DE3039539A1

DE3039539A1 - Zapfenanordnung zur anbringung eines gelenks

Info

Publication number: DE3039539A1
Application number: DE19803039539
Authority: DE
Inventors: Wallace Gordon Toronto Ontario Chalmers
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1980-03-26
Filing date: 1980-10-20
Publication date: 1981-10-01
Also published as: GB2075440A; US4343560A; AU6066380A; CA1149832A; JPS56138010A; GB2075440B

Description

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P 15 424

BESCHREIBUNG

Die vorliegende Erfindung betrifft eine verbesserte Einrichtung zum Anordnen bzw. Festlegen desrLenkerendes für eine Fahrzeug-Aufhängungs- oder Lenkeinrichtung. Die Erfindung liefert genauer gesagt eine verbesserte Zapfenanordnung zum Anbringen des Gelenks eines Fahrzeugs-Aufhängungsteils an einem relativ hierzu beweglichen Teil des Fahrzeugs, und hat spezielle Anwendung auf Torsionsbzw. Schubstangen und Schwenkstreben, die bei Fahrzeug-Aufhängungseinrichtungen verwendet sind.

Viele Fahrzeugs-Aufhängungseinrichtungen weisen Teile auf, welche Zug- od«r Druckspannung zwischen relativ zueinander beweglichen Teilen übertragen. Derartige Teile weisen üblicherweise am einen Ende ein Gelenk auf, welches eine allgemein zylindrische Büchse umgibt, die mittels eines Zapfens oder Stiftes" gehaltert ist, der mit den Teilen verbunden ist, die die Anordnung tragen sollen, was das Schwenken des Teils um den Stift oder Zapfen gestattet.

Als Beispiel wird die ältere CH-PS 958 729 vom 3.12.1974 des Anmelders genannt, welche Fahrzeugaufhängungen aufweist, die untere Schubstangen aufweist, welche mit Aufhängungsteilen durch verschiedenartige Einrichtungen verbunden sind. Ein Beispiel der Verbindung des Zapfentyps oder mit einem Ende versehenen Typs ist in Fig. 3 dieses älteren Patents gezeigt, wobei der Zapfen ein vorsprin-

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gendes Teil eines Hohlstiftes ist, der eine Hartchromnachbehandlung mit einer glatten, spanend bearbeiteten und polierten Oberfläche aufweist und innerhalb einer genau herausgearbeiteten Bohrung innerhalb eines Aufhängungsteils gehalten ist. Der Stift nimmt eine hohle Büchse auf, die innerhalb des Gelenkendes einer Schubstange gehalten ist, das am Stift mittels einer Scheibe und einer Querschraube gehalten ist. Eine andere Anordnung ist in Fig. 9 dieses Patents gezeigt, wo das Ende einer Schubstange in einem Gabelkopf im Teil mittels eines Hohlstifts gehalten ist, der ebenfalls gehärtet und spanend überarbeitet ist, sowie mit einer polierten Oberfläche, und der in genau herausgearbeitete Bohrungen in den Seiten des Gabelstücks paßt und mittels einer Schraube an Ort und Stelle gehalten wird.

Diese Anordnungen aus dem früheren Patent des Anmelders sind dahingehend verhältnismäßig teuer, daß sie nachbearbeiten und Beschichten der Stifte und Nachbearbeiten der Bohrungen erforderlich machen, in welche diese passen, da die Stifte mit einer sehr engen Toleranz innerhalb der Bohrungen passen müssen, um irgendein Spiel zu vermeiden. Die Anordnung von Querbohrungen für die Haltebolzen trägt noch zusätzlich zu den Kosten bei.

Die CH-PS 1 068 738 vom 25.12.1979 des Anmelders beschreibt eine verbesserte Zapfenanordnung zum Anbringen des Gelenks eines Fahrzeug-Aufhängungsteiles an einem relativ hierzu beweglichen Teil des Fahrzeugs; diesB umfaßt ein Zapfenteil und ein Kappenteil, welche so angeordnet sind, daß sie miteinander durch eine Bolzen- bzw. Schraubeneinrichtung zusammengehalten werden. Das Zapfenteil weist einen Sockel auf, der derart angeordnet ist, daß er starr am Fahrzeugteil befestigt wird, und weist einen allgemein zylindrischen Vorsprung sowie eine ringförmige Lagerfläche auf, die sich

