DE4316213A1

DE4316213A1 - Kardanisches Schwenklager

Info

Publication number: DE4316213A1
Application number: DE4316213A
Authority: DE
Inventors: Rainer Dipl Ing Mehlitz; Francesco Germano
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1993-05-14
Filing date: 1993-05-14
Publication date: 1994-11-17

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein kardanisches Schwenklager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1

Aus der DE 40 33 805 A1 ist ein elastisches Lager bekannt, das ein in einem Gehäuse angeordnetes Aufnahmeelement umfaßt, welches einen Befestigungsbolzen aufnimmt, und das Aufnahmeelement gegenüber dem Gehäuse kardanisch, verschwenkbar ist. Hierzu sind zwischen dem Gehäuse und dem Aufnahmeelement elastische Elemente angeordnet, die ein Dämpfvermögen besitzen.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein einfach herzustellendes kardanisches Schwenklager für einen Lenkerarm einer Radaufhängung zu schaffen, das eine optimale Schwenkbeweglichkeit mit Rückstellung in eine Ausgangslage gewährleisten soll.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.

Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, daß das Schwenklager über einen relativ großen Winkelbereich arbeitet und aufgrund der Ausbildung eines in einem Ringkörper schwenkbaren Kugelsegments in allen Belastungsrichtungen hart ausgeführt ist. Des weiteren kann das Schwenklager nach einer weiteren Ausführung auch eine definierte Anschlagfunktion aufweisen.

Die Ringkörper sind in einem Lagerauge des Lenkerarmes gehalten und umgreifen das Kugelsegment zu beiden Seiten einer Mittenebene, die etwa in der Längsachse des Lenkerarmes verläuft. Nach außen hin wird das Schwenklager über elastische Dichtbälge abgeschlossen.

Verschiedene Ausführungen des Kugelsegments ergeben für entsprechende Anwendungsfälle eine kosten- und gewichtsgünstige Ausbildung. So kann das Kugelsegment auch einen inneren Kugelhohlraum aufweisen. Dagegen zeigt eine weitere Ausführung eines Kugelsegments eine durchgehende Bohrung für einen Befestigungsbolzen oder das Kugelsegment kann auf einer zylindrischen Hülse angeordnet sein.

Die das Kugelsegment umschließenden Ringkörper können aus Stahl oder einem Kunststoff bestehen und sind miteinander durch Niete verbunden. Sie weisen innenseitig eine konkave, dem Kugelsegment entsprechend ausgebildete Gleitfläche auf.

Die das Lager nach außen hin abschließenden elastischen Dichtbälge zu beiden Seiten des Schwenklagers können neben einer Dichtfunktion auch so ausgeführt sein, daß sie ein Rückstellmoment bewirken, d. h. daß die Lenkerarme in ihrer Rückstellung zur Ausgangsposition unterstützt werden.

Nach einer Ausführung ist das Kugelsegment beabstandet zum Lagerauge angeordnet, damit ein federnder Weg des Lenkerarmes in Achsrichtung sichergestellt ist.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben.

Es zeigen

Fig. 1 und 1a eine Ausführung eines Schwenklagers mit einem einen Kugelhohlraum aufweisendes Kugelsegment im Schnitt,

Fig. 2 eine weitere Ausführung eines Schwenklagers mit einem Kugelsegment und zylindrischer Bohrung und

Fig. 3 ein Schwenklager mit einem auf einer zylindrischen Hülse angeordnetem Kugelsegment.

Fig. 4 einen Schnitt durch ein auf einer Lagerhülse angeordnetes Schwenklager mit einer Einsetzhülse mit Kugelsegment und

Fig. 5 eine weitere Ausführung, bei der das Kugelsegment unmittelbar auf der Lagerhülse angeordnet ist.

Das Schwenklager 1 gemäß Fig. 1 besteht im wesentlichen aus einem Kugelsegment 2, das in zwei gleichen Ringkörpern 3 verschwenkbar gelagert ist. Die Ringkörper 3 sind in einem Lagerauge 4 eines Lenkerarmes 5 gehalten. Nach außen hin ist das Lager 1 über elastische Dichtbälge 6, die Schub- und Druckelemente bilden, abgeschlossen.

Das Kugelsegment 2 umfaßt eine äußere Gleitfläche 7, die mit einem Teilbereich in einer von den Ringkörpern 3 gebildeten konkaven inneren Gleitfläche 8 eingebettet ist. Die Ringkörper 3 sind zu beiden Seiten einer Mittenebene X-X, die in der Längsachse des Lenkerarmes 5 verläuft, geteilt.

Der Innenraum 9 des Kugelsegments 2 ist hohlkugelförmig ausgeführt, an den sich zu beiden Seiten zylindrische Bohrungen 10 in Ansätzen 12 zur Aufnahme eines nicht gezeichneten Lagerbolzens anschließen.

Der Dichtbalg 6 ist im Lagerauge 4 über Halteringe 11 einerseits und durch Umschließen der zylindrischen Ansätze 12 des Kugelsegments 2 andererseits gehalten.

Nach einer weiteren Ausführung eines Schwenklagers 1a gemäß Fig. 2 weist das Kugelsegment 2a eine durchgehende zylindrische Bohrung 13 für den Lagerbolzen auf. Ein Dichtbalg 6a ist zwischen Ringhülsen 14, 15 angeordnet, wobei der Ring 14 ins Lagerauge 4 eingepreßt ist und der Ring 15 auf dem Ansatz 12 des Kugelsegments 2a gehalten wird. Die Ringkörper 3 sind entsprechend der Ausführung gemäß Fig. 1 auf dem Kugelsegment 2a angeordnet.

