstehende Lenkerarme aufweist, wobei zwischen jeweils zwei mit Bezug zum Zentralbereich und mit Bezug zur Fahrzeuglängsrichtung auf gegenüberliegenden Seiten liegenden Lenkerarmen jeweils eine Stabilisierungsstrebe mitsamt Zuganker vorgesehen ist, so dass die Stabilisierungsstreben jeweils einen in Längsrichtung vorderen Lenkerarm mit einem in Längsrichtung hinteren Lenkerarm des Mehrpunktlenkers verbinden. Damit ergibt sich insbesondere in Verbindung mit einer Anbindung einer Starrachse an einen Rahmen eines Fahrzeugs bzw. Nutzfahrzeugs eine hervorragende Krafteinleitungsmöglichkeit und damit Kräftebeherrschung bei gleichzeitig gewichtsgünstigem Aufbau. Weiter erhält man damit einen Mehrpunktlenker, der eine sehr gute Längs- und Querführungsfunktion aufweist und eine gute Stabilisierungsfunktion bezüglich auftretenden Wankbewegungen besitzt.
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Besonders vorteilhaft ist hierfür ein konkreter Aufbau, bei dem die Lenkerarme an den freien Enden Lagerstellen, insbesondere Lageraugen, aufweisen, und weiter die Stabilisierungsstreben im Bereich der in Fahrzeuglängsrichtung gesehen hinteren Lenkerarme jeweils an den dort angeordneten hinteren Lagerstellen angebunden sind und von dort aus, insbesondere geradlinig, in Fahrzeuglängsrichtung nach vorne zu den vorderen Lenkerarmen geführt und/oder dort angebunden sind. Beispielsweise können dann für ein einfaches Einsetzen der Zuganker die als Stabilisierungssäulen ausgebildeten Stabilisierungsstreben die vorderen Lenkerarme zur Ausbildung einer längsausnehmungsseitigen Mündungsöffnung in Fahrzeuglängsrichtung überragen.
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Eine weitere Erhöhung der Stabilität kann für den Mehrpunktlenker dadurch erreicht werden, dass die wenigstens eine Stabilisierungsstrebe zusätzlich mit wenigstens einer von dieser seitlich abstehenden Versteifungsrippe versteift ist. Diese wenigstens eine Versteifungsrippe kann für eine noch weitere Versteifung des Aufbaus zudem an wenigstens einem der Lenkerarme und/oder am Zentralbereich angebunden sein. Die Versteifungsrippen können dabei materialsparend und gewichtsgünstig eine kleinere Dicke aufweisen als die wenigstens eine Stabilisierungsstrebe.
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Der Zentralbereich selbst kann z. B. durch einen Überkreuzungsbereich der Lenkerarme gebildet sein. Sollte dies aus Steifigkeitsgründen gewünscht sein, können dann in diesem Fall die Lenkerarme im Überkreuzungsbereich durch zentralbereichseitige Versteifungsplatten versteift sein, um dadurch einen hochbelastbaren Mehrpunktlenker aus z. B. einer Leichtmetalllegierung oder einem faserverstärkten Kunststoff zu erhalten.
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Bei mehreren Stabilisierungsstreben bzw. -säulen müssen diese grundsätzlich nicht exakt parallel zueinander verlaufen, jedoch sieht die bevorzugte Ausführungsform vor, dass beide Stabilisierungsstreben bzw. -säulen wenigstens annähernd parallel zueinander und zu Rahmenträgern des Fahrzeugrahmens des jeweiligen Fahrzeugs angeordnet sind. Damit erhält man einen Mehrpunktlenker, der eine sehr gute Längs- und Querführungsfunktion aufweist und eine gute Stabilisierungsfunktion bezüglich auftretenden Wankbewegungen besitzt.
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Ferner wird ein Fahrzeug, insbesondere Nutzfahrzeug, mit einem erfindungsgemäßen Mehrpunktlenker beansprucht. Die sich hierdurch ergebenden Vorteile entsprechen den zuvor genannten Vorteilen.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.
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Die einzige Figur (1) zeigt eine schematische Draufsicht auf einen hier als Vierpunktlenker ausgebildeten beispielhaften Mehrpunktlenker.
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Die Draufsicht von 1 zeigt konkret einen in seiner Grundform x-förmigen Vierpunktlenker 1, der vordere Lageraugen 2, 3 und hintere Lageraugen 4, 5 zur Anlenkung einer angedeuteten Starrachse 6 an einen aus zwei Längsträgern 7, 8 bestehenden Rahmen eines nicht näher dargestellten Kraft- bzw. Nutzfahrzeugs aufweist. An den Längsträgern 7, 8 sind hierzu Lagerelemente 9, 10 angebracht, an denen die Lageraugen 2, 3 gelenkig befestigt sind.
