DE19946483B4

DE19946483B4 - Lenkeinrichtung

Info

Publication number: DE19946483B4
Application number: DE19946483A
Authority: DE
Inventors: Michael L. Toledo Zebolsky
Original assignee: Dana Heavy Vehicle Systems Group LLC
Current assignee: Dana Heavy Vehicle Systems Group LLC
Priority date: 1998-09-30
Filing date: 1999-09-28
Publication date: 2010-09-16
Anticipated expiration: 2019-09-29
Also published as: NL1013040C2; FR2783791A1; US6113118A; AU5137199A; SE521277C2; CA2284303A1; ID24549A; AR020673A1; BR9904409A; CN1249255A; ZA995803B; CN1124957C; GB9923180D0; GB2342329B; GB2342329A; AU763249B2; SE9903513D0; KR20000023296A; DE19946483A1; TR199902379A1

Abstract

Lenkeinrichtung, welche folgendes aufweist:
einen Achskörper (1), welcher eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Bohrung (2) hat;
einen Achsschenkelbolzen (3), welcher durch die Bohrung (2) verläuft und obere und untere Abschnitte hat, welche von dem Achskörper (1) weg verlaufen;
einen Achsschenkel (4), welcher obere und untere Gabelabschnitte (4a, 4b) hat, die jeweils eine ausgerichtete Bohrung (6a, 6b) haben und die um einen der oberen und unteren verlängerten Abschnitte des Achsschenkelbolzens (3) drehbeweglich angeordnet sind, um eine Drehverbindung zwischen dem Achsschenkel (4) und dem Achskörper (1) zu bilden;
eine Verschlusseinrichtung (9) zum Verschließen der jeweils ausgerichteten Bohrungen (6a, 6b) der Gabelabschnitte (4a, 4b) des Achsschenkels (4) und zum Festlegen des Achsschenkelbolzens (3) in denselben; und
wenigstens einen Einsatz (10), welcher zwischen dem Achsschenkelbolzen (3) und der Verschlusseinrichtung (9) angeordnet ist, um einen dazwischenliegenden Raum im Wesentlichen einzunehmen,
dadurch gekennzeichnet, dass
der wenigstens eine Einsatz...