Nach einer weiteren Ausführung eines Schwenklagers 1b gemäß Fig. 3 ist das Kugelsegment 2b auf einer Hülse 23 gehalten, die eine durchgehende zylindrische Bohrung 16 für den Lagerbolzen besitzt. Über elastische Dichtbälge 6a, die ebenfalls zwischen Ringhülsen 14, 15 angeordnet sind, ist das Schwenklager 1b nach außen hin dicht abgeschlossen.

Die Dichtbälge 6a weisen eine solche vorgespannte Elastizität auf, daß der Lenkerarm 5 nach einer Auslenkung durch Unterstützung der Dichtbälge 6a in seine Ausgangsposition zurückschwenken kann.

Zwischen den Ringkörpern 3 ist zur Schmierung der Gleitfläche des Kugelsegments 2a; 2b eine Fettasche 20 vorgesehen.

Nach einer weiteren Ausführung gemäß der Fig. 4 weist das Schwenklager 1c ein als Aufnahmeelement ausgebildetes Kugelsegment 2c auf, das auf der Lagerhülse 23 gehalten ist. Es ist mit einem radialen Bewegungsabstand a zum Lagerauge 4 angeordnet, wodurch der Lenker 5 begrenzt in Pfeilrichtung 31 bewegbar ist.

Bei der Ausführung gemäß Fig. 5 ist das Kugelsegment 2d auf einer Einsetzhülse 32 gehalten, die wiederum auf der Lagerhülse 23 sitzt. Zwischen der Lagerhülse 23 und dem Auge 4 sind zu beiden Seiten des Kugelsegments 2c und 2d, die als Dichtbälge 6 ausgeführten elastischen Schub/Druckelemente 33, 34 eingespannt. Bei der Ausführung gem. Fig. 5 ist zwischen diesen Elementen 33 und 34 die Einsetzhülse 32 gehalten.

Claims

1. Kardanisches Schwenklager für einen Lenkerarm einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, das ein in einem Gehäuse angeordnetes Aufnahmeelement aufweist, welches einen Lagerbolzen aufnimmt und das Aufnahmeelement gegenüber dem Gehäuse kardanisch verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement ein Kugelsegment (2; 2a; 2b) umfaßt, das in mindestens einem als Gleitteil ausgebildeten Ringkörper (3) kardanisch verschwenkbar gehalten ist und der Ringkörper (3) im Lagerauge (4) des Lenkerarmes (5) eingespannt und zwischen dem Kugelsegment (2; 2a; 2b) und dem Lagerauge (4) ein den Ringkörper (3) umgebender als Schub- und Druckelement ausgebildeter elastischer Dichtbalg (6; 6a) angeordnet ist.

2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, das das Kugelsegment (2) aus einem eine äußere Gleitfläche (7) bildenden Kugelabschnitt und einem inneren Kugelhohlraum (9) besteht und an dem Segment (2) zylindrische Ansätze (12) anschließen, die eine zylindrische Bohrung (10) zur Aufnahme des Lagerbolzens besitzen.

3. Schwenklager nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwei gleiche Ringkörper (3) das Kugelsegment (2) umschließen, die zu beiden Seiten einer Mittenebene (X-X) des Segments (2) angeordnet und über Halteringe (11) im Lagerauge (4) des Lenkerarmes (5) gehalten sind.

4. Schwenklager nach den Ansprüchen 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteringe (11) jeweils eine Aufnahmenut für den elastischen Dichtbalg (6) aufweisen, der gegenüberstehend auf den zylindrischen Ansätzen (12) gehalten ist.

5. Schwenklager nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im zusammentreffenden Bereich zwischen den Ringkörpern (3) und der Umfangsfläche (7) des Kugelsegments (2) eine Gleitschicht vorgesehen ist, die zumindest die Fläche (7) abdeckt.

6. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelsegment (2) mit seinen zylindrischen Ansätzen (12) im Lagerauge (4) über die Dichtbälge (6) elastisch kardanisch verschwenkbar mit einem Rückstellmoment in den Ringkörpern (3) gehalten ist.

7. Schwenklager nach Anspruch 1 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelsegment (2a) eine durchgehende zylindrische Bohrung (13) aufweist.

8. Schwenklager nach Anspruch 1, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelsegment (2b) auf einer zylindrischen Hülse (23) angeordnet ist.

9. Schwenklager nach Anspruch 1 oder einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringkörper (3) aus Kunststoff bestehen.

10. Schwenklager nach Anspruch 1, 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die ein Rückstellelement erzeugenden Dichtbälge (6 a) mit Ringhülsen (14, 15) verbunden sind, wobei die eine Ringhülse (15) auf dem zylindrischen Ansatz (12) bzw. auf der Hülse (23) lagert und die weitere Ringhülse (15) im Lagerauge (4) gehalten ist.

11. Schwenklager für einen Lenkerarm einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs, das ein in einem Gehäuse angeordnetes Aufnahmeelement aufweist, welches einen Lagerbolzen aufnimmt und das Aufnahmeelement gegenüber dem Gehäuse kardanisch verschwenkbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufnahmeelement ein Kugelsegment (2c; 2d) umfaßt, das auf der Lagerhülse (23) angeordnet ist, und in einem radialen Bewegungsabstand (a) zu einem umgebenden Lenkerauge (30) gehalten wird und zwischen der Hülse (23) und dem Auge (30) elastische Schub/Druckelemente (33, 34) angeordnet sind, die zu beiden Seiten des Kugelelementes (2c; 2d) liegen.

12. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelsegment (2c; 2d) aus einem elastischen Material besteht.

13. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kugelsegment (2c; 2d) auf einer Einsetzhülse (32) befestigt ist, die auf einer Lagerhülse (23) angeordnet und zwischen den Schub- und Druckelementen (33, 34) eingespannt ist.