DE3205716C2 - Elastisch nachgiebiges Schwenklager zur gegenseitigen schwenkbaren Verbindung eines tragenden und eines schwenkbaren Teiles eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines Radträgers mit einem Radführungsglied - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft eine elastisch nachgiebige Schwenklagerung zur gegenseitigen schwenkbaren Verbindung von Teilen eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines Radträgers mit einem Radführungsglied. Sie besitzt einen am einen Teil gehaltenen und sich von diesem frei wegerstreckenden zylindrischen Schraubenbolzen, der einen in radialer Richtung z.B. stoßabsorbierenden und den anderen Teil aufnehmenden Lagerkörper trägt. Dieser ist mit einer zylindrischen Bohrung einer Innenhülse auf eine über ihre gesamte Länge geschlitzte, radial vorgespannte und auf dem Schraubenbolzen mit geringem radialen Spiel angeordnete Stahlhülse aufgebracht, die in eine den Schraubenbolzen aufnehmende zylindrische Bohrung des diesen tragenden Teils hineinragt. In verspanntem Zustand des Schraubenbolzens liegt die Innenhülse des Lagerkörpers mit ihrer einen Stirnfläche reibschlüssig an einer Anlagefläche des den Schraubenbolzen haltenden Teils an. Die Stahlhülse vermindert auftretende Kräfte an den einzelnen Bauteilen, indem sie sowohl Querkräfte als auch Biegemomente anteilig aufnimmt.

Description

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ner Vernichtung von Stoßenergie und damit zu einem Der Gummikörper könnte auf die Innenhülse 22 auch

Dämpfeffekt, durch den Schwingungsenergie in Wärme lose aufgebracht und diese mit Spannmitteln versehen

umgewandelt und dadurch Schwingungen zum Abklin- sein, um den Gummikörper zum gegenseitigen elasti-

gen gebracht werden, was zur Verbesserung des Fahr- sehen Verbinden des Radführungsgliedes 14 mit der In-

komforts von Kraftfahrzeugen und zu geringeren BeIa- 5 nenhülse 22 in radialer Richtung zwischen diesen Teiien

stung nachfolgender Bauteile beiträgt. zu verspannen. Ebenso könnte dieser mit entsprechen-

Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Kon- dem Übermaß zwischen Innenhülse und Außenhülse

struktion ergibt sich aus der radialen Nachgiebigkeit eingepreßt werden.

der vorgespannten Metallhülse, in dem sich die Metall- Die lnnenhülse.22 besitzt zwei planparallele Stirnflä-

hüise der Umfangsform der sich aufnehmenden Ausneh- io chen 28 und 30. Mit Hilfe des Schraubenbolzens 16, der

mungen anpaßt, und dadurch die Kräfte großflächiger eine zylindrische Sechskant-Schaftschraube bildet, ist

übertragen werden. Es treten dadurch an den einander der Lagerkörper 10 mit der Stirnfläche 28 seiner Innen-

benachbarten Kanten der Ausnehmungen keine so aus- hüise 22 an einer Anlagefläche 32 des Radträgers 18

geprägten Verformungen durch Flächenpressung auf reibungsschlüssig festgelegt. Hierzu ist der Radträger

als bei einer radial starren Hülse. I5 18 mit einer diesen im Bereich der Anlagefläche 32

Aufgrund der erfindungsgemäß zustandegebrachten durchdringenden zylindrischen Bohrung 34 ausgestat- Aufteilung und Übertragung von Querkräften und Bic- tet, durch welche der Schraubenschaft 16' mit seinem

gemomenten ergibt sich für die einzelnen Komponen- ein Außengewinde aufweisenden Schaftendstück hin-

ten der Schwenklagerung eine wesentliche Erhöhung durchgeführt ist.

der Zeit- bzw. Dauerfestigkeit. Es bietet sich somit die 20 Zwischen der Stirnfläche 30 der Lagerkörper-Innen-

Möglichkeit, diese Bauteile aus weniger hochfesten Ma- hülse 22 und dem Schraubenkopf 16" ist eine auf den

lerialien herzustellen. Schraubenschaft 16' aufgebrachte Zwischenscheibe 36

Ein weiterer wesentlicher Vorteil der Erfindung be- angeordnet

steht schließlich darin, daß durch sie eine Sicherung des Zum Verspannen des Lagerkörpers 10 am Radträger

