WO2015154752A1 - Lenkachse - Google Patents

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Publication number
WO2015154752A1
WO2015154752A1 PCT/DE2015/100139 DE2015100139W WO2015154752A1 WO 2015154752 A1 WO2015154752 A1 WO 2015154752A1 DE 2015100139 W DE2015100139 W DE 2015100139W WO 2015154752 A1 WO2015154752 A1 WO 2015154752A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
steering
fork
pin
axle according
wave pressure
Prior art date
Application number
PCT/DE2015/100139
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Hans-Georg Klein
Georg RHODE
Original Assignee
Bpw Bergische Achsen Kg
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Bpw Bergische Achsen Kg filed Critical Bpw Bergische Achsen Kg
Publication of WO2015154752A1 publication Critical patent/WO2015154752A1/de

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
    • B62D7/00—Steering linkage; Stub axles or their mountings
    • B62D7/18—Steering knuckles; King pins

Definitions

  • the invention relates to a steering axle with an axle body and a steering knuckle arranged thereon and supporting a vehicle wheel, wherein the joint arrangement comprises: a steering fork of two rigid fork legs, a steering fist between the two fork legs, forming an axis of the joint arrangement - or multi-part steering pin, and a rear part of a first, to the steering fork rotatable shaft pressure plate and a second supported, to the steering fist rotationally fixed shaft pressure plate.
  • Steering axles with these features are known from EP 0 246 461 B1 and WO 2004/048180 A1.
  • the rear part of a device to the steering fork rotatably first shaft pressure plate and a rotationally fixed to the steering fist second wave pressure plate is arranged in these steering axes between the steering fist and the lower fork leg of the steering fork.
  • moisture and dirt can reach the rear part device, and in particular in the highly loaded contact area of the two wave pressure discs.
  • premature wear of these pressure surfaces also occurs. Therefore, frequent maintenance is required with accurate maintenance of the predetermined service intervals.
  • the invention is based on the object to provide a provided with a rear part of a first and a second wave pressure washer steering axle, which is particularly low maintenance.
  • the wave washers are arranged in a recess in one of the two fork legs.
  • This achieves a particularly protected arrangement of the wave pressure disks forming the rear part device.
  • the recess which is preferably arranged in the axial extension of the steering pin, facing away from the steering pin is completely closed. In this way, leakage of grease or grease from the back part device, but also from a slide or roller bearing arranged above is prevented.
  • the closure is effected, for example, by a plate which is releasably secured to the fork leg. It is additionally advantageous to provide a seal between the plate and the opening in the fork leg.
  • the lower shaft pressure plate is supported from the inside against the plate.
  • this wave pressure plate against rotation of the plate is secured against rotation, for example by corresponding positive locking structures on the wave pressure disc and on the plate.
  • the steering pin comprises lower and upper steering pins, which are formed as separate components, wherein the lower steering pin rotatably disposed in the one fork leg, and the upper steering pin rotatably in the other fork leg, and wherein the one both shaft thrust washers is supported axially against the lower steering pin, and against this rotation.
  • a further embodiment is characterized by corresponding positive locking structures on the shaft pressure plate and the lower steering pin.
  • the two wave pressure disks consist of a sintered metal. Due to their manufacturing process, shaped parts made of sintered metal are accurate in terms of fit and shape and therefore do not need to be reworked. In addition, sliding additives can be added to the sintered material. Because of the porous microscopic structure of the sintered metal, its impregnation with a suitable lubricant is possible.
  • the lubricant preferably oil, penetrates into the pores on the surface of the sintered metal and thus leads to a particularly low-friction contact with the wavy against each other supported contact or pressure surfaces of the two wave pressure discs.
  • Figure 1 is a plan view of a steering axis in the region of the hinge assembly.
  • Figure 2 is a bottom view of the steering axis in the region of the hinge assembly.
  • FIG. 3 shows a vertical section through the joint arrangement corresponding to the sectional plane III - III entered in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a horizontal section corresponding to the sectional plane IV - IV shown in FIG. 3;
  • FIG. 3 shows a vertical section through the joint arrangement corresponding to the sectional plane III - III entered in FIG. 2;
  • FIG. 4 shows a horizontal section corresponding to the sectional plane IV - IV shown in FIG. 3;
  • Fig. 5 shows the main items of the joint assembly, these are reproduced in isolation.
  • An axle body 1 in the form of an axle tube extending over the greater part of the vehicle width is supported on both sides of the vehicle by means of a control link, not shown, and the air bellows of an air suspension relative to the vehicle chassis.
  • a steering fist 10 is rigidly fastened. This forms together with a pivotally mounted about a vertical pivot axis A steering fork 6 a determining the steering deflection of the vehicle wheel joint assembly 2.
