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Die
Erfindung betrifft eine Pendellagerung für eine angetriebene Starrachse
eines Nutzfahrzeuges, insbesondere eines Ackerschleppers, die zwei
in Fahrzeuglängsrichtung
hintereinanderliegende, die Starrachse mit axialem Spiel zwischen
sich aufnehmende Lagerstellen für
einen hinteren und einen vorderen Schwenkzapfen der Starrachse umfasst,
wobei eine der Lagerstellen als Festlager ausgebildet ist und der
Antrieb der Starrachse durch den hinteren Schwenkzapfen über einen
unmittelbar davor gelegenen Antriebsflansch erfolgt, dessen Außenabmessung
nur geringfügig
geringer ist als der Durchmesser des benachbarten Schwenkzapfens.
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Eine
Lagerung wie die Beschriebene geht beispielsweise aus der
DE 17 80 546 A hervor.
Die Starrachse ist hier in einem zum Fahrzeugaufbau gehörenden Vorderachsbock
gelagert, der zwei in Fahrzeuglängsrichtung
mit Abstand hintereinander liegende, nach unten ragende Querwände besitzt.
An jede Querwand ist von unten ein Lagerauge mit einer Lagerbohrung
für die
Schwenkzapfen der Starrachse angeschraubt. Die Starrachse ist dabei
so zwischen den beiden Querwänden
des Vorderachsbocks gehalten, dass nach vorn wirkende Kräfte von
dem vorderen Lagerauge und nach hinten wirkende Kräfte von
dem hinteren Lagerauge aufgenommen werden.
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Bei
Lagerungen dieser Art ist die Starrachse mit einem axialen Spiel
zwischen den Querwänden des
Vorderachsbocks eingebaut, so dass sie frei pendeln kann. Das axiale
Spiel muss so gering wie möglich
gehalten werden, damit während
des Fahrbetriebs auftretende Relativbewegungen der Starrachse in
Fahrzeuglängsrichtung
vernachlässigbar
bleiben. Werden die Relativbewegungen zu groß, so sind die zur Reibungsverminderung
zwischen der Starrachse und den Querwänden eingebauten Gleitlager
einer erheblichen Stoßbelastung
durch die Starrachse ausgesetzt, die einen starken Verschleiß nach sich
zieht und die Lagerung alsbald funktionsuntüchtig macht. Bei der bekannten
Lagerung ist es zwar verhältnismäßig einfach,
das gewünschte
axiale Spiel anläßlich der
Montage einzustellen. Es ist hierzu lediglich eines der Lageraugen
erst nach der Einstellung des richtigen axialen Spiels fest an die tragende
Querwand anzuschrauben. Eine solche Schraubverbindung allein wirkt
allerdings nur reibschlüssig
und kann nicht verhindern, dass sich im Fahrbetrieb ein Lagerauge
gegenüber
der tragenden Querwand verschiebt und das axiale Spiel vergrößert, wenn
auf die Starrachse Längskräfte einwirken, die
größer sind
als die von den Schrauben erzeugte Reibungskraft zwischen einem
Lagerauge und der tragenden Querwand. Eine Lagesicherung der Lageraugen
mittels geeigneter Stifte bei der Montage bietet sich zwar an, hat
sich jedoch als für
die Serienfertigung nicht praktikabel erwiesen.
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Eine
unerwünschte
Vergrößerung des
axialen Spiels der Starrachse im Fahrbetrieb resultiert aber nicht
nur aus der mangelnden Befestigung und Sicherung der Lageraugen
an den Querwänden, sondern
auch aus der mangelnden Stabilität
der Querwände
in Fahrzeuglängsrichtung.
Unterliegt die Starrachse in Fahrzeuglängsrichtung einer starken Stoßbelastung,
so weicht die Querwand, an der die Starrachse zur Anlage kommt,
federnd aus und schleudert die Starrachse nach Wegfall der Belastung
gegen die andere Querwand. Da diese nicht mit ausgelenkt wurde,
hat sich bei diesem Vorgang das axiale Spiel der Starrachse um die
Ausfederung der nachgebenden Querwand vergrößert, so dass die Starrachse
mit einer erheblichen Geschwindigkeit auf die Querwand auftrifft
und eine hohe Stoßbelastung
der dortigen Gleitlager hervorruft.
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Durch
die
DE 26 38 567 B1 ist
zwar eine Vorderachsaufhängung
bekannt geworden, bei der sichergestellt ist, dass sich das vorgesehene
axiale Spiel der Starrachse im Fahrzeugeinsatz nicht verändern kann.
