DE2015368A1 - Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehicles - Google Patents
Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehiclesInfo
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Description
Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen. Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of Motor vehicles.
Die Erfindung betrifft die Verbesserung und Weiterentwicklung von Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen von Kraftfahrzeugen, die mit den sie verbindenden Teilen über Kugelgelenk. verbunden sind, deren ßelenkgehäuse von der Verbindungsstange gebildet werden.The invention relates to the improvement and further development of Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehicles, with the parts connecting them via a ball joint. are connected, the ßelenkgehäuse are formed by the connecting rod.
Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen gehören zu den sogenannten lebenswichtigen Konstruktionselementen, weil ihr Bruch den Tod aller Insassen des Kraftfahrzeuges zur Folge haben kann. Sie müssen also besonders sicher dimensioniert werden.Link rods for steering devices and wheel suspensions include to the so-called vital construction elements, because their breakage causes death of all occupants of the motor vehicle. So you have to be special safely dimensioned.
Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen haben auch einen entscheidenden Einfluss auf den Fahrkomfort eines Kraftfahrzeuges, weil sie je nach ihrer räumlichen Anordnung ganz oder teilweise zu den ungefederten massen eines Krsftfahrzeuges gehören. Das bedeutet, dass sie besonders leicht sein sollten.Have connecting rods for steering devices and wheel suspensions also have a decisive influence on the driving comfort of a motor vehicle, because depending on their spatial arrangement, they are wholly or partially to the unsprung masses belong to a motor vehicle. That means they should be extra light.
Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen bestimmen aber auch jene Kombination aus Fahrkomfort und Fahrsicherheit, die für die Beurteilung eines Kraftfahrzeuges beanders ausschlaggebend ist. Diese Kombination wird umso besser sein, je mehr die Verbindungsstangen einerseits Stöße zu absorbieren vermögen und andererseits ein Höchstmaß an Unnachgiebigkeit aufweisen Zwei völlig entgegengesetzte Forderungen, die it einem inöglichst geringen Rau- und Gewichtssufwand erfüllt worden sollten, Schliesslich Schliesslich sollten Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen noch so geartet sein, dass man sie rationell und billig herstellen kann, und dass sie trotz Wartungslosigkeit auch nach jahrelangem harten Einsatz auf schlechten Strassen funktionstüchtig und spielfrei sind.Determine connecting rods for steering devices and wheel suspensions but also that combination of driving comfort and driving safety that is essential for the assessment of a motor vehicle beanders is decisive. This combination becomes all the more be better, the more the connecting rods are able to absorb shocks on the one hand and, on the other hand, show the highest degree of intransigence. Two completely opposite Requirements that have been met with as little weight and volume as possible should, after all Finally, connecting rods should be used for Steering devices and wheel suspensions can still be designed in such a way that they can be used rationally and can be produced cheaply, and that despite the fact that they are maintenance-free, even after many years hard use on bad roads are functional and free of play.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Verbindungsstangen für Lenkvorrichtungen und Radaufhängungen der eingangs beschriebenen Art zu einer neuen Ausführungsform weiterzuentwickeln, die nicht nur die vorgenannten Bedingungen in Bezug auf Sicherheit, Fahrkomfort, lange Funktionstüchtigkeit und Wartungslosigkeit in optimaler Weise erfüllt, sondern auch noch leichter und billiger ist als die bis jetzt bekannten Ausführungsformen.The invention is based on the object of connecting rods for steering devices and wheel suspensions of the type described in the opening paragraph for a new embodiment to further develop not only the aforementioned conditions in relation to security, Driving comfort, long functionality and no maintenance in an optimal way fulfilled, but is also even lighter and cheaper than the ones known up to now Embodiments.