  • the central element of the joint assembly 2 is a steering pin 5, which defines the substantially vertical pivot axis A of the steering axis to those around Steering rash occurs.
  • the steering pin 5 is composed here of several elements or items.
  • the axle body 1 is continuous from one to the other side of the vehicle.
  • the invention can also be realized in an independent suspension with separate axle bodies 1 on both sides of the vehicle.
  • the preferably forged steering fork 6 is composed of a lower fork leg 6A and a rigid upper fork leg 6B.
  • the steering knuckle 3 and a brake carrier 4 is formed for the wheel brake.
  • the yoke 6 is pivotally connected to a transversely arranged to the direction steering rod 7.
  • the respective vehicle wheel is rotatably supported via roller bearings.
  • the steering pin 5 is, compared to the axle body 1 and the stub axle 3, offset in the vehicle longitudinal direction.
  • the steering fist 10 is located between the two fork legs 6A, 6B of the steering fork 6.
  • the fork legs 6A, 6B are each provided with mutually aligned, through openings. These openings are holes into which bearing bushes 8A, 8B of a plain bearing are pressed.
  • the provided with lubricant pockets inner lateral surfaces of the existing preferably brass bearing bushes 8A, 8B form the one sliding partner of the sliding bearing.
  • the other sliding partner of the sliding bearing form the cylindrically machined outer sides of steering pins 11, 12th
  • the sliding bearings 8A, 8B are inwardly, d. H. toward the steering fist 10, sealed by shaft seals 19, so that no moisture and no dirt can get from the region of the steering fist 10 to the plain bearings 8A, 8B.
  • the steering pins 1 1, 12 are rigidly connected to the steering fist 10, wherein the lower steering pin 11 is located in the opening or bore of the lower fork leg 6 A and is mounted therein over the plain bearing bush 8 A, while the upper steering pin 12 in the opening or Bore of the upper fork leg 6 B is arranged and is mounted therein over the other plain bearing bush 8 B.
  • About lubrication nipple can be the two slide bearings 8A, 8B supply with lubricant.
  • the steering fist 10 has a downwardly directed first end face 21 and a second end face 22 facing away from this.
  • the upper steering pin 12 is supported with the interposition of a seal 25 B against the second end face 22, namely frictionally engaged.
  • the lower steering pin 11 is, also with the interposition of a seal 25A, supported against the end face 21, wherein in the support area additionally positive locking structures 23 are formed, which ensure that the lower steering pin 1 1 in each case against rotation of the steering fist 10 is.
  • the joint assembly 2 is provided with a rear part 33.
  • This is composed of a first, to the steering fork 6 rotatably mounted wave pressure disc 33A and a second supported thereon, to the steering fist 10 rotationally fixed shaft thrust washer 33B.
  • the basic structure of such wave pressure disks is known from EP 0 246 461 B1.
  • the wave pressure discs 33A, 33B are located entirely in a preferably cylindrical recess 34 in the lower fork leg 6A.
  • the recess 34 is arranged in the axial extension of the lower pivot pin 1 1 of the steering pin.
  • the diameter of the recess 34 is greater than the diameter of the adjoining above bore in which the lower slide bearing 8A sits.
  • the recess 34 is, facing away from the steering pin, closed by a plate 40. This forms a stable cover and is secured by means of several screws 41 detachably from below against the fork leg 6A.
  • a seal 42A is arranged between the plate 40 and the through-opening of the fork leg 6A, so that in the region of the plate 40 neither dirt nor moisture can penetrate to the rear part 33 with the two wave pressure discs 33A, 33B and to the sliding bearing 8A. Dirt and moisture can not penetrate from the other side, since this prevents the shaft seal 19.
  • the lower shaft pressure plate 33A is supported against the plate 40 from inside. It is also secured against rotation with respect to the plate 40, preferably by corresponding positive locking structures 44 (FIG. 5) on the wave pressure disk 33A and on the plate 40.
  • the other, upper shaft pressure plate 33 B is supported against the lower end face of the pivot pin 1 1.
  • form-locking structures 45 are also present (FIG. 5) in order to prevent a relative rotation of the wave pressure disc 33 B relative to the steering pin 11.
  • the two wave pressure discs 33A, 33B are designed as rings whose cylindrical circumference sits with no or little play in the likewise cylindrical recess 34. It is structurally ensured that the assembly of the two shaft thrust washers 33A, 33B can not take place in any desired rotational position, but only in exactly that rotational position in which the steering axle is set to travel straight ahead. Because the rotational position of the upper shaft pressure plate 33 B is clearly defined by the position or arrangement of the form-locking elements 23 and 45. Similarly, the rotational position of the lower shaft pressure plate 33A is predetermined by the position or arrangement of the form-locking elements 44 in connection with the rotational position of the lid 40. This, in turn, is predetermined by the positions of the screw holes for the screws 41.
