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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Lenker für eine Aufhängung eines Kraftfahrzeugs.
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Es
wird immer beliebter, die Aufhängung
von Kraftfahrzeugen zu modifizieren, um für ein verbessertes Aufhängungsverhalten
zu sorgen. Es werden zahlreiche Nachrüstungssätze angeboten, mit denen sich
bestimmte Aufhängungskomponenten
ersetzen lassen. Die Nachrüstungskomponenten
beeinträchtigen
jedoch häufig
das Fahrverhalten des Fahrzeugs.
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Bei
vielen Sportwägen
und leichten Laster, die eine Vier-Lenker-Aufhängung oder dergleichen verwenden,
ist jeder der oberen und/oder unteren Aufhängungsarme (d. h. der oberen
und/oder unteren Lenker) zwischen das Rahmenbefestigungsteil und
das Achsbefestigungsteil, wie sie vom Fahrzeughersteller ursprünglich eingebaut
werden, angeordnet. Jeder der unteren Lenker hat an seinen entgegengesetzten
Enden je ein Auge. Die Augen enthalten typischerweise eine eingekapselte
Gummibuchse und sind an dem Achsbefestigungsteil mit einer Schraube
befestigt, die durch das Befestigungsteil und die im Auge gehaltene
eingekapselte Gummibuchse verläuft.
Diese Anordnung erlaubt nur eine kleine Gelenkbewegung der Augen
jedes Lenkers, da die Außenränder der
Augen auf die Innenflächen ihrer
Befestigungsteile auftreffen, wenn sich der Lenker zu verdrehen
beginnt. Auch kommt es zu einer Kompression der Gummibuchsen in
den Augen beim Verdrehen des Lenkers, was die Verdrehbewegung des
Lenkers ebenfalls einschränkt.
Diese Anordnung erlaubt somit in erster Linie lediglich eine Schwenkbewegung
um die Achse der Befestigungsschraube.
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In
DE 2 245 134 A ist
ein Lenker beschrieben, dessen Lageraugen mit einem Schmiermittelzuführkanal
und Schmiermittelverteilkanälen
ausgerüstet
sind. Ein Verfahren zur Herstellung eines elastischen Drehgelenks
mit zwei koaxial ineinander gefügten
Muffen ist in
DE 27
37 898 B2 beschrieben. Bei diesem Verfahren wird auf einen
in einer Form angeordneten profilierten Kern eine glattwandige innere
Muffe aus einem extrudierten Kunststoffmaterial formschlüssig aufgebracht.
In den zwischen der inneren Muffe und der Form verbleibenden Hohlraum wird
ein eine äußere Muffe
bildendes Elastomer eingespritzt. Die innere Muffe wird unter dem
Druck und der Hitze des eingespritzten Elastomers in das Profil des
Kerns hineinverformt.
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Weiterhin
beschreibt
DD 27 28
23 A1 eine Befestigung, insbesondere die der Lenker von
Radaufhängungen
am gefederten Teil des Fahrzeugs unter Zwischenschaltung elastischer
Elemente. Die elastischen Elemente sind formschlüssig in die Befestigung eingesetzt
und untereinander formgleich ausgebildet. An sich bekannte Gummiringe
sind mit Ansätzen
und Freiräumen
und/oder mit einem Profilring versehen. Jeweils einem der Ansätze ist
ein in einem gegenüberliegenden
Gummiring angeordneter Freiraum zugeordnet. Weiterhin sind die Ansätze den Ausschnitt
in den Lagerhälften
beidseitig hintergreifend ausgebildet.
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Es
wäre daher äußerst wünschenswert,
einen Lenker für
eine Vier-Lenker-Aufhängung eines Kraftfahrzeuges
zur Verfügung
zu haben, der einen größeren Grad
an Gelenkbewegungen (d. h. Verdrehbewegungen) des Lenkers relativ
zu den Befestigungsteilen, mit denen er befestigt ist, ermöglicht. Insbesondere
wäre es äußerst wünschenswert,
daß der
Lenker eine Drehung nicht nur um die Achse der Befestigungsschraube
erlaubt, sondern auch eine longitudinale „Verwindung” um die
Längsachse
des Lenkers und eine radiale „Verwindung” um die
Achse, die senkrecht zu der Schnittstelle der beiden oben erwähnten Achsen
verläuft.
Es wäre
ferner wünschenswert,
dass ein derartiger Lenker durch eine beständige Lagerschmierung die ursprünglichen
Fahreigenschaften der Aufhängung
wie auch ihre Lebensdauer nicht beeinträchtigt.
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Zum
Erreichen dieser Ziele wird eine Anordnung gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.
