DE102014008154A1

DE102014008154A1 - Achse für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102014008154A1
Application number: DE102014008154.0A
Authority: DE
Inventors: Paul Pentin
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2014-05-30
Filing date: 2014-05-30
Publication date: 2015-12-03

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Achse für ein Fahrzeug, mit einem Achskörper (10), mit wenigstens einem an einem Rahmen des Fahrzeugs zu befestigenden Lagerbock (16), mit wenigstens einem Gummilager (18), welches ein Gummilagergehäuse (20) und einen in dem Gummilagergehäuse (20) aufgenommenen und mit diesem verbundenen Elastomerkörper (22) aufweist, und mit wenigstens einem einerseits mit dem Achskörper (10) verbundenen und andererseits über den Elastomerkörper (22) und den Lagerbock (16) am Rahmen gelenkig zu lagernden Lenkerelement (12), wobei das Gummilagergehäuse (20) als ein Teil (40) des Lagerbocks (16) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Achse, insbesondere Starrachse und/oder Nachlauflenkachse für ein Fahrzeug, insbesondere für ein Nutzfahrzeug und/oder Nutzfahrzeug-Anhänger beziehungsweise Sattelauflieger gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.
Eine solche Achse, insbesondere Starrachse für ein Fahrzeug ist bereits der DE 102 31 377 B3 als bekannt zu entnehmen. Die Starrachse umfasst einen Achskörper und wenigstens einen Lagerbock, welcher an einem Rahmen des Fahrzeugs zu befestigen ist. Darüber hinaus weist die Starrachse wenigstens ein Gummilager auf, welches ein Gummilagergehäuse und einen Elastomerkörper umfasst. Der Elastomerkörper ist in dem Gummilagergehäuse aufgenommen und mit dem Gummilagergehäuse verbunden. Ferner umfasst die Starrachse wenigstens ein Lenkerelement, welches einerseits mit dem Achskörper verbunden und andererseits über den Elastomerkörper und den Lagerbock am Rahmen gelenkig zu lagern ist. Hierzu ist der Längslenker mittels wenigstens eines Koppelelements, insbesondere eines Bolzens, mit dem Lagerbock gekoppelt und unter Vermittlung des Elastomerkörpers am Lagerbock gelagert. Das Lenkerelement dient zum Führen des Achskörpers, so dass dadurch am Achskörper anordenbare Räder des Fahrzeugs geführt werden, wobei das Lenkerelement, welches beispielsweise als Längslenker ausgebildet ist, Bewegungen der Räder und somit des Achskörpers relativ zum Rahmen zulässt, so dass die Räder beispielsweise ein- und ausfedern können.
In der DE 102 31 377 B3 ist das Gummilagergehäuse ein Teil des Längslenkers und dabei einstückig mit dem Längslenker ausgebildet, welcher eine kreisrunde Aufnahme für den Elastomerkörper aufweist. Dies ist bei herkömmlichen Starrachsen erforderlich, da sich das Lenkerelement zusammen mit dem an ihm befestigten Elastomerkörper um das Koppelelement drehen können muss. Durch diesen herkömmlichen Aufbau ist es jedoch technisch nicht möglich, das Gummilager und insbesondere den Elastomerkörper besonders bedarfsgerecht gestalten und somit optimal auslegen zu können, da beispielsweise die Starrachse in unterschiedlichen Winkelpositionen des Lenkerelements eingebaut wird, was gegebenenfalls zu einer großen Varianz von Einbaupositionen und daraus resultierenden Montageproblemen führen würde.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine Achse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher sich eine verbesserte, rahmenseitige Lagerung des Lenkerelements realisieren lässt.
Diese Aufgabe wird durch eine Starrachse mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen mit zweckmäßigen Weiterbildungen der Erfindung sind in den übrigen Ansprüchen angegeben.
Um eine Achse der eingangs genannten Art zu schaffen, bei welcher sich eine verbesserte, rahmenseitige Lagerung des Lenkerelements realisieren lässt, ist es erfindungsgemäß vorgesehen, dass das Gummilagergehäuse als ein Teil des Lagerbocks ausgebildet ist. Mit anderen Worten ist es im Gegensatz zum Stand der Technik vorgesehen, dass das Gummilagergehäuse nicht ein Teil des Lenkerelements, sondern ein Teil des Lagerbocks ist, wodurch das Gummilager, insbesondere der Elastomerkörper, besonders bedarfsgerecht ausgelegt und optimiert werden kann. Der Elastomerkörper dient zum Dämpfen von Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem Lagerbock und dem Rahmen des Fahrzeugs, soll jedoch gleichzeitig eine stabile und präzise Führung des Achskörpers und von dem Achskörper anzuordnenden Rädern des Fahrzeugs über das Lenkerelement ermöglichen, so dass also die Räder und der Achskörper über das Lenkerelement und den Elastomerkörper hinreichend stabil und präzise relativ zum Rahmen geführt werden können.