Description

Die Erfindung befasst sich mit einer Lenkeinrichtung und insbesondere mit einer Achsschenkel-Gelenkanordnung für eine Lenkeinrichtung. Insbesondere bezieht sich die Erfindung auf einen geschlossenzelligen Schaumstoffeinsatz, welcher zwischen dem Achsschenkelbolzen und dem Lenkarm angeordnet ist.
Zahlreiche Achsschenkel-Gelenkanordnungen sind bekannt. In US-A-5,213,352 (Chalin) ist eine Achsschenkel-Gelenkachsanordnung angegeben, welche eine Achse, einen Gelenkarm, einen Achsschenkelbolzen, welcher schwenkbeweglich mit der Achse und dem Gelenkarm verbunden ist, und eine obere Kappe mit einem Fettschmiernippel aufweist, welche den Achsschenkelbolzen in dem Gelenkarm hält. Ein Axiallager ist zwischen dem Achsschenkelbolzen und dem Gelenkarm angeordnet, um die Reibung und den Verschleiß zu reduzieren. In US-A-3,542,392 , US-A-3,441,288 und US-A-2,916,295 sind abgewandelte Ausführungsformen von üblichen Lenkachsanordnungen bekannt.
EP 0 201 965 B1 zeigt eine Anordnung aus Lenkachsschenkel und Achsschenkelbolzen, wobei ein Schmierfettdurchgang zur Unterstützung der Verteilung des Schmiermittels zu einer Grenzfläche zwischen dem Achsschenkel und dem Achsschenkelbolzen vorgesehen ist.
DE 18 11 092 A zeigt eine Lenkeinrichtung, wie sie im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegeben ist.
Die Lenkachs-Achsschenkelanordnungen der üblichen Bauart haben den Nachteil, dass der Achsschenkelbolzen sich in gewissem Maße in axialer Richtung verlagern kann. Diese Verlagerung relativ zum Gelenkarm bewirkt eine Änderung des Volumens des Luft/Fettvolumens zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelkappe oder dem Boden des Gelenkarms. Diese Volumenänderungen führen zu negativen und positiven Druckschwankungen, welche eine Art Pumpwirkung hervorrufen, wodurch Fett ausgestoßen und Wasser oder andere verunreinigende Stoffe von der Dichtgrenzfläche zwischen Achsschenkelbolzen und Gelenkarm angesaugt werden.
Die Erfindung zielt daher darauf ab, die vorstehend beschriebenen Schwierigkeiten zu überwinden und Druckschwankungen infolge des Hohlraums zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelbolzenkappe oder dem Bodenausnahmeabschnitt des Gelenkarms zu vermeiden.
Hierzu wird nach der Erfindung ein geschlossenzelliger Schaumstoffeinsatz vorgesehen, welcher zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelkappe oder dem Bodenausnahmeabschnitt des Gelenkarms angeordnet wird. Ein Achsschenkelbolzen ist als Zwischenverbindung zwischen einer Fahrzeuglenkachse und einem Gelenkarm angeordnet. Die Achsschenkelbolzen sind schwenkbeweglich mit den jeweiligen Enden eines Achskörpers und schwenkbeweglich mit den Achsschenkel verbunden, welche ihrerseits mit den Rädern verbunden sind. Jeder Achsschenkelbolzen ist in einer zylindrischen Bohrung an dem Achsschenkel drehbeweglich gelagert und darin mittels einer Achsschenkelbolzenkappe festgelegt, welche in der Nähe wenigstens eines Endes vorgesehen ist. Ein geschlossenzelliger Schaumstoffeinsatz ist zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelbolzenkappe angeordnet, um den dazwischenliegenden Raum einzunehmen. Der Einsatz ist vorzugsweise in axialer Richtung komprimiert, so daß er sich weiter zusammendrücken oder expandieren kann, um im wesentlichen vollständig oder vollständig das Volumen zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelbolzenkappe oder der Bodenfläche der Gelenkarmbohrung auszufüllen. Ein Fettschmiernippel kann an der Achsschenkelbolzenkappe ausgebildet sein, und ein Fettdurchgang kann zwischen dem Einsatz und der Achsschenkelbolzenkappe ausgebildet sein, um die Schmierung zu unterstützen.
Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung. Darin zeigt:
1 eine Teilschnittansicht einer Achsschenkel/Achsschenkelbolzenanordnung nach der Erfindung,
2 eine Schnittansicht eines geschlossenzelligen Einsatzes nach der Erfindung, und
3 eine Teilschnittansicht einer Achsschenkel/Achsschenkelbolzenanordnung gemäß einer alternativen bevorzugten Ausführungsform nach der Erfindung.
1 zeigt in einer Teilschnittansicht eine Vorderachsanordnung eines Fahrzeugs. Ein starrer Achskörper 1 hat eine im wesentlichen zylindrische Bohrung 2, welche eine im wesentlichen vertikale Achse 5 hat. Die Ausrichtung der zylindrischen Bohrung 2 kann geringfügig unter einem Winkel vorgesehen sein, um einen Radsturz bereitzustellen.
Ein im wesentlichen zylindrischer Achsschenkelbolzen 3 ist in der Bohrung 2 angeordnet. Ein Achsschenkel 4 ist zur Ausführung einer Schwenk- bzw. Drehbewegung um die Achsschenkelbolzenachse 5 vorgesehen. Der Achsschenkel 4 weist eine nach außen verlaufende Radlagerwelle (nicht gezeigt) auf, mit der drehbeweglich ein mit dem Untergrund zusammenarbeitendes Rad (ebenfalls nicht gezeigt) verbunden ist. Der Achsschenkel 4 weist obere und untere Gabelarme 4a, 4b auf, welche jeweils eine zylindrische Bohrung 6a, 6b haben, um die verlängerten Endabschnitte des Achsschenkelbolzens 3 aufzunehmen. Ein Lenkarm ist mit dem Achsschenkel auf eine übliche Art und Weise zur Unterstützung von Lenkbewegungen verbunden.
