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Die Erfindung betrifft ein Lager für einen Lenker zur Einstellung des Sturzes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie einen Lenker gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 9 angegebenen Art.
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Eine fehlerhafte Sturzeinstellung führt bekanntlich zu einem höheren Kraftstoffverbrauch und Reifenschleiß. Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Konzepte bekannt, um eventuelle Sturzfehler nach einem kleineren Unfall oder Missbrauchsereignis kompensieren zu können. Lediglich beispielhaft wird auf die
DE 20 2005 002 893 U1 ,
DE 43 23 808 C2 ,
DE 195 28 790 C1 und
DE 10 2019 115 079 A1 .
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Insbesondere aus dem Tuningbereich sind Lager für die Einstellung des Sturzes bekannt, vgl. z.B.: https:/Iwww.factoryhall.one/querlenker-oben-4f. html.
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Ein Lenker mit einem derartig verbauten Lager für die Einstellung des Sturzes ist beispielhaft in 1 und 2 dargestellt. Wie 1 und insbesondere 2 zu entnehmen ist, umfasst das gattungsbildende Lager eine Lageraußenhülse, einen konzentrisch dazu angeordneten, eine Durchgangsbohrung aufweisenden Lagerinnenkern, sowie einen zwischen Lageraußenhülse und Lagerinnenkern angeordneten Elastomerkörper, wobei die Durchgangsbohrung außermittig verlaufend angeordnet ist. Die Sturzeinstellung kann nunmehr durch eine entsprechende Verdrehung des Lagerinnenkerns durchgeführt werden. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass - aufgrund der auftretenden relativen Verdrehung des Elastomerkörpers in Bezug zum Lagerinnenkern - ein frühzeitiger Verschleiß und zudem oftmals nach Sturzverstellung, unerwünschte Geräusche zu beobachten sind.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Lager für einen Lenker zur Einstellung des Sturzes gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Sturzverstellung ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche 2 bis 8 bilden vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung.
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In bekannter Art und Weise umfasst das Lager für einen Lenker zur Einstellung des Sturzes, eine in ein Lagerauge des Lenkers einsetzbare Lageraußenhülse, einen konzentrisch dazu angeordneten, eine Durchgangsbohrung aufweisenden Lagerinnenkern, sowie einen in radialer Richtung r betrachtet zwischen Lageraußenhülse und Lagerinnenkern angeordneten Elastomerkörper. Zudem ist in bekannter Art und Weise die in axialer Richtung a ausgerichtete Durchgangsbohrung im Lagerinnenkern außermittig verlaufend angeordnet.
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Außermittig verlaufend angeordnet ist insbesondere so zu verstehen, dass die Durchgangsbohrung in Bezug zum Lagerauge exzentrisch versetzt angeordnet ist.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass zwischen Lagerinnenkern und Elastomerkörper eine Zwischenhülse angeordnet ist, mit der der Elastomerkörper fest verbunden ist.
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Durch eine entsprechende Passungswahl zwischen Lagerinnenkern und Zwischenhülse ist nunmehr in vorteilhafter Weise im verbauten Zustand, d.h. das Lager ist in ein Lagerauge eines Lenkers eingesetzt und der Lenker ist mittels einer die Durchgangsbohrung im Lagerinnenkern durchfassenden Schraube karosserieseitig angelenkt, ein einfacher Wechsel zwischen einem Betriebsmodus und einem Sturzeinstellmodus ermöglicht:
- Während im Betriebsmodus - d.h. Schraube in der Durchgangsbohrung ist vollständig angezogen, mit der Folge, dass der Lagerinnenkern in axialer Richtung a gestaucht und damit in radialer Richtung r eine Durchmesservergrößerung erfährt - aufgrund des Kraftschlusses zwischen gestauchten Lagerinnenkern und Zwischenhülse eine ausreichende Abstützung des Rotationsmoments sichergestellt ist, kann im Sturzeinstellmodus - d.h. nach Lösen der Schraubenvorspannkraft - der „ungestauchte“ Lagerinnenkern in Bezug zur Innenhülse und damit in Bezug zur Lageraußenhülse einfach verdreht werden, sodass beim Einstellen des Sturzes eine, den Verschleiß und unerwünschte Geräusche verursachende, relative Drehbewegung zwischen Lagerinnenkern und Elastomer nicht mehr stattfindet.