  • a passing through the longitudinal openings 13, 14 in the steering pins and the steering pins interconnecting tension element is provided.
  • a tension element is the screw bolt 15 which is supported with its one end from the outside to the lower steering pin 1 1, and the other end is provided with an external thread 35 which is bolted to a threaded bore 14 in the upper steering pin 12.
  • This screwing means that, since the bolt 15 is secured against rotation, by turning the upper pivot pin 12 of the bolt 15 is tightened with the result that the two steering pins 11, 12 are pulled against each other and against the steering fist 10, so that Overall, a rigid unit of steering fist 10, first steering pin 1 1, second steering pin 12 and the bolt 15 results. To achieve this rigid unit so not the bolt is turned or tightened, but conversely, the upper steering pin 12, which is why this plays the additional function of a mother.
  • the steering pin 12 facing away from the steering fist 10, provided with an inner contour 30 for the engagement of a provided with a corresponding outer contour screwing.
  • the inner contour 30 is here wave-shaped, and here is in particular a TORX ® tool contour.
  • a positive locking element 31 is releasably inserted between the bolt 15 and steering pin 12.
  • the positive locking element 31 is here designed as a short cylindrical pin (FIG. 4). This engages at the same time in an outer contour 32 on the outside of the bolt 15, and in the wavy inner contour 30 on the steering pin 12 a.
  • a lid 48 is placed on the upper fork leg 6B, and screwed by means of several screws 49 to the steering fork.
  • a seal 42B is additionally present to protect the bearing bush 8B.
  • a spring assembly 50 is supported from in series disc springs, on the other hand, the steering pin 5 is acted upon by the spring assembly 50 is supported from above against the steering pin 12. This spring force, in addition to the force from the weight of the vehicle, leads to a continuous axial pressure load on the wave-shaped contact surfaces of the two wave pressure plates 33A, 33B.
  • the lower end of the bolt 15 is designed as a bolt head 55.
  • a longitudinal section of the longitudinal opening of the first pivot 11 is formed as a radial extension 56.
  • the bolt head 55 as well as the extension 56 in the steering pin 11 are out of round, preferably in each case as a multi-edge.
  • the two wave pressure discs 33A, 33B are made of a sintered metal. Due to their manufacturing process, shaped parts made of sintered metal are very precise in terms of fit and shape and therefore do not need to be reworked. In addition, a sintered metal component allows a targeted combination z. B. with slip-promoting additives. Because of the porous structure of the sintered metal its impregnation with a suitable lubricant is possible. In addition, since the wave washers are arranged in an externally sealed and sealed space, namely in the recess 34, increased maintenance intervals are possible for the steering axle. LIST OF REFERENCE NUMBERS

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Steering-Linkage Mechanisms And Four-Wheel Steering (AREA)

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Lenkachse mit einem Achskörper (1) und einem daran gelenkig angeordneten, ein Fahrzeugrad lagernden Achsschenkel (3), wobei die Gelenkanordnung (2) umfasst: - eine Lenkgabel (6) aus zwei zueinander starren Gabelschenkeln (6A, 6B), - eine Lenkfaust (10) zwischen den zwei Gabelschenkeln (6A, 6B), - einen die Achse (A) der Gelenkanordnung (2) bildenden, ein- oder mehrteiligen Lenkbolzen (5), und - eine Rücksteileinrichtung (33) aus einer ersten, zu der Lenkgabel (6) drehfesten Wellendruckscheibe (33A) und einer daran abgestützten zweiten, zu der Lenkfaust (10) drehfesten Wellendruckscheibe (33B). Um eine mit einer Rücksteileinrichtung aus einer ersten und einer zweiten Wellendruckscheibe versehene Lenkachse zu schaffen, die besonders wartungsarm ist, sind die Wellendruckscheiben (33A, 33B) in einer Ausnehmung (34) in einem der beiden Gabelschenkel (6A, 6B) angeordnet.

