DE102013223549A1

DE102013223549A1 - Achsschenkellenkeinrichtung a vehicle

Info

Publication number: DE102013223549A1
Application number: DE102013223549.6A
Authority: DE
Inventors: Fabio Guerra
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2013-11-19
Filing date: 2013-11-19
Publication date: 2015-05-21

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achsschenkellenkeinrichtung eines Fahrzeugs, mit einem einen Träger (2) aufweisenden Achsschenkel (1), und mit einer Spindel (3), auf der eine Radnabe (4) drehbar gelagert angeordnet ist, bei der die Spindel (3) an radial gegenüberliegenden Enden des Trägers (2) über ein erstes und ein zweites Gelenk (5) an diesem gelenkig befestigt ist, bei welcher die beiden Gelenke (5) jeweils ein spindelseitiges erstes Gelenkelement (6) und ein trägerseitiges zweites Gelenkelement (7) aufweisen, bei der die beiden Gelenkelemente (6, 7) eines jeden Gelenks (5) über jeweils einen mit dem spindelseitigen Gelenkelement (6) verschraubbaren Bolzen (8) miteinander verbunden sind, und bei der bei zumindest einem der beiden Gelenke (5) zwischen dem spindelseitigen Gelenkelement (6) und dem trägerseitigen Gelenkelement (7) ein axial sowie radial belastbares Lager (9) und ein vorgespanntes Federelement (10) angeordnet sind. Um eine gezielte Einstellung eines Verschwenkwiderstands der Achsschenkellenkeinrichtung mit geringem Aufwand zu ermöglichen, ist vorgesehen, dass die Vorspannung des Federelements (10) sowie die axiale Vorbelastung des Lagers (9) gemeinsam mittels der in das spindelseitige Gelenkelement (6) einschraubbaren Länge des Bolzens (8) voreinstellbar sind, und dass die einschraubbare Länge des Bolzens (8) mittels einer oder mehrerer Distanzscheiben (11) einstellbar ist, welche zwischen dem Bolzen (8) und dem spindelseitigen Gelenkelement (6) angeordnet sind.The invention relates to a steering knuckle device of a vehicle, comprising a steering knuckle (1) having a support (2), and a spindle (3) on which a wheel hub (4) is rotatably mounted, in which the spindle (3) is attached radially opposite ends of the carrier (2) via a first and a second joint (5) is hinged thereto, wherein the two joints (5) each have a spindle-side first hinge element (6) and a carrier-side second hinge element (7) at in that the two joint elements (6, 7) of each joint (5) are connected to one another via a respective bolt (8) which can be screwed to the spindle-side joint element (6), and in the case of at least one of the two joints (5) between the spindle-side joint element (6) and the carrier-side joint element (7) an axially and radially resilient bearing (9) and a prestressed spring element (10) are arranged. In order to allow a targeted adjustment of a pivoting resistance of the steering knuckle with little effort, it is provided that the bias of the spring element (10) and the axial preload of the bearing (9) together by means of the screw in the spindle-side joint member (6) screwed length of the bolt (8 ) are preset, and that the screw-in length of the bolt (8) by means of one or more spacers (11) is adjustable, which are arranged between the bolt (8) and the spindle-side joint element (6).

Description

Die Erfindung betrifft eine Achsschenkellenkeinrichtung eines Fahrzeugs gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. The invention relates to a steering knuckle device of a vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Achsschenkel sind als Bauteile zum Tragen und drehbaren Verbinden von Rädern an Achsen von Straßen- und Schienenfahrzeugen in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Außerdem sind Lenkeinrichtungen für Fahrzeuge mit einem Radgetriebe bekannt. Bei einer solchen Vorrichtung kann das Radgetriebe über einen Träger mit einem Fahrzeugchassis verbunden sein. Das Radgetriebe ist dabei meistens als kompaktes Planetengetriebe ausgebildet. Der Träger besitzt eine Wellendurchführung zur Aufnahme einer aus dem Träger herausragenden Welle oder Achse, und das Radgetriebe ist mit einem vorzugsweise elektrischen Antriebsmotor antriebsverbunden. Die Lenkeinrichtung weist in der Regel ein Lenkelement, ein Gleichlaufgelenk sowie ein oder mehrere Lager und Bolzen für eine lenkbare Verbindung zwischen der Achse und einer Radnabe eines Antriebsrads auf. Das Antriebsdrehmoment eines Getriebeabtriebs wird zum Antrieb des angelenkten Antriebsrads über das Gleichlaufgelenk auf eine Abtriebswelle übertragen. Knuckles are known as components for carrying and rotatably connecting wheels to axles of road and rail vehicles in various embodiments. In addition, steering devices for vehicles with a wheel gear are known. In such a device, the wheel gear may be connected via a carrier with a vehicle chassis. The wheel gear is usually designed as a compact planetary gear. The carrier has a shaft passage for receiving a projecting from the carrier shaft or axis, and the wheel gear is drivingly connected to a preferably electric drive motor. The steering device usually has a steering element, a constant velocity joint and one or more bearings and bolts for a steerable connection between the axle and a wheel hub of a drive wheel. The drive torque of a transmission output is transmitted to drive the articulated drive wheel via the constant velocity joint to an output shaft.

Zur Stabilisierung des Fahrverhaltens eines Fahrzeugs mit einer Achsschenkellenkung weist die Lagerung der Lenkeinrichtung üblicherweise einen Verdrehwiderstand auf. Ein geeigneter Verdrehwiderstand kann beziehungsweise durch das Vorsehen eines Übermaßes zwischen einem Verbindungsbolzen und einem Träger erzeugt werden, oder mittels einer auf die Lager wirksame Verschraubung des Verbindungsbolzens an einem Gehäuseteil mit einer daraus folgenden und gewünschten Lagervorbelastung durch ein Reibmoment. To stabilize the driving behavior of a vehicle with a steering knuckle steering, the bearing of the steering device usually has a torsional resistance. A suitable torsional resistance can be generated or by the provision of an oversize between a connecting bolt and a carrier, or by means of a bearing on the bearing effective bolting of the connecting bolt to a housing part with a consequent and desired bearing preload by a friction torque.

