DE3442518A1 - Elastisch nachgiebiges lenkergelenk, insbesondere fuer achslenker von nutzfahrzeugen - Google Patents

Description

Daimler-Benz Aktiengesellschaft 3442518

Stuttgart-Untertürkheim EPT ro/schu

- Ζ— 20. November 1984

Elastisch nachgiebiges Lenkergelenk, insbesondere für Achslenker von Nutzfahrzeugen

Die Erfindung betrifft ein elastisch nachgiebiges Lenkergelenk, insbesonder für Achslenker von Nutzfahrzeugen, mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1.

Mit derartigen Gelenken werden, was druckschriftlich allerdings nicht belegt werden kann, Längs- und Querlenker von Nutzfahrzeugen, vorwiegend die Achslenker von Omnibussen , angelenkt.

Die in die Lageröffnung des Gelenkkopfes eingesetzte, in der Regel durch zwei am Außenumfang sich dem Lagerinnern zu

konisch verjüngende Buchsenteilstücke aus Gummi gebildete Buchse ist auf einen Lagerkörper in Form eines kreiszylindrischen Schwenkzapfens des Lagerbockes aufzuschieben, der winkelförmig gestaltet ist.
30

Mit dem einen Winkelschenkel ist der Lagerbock an einem Achskörper oder am Fahrzeugunterbau mittels Paßbolzen fixierbar und mit mehreren Spannschrauben und Muttern befestigbar, während sich von dessen anderem Winkelschenkel fliegend der Schwenkzapfen wegerstreckt, welcher sich in seitlichem Abstand des rahmen- oder achsseitig befestigbaren Winkelschenkels befindet.

/6

' - fr- " Daim 15 627/4

Die Gummibuchse ist mit einer am freien Ende des Schwenkzapfens mittels mehreren Spannschrauben befestigbaren Spannplatte vorspannbar, inder¹. durch die letztere auf die Buchse in axialer Richtung eine Druckkraft ausgeübt wird.

Dieses bekannte Lenkergelenkt bietet den Vorteil einer Einstellbarkeit des Gelenkkopfes relativ zum Schwenkzapfen in jede gewünschte Gebrauchsstellung des Lenkers, wozu lediglich die Verspannung der Spannplatte am Schwenkzapfen zu lösen ist. Des weiteren ist es reparaturfreundlich, indem zum Auswechseln einer schadhaft gewordenen Buchse lediglich die Spannplatte vom Schwenkzapfen abzunehmen und danach der Gelenkkopf vom Schwenkzapfen abzuziehen ist.

Als nachteilig ist zu bewerten, daß zur Übertragung der durch die Lenkerstrebe in den Gelenkkopf und damit auch in den Schwenkzapfen eingeleiteten Kräfte eine verhältnismäßig schwere und entsprechend teure Ausführung des Lagerbockes erforderlich ist. Dessen achsseitige Anordnung führt deshalb zu einer entsprechenden Erhöhung der ungefederten Massen, während sich bei einer unterbauseitigen Anordnung die Notwendigkeit erhöhter Aufwendungen zur Erzielung der notwendigen Steifigkeiten ergibt.

Schließlich sind aufgrund der Vielzahl der zur Montage von Lagerbock und Spannplatte anzubringenden Schrauben lange Montage zeiten in Kauf zu nehmen.

Diese Nachteile vermeidet ein weiteres bekanntes Lenkergelenk. Bei diesem ist der Lagerkörper in Art eines Kugelkopfes ausgebildet, der in einem in den Gelenkkopf einvulkanisierten oder in diesen eingepreßten Gummikörper aufgenommen ist und der mit dem Lagerbock nicht fest verbunden sondern an diesen anschraubbar ist. Zu diesem Zweck

- JT- - Daim 15 627/4

Λ-

sind an den Stirnseiten des Lagerkörpers zueinander koaxiale Ansatzstücke angeformt, die quer zu ihrer Längsrichtung von einer Bohrung zum Einbringen einer Befestigungschraube durchsetzt sind.

Der Lagerbock seinerseits kann deshalb achs- oder unterbauseitig beispielsweise durch Anschweißen einfacher angebracht und im Hinblick auf die beidseitige Abstützung des Lagerkörpers an diesem auch leichter und entsprechend einfacher ausgebildet sein.