Description

'Lenkachse' Die Erfindung betrifft eine Lenkachse mit einem Achskörper und einem daran gelenkig angeordneten, ein Fahrzeugrad lagernden Achsschenkel, wobei die Gelenkanordnung umfasst: eine Lenkgabel aus zwei zueinander starren Gabelschenkeln, eine Lenkfaust zwischen den zwei Gabelschenkeln, einen die Achse der Gelenkanordnung bildenden, ein- oder mehrteiligen Lenkbolzen, und eine Rücksteileinrichtung aus einer ersten, zu der Lenkgabel drehfesten Wellendruckscheibe und einer daran abgestützten zweiten, zu der Lenkfaust drehfesten Wellendruckscheibe. Lenkachsen mit diesen Merkmalen sind aus der EP 0 246 461 B1 und der WO 2004/048180 A1 bekannt. Die Rücksteileinrichtung aus einer zu der Lenkgabel drehfesten ersten Wellendruckscheibe und einer zu der Lenkfaust drehfesten zweiten Wellendruckscheibe ist bei diesen Lenkachsen zwischen der Lenkfaust und dem unteren Gabelschenkel der Lenkgabel angeordnet. Im Fahrbetrieb kann Feuchtigkeit und Schmutz an die Rücksteileinrichtung gelangen, und insbesondere in den hochbelasteten Kontaktbereich der beiden Wellendruckscheiben. Bei unzureichender Schmiermittelversorgung kommt es zudem zu einem vorschnellen Verschleiß an diesen Druckflächen. Daher ist eine häufige Wartung mit einem genauen Einhalten der vorgegebenen Wartungsintervalle erforderlich. Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine mit einer Rücksteileinrichtung aus einer ersten und einer zweiten Wellendruckscheibe versehene Lenkachse zu schaffen, die besonders wartungsarm ist. Zur L ö s u n g dieser Aufgabe wird bei einer Lenkachse mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, dass die Wellendruckscheiben in einer Ausnehmung in einem der beiden Gabelschenkel angeordnet sind. Erreicht wird so eine in besonderer Weise geschützte Anordnung der die Rücksteileinrichtung bildenden Wellendruckscheiben. Durch deren Anordnung in einer Ausnehmung in einem der Gabelschenkel gelangt im Fahrbetrieb weniger Feuchtigkeit und Schmutz in diesen Bereich, und insbesondere an die Druck- bzw. Kontaktflächen der beiden Wellendruckscheiben. Mit einer Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Ausnehmung, welche vorzugsweise in axialer Verlängerung des Lenkbolzens angeordnet ist, dem Lenkbolzen abgewandt vollkommen verschlossen ist. Auf diese Weise wird ein Austreten von Schmierfett bzw. Fett aus der Rücksteileinrichtung, aber auch aus einem oberhalb angeordneten Gleit- oder Wälzlager verhindert. Das Verschließen erfolgt zum Beispiel durch eine Platte, die lösbar an dem Gabelschenkel befestigt ist. Von zusätzlichem Vorteil ist es, zwischen der Platte und der Öffnung in dem Gabelschenkel eine Dichtung anzuordnen.
Mit einer anderen Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die untere Wellendruckscheibe von innen gegen die Platte abgestützt ist. Vorzugsweise ist diese Wellendruckscheibe gegenüber der Platte drehgesichert, etwa durch korrespondierende Formschlussstrukturen an der Wellendruckscheibe und an der Platte.
Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Lenkbolzen untere und obere Lenkzapfen umfasst, die als separate Bauteile ausgebildet sind, wobei der untere Lenkzapfen drehbar in dem einen Gabelschenkel, und der obere Lenkzapfen drehbar in dem anderen Gabelschenkel angeordnet ist, und wobei die eine der beiden Wellendruckscheiben axial gegen den unteren Lenkzapfen abgestützt ist, und gegenüber diesem drehfest ist.
Eine weitere Ausgestaltung ist gekennzeichnet durch korrespondierende Formschlussstrukturen an der Wellendruckscheibe und dem unteren Lenkzapfen.
Gemäß einer weiteren Ausgestaltung bestehen die beiden Wellendruckscheiben aus einem Sintermetall. Formteile aus Sintermetall sind aufgrund ihres Herstellverfahrens pass- und formgenau und müssen daher nicht nachbearbeitet werden. Zudem können dem gesinterten Material gleitfördernde Zusätze beigegeben werden. Wegen der porösen mikroskopischen Struktur des Sintermetalls ist dessen Tränkung mit einem geeigneten Gleitmittel möglich. Das Gleitmittel, vorzugsweise Öl, dringt in die Poren an der Oberfläche des Sintermetalls ein und führt so zu einem besonders reibungsarmen Kontakt an den wellenförmig gegeneinander abgestützten Kontakt- bzw. Druckflächen der beiden Wellendruckscheiben.