Aus der DE 691 07 204 T2 ist eine Achse eines Fahrzeugs mit einem Achsschenkel bekannt, an dem eine Radnabe gelenkig befestigt ist. Die Radnabe ist dabei auf einer Spindel drehbar gelagert. Radial innerhalb der Spindel ist eine Stummelwelle abgedichtet und drehbar gelagert angeordnet. Die Stummelwelle ist über ein Gleichlaufgelenk mit einer Achswelle verbunden, welche radial innerhalb eines Trägers drehbar gelagert angeordnet sowie gegenüber diesem abgedichtet ist. Der Träger weist zwei radial gegenüberliegende Enden auf, an denen die Spindel der Radnabe durch zwei koaxial angeordnete Gelenke befestigt. Dadurch sind der Träger und die Spindel um eine Drehachse drehbar durch die beiden Gelenke miteinander verbunden. From the DE 691 07 204 T2 An axle of a vehicle with a steering knuckle is known, to which a wheel hub is articulated. The wheel hub is rotatably mounted on a spindle. Radially inside the spindle, a stub shaft is sealed and rotatably mounted. The stub shaft is connected via a constant velocity joint with an axle shaft, which is arranged radially rotatably mounted within a carrier and sealed with respect to this. The carrier has two radially opposite ends to which the spindle of the wheel hub is secured by two coaxially arranged joints. As a result, the carrier and the spindle are connected to each other about an axis of rotation rotatable by the two joints.

Jedes der beiden Gelenke weist ein erstes, an dem Träger ausgebildetes Gelenkelement, sowie ein zweites, an der Spindel ausgebildetes Gelenkelement auf. Zwischen den beiden Gelenkelementen eines der beiden Gelenke ist eine angefederte Spieleinstelleinrichtung angeordnet. Eines der beiden Gelenkelemente dieses Gelenks weist einen Sockel auf, in dem ein Lager aufgenommen ist. Das andere der beiden Gelenkelemente weist einen Gelenkzapfen beziehungsweise Bolzen auf, der mit dem genannten Lager in Eingriff steht. Each of the two joints has a first, formed on the carrier joint element, and a second, formed on the spindle joint element. Between the two joint elements of one of the two joints a sprung Spieleinstelleinrichtung is arranged. One of the two hinge elements of this joint has a base in which a bearing is received. The other of the two hinge elements has a pivot pin or pin which engages with said bearing.

An dem Gelenkzapfen ist ein Flansch ausgebildet, über den der Gelenkzapfen mit einem Armansatz der Spindel mittels Schrauben verschraubt ist. Der Gelenkzapfen besteht aus zwei zylindrischen Abschnitten unterschiedlichen Durchmessers, zwischen denen eine Schulter ausgebildet ist. Um die Öffnung des Sockels desjenigen Gelenkelements herum, welches das Lager aufnimmt, ist eine Dichtfläche ausgebildet. Zwischen der Schulter des Zapfens und dieser Dichtfläche ist eine Federscheibe mit einer bestimmten Vorspannung angeordnet. Das gegenüberliegende Gelenk weist einen entsprechenden Zapfen sowie ein Gleitlager auf. Durch die Vorspannung der Federscheibe wirkt diese zum einen als eine an ihrem Gelenk wirksame Dichtung zwischen dem Träger sowie der Spindel, zum anderen verhindert sie Relativbewegungen zwischen den Zapfen sowie den Lagern und hält die Laufbahnen des gegenüberliegend angeordneten Gleitlagers in ständigem Reibkontakt. On the pivot pin, a flange is formed, via which the pivot pin is screwed to an arm attachment of the spindle by means of screws. The pivot pin consists of two cylindrical sections of different diameters, between which a shoulder is formed. Around the opening of the base of that hinge element which receives the bearing, a sealing surface is formed. Between the shoulder of the pin and this sealing surface a spring washer with a certain bias is arranged. The opposite hinge has a corresponding pin and a plain bearing. Due to the bias of the spring washer acts on the one hand as a joint effective at its joint between the carrier and the spindle, on the other hand it prevents relative movement between the pins and the bearings and keeps the raceways of the opposite sliding bearing in constant frictional contact.

Aus der DE 36 16 998 A1 ist eine Nachlauflenkachse für einen Fahrzeuganhänger bekannt, bei der die Räder über Lenkschenkel beziehungsweise Achsschenkel an einem Achskörper angelenkt sowie über Lenkhebel und eine Spurstange miteinander verbunden sind. Diese Nachlauflenkachse weist eine Stabilisierungseinrichtung auf, die aus zwischen den Lenkschenkeln und dem Achskörper angeordneten Drucklagern besteht. Die Drucklager bestehen jeweils aus einer am Lenkschenkel befestigten unteren Druckscheibe und einer mit dieser korrespondierenden oberen Druckscheibe, welche am Achskörper befestigt ist. Die Druckscheiben weisen ineinander greifende wellenförmige Gleitflächen auf. Die Drehachse des Lenkschenkels ist durch einen Lenkbolzen festgelegt, der in dem Achskörper angeordnet ist. Die Stabilisierungseinrichtung ist durch eine Feder elastisch vorgespannt, um einen Lenkeinschlag des Anhängers bei Geradeausfahrt zu vermeiden. Bei einer Kurvenfahrt wird durch die Haftreibung der Räder ein Lenkeinschlag erzwungen, wobei die Achskörperdruckscheibe unter Mitnahme des Achskörpers auf dem Wellenprofil der Lenkschenkeldruckscheibe hochsteigt. Durch eine Achslast erfolgt eine selbständige Rückstellung für die Geradeausfahrt. From the DE 36 16 998 A1 a follower steering axle for a vehicle trailer is known, in which the wheels are articulated via steering knuckle or steering knuckle to an axle body and connected to each other via steering levers and a tie rod. This follower steering axle has a stabilization device which consists of pressure bearings arranged between the steering arms and the axle body. The thrust bearings each consist of a lower thrust washer attached to the steering arm and a corresponding upper thrust washer, which is fastened to the axle body. The pressure discs have intermeshing wave-shaped sliding surfaces. The axis of rotation of the steering arm is determined by a steering pin which is arranged in the axle body. The stabilizer is resiliently biased by a spring to prevent steering of the trailer when driving straight ahead. When cornering, a steering lock is enforced by the static friction of the wheels, wherein the Achskörperdruckscheibe rises with entrainment of the axle body on the wave profile of the Lenkschenkeldruckscheibe. An axle load results in an independent provision for straight ahead driving.

