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Die Erfindung bezieht sich auf eine Achsschenkelanordnung für ein Fahrzeug mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Montage der Achsschenkelanordnung sowie einen Montagesatz zur Bildung der Achsschenkelanordnung.
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Zur Lenkung von mehrspurigen Fahrzeugen ist unter anderem das Prinzip der Achsschenkellenkung bekannt, wobei jedes Rad einer gelenkten Achse um eine eigene Schwenkachse verschwenkbar ist. Der Achsschenkel bildet dabei den schwenkbaren Teil, welcher in seiner einfachsten Form über einen Gelenkbolzen mit einer Starrachse schwenkbar verbunden ist. In einer anderen bekannten Bauform ist der Gelenkbolzen zweiteilig ausgebildet, wobei die beiden Gelenkbolzen an einem oberen und einem untere Ende des Achsschenkels angeordnet sind und diesen mit der Starrachse verbinden. Ferner kann der Achsschenkel an seinem oberen und unteren Ende mit je einem Wälzlager, vorzugsweise Kegelrollenlager, an der Starrachse gelagert sein.
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Die Druckschrift
DE4005464A1 , die wohl den nächstkommenden Stand der Technik bildet, offenbart eine Achsschenkelbolzenlagervorrichtung mit Kegelrollenlagern zur Lagerung des oberen und unteren Achsschenkelbolzens von Achsen für Fahrzeuge, wobei der Kontakt- bzw. Laufflächenneigungswinkel des Kegelrollenlagers für den unteren Achsschenkelbolzen größer ist als der Kontakt- bzw. Laufflächenneigungswinkel des Kegelrollenlagers für den oberen Achsschenkelbolzen.
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Die Erfindung hat sich zur Aufgabe gestellt, eine Achsschenkelanordnung der eingangs genannten Art zu schaffen, welche sich durch einen geringen Montageaufwand auszeichnet.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1, durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 14 sowie durch einen Montagesatz mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen, den Zeichnungen und der Beschreibung.
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Es wird eine Achsschenkelanordnung vorgeschlagen, welche für ein Fahrzeug ausgebildet und/oder geeignet ist. Bevorzugt ist durch die Achsschenkelanordnung eine Achsschenkellenkung umgesetzt. Die Achsschenkelanordnung ist insbesondere ein Bestandteil einer lenkbaren Fahrzeugachse. Die Fahrzeugachse kann als eine Vorderachse oder eine Hinterachse ausgebildet sein. Optional ergänzend ist die Fahrzeugachse eine angetriebene Fahrzeugachse. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein Kraftfahrzeug oder ein Nutzfahrzeug sein. Bevorzugt jedoch ist das Fahrzeug als ein mehrspuriges Fahrzeug ausgebildet.
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Die Achsschenkelanordnung weist ein Gelenkgehäuse auf. Insbesondere ist das Gelenkgehäuse ein Bestandteil eines Radkopfes, welcher zur Aufnahme und/oder Lagerung eines Fahrzeugrades ausgebildet und/oder geeignet ist. Der Radkopf weist unter anderem einen Radträger auf, wobei der Radträger bevorzugt mit dem Gelenkgehäuse verbunden ist. Beispielsweise können das Gelenkgehäuse und der Radträger formschlüssig und/oder reibschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sein. Alternativ können das Gelenkgehäuse und der Radträger einstückig, z.B. aus einem gemeinsamen Guss, ausgebildet sein, wobei das Gelenkgehäuse und der Radträger insbesondere als Abschnitte ausgebildet sind.
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Das Gelenkgehäuse kann vorzugsweise gabelförmig oder schalenförmig ausgebildet sein, wobei das Gelenkgehäuse einen oberen und einen unteren Aufnahmeschenkel aufweist. Insbesondere sind die beiden Aufnahmeschenkel zueinander gleichgerichtet. Bevorzugt erstrecken sich die beiden Aufnahmeschenkel jeweils in einer Radialebene in Bezug auf eine Drehachse. Vorzugsweise ist der Radkopf, insbesondere das Gelenkgehäuse, um die Drehachse verschwenkbar.
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Ferner weist die Achsschenkelanordnung einen Achskörper auf. Der Achskörper ist insbesondere als der starre Teil der Fahrzeugachse ausgebildet, welcher während eines Lenkvorgangs stationär zu der Fahrzeugkarosserie verbleibt. Der Achskörper weist vorzugsweise endseitig jeweils einen unteren und einen oberen Achskörperschenkel auf, sodass jeweils eine Achskörpergabel gebildet ist. Der Achskörper, bevorzugt die Achskörpergabel, ist zwischen den beiden Aufnahmeschenkeln aufgenommen. Insbesondere ist die Achskörpergabel in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse mit einem axialen Spiel aufgenommen. Im Speziellen erstreckt sich der obere Achskörperschenkel nahezu parallel zu dem oberen Aufnahmeschenkel und der untere Achskörperschenkel nahezu parallel zu dem unteren Aufnahmeschenkel.
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Die Achsschenkelanordnung weist einen unteren und einen oberen Lagerzapfen auf. Insbesondere verbindet der obere Lagerzapfen den oberen Aufnahmeschenkel mit dem oberen Achskörperschenkel und/oder der untere Lagerzapfen den unteren Aufnahmeschenkel mit dem unteren Achskörperschenkel. Bevorzugt definieren die beiden Lagerzapfen mit ihrer Längsachse und/oder Symmetrieachse die Drehachse. Besonders bevorzugt sind die beiden Lagerzapfen somit koaxial zu der Drehachse angeordnet. Im Speziellen sind die beiden Lagerzapfen einander gegenüberliegend und/oder einander zugewandt angeordnet.
