DE1935733A1

DE1935733A1 - Gegen Schwingungen gedaempftes und vorbelastetes Lager

Info

Publication number: DE1935733A1
Application number: DE19691935733
Authority: DE
Inventors: Moore Thomas S; Ross James T
Original assignee: Ford Werke GmbH
Current assignee: Ford Werke GmbH
Priority date: 1968-07-18
Filing date: 1969-07-14
Publication date: 1970-01-22
Also published as: US3549166A

Description

l^fenfanwalt.

Dipl.- Ing. Karl Wessel

8 Müncnen 13 IAi r IQfiQ

Hohenstaufenstr. 2, Tel.338111 München, den ' ⁴· ^{Juu i303}

Mein Zeichen: PK-2HH6

Ford-Werke Aktiengesellschaft

Köln-Deutz Ottoplatz 2

"Gegen Schwingungen gedämpftes und vorbelastetes Lager"

Für diese Anmeldung wird die Priorität der Anmeldung Se.No. 7^5 851 vom l8. Juli 1968 in den Vereinigten Staaten von Nordamerika in Anspruch genommen.

Kurzbeschreibung

Die Erfindung liegt in einer Lagerung, die radiale Beanspruchungen und Druckbeanspruchungen aufnimmt und hierzu einen vorbelaieten Teil aus elastischer Masse enthält, der der Lagerung einen Drehwiderstand sowie die Eigenschaft der StoßVernichtung und Schwingungsdämpfung verleiht.

Hauptbes chreibung

Wälzlager, die außer ungedämpften Belastungen eine Druckbelastung und eine radiale Belastung aufnehmen müssen, unterliegen in dauernd steigendem Maße währendder Benutzung der Abnutzung. Bei manchen Anwendungen ruft diese Abnutzung unerwünschte Schwingungen hervor, einen unsanften Lauf und unter Umständen einen Bruch des Lagers.

Die Erfindung schafft eine Lagerung, die sowohl Druckbeanspruchung als auch radiale Beanspruchungen aushält und bei der die Abnutzung der Lagerteile beträchtlich verringert ist. Weiterhin schafft die

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Erfindung eine Lagerung, die auf Drehung vorbelastet ist oder einen Drehwiderstand bietet, die Beanspruchungen zwischen den Lagerteilen absorbiert und die auf sie übertragenen Schwingungen dämpft» Die Erfindung schafft außerdem eine Lagerung, die axial vorbelastet ist und zwar in einer Richtung, die entgegengesetzt zur Hauptdruckrichtung des Lagers verläuft.

Fahrzeuge mit Vorderradantrieb und festen Vorderachsen haben normalerweise zwei Achsschenkelbolzen zur schwenkbaren Lagerung jedes der beiden lenkbaren Räder. Die Achsschenkelbolzen, die an einem lenkfähigen Gelenkteil sitzen, sind oft mit dem Achsgehäuse über zwei Kegelrollenlager verbunden. Der Einsatz von schwingmgsdämpfenden und vorbelasteten Lagern, wie sie hier beschrieben werden, anstelle von üblichen Kegelrollenlagern, ergibt eine wesentliche Steigerung der Lebensdauer des Lagers, eine Verminderung der Schwingungen abgenutzter Lagerungen und verbesserte Fahreigenschaften des Fahrzeuges sowfe eine verbesserte Wartung.

Ein schwingungsgedämpftes und vorbelastetes Wälzlager gemäß der Erfindung besitzt zwei Lagerspuren, die durch eine Anzahl Lagerrollen voneinander getrennt sind. Ein erster Teil legt sich gegen das Ende der ersten Lagerspür und ein zweiter Teil legt sich gegen das axiale Ende der zweiten Lagerspur und umgibt den ersten Teil. Zwischen den beiden Teilen sitzt ein Teil aus elastischer Masse. Bei Bewegung der einen Lagerspur zur anderen dreht sich der erste Teil mit der ersten Lagerspur, während der zweite Teil sich mit der zweiten Lagerspur dreht. Es ergibt sich eine Relativbewegung zwischen dem elastischen Teil und entweder dem ersten oder dem zweiten Anlageteil»

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung näher erläutert, auf der zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Teil einer lenkbaren Vorderachse eines Fahrzeuges mit Frontantrieb.