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vom Fuß des Vorsprungs aus nach außen erstreckt, wobei der Vorsprung auch eine kegelstumpfförmige Oberfläche aufweist, die mit seiner zylindrischen Oberfläche koaxial verläuft und vom Vorsprung aus nach außen gerichtet ist. Das Kappenteil weist ebenfalls eine kegelstumpfförmige Fläche auf, welche zu jener des Zapfenteiles komplementär ist und mit dieser in Eingriff bringbar ist, und das Kappenteil weist auch eine ringförmige Lagerfläche auf, die koaxial zu dessen kegelstumpfförmiger Oberfläche verläuft und der Lagerfläche des Zapfenteiles zugewandt ist, wenn die beiden Teile mit ihren kegelstumpfförmigen Flächen in Eingriff stehen. Zapfen- und Kappenteil· weisen beide Axialbohrungen zur Aufnahme der Schraubeneinrichtung auf, und die Teile sind, wenn sie aneinander befestigt sind, zur Anbringung einer Lagebüchse geeignet, die von dem Gelenk eines Aufhängungsteils gehalten ist. Es hat sich herausgestellt, daß die oben beschriebene Anordnung in der Herstellung und im Zusammenbau billiger ist als jene des früheren Patents sowie jene, die vorher im allgemeinen Gebrauch waren, und es hat sich ferner herausgestellt, daß die Teile der obigen Anordnung verhältnismäßig einfach entfernt und ersetzt werden können. Ferner ermöglicht die oben beschriebene Anordnung die Verwendung von Oberflächen derart, wie sie gegossen sind, was die Kosten für Nachbearbeiten und Beschichten im wesentlichen vermeiden läßt. Allerdings wurde, obwohl die oben beschriebene Anordnung sich als eine wesentliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik herausgeste^t hat, das Erfordernis für eine noch weiter verbesserte Anordnung erkennbar. „ Beispielsweise hat sich herausgestellt, obwohl die in der obigen, noch anhängigen Anmeldung beschriebenen, kegelstumpfförmigen Flächen im wesentlichen das Erfordernis der spanenden Nachbearbeitung erübrigen, daß unter Spannung und mit handelsüblichen Toleranzen der Kappenabschnitt manchmal geringfügig dazu neigt, geringfügig gegenüber dem Zapfenteil zu schwenken oder zu taumeln, was somit zu unerwünschten Biege-

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spannungen im Verbindungsbolzen bzw. der Verbindungsschraube führt. Es liegt demzufolge ein Erfordernis vor, eine verbesserte Anordnung vorzusehen, welche sicherstellt, daß die Verbindungsschraube bzw. der Verbindungsbolzen lediglich reinen Zugbelastungen unterzogen ist. Es liegt auch ein Erfordernis vor, eine Zapfen- und Kappenanordnung vorzusehen, welche für das radiale Zusammendrücken und Vorspannen der Gummibüchse nach demZusammenbau sorgt. Es hat sich auch herausgestellt, daß ein Erfordernis vorliegt, eine Zapfenanordnung vorzusehen, welche etwas einfacher zusammenzubauen und zu zerlegen igt, als dies bei der früheren Anordnung der Fall ist. Es wird auch als höchst erwünscht angesehen, eine Zapfen- und Kappenanordnung vorzusehen, welche billiger durch einfache Metallformgebungstechniken wie etwa Präge- oder Metallschleudertechniken hergestellt werden kann.

Demzufolge sorgt die vorliegende Erfindung für eine verbesserte Zapfenanordnung zum Anbringen eines Geleneks eines Fahrzeugs an einem relativ hierzu beweglichen Fahrzeugteil mittels einer Büchse, die eine Bohrung und Enden aufweist, die dazu eingerichtet sind, innerhalb des Gelenkes gehalten zu werden. Die Hauptteile der Anordnung umfassen einen Zapfen, der einen Sockel aufweist, der zur starren Befestigung am Fahrzeugteil eingerichtet ist, sowie einen rohrförmigen Vorsprung, der sich vom Sockel aus erstreckt. Der Vorsprung umfaßt ein äußeres Ende, welches eine erste Ringfläche festlegt, die axial vom Vorsprung nach außen weist. Eine rohrförmige Kappe ist vorgesehen, welche an ihrem inneren Ende eine zweite Ringfläche aufweist und gegen die erste Ringfläche des Vorsprungs anschlagend in Eingriff bringbar ist. Eine Zentrierungs- und Ausrichteinrichtung ist am inneren Ende der Kappe angeordnet, um die Ausrichtung der ersten und zweiten Ringfläche sicherzustellen. Eine Schraubeneinrichtung ist in den fluchtend ausgerichteten Zapfen- und Kappenteilen koaxial hierzu aufnehmbar,

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um Zapfen- und Kappenteil stramm aneinander zu befestigen, wobei die erste und zweite Ringfläche miteinander in Eingriff stehen und die Zentrier- und Ausrichteinrichtung derart angeordnet ist, daß sie die Schraubenkräfte aufnimmt und auf die ausgerichteten Ringfläöhen überträgt. Diese erste und zweite Ringfläche dienen dazu, jedes Biegemoment, welches durch die Büchse auf das Kappenteil aufgebracht wird, unmittelbar auf das Zapfenteil zu übertragen, so daß die Schraubeneinrichtung nicht weiter den Biegebelastungen ausgesetzt ist.

