WO2016202513A1 - Gelenkverbindung und anordnung zur aufhängung eines rades - Google Patents

Gelenkverbindung und anordnung zur aufhängung eines rades Download PDF

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    • B60G2206/11—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link
    • B60G2206/111—Constructional features of arms the arm being a radius or track or torque or steering rod or stabiliser end link of adjustable length
    • B60G2206/1116—Actively adjustable during driving

Definitions

  • the invention relates to a hinge connection for the articulated connection of a first and a second component according to the preamble of claim 1.
  • the invention also relates to an arrangement for suspending a wheel on a motor vehicle according to the preamble of claim 12.
  • Articulated joints are known in particular from the chassis construction for motor vehicles: for example, links of a wheel suspension are connected to one another or to other components of the chassis by means of joints.
  • Ball joints used in practice are in the specialist literature, for example in
  • the ball joint basically comprises a ball joint called a joint body and a housing with an optional ball socket, which receives the ball stud many turning or
  • Rubber mounts are also used in chassis construction for connecting suspension components, cf. Fahrtechnikhandbuch, Bernd H Corporationing et al., Pages 356 - 361. Rubber mounts have a variety of degrees of freedom, however, the displacement is connected by the rubber bearing
  • Swivel movements and rubber bearings allow rotational, swivel and translational movements, but overcoming shear or shear forces of the elastomer.
  • the Rotary axis of the joint body is arranged eccentrically with respect to its central axis or axis of symmetry.
  • the axis of rotation which may be formed as a hinge, is offset parallel to the central axis. This results in a rotation of the joint body about its axis of rotation an additional degree of freedom in the form of a translational movement.
  • Such an expansion of the degrees of freedom in a joint connection comes in different requirements in the
  • At least one fastening means is provided on the joint body at a distance from the axis of rotation, which serves for the introduction and reception of actuating or bearing forces.
  • a force, z. B. is applied by an actuator, results in a moment about the axis of rotation, which leads to a pivoting of the joint body about the eccentric axis of rotation and thus to a translational movement of the joint body.
  • the arrangement and design of the at least one fastening means results from the respective application.
  • the joint body is as
  • the articulation is a ball joint with a variety of rotational degrees of freedom. The by the
  • Articulated interconnected suspension components can thus be pivoted about a plurality of spatially arranged axes of rotation against each other.
  • the joint body is formed as a cylindrical body or pin, d. H. as a rotary or pivot joint, which has only one axis of rotation and thus only one rotational degree of freedom. Again, there is an advantage an additional translational degree of freedom.
  • Fastening means designed as a pin or bolt, preferably two on a common longitudinal axis arranged bolts are inserted into corresponding holes of the joint body.
  • An actuator can be articulated to these bolts, so that its actuating force can be transmitted to the joint body for generating a torque.
  • a bearing sleeve arranged coaxially to the axis of rotation is rotatably mounted in the joint body.
  • the bearing sleeve thus forms an eccentrically arranged in the joint body pivot, so that a pivoting of the joint body about the axis of rotation is possible.
  • plain bearings or rolling bearings are provided between the bearing sleeve and the joint body.
  • the friction is reduced during the rotational movement between the bearing sleeve and the joint body. Therefore, only small actuating forces are required for the adjustment.
  • the bearing sleeve is clamped by means of a tie bolt, which passes through the bearing sleeve, with the first component.
  • the bearing sleeve thus acts as an axis which is fixed relative to the first component and allows rotation of the joint body.
  • the first component as
  • Subframe of a suspension particularly preferably one
  • the subframe thus serves as a fixed point for the suspension.
  • the second component as a link, for example, as a wishbone or control arm of a suspension of a
  • Subframe and suspension serve.
  • an actuator can be connected to the joint body via the at least one fastening means. The actuating force of the actuator causes a rotational movement and thus a
  • Translational movement of the joint body This can be advantageous, for example, in the lane adjustment or steering movement on a rear axle steering.
  • the toe link of a suspension via the inventive joint on the one hand with the subframe and on the other hand connected to an actuator, wherein the attachment to the subframe via the rotary joint in the joint body.