Zu seiner Unterbringung wird dementsprechend wenig Raum benötigt. Des weiteren gestaltet sich die Montage des Gelenkkopfes am Lagerbock einfach, in dem hierzu lediglich zwei Befestigungsschrauben benötigt werden.

Bei dieser Gelenkkonstruktion ist jedoch nachteilig, daß die Stellung des Lagerkörpers relativ zum Gelenkkopf für jede Einbaustellung des Lenkergelenkes der erforderlichen Erstreckungsrichtung des betreffenden Lenkers anzupaßen und zu fixieren ist.

Des weiteren ist der im Gelenkkopf untergebrachte Gummikörper nicht austauschbar, weshalb bei einer Beschädigung desselben der gesamte Lenker zu ersetzen und entsprechend hohe Reparatur· kosten zu veranschlagen sind.

Der Erfindung liegt deshalbe die Aufgabe zugrunde, ein Lenkergelenk mit den Merkmalen des Oberbegriffes von Anspruch 1 anzugeben, das die Vorteile der vorstehend err läuterten bekannten Gelenkkonstruktionen in sich vereinigt, deren Nachteile jedoch vermeidet.

/8

- ·θ~- Daim 15 627/4

Insbesondere soll die Montage des Gelenkkopfes auf dem Lagerkörper einfach und die Funktionsspannung der gummielastischen Buchse ' erreichbar sein, ohne daß hierzu am Lagerkörper Spannmittel an- bzw. abzuschrauben sind. Des weiteren soll die Buchse leicht austauschbar und dieEinstellung des Gelenkkopfes relativ zum Lagerkörper für jede gewünschte Einbaustellung des betreffenden Lenkers möglich sein.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruches 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand von Unteransprüchen.

Bei der erfindungsgemäßen Gelenkkonstruktion sind Lagerbock und Lagerachse durch voneinander getrennte und miteinander verschraubbare Teile gebildet, wobei die Lagerachse in am Lagerbock befestigtem Zustand mit ihren Endstücken beidseitig abgestütztist. Dies erlaubt eine vorteilhafte Gestaltung und verschraubungsfreie achs- oder unterbauseitige Anordnung des Lagerbockes. Zur Montage des Lenkergelenkes am Lagerbock werden lediglich noch zwei Spannschrauben benötigt, die einmal dazu dienen, die Endstücke der Lagerachse am Lagerbock festzulegen und zum anderen beim Anschrauben der Lagerachse am Lagerbock im Zusammenwirken mit den Spanngliedern auf die Spannplatten eine Kraft zur Erzeugung der erforderlichen Funktionsspannung der gummielastischen Buchse auszuüben.

Sind die Spannschrauben am Lagerbock noch nicht angezogen oder werden diese gelöst, wird damit zugleich die Kraft, mit der die Spannplatten an die Stirnenden der Buchse angepreßt werden, entsprechend vermindert oder ganz aufge-

- /" - Daim 15 627/4

««- 3U2518

hoben, so daß eine Lenkerein- bzw. nachstellung in eine gewünschte Gebrausstellung relativ zur Lagerachse möglich ist.

Bei aus den Endstücken der Lagerachse entnommenen Spannschrauben sind Spannglieder und Spannplatten von der Schwenkachse abnehmbar bzw. die Buchse oder die sie bildenden Buchsenteilstücke aus der Lageröffnung des Gelenkkopfes entnehmbar.

In der sich anschließenden Beschreibung eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispieles eines erfindungsgemäßen Lenkergelenkes und/oder in den Ansprüchen sind weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung erläutert. In der Zeichnung zeigen:

Figur 1 einen Längsschnitt des Lenkergelenkes, dessen

Lagerachse auf dem Lagerbock festgelegt ist,

Figur 2 eine Draufsicht dps Lenkergelenkes

Figur 3 einen Querschnitt einer Konstruktionsvariante

eines Lenkergelenkes.

In Figur 1 ist als ganzes mit 10 ein U-förmiger Lagerbock bezeichnet, dessen zur Lagerung eines Lenkers 12, beispielsweise eines Achslenkers eines Nutzfahrzeuges, dienender Lagerkörper eine zylindrische Lagerachse 14 bildet, die mit Achsendstücken 16 und 18 auf der ebenen Stirnfläche jeweils eines der U-Schenkel 20 und 22 des Lagerbockes 10 mittels Spannschrauben 24 und 26 abnehmbar befestigt ist.

