DE60013319T2

DE60013319T2 - Achsschenkel

Info

Publication number: DE60013319T2
Application number: DE60013319T
Authority: DE
Inventors: Jan-Olof Bodin
Original assignee: Volvo Lastvagnar AB
Current assignee: Volvo Truck Corp
Priority date: 1999-12-22
Filing date: 2000-12-20
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2020-12-21
Also published as: WO2001045996A1; EP1240064B1; SE9904731L; DE60013319D1; TR200402490T4; US20030011160A1; BR0016509A; EP1240064A1; SE521755C2; US6607203B2; ATE274436T1; SE9904731D0; JP2003517969A

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Spindelanordnung für ein nicht angetriebenes, lenkbares Fahrzeugrad für Motorfahrzeuge, umfassend eine Spindeleinheit, die rotierbar in Bezug auf einen Achsschenkelbolzen, der in einem Frontachsenträger aufgenommen ist, montiert ist, eine Achsschenkeleinheit, die mit der Spindeleinheit verbunden ist und an welcher eine Radnabe montiert ist, und eine an einem ersten und einem zweiten Ende des Achsschenkelbolzens montierte Lagereinrichtung für das rotierbare Montieren der Spindeleinheit, wobei die Lagereinrichtung an dem ersten Ende des Achsschenkelbolzens ein kugeliges Gleitlager ist.
Eine Spindelanordnung wird verwendet, um zu ermöglichen, ein Motorfahrzeug wie einen Lastkraftwagen zu lenken. Die Spindelanordnung ist mit einem Fahrzeugrad gekoppelt, das mittels der Spindelanordnung lenkbar gemacht wird.
Eine herkömmliche Art einer Spindelanordnung für Lastkraftwagen besitzt eine in einem konischen Rollenlager an dem oberen Ende des Achsschenkelbolzens und einem Radialgleitlager an dessen unterem Ende montierte Spindeleinheit. Das obere Lager nimmt sowohl axiale als auch radiale Kräfte auf, während das untere nur radiale Kräfte aufnimmt. In einer derartigen Spindelhaltung ist die axiale Kraft auf das obere Lager lastabhängig, aus welchem Grund die axiale Belastung des Lagers mit dem Gesamtgewicht des Fahrzeugs variiert. Unter besonderen Fahrbedingungen, wie während eines Kurvenfahrens mit einer großen Last, entsteht ein Drehmoment in der Spindelanordnung, das durch das radiale Gleitlager aufgenommen wird. Das durch das radiale Gleitlager aufgenommene Drehmoment kann dazu führen, dass ein bestimmtes Spiel zwischen den Lagerflächen des radialen Gleitlagers auftritt.
Die Druckschrift DE-A-21 61 598 offenbart die Merkmale des Oberbegriffs von Anspruch 1 und zeigt eine Spindelanordnung, die mit einem kugeligen Gleitlager ausgestattet ist. Ein Achsträger liegt an einem kugeligen Ball an dem oberen Teil eines Achsschenkelbolzens an. Bei dieser Anordnung werden wesentliche axiale Kräfte von dem Achsträger auf den Ball des Achsschenkelbolzens wirken.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Spindelanordnung zu schaffen, die gegenüber Drehmomentkräften unempfindlich ist, welche auf die Spindelanordnung wirken.
Es ist eine weitere Aufgabe der Erfindung, eine Spindelanordnung zu schaffen, die eine lange Nutzlebensdauer besitzt.
Dies wird mittels einer Spindelanordnung gemäß Anspruch 1 erzielt.
Das kugelige Gleitlager ermöglicht eine Relativverschiebung zwischen den Lagerflächen des Gleitlagers in einer Rotationsrichtung um eine Achse transversal zu der Mittelachse des Achsschenkelbolzens. Diese Verschiebung entsteht durch das Drehmoment, das auf die Spindelanordnung wirkt. Mittels des kugeligen Gleitlagers werden die Punktlasten, die andernfalls in einem radialen Gleitlager entstehen, vermieden. Die Kräfte, die in dem kugeligen Gleitlager entstehen, werden über eine große Fläche zwischen den Lagerflächen des kugeligen Gleitlagers ausgeglichen. Ein geringer Verschleiß des kugeligen Gleitlagers wird daher erzielt, was zu einer langen Nutzlebensdauer der Spindelanordnung führt.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer beispielhaften Ausführungsform beschrieben, die in den beigefügten Figuren gezeigt ist, in denen:
1 zeigt eine erste beispielhafte Ausführungsform einer Spindelanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung;
2 zeigt die Spindelanordnung gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform mit einem an der Spindeleinheit angeordnetem Rad; und