  • the restoring forces of the actuator are z. B. initiated via bolts on the joint body, bringing about the toe link
  • Fig. 1 shows a hinge connection according to the invention with eccentric
  • FIG. 1 Axis of rotation 2a, the joint connection according to FIG. 1 in cross section in starting position, FIG.
  • FIG. 4a shows a hinge connection according to the invention for the connection of a
  • FIG. 4b the suspension of FIG. 4a with a view towards the inside of the wheel carrier.
  • the articulated connection 1 comprises a ball joint formed as a hinge body 4 with a symmetry or central axis m.
  • the joint body 4 has a
  • the spherical portion 4a is in a
  • Joint body 4 respectively ball studs thus forms with the housing 6 a
  • the rotary joint 7 comprises a bearing sleeve 8 and a sliding bearing 9, which is received in a coaxial with the axis of rotation a arranged bore 10 of the joint body 4.
  • the bearing sleeve 8 is penetrated by a tie bolt 1 1, which clamps the bearing sleeve 8 between the sub-frame 2 a, 2 b frontally and thus fixed in a form-fitting manner.
  • the ball pin 4 is due to the pivot bearing 7 in a position to perform a rotary or pivotal movement about the stationary axis of rotation a.
  • the joint body 4 further comprises two arranged on a common longitudinal axis b, as a bolt 12, 13 formed
  • the joint body 4, in particular the spherical portion 4a may be formed as a cylindrical body with the central axis m as a cylinder axis.
  • the ball joint so could also be a rotary joint with the axis of rotation m occur.
  • the component 2 may be formed as a handlebar and the component 3 as a subframe.
  • An actuator (not shown) could then be hinged directly to the component 2; the holes 14, 15 and the
  • Fixing means 12, 13 could be omitted or by appropriate
  • FIG. 2a and Fig. 2b show the hinge joint 1 of FIG. 1, shown in a cross section, in different positions.
  • the piercing point of the axis of rotation a (FIG. 1) through the plane of the drawing is designated A in FIG. 2 a and FIG. 2 b and is regarded as a fixed point, since the rotary joint 7 (FIG. 1) is fixed relative to the auxiliary frame 2 a, 2 b.
  • the piercing point of the central axis m (FIG. 1) through the plane of the drawing is denoted by M.
  • the housing 6, in which the spherical part 4 a of the joint body 4 is received, is surrounded by an annular eye 3 a of the link 3.
  • a force F of an actuator engages and causes - as shown in FIG. 2b - a pivoting of the joint body 4 about the fixed point A or the fixed axis of rotation a (FIG. 1).
  • the pivoting is recognizable by a beam S, which runs through the fixed point A and is shown in dashed lines, as well as by the displaced position of the bolt 12 '. Due to the pivoting results in a translational movement of the center M from the initial position in Fig. 2a in the direction of the center M 'in Fig. 2b. Simultaneously with the displacement of the center M results in a displacement of the arm 3 in the position 3 ', which is illustrated by the displacement x.
  • the articulated connection 1 in addition to the rotational degrees of freedom due to the ball joint 4a, 6, additionally comprises a translatory degree of freedom, which is made possible by the eccentrically arranged rotary joint 7. in the Difference to the initially acknowledged rubber bearings causes the rotary joint 7 only a minimal bearing friction, ie the required for the displacement x actuator force F is relatively low.
  • Fig. 3 shows a first application example of the invention for a suspension 16 of a rear axle steering of a motor vehicle.
  • the suspension 16 includes a wheel 17, which is pivotally connected to an upper, designed as a wishbone 18 wishbone and a lower, also designed as a wishbone control arm 19 is connected. Both wishbones 18, 19 are - which is not shown - connected to a subframe on the vehicle side.
  • a toe link 20 which vehicle side, d. H. is connected to the subframe, not shown on the articulated joint 21 according to the invention.
  • the articulated joint 21 according to the invention which is received by the vehicle-side end of the track link 20, has a
  • eccentric pivot 21 a and a pin 21 b for the articulation of an actuator 30 The hinge 21 a is fixedly connected to the subframe, not shown.
  • the bolt 21 b pivots about the pivot joint 21 a, so that the control arm 20 carries out a translational movement, which is transmitted to the wheel carrier 17 and this to a rotation about its vertical axis, d. H. causes a change in the toe angle.