Zur Realisierung einer besonders guten Dämpfung der Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem Achskörper ist es wünschenswert, den Elastomerkörper sehr weich auszugestalten. Ist der Elastomerkörper jedoch sehr weich, so beeinträchtigt dies die Führung des Achskörpers, da zur Realisierung einer hinreichend stabilen und präzisen Führung des Achskörpers und der Räder eine hohe Steifigkeit des Elastomerkörpers vorteilhaft ist. Dieser Zielkonflikt zwischen einer steifen und weichen Ausgestaltung des Elastomerkörpers kann bei der erfindungsgemäßen Achse zumindest teilweise gelöst werden, da es dadurch, dass das Gummilagergehäuse Teil des Lagerbocks ist, möglich ist, den Elastomerkörper derart auszugestalten, dass er in vertikaler Richtung beziehungsweise in Fahrzeughochrichtung besonders weich, in horizontaler Richtung, das heißt beispielsweise in Fahrzeuglängsrichtung jedoch besonders steif ist. Durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Lenkerelement-Lagerbock-Verbundes ist es somit möglich, das Gummilager zumindest im Wesentlichen ideal auf seine Beanspruchungen hin auszulegen, so dass eine zumindest im Wesentlichen optimale Funktion und somit vorteilhafte Führungseigenschaften der Achse realisiert werden können bei gleichzeitiger Realisierung einer hinreichenden Fähigkeit des Elastomerkörpers, Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem Lagerbock, insbesondere in Fahrzeughochrichtung, zu dämpfen. Dadurch lässt sich ein besonders vorteilhaftes dynamisches Fahrverhalten der Achse realisieren. Da bei der erfindungsgemäßen Achse das Gummilagergehäuse Teil des Lagerbocks ist, würde der Elastomerkörper am Lagerbock und – wenn dieser am Rahmen befestigt ist – am Rahmen des Fahrzeugs und nicht etwa am Lenkerelement verbleiben, wenn das Lenkerelement vom Lagerbock demontiert werden würde.
In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist der Elastomerkörper oval, insbesondere ellipsenförmig, ausgebildet. Hierdurch lassen sich besonders gute anisotropische Eigenschaften des Elastomerkörper realisieren, so dass dieser beispielsweise in Fahrzeughochrichtung besonders weich, in Fahrzeuglängsrichtung jedoch besonders steif ausgestaltet werden kann.
Da der Elastomerkörper oval, insbesondere ellipsenförmig, und nicht etwa kreisrund ausgestaltet ist, weist er eine Längserstreckung oder Längserstreckungsrichtung auf, so dass er nicht rotationssymmetrisch sondern länger als breit ist. Dabei hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn die Längserstreckung des ovalen, insbesondere ellipsenförmigen, Elastomerkörpers in Fahrzeughochrichtung verläuft. Somit weist der Elastomerkörper eine in Fahrzeughochrichtung verlaufende, erste Erstreckung, das heißt eine Länge auf, welche größer als eine in Fahrzeuglängsrichtung verlaufende, zweite Erstreckung, das heißt die Breite des Elastomerkörpers ist. Hierdurch ist es auf besonders einfache Weise möglich, den Elastomerkörper und somit das Gummilager in Fahrzeughochrichtung weich auszugestalten bei gleichzeitiger Realisierung einer hinreichenden Steifigkeit in Fahrzeuglängsrichtung.
Eine weitere Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass in axialer Richtung des Gummilagers zumindest in einem Teilbereich zwischen dem Lagerbock, insbesondere dem Gummilagergehäuse, und dem Lenkerelement eine Verschleißplatte angeordnet ist, unter deren Vermittlung das Lenkerelement an dem Lagerbock abstützbar ist. Beispielsweise durch Ein- und Ausfederbewegungen der Räder kommt es zu Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement, welches beispielsweise als Längslenker ausgebildet ist, und dem Gummilagergehäuse. Um dabei einen übermäßigen Verschleiß des Lenkerelements und des Gummilagergehäuses zu vermeiden, ist zwischen diesen die Verschleißplatte angeordnet, welche – wenn sie einen entsprechenden Verschleiß aufweist – kostengünstig ausgetauscht werden kann. Dadurch ist es nicht erforderlich, das gegenüber der Verschleißplatte aufwändigere und kostenintensivere Gummilagergehäuse oder das gegenüber der Verschleißplatte aufwändigere und kostenintensivere Lenkerelement austauschen zu müssen.