Weitere Einzelheiten und Vorteile ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der zugehörigen Zeichnungen. In diesen ist eine bevorzugte Ausführungsform der Lenkachse dargestellt, und es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Lenkachse im Bereich der Gelenkanordnung; Fig. 2 eine Untersicht auf die Lenkachse im Bereich der Gelenkanordnung;
Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch die Gelenkanordnung entsprechend der in Fig. 2 eingetragenen Schnittebene III-III; Fig. 4 einen Horizontalschnitt entsprechend der in Fig. 3 bezeichneten Schnittebene IV- IV;
Fig. 5 die wichtigsten Einzelteile der Gelenkanordnung, wobei diese vereinzelt wiedergegeben sind.
Die Erläuterung der Erfindung erfolgt im Folgenden anhand einer gezogenen, d. h. nicht- angetriebenen Nachlauf-Lenkachse, wie sie häufig in Fahrzeuganhängern zum Einsatz kommt, wobei sowohl bei Zweiachsaggregaten, als auch bei Dreiachsaggregaten nur die in Fahrtrichtung hinterste Achse üblicherweise eine Lenkachse ist. Die Figuren 1 und 2 zeigen nur das eine Ende einer Nachlauf-Lenkachse. An dem anderen Ende ist, bezogen auf die Fahrzeug-Mittellinie, die Lenkachse symmetrisch gestaltet.
Ein Achskörper 1 in Gestalt eines sich über den größten Teil der Fahrzeugbreite erstreckenden Achsrohrs ist auf beiden Fahrzeugseiten über einen nicht dargestellten Achslenker sowie den Luftbalg einer Luftfederung gegenüber dem Fahrzeugchassis abgestützt. An jedem Ende des rohrförmigen Achskörpers 1 ist, in Fahrtrichtung verkröpft, eine Lenkfaust 10 starr befestigt. Diese bildet zusammen mit einem daran um eine vertikale Schwenkachse A schwenkbar gelagerten Lenkgabel 6 eine den Lenkausschlag des Fahrzeugrades bestimmende Gelenkanordnung 2. Das zentrale Element der Gelenkanordnung 2 ist ein Lenkbolzen 5, welcher die im Wesentlichen vertikale Schwenkachse A der Lenkachse definiert, um die herum der Lenkausschlag erfolgt. Der Lenkbolzen 5 ist hier aus mehreren Elementen bzw. Einzelteilen zusammengesetzt. Bei dem hier beschriebenen Ausführungsbeispiel ist der Achskörper 1 durchgehend von der einen bis zur anderen Fahrzeugseite. Die Erfindung lässt sich jedoch auch bei einer Einzelradaufhängung mit getrennten Achskörpern 1 auf beiden Fahrzeugseiten realisieren.
Die vorzugsweise geschmiedete Lenkgabel 6 setzt sich aus einem unteren Gabelschenkel 6A und einem dazu starren oberen Gabelschenkel 6B zusammen. An der Lenkgabel 6 ist, vorzugsweise mit angeschmiedet, der Achsschenkel 3 sowie ein Bremsträger 4 für die Radbremse ausgebildet. Die Gelenkgabel 6 ist gelenkig mit einer quer zur Fahrtrichtung angeordneten Lenkstange 7 verbunden. Auf dem Achsschenkel 3 ist über Wälzlager das jeweilige Fahrzeugrad drehbar gelagert. Der Lenkbolzen 5 ist, im Vergleich zum Achskörper 1 und zum Achsschenkel 3, in Fahrzeuglängsrichtung versetzt angeordnet.
Gemäß Fig. 3 befindet sich die Lenkfaust 10 zwischen den beiden Gabelschenkeln 6A, 6B der Lenkgabel 6. Zur schwenkbaren Lagerung der Lenkgabel 6 und damit des Achsschenkels 3 an der Lenkfaust 10 sind die Gabelschenkel 6A, 6B jeweils mit zueinander fluchtenden, durchgehenden Öffnungen versehen. Bei diesen Öffnungen handelt es sich um Bohrungen, in die Lagerbuchsen 8A, 8B eines Gleitlagers eingepresst sind. Die mit Schmiermitteltaschen versehenen inneren Mantelflächen der vorzugsweise aus Messing bestehenden Lagerbuchsen 8A, 8B bilden den einen Gleitpartner des Gleitlagers. Den anderen Gleitpartner des Gleitlagers bilden die zylindrisch bearbeiteten Außenseiten von Lenkzapfen 11 , 12.
Die Gleitlager 8A, 8B sind nach innen, d. h. zu der Lenkfaust 10 hin, durch Wellendichtringe 19 abgedichtet, so dass aus dem Bereich der Lenkfaust 10 keine Feuchtigkeit und kein Schmutz an die Gleitlager 8A, 8B gelangen kann.