Hier ist allerdings die Starrachse auf einem fest eingebauten Lagerbolzen
mit einer freien Länge,
die um das vorgesehene Spiel größer ist
als die axiale Breite der Starrachse, verschwenkbar gelagert. Eine
stirnseitig an den Schwenkbolzen angeschraubte Lagerplatte dient
als vorderer Anschlag für die
Starrachse und ist getragen von zwei in Fahrzeuglängsrichtung
unter der Starrachse hindurchgeführten
und sich an einer hinteren Lagerplatte sowie einer weiter hinten
gelegenen fahrzeugseitigen Befestigungsstelle abstützenden
Stangen. Infolge der Anordnung der Stangen unterhalb der Starrachse weist
die bekannte Lagerung den Nachteil auf, dass die Bodenfreiheit des
Fahrzeuges erheblich eingeschränkt
ist. Zur Einhaltung einer geforderten Bodenfreiheit ist es notwendig,
den gesamten Fahrzeugaufbau entsprechend höher zu legen, wodurch allerdings
die Starrachse in Portalbauweise ausgeführt werden muss, was einen
erheblichen Mehraufwand bedeutet. Außerdem verändert sich die Schwerpunktlage
des Fahrzeuges ungünstig,
so dass mit einer geringeren Umsturzsicherheit zu rechnen ist.
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In
der
US 3 949 826 ist
eine Pendellagerung für
eine angetriebene Pendelachse eines Fahrzeuges offenbart. Die Pendellagerung
besteht aus einem vorderen und einem hinteren Gleitlager, in denen
vordere und hintere Schwenkzapfen der Pendelachse aufgenommen sind.
Das in Fahrtrichtung vorn liegende Gleitlager ist als Festlager
ausgebildet und benötigt
aufgrund seines Aufbaus einen erhöhten Platzbedarf in Fahrzeuglängsrichtung.
Bei Ackerschleppern ist eine derartige Anordnung eines Festlagers
von Nachteil, da dessen erhöhter
Platzbedarf eine entsprechende Verlagerung des vorn am Fahrzeug
angeordneten Krafthebers weiter nach vorn erzwingt, was im Hinblick
auf die Betriebseigenschaften des Fahrzeuges unerwünscht ist.
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Ausgehend
von dem aufgezeichneten Stand der Technik stellt sich die Aufgabe,
eine Pendellagerung für
eine angetriebene Starrachse eines Nutzfahrzeuges zu schaffen, bei
der trotz einfacher Bauweise eine problemlose Einstellung und Einhaltung des
gewünschten
axialen Spiels während
des Fahrbetriebes sichergestellt ist.
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Die
Lösung
dieser Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gegeben.
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Dadurch,
dass die hintere Lagerstelle als Festlager ausgebildet ist, wird
eine unerwünschte Ausdehnung
der Pendellagerung nach vorn vermieden, so dass die Betriebseigenschaften
des Fahrzeuges unverändert
bleiben. Die genaue Einstellung und Einhaltung des benötigten axialen
Spiels der Starrachse sowie die Überleitung
von Stoßkräften von der
Starrachse in den Fahrzeugrahmen ist durch den Flanschring gewährleistet,
wobei dessen äußere Gestaltung
zusammen mit der Gestaltung des Antriebsflansches einen Kompromiß ermöglicht,
der darin besteht, einerseits durch einen kleinen Durchmesser der
Schwenkzapfen die Lagerung der Starrachse klein zu halten und andererseits
den Durchmesser des Antriebsflansches groß genug ausbilden zu können, um
ein hohes Antriebsdrehmoment zu übertragen.
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Die
Erfindung wird im Folgenden anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es
zeigen:
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1 einen Längsschnitt
einer ersten Ausführungsform
der Lagerung,
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2 einen Längsschnitt
eines Teils einer zweiten Ausführungsform
der Lagerung und
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3 eine Ansicht in Richtung
des Pfeils in 2
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Bei
dem Ausführungsbeispiel
einer Lagerung gemäß 1 ist mit 1 der
Vorderachsbock des Fahrzeuges angedeutet, dessen obere Platte 1a fest mit
dem nicht gezeigten Fahrzeugrahmen verbunden ist. An die Platte 1a ist
eine bezogen auf das Fahrzeug hinten liegende Querwand 1b mit
einer Lagerbohrung angeschweißt.