Zur Realisierung einer besonders einfachen, zeit- und kostengünstigen Montage und Wartung der Lagerung des Lenkerelements an dem Lagerbock ist es bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Verschleißplatte ein zu einer Seite hin offene Aufnahme für wenigstens ein Koppelelement, mittels welchem das Lenkerelement mit dem Elastomerkörper gekoppelt ist, aufweist, wobei das beispielsweise als Bolzen ausgebildete Koppelelement zumindest teilweise in radialer Richtung des Gummilagers in die Aufnahme eingesteckt ist. Dadurch ist es möglich, die Verschleißplatte zu demontieren und beispielsweise auszutauschen sowie zu montieren, ohne das Lenkerelement demontieren zu müssen. Ferner muss somit beispielsweise zur Inspektion des Gummilagers das Lenkerelement nicht demontiert, das heißt ausgehängt werden, so dass die Verschleißplatte auf besonders einfache und kostengünstige Weise auf Verschleiß überprüft werden kann.
Zur Realisierung einer besonders einfachen und kostengünstigen Herstellung der Verschleißplatte ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die Verschleißplatte zumindest im Wesentliche U-förmig ausgebildet ist, wobei die Verschleißplatte beispielsweise zwei Schenkel und einen Steg der U-Form aufweist, wobei die Schenkel und der Steg die Aufnahme begrenzen und wobei die Schenkel über den Steg miteinander verbunden sind.
In weiterer vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung weist die Verschleißplatte einen Grundkörper und einem an Grundkörper gehaltenen und von diesem abstehenden Verschleißkörper auf. Hierdurch lassen sich eine besonders einfache Montage der Verschleißplatte und eine besonders gute Abstützung des Lenkerelements realisieren.
Als besonders vorteilhaft hat es sich gezeigt, wenn der Grundkörper und der Verschleißkörper aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind. Der Grundkörper ist beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einem Stahl, gebildet, wobei der Verschleißkörper aus einem Belagmaterial gebildet ist. Über den Grundkörper kann die Verschleißplatte stabil am Gummilagergehäuse und am Lenkerelement abgestützt werden, wobei infolge von Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem Gummilagergehäuse der Verschleißkörper gezielt verschleißt, insbesondere abgerieben wird.
Die Verschleißplatte kann elastisch verformbar ausgebildet, das heißt federnd ausgeführt sein, so dass sie dem Lenkerelement eine hinreichende Bewegungsfreiheit erlaubt, wobei beispielsweise über das Lenkerelement auf die Verschleißplatte wirkende Querkräfte mittels der Verschleißplatte gleichmäßig auf das Gummilagergehäuse verteilt werden können. Herkömmliche Verschleißscheiben oder Verschleißplatten wirken wie ein Kissen und können hohe Kantendrücke, welche aus Querkräften resultieren, nur punktuell an den Lagerbock weitergeben. Im Gegensatz dazu ermöglicht die erfindungsgemäße Verschleißplatte eine gleichmäßige Kraftverteilung, so dass das Lenkerelement besser abgestützt und gelagert werden kann.
Schließlich hat es sich als besonders vorteilhaft gezeigt, wenn der Elastomerkörper in einem in Fahrzeughochrichtung oberen Bereich, insbesondere oberen Endbereich, eine größere, in axialer Richtung des Gummilagers verlaufende Dicke als in einem demgegenüber unteren Bereich, insbesondere unteren Endbereich, aufweist. Die axiale Richtung des Gummilagers verläuft dabei in Fahrzeugquerrichtung. Es wurde herausgefunden, dass sich durch diese Ausgestaltung des Elastomerkörpers eine besonders vorteilhafte Lagerung des Lenkerelements darstellen lässt, woraus sehr gute dynamische Eigenschaften der Achse resultieren. Insbesondere kann durch diese Ausgestaltung realisiert werden, dass in Fahrzeughochrichtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Lenkerelement und dem Lagerbock zu verbesserten Hebelverhältnissen führen, so dass beispielsweise Beschleunigungs- und Bremskräfte über das Lenkerelement, den Elastomerkörper und den Lagerbock hinreichend stabil am Rahmen abgestützt werden können.
Zur Erfindung gehört auch ein Fahrzeug, insbesondere ein Nutzkraftwagen oder Nutzfahrzeug-Anhänger beziehungsweise Sattelauflieger, mit wenigstens einer erfindungsgemäßen Starrachse und/oder Nachlauflenkachse. Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Achse sind als vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Fahrzeugs anzusehen und umgekehrt.