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Vorteilhafte
Weiterbildungen gehen aus den Unteransprüchen hervor. Der erfindungsgemäß ausgebildete
Lenker ist besonders geeignet für
den Einsatz bei einer Vier-Lenker-Aufhängung eines Kraftfahrzeuges,
insbesondere eines Geländefahrzeuges, eines
Sportwagens oder eines Leichtlasters. Der erfindungsgemäß ausgebildete
Lenker ist an seinen beiden Enden mit Augen versehen, die schmaler
als die Augen herkömmlicher
Lenker sind. Jeder Lenker hat zwei konisch verlaufende Buchsen,
die sich über die
Ränder
der Augen nach außen
erstrecken. Die konischen Buchsen in Verbindung mit den schmaleren
Lenkern ermöglichen
größere Gelenkbewegungen
(d. h. Verwindungsbewegungen) als herkömmliche Lenker, ehe die Außenränder des
Auges mit den Flächen
der den Lenker lagernden Befestigungsteilen in Berührung gelangen.
Dies hilft ferner dabei mit, das Fahrverhalten und „Fahrgefühl” der ursprünglichen
Aufhängung
aufrechtzuerhalten.
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Der
erfindungsgemäß ausgebildete
Lenker ist ferner mit einem inneren Ring versehen, der in das Auge
jedes Lenkers eingebaut ist. Dieser Ring begrenzt seitliche Bewegungen
des Lenkers, ohne jedoch die Torsionsfreiheit des Lenkers einzuschränken. Eine
erhöhte
Lebensdauer ergibt sich aufgrund der Eigenschaften der konischen
Buchsen, die in jedem Auge jedes Lenkers verwendet werden. Das Verhalten
und die Dauerfestigkeit werden durch Schmiermittelkanäle weiter
verbessert, welche durch den inneren Ring verlaufen; hierdurch kann
das Auge mit Schmiermittel versorgt werden, wenn die Buchsen eingebaut
sind.
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Die
Lenker ermöglichen
eine zusätzliche Verwindung
dadurch, dass ihr Verbindungsteil aus Stahlstanzteilen mit einer
offenen Seite hergestellt wird. Da diese aus dünnem Material bestehen, ist eine
gewisse Flexibilität
in der Längsachse
gegeben. Die Erfindung ermöglicht
insbesondere eine totale longitudinale Verwindung an den Enden des
Lenkers aufgrund der neuartigen Augenbuchsenkonstruktion. Das Verbindungsteil
kann daher aus sehr viel dickerem Material in Form eines rechteckigen
oder runden Rohres hergestellt werden, was die Festigkeit des Lenkers
beträchtlich
erhöht.
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Anhand
der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel
der Erfindung näher
erläuter.
Es zeigen:
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1 eine
perspektivische Ansicht eines herkömmlichen unteren Lenkers;
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2 eine
perspektivische Explosionsdarstellung eines erfindungsgemäß ausgebildeten
Lenkers;
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3 eine
Vorderansicht einer konischen Buchse, wie sie in 2 gezeigt
ist;
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4 eine
Querschnittsansicht längs
der Schnittlinie 4-4 in 3;
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5 eine
Schnittansicht längs
der Linie 5-5 in 2;
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6 eine
Seitenansicht allein des Auges des Lenkers;
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7 eine
Endansicht des in 6 gezeigten Auges;
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8 eine
Querschnittsansicht längs
der Linie 8-8 in 6.
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Die 1 zeigt
eine Anordnung nach dem Stand der Technik, bei der der Lenker an
eine Aufhängung
eines Kraftfahrzeuges angebracht ist. Der Lenker 10 ist
an einem vom Hersteller eingebauten Rahmenbefestigungsteil 12 befestigt,
das seinerseits an einem Rahmenabschnitt 14 des Fahrzeugs
an einem Ende des Lenkers und an einem vom Fahrzeughersteller eingebauten
Achsbefestigungsteil 16 am entgegengesetzten Ende des Lenkers
befestigt ist. Das Achsbefestigungsteil 16 ist seinerseits
an einem Differential 18 des Fahrzeuges befestigt. Es versteht sich,
daß das
Fahrzeug 8 derartige Lenker 10 aufweisen kann,
wobei zwei solche Lenker (d. h. ein oberer Lenker und ein unterer
Lenker) jedem Fahrzeugrad zugeordnet ist, wie dies im Stand der
Technik bekannt ist. Sowohl vorne wie auch hinten sind zwei untere
Lenker an dem Differential 18 auf gegenüberliegenden Seiten des Differentials
befestigt, wobei das entgegengesetzte Ende jedes Lenkers an einem
zugehörigen
Achsbefestigungsteil angebracht ist. Die oberen Lenker sind in der
gleichen Weise angeordnet und sowohl an der Vorder- wie auch Rückseite
des Fahrzeugs befestigt.
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Der
Lenker 10 hat an seinen entgegengesetzten Enden einstückig angeformte
Augen 20. In jedem Auge 20 ist eine einzelne Gummibuchse 22 mit
einer eingegossenen Stahlhülse
angeordnet. Die Buchse 22 wird üblicherweise in ihr Auge eingebondert
(eingekapselt). Jede Buchse 22 nimmt eine Schraube auf,
die das Auge mit dem zugehörigen
Befestigungsteil verbindet. Als Folge dieser Konstruktion hat der
Lenker 10 nur einen sehr eingeschränkten Grad an Gelenkbewegungen.