Die zwei Lenkzapfen 11 , 12 bilden, gemeinsam mit einem zentralen Schraubbolzen 15, den Lenkbolzen 5 der Lenkachse. Die Lenkzapfen 1 1 , 12 sind starr mit der Lenkfaust 10 verbunden, wobei sich der untere Lenkzapfen 11 in der Öffnung bzw. Bohrung des unteren Gabelschenkels 6A befindet und darin über die Gleitlagerbuchse 8A gelagert ist, während der obere Lenkzapfen 12 in der Öffnung bzw. Bohrung des oberen Gabelschenkels 6B angeordnet ist und darin über die andere Gleitlagerbuchse 8B gelagert ist. Über Schmiernippel lassen sich die beiden Gleitlager 8A, 8B mit Schmierstoff versorgen. Anstelle der Gleitlager bzw. der Lagerbuchsen 8A, 8B können für die Lagerung der Lenkzapfen 11 , 12 auch Wälzlager, z.B. Kegelrollen-Wälzlager zum Einsatz kommen, die in die Bohrungen in den Gabelschenkeln 6A, 6B eingesetzt sind. Die Lenkfaust 10 weist eine nach unten gerichtete erste Stirnseite 21 und eine dieser abgewandte zweite Stirnseite 22 auf. Der obere Lenkzapfen 12 ist unter Zwischenlage einer Dichtung 25B gegen die zweite Stirnseite 22 abgestützt, und zwar kraft- bzw. reibschlüssig. Der untere Lenkzapfen 11 ist, ebenfalls unter Zwischenlage einer Dichtung 25A, gegen die Stirnseite 21 abgestützt, wobei im Abstützbereich zusätzlich Formschlussstrukturen 23 ausgebildet sind, die sicherstellen, dass der untere Lenkzapfen 1 1 in jedem Fall drehfest gegenüber der Lenkfaust 10 ist.
Im unteren Bereich ist die Gelenkanordnung 2 mit einer Rücksteileinrichtung 33 versehen. Diese setzt sich zusammen aus einer ersten, zu der Lenkgabel 6 drehfesten Wellendruckscheibe 33A und einer daran abgestützten zweiten, zu der Lenkfaust 10 drehfesten Wellendruckscheibe 33B. Der Grundaufbau solcher Wellendruckscheiben ist aus der EP 0 246 461 B1 bekannt.
Die Wellendruckscheiben 33A, 33B befinden sich vollständig in einer vorzugsweise zylindrischen Ausnehmung 34 in dem unteren Gabelschenkel 6A. Die Ausnehmung 34 ist in axialer Verlängerung des unteren Lenkzapfens 1 1 des Lenkbolzens angeordnet. Der Durchmesser der Ausnehmung 34 ist größer als der Durchmesser der sich oberhalb anschließenden Bohrung, in der das untere Gleitlager 8A sitzt. Die Ausnehmung 34 ist, dem Lenkbolzen abgewandt, durch eine Platte 40 verschlossen. Diese bildet einen stabilen Deckel und ist mittels mehrerer Schrauben 41 lösbar von unten gegen den Gabelschenkel 6A befestigt. Zusätzlich ist zwischen der Platte 40 und der Durchgangsöffnung des Gabelschenkels 6A eine Dichtung 42A angeordnet, so dass im Bereich der Platte 40 weder Schmutz, noch Feuchtigkeit zu der Rücksteileinrichtung 33 mit den beiden Wellendruckscheiben 33A, 33B und zu dem Gleitlager 8A dringen kann. Auch von der anderen Seite her können Schmutz und Feuchtigkeit nicht eindringen, da dies der Wellendichtring 19 verhindert.
Die untere Wellendruckscheibe 33A ist von innen gegen die Platte 40 abgestützt. Sie ist außerdem gegenüber der Platte 40 drehgesichert, vorzugsweise durch korrespondierende Formschlussstrukturen 44 (Fig. 5) an der Wellendruckscheibe 33A und an der Platte 40. Die andere, obere Wellendruckscheibe 33B ist gegen die untere Stirnfläche des Lenkzapfens 1 1 abgestützt. Auch im Bereich dieser Abstützung sind Formschlussstrukturen 45 vorhanden (Fig. 5), um eine Relativdrehung der Wellendruckscheibe 33B gegenüber dem Lenkzapfen 11 zu verhindern.