In einem weiteren Aspekt umfaßt die Zentrierungs- und Ausrichteinrichtung eine Scheibe, die im inneren Ende der rohrförmigen Kappe befestigt ist und vom inneren Ende nach außen vorspringt, wobei die Scheibe eine mittige Öffnung zur Aufnahme der Schraubeneinrichtung aufweist.

Vorzugsweise weist die Scheibe eine ringförmige, kegelstumpf förmige Außenoberfläche auf, welche in das äußere Ende des rohrförmigen Zapfens derart eintritt, daß die Ausrichtung und Zentrierung bewirkt wird.

In einem weiteren Aspekt sind die erste und zweite Ringfläche derart angeordnet, daß die Berührung zwischen diesen längs einer Berührungslinie stattfindet, die den größtmöglichen Durchmesser aufweist, der diesen beiden Ringflächen gemeinsam ist, um hierbei die Möglichkeit zu verringern, daß die Kappe relativ zum Zapfen unter dem Einfluß von Seitenkräften wackelt.

Bei einem typischen Ausführungsbeispiel der Erfindung legen Zapfen und Kappe gemeinsam Außenflächen fest, die zur Achse der Schraubeneinrichtung koaxial verlaufen, wobei vom Zapfen- und Kappenteil jedes ferner einen Ringflansch aufweist, der sich nach außen von der Außenoberfläche und koaxial zu dieser erstreckt sowie derart angeordnet ist,

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daß im Gebrauch, wenn Zapfen- und Kappenteil aneinander befestigt sind, die Außenoberflächen und die Ringflansche jeweils in Bohrung bzw. Enden der Büchse eingreifen, welche innerhalb des Gelenks gehalten ist, um hierbei die Büchse zuverlässig festzuhalten.

Bei einem bevorzugten Merkmal der Erfindung sind die Außenoberflächen des Vorsprung- und Kappenteiles nach innen in einer Richtung von ihren jeweils zugeordneten Ringflanschen weg verjüngt, so daß, wenn die beiden Teile zusammengebracht sind, wie etwa während deren Zusammenbau, die Gummibüchse zusammengedrückt wird (insbesondere in radialer Richtung), und zwar zwischen den Außenoberflächen derartiger Teile und dem Gelenk. Vor-zugsweise weisen die Außenflächen des Vorspnmgs- und Kappenteils im wesentlichen gleiche axiale Erstreckung auf. Bevorzugt sind Vorsprungs- und Kappenteil aus stahlgeprägten Teilen hergestellt, obwohl beide auch für kleine Produktionsmengen geschleudert werden können. Dank der allgemein oben beschriebenen Anordnung ist keine maschinelle Nachbearbeitung der zusammengehörigen Flächen erforderlich, um einen zuverlässigen und stabilen Aufbau zu liefern.

Gemäß einem besonderen Aspekt umfaßt die Erfindung eine Zapfenanordnung zur Anbringung des Gelenks eines Fahrzeugs an einem hierzu relativ beweglichen Fahrzeugteil mittels einer Büchse, die eine Bohrung sowie Enden aufweist, welche dazu eingerichtet sind, innerhalb des Gelenks gehalten zu werden. Die Hauptteile der Anordnung umfassen einen Zapfen, der einen Sockel aufweist, der zur starren Befestigung am Fahrzeugteil eingerichtet ist/ sowie einen rohrförmigen Vorsprung, der sich vom Sockel aus erstreckt. Der Vorsprung umfaßt ein Außenende, das eine erste Ringfläche definiert, die axial zum Vorsprung nach außen gewandt ist. Eine rohrförmige Kappe ist vorgesehen, welche an ihrem inneren Ende eine zweite Ringfläche aufweist und in Anschlageingriff mit der ersten Ringfläche des Vorsprungs