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Das Gelenkgehäuse ist über den unteren und den oberen Lagerzapfen schwenkbar mit dem Achskörper verbunden, sodass das Gelenkgehäuse relativ zu dem Achskörper um die Drehachse verschwenkbar ist. Bevorzugt ist der untere und/oder der obere Lagerzapfen drehfest mit dem Gelenkgehäuse, insbesondere dem unteren bzw. dem oberen Aufnahmeschenkel, verbunden. Besonders bevorzugt ist der untere und/oder der obere Lagerzapfen in dem Achskörper, insbesondere dem unteren bzw. oberen Achskörperschenkel, gelagert.
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Im Rahmen der Erfindung wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der beiden Lagerzapfen in dem Achskörper vormontiert ist. Besonders bevorzugt weist der obere Achskörperschenkel einen oberen Aufnahmeabschnitt und der untere Achskörperschenkel einen unteren Aufnahmeabschnitt auf. Insbesondere dient der obere Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des oberen Lagerzapfens und/oder der untere Aufnahmeabschnitt zur Aufnahme des unteren Lagerzapfens. Bevorzugt kann der vormontierte Lagerzapfen vor der Anordnung des Achskörpers in dem Gelenkgehäuse formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder reibschlüssig in dem zugehörigen Aufnahmeabschnitt vormontiert werden. Beispielsweise können der untere und/oder der obere Aufnahmeabschnitt als eine Öffnung oder als ein Durchbruch oder als eine Vertiefung ausgebildet sein. Besonders bevorzugt sind die beiden Aufnahmeabschnitte koaxial zu der Drehachse angeordnet.
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Der vormontierte Lagerzapfen ist durch das Gelenkgehäuse zumindest in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse verliersicher gehalten. Insbesondere ist der untere Lagerzapfen als der vormontierte Lagerzapfen ausgebildet, wobei der obere Lagerzapfen nach Anordnung des Achskörpers in dem Gelenkgehäuse montiert werden kann. Insbesondere ist der vormontierte untere Lagerzapfen durch den unteren Aufnahmeschenkel in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse gehalten. Besonders bevorzugt liegt der Achskörper in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse über den unteren Lagerzapfen an dem Gelenkgehäuse an. Der obere Lagerzapfen ist beispielsweise über eine Schraubverbindung mit dem Gelenkgehäuse, insbesondere drehfest, verbunden, sodass durch den oberen Lagerzapfen eine Lagervorspannung erzeugt wird. Alternativ kann auch der obere Lagerzapfen vormontiert sein.
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Der Vorteil der Erfindung besteht insbesondere darin, dass durch die Vormontage einer der Lagerzapfen nur noch ein verschraubter Lagerzapfen und somit eine Verschraubungsstelle zur Erzeugung der Lagervorspannung benötigt wird. Die Lagervorspannung der Achsschenkellagerung wird somit nur durch einen Schraubverband anstatt von zwei Schraubverbänden, wie es im Stand der Technik üblich ist, erreicht. Somit können die benötigten Bauteile der Achsschenkelanordnung sowie der Montageaufwand deutlich reduziert werden. Ein weiterer Vorteil, welcher sich durch die Vormontage ergibt, besteht darin, dass der vormontierte Lagerzapfen verliersicher durch das Gelenkgehäuse gehalten ist und somit eine zusätzliche Sicherung, Verschraubung etc. des Lagerzapfens entfällt. Dadurch kann der vormontierte Lagerzapfen deutlich einfacher und somit kostengünstiger hergestellt werden.
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In einer möglichen Weiterbildung der Erfindung weist die Achsschenkelanordnung eine untere und eine obere Lagereinrichtung zur Lagerung des Gelenkgehäuses auf. Insbesondere sind die beiden Lagereinrichtungen als Wälzlager, bevorzugt als Kegelrollenlager, ausgebildet. Bevorzugt sind die beiden Lagereinrichtungen durch ein Schmiermittel, insbesondere Schmierfett, geschmiert, sodass eine Lebensdauerschmierung umgesetzt ist.
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Die untere Lagereinrichtung ist in dem unteren Aufnahmeabschnitt angeordnet und die obere Lagereinrichtung ist in dem oberen Aufnahmeabschnitt angeordnet. Bevorzugt ist die obere Lagereinrichtung auf dem oberen Lagerzapfen und die untere Lagereinrichtung auf dem unteren Lagerzapfen aufgenommen. Insbesondere weisen die Lagereinrichtungen jeweils einen Innenring und einen Außenring auf, wobei ein Innenring der unteren Lagereinrichtung bevorzugt an einem Außenumfang des unteren Lagerzapfens anliegt und wobei ein Innenring der oberen Lagereinrichtung bevorzugt an einem Außenumfang des oberen Lagerzapfens anliegt. Ein Außenring der unteren Lagereinrichtung liegt bevorzugt an einer radialen Innenseite des unteren Aufnahmeabschnitts und ein Außenring der oberen Lagereinrichtung liegt bevorzugt an einer radialen Innenseite des oberen Aufnahmeabschnitts an. Insbesondere sind die beiden Lagerzapfen durch die zugehörige Lagereinrichtung drehbar in dem Achskörper in axialer und/oder in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse gelagert.
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Mindestens oder genau eine der beiden Lagereinrichtungen ist in dem Achskörper vormontiert. Insbesondere ist die obere und/oder die untere Lagereinrichtung in dem Achskörper, insbesondere in dem jeweiligen Aufnahmeabschnitt, vormontiert. Besonders bevorzugt sind mindestens die untere Lagereinrichtung und der untere Lagerzapfen in dem Achskörper, insbesondere dem unteren Aufnahmeabschnitt, vormontiert. Dabei kann die untere Lagereinrichtung vorzugsweise durch den vormontierten unteren Lagerzapfen verliersicher in dem unteren Aufnahmeabschnitt gehalten werden.