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Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Achsschenkelbolzen und die Lagerung gemäß der Erfindung.

Fig. 3 einen Querschnitt durch einen nicht eingebauten elastischen Teil nach der Erfindung;

In der Flg. 1 bezeichnet 11 einen Teil eines vorderen Achsgehäuses. Mit dem Achsgehäuse ist durch zwei Achsschenkelbolzen und die Lager 13 und I^ ein lenkfähiges Gelenk 12 verbunden. An dem Gelenk 12 1st eine Radwelle 16 mittels einer Anzahl Kopfschrauben 17 befestigt. Außerdem ist an dem Gelenk 12 durch die Kopfschrauben 17 die Deckplatte 18 der Vorderradbremsen befestigt. Ein Teil einer Bremstrommel ist mit 19 bezeichnet. Innerhalb der Radachse 16 und des Achsgehäuses 11 sitzen Achswellen 21 und 22, die durch ein Universalgelenk 23 miteinander verbunden sind. Die Schwenkachse des Lenk-Gelenkes 12 geht über das Achsgehäuse 11 durch den Mittelpunkt des Universalgelenkes 23. Ein Käfig-Rollenlager 2k trägt die Achswelle 21 innerhalb der Radwelle 16. In gleicher Weise trägt das Käfig-Rollenlager 26 di& Achswelle 22 innerhalb des Gehäuses 11.

Der Gelenkteil 12 enthält zwei koaxiale Bohrungen 27 und 28. Die Bohrungen 27 und 28 nehmen zwei gleich gestaltete Lenkzapfenteile 29 auf. Die Lenkzapfenteile 29 bestehen aus mit Flansch versehenen Kappenteilen 31 sowie Teilen 32 mit abgestuftem Durchmesser. Die Lenkzapfen 29 sind koaxial an dein Gelenkteil 12 befestigt und zwar durch eine Anzahl Kopfschrauben 33. Auf die Teile 32 sind Kegelrollenlager 3¹* aufgepresst. Das Lager 34 enthält eine innere Spur 36, eine äußere Spur 37 sowie Rollen 38. Die Teile 32 mit abgestuftem Durchmesser besitzen vorspringende Enden 39, die in der Fig. 2 halbkreisförmig dargestellt sind. Gegen die Seiten der inneren Spuren 36 legt sich Jeweils eine nach Art eines Hutes gestaltete kreisförmige Scheibe Ίΐ, die das vorspringende Ende 39 der Teile 32 mit dem Hohlraum k2 aufnimmt.

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In den Jochschenkeln des Achsgehäuses 11 sind zwei abgestufte Bohrungen 43 und 44 vorgesehen, in welche die äußeren Spuren 37 > der Lager 34 eingepreßt sind. Weiterhin sind in die abgestuften Bohrungen 43 und 44 Kappen 46 eingepreßt, die die Enden 39 der Lenkzapfen 29 umfassen. Die Kappen 46 legen sich gegen die äußeren Spuren 37 der Lager 34 und bewegen sich mit ihnen. Zwischen den Scheiben 4l und den Kappen 46 sind dämpfende Teile 47 aus elastischem Material angeordnet. Diese Dämpfteile sind nach Fig. 2 nach dem Einbau zusammengedrückt. Die Fig. 3 zeigt einen Dämpfer 47 in uneingebautem und undeformiertem Zustand. Bei der bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt der Dämpfer eine Dicke von' etwa 10 mm, einen maximalen Durchmesser von etwa 20 mm und besteht aus einer elastischen Urethan-Masse einer Härte von 80 bis 90 der Α-Skala. Der Dämpfer besitzt eine Vertiefung 48 an der einen Seite. Das vorstehende Ende 39 des Lenkzapfens 29, der hohle Teil 42 der hutförmigen Scheibe 4l und die Vertiefung 48 des Dämpfers 47 wirken zusammen und halten die Scheibe 41 und den Dämpfer 47 axial zu den Lenkzapfen 29 ausgerichtet. Es sind ölabdichtungen 49 in die abgestuften Bohrungen 43 und 44 eingepreßt undgleiten auf den Lenkzapfen 29.