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bringbar ist. Eine Zentrierungs- und Ausrichteinrichtung ist am inneren Ende der Kappe angeordnet, um die Ausrichtung der ersten und zweiten Ringfläche sicherzustellen. Eine Schraubeneinrichtung ist in den aufeinander ausgerichteten Zapfen- und Kappenteilen koaxial hierzu aufnehmbar, um Zapfen- und Kappenteil stramm aneinander zu befestigen, wobei die erste und zweite Ringfläche miteinander in Eingriff stehen, und wobei die Zentrierungs- und Ausrichteinrichtung derart angeordnet ist, daß sie die Schraubenkräfte aufnimmt und sie auf die aufeinander ausgerichteten Ringflächen überträgt. Diese erste und zweite Ringfläche dient

dazu, jegliche Biegemomente, die von der Büchse auf das Kappenteil übertragen werden, unmittelbar auf das Zapfenteil derart zu übertragen, daß die Schraubeneinrichtung nicht Biegebelastungen ausgesetzt ist.

Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, in welchen:

Fig. 1: eine schematische Draufsicht ist,

welche einen kleinen Teil einer Aufhängungsanordnurig .zeigt, die die erfindungsgemäße Zapfenanordnung verwendet ,

Fig. 2: die Ansicht eines Schnitts ist, der

längs Linie 2-2 in Fig. 3 vorgenommen wurde und

Fig. 3: eine Endansicht der in Fig. 2 dargestellten Anordnung ist.

Wie vorher vermerkt, findet die vorliegende Erfindung ihre Verwendung in verschiedenartigen Formen von Aufhängungsanordnungen, wobei diese Anordnungen die Verwendung von Schubstangen oder ähnlichen Gliedern mit sich bringen, um eine Verbindung zwischen dem Fahrzeugrahmen und einem

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relativ hierzu beweglichen Teil der Aufhängung zu liefern.

Fig. 1 zeigt einen kleinen Teil einer Aufhängungsanordnung, welche eine Zapfenanordnung gemäß der Erfindung umschließt,und umfaßt eine längliche Stange 10, die an ihrem Ende ein vergrößertes Auge oder Gelenk 12 in Form eines kurzen, quer zur Stange verlaufenden Zylinders aufweist, sowie eine zusammen- und auseinanderlaufende Bohrung aufweist, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, welche an einem Ende der Stange 1:O angegossen ist, wobei ein derartiges Gelenk gewöhnlicherweise keine spanende Bearbeitung erfordert. In diese Bohrung ist eine federnde Elastomerbüchse 14 eingesetzt, die bevorzugt aus Gummi gebildet ist und eine Außenform aufweist, welche mit jener der Querbohrung übereinstimmt. Die innere Oberfläche der Büchse 14 ist durch die verbesserte Zapfenanordnung festgelegt, welche allgemein durch das Bezugszeichen 16 bezeichnet ist.

Es. wird nun auf Fig. 2 Bezug genommen; gemäß der Darstellung umfaßt die Zapfenanordnung grundsätzlich einen rohrförmigen Zapfen 18, eine rohrförmige Kappe 20 und eine axial angeordnete Schraube 22, welche die beiden Teile zusammenhält.

Es ist ersichtlich, daß der Zapfen 18 ein hohles, rohrförmiges Teil ist, welches einen schwach nach außen geschwungenen Sockel bzw. eine Grundfläche 23 aufweist, welche, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, durch eine Schweißstelle an einem Fahrgestellteil 26'angebracht sein kann. Ein hohler, rohrförmiger Vorsprung 24 erstreckt sich vom Sockel 23 nach außen, wobei der Vorsprung 24 einen kreisförmigen Querschnitt aufweist.

Der Vorsprung 24 umfaßt ein äußeres Ende, welches eine erste Ringfläche 26 festlegt, welche axial vom Vorsprung

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nach außen gewandt ist und senkrecht zur Symmetrieachse-28 der Anordnung steht. Die Kappe 20 ist ebenfalls mit einer zweiten Ringfläche 30 versehen, welche im-.allgemeinen den selben Durchmesser wie die erste Ringfläche 26 des Zapfens aufweist und zum Eingriff mit dieser angeordnet ist.

Eine Scheibe 32 ist durch eine Ring-Schweißnaht 34 am Innenende der Kappe befestigt, wobei eine derartige Scheibe 32 nach außen vom Ende der Kappe aus vorspringt und eine kegelstumpf artige, ringförmige Außenfläche 36 aufweist, welche derart angeordnet ist, daß sie in das Außenende des Vorsprungs 24 eintritt, um hierbei Zapfen und Kappe genau aufeinander auszurichten und zum Zusammenhalten ihrer zugeordneten Ringflächen 26 und 30 in gegenseitiger, koaxialer Zuordnung beizutragen.