Die Achse ist beispielsweise eine Vorlauf- oder Nachlaufachse, insbesondere Nachlauflenkachse. Bei solchen Achsen handelt es sich um nicht-angetriebene Achsen des Fahrzeugs, die insbesondere der Gewichtsentlastung dient und üblicherweise in Fahrzeuglängsrichtung vor beziehungsweise hinter einer angetriebenen Achse des Fahrzeugs angeordnet ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels sowie anhand der Zeichnung. Die vorstehend in der Beschreibung genannten Merkmale und Merkmalskombinationen sowie die nachfolgend in der Figurenbeschreibung genannten und/oder in den Figuren alleine gezeigten Merkmale und Merkmalskombinationen sind nicht nur der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombination oder in Alleinstellung verwendbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
Die Zeichnung zeigt in:
1 eine schematische Seitenansicht einer Starrachse in Form einer Nachlaufachse für ein Fahrzeug, mit einem Gummilager, welches ein Gummilagergehäuse und einen in dem Gummilagergehäuse aufgenommenen und mit diesem verbundenen Elastomerkörper aufweist, wobei das Gummilagergehäuse als ein Teil eines an einem Rahmen des Fahrzeugs zu befestigenden Lagerbocks ausgebildet ist;
2 ausschnittsweise eine schematische Perspektivansicht der Starrachse gemäß 1;
3 eine schematische Seitenansicht des Lagerbocks mit dem mit diesem verbundenen Elastomerkörper;
4 eine schematische Perspektivansicht des Elastomerkörpers;
5 eine schematische Längsschnittansicht des Gummilagers;
6 eine schematische Vorderansicht des Elastomerkörpers;
7 eine weitere schematische Längsschnittansicht des Gummilagers;
8 ausschnittsweise eine weitere schematische Perspektivansicht der Starrachse; und
9 eine schematische Perspektivansicht einer auch in 8 erkennbaren Verschleißplatte, welche in axialer Richtung des Gummilagers zwischen dem Gummilagergehäuse und einem als Längslenker ausgebildeten Lenkerelement der Starrachse angeordnet ist.
In den Fig. sind gleiche oder funktionsgleiche Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen.
1 zeigt in einer schematischen Seitenansicht eine Starrachse für ein Fahrzeug, welche vorliegend als Trailerachse eines Nutzkraftwagens ausgebildet ist. In Zusammenschau mit 2 ist erkennbar, dass die Starrachse einen Achskörper 10 umfasst, welcher sich zumindest im Wesentlichen in Fahrzeugquerrichtung erstreckt. Ferner umfasst die Starrachse ein linksseitiges Lenkerelement in Form eines ersten Längslenkers 12 sowie ein rechtsseitiges Lenkerelement in Form eines zweiten Längslenkers 14. Die Längslenker 12 und 14 sind jeweils einerseits mit dem Achskörper 10 verbunden und andererseits über jeweilige Lagerböcke 16 an einem in den Figuren nicht dargestellten Rahmen des Fahrzeugs gelenkig zu lagern beziehungsweise gelagert. An dem Rahmen ist wenigstens ein Aufbau des Fahrzeugs befestigt, wobei es sich bei dem Aufbau beispielsweise um ein Fahrerhaus oder um die Ladefläche eines Anhängers beziehungsweise Trailers handeln kann. Die Längslenker 12 und 14 können derart mit dem Achskörper 10 gekoppelt sein, dass die Längslenker 12 und 14 mit dem Achskörper 10 verschweißt sind. Hierbei sind der Achskörper 10 und die Längslenker 12 und 14 beispielsweise in Schalenbauweise ausgebildet und umfassen jeweilige Schalenelemente, welche unter Ausbildung des Achskörpers 10 und der Längslenker 12 und 14 zusammengesetzt und miteinander verbunden, insbesondere verschweißt, sind. Alternativ können die Längslenker 12 und 14 mit dem Achskörper 10 einstückig ausgeführt sein.
Der jeweilige Lagerbock 16 ist vorliegend separat vom Rahmen ausgebildet und an diesem befestigbar beziehungsweise befestigt. Hierbei ist der Lagerbock 16 beispielsweise mit dem Rahmen verschweißt oder zerstörungsfrei lösbar verbunden, insbesondere verschraubt.
Die Starrachse umfasst ferner jeweilige Gummilager 18, über welche die Längslenker 12 und 14 am Rahmen gelenkig zu lagern beziehungsweise gelagert sind. Das jeweilige Gummilager 18 weist ein Gummilagergehäuse 20 und einen in dem Gummilagergehäuse 20 aufgenommenen Elastomerkörper 22 auf, welcher aus einem elastischen Werkstoff in Form von Gummi ausgebildet und demzufolge elastisch ist. Hierzu weist das jeweilige Gummilagergehäuse 20 eine Aufnahme 21 auf, welche vorliegend als Durchgangsöffnung ausgebildet ist. Dabei ist der jeweilige Elastomerkörper 22 in der entsprechend zugehörigen Aufnahme 21 aufgenommen. Der Elastomerkörper 22 ist mit dem Gummilagergehäuse 20, welches eigensteif und nicht-elastisch und beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet ist, verbunden, wobei der Elastomerkörper 22 beispielsweise in das Gummilagergehäuse 20 eingepresst oder einvulkanisiert ist. Besonders gut aus 3 ist erkennbar, dass der Elastomerkörper 22 eine als Durchgangsöffnung ausgebildete Aufnahme 24 aufweist, in welcher eine Hülse 26 aufgenommen ist. Die Hülse 26 ist eigensteif und beispielsweise aus einem metallischen Werkstoff gebildet und weist ihrerseits eine Aufnahme in Form einer Durchgangsöffnung 28 auf.