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Optional ergänzend weist die Achsschenkelanordnung eine obere Dichteinheit zu Abdichtung der oberen Lagereinrichtung und eine untere Dichteinheit zur Abdichtung der unteren Lagereinrichtung auf. Bevorzugt sind die untere und/oder die obere Dichteinheit in dem zugehörigen Aufnahmeabschnitt vormontiert. Dadurch wird eine einfache und einsehbare Montage der unteren und/oder der oberen Lagereinheit realisiert. Die untere und die obere Dichteinheit umfassen jeweils mindestens einen Dichtring und optional ergänzend einen Deckel.
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Besonders bevorzugt weist der vormontierte Lagerzapfen einen Flanschabschnitt und einen Zylinderabschnitt auf. Insbesondere schließt sich der Flanschabschnitt unmittelbar an den Zylinderabschnitt an. Der Flanschabschnitt kann dabei als eine flanschartige Verbreiterung am Ende des Lagerzapfens ausgebildet sein, wobei sich der Flanschabschnitt vorzugsweise in einer Radialebene in Bezug auf die Drehachse erstreckt. Insbesondere ist der Zylinderabschnitt in dem Aufnahmeabschnitt angeordnet, wobei der Innenring der Lagereinrichtung an dem Zylinderabschnitt anliegt. Der Flanschabschnitt liegt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse an der Lagereinrichtung und/oder der Dichteinheit an, sodass diese in dem Aufnahmeabschnitt verliersicher gehalten sind.
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Es ist besonders bevorzugt, dass in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse ein Bauraum zur Aufnahme des Achskörpers durch die beiden Aufnahmeschenkel begrenzt ist. Insbesondere ist der Bauraum durch die einander zugewandten Gegenflächen der beiden Aufnahmeschenkel begrenzt. Der Achskörper weist zusammen mit dem vormontierten Lagerzapfen, insbesondere in Bezug auf die Drehachse, eine erste axiale Baulänge auf, welche kleiner oder gleich einer zweiten axialen Baulänge des Bauraums ist. Insbesondere ist die erste axiale Baulänge durch den Abstand der beiden Achskörperschenkel definiert. Insbesondere ist die zweite axiale Baulänge des Bauraums durch den axialen Abstand der beiden Aufnahmeschenkel definiert. Bevorzugt ist die erste axiale Baulänge so bemessen, sodass der Achskörper zusammen mit den vormontierten Bauteilen ungehindert in den Bauraum eingebracht werden kann. Dadurch wird eine einfache Montage des Achskörpers bzw. des Gelenkgehäuses ermöglicht, wodurch der Montageaufwand deutlich reduziert wird.
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Es kann ferner vorgesehen sein, dass der vormontierte Lagerzapfen zumindest formschlüssig mit dem Gelenkgehäuse verbunden ist, sodass der Achskörper gegen ein Verrutschen gesichert ist. Insbesondere bildet der Lagerzapfen mit dem Gelenkgehäuse einen Formschluss in radialer und/oder in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse. Vorzugsweise ist der Achskörper durch den vormontierten Lagerzapfen in radialer und/oder in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse fixiert und/oder gehalten. Durch die formschlüssige Verbindung des Lagerzapfens mit dem Gelenkgehäuse kann eine kostengünstige Sicherung des Lagerzapfens in dem Gelenkgehäuse umgesetzt werden. Zudem kann der Lagerzapfen deutlich einfacher und somit kostengünstiger ausgestaltet werden.
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In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung stütz sich der vormontierte Lagerzapfen in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse an einer Innenseite von einem der beiden Aufnahmeschenkel ab. Besonders bevorzugt stützt sich der untere vormontierte Lagerzapfen an einer Innenseite des unteren Aufnahmeschekels ab. Vorzugsweise liegt der untere Lagerzapfen an der Gegenfläche des unteren Aufnahmeschenkels zumindest abschnittsweise an.
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In einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass der obere Aufnahmeschenkel einen oberen Führungsabschnitt und der untere Aufnahmeschenkel einen unteren Führungsabschnitt aufweist. Insbesondere sind die beiden Führungsabschnitte koaxial zu der Drehachse angeordnet. Der obere und/oder der untere Lagerzapfen sind in dem Führungsabschnitt geführt. Besonders bevorzugt ist der nachträglich eingebrachte Lagerzapfen, bevorzugt der obere Lagerzapfen, durch den oberen Führungsabschnitt geführt. Besonders bevorzugt liegt der nachträglich eingebrachte Lagerzapfen auf einer Außenseite von einem der beiden Aufnahmeschenkel an. Im Speziellen liegt der obere Lagerzapfen an der Außenseite des oberen Aufnahmeschekels auf.
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In einer weiteren Konkretisierung ist mindestens einer der beiden Führungsabschnitte als eine Vertiefung ausgebildet. Insbesondere ist die Vertiefung als eine Einsenkung oder eine Einprägung ausgebildet. Beispielsweise kann die Vertiefung als eine zylindrische Vertiefung ausgebildet sein. Im Speziellen ist durch die Vertiefung eine Innenführung für den vormontierten Lagerzapfen gebildet.
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Der vormontierte Lagerzapfen ist zumindest abschnittsweise in dem Führungsabschnitt versenkt angeordnet. Bevorzugt ist der Lagerzapfen formschlüssig in dem Führungsabschnitt aufgenommen. Insbesondere bildet der Führungsabschnitt einen Konturpartner zu dem Lagerzapfen. Vorzugsweise können der Führungsabschnitt und der Lagerzapfen eine eckige oder eine ovale Kontur aufweisen, sodass der Lagerzapfen gegen ein Verdrehen gesichert ist. Im Speziellen ist der Flanschabschnitt des vormontierten Lagerzapfens in dem Führungsabschnitt aufgenommen. Dadurch wird eine besonders einfach Verbindung des Achskörpers mit dem Gelenkgehäuse umgesetzt.