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass die Verbindungsstange mit den sie verbindenden Teilen, beispielsweise dem Lenkgetriebe und dem Lenkhebel am Achsschenkel oder dem Rahmen und dem Achskörper, mittels zweier aus den Enden der Verbindungsstange herausragenden und koaxial angeordneten Kugelzapfen verbunden ist. Die erfindungsgemässen Verbindungsstangen sind mit Flanschen versehen, um die das innere Ende des Gelenkgehäuses herumgebördelt ist. Der Kugelzapfen kann in an sich bekannter Weise mit zwei kugeligen Flächen versehen sein, einer äusseren konvexen und einer inneren konkaven, die den gleichen Kugelmittelpunkt haben. Bei dieser Ausführung des Kugelzapfens ist der innere Lagerkörper des Kugelgelenkes halbkugelförmig ausgebildet und er stützt sich auf einer ebenen Fläche schwimmend ab. Die ebene Fläche kann von einem Pilz gebildet werden, welcher ein Teil der Verbindungsstange ist.This object is achieved according to the invention in that the connecting rod with the parts connecting them, for example the steering gear and the steering lever on the steering knuckle or the frame and the axle beam, by means of two of the ends the connecting rod protruding and coaxially arranged ball studs connected is. The inventive connecting rods are provided with flanges to the the inner end of the joint housing is crimped around. The ball stud can be attached to It is known to be provided with two spherical surfaces, one outer convex and an inner concave, which have the same spherical center. At this Execution of the ball stud, the inner bearing body of the ball joint is hemispherical trained and it is supported by floating on a flat surface. The level Surface can be formed by a mushroom which is part of the connecting rod is.
Sie kann aber auch von einem Pilz gebildet werden, der ein Teil für sich ist und der sich mit Hilfe eines Flansches auf der Uerbindungsstange abstützt. Der Flansch des Pilzes, der vorzugsweise als Tellerfeder ausgebildet ist, kann zusammen mit dem Flansch der Uerbindungsstange in das Celsnkgehäuse eingebördelt sein. Wenn der Kugelzapfen der erfindungsgsmässen Verbindungastangen, wie es vorzugsweise der Fall ist, zwei Kugel- Kugelflächen aufweist, dann kann der innere haibkugelförmige Lagerkörper des Kugelgelenkes einen Krümmungsradius haben, der kleiner ist als der der inneren konkaven Kugel fläche des Kugelzapfens. Nach einer anderen Ausfuhrungsform des inneren halbkugelförmigen Lagerkörpers des Kugelgelenkes kann die Stützfläche, mit der sich der Lagerkörper auf der ebenen Fläche schwimmend abstützt, mit einer Ausnehmung versehen sein. Der innere halbkugelförmige Lagerkörper des Kugelgelenkes besteht aus einem elastisch verformbaren Kunststoff, beispielsweise Polyurethan, und ist unter axialer Vorspannung eingebaut.But it can also be formed by a fungus that is a part of and which is supported with the help of a flange on the connecting rod. The flange of the mushroom, which is preferably designed as a plate spring, can together be crimped with the flange of the connecting rod in the Celsnk housing. if the ball stud of the connecting rods according to the invention, as is preferably the case Case is, two spherical Has spherical surfaces, then the inner hemispherical bearing body of the ball joint have a radius of curvature that is smaller than that of the inner concave spherical area of the ball stud. After a Another embodiment of the inner hemispherical bearing body of the ball joint can be the support surface with which the bearing body is floating on the flat surface supported, be provided with a recess. The inner hemispherical bearing body the ball joint consists of an elastically deformable plastic, for example Polyurethane, and is installed under axial pretension.