28 bezeichnet einen auf der Lagerachse 14 gelagerten,

--■■■-- *θ - Daim 15 627/4

und von einer Lageröffnung 32 durchdrungenen Gelenkkopf, wobei in die letztere eine Buchse 36 eingesetzt ist, die

aus gummielastischem Material besteht und vorzugsweise durch zwei koaxial zueinander angeordnete Buchsenteilstücke 36' und 36'' gebildet ist, die eine zentrale zylindrische Ausnehmung 38 sowie eine sich ins Innere der Lageröffnung 32 konisch verjüngende Außenumfangsflache 40 aufweisen. Die Innenumfangsflache der Lageröffnung 32 ist zur Konizität der Buchsenteilstücke 36', 36'' komplementär ausgebildet, wobei die beiden inneren Stirnflächen der Buchsenteilstücke in der Längsmitte der Lageröffnung 32 aneinander anliegen.

Am äußeren Stirnende jedes Buchsenteilstückes ist ein Außenflansch 42 angeformt, der eine Stirnfläche 44 bzw. 46 des Gelenkkopfes 28 zumindest teilweise übergreift.

Die geteilte Ausbildung der Buchse 36 ermöglichst eine vorteilhafte Montage in der Lageröffnung 32. Zur Lagerung des Gelenkkopfes . 28 auf der zylindrischen Lagerachse 14 ist diese in die Buchse 36 einzuschieben, wobei ihre axiale Länge so bemessen ist, daß die Außenflansche 42 und 44 vorzugsweise über deren Stirnflächen 48 und 50 überstehen.

Die Lagerachsenendstücke 16 und 18 sind im Durchmesser kleiner ausgebildet und auf diese ist jeweils eine als Ringscheibe ausgebildete Spannplatte 52 bzw. 54 axial verschiebbar aufgebrachtere _mj.t ihrer einen Stirnfläche an jeweils einem der Außenflansche 42 bzw. 44 der Buchseteilstücke 36' und 36'' anliegen. Mit Hilfe dieser beiden Spannplatten sind die beiden Buchsenteilstücke 36' und 36'' vorspannbar, indem die Spannplatten um einen entsprechenden Betrag in axialer Richtung aufeinanderzu verlagert werden und dadurch auf die äußeren Stirnenden der Buchsenteilstücke

Daim 15 627/4

36' und 36'' eine entsprechende Vorspannkraft ausgeübt wird, die zwischen Gelenkkopf 28 und Lagerachse 14 eine Radialverspannung der Buchse 36 bewirkt. Beide Spannplatten 52 und 54 sind verdrehsicher auf den Lagerachsenendstücken 16 und 18 angeordnet, wozu letztere am Umfang mit einer oder mit zwei einander diametral gegenüberliegenden Abflachungen 55 ausgestattet sind und der dadurch gegebenen Umfangsform der Lagerachsenendstücke die Umfangsform der zentralen Spannplattenausnehmung 56 angepaßt ist.

Ebenso kann die Lagerachse 14 am Umfang, wie Figur 3 zeigt, eine oder zwei einander gegenüberliegende Abflachungen 58 und 60 aufweisen und/oder die Umfangsflache der Lageröffnung 32 kann mit sich in axialer Richtung erstreckenden Erhöhungen 62 und Vertiefungen 64 ausgestattet sein, wobei die Buchsenteilstücke am Innenumfang zu den Abflachungen 58, 60 komplementär zu gestalten sind. Eine solche Ausbildung der Lageröffnung 32 ermöglicht es, mit verhältnismäßig geringen, durch die Spannplatten 52 und 64 auf die Buchse 36 aufzubringenden Vorspannkräften auszukommen. Eine stabile Gestaltung der Umfangsflache der Lageröffnung eignet sich mit besonderem Vorteil für jede beliebige Ausbildung von Lenkergelenken.

Den Spannplatten 52 und 54 sind jeweils zwei Spannglieder 66 und 68 zugeordnet, die, an den Lagerachsenendstücken 16 und 18 einander gegenüberliegend, in jeweils einer durch eine Abflachung gebildeten Vertiefung 70 bzw. 72 eingelegt sind. Der Boden 74 dieser Vertiefungen liegt senkrecht zur Achse einer jedes Lagerachsenendstück 16 bzw. 18 quer durchdringenden Schraubenbohrung 76.