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In einer weiteren möglichen Umsetzung weist die Achsschenkelanordnung einen Lagerbolzen zur Sicherung des vormontierten Lagerzapfens auf. Insbesondere dient der Lagerbolzen zur axialen und/oder radialen Sicherung des Lagerzapfens in Bezug auf die Drehachse. Besonders bevorzugt wird der Achskörper, insbesondere der vormontierte Lagerzapfen, durch den Lagerbolzen zentriert. Der Sicherungsbolzen kann als ein Zylinderbolzen oder ein zylindrischer Bolzenabschnitt ausgebildet. Bevorzugt weist der Lagerbolzen eine runde Grundfläche auf. Alternativ kann der Lagerbolzen jedoch auch eine eckige, z.B. quadratisch, rechteckig etc., Grundfläche aufweisen.
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Der Lagerbolzen ist einerseits in dem Führungsabschnitt angeordnet und andererseits mit dem Lagerzapfen verbunden. Insbesondere ist der Lagerbolzen reibschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder formschlüssig in dem Führungsabschnitt angeordnet und/oder mit dem Lagerzapfen verbunden. Bevorzugt ist der Lagerbolzen koaxial zu der Drehachse angeordnet.
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Gemäß einer konkreten Ausgestaltung ist es vorgesehen, dass der Lagerzapfen eine Bolzenaufnahme zur Aufnahme des Lagerbolzens aufweist. Insbesondere ist die Bolzenaufnahme als eine Vertiefung ausgebildet. Bevorzugt bildet die Bolzenaufnahme einen Konturpartner zu dem Lagerbolzen. Der Lagerbolzen ist in der Bolzenaufnahme formschlüssig aufgenommen. Bevorzugt ist der Lagerbolzen zumindest in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse formschlüssig in der Bolzenaufnahme aufgenommen, sodass der Lagerbolzen, insbesondere der Achskörper, gegen das Verrutschen gesichert ist.
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Gemäß einer weiteren Konkretisierung wird vorgeschlagen, dass mindestens einer der beiden Führungsabschnitte als eine Öffnung ausgebildet ist. Insbesondere ist die Öffnung als ein Durchbruch oder als eine Bohrung ausgebildet. Die Öffnung erstreckt sich vorzugsweise in axialer Richtung entlang der Drehachse. Der Lagerbolzen ist durch die Öffnung in die Bolzenaufnahme eingeschoben, sodass der Achskörper durch den Lagerbolzen gesichert ist. Im Speziellen wird der Lagerbolzen nach Anordnung des Achskörpers in dem Gelenkgehäuse von außen durch den Führungsabschnitt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse durch den Führungsabschnitt in die Bolzenaufnahme eingebracht, wobei insbesondere der Lagerbolzen zumindest abschnittsweise in dem Führungsabschnitt verbleibt.
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Es ist bevorzugt vorgesehen, dass die Achsschenkelanordnung mindestens oder genau ein Befestigungsmittel zur Sicherung des Lagerzapfens und/oder des Lagerbolzens aufweist. Insbesondere dient das Befestigungsmittel den Lagerbolzen und/oder den Lagerzapfen gegen ein Verlieren zu sichern. Das Befestigungsmittel kann insbesondere als ein Schraubmittel und/oder als ein Spannmittel ausgebildet sein. Beispielsweise kann das Befestigungsmittel als eine Schraube oder ein Spannstift oder Zylinderstift ausgebildet sein. Im Speziellen weist die Achsschenkelanordnung einen oder genau zwei, im Speziellen mehr als vier der Befestigungsmittel auf.
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Gemäß einer möglichen Umsetzung ist der Lagerbolzen über das Befestigungsmittel mit dem Gelenkgehäuse verbunden, sodass der Lagerbolzen in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse an dem Gelenkgehäuse fixiert ist. Insbesondere weist der Lagerbolzen einen Befestigungsflansch auf. Der Befestigungsflansch ist vorzugsweise als eine flanschartige Verbreiterung an einem axialen Ende des Lagerbolzens ausgebildet, welche sich bevorzugt in einer Radialebene in Bezug auf die Drehachse erstreckt. Der Lagerbolzen liegt mit dem Befestigungsflansch an einer Außenseite des Gelenkgehäuses, bevorzugt des unteren Aufnahmeschenkels, auf, sodass ein weiteres Einschieben des Lagerbolzens in dem Führungsabschnitt verhindert wird. Besonders bevorzugt verbindet das Befestigungsmittel den Befestigungsflansch mit dem Gelenkgehäuse. Hierzu weist das Gelenkgehäuse mindestens eine Befestigungsmittelaufnahme zur Aufnahme des Befestigungsmittels auf. Im Speziellen kann der Befestigungsflansch in dem Gelenkgehäuse, insbesondere dem Aufnahmeschenkel, versenkt sein.