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Vorteilhaft am erfindungsgemäßen Lager ist zudem, dass das Lager keinen zusätzlichen Bauraum benötigt und daher in bestehende Lenker einfach nachrüstbar ist. D.h. eine aufwändige Anpassung bestehender Lenker ist nicht notwendig, sodass beim Verbau in Großserie keine Mehrkosten verursacht werden.
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Vorzugsweise sind der Elastomerkörper und die Zwischenhülse stoffschlüssig miteinander verbunden. Bevorzugt ist dabei der Elastomerkörper auf die Zwischenhülse aufvulkanisiert.
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Eine besonders bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lagers zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagerinnenkern stirnseitig jeweils einen in radialer Richtung r nach außen ausgerichteten Bund aufweisend ausgebildet ist, zwischen denen die Zwischenhülse in axialer Richtung a verklemmbar gehalten ist.
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Verklemmbar gehalten ist dabei so zu verstehen, dass die Toleranz in axialer Richtung zwischen Lagerinnenkern bzw. stirnseitigen Bund des Lagerinnenkerns und Innenhülse so gewählt ist, dass im Betriebsmodus, d.h. Anliegen der Schraubenvorspannung und damit Stauchung des Lagerinnenkerns in axialer Richtung a, die Zwischenhülse elastisch verformt wird, sodass aufgrund der Reibung zwischen Zwischenhülse und stirnseitigen Bund des Lagerinnenkerns, eine zusätzliche Abstützung des Rotationsmoment zur Verfügung gestellt ist. D.h. gemäß dieser Ausführungsform liegt im Betriebsmodus zwischen Lagerinnenkern und Zwischenhülse sowohl in radialer Richtung r als auch in axialer Richtung a eine kraftschlüssige Verbindung vor.
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Um eine einfache Montage des Lagers sicherzustellen, ist dabei bevorzugt vorgesehen, dass der Lagerinnenkern in axialer Richtung a betrachtet geteilt ausgebildet ist, d.h., dass der Lagerinnenkern ein erstes Lagerinnenkernteil und ein in axialer Richtung a betrachtet daran angrenzendes zweites Lagerinnenkernteil aufweist. Die beiden Lagerinnenkernbauteile sind dabei in ihrer axialen Ausdehnung so ausgelegt, dass im Betriebsmodus eine Verklemmung ermöglicht ist, d.h. das ein zwischen den beiden Lagerinnenkernbauteilen u.U. zunächst vorliegender Ringspalt beim Verschrauben geschlossen wird bzw. nach Anliegen der Schraubenvorspannung der Ringspalt in axialer Richtung a betrachtet geschlossen ist.
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Eine weitere vorteilhafte Ausführungsform sieht vor, dass die beiden Lagerinnenkernbauteile formschlüssig miteinander verbunden sind. Vorteilhaft an dieser Ausführungsform ist, dass hierdurch eine relative Verdrehung der beiden Lagerinnenkernbauteile zueinander verhindert wird.
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Um im Sturzeinstellmodus, d.h. nach Lösen der Schraubenvorspannung, ein einfaches Verdrehen des Lagerinnenkerns und damit die Sturzeinstellung vornehmen zu können, weist der Lagerinnenkern an zumindest einer seiner Stirnseiten eine Angriffsfläche für ein Werkzeug auf. Somit kann nach Ansetzen des entsprechenden Werkzeugs an die Angriffsfläche, die erforderliche Drehung des Lagerinnenkerns auf eine einfache Art und Weise durchgeführt werden.
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Eine weitere bevorzugte Ausführungsform zeichnet sich dadurch aus, dass der Lagerinnenkern mit zumindest einer - im verbauten Zustand - von außen sichtbaren, die Lage der Durchgangsbohrung anzeigenden Markierung, wie z.B. einer Gravur, versehen ist. Somit ist in vorteilhafter Weise sichergestellt, dass sich durch eine einfache Inaugenscheinnahme die Position des Lagerinnenkerns von außen ablesen lässt.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zugrunde einen Lenker, insbesondere einen Querlenker, für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 9 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine einfach durchzuführende Sturzverstellung ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 9 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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In bekannter Art und Weise umfasst der Lenker eine als Lagerauge ausgebildete karosserieseitige Lagerstelle, eine radseitige Lagerstelle sowie eine die karosserieseitige Lagerstelle und die radseitige Lagerstelle miteinander verbindende Lenkerbasis.