Die Wand des Zapfens 18 ist gemäß der Darstellung dicker als die Wand der Kappe, und zwar in erster Linie zum Zwecke der Festigkeit, aber auch deshalb, um einen ringförmigen Absatz 37 vorzusehen, welcher zur Zusammenwirku-g mit der Scheibe 32 im Zusammenhang mit den Zentrierungsfunktionen, die oben erwähnt sind, dient. Allerdings können durch Vornahme geringfügiger Änderungen am Aufbau die Dicke der Kappe und des Zapfens gleich ausgebildet sein.

Die Scheibe 32 weist eine mittige öffnung 40 auf, durch welche die Schraube 22 hindurchläuft. Die Mutter 42 an der Schraube liegt gegen die Scheibe 32 derart an, daß die letztgenannte die Schraubenkräfte letztlich auf den Zapfen 18 überträgt. Die Axiallage der Schraube 32 bezüglich der Kappe 20 ist bevorzugt derart gewählt, daß die Schraubenkräfte auf den Zapfen lediglich über die einander berührenden Ringflächen 26, 30 übertragen werden. Die Ringflächen 26, 30 sind ebenfalls leicht derart geneigt, daß sie eine flache, kegelstumpfförmige Ringform aufweisen, wobei die Oberflächen aufeinander zu derart geneigt sind, daß die Berührung zwischen

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ihnen längs einer kreisförmigen Berührungslinie 44 stattfindet, welche den größtmöglichen, gemeinsamen Durchmesser der beiden Ringflächen aufweist. Der Durchmesser der Berührungsfläche ist durch die mit Pfeil versehene Linie D in Fig. 2 gegeben. Diese einzige Berührungslinie mit großem Durchmesser räumt tatsächlich jede Möglichkeit für die Kappe 20 aus, bezüglich dem Zapfen 18 unter dem Einfluß von seitlichen Kräften, die an der Kappe angreifen, zu wackeln.

Es wird noch weiter Bezi^g auf Fig. 2 genommen; sowohl der Zapfen 18 als auch die Kappe 20 sind mit jeweiligen Außenflächen 46 und 48 versehen, welche zur Aöhse 28 koaxial verlaufen. Von Zapfen und Kappe 18 und 20 umfaßt jedes jeweils einen Ringflansch 50 und 52, der sich von ihren zugeordneten Außenflächen 46 und 48 nach außen erstreckt, zu diesen koaxial ist und derart angeordnet ist, daß bei der Verwendung der Zapfenanordnung, wobei die Teile 18 und 20 aneinander durch die Schraube 22 befestigt sind, die Außenflächen 46, 48 und die Ringflansche 50, 52 mit der Bohrung bzw. den Enden der Gummibüchse 14 in Eingriff treten, die innerhalb des Gelenks gehalten ist. Es sollte auch darauf hingewiesen werden, daß der oben genannte Ringflansch 50 dazu dient, den oben vermerkten, nach außen geschwungenen Sockelabschnitt 23 zu bilden, der mit dem Rahmenteil 26 verschweißt ist, obwohl darauf hingewiesen wird, daß auch ein getrennter Sockelabschnitt vorgesehen sein könnte.

Als weiteres Mtirkmal sind die Außenflächen 46 und 48, die vom Zapfen und Kappe 18 und 20 gebildet sind, nach innen verjüngt, (d.h. sie haben allmählich abnehmende Durchmesser) , und zwar in Richtungen von ihren Ringflanschen aus nach innen, so daß, wenn die beiden Teile 18 und 20 zusammengebracht sind, wie während des Zusammenbaus, die Gummibüchse 14 radial zwischen den Außenflächen 46 und 48 sowie dem Gelenk 12 zusammengedrückt wird. Bei dem darge-

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stellten Ausführungsbeispiel sind die Außenflächen 46 und 48 von Zapfen und Kappe von im wesentlichen gleicher axialer Erstreckung.

Es wird auch darauf hingewiesen, daß, wenn sich die Schrauben 22 in der in Fig. 2 gezeigten Lage befindet, die Mutter 42 wie auch die Gewindegänge der Schraube tief innerhalb der Ausnehmung 56 angeordnet sind, welche von der rohrförmigen Kappe gebildet ist, so daß Mutter und Gewindegänge der Schraube vor Beschädigung geschützt sind, während es gleichzeitig ermöglicht wird, daß die Schrau-

« be kurzgehalten wird.