Die DD 0154 864 A3 zeigt eine vorgespannte Achsschenkellagerung eines Achsschenkels für ein Kraftfahrzeug, bei der ein Gelenkbolzen an einem Ende in einem als Kegelrollenlager ausgebildeten und am anderen Ende in einem Gleitlager gelagert ist. Auf der Wälzlagerseite ist auf einem dort angeordneten Lenkhebel ein Deckel aufgesetzt, in dem eine Auflagescheibe, eine Tellerfeder, eine Druckscheibe, mehrere Distanzscheiben und ein sogenannter Druckstein angeordnet sind. Die Tellerfeder ist über die Distanzscheiben so vorgespannt, dass sie bei der Montage über das Festziehen einer Verschraubung des Deckels das Kegelrollenlager axial vorgespannt. The DD 0154 864 A3 shows a prestressed kingpin bearing of a steering knuckle for a motor vehicle, in which a hinge pin is mounted at one end in a tapered roller bearing and at the other end in a sliding bearing. On the bearing side is on a there arranged steering lever placed a cover in which a support plate, a plate spring, a pressure washer, a plurality of spacers and a so-called pressure stone are arranged. The diaphragm spring is biased on the spacers so that they axially biased the tapered roller bearing during assembly on the tightening of a screw connection of the lid.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Achsschenkellenkeinrichtung eines Fahrzeugs vorzuschlagen, bei der eine gezielte Einstellung eines Verdrehwiderstands möglich ist, und die einfach im Aufbau sowie kostengünstig in der Herstellung ist. Against this background, the invention has the object to provide a steering knuckle of a vehicle, in which a targeted adjustment of a Verdrehwiderstands is possible, and is simple in construction and inexpensive to manufacture.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Hauptanspruchs, während vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung den Unteransprüchen entnehmbar sind. The solution of this problem arises from the features of the main claim, while advantageous embodiments and further developments of the invention are the dependent claims can be removed.

Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass bei einer gelenkigen Verbindung zwischen einer Achse und einem Rad an einem Fahrzeug durch ein gezieltes Einstellen einer Vorbelastung eines Drehlagers ein reibungsbedingter Verdrehwiderstand erzeugt werden kann, welcher die Fahrstabilität des Fahrzeugs in gewünschter Weise erhöht, ohne die dort angeordneten Lager übermäßig zu beanspruchen. Diese Vorbelastung kann in einer Drehpunktkonstruktion an einem Bolzen erzeugt sowie mit einfachen Abstandsmitteln über den Bolzen voreingestellt werden. The invention is based on the finding that, in the case of an articulated connection between an axle and a wheel on a vehicle, by a targeted setting of a preload of a pivot bearing, a friction-induced torsional resistance can be generated which increases the driving stability of the vehicle in the desired manner, without those arranged there Bearing excessively. This preload can be generated in a pivot construction on a bolt and preset with simple spacers over the bolt.

Demnach geht die Erfindung aus von einer Achsschenkellenkeinrichtung eines Fahrzeugs, mit einem einen Träger aufweisenden Achsschenkel, und mit einer Spindel, auf der eine Radnabe drehbar gelagert angeordnet ist, bei der die Spindel an radial gegenüberliegenden Enden des Trägers über ein erstes und ein zweites Gelenk an diesem gelenkig befestigt ist, bei welcher die beiden Gelenke jeweils ein spindelseitiges erstes Gelenkelement und ein trägerseitiges zweites Gelenkelement aufweisen, bei der die beiden Gelenkelemente eines jeden Gelenks über jeweils einen mit dem spindelseitigen Gelenkelement verschraubbaren Bolzen miteinander verbunden sind, und bei der bei zumindest einem der beiden Gelenke zwischen dem spindelseitigen Gelenkelement und dem trägerseitigen Gelenkelement ein axial sowie radial belastbares Lager und ein vorgespanntes Federelement angeordnet sind. Accordingly, the invention is based on a steering knuckle device of a vehicle, with a support having a steering knuckle, and with a spindle on which a wheel hub is rotatably mounted, wherein the spindle at radially opposite ends of the carrier via a first and a second joint this is articulated, in which the two joints each have a spindle-side first joint member and a carrier-side second joint element, in which the two joint elements of each joint are connected to each other via a bolt to be screwed to the spindle-side joint element, and in at least one of two joints between the spindle-side joint member and the carrier-side joint member axially and radially resilient bearing and a biased spring element are arranged.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist vorgesehen, dass die Vorspannung des Federelements sowie die axiale Vorbelastung des Lagers gemeinsam mittels der in das spindelseitige Gelenkelement einschraubbaren Länge des Bolzens voreinstellbar sind, und dass die einschraubbare Länge des Bolzens mittels einer oder mehrerer Distanzscheiben einstellbar ist, welche zwischen dem Bolzen und dem spindelseitigen Gelenkelement angeordnet sind. To achieve the object, it is provided that the bias of the spring element and the axial preload of the bearing can be preset together by means of screwing into the spindle-side joint member length of the bolt, and that the screw-in length of the bolt by means of one or more spacers is adjustable, which between the bolt and the spindle-side joint element are arranged.