Die beiden Wellendruckscheiben 33A, 33B sind als Ringe gestaltet, deren zylindrischer Umfang mit keinem oder nur geringem Spiel in der ebenfalls zylindrischen Ausnehmung 34 sitzt. Konstruktiv ist sichergestellt, dass die Montage der zwei Wellendruckscheiben 33A, 33B nicht in einer beliebigen Drehposition erfolgen kann, sondern nur in genau jener Drehposition, in der die Lenkachse auf Geradeausfahrt eingestellt ist. Denn die Drehposition der oberen Wellendruckscheibe 33B ist durch die Lage bzw. Anordnung der Formschlusselemente 23 und 45 eindeutig vorgegeben. Ähnlich ist die Drehposition der unteren Wellendruckscheibe 33A durch die Lage bzw. Anordnung der Formschlusselemente 44 in Verbindung mit der Drehposition des Deckels 40 vorgegeben. Diese wiederum ist verwechslungssicher vorgegeben durch die Positionen der Schraublöcher für die Schrauben 41.
Um die beiden Lenkzapfen 11 , 12 gegen die Lenkfaust 10 abzustützen, ist ein durch die Längsöffnungen 13, 14 in den Lenkzapfen hindurchführendes und die Lenkzapfen miteinander verbindendes Zugelement vorgesehen. Als Zugelement dient der Schraubbolzen 15, der mit seinem einen Ende von außen her an dem unteren Lenkzapfen 1 1 abgestützt ist, und dessen anderes Ende mit einem Außengewinde 35 versehen ist, welches mit einer Gewindebohrung 14 in dem oberen Lenkzapfen 12 verschraubt ist. Diese Verschraubung führt dazu, dass, da der Schraubbolzen 15 gegen Verdrehen gesichert ist, durch Drehen des oberen Lenkzapfens 12 der Schraubbolzen 15 angezogen wird mit der Folge, dass die beiden Lenkzapfen 11 , 12 gegeneinander und gegen die Lenkfaust 10 gezogen werden, so dass sich insgesamt eine starre Einheit aus Lenkfaust 10, erstem Lenkzapfen 1 1 , zweitem Lenkzapfen 12 und dem Schraubbolzen 15 ergibt. Zum Erzielen dieser starren Einheit wird also nicht der Schraubbolzen gedreht bzw. angezogen, sondern umgekehrt der obere Lenkzapfen 12, weshalb diesem insoweit die zusätzliche Funktion einer Mutter zukommt.
Im Hinblick auf diese Funktion ist der Lenkzapfen 12, der Lenkfaust 10 abgewandt, mit einer Innenkontur 30 für den Eingriff eines mit einer entsprechenden Außenkontur versehenen Schraubwerkzeugs versehen. Die Innenkontur 30 ist hier wellenförmig gestaltet, und ist hier insbesondere eine TORX®-Werkzeugkontur. Um nach dem Anziehen des Lenkzapfens 12 dessen Drehlage in Bezug auf den Schraubbolzen 15 zu fixieren, wird ein Formschlusselement 31 lösbar zwischen Schraubbolzen 15 und Lenkzapfen 12 eingesetzt. Das Formschlusselement 31 ist hier als ein kurzer zylindrischer Stift gestaltet (Fig. 4). Dieser greift zugleich in eine Außenkontur 32 auf der Außenseite des Schraubbolzens 15, und in die wellenförmige Innenkontur 30 an dem Lenkzapfen 12 ein. Indem die Außenkontur 32 mehrfach über den Umfang des Schraubbolzens 15 vorhanden ist, lässt sich die Drehposition in relativ kleinen Winkelschritten fixieren. Zur Sicherung gegen ein axiales Lösen des Formschlusselements 31 ist dieses an einem Ring befestigt, welcher das obere Ende des Schraubbolzens 15 umgibt.
Von oben her ist auf den oberen Gabelschenkel 6B ein Deckel 48 aufgesetzt, und mittels mehrerer Schrauben 49 mit der Lenkgabel verschraubt. Auch hier ist zum Schutz der Lagerbuchse 8B zusätzlich eine Dichtung 42B vorhanden. Innen gegen den Deckel 48 stützt sich eine Federanordnung 50 aus in Reihe geschalteten Tellerfedern ab, die andererseits den Lenkbolzen 5 beaufschlagt, indem sich die Federanordnung 50 von oben gegen den Lenkzapfen 12 abstützt. Diese Federkraft führt, neben der Kraft aus dem Gewicht des Fahrzeugs, zu einer andauernden axialen Druckbelastung an den wellenförmigen Kontaktflächen der zwei Wellendruckscheiben 33A, 33B.
Das untere Ende des Schraubbolzens 15 ist als ein Bolzenkopf 55 gestaltet. Für eine zumindest teilweise Aufnahme des Bolzenkopfes 55 ist ein Längsabschnitt der Längsöffnung des ersten Lenkzapfens 11 als eine radiale Erweiterung 56 ausgebildet. Um den Schraubbolzen 15 gegen Drehen zu sichern, sind der Bolzenkopf 55 ebenso wie die Erweiterung 56 in dem Lenkzapfen 11 unrund gestaltet, vorzugsweise jeweils als Mehrkante.