Die oben beschriebene Anordnung ist sehr einfach anzubringen. Zuerst wird der Zapfen 18 rund um den Umfang des Sockels 23 (wie er durch den Flansch 50 gebildet ist) festgeschweißt, wobei eine geeignete Öffnung 60 im Rahmenteil 26 vorgesehen wird, durch welche die Schraube 22 hindurchgesteckt werden kann. Das Gelenk 12 mit einer Büchse 14 hierin wird dann am Vorsprung 24 des Zapfens angeordnet, wie dies in Fig. 2 gezeigt ist, und die Kappe 20 wird dann an Ort und Stelle gebracht, wie dies ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist. Die Mutter wird dann an der Schraube 22 aufgesetzt und festgezogen, bis die komplementären Ringflächen 26, 30 fest längs der Berührungslinie 44 zusammengezogen sind. Obwohl sowohl Zapfen als auch Kappe sich in geprägtem Zustand befinden, so daß die oben genannten Ringflächen 26, 30 nicht genau während der gesamten Berührungslinie 44 zusammengelangen, hat sich nichts destoweniger herausgestellt, daß sie hinlänglich gut zusammenpassen, damit die beiden Teile in zuverlässiger Ausrichtung zueinander gehalten werden.

Die Gummibüchse 14 ist derart dimensioniert, daß, wenn sie vom Gelenk 12 gehalten wird und axial nicht zusammengedrückt ist, sie mühelos auf den Zapfenvorsprung 24 auf-

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gleiten kann und die Kappe mühelos in sie eingeführt wird. Wenn allerdings Zapfen und Kappe mittels der Schraubeneinrichtung 22 zusammengezogen werden,dann wird die Büchse 14 sowohl axial als auch radial bis zu einem derartigen Maß zusammengedrückt, daß die Büchse normalerweise nicht bezüglich dieser Flächen gleitet, jedoch hinlänglich verformbar ist, um die normalen Bewegungen in der Aufhängung ohne Gleiten zu gestatten. Allerdings werden außergewöhnlich große Bewegungen es dem Gummi gestatten, durchzurutschen, bis er eine Neutrallage erreicht.

Um die Büchsen in einer Schubstange auszuwechseln, ist alles, was erforderlich ist, das Entfernen der Mutter von der Schraube 22, woraufhin Stange und Kappe 56 entfernt und das Gelenk im Auswechsel mit einer neuen Büchse versehen wird. Die Gummibüchse weist üblicherweise eine hinlängliche Federwirkung auf, daß die Zapfenanordnung am einen Ende völlig festgezogen werden kann, während es für das andere Ende der Schubstange noch verbleibt, auf seinen Zapfen unter Nutzung der Federwirkung aufgebracht zu werden. Bevorzugt werden allerdings die Enden der Schubstange auf die jeweiligen Zapfen aufgesetzt, bevor irgendein Festspannen vorgenommen wird.

Das oben beschrieben Ausführungsbeispiel besitzt eine wesentliche Anzahl von Vorzügen. Metall-Prägeteile oder geschleuderte Metallteile können verwendet werden, und das Erfordernis zum spanenden Bearbeiten oder Nachbearbeiten der Teile ist aufgehoben, wodurch wesentlich die hierbei anfallenden Herstellungskosten verringert werden.

Sowohl Zapfen als auch Kappe sind hohl, wodurch Materialkosten und Gewicht gespart werden, während für hinlängliche Festigkeit gesorgt ist. Die verhältnismäßig großzügigen Außenabmessungen verringern den Druck auf die Gummibüchsen auf ein Mindestmaß.

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Der Zapfenvorsprung beträgt nur etwa die Hälfte der Länge der fertigen Anordnung. Nach Entfernen der Kappe muß die Schubstange oder der Lenker lediglich um die halbe Büchsenlänge bewegt zu werden, um es zu ermöglichen, daß er sich vom Zapfen löst. Dies sorgt für einfachen Zusammenbau oder Ausbau insbesondere dann, wenn man mit verhältnismäßig kurzen Schubstangen arbeitet. Die Verjüngung am. Zapfenvorsprung unterstützt auch den Ausbau.

Die verjüngten Außenflächen am Zapfen und Kappe mit Ergänzung der Innenflächen der Büchse führen zum radialen Zusammendrücken und Vorspannen der Büchse auf der Anordnung.

Dank der ringförmigen Berührungsflächen ist die Verbindungsschraube lediglich Zugbelastungen ausgesetzt. Die Berührungslinie mit großem Durchmesser ermöglicht es, daß alle Biegemomente von Kappe und Zapfen aufgenommen werden. Deshalb können viel kleinere Schraubendurchmesser verwendet werden, was somit zu geringerem Gewicht und weniger Kosten führt. Die Schraube kann üblicherweise einem gewöhnlichen, handelsüblich verfügbaren Angebot angehören, und braucht keine spezielle Konstruktion aufzuweisen, wie dies oft in Fällen erforderlich ist, in welchen die Schraube wesentlichen Biegeoder Scherbelastungen ausgesetzt ist.