Die oberen Enden des Achsschenkelbolzens 3 verlaufen jeweils in der Bohrung 6a, 6b oder dem Achsschenkel 4 und sind drehbeweglich passend in einer Buchse 7 angeordnet, um eine relativ leichtgängige Drehbewegung zwischen dem Achsschenkel 4 und dem Achskörper 1 zu erreichen. Ringförmige, flexible Dichtungen 8 sind in der Bohrung 6a angebracht. Eine erste Dichtung ist um den Achsschenkelbolzen zwischen dem Achsschenkelbolzen und der Achsschenkelbohrung angebracht. Eine zweite Dichtung ist zwischen der Achsschenkelbohrung und einer Achsschenkelbolzenkappe 9 vorgesehen. Diese Dichtungen verhindern den Eintritt von Staub und Feuchtigkeit sowie das Austreten von Schmierfett, um die Lagerflächen zwischen dem Achsschenkelbolzen 3, der Bohrung 6a, 6b des Achsschenkels und der Buchse 7 zu schützen.
Am oberen Ende der Bohrung 6a verschließt eine Achsschenkelkappe 9 die Bohrung dicht und arbeitet mit dem Achsschenkel 4 über eine Gewindeverbindung zusammen. Eine Dichtung 8 ist zwischen der Achsschenkelkappe 9 und der Achsschenkelbohrung angeordnet, um einen dichten Abschluß dazwischen zu bilden. Ein Fettschmiernippel 11 ist an der Achsschenkelkappe 9 ausgebildet, um zu ermöglichen, daß Schmiermittel zwischen der Achsschenkelkappe und dem Achsschenkelbolzen eingebracht werden kann und die Lagerflächen zwischen dem Achsschenkelbolzen 3, dem Achsschenkel 4 und der Buchse 7 zu schmieren.
Ein geschlossenzelliger Schaumstoffeinsatz 10 ist zwischen dem Achsschenkelbolzen 3 und der Achsschenkelkappe 9 angeordnet, um im wesentlichen den dazwischenliegenden Raum auszufüllen. Der Einsatz 10 ist vorzugsweise geringfügig komprimiert, um ein Expandieren oder ein weiteres Komprimieren zuzulassen, wenn der Achsschenkelbolzen 3 in axialer Richtung eine translatorische Bewegung ausführt. Der Einsatz 10 dient dazu, eine Änderung im Luft/Fettvolumen auszuschalten, wenn der Achsschenkelbolzen 3 sich in axialer Richtung relativ zum Achsschenkel bewegt. Eine solche Anordnung verhindert, daß positive oder negative Druckschwankungen auftreten, welche sonst eine Art Pumpwirkung hervorrufen, um Schmierfett auszustoßen und Wasser und andere kontaminierende Stoffe von der Umgebung zu der Grenzfläche von Achsschenkelbolzen/Achsschenkel/Dichtung anzusaugen. Der Einsatz 10 ist vorzugsweise in Form einer Scheibe hergestellt, um im wesentlichen den Zwischenraum zwischen dem Achsschenkelbolzen 3 und der Achsschenkelkappe 9 auszufüllen. Eine Ausnehmung 13 kann im Einsatz 10 ausgebildet sein, um einen Kontakt des Einsatzes mit der Drehbewegungsgrenzfläche zwischen dem Achsschenkelbolzen 3 und der Buchse 7 zu verhindern oder zu reduzieren, um Verschleißerscheinungen zu reduzieren.
Der geschlossenzellige Schaumstoffeinsatz 10 läßt sich einfach einbauen. Nachdem der Achsschenkel 4, der Achsschenkelbolzen 3 und der Achskörper 1 zusammengebaut sind, wird der Einsatz in die Bohrung 6a unter Anlage gegen den oberen Abschnitt des Achsschenkelbolzens 3 eingesetzt. Die Achsschenkelkappe 9 wird dann in die Gewindegänge 12 der Bohrung 6a des Achsschenkels 4 eingeschraubt. Die Achsschenkelkappe 9 wird angezogen, so daß sie engsitzend mit der Dichtung 8 zusammenarbeitet und der Einsatz 10 wird geringfügig zusammengedrückt. Durch das geringfügige Zusammendrücken des Einsatzes 10 wird der Einsatz 10 vorbelastet, wodurch ermöglicht wird, daß der Einsatz expandieren kann, wenn der Abstand zwischen dem Achsschenkelbolzen 3 und der Kappe 9 größer wird. Die Vorbelastung wirkt auch jeglicher Kompressionsvoreinstellung entgegen, welche bei den normalen Einsatzbedingungen des Einsatzes auftreten. Der Einsatz kann an dem jeweiligen Ende des Achsschenkelbolzens 3 vorgesehen werden, unabhängig davon, ob eine zweite Achsschenkelkappe 9 eingesetzt wird oder nicht.
Unter Bezugnahme auf die 2 kann ein Schmierfettdurchgang 14 zwischen der Grenzfläche der Achsschenkelkappe 9 mit dem Einsatz 10 ausgebildet sein, um den Durchgang des Schmierfetts von dem Fettschmiernippel 11 zu den Lagerflächen zwischen dem Achsschenkelbolzen 3, dem Achsschenkel bzw. dem Gelenkarm 4 und der Buchse 7 zu erleichtern. Der Schmierfett- Durchgang kann als eine Ausnehmung entweder in der Achsschenkelkappe 9 oder der oberen Fläche des Einsatzes 10 ausgebildet sein.
Das untere Ende des Gelenkarms ist vorzugsweise wie der vorstehend beschriebene obere Teil des Gelenkarms 4 ausgebildet. Es ist jedoch noch zu erwähnen, dass eine zweite Achsschenkelkappe durch ein massives Teil des Achsschenkels ersetzt werden kann, welcher eine abgeschlossene Ausnehmung hat, um den zum Boden verlaufenden Abschnitt des Achsschenkelbolzens aufzunehmen. Wenn nur eine Achsschenkelkappe vorhanden ist, kann ein geschlossenzelliger Schaumstoffeinsatz in der Bodenausnehmung des Bodenabschnitts des Gelenkarms zwischen dem Gelenkarm und dem Achsschenkelbolzen vorgesehen sein.