Grundsätzlich
ist die Gelenkbewegung auf eine Achse beschränkt, wobei die Gelenkbewegungen
in den anderen Achsen vernachlässigbar
sind. Dies hängt
damit zusammen, daß bei
einer Verwindung des Lenkers die Ränder 20a der Augen 20 rasch
mit den Oberflächen
der Befestigungsteile 12 und 16 in Berührung gelangen,
und zusammen mit der Kompression und der hieraus resultierenden
Einschränkung
der eingekapselten Buchse beschränkt
dies die Torsionsbewegungen des Lenkers 10. Bei dieser
Anordnung werden seitliche Bewegungen durch die eingekapselten Buchsen des
Lenkers 10 gesteuert.
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Es
wird nun auf 2 Bezug genommen, in der ein
erfindungsgemäß ausgebildeter
Lenker gemäß einem
bevorzugten Ausführungsbeispiel
dargestellt ist. Der Lenker 30 ersetzt den Lenker 10 in 1.
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Der
Lenker 30 besteht aus einem rohrförmigen, vorzugsweise rechteckigen
stangenförmigen Abschnitt 32 und
einem Auge 34 an jedem Ende des stangenförmigen Abschnittes 32.
Jedes Auge 34 ist mit einem einstückig angeformten inneren Ring 36 versehen,
der das Auge 34 in zwei gleiche Hälften unterteilt. Eingesetzt
in jede Hälfte
ist eine konisch verlaufende Buchse 38. Eine Hülse 40 verläuft durch die Öffnungen 38a in
jeder Buchse 38 und nimmt eine Schraube (nicht gezeigt)
zum Befestigen des Lenkers 30 an seinem zugehörigen Befestigungsteil auf.
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Wie
in den 3 und 4 zu sehen ist, hat jede Buchse 38 einen
konischen Endabschnitt 38b und einen abgeflachten inneren
Randabschnitt 38c. Wie in 5 zu sehen
ist, liegt der innere Randabschnitt 38c jeder Buchse 38 an
dem Ring 36 an, wenn die Buchsen 38 in das Auge 34 eingesetzt sind.
Der Konuswinkel der Buchse 38 kann beträchtlich variieren, liegt jedoch
vorzugsweise zwischen 10° und
30°, wie
durch den Pfeil 44 in 5 angedeutet
ist. Ein Konuswinkel innerhalb dieses Berei ches ermöglicht einen
hohen Grad an Gelenkbewegungen des Lenkers 30. Die Buchse 38 besteht
vorzugsweise aus einem anpassungsfähigen Material, wie z. B. Polyurethan,
um größere Torsionsbewegungen
des Lenkers 30 zu ermöglichen
und die guten Fahreigenschaften beizubehalten. Es versteht sich jedoch,
daß andere
geeignete anpassungsfähige Materialien
für die
Buchsen 38 verwendet werden könnten.
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Ein
wichtiger Vorteil des beschriebenen Lenkers besteht darin, daß die Augen 34 schmaler
als bei herkömmlichen
Lenkern sind. Dies ermöglicht größere Gelenkbewegungen
des Lenkers 30, ohne daß der Lenker 30 durch
Anschlagen an Flächen
der Befestigungsteile, an denen er befestigt ist, in seiner Bewegung
eingeschränkt
wird. Seitliche Bewegungen des stangenförmigen Abschnittes 32 werden durch
den Innenring 36 gesteuert, der das Auge 34 gegen
seitliche Bewegungen sichert. Die Buchsen 38 sorgen ferner
dafür,
daß das
Fahrverhalten und Fahrgefühl
der ursprünglichen
Aufhängung
erhalten bleibt und daß die
Lenkeranordnung eine hohe Festigkeit besitzt.
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Es
wird nun auf die 6 bis 8 Bezug genommen,
in denen das Auge 34 des Lenkers 30 genauer dargestellt
ist. Jedes Auge 30 hat einen Schmiermittelzuführkanal 42,
der durch Ring 36 verläuft,
damit Schmiermittel in dem Auge 34 verbleiben kann, wenn
die Buchsen 34 eingebaut werden. Die Buchsen 34 können ebenfalls
mit Schmiermittelverteilkanälen 38d an
ihrer Innenfläche
versehen werden, um eine kontrollierte Schmiermittelverteilung auf der
Zwischenfläche
zwischen Buchse und Hülse
zu ermöglichen.
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Der
beschriebene Lenker 10 ermöglicht einen hohen Grad an
Gelenkbewegungen einer Fahrzeugaufhängung, die das Fahrverhalten
der ursprünglich
eingebauten Aufhängung
nicht beeinträchtigt.
Der stangenförmige
Abschnitt 32, der rohrförmig
ausgebildet ist, hat eine höhere
Festigkeit als Konstruktionen aus gestanzten Stahlblechen, wie sie für die meisten
herkömmlichen
Lenker typisch sind. Der Lenker 30 kann unmittelbar in
die ursprünglich eingebauten
Komponenten eingesetzt werden, ohne daß der Rahmen bzw. die Befestigungsteile
des Fahrzeugs geändert
werden müßten. Es
versteht sich jedoch, daß der
Lenker 30 ohne weiteres modifi ziert werden könnte, damit
er in Aufhängungen
einer Vielzahl unterschiedlicher Fahrzeuge paßt.