Schraubenbolzens gegen selbsttätiges Losdrehen, bzw. 25 18 dient eine auf das aus dem Radträger 18 herausra-

die Erhaltung der Schraubenbolzenvorspannung erzielt gende Schaftendstück aufgeschraubte Gewindemutter

wird. 38, die sich an einer am Radträger anliegenden Zwi-

Dies wird erreicht durch weitgehenste Veränderung schenscheibe 40 abstützt

von Relativbewegungen zwischen Schraubenkopf und Wie aus der Zeichnung zu ersehen ist, sind die Innen-

Innenhülse bzw. Schraubenmutter und dem den Schrau- 30 durchmesser der zylindrischen Bohrungen 20, 34 von

benbolzen haltenden Teil. Innenhülse 22 und Radträger 18 größer als der Außen-

Die Metallhülse begrenzt dabei den Verformungsweg durchmesser des zylindrischen Schraubenschaftes 16'.

durch anteilige Aufnahme des Biegemoments bzw. der Es ist dadurch möglich, zwischen der. Innenhülse 22 des

Querkraft an der Anlagefläche der Innenhülse, bei- Lagerkörpers 10 bzw. dem Innenumfang der zylindri-

spielsweise an einem Radträger, sofern einmal der Reib- 35 sehen Bohrung 34 des Radträgers 18 und dem Schrau-

schluß überschritten werden sollte. benschaft 16' des Schraubenbolzens 16 ein zylindrisches

Durch die entlastende Wirkung der Metallhülse kann Zwischenglied in Form einer auf den Schraubenschaft

der Schraubenbolzen im Durchmesser entsprechend 16' aufgesteckten üblichen zylindrischen Spannhülse 42

klein gehalten werden (kleines Trägheitsmoment), das derart vorzusehen, daß sie in den zylindrischen Bohrun-

heißt, der Schraubenbolzen ist in der Lage, auftretende 40 gen 20, 34 mit radialer Vorspannung und in dieser der

Verformungen mitzumachen, wobei die Haftreibung Schraubenschaft 16' mit geringem radialen Spiel gehal-

bestehen bleibt, weil der Schraubenkopf bzw. die ten i^t. Zu diesem Zweck ist die Stahlhülse durch eine

Schraubenmutter stets an den Verbindungsteilen anlic- entsprechend dimensionierte, über ihre gesamte Länge

gen. einen Schlitz 44 aufweisende übliche Spannhülse gebil-

AIs Metallhülse eignet sich gemäß Anspruch 2 beson- 45 det, die sich durch die gesamte Innenhülse 22 hindurch-

ders vorteilhaft eine übliche Spannhülse. und in die Bohrung 34 des Radträgers 18 hinainer-

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines in der streckt, und dabei im Abstand von der Zwischenscheibe Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbei- 40 in der Bohrung 34 endet. Die geschlitzte Spannhülse Spieles näher erläutert. 42 besitzt in nicht eingebautem Zustand einen größeren

Bei der in der Zeichnung als Ausführungsbeispiel der 50 Außendurchmesser als die Bohrungen 20,34, so daß sie Erfindung dargestellter! elastisch nachgiebigen in der Innenhülse 22 des Lagerkörpers 10 und im Rad-Schwenklagerung handelt es sich beispielsweise um eine träger 18 mit Preßsitz gehalten ist. In verspanntem Zusolche zur schwenkbaren Verbindung eines Radfüh- stand des Schraubenbolzens erfolgt die Übertragung rungsgliedes mit einem Radträger. von a<n Radführungsglied wirksam werdenden Quer-

Bei der im Längsschnitt dargestellten Schwenklage- 55 kräften auf den Radträger durch Reibschluß zwischen

rung bezeichnet 10 als Ganzes einen Lagerkörper der- den Flächen 28,32 {!",Γ Lagerkörper-Innenhßlse 22 und

selben, der in einer zylindrischen Ausnehmung 12 des des Radträgers 18. Dabei ist die Spannhülse 42, auf-

mit 14 bezeichneten Radführungsgliedes mit Preßsitz grund ihrer Elastizität, in der Lage, Querkräfte teilweise

angeordnet ist mit aufzunehmen, so daß beispielsweise bei kräftigen

Der Lagerkörper 10 ist mit Hilfe eines Schraubenbol- 60 harten Stößen der deibschluß entsprechend lange be-

zens 16 seitlich an einem Radträger 18 festgelegt. stehen bleibt. Ebenso werden durch die Spannhülse

Der Lagerkörper 10 besitzt eine in Achsrichtung von wirksam werdende Biegemomente anteilig aufgenom-

eincr zylindrischen Bohrung 20 durchdrungene Innen- men, so daß der Schraubenbolzen mit einem entspre-

hülse 22, auf deren Außenumfang ein Gummikörper 24 chend kleineren Biegemoment belastet wird. Die Ver-

aufvulkanisiert ist. Auf den Außenumfang dieses Gum- 65 ringerung des Biegemoments am Schraubenbolzen be-

vnikörpers ist eine zvr Innenhülse koaxiale Außenhülse wirkt, daß die dabei entsiehenden Längskräfte im

26 aufvulkanisiert, die mit Preßsitz in der Ausnehmung Schraubenbolzen entsprechend reduziert und dadurch

12 des Radführungsgliede-i 14 gehalten ist. die durch seine Vorspannung erzeugte Anpreßkraft le-

diglich in verhältnismäßig geringem Maße beeinträchtigt wird.