Die eine der beiden, die Vertiefung 70 und 72 in Achsrichtung der Lagerachse 14 begrenzenden Stirnflächen, nämlich die von der zugehörigen Spannplatte 52 bzw. 54 abgekehrte Stirnfläche bildet eine vorzugsiieise unter

Daim 15

45 Grad angeordnete Schrägfläche 78, die mit dem Boden 74 der Vertiefung einen stumpfen Winkel einschließt.

Die beiden Spannglieder 66 und 68 weisen eine dieser Schrägfläche 78 zugeordnete und an dieser anliegende schräge Gegenfläche 80 auf und sind von einem Langloch 82 durchdrungen, in welches die Schraubenbohrung 76 einmündet und das sich in Richtung Spannplatte 52 bzw. 54 erstreckt. Die Dicke der beiden Spannglieder 66 und 68 ist geringfügig größer als die_ Tiefe der beiden Vertiefungen 70 und 72.

In angeschraubtem Zustand der Lagerachse 14 am Lagerbock 10 liegt das gemäß Figur 1 untere Spannglied 68 auf der Stirnfläche des entsprechenden Lagerbockschenkels 20 bzw. 22 auf.

Die beiden Spannglieder 66 und 68 liegen mit der ihrer schrägen Gegenfläche 80 gegenüberliegenden Längskante 84 an der benachbarten Stirnfläche 86 der zugeordneten Spannplatte 52 bzw. 54 an. Hierzu sind die plattenartig ausgebildeten Spannglieder vorteilhaft trapezförmig ausgebildet, wobei sie sich mit ihrer längeren Längskante an der Spannplatte abstützen.

Zum Lagern des Gelenkkopfes 28 ist zunächst die Lagerachse 14 in die Buchse 36 einzuschieben. Danach sind die Spannplatten 52 und 54 auf die Lagerachsenendstücke 16 und 18 aufzustecken und an die ihnen zugekehrte Stirnfläche der Buchsenteilstücke 36' bzw. 36" anzulegen. In spannungsfreiem Zu-

Daim 15 627/4

stand der Buchsenteilstücke nehmen hierbei die beiden Spannplatten 52 und 54 die in Figur 1 strichpunktiert eingezeichnete Ausgangslage ein.. Nachdem anschließend in die Vertiefungen 70 und 72 beider Lagerachsenendstücke 16 und 18 die Spannglieder 66 und 68 eingelegt worden sind ,können die Spannschrauben 24 und 26 durch die Spannglieder und Lagerachsenendstücke hindurchgesteckt wer.den, wobei die Spannglieder, wie in Figur 1 strichpunktiert angedeutet ist, aus der ihnen zugeordneten Vertiefung ,aufgrund des gegenseitigen Abstandes der Spannplatten 52 und 54 ,noch herausragt. Danach sind die Spannschrauben in entsprechende Gewindebohrungen der Lagerbockschenkel 20, 22 einzuschrauben, wobei sich schließlich der Schraubenkopf 24' bzw. 26' der Spannschrauben an die Oberseite der an den Lagerachsenendstücken 16 und 18 oben liegenden Spannglieder 66 anliegen wird. Dies bewirkt bei weiterem Anziehen der Spannschrauben, daß die Spannglieder 66 und 68 in die Vertiefungen 70 und 72 hineingedrückt und zugleich unter der durch die miteinander zusammenwirkenden Schrägfläche 78 und schrägen Gegenfläche 80 bewirkten Keilwirkung in Richtung Spannplatte veschoben werden, wobei die ßuchsenteilstücke 36' und 36'* zugleich in dem für solche Lenkergelenke erforderlichen Umfange radial vorgespannt werden.

Damit wird sowohl die Befestigung der Lagerachse 14 am Lagerbock 10 als auch das Vorspannen der Buchsenteilstücke 36' und 36'' gleichzeitig mit Hilfe lediglich zweier Spannschrauben 24 und 26 erreicht.

In Abwandlung der beschriebenen Lagervorrichtung könnte je Laoerachsenendstuck 16 und 18 jeweils auch lediglich ein Spannglied je Spannplatte vorgesehen sein, wobei es gleichgültig ist, ob dieses vom Schraubenkopf beaufschlagt

- η - Palm 15 627/4

oder zwischen Lagerbock und Lagerzapfenendstück vorgesehen ist.