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin. dass durch die koaxiale Anordnung beider Kugelzapfen in Strecklage keine Biegekräfte auftreten können und dass für den seltenen Fall des vollen Gelenkeinschlages nur sehr kleine ~iegekräfte auf den Kugelzapfen einwirken Diese ideale, sich in der Hauptsache auf Zug und Druck beschränkende Beanspruchung des Kugelzapfens'ergibt kleine Dimensionen und ein geringes Gewicht. Die Verwendung eines Kugelzapfens mit zwei kugeligen Flächen, einer äusseren konvexen und einer inneren konkaven, unterstützt die Leichtbauweise, weil der becherförmige Kopf eines solchen Kugelzapfens viel weniger wiegt als die üblichen Kugelköpfe und weil schon bei einem kleinen Durchmesser der äusseren konvexen Kugelfläche ein grosser Beugungswinkel mit einer guten Überdeckung zustandekommt. Ein becherförmiger Kugelkopf ergibt auch ein besonders kurzes Gelenkgehäuse von einfacher Formgebung. Trotzdem kann der innere halbkugelförmige Lagerkörper aus einem elastisch verformbaren Kunststoff grogvolumig gestaltet werden, was sich vorteilhaft auf das Dämpfungsvermögen auswirkt. Die schwimmende Abstützung des halbkugelförmigen Lagerkörpers auf einer ebenen Fläche wirkt sich dann vorteilhaft aus, wenn infolge von Herstellungstoleranzen die Kugelmittelpunkte der beiden kugeligen Flächen nicht übereinstimmen.The advantages achieved with the invention are in particular. that due to the coaxial arrangement of the two ball studs in the extended position, there are no bending forces can occur and that only in the rare case of a full joint impact very small tensile forces act on the ball stud. This ideal, in the The main thing is that the stress on the ball stud is limited to tension and pressure small dimensions and light weight. The use of a ball stud with two spherical surfaces, an outer convex and an inner concave, supported the lightweight construction, because the cup-shaped head of such a ball stud is a lot weighs less than the usual ball heads and because they have a small diameter the outer convex spherical surface has a large diffraction angle with good coverage comes about. A cup-shaped ball head also results in a particularly short joint housing of simple design. Nevertheless, the inner hemispherical bearing body can be made of an elastically deformable plastic with a large volume, which is has a beneficial effect on the damping capacity. The floating support of the hemispherical Bearing body on a flat surface is advantageous if as a result The spherical centers of the two spherical surfaces do not depend on manufacturing tolerances to match.
Ein weiterer Vorteil des-inneren halbkugelformigen Lagerkörpers ist der, dass auf einfache Weise eine sehr wirkungsvolle' Dämpfung erreicht wird, wenn man beispielsweise seinen KrUmmungsradius kleiner hält als den der inneren konkaven Kugelfläche des des Kugelzapfens. Bei Belastung steigt der Dämpfungswiderstand stufenlos bis zu seinem Höchstwert an, weil sich die Aussenform des halbkugelförmigen Lagerkörpers allmählich an die innere konkave Kugelfläche des Kugelzapfens anschmiegt. Durch das völlige Umschliessen des halbkugelförmigen Lagerkörpers tritt auch bei grossen Axialkräften keine gefährliche Beanspruchung des elastischen Kunststoffes auf. Verbindungsstangen gemäss der Erfindung können infolge ihrer koaxial angeordneten Kugelzapfen besser abgedichtet werden als die heute üblichen Ausführungsformen, weil die Dichtmanschette gegenüber dem Kugelzapfen keine relative Drehbewegung zu vollführen braucht. Infolge dieser exakten Abdichtung und des sehr grossen Fsttraumes im Inneren des becherförmig ausgebildeten Kugelgelenkes wird trotz Wartungslosigkeit eine lange Funktionstüchtigkeit erreicht.Another advantage of the inner hemispherical bearing body is that a very effective 'damping is achieved in a simple way, if for example, its radius of curvature is kept smaller than that of the inner concave ones Spherical surface of the of the ball stud. The damping resistance increases under load continuously up to its maximum value, because the outer shape of the hemispherical Bearing body gradually clings to the inner concave spherical surface of the ball stud. By completely enclosing the hemispherical bearing body also occurs large axial forces no dangerous stress on the elastic plastic on. Connecting rods according to the invention can be arranged coaxially due to their Ball studs are better sealed than the current designs, because the sealing collar has no relative rotational movement with respect to the ball stud needs to perform. As a result of this exact sealing and the very large space inside the cup-shaped ball joint, despite the lack of maintenance a long functionality achieved.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und sie werden im folgenden näher beschrieben.Embodiments of the invention are shown in the drawing and they are described in more detail below.