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Der erfindungsgemäße Lenker zeichnet sich dadurch aus, dass in das karosserieseitige Lagerauge des Lenkers ein Lager nach einem der Ansprüche 1 bis 8 eingesetzt ist.
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Sämtliche Ausführungen zum erfindungsgemäßen Lager für einen Lenker zur Einstellung des Sturzes, lassen sich analog auf den erfindungsgemäßen Lenker übertragen, so dass mit diesem auch die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 einen Lenker mit einem Lager zur Sturzeinstellung nach dem Stand der Technik;
- 2 der Lenker aus 1, wobei die karosserieseitige Lagerstelle und das Lager zur Sturzeinstellung geschnitten dargestellt sind;
- 3 einen Lenker in dessen karosserieseitige Lagerstelle ein erfindungsgemäßes Lager zur Einstellung des Sturzes verbaut ist;
- 4 eine Schnittdarstellung des Lagers und der karosserieseitigen Lagerstelle;
- 5 der Lenker aus 3 mit erhöhtem Sturz, und
- 6 der Lenker aus 3 mit reduzierter Sturzeinstellung.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
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1 bis 6 zeigen jeweils einen insgesamt mit der Bezugsziffer 100 bezeichneten Querlenker für eine Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs. Der Lenker 100 umfasst in bekannter Art und Weise eine als Lagerauge 102 ausgebildete karosserieseitige Lagerstelle, eine radseitige Lagerstellte 104 sowie eine das Lagerauge 102 und die radseitige Lagerstelle 104 miteinander verbindende Lenkerbasis 106. Im Lagerauge 104 ist ein insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnetes Lager eingesetzt.
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Gemäß dem Stand der Technik, vgl. 1 und 2, umfasst das Lager 10 eine in das Lagerauge 102 eingepresste Lageraußenhülse 12, einen konzentrisch dazu angeordneten, eine Durchgangsbohrung 14 aufweisenden Lagerinnenkern 16, sowie einen in radialer Richtung r betrachtet zwischen Lageraußenhülse 12 und Lagerinnenkern 16 angeordneten Elastomerkörper 18. Wie insbesondere aus 2 ersichtlich, ist dabei die Durchgangsbohrung 14 im Lagerinnenkern 16 außermittig, d.h. in Bezug zum Lagerauge 12 exzentrisch versetzt, verlaufend angeordnet.
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Aufgrund der Exzentrizität der Durchgangsbohrung 14 kann somit durch eine Verdrehung des Lagerinnenkerns 16 die Lenkerlänge verändert und damit eine Sturzeinstellung vorgenommen werden.
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Die in 1 und 2 dargestellten Lösung nach dem Stand der Technik hat den Nachteil, dass bei der Verdrehung des Lagerinnenkerns 16 auch der Elastomerkörper 18 verdreht wird, was zu einem frühzeitigen Verschleiß des Elastomerkörpers 18 und damit des Lagers 10 und zu unangenehmen Geräuschen führen kann.
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Zur Vermeidung dieses Nachteils ist nun erfindungsgemäß vorgesehen, vgl. insbesondere 4, dass das Lager 10 eine Zwischenhülse 20 aufweist, die in radialer Richtung r zwischen Lagerinnenkern 16 und Elastomerkörper 18 angeordnet ist. Dabei ist der Elastomerkörper 18 mittels Aufvulkanisieren stoffschlüssig mit der Zwischenhülse 20 verbunden. Die Passung zwischen Lagerinnenkern 16 und Zwischenhülse 20 ist dabei so ausgeführt, dass im ungespannten Zustand der Lagerinnenkern 16 in Bezug zur Zwischenhülse 20 verdreht werden.