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Gemäß einer alternativen oder optional ergänzenden Umsetzung ist vorgesehen, dass der Lagerbolzen über das Befestigungsmittel oder ein weiteres Befestigungsmittel mit dem vormontierten Lagerzapfen verbunden ist, sodass der Lagerbolzen in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse an dem Lagerzapfen fixiert ist. Insbesondere weist der Lagerzapfen zumindest die eine oder eine weitere Befestigungsmittelaufnahme auf, sodass der Lagerbolzen unmittelbar über das oder das weitere Befestigungsmittel mit dem Lagerzapfen verbunden ist. Bevorzugt ist die oder die weitere Befestigungsmittelaufnahme koaxial und/oder zumindest zentral in den Lagerzapfen eingebracht.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Montage der Achsschenkelanordnung. Vorzugsweise ist die Achsschenkelanordnung wie bereits zuvor beschrieben ausgebildet. In einem Schritt des Verfahrens wird mindestens einer der beiden Lagerzapfen, bevorzugt der untere Lagerzapfen, in dem Achskörper, insbesondere in dem unteren Aufnahmeabschnitt, vormontiert. Optional ergänzend wird die untere und/oder die obere Lagereinrichtung, und/oder die untere und/oder die obere Dichteinheit ebenfalls in dem Achskörper, insbesondere dem zugehörigen Aufnahmeabschnitt, vormontiert. Im Speziellen erfolgt die Vormontage außerhalb des Montagebands.
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In einem weiteren Schritt wird der Achskörper zwischen den beiden Aufnahmeschenkeln in dem Gelenkgehäuse angeordnet. Insbesondere werden das Gelenkgehäuse mit seinem Führungsabschnitten und der Achskörpers mit seinen Aufnahmeabschnitten koaxial zu der Drehachse ausgerichtet, sodass der untere Aufnahmeabschnitt und der untere Führungsabschnitt sowie der obere Aufnahmeabschnitt und der obere Führungsabschnitt gemeinsam in einer Flucht liegen.
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Insbesondere wird der vormontierte Lagerzapfen in den als Vertiefung ausgebildeten Führungsabschnitt eingesetzt, sodass der vormontierte Lagerzapfen durch das Gelenkgehäuse zumindest in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse verliersicher gehalten wird. Besonders bevorzugt wird bei einem Montagevorgang des Achskörpers mit dem Gelenkgehäuse der vormontierte Lagerzapfen während des Verbindens in dem Führungsabschnitt versenkt. Alternativ wird der vormontierte Lagerzapfen im Bereich des als Öffnung ausgebildeten Führungsabschnitts angeordnet, wobei der Lagerzapfen zumindest teilweise an der Innenseite des Gelenkgehäuses anliegt und/oder die Bolzenaufnahme koaxial zu der Drehachse angeordnet ist. Bevorzugt wird der vormontierte Lagerzapfen durch das Gelenkgehäuse zumindest in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse verliersicher gehalten.
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In einem weiteren Schritt wird das Gelenkgehäuse über den anderen der beiden Lagerzapfen mit dem Achskörper verbunden wird, sodass das Gelenkgehäuse relativ zu dem Achskörper um eine Drehachse verschwenkbar ist. Insbesondere wird der andere der beiden Lagerzapfen von außen durch den Führungsabschnitt, bevorzugt den oberen Führungsabschnitt, in den zugehörigen Aufnahmeabschnitt eingeschoben und mit dem Gelenkgehäuse verbunden, insbesondere verschraubt.
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Gemäß einer konkreten Weiterbildung ist vorgesehen, dass in einem weiteren Verfahrensschritt der vormontierte Lagerzapfen zusätzlich durch den Lagerbolzen gesichert wird. Insbesondere ist der zugehörige Führungsabschnitt, als die Öffnung ausgebildet, wobei der Lagerbolzen von außen in den Führungsabschnitt und anschließend in die Bolzenaufnahme eingeschoben wird. Zusätzlich kann der Lagerbolzen durch das Befestigungsmittel gesichert bzw. befestigt werden. Insbesondere wird der Lagerbolzen über das Befestigungsmittel mit dem Gelenkgehäuse und/oder dem Lagerzapfen verbunden.
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Alternativ ist es auch denkbar, dass der Lagerbolzen vor der Anordnung des Achskörpers in den Führungsabschnitt eingesetzt werden kann, wobei bei einem Montagevorgang der Achskörper, insbesondere der vormontierte Lagerzapfen, über den Lagerbolzen gehoben und anschließend auf diesen aufgesetzt wird.
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Ein weiterer Gegenstand der Erfindung betrifft einen Montagesatz zur Bildung der Achsschenkelanordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche beziehungsweise wie diese zuvor beschrieben wurde.
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Der Montagesatz weist eine erste Baugruppe und eine zweite Baugruppe auf. Die erste Baugruppe umfasst das Gelenkgehäuse und die zweite Baugruppe umfasst den Achskörper. Der Montagesatz weist den unteren und den oberen Lagerzapfen auf, wobei zweite Baugruppe mindestens einen der beiden Lagerzapfen umfasst. Der mindestens eine Lagerzapfen der zweiten Baugruppe, insbesondere der untere Lagerzapfen, ist in dem Achskörper montiert ist. Vorzugsweise bildet der andere der beiden Lagerzapfen eine dritte Baugruppe. Optional ergänzend umfasst die zweite Baugruppe die untere und/oder die obere Lagereinrichtung, wobei die untere und/oder die obere Lagereinrichtung in dem Achskörper montiert ist. Optional ergänzend umfasst die zweite Baugruppe die untere und/oder die obere Dichteinheit, wobei die untere und/oder die obere Dichteinheit in dem Achskörper montiert ist. Alternativ oder optional ergänzend umfasst die dritte Baugruppe eine der beiden Lagereinrichtungen und/oder eine der beiden Dichteinheiten, wobei die jeweilige Lagereinrichtung und/oder die Dichteinheit an dem zugehörigen Lagerzapfen montiert ist. Besonders bevorzugt bildet der Montagesatz, insbesondere in einem zusammengesetzten Zustand, die Achsschenkelanordnung.