Fig 1 zeigt eine aus einem Vollmaterial hergestellte Verbindungsstange für die Lenkvorrichtung eines mittelschweren Personenkraftwagens, etwa im maßstab 1:1, welche den Lenkhebel am Achsschenkel mit der Zahnstangenlenkung verbindet.1 shows a connecting rod made from a solid material for the steering device of a medium-weight passenger car, for example on a scale 1: 1, which connects the steering lever on the steering knuckle with the rack and pinion steering.
Fig.2 zeigt eine andere Ausführungsform, bei der die Verbindungsstange rohrförmig ausgebildet ist, etwa im maßstab 2:1.Fig.2 shows another embodiment in which the connecting rod is tubular, approximately on a scale of 2: 1.
Fig.3 zeigt einen Teilschnitt durch das becherförmig ausgebildete Kugelgelenk im entlasteten Zustand.3 shows a partial section through the cup-shaped Ball joint in the unloaded state.
Fig.4 zeigt den gleichen Teilschnitt bei maximaler Belastung.4 shows the same partial section at maximum load.
Fig.5 zeigt ein Schaubild für den Kraft- Weg- Verlauf der mit Hilfe des halbkugelförmigen Lagerkörpers gemäss den Figuren 3 und 4 erzielbaren Dämpfung. Auf der Ordinate ist der Weg aufgetragen und auf der Abszisse die Kraft.FIG. 5 shows a diagram for the force-displacement curve with the aid of the hemispherical bearing body according to Figures 3 and 4 achievable damping. The path is plotted on the ordinate and the force on the abscissa.
Fig.6 zeigt einen Teilquerschnitt durch die Vorderachse eines Personenkraftwagens mit zwei erfindungsgemassen Verbindungsstangen.6 shows a partial cross-section through the front axle of a passenger car with two connecting rods according to the invention.
Fig.7 zeigt eine Draufsicht auf die Antriebsachse eines Lastkraftwagens, die gegenüber dem Rahmen mittels Schraubenfedern abgefedert ist. Die Befestigung der Antriebsachse am Rahmen erfolgt mit Hilfe von fünf erfindungagemässen Verbindungsstangen.7 shows a top view of the drive axle of a truck, which is cushioned against the frame by means of coil springs. The attachment the drive axle on the frame takes place with the aid of five connecting rods according to the invention.
Die Die aus Vollmaterial hergestellte Verbindungsstange 9 hat an beiden Enden je einen Flansch 8, um den das innere Ende 21 des Gelenkgehäuses 7 herumgebördelt ist. Der Kugelzapfen 1 ist mit zwei Kugelflächen versehen, einer äusseren konvexen 13 und einer inneren konkaven 14. Der innere Lagerkörper 5, der aus einem elastisch verformbaren Kunststoff, beispielsweiss Po1yu'rethn, besteht, stützt sich schwimmend auf der ebenen Fläche 6 ab, die von einem Pilz gebildet wird, welcher ein Teil der Verbindungestange 9 ist Der Krümmungsradius 15 des inneren Lagerkörpers 5 ist kleiner als der der-konkaven Kugelflåche 14 des Kugelznpfens 1.the The connecting rod made from solid material 9 has a flange 8 at both ends around which the inner end 21 of the joint housing 7 is crimped around. The ball stud 1 is provided with two spherical surfaces, one outer convex 13 and an inner concave 14. The inner bearing body 5, the consists of an elastically deformable plastic, for example Po1yu'rethn, floating on the flat surface 6, which is formed by a mushroom, which is a part of the connecting rod 9 The radius of curvature 15 of the inner Bearing body 5 is smaller than that of the concave spherical surface 14 of the ball pin 1.