Durch diese Anordnung ist eine einfache und kostengünstige Drehpunktkonstruktion für eine Radnabe eines Fahrzeugs geschaffen, welche die Stabilität des Fahrzeugs durch ein Reibmoment verbessert, welches Schwenkbewegungen der Radnabe entgegengerichtet ist. Dieses Reibmoment kann mit Hilfe von Distanzscheiben, welche eine einschraubbare Länge eines Bolzens bestimmen, variiert beziehungsweise voreingestellt werden. By this arrangement, a simple and inexpensive pivot construction for a wheel hub of a vehicle is provided, which improves the stability of the vehicle by a friction torque, which pivotal movements of the wheel hub is directed opposite. This friction torque can be varied or preset by means of spacers, which determine a screw-in length of a bolt.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Achsschenkellenkeinrichtung so ausgebildet sein, dass das spindelseitige Gelenkelement eine radial ausgerichtete Öffnung mit einem Innengewinde aufweist, dass das trägerseitige Gelenkelement eine zu dieser Öffnung koaxial ausgerichtete topfförmige Ausnehmung aufweist, in die das Lager eingesetzt ist, dass der Bolzen zwei koaxiale zylindrische Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern sowie an einem Ende einen scheibenförmigen Bolzenflansch aufweist, dass der im Durchmesser größere Bolzenabschnitt ein Außengewinde aufweist, welches in das Innengewinde des spindelseitigen Gelenkelements eingeschraubt ist, dass der im Durchmesser kleinere Bolzenabschnitt im Innenring des Lagers angeordnet ist, dass das Federelement radial außen zwischen dem Boden der topfförmigen Ausnehmung des trägerseitigen Gelenkelements und dem Innenring des Lagers angeordnet ist, dass das Federelement radial innen zwischen dem Boden der topfförmigen Ausnehmung des trägerseitigen Gelenkelements und der Stirnseite des durchmesserkleineren Bolzenabschnitts angeordnet ist und von dem Bolzen axial vorgespannt wird, dass eine Stirnseite des durchmessergrößeren Bolzenabschnitts axial auf dem Innenring des Lagers aufsitzt, dass der Bolzenflansch gegenüber einer radial äußeren Auflagefläche des spindelseitigen Gelenkelements angeordnet ist, welche um die Öffnung des spindelseitigen Gelenkelements herum ausgebildet ist, und dass zwischen dem Bolzenflansch und der Auflagefläche eine Anzahl von Distanzscheiben angeordnet sind, deren Anzahl und Dicke die Vorspannung des Federelements sowie die axiale Vorbelastung des Lagers bestimmen. According to a preferred embodiment of the invention, the Achsschenkellenkeinrichtung may be formed so that the spindle-side joint member has a radially oriented opening with an internal thread that the carrier-side hinge member has a coaxial to this opening aligned cup-shaped recess into which the bearing is inserted, that the bolt two coaxial cylindrical sections with different diameters and at one end has a disk-shaped bolt flange, that the larger diameter bolt portion has an external thread which is screwed into the internal thread of the spindle-side hinge member, that the smaller diameter bolt portion is arranged in the inner ring of the bearing the spring element is arranged radially outside between the bottom of the cup-shaped recess of the carrier-side joint member and the inner ring of the bearing, that the spring element radially inwardly between the bottom of cup-shaped recess of the carrier-side hinge member and the end face of the smaller diameter bolt portion is arranged and is axially biased by the bolt, that one end of the larger diameter bolt portion axially seated on the inner ring of the bearing, that the bolt flange is disposed opposite to a radially outer bearing surface of the spindle-side hinge member, which is formed around the opening of the spindle-side hinge member around, and that between the bolt flange and the support surface, a number of spacers are arranged, determine the number and thickness of the bias of the spring element and the axial preload of the bearing.

Demnach ist an den gegenüberliegenden Endes eines Achsschenkelträgers die Spindel einer Radnabe durch jeweils ein Gelenk befestigt. Der Achsschenkelträger kann auf einer Fahrzeugachse drehbar angeordnet sein. Die beiden gegenüberliegenden Gelenke können spiegelsymmetrisch baugleich ausgeführt sein. Die gelenkige Verbindung zwischen dem Träger und der Spindel ist durch jeweils einen Bolzen geschaffen. Der jeweilige Bolzen drückt auf ein axial und radial belastbares Lager sowie auf eine Feder, die dadurch vorgespannt sind. Zwischen den Gelenkelementen des Gelenks ist ein axiales Spiel vorhanden. Bei einer Relativbewegung zwischen der Spindel und dem Träger entlang der Längsachse des Bolzens ändert sich entsprechend der Federgleichung die einwirkende Vertikalkraft proportional mit der Vertikalauslenkung der Feder, und die Belastung des Lagers wird aufrecht erhalten. Accordingly, the spindle of a wheel hub is fastened by a respective joint at the opposite end of a steering knuckle. The stub axle carrier may be rotatably mounted on a vehicle axle. The two opposing joints can be designed mirror-symmetrically identical. The articulated connection between the carrier and the spindle is created by a respective bolt. The respective pin presses on an axially and radially resilient bearing and on a spring, which are biased by it. There is axial play between the hinge elements of the joint. In a relative movement between the spindle and the carrier along the longitudinal axis of the bolt changes in accordance with the spring equation, the applied vertical force in proportion to the vertical deflection of the spring, and the load of the bearing is maintained.

Durch die Anordnung von Distanzscheiben beziehungsweise Unterlegscheiben unterschiedlicher Anzahl und Dicke kann der Bolzen nun mehr oder weniger weit in den Träger hineinragen. Dadurch kann die Vorspannung der Feder sowie die Vorbelastung des Lagers eingestellt werden. Bei einer Verschwenkung der Radnabe beziehungsweise der diese tragenden Spindel gegenüber dem Träger wirkt über die Lagervorbelastung ein Reibmoment der Verschwenkung entgegen. Ein effektiver Verschwenkwiderstand im Fahrbetrieb ergibt sich aus dem Reibmoment, welches aus der Federkraft und der Lagerbelastung resultiert. Dieser Verschwenkwiderstand sorgt für eine bestimmte Lauf- und Lenkstabilität des Fahrzeugs. Der Verschwenkwiderstand kann durch Einfügen oder Weglassen von Distanzscheiben, die in ihrer Wirkung über den Bolzeneingriff die Drehverbindung entsprechend weniger oder mehr hemmen, gezielt beeinflusst werden. The arrangement of spacers or washers of different numbers and thickness of the bolt can now protrude more or less far into the carrier. As a result, the bias of the spring and the preload of the bearing can be adjusted. Upon pivoting of the wheel hub or of the spindle bearing it in relation to the carrier, a frictional torque of the pivot counteracts via the bearing preload. An effective Verschwenkwiderstand in driving results from the friction torque, which results from the spring force and the bearing load. This pivoting resistance ensures a certain running and steering stability of the vehicle. The Verschwenkwiderstand can be specifically influenced by inserting or omitting spacers, which inhibit the rotational connection according to less or more in their effect on the bolt engagement.