Die Abmessungen und Toleranzen von Zapfen, Kappe und Gummibüchsen steuern das Maß der Druck-Vorspannung an der Gummibüchse. Der menschliche Faktor ist ausgeschaltet, und dementsprechend kann die Büchse nicht zu fest angezogen oder zerquetscht werden.

Die Anordnung ist verhältnismäßig kompakt. Es liegt kein Erfordernis für eine Befestigungseinrichtung, d.h. eine Mutter, vor, die sich über das Ende der Zapfenverbindung hinaus

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erstreckt, und die Schrauben-Gewindegänge sowie die Mutter sind voll geschützt. Dies ist besonders im Fall einer schweren Ausführungsform wesentlich. Ein anderes Merkmal liegt darin, daß die Ausbildung unterschiedliche: Materialien für die unterschiedlichen Teile ermöglicht.

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Leerseite

Claims

P A Ί ENTAN vV Ä l_T E

REPRESENTATIVES F3EFORH THE EUROPEAN PATENT Of KICE

A. GRUNECKER H. KINKELDEY

OH ICXi

W. STOCKMAIR K. SCHUMANN

OR ft£R NAT OPL PMYS

P. H. JAKOB

Ol PL-INQ

G. BEZOLD

OK RERN

8 MÜNCHEN

MAXIMIUANSTRASSe

CHALMERS, WALLACE GORDON .

2 Gloucester Street, Suite 214 Toronto, Ontario, Canada

ZAPFEHANORDMJIiG ZUR ANBRINGUNG EINES GELENKS

PATENTANSPRÜCHE

2o. Oktober 1980 P 15 424-dg

· j Zapfenanordnung zur Anbringung eines Gelenks eines -^ Fahrzeugteils an einem relativ hierzu beweglichen

Teil des Fahrzeugs mittels einer Büchse, welche eine Bohrung und Enden aufweist, die in dem Gelenk gehalten sind, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

- ein Zapfen (18) mit einem Sockel (23), der zur
starren Befestigung am Fahrzeugteil (26") eingerichtet ist, und einem rohrförmigen Vorsprung (24), der sich vom Sockel aus erstreckt und ein Außenende aufweist, das eine erste Ringfläche (26) bildet, welche vom Vorsprung aus nach außen weist,

- eine rohrförmige Kappe (20), die an ihrem inneren Ende eine zweite Ringfläche (30) aufweist, welche mit der ersten Ringfläche des Vorsprungs in Eingriff bringbar ist,

- eine Zentrier- und Ausrichteinrichtung (32), wel-

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TELEFON (OBO) 22 2B 6'J

Telex O5-a9ami

TELEGRAMME MONAPAT

ehe am Innenende der Kappe angeordnet ist, um die Ausrichtung der ersten und zweiten Ringfläche sowie das Fluchten von Zapfen und Kappe längs einer gemeinsamen Achse sicherzustellen, eine Schraubeneinrichtung (22), welche innerhalb des Zapfens und der hierzu ausgerichteten Kappe aufnehmbar ist, um Zapfen und Kappe aneinander zu befestigen, wobei die erste und zweite Ringfläche miteinander in Eingriff gelangen,

- die Zentrier- und Ausrichteinrichtung ist zur Aufnahme der Schraubenkräfte und zu deren übertragung auf das Kappenteil eingerichtet, und

- die erste und die hiermit in Berührung stehende zweite Ringfläche übertragende Schraubenkräfte und alle Biegemomente, welche von der Büchse (14) auf die Kappe aufgebracht wird, unmittelbar derart auf den Zapfen, daß die Schraubeneinrichtung nicht Biegekräften ausgesetzt ist.
2. Zapfenanordnung zur Anbringung eines Gelenkes eines Fahrzeugsteils an einem relativ hierzu beweglichen Teil des Fahrzeugs mittels einer Büchse, welche eine Bohrung sowie Enden aufweist, und innerhalb des Gelenks gehalten ist, gekennzeichnet durch die folgenden Merkmale:

ein Zapfen (18) mit einem Sockel (23), der zur starren Befestigung am Fahrzeugteil (26') angeordnet ist, sowie einem rohrförmigen Vorsprung (24), der sich vom Sockel aus erstreckt und ein Außenende aufweist, welches eine erste Ringfläche (26) bildet, die vom Vorsprung aus nach außen weist, eine rohrförmige Kappe (20), die an ihrem inneren Ende eine zweite Ringfläche (30) in Eingriff mit der ersten Ringfläche des VorSprungs aufweist,