Claims

Lenkeinrichtung, welche folgendes aufweist: einen Achskörper (1), welcher eine im Wesentlichen vertikal ausgerichtete Bohrung (2) hat; einen Achsschenkelbolzen (3), welcher durch die Bohrung (2) verläuft und obere und untere Abschnitte hat, welche von dem Achskörper (1) weg verlaufen; einen Achsschenkel (4), welcher obere und untere Gabelabschnitte (4a, 4b) hat, die jeweils eine ausgerichtete Bohrung (6a, 6b) haben und die um einen der oberen und unteren verlängerten Abschnitte des Achsschenkelbolzens (3) drehbeweglich angeordnet sind, um eine Drehverbindung zwischen dem Achsschenkel (4) und dem Achskörper (1) zu bilden; eine Verschlusseinrichtung (9) zum Verschließen der jeweils ausgerichteten Bohrungen (6a, 6b) der Gabelabschnitte (4a, 4b) des Achsschenkels (4) und zum Festlegen des Achsschenkelbolzens (3) in denselben; und wenigstens einen Einsatz (10), welcher zwischen dem Achsschenkelbolzen (3) und der Verschlusseinrichtung (9) angeordnet ist, um einen dazwischenliegenden Raum im Wesentlichen einzunehmen, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einsatz (10) aus einem geschlossenzelligen Schaumstoff hergestellt ist, komprimiert unter einem Vorbelastungszustand eingesetzt ist und sich somit weiter expandieren oder komprimieren kann, um kontinuierlich Druckschwankungen zu reduzieren, welche durch eine axiale Bewegung des Achsschenkelbolzens (3) relativ zum Achsschenkel (4) verursacht werden.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschlusseinrichtung eine Achsschenkelkappe (9) aufweist, welche lösbar mit einem der Gabelabschnitte (4a, 4b) verbunden ist, um eine zugeordnete Bohrung (6a, 6b) zu verschließen.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Achsschenkelkappe (9) ferner einen Fettschmiernippel (11) aufweist, welcher derart ausgebildet ist, dass Schmiermittel in die zugeordnete Bohrung eingebracht werden kann.
Lenkeinrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Einsatz (10) zwischen dem Achsschenkelbolzen (3) und der Achsschenkelkappe (9) angeordnet ist, wobei ein Schmierfettdurchgang (14) längs einer Grenzfläche zwischen dem Einsatz (10) und der Achsschenkelkappe (9) ausgebildet ist, um die Verteilung des Schmiermittels zu einer zweiten Grenzfläche zwischen dem Achsschenkel (4) und dem Achsschenkelbolzen (3) zu unterstützen.
Lenkeinrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einsatz (10) mit der Innenfläche der Verschlusseinrichtung (9) und dem Ende des Achsschenkelbolzens (3) zusammenarbeitet.