Je mehr Distanzscheiben unter den Bolzenflansch, mit dem der Bolzen auf einem Arm oder Ansatzstück der Spindel aufsitzt, untergelegt werden, beziehungsweise je dicker die verwendeten Scheiben sind, desto weniger ragt der Bolzen in die Verbindung hinein und entlastet beziehungsweise verringert die Vorspannung der Feder sowie die Lagervorbelastung, so dass sich das Reibmoment und der Verschwenkwiderstand entsprechend verringern. Wird hingegen auf das Unterlegen von Scheiben gänzlich verzichtet, dann ragt der Bolzen maximal in die Verbindung hinein, so dass die Feder maximal vorgespannt und das Lager entsprechend belastet ist. Dadurch wird ein größtmögliches Reibmoment beziehungsweise ein größtmöglicher Verschwenkwiderstand der Drehpunktkonstruktion erzeugt. The more spacers under the bolt flange, with which the bolt is seated on an arm or extension of the spindle, are placed, or the thicker the disks used, the less protrudes the bolt into the compound and relieves or reduces the bias of the spring and the Bearing preload, so that the friction torque and Verschwenkwiderstand reduce accordingly. If, on the other hand, the underlaying of washers is completely dispensed with, then the bolt protrudes maximally into the connection, so that the spring is pretensioned to the maximum and the bearing is correspondingly loaded. As a result, the greatest possible frictional torque or the greatest possible pivoting resistance of the fulcrum construction is generated.

An dieser Stelle sei erwähnt, dass grundsätzlich anstelle von Distanzscheiben auch andere einfache Abstandsmittel, welche die gleiche Funktion wie die Distanzscheiben erfüllen, einsetzbar sind. At this point it should be mentioned that, in principle, instead of spacers, other simple spacing means, which fulfill the same function as the spacers, can be used.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass das Federelement als eine Tellerfeder ausgebildet ist. Solche Federscheiben benötigen einen geringen Bauraum und sind einfach sowie kostengünstig mit gewünschten Federkonstanten herstellbar. In addition, it can be provided that the spring element is designed as a plate spring. Such spring washers require a small space and are easy and inexpensive to produce with desired spring constants.

Weiterhin kann vorgesehen sein, dass das erwähnte Lager als ein Wälzlager, insbesondere als ein Kegelrollenlager ausgebildet ist. Kegelrollenlager sind sowohl in axialer als auch in radialer Richtung hoch belastbar und daher für einen geneigt angeordneten Achsschenkel beziehungsweise für eine zu einer Bezugsachse eines Fahrzeugaufbaus geneigte Drehverbindung besonders gut geeignet. Entsprechend der Abmessungen der verwendeten Kegelrollen im Verhältnis zu den Abmessungen des Innenringes und des Außenrings eines solchen Lagers ergibt sich ein bestimmtes axiales und radiales Lagerspiel. Eine Belastung des Innenrings und/oder Außenrings verringert oder verhindert das Spiel beziehungsweise belastet den Lauf der Kegelrollen auf ihrer Laufbahn. Furthermore, it can be provided that the mentioned bearing is designed as a rolling bearing, in particular as a tapered roller bearing. Taper roller bearings are highly resilient both in the axial and in the radial direction and therefore particularly well suited for a tilted steering knuckle or for a tilted to a reference axis of a vehicle body rotary joint. According to the dimensions of the tapered rollers used in relation to the dimensions of the inner ring and the outer ring of such a bearing results in a specific axial and radial bearing clearance. A load of the inner ring and / or outer ring reduces or prevents the game or charged the running of the tapered rollers on their career.

Außerdem kann vorgesehen sein, dass im Bereich der topfförmigen Ausnehmung des trägerseitigen Gelenkelements ein Dichtelement angeordnet ist, durch das eine Dichtung zwischen den beiden Gelenkelementen gebildet ist. Das Dichtelement kann beispielsweise als ein einfacher Dichtring mit einer Dichtlippe ausgebildet sein, der über die Dichtlippe das Gelenk nach außen abdichtet und vor Verschmutzungen sowie eindringender Feuchtigkeit schützt. Das Federelement hat demnach bei der Anordnung gemäß der Erfindung keine Dichtungsfunktion zu erfüllen. Die Dichtung des Gelenks ist somit auch unabhängig von der Federvorspannung und der Vorbelastung des Lagers. In addition, it can be provided that in the region of the cup-shaped recess of the carrier-side joint element, a sealing element is arranged, through which a seal between the two joint elements is formed. The sealing element may be formed, for example, as a simple sealing ring with a sealing lip, which seals the joint to the outside via the sealing lip and protects against contamination and penetrating moisture. Accordingly, the spring element in the arrangement according to the invention has no sealing function to fulfill. The seal of the joint is thus independent of the spring preload and the preload of the bearing.