Die Längslenker 12 und 14 weisen an ihrem jeweiligen, dem Achskörper 10 abgewandten Ende 30 einen Gabelkopf 32 auf, welcher gabelförmig ausgebildet ist beziehungsweise eine Gabel bildet. Jeweilige, seitliche Zinken 34 des Gabelkopfes 32 begrenzen eine Aufnahme 36, in welcher das Gummilager 18 zumindest teilweise aufgenommen ist. Darüber hinaus weisen die jeweiligen Zinken 34 jeweilige Durchgangsöffnungen 38 auf. Im fertig hergestellten Zustand der Starrachse sind die Durchgangsöffnungen 38 in gegenseitiger Überdeckung mit der Durchgangsöffnung 28 angeordnet, so dass durch die Durchgangsöffnungen 28 und 38 wenigstens ein Koppelelement in Form eines Bolzens hindurch gesteckt werden kann. Der Bolzen ist beispielsweise als Schraubbolzen ausgebildet, welcher mittels eines Konterelements in Form einer Kontermutter gekontert wird, so dass dadurch die jeweiligen Längslenker 12 und 14 mit dem jeweiligen Elastomerkörper 22 gekoppelt sind.
Um nun eine besonders vorteilhafte Lagerung des jeweiligen Längslenkers 12 und 14 am jeweiligen Lagerbock 16 und somit am Rahmen zu realisieren, ist es vorgesehen, dass das Gummilagergehäuse 20 als ein Teil 40 des Lagerbocks 16 ausgebildet ist. Aus 1 bis 3 ist zu erkennen, dass der jeweilige Lagerbock 16 vorliegend zweiteilig und somit mehrteilig ausgebildet ist und dabei das Teil 40 als erstes Teil und ein zweites Teil 42 umfasst. Die Teile 40 und 42 sind separat voneinander ausgebildet und miteinander verbunden. Hierzu weisen die Teile 40 und 42 jeweilige Befestigungselemente in Form von Durchgangsöffnungen 44, 45 auf, wobei beispielsweise die Durchgangsöffnungen 44 des Teils 42 als Langlöcher ausgebildet sind. Das Teil 40 ist teilweise in dem Teil 42 aufgenommen und fungiert somit als innere Aussteifung des Teils 42, wobei sich zumindest ein Teil der jeweiligen Durchgangsöffnungen 44, 45 in gegenseitiger Überdeckung befinden. Durch die Durchgangsöffnungen 44, 45 können somit Schraubelemente beispielsweise in Form von Schrauben hindurch gesteckt werden, mittels welchen die Teile 40 und 42 miteinander verbunden werden. Durch die Langlöcher wird eine Relativbewegung zwischen den Teilen 40 und 42 ermöglicht, so dass die Teile 40 und 42 relativ zueinander eingestellt werden können. Hierdurch kann die Starrachse beziehungsweise können die Längslenker 12 und 14 bedarfsgerecht relativ zum Rahmen positioniert, das heißt eingestellt werden. Das Teil 40 weist ein Befestigungselement 41 in Form einer Lasche mit einer Durchgangsöffnung auf, wodurch ein Aufnahmepunkt für einen Achslift oder eine Queraussteifung zum Rahmen geschaffen ist. Das Teil 42 ist beispielsweise als Blechbauteil, insbesondere als Blechbiegebauteil, ausgebildet, wobei das Teil 40 als Gussbauteil, insbesondere als Druckgussbauteil beziehungsweise Sandgussteil, ausgebildet sein kann.
Das das Gummilagergehäuse 20 bildende erste Teil 40 und das zweite Teil 42 sind beispielsweise jeweils aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Alternativ oder zusätzlich kann vorgesehen sein, dass die Teile 40 und 42 aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind. Dadurch, dass das Gummilagergehäuse 20 durch das Teil 40 des Lagerbocks 16 gebildet wird, verbleibt der Elastomerkörper 22 am Lagerbock 16 und nicht etwa am jeweiligen Längslenker 12 beziehungsweise 14, wenn der entsprechende Längslenker 12 beziehungsweise 14 vom zugehörigen Lagerbock 16 demontiert wird. Darüber hinaus ist es durch diese Aufnahme des Gummilagers 18 beziehungsweise des Elastomerkörpers 22 im Lagerbock 16 und nicht im Längslenker 12 beziehungsweise 14 möglich, das Gummilager 18 belastungs- und funktionsgerecht auszugestalten und beispielsweise mit anisotropen Eigenschaften zu versehen.