3 zeigt eine zweite beispielhafte Ausführungsform einer Spindelanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung.
1 zeigt eine Spindelanordnung 1 gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung. Die Spindelanordnung 1 umfasst einen vorderen Achsträger 2 für ein Fahrzeug, welcher Träger 2 mit einer Durchgangsbohrung 3 ausgestattet ist. Ein Achsschenkelbolzen 4 ist in der Durchgangsbohrung 3 aufgenommen. Der Achsschenkelbolzen 4 besitzt einen Mittelabschnitt 5 und ein erstes und ein zweites Ende 6, 7. Lagermittel 8, 9, die eine Spindeleinheit 10 drehbar in Bezug auf den vorderen Achsträger 2 lagern, sind an dem ersten und dem zweiten Ende 6, 7 angeordnet. Der Mittelabschnitt 5 des Achsschenkelbolzens kann konisch sein, wie in 1 gezeigt, und mit der Durchgangsbohrung 3, die ebenso konisch ist, zusammenwirken. Allerdings können der Mittelabschnitt 5 und die Durchgangsbohrung 3 eine unterschiedliche Form besitzen, beispielsweise zylindrisch. Die Spindeleinheit 10 ist mit Bohrungen 11 ausgestattet, die in einem Axialabstand voneinander und axial zueinander ausgerichtet gelegen sind, und in denen die Enden 6, 7 des Achsschenkelbolzens 4 eingefügt und mittels der Lagermittel 8, 9 gelagert sind. Die Lagermittel 8 an dem ersten Ende bestehen aus einem kugeligen Gleitlager 8. Gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform ist das erste Ende 6 des Achsschenkelbolzens 4 durch ein unteres Ende des Achsschenkelbolzens 4 in Bezug auf das Fahrzeug gebildet. Die Lagermittel 9 an dem zweiten Ende bestehen aus einem konischen Rollenlager 9. Das konische Rollenlager 9 ist dazu ausgelegt, die axialen Kräfte in Bezug auf die Mittelachse 12 des Achsschenkelbolzens 4 aufzunehmen. Der Achsschenkelbolzen 4 ist axial gegenüber dem konischen Rollenlager 9 durch eine auf das zweite Ende des Achsschenkelbolzens 4 aufgeschraubte Kronenmutter 13 fixiert und ist daher in dem Rollenlager 9 abgehängt. Das konische Rollenlager 9, die Kronenmutter 13 und das zweite Ende 7 des Achsschenkelbolzens sind durch eine Abdeckung 14 abgedeckt.
Das kugelige Gleitlager 8 ist über einen konvexen Lagerabschnitt 15 an dem ersten Ende 6 mittels einer Kronenmutter 13, die auf das erste Ende aufgeschraubt ist, fixiert. Ein konkaver Lagerabschnitt (16), der mit dem konvexen Lagerabschnitt 15 zusammenwirkt, ist in der Bohrung 11 der Spindeleinheit 10 fixiert. Der konvexe und der konkave Lagerabschnitt 15, 16 des kugeligen Gleitlagers 8 besitzen Lagerflächen 17, die in Bezug aufeinander in einer Rotationsrichtung um die Mittelachse 12 des Achsschenkelbolzens 4 und in einer Rotationsrichtung um eine Achse transversal zu der Mittelachse 12 des Achsschenkelbolzens 4 bewegbar sind. Das kugelige Gleitlager 8 führt dazu, dass dem Achsschenkelbolzen 4 ermöglicht wird, in Bezug auf die Bohrung 11 der Spindeleinheit 10 geneigt zu werden, ohne dass Punktlasten und Randdruck in dem Gleitlager 8 auftreten. Die Abschnitte 15, 16 des Gleitlagers 8 werden daher in Bezug zueinander verschoben werden, sodass ein gleichmäßiger Oberflächendruck an den Lagerflächen 17 erhalten wird. Das kugelige Gleitlager 8, die Kronenmutter 13 und das erste Ende 6 des Achsschenkelbolzens sind durch eine Abdeckung 14 abgedeckt.
2 zeigt die Spindelanordnung 1 gemäß der ersten beispielhaften Ausführungsform, wobei eine Achsschenkeleinheit 18, an welcher ein Radnabe 19 montiert ist, mit der Spindeleinheit 10 verbunden ist. Eine Bremsscheibe 20 ist ebenso an der Radnabe 19 angeordnet.
3 zeigt eine Spindelanordnung 1' gemäß einer zweiten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß dieser zweiten beispielhaften Ausführungsform bildet das erste Ende 6' des Achsschenkelbolzens 4' ein oberes Ende des Achsschenkelbolzens 4' in Bezug auf das Fahrzeug. Das kugelige Gleitlager 8 ist an dem ersten Ende 6' angeordnet, und das konische Rollenlager 9 ist an dem zweiten Ende 7' angeordnet. Auch in diesem Falle führt das kugelige Gleitlager 8 dazu, dass dem Achsschenkelbolzen 4' ermöglicht wird, in Bezug auf die Bohrung 11 der Spindeleinheit 10 geneigt zu werden, ohne dass Punktlasten und Randdruck in dem Gleitlager 8 auftreten.