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Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung anhand der Zeichnung weiter erläutert, wobei weitere Vorteile, Merkmale und Wirkungen der Figurenbeschreibung zu entnehmen sind. Es zeigen:
- 1 einen Teilschnitt einer Achsschenkelanordnung als ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 2 in gleicher Darstellung wie 1 die Achsschenkelanordnung als ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung;
- 3 in gleicher Darstellung wie 1 die Achsschenkelanordnung als ein drittes Ausführungsbeispiel der Erfindung.
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Einander entsprechende oder gleiche Teile sind in den Figuren jeweils mit den gleichen Bezugszeichen versehen.
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1 zeigt in einem Teilschnitt eine Achsschenkelanordnung 1 für eine lenkbare Fahrzeugachse eines Fahrzeuges. Beispielsweise ist die Fahrzeugachse eine Vorderachse oder eine Hinterachse. Optional ergänzend kann die Fahrzeugachse als eine angetriebene Fahrzeugachse ausgebildet sein. Das Fahrzeug kann beispielsweise ein PKW, LKW oder eine landwirtschaftliche Arbeitsmaschine, z.B. Traktor etc., sein.
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Die Achsschenkelanordnung 1 weist einen Radkopf 2 und einen Achskörper 3 auf. Der Radkopf 2 ist während eines Lenkvorgangs des Fahrzeugs relativ zu dem Achskörper 3 um eine Drehachse D verschwenkbar, wobei der Achskörper 3 stationär verbleibt. Der Radkopf 2 dient zur Aufnahme eines Fahrzeugrads des Fahrzeugs. Der Achskörper 3 weist endseitig jeweils einen unteren und einen oberen Achskörperschenkel 3a, b auf, wobei durch die beiden Achskörperschenkel 3a, b eine Achskörpergabel gebildet ist.
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Der Radkopf 2 umfasst ein Gelenkgehäuse 4 zur Aufnahme des Achskörpers 3. Beispielsweise ist das Gelenkgehäuse 4 mit einem Radträger einstückig, insbesondere aus einem gemeinsamen Guss, verbunden bzw. gefertigt. Das Gelenkgehäuse 4 weist einen unteren und einen oberen Aufnahmeschenkel 4a, b auf, wobei die beiden Aufnahmeschenkel 4a, b einen Bauraum in axialer Richtung in Bezug auf Drehachse D begrenzen. Die beiden Achskörperschenkel 3a, b sind innerhalb des Bauraums zwischen den beiden Aufnahmeschenkeln 4a, b angeordnet. Beispielsweise sind der untere Aufnahmeschenkel 4a und der untere Achskörperschenkel 3a sowie der obere Aufnahmeschenkel 4b und der obere Achskörperschenkel 3b einander gleichgerichtet, wobei sich die beiden Aufnahmeschenkel 4a, b und/oder die beiden Achskörperschenkel 3a, b jeweils in einer Radialebene in Bezug auf die Drehachse D erstrecken.
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Der untere Achskörperschenkel 3a weist einen unteren Aufnahmeabschnitt 5a der obere Achskörperschenkel 3b weist einen oberen Aufnahmeabschnitt 5b auf. Die beiden Aufnahmeabschnitte 5a, b sind jeweils als eine Bohrung, insbesondere als eine Stufenbohrung, ausgebildet. Ferner weist der untere Aufnahmeschenkel 4a einen unteren Führungsabschnitt 6a und der obere Aufnahmeschenkel 4b einen oberen Führungsabschnitt 6b auf. Beispielsweise ist der obere Führungsabschnitt 6b als eine Bohrung, insbesondere eine Durchgangsbohrung, ausgebildet. Der untere Führungsabschnitt 6a ist als eine Vertiefung, insbesondere eine zylindrische Einsenkung, ausgebildet. Der als Vertiefung ausgebildete untere Führungsabschnitt 6b ist in eine Innenfläche des unteren Aufnahmeschenkels 4a eingebracht. Bevorzugt liegen der untere Aufnahmeabschnitt 5a und der untere Führungsabschnitt 6a sowie der obere Aufnahmeabschnitt 5b und der obere Führungsabschnitt 6b in einer gemeinsamen Flucht und/oder sind koaxial zu der Drehachse D angeordnet.
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Die Achsschenkelanordnung 1 weist einen unteren und einen oberen Lagerzapfen 7, 8 auf, wobei das Gelenkgehäuse 4 über die beiden Lagerzapfen 7, 8 schwenkbar mit dem Achskörper 3 verbunden ist. Beispielsweise definieren die beiden Lagerzapfen 5, 6 mit ihrer Längsachse gemeinsam die Drehachse D. Ferner weist die Achsschenkelanordnung 1 eine untere und eine obere Lagereinrichtung 9a, b sowie eine untere und eine obere Dichteinheit 10a, b auf. Die beiden Lagereinrichtungen 9a, b sind beispielsweise als fettgeschmierte Kegelrollenlager ausgebildet, wobei die untere Lagereinrichtung 9a durch die untere Dichteinheit 10a und die obere Lagereinrichtung 9b durch die obere Dichteinheit 10b abgedichtet ist. Beispielsweise sind die beiden Dichteinheiten 10a, b jeweils durch einen Dichtring und einen Deckel gebildet. Über die beiden Lagereinrichtungen 9a, b ist das Gelenkgehäuse 4 schwenkbar an den beiden Lagerzapfen 7, 8 gelagert.