Die beiden Wellendruckscheiben 33A, 33B bestehen aus einem Sintermetall. Formteile aus Sintermetall sind aufgrund ihres Herstellverfahrens sehr pass- und formgenau und müssen daher nicht nachbearbeitet werden. Zudem ermöglicht ein gesintertes Metallbauteil eine gezielte Kombination z. B. mit gleitfördernden Zusätzen. Denn wegen der porösen Struktur des Sintermetalls ist dessen Tränkung mit einem geeigneten Gleitmittel möglich. Da zudem die Wellendruckscheiben in einem nach außen abgeschlossenen und abgedichteten Bauraum angeordnet sind, nämlich in der Ausnehmung 34, werden für die Lenkachse erhöhte Wartungsintervalle möglich. Bezugszeichenliste
1 Achskörper
2 Gelenk
3 Achsschenkel
4 Bremsträger
5 Lenkbolzen
6 Lenkgabel
6A Gabelschenkel
6B Gabelschenkel
7 Lenkstange
8A Lagerbuchse, Gleitlager
8B Lagerbuchse, Gleitlager
10 Lenkfaust
1 1 erster Lenkzapfen
12 zweiter Lenkzapfen
13 Längsöffnung
14 Längsöffnung, Gewindebohrung
15 Zugelement, Schraubbolzen
19 Wellendichtring
21 erste Stirnseite
22 zweite Stirnseite
23 Formschlussstruktur
25A Dichtung
25B Dichtung
30 Innenkontur
31 Formschlusselement
32 Außenkontur
33 Rücksteileinrichtung
33A Wellendruckscheibe
33B Wellendruckscheibe
34 Ausnehmung
35 Außengewinde
40 Platte, Deckel
41 Schraube A Dichtung
B Dichtung
Formschlussstruktur
Formschlussstruktur
Deckel
Schraube
Federanordnung
Bolzenkopf
Erweiterung
Schwenkachse

Claims

Patentansprüche
Lenkachse mit einem Achskörper (1) und einem daran gelenkig angeordneten, ein Fahrzeugrad lagernden Achsschenkel (3), wobei die Gelenkanordnung (2) umfasst: eine Lenkgabel (6) aus zwei zueinander starren Gabelschenkeln (6A, 6B), eine Lenkfaust (10) zwischen den zwei Gabelschenkeln (6A, 6B), einen die Achse (A) der Gelenkanordnung (2) bildenden, ein- oder mehrteiligen Lenkbolzen (5), und eine Rücksteileinrichtung (33) aus einer ersten, zu der Lenkgabel (6) drehfesten Wellendruckscheibe (33A) und einer daran abgestützten zweiten, zu der Lenkfaust (10) drehfesten Wellendruckscheibe (33B), dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendruckscheiben (33A, 33B) in einer Ausnehmung (34) in einem der beiden Gabelschenkel (6A, 6B) angeordnet sind.
Lenkachse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (34) in axialer Verlängerung des Lenkbolzens (5) angeordnet ist.
Lenkachse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (34) dem Lenkbolzen abgewandt verschlossen ist.
Lenkachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (34) durch eine Platte (40) verschlossen ist, die lösbar an dem Gabelschenkel (6A) befestigt und vorzugsweise über eine Dichtung (42A) diesem gegenüber abgedichtet ist.
Lenkachse nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellendruckscheibe (33A) von innen gegen die Platte (40) abgestützt ist.
Lenkachse nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Wellendruckscheibe (33A) gegenüber der Platte (40) drehgesichert ist, vorzugsweise durch korrespondierende Formschlussstrukturen (44) an der Wellendruckscheibe und der Platte.
7. Lenkachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkbolzen (5) als separate Bauteile ausgebildete untere und obere Lenkzapfen (11 , 12) umfasst, wobei der untere Lenkzapfen (1 1) drehbar in dem einen Gabelschenkel (6A), und der obere Lenkzapfen (12) drehbar in dem anderen Gabelschenkel (6B) angeordnet ist, und wobei die eine Wellendruckscheibe (33B) axial gegen den unteren Lenkzapfen (11) abgestützt, und gegenüber diesem drehfest ist.
8. Lenkachse nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch korrespondierende Formschlussstrukturen (45) an der Wellendruckscheibe (33B) und dem unteren Lenkzapfen (11).
9. Lenkachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Wellendruckscheiben (33A, 33B) aus gesintertem Metall bestehen.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2004048180A1 (de) 2002-11-28 2004-06-10 Otto Sauer Achsenfabrik Keilberg Kg Schwenklager sowie mit einem solchen ausgestattete lenkachse

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