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Der Vierpunktlenker 1 besitzt einen durch sich überkreuzende Lenkerarme 12 bis 15 gebildeten Zentralbereich 11, von dem die Lenkerarme 12 bis 15 diagonal ausgerichtet abstehen. Die vorderen Lenkerarme 12, 13 führen zu den vorderen Lageraugen 2, 3, während die hinteren Lenkerarme 14, 15 zu den hinteren Lageraugen 4, 5 führen. Sämtliche Lenkerarme 12 bis 15 haben einen im Wesentlichen kreisförmigen oder ovalen Querschnitt oder können als Doppel-T-Träger ausgebildet sein.
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Zur Stabilitätserhöhung besitzt der Vierpunktlenker 1 eine linksseitige Stabilisierungssäule 16 und eine rechtsseitige Stabilisierungssäule 17. Beide Stabilisierungssäulen 16, 17 erstrecken sich hier im Wesentlichen parallel zueinander und zu den Längsträgern 7, 8 des Fahrzeugrahmens und somit im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung x. Beide Stabilisierungssäulen 16, 17 erstrecken sich von den jeweils hinteren Lageraugen 4; 5 zu einem jeweils vorderen, mit einer gegenüber dem angrenzenden Lenkerarmbereich verdickten Lenkerarmbereich der vorderen Lenkerarme 12; 13, der an die zugehörigen Lageraugen 2; 3 angrenzt.
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Beide Stabilisierungssäulen 16, 17 sind in Säulenlängsrichtung gesehen jeweils mit einer z. B. durch eine Längsbohrung 18, 19 gebildeten Längsausnehmung versehen, in die jeweils ein hier durch eine Gewindeschraube gebildeter Zuganker 20, 21 eingesetzt bzw. eingeschraubt ist. Die Zuganker 20, 21 weisen an ihren der Starrachse 6 zugewandten Enden jeweils einen Gewindeabschnitt 22, 23 auf, der in einen entsprechend zugeordneten und im Ausnehmungsbodenbereich ausgebildeten Gegengewindeabschnitt 29, 30 der Längsbohrung 18, 19 eingreift. Am gegenüberliegenden Ende weisen die beiden Zuganker 20, 21 jeweils einen z. B. als Sechskant ausgebildeten Schraubenkopf 24, 25 auf, der sich an der jeweils zugehörigen Stabilisierungssäule 16, 17 abstützt, so dass der Zuganker 20, 21 entsprechend verspannt ist. Die beiden Stabilisierungssäulen 16, 17 ragen nach vorne über die vorderen Lenkerarme 12, 13 geringfügig hinaus und bilden dort neben den stirnseitigen Anlageflächen für die Schraubköpfe 24, 25 auch die Mündungsöffnung aus, über die die Zuganker 20, 21 in die Stabilisierungssäulen 16, 17 eingeführt werden.
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Zur weiteren Verstärkung des Vierpunktlenkers 1 sind seitlich an den Stabilisierungssäulen 16, 17 Verstärkungsrippen 26, 27 angeordnet, die sich einseitig oder auch beidseitig von den jeweiligen Stabilisierungssäulen 16, 17 zwischen den vorderen und den hinteren Lenkerarmen 12 bis 15 erstrecken können.
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Die Lenkerarme 12 bis 15 sind im zentralbereichseitigen Überkreuzungsbereich hier beispielhaft schmäler ausgebildet als im Bereich der Anbindung der Stabilisierungssäulen 16, 17. Ggf. könnte hier dann, wie in der 1 gezeigt, vorgesehen sein, die Lenkerarme 12 bis 15 dort, also im zentralbereichseitigen Überkreuzungsbereich, durch zentralbereichseitige Versteifungsplatten 28 zu versteifen. Der Zwischenraum zwischen den Stabilisierungssäulen 16, 17 und dem Zentralbereich 11 kann ggf. auch mit den Versteifungsplatten 28 vollständig geschlossen werden.
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Die Stabilisierungssäulen 16, 17 können einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen, in dem die jeweilige Längsbohrung 18, 19 mittig angeordnet ist.
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Der dargestellte Vierpunktlenker 1 ist zur Gewichtsersparnis aus einer Leichtmetalllegierung oder einem faserverstärktem Kunststoff bzw. aus Karbon hergestellt. Das Profil der diagonal vom Zentralbereich abragenden Lenkerarme 12 bis 15 kann im Wesentlichen kreisförmig, oval oder aber auch teilweise oder vollständig als Doppel-T-Profil ausgebildet sein.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Vierpunktlenker
- 2, 3
- vordere Lageraugen
- 4, 5
- hintere Lageraugen
- 6
- Starrachse
- 7, 8
- Längsträger
- 9, 10
- Lagerelemente
- 11
- Zentralbereich
- 12, 13
- vordere Lenkerarme
- 14, 15
- hintere Lenkerarme
- 16, 17
- Stabilisierungssäulen
- 18, 19
- Längsbohrungen
- 20, 21
- Zuganker
- 22, 23
- Gewindeabschnitte
- 24, 25
- Schraubköpfe
- 26, 27
- Verstärkungsrippen
- 28
- Versteifungsplatten
- 29, 30
- Gegengewindeabschnitte
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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