Dabei ist es beispielsweise möglich, dass der Elastomerkörper 22 in Fahrzeughochrichtung, das heißt in vertikaler Richtung gegenüber der horizontalen Richtung, das heißt beispielsweise gegenüber der Fahrzeuglängsrichtung weicher ist, so dass er in Fahrzeughochrichtung verlaufende Relativbewegungen zwischen dem Längslenker 12 beziehungsweise 14 und dem Lagerbock 16 beziehungsweise dem Rahmen die Hebelverhältnisse verbessert. In horizontaler Richtung jedoch kann eine hinreichend hohe Steifigkeit des Elastomerkörpers 22 geschaffen werden, so dass der Achskörper 10 und somit am Achskörper 10 zu haltende Räder des Fahrzeugs präzise und stabil über die Längslenker 12 und 14 und den jeweiligen Elastomerkörper 22 geführt werden können. Durch diese optimierte Lagerung des jeweiligen Längslenkers 12 beziehungsweise 14 am jeweiligen Lagerbock 16 können auf die Starrachse wirkende Belastungen gering gehalten werden, woraus eine besonders hohe Lebensdauer der Starrachse resultiert.
Aus 1 ist erkennbar, dass der Achskörper 10 an seinen jeweiligen, beidseitigen Enden jeweils einen Achszapfen oder vorliegend einen Radträger 46 aufweist, an welchem eines der zuvor genannten Räder des Fahrzeugs befestigbar ist. In 1 und 2 sind ferner Stoßdämpfer 76 erkennbar, welche einerseits über am Achskörper 10 vorgesehene Aufnahmen 78 am Achskörper 10 und andererseits am Lagerbock 16 und vorliegend am Teil 42 angebunden sind. Die Stoßdämpfer 76 dienen dabei zum Dämpfen der Relativbewegungen zwischen dem Achskörper 10 und dem Rahmen. Um den jeweiligen Stoßdämpfer 76 am jeweiligen Lagerbock 16 zu befestigen, weist dieser, insbesondere das Teil 42, einen Befestigungsbereich 80 mit Durchgangsöffnungen 82 auf, über welche der Stoßdämpfer 76 mit dem Lagerbock 16 verschraubt werden kann. Darüber hinaus weist der Achskörper 10 seitliche Abstützbereiche 84 auf, an denen jeweils zumindest ein Federelement, insbesondere in Form einer Luftfeder, abstützbar ist. Eine solche Luftfeder umfasst beispielsweise einen Federbalg, welcher an dem Abstützbereich 84 abstützbar und über diesen mit dem Achskörper 10 koppelbar ist. Über die Luftfeder kann der Achskörper 10 gefedert am Rahmen abgestützt werden.
Aus 3 ist erkennbar, dass der Elastomerkörper 22 oval und vorliegend ellipsenförmig ausgebildet ist, so dass er eine in 3 durch einen Doppelpfeil 48 veranschaulichte Längserstreckung aufweist und somit höher oder länger als breit ist. Die Längserstreckungsrichtung des Elastomerkörpers 22 verläuft dabei in Fahrzeughochrichtung. Durch die ovale Form und die räumliche Ausrichtung des Elastomerkörpers 22 ist eine definierte Bewegung an den Enden der jeweiligen Längslenker 12 beziehungsweise 14 am jeweiligen Lagerbock 16 ermöglicht, wodurch sich der Achskörper 10 vertikal bewegen kann und somit Spannungen im Achskörper 10 verringert werden.
Aus 3 ist ferner erkennbar, dass der Elastomerkörper 22 in einem oberen Bereich 50 und in einem unteren Bereich 52, welche in Fahrzeughochrichtung jeweils zwischen der Hülse 26 und dem Gummilagergehäuse 20 angeordnet sind, eine bezogen auf die radiale Richtung des Gummilagers 18 größere Wanddicke aufweist als in jeweiligen Mittenbereichen 54 und 56, welche in Fahrzeuglängsrichtung zwischen der Hülse 26 und dem Gummilagergehäuse 20 angeordnet sind.