Der Lenkzapfen und die Lagerungen 13 und 14 bilden eine Schwenkverbindung zwischen dem Vorderachsgehäuse 11 und dem Lenk-Gelenk 12. Die äußere Lagerspur 37, die Kappe 46, der Dämpferteil 47 und die Dichtung 49 bleiben gegenüber dem Achsgehäuse 11 fest. Die innere Lagerspur 36, die Scheibe 4l und der Lenkzapfen 29 bleiben gegeneinander fest und drehen sich mit dem Gelenkteil 12. Zwischen dem zusammengedrückten elastischen Dämpfer 47 und der Scheibe 4l tritt eine Gleitbewegung auf. Die Reibung zwischen dem Dämpfteil 47 und der Scheibe 4l erzeugt einen Drehwiderstand und eine Torsions-Vorbelastung für das Lager. Die Größe des Drehwiderstandes kann durch Veränderung der Abmessung oder durch Zusammendrückung des elastischen Dämpfers verändert werden.

Das oben beschriebene Lager dämpft sowohl die Drehschwingungen,

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als auch die axialen Schwingungen und steigert außerdem beträchtlich die Toleranz in der Belastung.

Die Beschreibung zeigt nur eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung. Es sind Abänderungen möglich, ohne aus dem Rahmen des Erfindungsgedankens herauszutreten.

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Claims

Ansprüche

Gegen Schwingungen gedämpftes und vorbelastetes Wälzlager mit zwei Lagerlaufspuren, dadurch gekennzeichnet, daß sich an den Seitenflächen an einer Seite der Laufspuren (36, 37) des Wälzlagers je ein Bauteil (4l, 46) anlegt, von denen eines das andere umgibt und zwischen denen ein Teil (47) aus elastischer Masse sitzt.
2. Wälzlager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Laufspuren (36, 37) und die angelegten Bauteile (4l, 46) in axialer Richtung zum Lager festliegen.
3. Wälzlager nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß es als Kegelrollenlager (34) ausgebildet ist.
4. Wälzlager nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das das andere Bauteil (4l) umgebende Bauteil (46) mit sdner die elastische Masse (47) berührenden Fläche bei Bewegung der Lagerlauf, η (36, 37) zueinander zum Bauteil (46) feststeht.
5. Wälzlager nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des einen, mit der elastischen Masse (47) in Berührung befindlichen Bauteiles (4l) kleiner ist, als die Berührungsfläche der elastischen Masse (47) mit dem anderen Bauteil (46)
6. Wälzlager nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das elastische Einlageteil (47) kreisförmig ist und die dieses zwischen sich einklemmenden Bauteile (41, 46) axial zu den Lagerlaufspuren (36, 37) festgelegt sind.
7. Lenkzapfenlagerung mit Kegelrollenlager, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkzapfen (29) am freien Ende mit einem Vorsprung (39) in den Hohlraum einer sich auf der Seitenfläche der inneren

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Laufspur (36) des Kegelrollenlagers (3*0. abstützenden Kappe eingreift, die mit ihrer erhabenen Außenseite in eine Vertiefung (48) des elastischen Teiles (47) eindringt, und daß der elastische Teil (47) in einen kappenartigen Teil (46) eingedrückt und zwischen diesem und der Kappe (4l) eingepreßt ist und der kappenartige Teil (46) an der äußeren Lagerlaufspur (36) anliegt und sich mit dieser dreht, während sich die Kappe (4l) mit der inneren Laufspur (36) dreht, wobei der elastische Teil (47) sich gegenüber dem kappenartigen Teil (46) dreht, wenn die äußere Laufspur (37) zur inneren Laufspur (36) verdreht wird.
8. Lenkzapfenlagerung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Lagerungen nach Anspruch 7 koaxial in entgegengesetzter Richtung in das Achsgehäuse (11) eingesetzt sind und die Lenkzapfen (29) an dem gelenkten Teil (12) des Gelenkes befestigt sind, während die äußeren Laufspuren (37) der beiden Lager (34) am Achsgehäuse (11) fest sitzen.

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