  • FIGS. 4a and 4b show a further application example of the invention for a wheel suspension 22, which is shown in various isometric views.
  • a wheel carrier 23 is connected via an upper transverse link 24 and a lower, designed as a four-point or trapezoidal link 25 wishbone with a subframe, not shown. Further, on the wheel 23 engages a toe link
  • the four-point link 25 is connected via two joints with the wheel carrier 23, wherein one of the two joints as inventive
  • Articulated connection 27 is formed. It is eccentrically arranged
  • Swivel joint 27a connected to the wheel carrier 23. Due to the articulation
  • the four-point link 25 is capable of, in addition to the three
  • the suspension according to the invention 22nd corresponds to the known from the aforementioned prior art
  • Trapezoidal link suspension in which upper and lower wishbones by an additional link, also called integral link, are interconnected.
  • This known integral link designed as an intermediate coupling, is characterized by the

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung (1) zur gelenkigen Verbindung von einem ersten Fahrwerk-Bauteil (2) mit einem zweiten Fahrwerk-Bauteil (3), umfassend einen Gelenkkörper (4) mit einer Mittelachse (m) und einer Drehachse (a), ein den Gelenkkörper (4) aufnehmendes Gehäuse (6), wobei der Gelenkkörper (4) an dem ersten Fahrwerk-Bauteil (2) und das Gehäuse (6) an dem zweiten Fahrwerk-Bauteil (3) befestigbar sind. Es wird vorgeschlagen, dass die Drehachse (a) exzentrisch zur Mittelachse (m) angeordnet ist.

Description

Gelenkverbindung und Anordnung zur Aufhängung eines Rades
Die Erfindung betrifft eine Gelenkverbindung zur gelenkigen Verbindung von einem ersten und einem zweiten Bauteil nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 . Die Erfindung betrifft auch eine Anordnung zur Aufhängung eines Rades an einem Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 12.
Gelenkverbindungen sind insbesondere aus dem Fahrwerkbau für Kraftfahrzeuge bekannt: beispielsweise werden Lenker einer Radaufhängung untereinander oder mit anderen Komponenten des Fahrwerks durch Gelenke verbunden. In der Praxis verwendete Kugelgelenke sind in der Fachliteratur, beispielsweise in
„Fahrwerkhandbuch", Bernd Heißing et al., 4. Aufl., 2013, Seite 342 - 356 dargestellt und beschrieben. Das Kugelgelenk umfasst grundsätzlich einen als Kugelzapfen bezeichneten Gelenkkörper und ein Gehäuse mit einer optionalen Kugelschale, welches den Kugelzapfen aufnimmt. Das Kugelgelenk hat viele Dreh- oder
Schwenkachsen und entsprechend viele Freiheitsgrade. Vom Kugelgelenk ist das Drehgelenk (vgl. Seite 361 in Fahrwerkhandbuch, Bernd Heißing et al.) zu
unterscheiden, welches einen zylindrischen Gelenkkörper, nur eine Drehachse (die Zylinderachse) und damit nur einen Drehfreiheitsgrad aufweist. Neben den Kugel - und Drehgelenken werden im Fahrwerkbau auch Gummilager zur Verbindung von Fahrwerkskomponenten eingesetzt, vgl. Fahrwerkhandbuch, Bernd Heißing et al., Seite 356 - 361 . Gummilager weisen eine Vielzahl von Freiheitsgraden auf, allerdings ist die Verschiebung der durch das Gummilager verbundenen
Komponenten mit einem gewissen Kraftaufwand verbunden und die Führung nicht exakt wie bei Kugelgelenken. Zusammenfassend kann man feststellen, dass
Kugelgelenke zwar eine Vielzahl von unterschiedlichen Dreh- und
Schwenkbewegungen und Gummilager Dreh-, Schwenk- und Translationsbewegungen zulassen, allerdings unter Überwindung von Schub- oder Scherkräften des Elastomers. Hier ergeben sich für praktische Anforderungen im Fahrwerkbau Potenziale für die Weiterbindung für Gelenkverbindungen.