Wie in 4 erkennbar ist, weist der Elastomerkörper 22 in seinem oberen Bereich 50 eine in axialer Richtung des Gummilagers 18 verlaufende erste Dicke t1, im unteren Bereich 52 eine in axialer Richtung des Gummilagers 18 verlaufende zweite Dicke t2 und im jeweiligen Mittenbereich 54 und 56 eine in axialer Richtung des Gummilagers 18 verlaufende dritte Dicke t3 aufweist, wobei die axiale Richtung des Gummilagers 18 und des Elastomerkörpers 22 mit der Fahrzeugquerrichtung zusammenfällt. Die erste Dicke t1 ist dabei größer als die zweite Dicke t2, so dass also der Elastomerkörper 22 im oberen Bereich 50 dicker als im unteren Bereich 52 ist. Die dritte Dicke t3 ist größer als die erste Dicke t1 und die zweite Dicke t2. Durch diese Dickenvariabilität des Elastomerkörpers 22 können besonders vorteilhafte dynamische Eigenschaften der Starrachse realisiert werden, da der Elastomerkörper 22 bedarfsgerecht ausgestaltet und an seine jeweiligen Aufgaben, in vertikaler Richtung hinreichend weich und in horizontaler Richtung jedoch hinreichend steif zu sein, angepasst werden kann.
Darüber hinaus lässt sich eine besonders einfache Montage der jeweiligen Lagerung der Längslenker 12 und 14 realisieren, da der Elastomerkörper 22 auf einfache Weise in das durch das Teil 40 gebildete Gummilagergehäuse 20 eingebaut werden kann. In 4 sind durch einen Kraftpfeil F Beschleunigungs- und Bremskräfte veranschaulicht, die über die Räder und die Längslenker 12 und 14 auf das jeweilige Gummilager 18 wirken. Die Beschleunigungs- und Bremskräfte verlaufen im Wesentlichen in Fahrzeuglängsrichtung und können aufgrund der hohen Steifigkeit des Elastomerkörpers 22 besonders gut über diesen und über den jeweiligen Lagerbock 16 abgestützt werden.
Aus 5 bis 7 ist besonders gut die Anordnung beziehungsweise Aufnahme des Elastomerkörpers 22 im Gummilagergehäuse 20 veranschaulicht, wobei in 5 bis 7 durch durchgezogene Linien ein unverformter Zustand des Elastomerkörpers 22 veranschaulicht ist, während durch gestrichelte Linien ein montierter und aus seiner Montage resultierender, verformter Zustand des Elastomerkörpers 22 veranschaulicht ist, Mit anderen Worten nimmt der Elastomerkörper 22 seinen unverformten Zustand ein, wenn er noch nicht im Gummilagergehäuse 20 montiert ist und keine äußeren Kräfte auf ihn wirken. Infolge seiner Montage im Gummilagergehäuse 20 wird der Elastomerkörper 22 verformt, so dass er seinen verformten Zustand einnimmt. Aus dieser Verformung des Elastomerkörpers 22 resultiert ein aus 6 erkennbarer Achsversatz v zwischen der Längsmittelachse 58 der Aufnahme 21 und der Längsmittelachse 60 der Hülse 26, wobei dieser Achsversatz v und somit die Verformung des Elastomerkörpers 22 daraus resultiert, dass der obere Bereich 50 dicker und somit steifer als der untere Bereich 52 ist.
8 und 9 zeigen ein Verschleißelement in Form einer Verschleißplatte 62, welche in axialer Richtung des jeweiligen Gummilagers 18 zwischen dem jeweiligen Längslenker 12 beziehungsweise 14 und dem Gummilagergehäuse 20 und somit dem Lagerbock 16 zumindest teilweise angeordnet ist, so dass der jeweilige Längslenker 12 beziehungsweise 14 unter Vermittlung der jeweiligen Verschleißplatte 62. Insbesondere in axialer Richtung, an dem Gummilagergehäuse 20 abstützbar ist. Durch den Einsatz der Verschleißplatte 62 kann der jeweilige Verschleiß des Gummilagergehäuses 20 und des jeweiligen Längslenkers 12 beziehungsweise 14 gering gehalten werden, da ein gezielter Verschleiß der Verschleißplatte 62 erfolgt. Erreicht der Verschleiß der Verschleißplatte 62 einen vorgebbaren Schwellenwert, so kann die Verschleißplatte 62 auf einfache, zeit- und kostengünstige Weise ausgetauscht werden, ohne das Gummilagergehäuse 20 oder den Längslenker 12 beziehungsweise 14 austauschen zu müssen.