Die beschriebene Achsschenkellenkeinrichtung mit dem einstellbaren Verschwenkwiderstand ist grundsätzlich für alle Fahrzeuge mit einer gelenkigen Verbindung zwischen einer Achswelle und einer Radnabe geeignet. Beispielsweise kann sie an einer Achswelle eines Lastkraftwagens angeordnet sein. Die Erfindung ist aber auch bei einem Schienenfahrzeug, das, wie eingangs beschrieben, ein Radgetriebe mit einer Lenkeinrichtung aufweist, gut geeignet, um die Fahrstabilität erhöhen. The described Achsschenkellenkeinrichtung with the adjustable Verschwenkwiderstand is basically suitable for all vehicles with a hinged connection between an axle and a hub. For example, it may be arranged on an axle shaft of a truck. However, the invention is also in a rail vehicle, which, as described above, having a wheel gear with a steering device, well suited to increase the driving stability.

Zur weiteren Verdeutlichung der Erfindung ist der Beschreibung eine Zeichnung eines Ausführungsbeispiels beigefügt. In dieser zeigt To further illustrate the invention, the description is accompanied by a drawing of an embodiment. In this shows

1 eine Achsschenkellenkeinrichtung gemäß der Erfindung in einem teilweisen Längsschnitt, und 1 a steering knuckle according to the invention in a partial longitudinal section, and

2 ein vergrößerter Ausschnitt der Achsschenkellenkeinrichtung gemäß 1. 2 an enlarged section of the steering knuckle according to 1 ,

Demnach ist bei einem in 1 dargestellten Achsschenkel 1 ein Träger 2 mit einer Spindel 3 gelenkig verbunden, welche eine Radnabe 4 trägt. Der Träger 2 ist auf einer Achswelle 26 mittels eines zweireihigen Schrägkugellagers 20 drehbar gelagert. Die Spindel 3 ist auf einer Stummelwelle 25 angeordnet und über ein Dichtelement 22 gegenüber dieser abgedichtet. Die Stummelwelle 25 ist über ein Gleichlaufgelenk 23 mit der Achswelle 26 verbunden. Die Radnabe 4 ist mittels eines Wälzlagers 21 auf der Spindel 3 drehbar gelagert angeordnet. An der Spindel 3 ist ein armartiger Ansatz angeordnet, der als ein erstes, spindelseitiges Gelenkelement 6 ausgebildet ist. An dem Träger 2 ist ebenfalls ein armartiger Ansatz angeordnet, der als ein zweites, trägerseitiges Gelenkelement 7 ausgebildet ist. Die beiden beschriebenen Gelenkelemente 6, 7 bilden ein erstes Gelenk 5. Accordingly, at a in 1 illustrated stub axle 1 A carrier 2 with a spindle 3 articulated, which is a wheel hub 4 wearing. The carrier 2 is on a axle shaft 26 by means of a double-row angular contact ball bearing 20 rotatably mounted. The spindle 3 is on a stubby shaft 25 arranged and via a sealing element 22 sealed against this. The stubby shaft 25 is about a constant velocity joint 23 with the axle shaft 26 connected. The wheel hub 4 is by means of a rolling bearing 21 on the spindle 3 arranged rotatably mounted. At the spindle 3 is an arm-like approach arranged as a first, spindle-side joint element 6 is trained. On the carrier 2 is also an arm-like approach arranged as a second, carrier-side hinge element 7 is trained. The two described joint elements 6 . 7 form a first joint 5 ,

Zur Vereinfachung zeigt die 1 nur eine obere Hälfte des Längsschnitts. Dem ersten Gelenk 5 gegenüberliegend ist demnach ein entsprechendes zweites (nicht dargestelltes) Gelenk angeordnet. Die Spindel 3 und der Träger 2 sind durch die beiden Gelenke drehbar um eine Achse x, welche gegenüber einer senkrechten Bezugsachse y geneigt ausgerichtet ist, miteinander verbunden. For simplicity, the 1 only an upper half of the longitudinal section. The first joint 5 Accordingly, a corresponding second (not shown) is arranged joint opposite. The spindle 3 and the carrier 2 are connected by the two joints rotatable about an axis x, which is aligned with respect to a vertical reference axis y inclined together.

Das spindelseitige Gelenkelement 6 weist eine als Bohrung ausgebildete Öffnung 12 auf. Das trägerseitige Gelenkelement 7 weist eine topfförmige Ausnehmung 13 auf, die koaxial zu der Bohrung 12 im spindelseitigen Gelenkelement 6 ausgebildet ist. In die topfförmige Ausnehmung 13 ist ein als Kegelrollenlager ausgebildetes Lager 9 mit seinem Außenring 29 eingepresst. Ein Bolzen 8 steckt in der Bohrung 12 und in der topfförmigen Ausnehmung 13. Der Bolzen 8 weist einen durchmesserkleineren zylindrischen Bolzenabschnitt 15, einen durchmessergrößeren zylindrischen Bolzenabschnitt 14, und endseitig einen scheibenförmigen Bolzenflansch 16 auf, welcher die spindelseitige Bohrung 12 übergreift. The spindle-side joint element 6 has an opening formed as a bore 12 on. The carrier-side joint element 7 has a cup-shaped recess 13 on, coaxial with the hole 12 in the spindle-side joint element 6 is trained. In the cup-shaped recess 13 is a trained as a tapered roller bearing 9 with its outer ring 29 pressed. A bolt 8th stuck in the hole 12 and in the cup-shaped recess 13 , The bolt 8th has a smaller diameter cylindrical pin portion 15 , a larger diameter cylindrical pin section 14 , and at the end a disc-shaped bolt flange 16 on which the spindle-side hole 12 overlaps.