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Der untere Lagerzapfen 7 weist einen Zylinderabschnitt 7a und einen Flanschabschnitt 7b auf, wobei sich der Flanschabschnitt 7b unmittelbar an den Zylinderabschnitt 7a anschließt. Beispielsweise ist der Flanschabschnitt 7b als eine flanschartige Verbreiterung des Zylinderabschnitts 7a ausgebildet, wobei sich der Flanschabschnitt 7b in einer Radialebene in Bezug auf die Drehachse D erstreckt. Beispielsweise liegt ein Innenring der unteren Lagereinrichtung 9a an eine Zylindermantelfläche des Zylinderabschnitts 7a an. Der Flanschabschnitt 7b liegt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D an der unteren Lagereinrichtung 9a, insbesondere dem Innenring, an. Der Flanschabschnitt 7b kann randseitig abgesetzt sein, wobei die untere Dichteinheit 10a in dem abgesetzten Bereich angeordnet ist.
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Ferner ist der Flanschabschnitt 7b in dem als Vertiefung ausgebildeten unteren Führungsabschnitt 6a versenkt und vorzugsweise formschlüssig aufgenommen. Dadurch wird der untere Lagerzapfen 7 in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D durch das Gelenkgehäuse 4, insbesondere den unteren Aufnahmeschenkeln 4a, verliersicher gehalten.
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In einer bevorzugten Ausführung sind die untere Lagereinrichtung 9a, die untere Dichteinheit 10a sowie der untere Lagerzapfen 7 in dem Achskörper 3, insbesondere dem unteren Aufnahmeabschnitt 5a, vormontiert. Bei einer Vormontage der Achsschenkelanordnung 1 wird beispielsweise die untere Lagereinrichtung 9a, die untere Dichteinheit 10a sowie der untere Lagerzapfen 7 nacheinander in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D in den unteren Aufnahmeabschnitt 5a eingesetzt.
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Der Achskörper 3 definiert in Bezug auf die Drehachse D zusammen mit dem vormontierten Lagerzapfen 7 eine erste axiale Baulänge L1. Beispielsweise bemisst sich die erste axiale Baulänge L1 von der Außenseite des oberen Achskörperschenkels 3b, welche insbesondere dem Aufnahmeschenkel 4b zugewandt ist, bis zu der Unterseite des unteren Lagerzapfens 7, welche insbesondere an dem unteren Aufnahmeschenkel 3a aufliegt. Der Bauraum definiert eine zweite axiale Baulänge L2, welche insbesondere durch den Abstand der beiden Aufnahmeschenkel 4a, b, insbesondere durch die beiden einander zugewandten Gegenfläche, bemessen ist. Dabei ist die erste axiale Baulänge L1 kleiner oder gleich der zweiten axialen Baulänge L2, sodass der Achskörper 3 zusammen mit den vormontierten Bauteilen ungehindert in den Bauraum eingebracht werden kann.
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In einem ersten Schritt wird der Achskörper 3 in den Bauraum des Gelenkgehäuses 4 eingebracht, wobei der vormontierte Lagerzapfen 7 in den als Vertiefung ausgebildete Führungsabschnitt 6a eingebracht wird. Dadurch wird sichergestellt, dass der Achskörper 3 gegen ein Verrutschen in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D gesichert ist. Beispielsweise kann der Achskörper 3 mit den vormontierten Bauteilen in den Bauraum des Gelenkgehäuses 4 eingebracht werden, ohne dass der Achskörper 3 angehoben werden muss.
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Beispielsweise muss der Achskörper 3 bei einer Demontage zuerst in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D um ein Versatzmaß insbesondere leicht angehoben werden, sodass der untere Lagerzapfen 7 vollständig außerhalb des unteren Führungsabschnitts 6a angeordnet ist. Das Versatzmaß entspricht dabei dem axialen Versatz um welchen der untere Lagerzapfen 7 in dem als Vertiefung ausgebildeten unteren Führungsabschnitt 6a versenkt wird. Insbesondere beträgt das Versatzmaß mindestens 3 mm, vorzugsweise mindestens 5 mm. Beispielsweise sind die untere Lagereinrichtung 9a und/oder der untere Lagerzapfen 7 reibschlüssig und/oder kraftschlüssig in dem unteren Aufnahmeabschnitt 5a angeordnet, sodass während einer Verbindung des Gelenkgehäuses 4 mit dem Achskörper 3 die vormontierten Bauteile verliersicher in dem unteren Aufnahmeabschnitt 5a gehalten sind.
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In einem weiteren Schritt werden der obere Lagerzapfen 8 zusammen mit der oberen Dichteinheit 10b und der oberen Lagereinrichtung 9b in den oberen Aufnahmeabschnitt 5b eingebracht. Dabei wird insbesondere der obere Lagerzapfen 8 in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D von außen durch den Führungsabschnitt 6b und anschließend in den obere Aufnahmeabschnitt 5b eingeführt und mit dem Gelenkgehäuse 4, insbesondere dem oberen Aufnahmeschenkel 4b, drehfest verbunden. Während der Montage des oberen Lagerzapfens 8 ist der untere Lagerzapfen 7 durch das Gelenkgehäuse 4 gesichert, ohne dass ein Schraubverband oder ähnliches notwendig wäre.
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Beispielsweise kann durch die Vormontage des unteren Lagerzapfens 7, dieser deutlich einfacher und kostengünstiger gefertigt werden. Ferner kann durch die entsprechende Ausgestaltung des unteren Führungsabschnitts 6a eine schraubenlose Montage umgesetzt werden, wodurch der Montageaufwand sowie die Anzahl der benötigten Bauteile deutlich reduziert wird.