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Wie 4 weiter zeigt, ist zudem der Lagerinnenkern 16 in axialer Richtung a betrachtet geteilt ausgebildet und weist ein erstes Lagerinnenkernbauteil 16-1 und ein in axialer Richtung daran anschließenden zweites Lagerinnenkernbauteil 16-2 auf. Die beiden Lagerinnenkernbauteile 16-1, 16-2 sind auf „Stoß“ angeordnet, d.h. die beiden Lagerinnenkernbauteile 16-1, 16-2 stehen über ihre in axiale Richtung gegenüberliegenden Ringflächen miteinander in Kontakt.
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Durch die geteilte Ausbildung des Lagerinnenkerns 16 ist eine einfache Montage sichergestellt.
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Zudem weisen - wie 4 zu entnehmen ist - das erste Lagerinnenkernbauteil 16-1 und das zweite Lagerinnenkernbauteil 16-2 an ihren außerseitigen Stirnseiten jeweils einen in radialer Richtung r betrachtet radial nach außen gerichteten Bund 16-3 auf. Die Zwischenhülse 20 und der die beiden Lagerinnenkernbauteilen 16-1, 16-2 aufweisende Lagerinnenkern 16 sind in ihrer Toleranz in axialer Richtung a so ausgeführt, dass im verbauten Zustand - d.h. der Lenker 100 ist mittels einer die Durchgangsbohrung 14 im Lagerinnenkern 16 durchfassenden Schraube karosserieseitig angelenkt - bei Anliegen der Schraubenvorspannung, d.h. im gespannten Zustand, und der dadurch bedingten elastischen Verformung bzw. Stauchung des Lagerinnenkerns 16 in axialer Richtung, die Zwischenhülse 20 zwischen dem Bund 16-3 der Lagerinnenkernbauteils 16-1 und dem Bund 16-3 des Lagerinnenkernbauteils 16-2 verklemmt wird. Da die Stauchung des Lagerinnenkerns 16 zudem zu einer Durchmesservergrößerung des Lagerinnenkerns 16 führt, ist die Zwischenhülse 20 sowohl in axialer Richtung a als auch in radialer Richtung r kraftschlüssig gefasst, sodass das entstehende Rotationsmoment abgestützt wird.
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Wird nun für eine Sturzverstellung die Schraubenvorspannkraft gelöst, d.h., ungespannter Zustand, hat das den Effekt, dass der Lagerinnenkern 16 einfach in Bezug zur den Elastomerkörper 18 tragenden Zwischenhülse 20 und damit relativ zur Lageraußenhülse 12 verdreht werden kann. Wird nach der Sturzverstellung die Schraube wieder angezogen und damit eine Schraubenvorspannkraft aufgebracht, so wird der Lagerinnenkern 16 wieder in axialer Richtung a gestaucht und in radialer Richtung r gedehnt. D.h. nach der Sturzverstellung tritt nunmehr eine den Verschleiß und unerwünschte Geräusche verursachende relative Drehbewegung zwischen Lagerinnenkern 16 und Elastomerkörper 20 nicht mehr auf.
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5 und 6 zeigen den Lenker 100 mit entsprechend verstelltem Lagerinnenkern 16 zur Sturzeinstellung. Während 5 durch eine entsprechende Drehung des Lagerinnenkerns 16 eine kurze Lenkerlänge, d.h. Sturz erhöht, zeigt, ist in 6 eine lange Lenkerlänge, d.h. Sturz reduziert dargestellt.
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Theoretisch würde sich der Lenker 10 auch in der Position „Durchgangsbohrung nach oben“ oder „nach unten“ ausgerichtet verschrauben lassen. Dabei wäre der Sturz vom Betrag her zwischen den beiden in 5 und 6 dargestellten Einstellungen; jedoch würde sich in diesem Fall auch die Ausrichtung des Lenkers 100 verändern, mit entsprechendem Einfluss auf Vorspur- und Sturzkurve und Momentanzentrum. Ob dies im Einzelfall gewünscht oder nicht gewünscht ist, entscheidet das jeweilige Achskonzept bzw. der Anwendungsfall.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 202005002893 U1 [0002]
- DE 4323808 C2 [0002]
- DE 19528790 C1 [0002]
- DE 102019115079 A1 [0002]