Eine weitere, nicht so weit wie die Querwand 1b nach unten
ragende Querwand 1c ist im vorderen Bereich an die Platte 1a angeschweißt. An der
nach unten weisenden Fläche
der Querwand 1c ist ein Lagerauge 2 mit einer Lagerbohrung
angeschraubt. Die hierzu verwendeten Schrauben sind mit 3 angedeutet.
In die Lagerbohrungen der Querwand 1b sowie des Lagerauges 2 sind
Gleitlagerbuchsen 4 und 5 eingesetzt, in denen
die Schwenkzapfen 6a und 6b der Starrachse 6 gelagert sind.
Auf beiden Seiten der Querwand 1b sind ferner in entsprechenden
Aussparungen zwei Gleitscheiben 7, 8 eingesetzt.
An der Gleitscheibe 7 stützt sich die Starrachse 6 über eine
Anlauffläche 6c ab.
An der Anlaufscheibe 8 liegt ein Anlagekörper an,
der als auf den Schwenkzapfen 6a aufgeschobener Ring 9 ausgebildet
ist, und in einer axialen Stellung, in der das axiale Spiel der
Starrachse 6 den vorgeschriebenen Wert hat, durch einen
formschlüssig
wirkenden Sicherungsring 10 festgelegt ist. Anstelle des
Ringes 9 kann aber auch ein Gewindering verwendet werden, der
auf einem Gewinde des Schwenkzapfens 6a aufgeschraubt und
mittels einer Kontermutter gesichert ist. Im Bereich des Schwenkzapfens 6b weist
die Starrachse 6 ein verhältnismäßig großes Spiel in Fahrzeuglängsrichtung
zum Lagerauge 2 auf, so daß das Lagerauge 2 von
Kräften
in Fahrzeuglängsrichtung
frei bleibt.
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Die
in 2 gezeigte Ausführungsform
der Erfindung bezieht sich auf eine Variante für die formschlüssige Festlegung
des in 1 durch den Ring 9 verkörperten
Anlagekörpers.
Der Anlgagekörper
ist hier als Flanschring 11 mit einem nach innen weisenden
Flansch 11a ausgebildet, der über den Umfang sechs gleichmäßig verteilte
Durchgangsbohrungen für Schrauben 12 aufweist,
mit denen der Flanschring 11 gegen die Stirnseite des Schwenkzapfens 6a geschraubt
ist. Die Einstellung des axialen Spiels erfolgt hier durch Beilage
von dünnen
Scheiben zwischen Flansch 11a und der Stirnseite.
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3 zeigt in einem größeren Maßstab einen
Flanschring 11, der für
eine angetriebene Starrachse 6 mit konzentrisch durch den
Schwenkzapfen 6a geführter
Antriebswelle 13 geeignet ist. Die Antriebswelle 13 trägt in ihrem
freien Endbereich einen Antriebsflansch 14, über den
die Verbindung mit einer vom Getriebe des Fahrzeugs herkommenden Gelenkwelle
hergestellt wird. Der Außendurchmesser
des Antriebsflansches 14 ist in Abhängigkeit vom zu übertragenden
Drehmoment annähernd
so groß wie
der Durchmesser des Schwenkzapfens 6a.
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Weil
der Innendurchmesser des Flansches 11a wesentlich geringer
ist als der Außendurchmesser
des Antriebsflansches 14 und es wünschenswert ist, die Starrachse 6 in
fertig montiertem Zustand an das Montageband anzuliefern, würden bei
der Montage der Starrachse 6 Montageschwierigkeiten auftreten,
da der Flanschring 11 bei üblicher Ausbildung nicht über den
Antriebsflansch 14 geschoben werden kann. Um diese Schwierigkeiten
zu umgehen ist der Flansch 11a mit einer im Wesentlichen
wellenförmigen
Innenkontur versehen, wobei die Bereiche zwischen den Schrauben 12 in
Form von Wellenbergen mit dem Außendurchmesser des Antriebsflansches 14 entsprechendem
Innendurchmesser ausgebildet sind. Entsprechend dieser wellenförmigen Innenkontur
des Flansches 11a ist die Außenkontur des Antriebflansches 14 ebenfalls
wellenförmig
ausgebildet, wobei dieser allerdings insgesamt etwas kleiner im Durchmesser
gehalten ist, so daß der
Flanschring 11 bei der Montage ohne weiteres über den
Antriebsflansch 14 geschoben werden kann.