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2 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Achsschenkelanordnung 1 als eine alternative Ausführungsform der Erfindung. Die Achsschenkelanordnung 1 weist einen Lagerbolzen 11 auf, wobei der Lagerbolzen 11 zur Sicherung des vormontierten unteren Lagerzapfens 7 ausgebildet ist. In der gezeigten Darstellung ist der untere Führungsabschnitt 6a als eine Öffnung ausgebildet, wobei der Lagerbolzen 11 durch den unteren Führungsabschnitt 6a geführt und in einer Bolzenaufnahme 7c des unteren Lagerzapfens 7 endet bzw. angeordnet ist. Der Lagerzapfen 7 stützt sich dabei an dem unteren Aufnahmeschenkel 4a ab, sodass der Lagerzapfen 7 in axialer Richtung durch das Gelenkgehäuse 4 verliersicher gehalten ist.
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Die Bolzenaufnahme 7c ist beispielsweise als eine zylindrische Senkung ausgebildet und bildet einen Konturpartner zu dem Lagerbolzen 11, wobei dieser formschlüssig in der Bolzenaufnahme 7c angeordnet ist. Der Lagerbolzen 11 weist einen Bolzenabschnitt 11a und einen Befestigungsflansch 11b auf, wobei sich der Befestigungsflansch 11b unmittelbar an den Bolzenabschnitt 11a anschließt. Der Befestigungsflansch 11b erstreckt sich vorzugsweise in einer Radialebene in Bezug auf die Drehachse D und liegt in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D an einer Außenseite des unteren Aufnahmeschenkels 4b. Bevorzugt ist der Befestigungsflansch 11b in dem Gelenkgehäuse 4 versenkt, wobei der untere Führungsabschnitt 6a hierzu beispielsweise eine Zylindersenkung aufweist.
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Ferner weist die Achsschenkelanordnung 1 mindestens ein, beispielsweise genau zwei, Befestigungsmittel 12 zur Befestigung des Lagerbolzens 11 auf. Die Befestigungsmittel 12 sind im Bereich des Befestigungsflansches 11b angeordnet und verbinden somit den Befestigungsflansch 11b bzw. den Lagerbolzen 11 kraftschlüssig mit dem Gelenkgehäuse 4, insbesondere dem unteren Aufnahmeschenkel 4a. Beispielsweise sind die Befestigungsmittel 12 als Zylinderkopfschrauben ausgebildet.
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In einem weiteren Schritt wird nach Anordnung des Achskörpers 3 in dem Bauraum, der Lagerbolzen 11 von außen durch den unteren Führungsabschnitt 6a so weit eingeschoben, bis der Lagerbolzen 11, insbesondere der Bolzenabschnitt 11 a, zumindest abschnittsweise in der Bolzenaufnahme 7c angeordnet ist und/oder der Befestigungsflansch 11b an dem unteren Aufnahmeschenkel 4a anliegt. Anschließend wird der Lagerbolzen 11 über die beiden Befestigungsmittel 12 mit dem Gelenkgehäuse 4 verbunden, sodass der Lagerbolzen 11 in axialer Richtung gehalten wird. Somit kann der Achskörper 3 bei der Montage mit dem Gelenkgehäuse 4 gerade in den Bauraum eingebracht und anschließend von unten mit dem Lagerbolzen 11 gesichert werden, sodass der Achskörper 3 zumindest in radialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D gegen ein Verrutschen gesichert ist. Anschließend wird, wie bereits in 1 beschrieben, der obere Lagerzapfen 8 montiert.
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3 zeigt in gleicher Darstellung wie 1 die Achsschenkelanordnung 1 als eine alternative Ausführungsform der Erfindung. In der gezeigten Ausführungsform weist die Achsschenkelanordnung 1 ebenfalls den Lagerbolzen 11 auf, wobei der Lagerbolzen 11 ausschließlich den Bolzenabschnitt 11a umfasst. Wie bereits in 2 beschrieben wird der Lagerbolzen 11 von außen durch den Führungsabschnitt 6a in die Bolzenaufnahme 7c eingebracht und anschließend über das Befestigungsmittel 12 gesichert. Dabei ist das Befestigungsmittel 12 direkt mit dem Lagerzapfen 7 verbunden, sodass der Lagerbolzen 11 in axialer Richtung in Bezug auf die Drehachse D gehalten ist. Beispielsweis weist der untere Lagerzapfen 7 hierzu eine Befestigungsmittelaufnahme auf, welche koaxial zu der Drehachse D angeordnet ist.
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Somit wird eine vereinfachte Ausgestaltung des Lagerbolzens 11 vorgeschlagen, welcher kostengünstig hergestellt werden kann. Ferner kann die Ausgestaltung des Gelenkgehäuses 4 im Bereich des Lagerbolzens 11 deutlich einfacher ausgebildet werden, sodass die Fertigungskosten reduziert werden.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Achsschenkelanordnung
- 2
- Radkopf
- 3
- Achskörper
- 3a
- unterer Achskörperschenkel
- 3b
- oberer Achskörperschenkel
- 4
- Gelenkgehäuse
- 4a
- unterer Aufnahmeschenkel
- 4b
- oberer Aufnahmeschnenkel
- 5a
- unterer Aufnahmeabschnitt
- 5b
- oberer Aufnahmeabschnitt
- 6a
- unterer Führungsabschnitt
- 6b
- oberer Führungsabschnitt
- 7
- unterer Lagerzapfen
- 7a
- Zylinderabschnitt
- 7b
- Flanschabschnitt
- 7c
- Bolzenaufnahme
- 8
- oberer Lagerzapfen
- 9a
- untere Lagereinrichtung
- 9b
- obere Lagereinrichtung
- 10a
- untere Dichteinheit
- 10b
- obere Dichteinheit
- 11
- Lagerbolzen
- 11a
- Bolzenabschnitt
- 11b
- Befestigungsflansch
- 12
- Befestigungsmittel
- D
- Drehachse
- L1
- erste axiale Baulänge
- L2
- zweite axiale Baulänge
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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