Die Verschleißplatte 62 ist zumindest im Wesentlich U-förmig ausgebildet und umfasst zwei Schenkel 64 und einen Steg 66, über welchen die Schenkel 64 miteinander verbunden sind. Dabei sind die Schenkel 64 und der Steg 66 einstückig miteinander ausgebildet und vorliegend durch einen Grundkörper 68 der Verschleißplatte 62 gebildet. Die Schenkel 64 und der Steg 66 begrenzen eine Aufnahme 70 der Verschleißplatte 62, wobei die Aufnahme 70 zu einer Seite 72 hin offen ist. Hierdurch ist es – wie aus 8 erkennbar ist – möglich, die Verschleißplatte 62 zwischen den jeweiligen Gabelkopf 32 und das Gummilagergehäuse 20 zu stecken und dabei den Schraubbolzen (Koppelelement) zumindest teilweise in die Aufnahme 70 einzustecken. Dadurch, dass die Verschleißplatte 62 mit der Aufnahme 70 auf die Hülse 26 aufgeschoben wird, ist ferner eine einfache Montage und servicefreundliche Demontage realisierbar. Die Verschleißplatte 62 umfasst den Grundkörper 68 sowie einen Verschleißkörper 74, welcher am Grundkörper 68 gehalten ist und diesen überragt beziehungsweise von diesem absteht. Der Grundkörper 68 und der Verschleißkörper 74 sind vorzugsweise aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet, wobei der Grundkörper 68 aus einem Stahl und der Verschleißkörper 74 aus einem Belagmaterial gebildet ist, welches definiert infolge von Relativbewegungen zwischen dem jeweiligen Gabelkopf und dem Gummilagergehäuse 20 durch Abrieb verschleißen kann.
Bezugszeichenliste

10: Achskörper
12: Längslenker
14: Längslenker
16: Lagerbock
18: Gummilager
20: Gummilagergehäuse
21: Aufnahme
22: Elastomerkörper
24: Aufnahme
26: Hülse
28: Durchgangsöffnung
30: Ende
32: Gabelkopf
34: Zinken
36: Aufnahme
38: Durchgangsöffnung
40: erstes Teil
42: zweites Teil
44: Durchgangsöffnung
45: Durchgangsöffnung
46: Radträger
48: Doppelpfeil
50: oberer Bereich
52: unterer Bereich
54: Mittenbereich
56: Mittenbereich
58: Längsmittelachse
60: Längsmittelachse
62: Verschleißplatte
64: Schenkel
66: Steg
68: Grundkörper
70: Aufnahme
72: Seite
74: Verschleißkörper
76: Stoßdämpfer
78: Aufnahme
80: Befestigungsbereich
82: Durchgangsöffnungen
84: Abstützbereich
F: Kraftpfeil
t1: erste Dicke
t2: zweite Dicke
t3: dritte Dicke
v: Achsversatz

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 10231377 B3 [0002, 0003]

Claims

Achse für ein Fahrzeug, mit einem Achskörper (10), mit wenigstens einem an einem Rahmen des Fahrzeugs zu befestigenden Lagerbock (16), mit wenigstens einem Gummilager (18), welches ein Gummilagergehäuse (20) und einen in dem Gummilagergehäuse (20) aufgenommenen und mit diesem verbundenen Elastomerkörper (22) aufweist, und mit wenigstens einem einerseits mit dem Achskörper (10) verbundenen und andererseits über den Elastomerkörper (22) und den Lagerbock (16) am Rahmen gelenkig zu lagernden Lenkerelement (12), dadurch gekennzeichnet, dass das Gummilagergehäuse (20) als ein Teil (40) des Lagerbocks (16) ausgebildet ist.
Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (22) oval, insbesondere ellipsenförmig, ausgebildet ist.
Achse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Längserstreckung des ovalen, insbesondere ellipsenförmigen, Elastomerkörpers (22) in Fahrzeughochrichtung verläuft.
Achse einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in axialer Richtung des Gummilagers (18) zumindest in einem Teilbereich zwischen dem Lagerbock (16), insbesondere dem Gummilagergehäuse (20), und dem Lenkerelement (12) eine Verschleißplatte (62) angeordnet ist, unter deren Vermittlung das Lenkerelement (12) an dem Lagerbock (16) abstützbar ist.
Achse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißplatte (62) eine zu einer Seite (72) hin offene Aufnahme (70) für wenigstens ein Koppelelement, mittels welchem das Lenkerelement (12) mit dem Elastomerkörper (22) gekoppelt ist, aufweist, wobei das Koppelelement zumindest teilweise in radialer Richtung des Gummilagers (18) in die Aufnahme (70) eingesteckt ist.
Achse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißplatte (62) U-förmig ausgebildet ist.
Achse nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschleißplatte (62) einen Grundkörper (68) und einen am Grundkörper (68) gehaltenen und von diesem abstehenden Verschleißkörper (74) aufweist.
Achse nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass, der Grundkörper (68) und der Verschleißkörper (74) aus voneinander unterschiedlichen Werkstoffen gebildet sind.
Achse einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Elastomerkörper (22) in seinem in Fahrzeughochrichtung oberen Bereich (50) eine größere, in axialer Richtung des Gummilagers (18) verlaufende Dicke (t1) als in seinem demgegenüber unteren Bereich (52) aufweist.
Fahrzeug mit wenigstens einer Achse nach einem der vorhergehenden Ansprüche.