Der Bolzen 8 hat an seinem durchmessergrößeren Bolzenabschnitt 14 ein Außengewinde 31, welches in eine Innengewinde 30 an der Bohrung 12 des spindelseitigen Gelenkelements 6 fest eingeschraubt ist. Der durchmesserkleinere Bolzenabschnitt 15 greift in die Bohrung des Innenrings 28 des Kegelrollenlagers 9 ein. Der durchmessergrößere Bolzenabschnitt 14 weist eine freie ringförmige Stirnseite 18 auf, mit welcher der Bolzen 8 auf der flächengrößeren Stirnseite des Innenring 28 des Kegelrollenlagers 9 aufsitzt und diesen mit einer Axialkraft belastet. Zwischen einem Boden 17 der topfförmigen Ausnehmung 13 des trägerseitigen Gelenkelements 7 und dem Innenring 28 des Kegelrollenlagers 9 einerseits sowie zwischen dem Boden 17 der topfförmigen Ausnehmung 13 und der Stirnseite 13 des durchmesserkleineren Bolzenabschnitt 15 andererseits ist ein Federelement 10 angeordnet. Das Federelement 10 ist als eine Tellerfeder ausgebildet, die durch Kontakt mit dem Bolzen 8 axial vorgespannt ist. The bolt 8th has at its larger diameter bolt section 14 an external thread 31 which is in an internal thread 30 at the hole 12 the spindle-side joint element 6 is firmly screwed. The smaller diameter bolt section 15 engages in the bore of the inner ring 28 tapered roller bearing 9 one. The larger diameter bolt section 14 has a free annular end face 18 on, with which the bolt 8th on the surface larger front side of the inner ring 28 tapered roller bearing 9 rests and this burdened with an axial force. Between a floor 17 the cup-shaped recess 13 the carrier-side hinge element 7 and the inner ring 28 tapered roller bearing 9 on the one hand, as well as between the ground 17 the cup-shaped recess 13 and the front side 13 the smaller diameter bolt section 15 On the other hand, a spring element 10 arranged. The spring element 10 is designed as a plate spring, which by contact with the bolt 8th is axially biased.

An der Öffnung der Ausnehmung 13 des trägerseitigen Gelenkelements 7 ist ein Dichtring 24 angeordnet, der über eine Dichtlippe 27 eine Dichtung zwischen den beiden Gelenkelementen 6, 7 bildet, um das Gelenk 5 nach außen hin abzudichten und vor dem Eindringen von unerwünschten Stoffen zu schützen. Dies ist in dem vergrößerten Ausschnitt A, welcher in 2 dargestellt ist, deutlicher erkennbar. At the opening of the recess 13 the carrier-side hinge element 7 is a sealing ring 24 arranged over a sealing lip 27 a seal between the two hinge elements 6 . 7 forms around the joint 5 To seal to the outside and to protect against the ingress of undesirable substances. This is in the enlarged section A, which is in 2 is shown, more clearly recognizable.

Zwischen dem ringförmigen Bolzenflansch 16 des Bolzens 8 und einer Auflagefläche 19 für den Bolzenflansch 16, die um die Öffnung 12 des spindelseitigen Gelenkarms 6 herum ausgebildet ist, sind Distanzscheiben 11 angeordnet. Dies ist auch in dem vergrößerten Ausschnitt A in 2 deutlich dargestellt. Beispielsweise sind zwei solcher Distanzscheiben 11 angeordnet. Durch die Distanzscheiben 11 ist eine wirksame Länge des Bolzens 8 derart eingestellt, dass die Vorspannung der Feder 10 sowie eine radiale und axiale Vorbelastung des Lagers 9 geringer sind als im Vergleich zu einer Anordnung mit nur einer Distanzscheibe 11 oder bei Verzicht auf solche Distanzscheiben. Between the annular bolt flange 16 of the bolt 8th and a support surface 19 for the bolt flange 16 around the opening 12 of the spindle-side articulated arm 6 formed around are spacers 11 arranged. This is also in the enlarged section A in FIG 2 clearly shown. For example, two such spacers 11 arranged. Through the spacers 11 is an effective length of the bolt 8th set so that the bias of the spring 10 and a radial and axial preload of the bearing 9 are lower than in comparison to an arrangement with only one spacer 11 or waiving such spacers.

Aufgrund der Federspannung und der Lagerbelastung wird ein Reibmoment erzeugt, welches einer Schwenkbewegung des Gelenks 5 entgegenwirkt. Aufgrund einer verringerten Federspannung und einer verringerten Lagerbelastung durch das Einsetzten der Distanzscheiben 11 reduziert sich dieses Reibmoment, so dass ein reduzierter Verschwenkwiderstand entsteht. Durch das Weglassen beziehungsweise Herausnehmen von Distanzscheiben 11 erhöht sich der Verschwenkwiderstand. Der Verschwenkwiderstand des Gelenks 5 und damit der Achsschenkellenkeinrichtung ist somit durch die Verwendung der Distanzscheiben 11 über ihre Anzahl und ihre jeweilige Dicke bei der Montage voreinstellbar. Due to the spring tension and the bearing load a friction torque is generated, which is a pivotal movement of the joint 5 counteracts. Due to a reduced spring tension and a reduced bearing load by inserting the spacers 11 reduces this friction torque, so that a reduced Verschwenkwiderstand arises. By omitting or removing spacers 11 increases the Verschwenkwiderstand. The pivoting resistance of the joint 5 and thus the Achsschenkellenkeinrichtung is thus through the use of spacers 11 Presettable over their number and their thickness during assembly.