- eine Zentrier- und Ausrichteinrichtung (32), die

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am Innenemde der Kappe angeordnet ist, um die Ausrichtung der ersten und zweiten Ringfläche sowie das Fluchten von Zapfen und Kappe längs einer gemeinsamen Achse sicherzustellen, eine Schraubeneinrichtung (22) , welche sich innerhalb des Zapfens und der hierauf ausgerichteten Kappe erstreckt und Zapfen und Kappe mitsammen aneinander befestigt, wobei die erste und zweite Ringfläche stramm miteinander in Eingriff stehen, - die Zentrier- und Ausrichteinrichtung nimmt die Schraubenkräfte auf und überträgt sie auf das Kappenteil und

die erste und die hiermit in Berührung stehende zweite Rangfläche übertragen die Schraubenkräfte und alle Biegemomente, welche durch die Büshe (14) auf die Kappe aufgebracht werden, unmittelbar auf den Zapfenteil, so daß die Schraubeneinrichtung nicht Biegekräften ausgesetzt ist.
3. Zapfenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Zentrier- und Ausrichteinrichtung eine Scheibe

(32) umfaßt, welche am inneren Ende der rohrförmigen Kappe (20) befestigt ist, von dem inneren Ende nach außen weist und eine mittige öffnung (40) zur Aufnahme der Schraubeneinrichtung (22) aufweist.
4. Zapfenanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Scheibe (32) eine kegelstumpfförmige, äußere Ringfläche (36) aufweist, welche in das Außenende des rohrförmigen Zapfens (18) eindringt, um die Ausrichtung und Zentrierung zu bewirken.
5. Zapfenanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Axiallage der Scheibe (32) derart ist, daß die Schraubenkräfte von der Kappe (20) auf den Zapfen (18)

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lediglich über die miteinander in Berührung stehenden Ringflächen (26, 30) übertragen werden.
6. Zapfenanordnung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die erste und zweite Ringfläche (26, 30) derart angeordnet sind, daß die Berührung zwischen ihnen längs einer Berührungslinie (44) stattfindet, welche den größtmöglichen, den beiden Ringflächen gemeinsamen Durchmesser aufweist, um hierbei die Möglichkeit zu verringern, daß die Kappe (20) unter dem Einfluß von Querkräften bezüglich dem Zapfen (18) wackelt.
7. Zapfenanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß von Vorsprung (24) und Kappe (20) mindestens ein Teil eine Außenfläche (46, 48) umfaßt, welche, zu den beiden Ringflächen (26, 30) koaxial ist, wobei sowohl Zapfen als auch Kappe einen Ringflansch (50, 52) aufweisen, der sich nach außen von der Außenoberfläche und koaxial zu dieser erstreckt, sowie derart angeordnet ist, daß bei der Verwendung der Zapfenanordnung (16) , wenn der Zapfen und die Kappe mittels der Schraubeneinrichtung (22) aneinander befestigt sind, die Außenoberfläche und die Ringflansche mit der Bohrung bzw. den Eriden der Büchse (14) in Eingriff treten, welche innerhalb des Gelenks (12) gehalten ist, um eine Positionierungseinrichtung für die Büchse-zu bilden.
8. Zapfenanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn sowohl Vorsprung (24) als auch Kappe (20) die Außenoberfläche (46, 48) umfassen, diese Außenoberflächen, die vom Zapfen und der Kappe gebildet sind, nach innen in Richtungen von ihren Ringflanschen (50, 52) her verjüngt ausgebildet sind, so daß, wenn sie zusammengebracht sind, wie z.B. während ihres Zusammenbaus,die Gummibüchse (14) zwischen den Außenoberflächen und dem Gelenk (12) zusammengedrückt wird.

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9. Zapfenanordnung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Außenoberflächen (46, 48) des Vorsprungs (24) und der Kappe (20) im wesentlichen gleiche axiale Abmessungen aufweisen.
10. Zapfenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,daß Zapfen (18) und Kappe (20) Metallprägeteile oder geschleuderte Metallteile sind.
11. Zapfenanordnung nach Anspruch 7, 8 oder 9 dadurch gekennzeichnet, daß der Ringflansch (50) des»Zapfenteils (18) auch zur Bildung der Sockels (23) dient, der zur Befestigung am Fahrzeugteil (26') angeordnet ist.

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