Eine weitere Konstruktionsvariante könnte auch darin bestehen, die die Axialverlagerung der Spannplatten bewirkende Schrägfläche unmittelbar an der äußeren Stirnfläche der Spannplatten 52 und 54 vorzusehen und an diese ein Spannglied anzulegen, das auf der Spannschraube lediglich axial verschiebbar angeordnet ist. Auch eine solche Konstruktion würde eine Doppelanordnung von Spanngliedern je Spannplatte erlauben.

Claims (5)

Daimler-Benz Aktiengesellschaft Daim 15 627/4 Stuttgart-Untertürkheim EPT ro/schu 20. November 198< Patentansprüche 10

1. Elastisch nachgiebiges Lenkergelenk, insbesondere für Achslenker von Nutzfahrzeugen, das einen von einer Lageröffnung durchsetzten Gelenkkopf und eine in die Lageröffnung einsetzbare Buchse aus gummielastischem Material in stoßabsorbierender Schichtstärke aufweist, die auf einen zylindrischen Lagerkörper eines Lagerbockes aufsteckbar ist und die mit ihren Stirnenden zwischen Widerlagern des Lagerbockes einspannbar ist, von denen das eine durch eine am Lagerkörper abnehmbar anbringbare Spannplatte gebildet ist, die mittels einer in eine Bohrung des Lagerkörpers einbringbaren Spannschraube an das ihr zugeordnete Stirnende der Buchse anlegbar und mit dieser in deren Achsrichtung verspannbar ist,

dadurch gekennzeichnet, daß auch das andere Widerlager (52 oder 54) durch eine Spannplatte gebildet ist und beide Spannplatten (52; 54) jeweils auf einem Endstück (,T6;18) des eine Lagerachse (14) bildenden Lagerkörpers axial verschiebbar angeordnet sind, daß die Lagerachse (14) mit ihren Endstücken (16; 18) mittels jeweils einer diese quer durchsetzenden Spannschraube (24 bzw. 26) am Lagerbock (10) festspannbar ist, daß jeder Spannplatte (52; 54) mindestens ein sich an deren Außenseite (86) abstützendes und an einer Schrägfläche (78) anliegendes Spannglied (66 oder 68) zugeordnet ist, die bei Festspannen der Lagerachse (14) am Lagerbock (10) durch jeweils eine der Spannschrauben

- Y- Daim 15 627/4

(24 bzw. 26) zumindest in Richtung Schraubenachse bewegbar sind und daß diese Bewegung der Spannglieder (66 oder 68) durch die Schrägflächen (78) in eine aufeinander zugerichtete Bewegung der beiden Spannplatten (52; 54) umgesetzt wird.
10

2. Lenkergelenk nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die mit den Spanngliedern (66 oder 68) zusammenwirkenden Schrägflächen (78) jeweils an eines der Lagerachsenendstücke (16; 18) im Abstand von der auf diesen angeordneten Spannplatten (52 bzw. 54) angeformt sind und daß die Spannglieder (66 oder 68) eine in Richtung Spannplatte (52 bzw. 54) erweiterte Ausnehmung (82) aufweist, die von der Spannschraube (24 bzw. 26) durchsetzt ist.

3. Lenkergelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannplatten(52; 54) auf die gegenüber dem Außendurchmesser der Lagerachse (14) im Durchmesser kleiner ausgebildeten Lagerachsenendstücke (16; 18) aufsteckbar sind und daß die plattenförmigen Spannglieder (66 oder 68) jeweils in eine am Umfang der Lagerachsenendstücke (16; 18) vorgesehene Vertiefung (70) eingreifen.

4. Lenkergelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Spannglieder (66 oder 68) als trapezförmige Platten ausgebildet sind, an deren kürzeren Längskante eine an der Schrägfläche (78) anliegende schräge Gegenfläche angeformt ist.

- <" - Daim 15 627/4

5. Lenkergelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche 3 oder 4, dessen Spannplatten jeweils zwei Spannglieder zugeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die einer Spannplatte (52 oder 54) zugeordnetenSpannglieder (66; 68) an den Lagerachsenendstücken (16; 18) einander derart diametral gegenüberliegen, daß in festgeschraubtem Zustand der Lagerachsenendstücke 16; 18) am Lagerbock (10) eines der Spannglieder (68) zwischen dem Lagerachsenendstück (16 bzw. 18) und dem Lagerbock

(10) eingespannt ist.