Sofern sich während einer sehr langen Betriebsdauer der Achsschenkellenkeinrichtung, wie sie insbesondere bei Schienenfahrzeugen zu verzeichnen ist, ein Verschleiß einstellt, in dessen Folge ein zu geringer Verschwenkwiderstand vorliegt, so kann durch Wegnehmen von wenigstens einer der Distanzscheiben 11 ein ursprünglich Verschwenkwiderstand wieder eingestellt werden. If there is wear during a very long service life of the steering knuckle device, as is the case in particular with rail vehicles, as a result of which there is too little swiveling resistance, then by removing at least one of the spacers 11 an original Verschwenkwiderstand be set again.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Achsschenkel journal
2 2: Träger carrier
3 3: Spindel spindle
4 4: Radnabe wheel hub
5 5: Gelenk joint
6 6: Erstes Gelenkelement First joint element
7 7: Zweites Gelenkelement Second joint element
8 8th: Bolzen bolt
9 9: Lager, Wälzlager, Kegelrollenlager Bearings, roller bearings, tapered roller bearings
10 10: Federelement spring element
11 11: Distanzscheibe spacer
12 12: Öffnung im ersten Gelenkelement 6 Opening in the first joint element 6
13 13: Topfförmige Ausnehmung im zweiten Gelenkelement 7 Pot-shaped recess in the second joint element 7
14 14: Bolzenabschnitt mit größerem Durchmesser Bolt section with a larger diameter
15 15: Bolzenabschnitt mit kleinerem Durchmesser Bolt portion of smaller diameter
16 16: Bolzenflansch bolt flange
17 17: Boden im zweiten Gelenkelement 7 Floor in the second joint element 7
18 18: Stirnseite des durchmessergrößeren Bolzenabschnitts Front side of the larger diameter bolt section
19 19: Auflagefläche bearing surface
20 20: Schrägkugellager Angular contact ball bearings
21 21: Wälzlager an der Radnabe 4 Rolling bearings on the wheel hub 4
22 22: Dichtelement sealing element
23 23: Gleichlaufgelenk Constant velocity joint
24 24: Dichtelement, Dichtring Sealing element, sealing ring
25 25: Stummelwelle stub shaft
26 26: Achswelle axle shaft
27 27: Dichtlippe sealing lip
28 28: Innenring des Lagers 9 Inner ring of the bearing 9
29 29: Außenring des Lagers 9 Outer ring of the bearing 9
30 30: Innengewinde in der Öffnung 12 in dem ersten Gelenkelement 6 Internal thread in the opening 12 in the first joint element 6
31 31: Außengewinde am durchmessergrößeren Bolzenabschnitt External thread on the larger diameter bolt section
32 32: Stirnseite des durchmesserkleineren Bolzenabschnitts Front side of the smaller diameter bolt section
X X: Drehachse axis of rotation
Y Y: Bezugsachse reference axis

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 69107204 T2 [0004]
DE 3616998 A1 [0007]
DD 0154864 A3 [0008]

Claims

Achsschenkellenkeinrichtung a vehicle, with a a carrier ( 2 ) ( 1 ), and with a spindle ( 3 ), on which a wheel hub ( 4 ) is rotatably mounted, wherein the spindle ( 3 ) at radially opposite ends of the carrier ( 2 ) via a first and a second joint ( 5 ) is hinged to this, in which the two joints ( 5 ) in each case a spindle-side first joint element ( 6 ) and a carrier-side second joint element ( 7 ), in which the two joint elements ( 6 . 7 ) of each joint ( 5 ) via in each case one with the spindle-side joint element ( 6 ) bolt ( 8th ) are connected to each other, and in at least one of the two joints ( 5 ) between the spindle-side joint element ( 6 ) and the carrier-side joint element ( 7 ) an axially and radially load bearing ( 9 ) and a biased spring element ( 10 ) are arranged, characterized in that the bias of the spring element ( 10 ) and the axial preload of the bearing ( 9 ) together by means of the in the spindle-side joint element ( 6 ) screw-in length of the bolt ( 8th ) are preset, and that the screw-in length of the bolt ( 8th ) by means of one or more spacers ( 11 ) is adjustable, which between the bolt ( 8th ) and the spindle-side joint element ( 6 ) are arranged.

Achsschenkellenkeinrichtung according to claim 1, characterized in that the spindle-side hinge element ( 6 ) a radially aligned opening ( 12 ) with an internal thread ( 30 ), that the carrier-side joint element ( 7 ) one to this opening ( 12 ) coaxial aligned cup-shaped recess ( 13 ) into which the bearing ( 9 ) is inserted, that the bolt ( 8th ) two coaxial cylindrical sections ( 14 . 15 ) with different diameters and at one end a disc-shaped bolt flange ( 16 ), that the larger diameter bolt portion ( 14 ) an external thread ( 31 ), which in the internal thread ( 28 ) of the spindle-side joint element ( 6 ) is screwed in that the smaller diameter bolt portion ( 15 ) in the inner ring ( 28 ) of the warehouse ( 9 ) is arranged, that the spring element ( 10 ) radially outward between the ground ( 17 ) of the cup-shaped recess ( 13 ) of the carrier-side joint element ( 7 ) and the inner ring ( 28 ) of the warehouse ( 9 ) is arranged, that the spring element ( 10 ) radially inward between the floor ( 17 ) of the cup-shaped recess ( 13 ) of the carrier-side joint element ( 7 ) and the front side ( 32 ) of the smaller diameter bolt portion ( 15 ) and from the bolt ( 8th ) is axially biased, that a front side ( 18 ) of the larger diameter bolt portion ( 14 ) axially on the inner ring ( 28 ) of the warehouse ( 9 ), that the bolt flange ( 16 ) with respect to a radially outer bearing surface ( 19 ) of the spindle-side joint element ( 6 ) arranged around the opening ( 12 ) of the spindle-side joint element ( 6 ) is formed around, and that between the bolt flange ( 16 ) and the bearing surface ( 19 ) a number of spacers ( 11 ) are arranged, the number and thickness of the bias of the spring element ( 10 ) and the axial preload of the bearing ( 9 ).

Achsschenkellenkeinrichtung according to claim 1 or 2, characterized in that the spring element ( 10 ) is formed as a plate spring.

Achsschenkellenkeinrichtung according to one of claims 1 to 3, characterized in that the bearing ( 9 ) is formed as a rolling bearing.

Achsschenkellenkeinrichtung according to claim 4, characterized in that the bearing ( 9 ) is formed as a tapered roller bearing.

Achsschenkellenkeinrichtung according to one of claims 1 to 5, characterized in that in the region of the recess ( 13 ) of the carrier-side joint element ( 7 ) a sealing element ( 24 ) is arranged, through which a seal between the two joint elements ( 6 . 7 ) is formed.

Achsschenkellenkeinrichtung according to claim 6, characterized in that the sealing element ( 24 ) as a sealing ring with a sealing lip ( 27 ) is trained.

A steering knuckle device according to any one of claims 1 to 7, characterized in that it is arranged on an axle of a rail vehicle with a wheel gear.

Achsschenkellenkeinrichtung according to one of claims 1 to 7, characterized in that it is arranged on an axle of a truck.