Der innere Lagerkörper 18, der ebenfalls aus einem elastisch verformbaren Kunststoff bestsht, ist auf seiner StützflacheJ mit der er sich auf der ebenen Fläche 6 abstützt, mit einer Ausnehmung 19 versehen, die ihn elastischer macht. Zur Verbesserung der Schmiervsrhältnisse sind kleine Vertiefungen 17 zur Aufnahme des Sehmiermittels vorgesehen. Der Pilz 23 hat einen Flansch 20, der als Tellerfeder ausgebildet ist, und der zusammen mit dem Flansch 22 der rohrförmig ausgebildeten Verhindungsstange 24 in das Gelenkgehäuse 7 eingebördelt ist, Die Verbindungsstange 9 verbindet den Lenkhebel 3 am Achsschenkel 25 mit der Zahnstangenlenkung 10. Sowohl am Lenkhebel als auch an der Zahnstange ist eine Gegenmutter 2 zur Sicherung des Kugelzapfens 1 vorgesehen. 4 ist die Dichtmanschette zur Abdichtung des Kugelzapfens 1 gegenüber dem Gelenkgehäuse 7 und 16 versinnbildlicht den grossen Beugungswinkel des becherförmig ausgebildeten Kugelzapfens 1. 11 versinnbildlicht den Weg, den der Kugelzapfen 1 relativ zum Gelenkgehäuse 7 maximal zurücklegen kann, und 12 zeigt das maß der Vorspannung des inneren Lagerkörpers 5 an. Die Verbindungsstange 26 stützt zusammen mit einer zweiten, nicht dargestellten Verbindungsstange den Achsschenkel 25 gegenüber dem Rahmen des Personenkraftwagens ab. Der Achakörper 29, der mittels Schraubenfedern 30 gegenüber dem Rahmen 27 abgefedert ist, wird mit Hilfe von fünf erfindungsgemässen Vorbindungestangen mit dem Rahmen beweglich verbunden. Die Verbindungsstangs 28 nimmt die Querkräfte auf und die in Form von Watt'schen Gelenken angeordneten Verbindungsstangen 31 nehmen d Längskräfte auf, PatentansprücheThe inner bearing body 18, which is also made of an elastically deformable Plastic is bestsht, is on its support surface with which it is on the flat surface 6 is supported, provided with a recess 19 that makes it more elastic. For improvement The lubrication conditions are small depressions 17 for receiving the Sehmiermittel intended. The mushroom 23 has a flange 20, which is designed as a disc spring, and that together with the flange 22 of the tubular prevention rod 24 is crimped into the joint housing 7, the connecting rod 9 connects the Steering lever 3 on the steering knuckle 25 with the rack and pinion steering 10. Both on the steering lever as well as on the rack is a lock nut 2 to secure the ball stud 1 provided. 4 is the sealing collar for sealing the ball stud 1 opposite the joint housing 7 and 16 symbolizes the large deflection angle of the cup-shaped formed ball stud 1. 11 symbolizes the path that the ball stud 1 can cover a maximum of 7 relative to the joint housing, and 12 shows the amount of preload of the inner bearing body 5. The connecting rod 26 supports together with a second connecting rod, not shown, the steering knuckle 25 opposite the Frame of the passenger car. The axle body 29, which by means of coil springs 30 is cushioned relative to the frame 27, with the help of five inventive Pre-tie rods movably connected to the frame. The connecting rods 28 absorbs the transverse forces and the connecting rods arranged in the form of Watt's joints 31 take d longitudinal forces, claims
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DE19702015368 DE2015368A1 (en) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehicles |
Applications Claiming Priority (1)
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DE19702015368 DE2015368A1 (en) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehicles |
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Publication Number | Publication Date |
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DE2015368A1 true DE2015368A1 (en) | 1971-10-21 |
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ID=5766744
Family Applications (1)
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DE19702015368 Pending DE2015368A1 (en) | 1970-03-31 | 1970-03-31 | Connecting rods for steering devices and wheel suspensions of motor vehicles |
Country Status (1)
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DE (1) | DE2015368A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2429925A1 (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-25 | Charbonnages De France | BALL JOINT FOR TRANSMISSION OF SUPPORT IN TRACTION |
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1970
- 1970-03-31 DE DE19702015368 patent/DE2015368A1/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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FR2429925A1 (en) * | 1978-06-29 | 1980-01-25 | Charbonnages De France | BALL JOINT FOR TRANSMISSION OF SUPPORT IN TRACTION |
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