Bei der Aufnahme von Biegemomenten vollziehen
sich zwischen dem Radträger, der Spannhülse und der
Lagerkörper-Innenhülse Reibung erzeugende Relativ- 5 bewegungen, wodurch Stoßenergie vernichtet und ein
Dämpfeffekt erzielt wird.

Die Anordnung der längsgeschlitzten Spannhülse 42 schafft überdies einen problemlosen Korrosionsschutz für den Schraubenschaft 16' des Schraubenbolzens 16 :o und erlaubt gröbere Toleranzen bei der Herstellung der Bohrungen 20,34. Anstelle einer aus Stahl bestehenden Spannhülse könnte diese auch aus anderem Metall, insbesondere Aluminium, bestehen. Der Lagerkörper könnte radial auch starr ausgelegt sein und beispiclswci- is se ein Kugelgelenk bilden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

20

JO

40

45

Claims (2)

1 2 dem Umfang der Innenhülsenbohrung vollzieht Patentansprüche: Bei Wechselkräften wird die Querkraft weiterhin durch Reibschluß übertragen.

1. Elastisch nachgiebiges Schwenklager zur ge- Die Querschnitte von Schraubenbolzen und Innengenseitigen schwenkbaren Verbindung eines tragen- 5 hülse sind dabei entsprechend groß zu dimensionieren, den und eines schwenkbaren Teiles eines Kraftfahr- damit die auftretenden Spannungen nicht zu Oberbeanzeuges, beispielsweise eines Radträgers mit einem spruchungen führen können. Aus großen Querschnitten Radführungsglied, mit einem mit seinem einen resultieren aber große Trägheitsmomente und entspre-Schaftende eine zylindrische Ausnehmung des tra- chend kleine Verformungen.

gerrden Teiles durchdringenden, sich von diesem frei io Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, wegerstreckenden und in diesem durch axiales Ver- ein Schwenklager gemäß dem Oberbegriff von Anspannen gehaltenen Schraubenbolzen und mit ei- sprach 1 anzugeben, dessen Aufbau, zum Zwecke einer nem mit einer starren Innenhülse auf dem freiste- elastischen Aufnahme von Stoßen und somit eines wirkhenden Teil des Schraubenbolzens angeordneten, samen Abbaues von Stoßenergie, unabhängig von im den schwenkbaren Teil aufnehmenden Lagerkörper, is Lager an sich schon vorhandenen Elastizitäten, einen wobei die Innenhülse von einem Gummikörper um- größeren Verformungsweg ermöglicht, um in solchen geben ist und in verspanntem Zustand des Schrau- Schwenklagern zur Erhöhung der Dauerfestigkeit sobenbolzens zwischen dem tragenden Teil und dem wie besonders des Fahrkomforts belastungsbedingte Kopf bzw. der Gewindemutter des Schraubenbol- Spannungen erheblich herabzusetzen,
zensarri Ende seines freistehenden Teils eingespannt 20 Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die ist und dahe mit ihren Stirnflächen unter Druck kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst
reibschlüssig an entsprechenden Gegenfiächen an- Beim erfindungsgemäßen Schwenkiager bildet die liegt, dadurch gekennzeichnet, daß in be- mit ihrem einen Endstück in den tragenden Teil eingreikannter Weise zwischen der Innenhülse (22) des fende Metallhülse ein zwischen Innenhülse und Schrau-Lagerkörpers (10) und dem Schraubenbolzen (16) 25 benbolzen zwischengeschaltetes federndes Zwischeneine Metallhülse (42) angeordnet ist, die über ihre glied, das, in Folge des zwischen ihm und dem Schrauganze Länge geschlitzt und mit radialer Vorspan- benbol/.en vorhandenen radialen Spiels, in der Lage ist nung sowohl in der Innenhülse (22) gehalten ist als ein Biegemoment anteilig aufzunehmen,
auch in die zylindrische Ausnehmung (34) des tra- Der Schraubenbolzen wird also erst dann auf Biegung genden Teils (Radträger 18) hineinragt und daß die 30 beansprucht, wenn der durch die Metallhülse erzeugte Metallhülse (42) mit radialem Spiel auf dem Schrau- Biegewiderstand überwunden ist. Bis zu diesem Zeitbenbolzen (It.) angeordnet ist punkt unterliegt der Schraubenbolzen ausschließlich