Claims

Spindelanordnung für ein nicht angetriebenes, lenkbares Fahrzeugrad für Motorfahrzeuge, umfassend eine Spindeleinheit (10), die drehbar in Bezug auf einen Achsschenkelbolzen (4; 4'), der in einem vorderen Achsträger (2) aufgenommen ist, montiert ist, eine Achsschenkeleinheit (18), die mit der Spindeleinheit (10) verbunden ist und an welcher eine Radnabe (19) montiert ist, und an einem ersten und einem zweiten Ende (6, 7; 6', 7') des Achsschenkelbolzens (4; 4') angeordnete Lagermittel (8, 9) zum rotierbaren Montieren der Spindeleinheit (10), wobei die Lagermittel (8) an dem ersten Ende (6; 6') des Achsschenkelbolzens (4; 4') ein kugeliges Gleitlager (8) ist, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Spindeleinheit (10) mit Bohrungen (11) ausgestattet ist, die in einem axialen Abstand voneinander und zueinander axial ausgerichtet gelegen sind, in welchen Bohrungen (11) der Achsschenkelbolzen (4; 4') mittels der Lagermittel (8, 9) montiert ist, dass der Achsschenkelbolzen (4; 4') mit einem konischen Mittelabschnitt (5) ausgestattet ist, der mit einer konischen Durchgangsbohrung (3) in dem vorderen Achsträger (2) zusammenwirkt, und dass der Achsschenkelbolzen (4; 4') derart in Bezug auf die Spindeleinheit (10) ausgerichtet ist, dass das kugelige Gleitlager (8) nur radiale Kräfte in Bezug auf die Mittelachse (12) des Achsschenkelbolzens (4; 4') aufnimmt.
Spindelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagermittel (9) an dem zweiten Ende (7; 7') des Achsschenkelbolzens (4; 4') ein konisches Rollenlager (9) ist, das dazu ausgelegt ist, axiale Kräfte in Bezug auf die Mittelachse (12) in Bezug auf die Mittelachse (12) des Achsschenkelbolzens (4; 4') aufzunehmen.
Spindelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6) des Achsschenkelbolzens (4) ein unteres Ende des Achsschenkelbolzens (4) in Bezug auf das Fahrzeug darstellt.
Spindelanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Ende (6') des Achsschenkelbolzens (4') ein oberes Ende des Achsschenkelbolzens (4') in Bezug auf das Fahrzeug darstellt.