2. Schwenklagerung^ach As Spruch 1, dadurch ge- Zugspannungen.

kennzeichnet, daß die Metallhülse (42) durch eine Die anteilige Aufnahme von Biegemomenten durch

übliche Spannhülse gebildet ist 35 die Metallhülse erlaubt es darum auch, den Querschnitt

des Schraubenbolzens kleiner zu wählen, was diesem

größere Elastizität verleiht.

In jedem Falle bleibt dabei aber die Haftreibung zwischen den Stirnflächen der Innenhülse des Lagerkörpers

Die Erfindung betrifft ein elastisch nachgiebiges 40 und den an diesem anliegenden Gegvuflächen erhalten, Schwenklager zur gegenseitigen schwenkbaren Verbin- so daß durch die Innenhülse auch eine wirksame Aufdung eines tragenden und eines schwenkbaren Teiles nähme von Querkräften gewährleistet ist, die, sollte eineines Kraftfahrzeuges, beispielsweise eines Radträgers» mal der Reibschluß überwunden werden, aufgrund des mit einem Radführungsglied, mit den Merkmalen des radialen Abstandes zwischen Schraubenbolzen und Me-Oberbegriffs von Anspruch 1. 45 tallhülse auf diesen nicht sofort einwirken können.

Ein Schwenklager dieser Art ist bereits bekannt Die Metallhülse bietet des weiteren den Vorteil, daß

(Reimpell, Fahrwerktechnik I, Seite 398, Bild 3.9/2). Des- sie den Reibschluß zwischen Lagerkörper-Innenhülse

sen den Lagerkörper aufnehmende Innenhülse sitzt un- und Anlagefläche bei Auftreten heftiger und harter Slö-

mittelbar auf dem Schraubenbolzen und liegt mit ihrer ßc relativ lange auürecht erhält Dies beruht auf der

einen Stirnfläche reibungsschlüssig an einer Anlageflä- se anteiligen Aufnahme des Biegemomentes und der damit

ehe des den Schraubenbolzen tragenden Teils an. verbundenen Entlastung des Schraubenbolzens. Dabei

Sitzt hierbei der Schraubenbolzen exakt zentrisch in wird die durch die Biegung im Schraubenbolzen wirkder Innenhülse des Lagerkörpers sowie in der zylindri- sam werdende Längskraft und somit auch der Verlust an sehen Ausnehmung des ihn haltenden Radträgers mit Anpreßkraft für den Reibschluß entsprechend klein gegeringem radialem Spiel, so wird das Gesamtbiegemo- 55 halten.

ment einerseits zur Hälfte als Biegemoment über den Ein weiterer Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen,

Schraubenbolzen in das ihn haltende Teil eingeleitet; daß der durch die Metallhülse ermöglichte größere zu-

andererseits stützt sich das Biegemoment zur Hälfte als lässige Verformungsweg einen wirksamen Abbau von

Längskraft im Schraubenbolzen und an der Anlageflä- Stoßkräften bewirkt Für den Abbau von Stoßenergie

ehe des Radträgers ab. Eine Übertragung der Querkraft 60 steht somit beim erfindungsgemäßen Schwenklager, im

erfolgt dann durch Reibschluß. Vergleich zum bekannten Schweraklager, ein längerer

Liegt jedoch der Schraubenbolzen an der Mantelflä- Verformungsweg zur Verfügung. Die dabei cntstchcn-

che von Innenhülse und zylindrischer Ausnehmung an, den Relativbewegungen zwischen Metallhülsc, Lagcr-

unterliegt der Schraubenbolzen einer größeren Biege- körper-lnnenhülse und bzw. einem den Schraubcnbol-

beanspruchung, in dem sich die Krafteinleitung in den 65 /cn tragenden Radträger erzeugen Reibung an den Um-

Schraubenbolzen nicht mehr allein über die Stirnfläche fangswänden der die Metallhülse aufnehmenden Aus-

der Innenhülse sondern zum Teil auch über die Beruh- nchmung, weil die Metallhülsc mit radialer Vorspan-

rungsfläche zwischen dem Schraubenbolzenumfang und nung an den Umfangswänden anliegt. Dies führt zu ei-