Nach einem ersten Aspekt der Erfindung ist bei einer Gelenkverbindung der zur gelenkigen Verbindung von Fahrwerksbauteilen genannten Art vorgesehen, dass die Drehachse des Gelenkkörpers gegenüber seiner Mittel- oder Symmetrieachse exzentrisch angeordnet ist. Die Drehachse, welche als Drehgelenk ausgebildet sein kann, ist gegenüber der Mittelachse parallel versetzt. Dadurch ergibt sich bei einer Drehung des Gelenkkörpers um seine Drehachse ein zusätzlicher Freiheitsgrad in Form einer Translationsbewegung. Eine derartige Erweiterung der Freiheitsgrade bei einer Gelenkverbindung kommt verschiedenen Anforderungen bei der
Radaufhängung im Fahrwerkbau entgegen. Durch den zusätzlich erhaltenen translatorischen Freiheitsgrad ergibt sich auch eine Vereinfachung der
Gelenkverbindung, da eine zweite Gelenkverbindung entfallen kann.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform ist am Gelenkkörper im Abstand zur Drehachse mindestens ein Befestigungsmittel vorgesehen, welches der Einleitung und Aufnahme von Stell- oder Lagerkräften dient. Im Falle, dass eine Stellkraft, z. B. durch einen Aktuator aufgebracht wird, ergibt sich ein Moment um die Drehachse, was zu einer Verschwenkung des Gelenkkörpers um die exzentrische Drehachse und damit zu einer Translationsbewegung des Gelenkkörpers führt. Die Anordnung und Ausbildung des mindestens einen Befestigungsmittels ergibt sich aus dem jeweiligen Einsatzzweck.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Gelenkkörper als
Kugelzapfen ausgebildet, d. h. bei der Gelenkverbindung handelt es sich um ein Kugelgelenk mit einer Vielzahl von Drehfreiheitsgraden. Die durch die
Gelenkverbindung miteinander verbundenen Fahrwerk-Bauteile können somit um eine Vielzahl von räumlich angeordneten Drehachsen gegeneinander verschwenkt werden.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist der Gelenkkörper als zylindrischer Körper oder Zapfen ausgebildet, d. h. als Dreh- oder Schwenkgelenk, welches nur eine Drehachse und damit nur einen Drehfreiheitsgrad aufweist. Auch hier ergibt sich als Vorteil ein zusätzlicher translatorischer Freiheitsgrad.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das mindestens eine
Befestigungsmittel als Zapfen oder Bolzen ausgebildet, wobei vorzugsweise zwei auf einer gemeinsamen Längsachse angeordnete Bolzen in entsprechende Bohrungen des Gelenkkörpers eingesetzt werden. An diese Bolzen kann ein Aktuator angelenkt werden, so dass dessen Stellkraft zur Erzeugung eines Drehmoments auf den Gelenkkörper übertragen werden kann.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist im Gelenkkörper eine koaxial zur Drehachse angeordnete Lagerhülse drehbar gelagert. Die Lagerhülse bildet somit ein im Gelenkkörper exzentrisch angeordnetes Drehgelenk, so dass eine Verschwenkung des Gelenkkörpers um die Drehachse möglich ist.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind zwischen der Lagerhülse und dem Gelenkkörper Gleitlager oder Wälzlager vorgesehen. Dadurch wird die Reibung bei der Drehbewegung zwischen Lagerhülse und Gelenkkörper reduziert. Daher sind zur Verstellung nur geringe Stellkräfte erforderlich.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist die Lagerhülse mittels eines Zugbolzens, welcher die Lagerhülse durchsetzt, mit dem ersten Bauteil verspannt. Die Lagerhülse wirkt somit als Achse, die gegenüber dem ersten Bauteil fixiert ist und eine Drehung des Gelenkkörpers erlaubt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das erste Bauteil als
Hilfsrahmen einer Radaufhängung, besonders bevorzugt einer
Kraftfahrzeughinterachse ausgebildet. Unter Hilfsrahmen kann beispielsweise ein Achsträger oder Fahrschemel verstanden werden, d. h. ein Zwischenglied zwischen der Einzelradaufhängung und dem Fahrzeugrahmen oder der Karosserie. Der Hilfsrahmen dient somit für die Radaufhängung als Fixpunkt.
Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform ist das zweite Bauteil als Lenker, beispielsweise als Querlenker oder Spurlenker einer Radaufhängung eines
Kraftfahrzeuges ausgebildet. Somit kann die erfindungsgemäße Gelenkverbindung mit exzentrisch eingebautem Drehgelenk als gelenkige Verbindung zwischen
Hilfsrahmen und Radaufhängung dienen. Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform kann über das mindestens eine Befestigungsmittel ein Aktuator mit dem Gelenkkörper verbunden werden. Die Stellkraft des Aktuators bewirkt eine Drehbewegung und damit eine
Translationsbewegung des Gelenkkörpers. Dies kann beispielsweise vorteilhaft bei der Spurverstellung bzw. Lenkbewegung an einer Hinterachslenkung sein.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Spurlenker einer Radaufhängung über die erfindungsgemäße Gelenkverbindung einerseits mit dem Hilfsrahmen und andererseits mit einem Aktuator verbunden, wobei die Befestigung am Hilfsrahmen über das Drehgelenk im Gelenkkörper erfolgt. Die Stellkräfte des Aktuators werden z. B. über Bolzen am Gelenkkörper eingeleitet, womit über den Spurlenker eine
Änderung des Spurwinkels der Hinterräder bewirkt werden kann.
Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung ist bei einer Anordnung zur Aufhängung eines Rades vorgesehen, dass eine von zwei radseitigen Gelenkverbindungen an einem Vierpunktlenker als erfindungsgemäße Gelenkverbindung, d. h. mit einem achsversetzt angeordneten Drehgelenk ausgebildet ist. Der Vorteil dieser Anordnung besteht darin, dass ein herkömmlicher Integrallenker einer Integralachse durch die erfindungsgemäße Gelenkverbindung ersetzt werden kann. Integrallenker sind bei Vierpunkt- oder Trapezlenkeraufhängungen bekannt (vgl. Fahrwerkhandbuch, Bernd Heißing, 4. Aufl., Seite 451 - 452); sie bilden einen kurzen Zusatzlenker
(Zwischenkoppel) zwischen unterem und oberem Querlenker und dienen der
Aufnahme von Brems- oder Beschleunigungsmomenten. Diese Funktion kann anstelle des Integrallenkers die erfindungsgemäße Gelenkverbindung übernehmen, und zwar auf Grund des zusätzlichen translatorischen Freiheitsgrades. Dies hat eine vereinfachte Radaufhängung zur Folge.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
Fig. 1 eine erfindungsgemäße Gelenkverbindung mit exzentrischer
Drehachse, Fig. 2a die Gelenkverbindung gemäß Fig. 1 im Querschnitt in Ausgangslage,
Fig. 2b die Gelenkverbindung in verschobener Position,
Fig. 3 die erfindungsgemäße Gelenkverbindung, eingebaut in einen
Spurlenker einer Radaufhängung,
Fig. 4a eine erfindungsgemäße Gelenkverbindung zur Verbindung eines
Vierpunktlenkers mit einem Radträger einer Radaufhängung,
Fig. 4b die Radaufhängung gemäß Fig. 4a mit Blickrichtung auf die Innenseite des Radträgers.
Fig. 1 zeigt eine erfindungsgemäße Gelenkverbindung 1 zwischen einem ersten als Hilfsrahmen 2a, 2b eines Kraftfahrzeuges ausgebildeten Bauteil 2 und einem zweiten als Lenker 3 ausgebildeten Bauteil 3 einer Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug. Unter dem Hilfsrahmen 2 kann ein fahrzeugseitig befestigter Achsträger verstanden werden, an welchem Lenker einer Radaufhängung gelenkig befestigt werden. Die Gelenkverbindung 1 umfasst einen als Kugelzapfen ausgebildeten Gelenkkörper 4 mit einer Symmetrie- oder Mittelachse m. Der Gelenkkörper 4 weist einen
kugelförmigen Bereich 4a und zwei an den kugelförmigen Bereich 4a anschließende zylindrische Zapfen 4b, 4c auf. Der kugelförmige Bereich 4a ist in einem
schalenförmig ausgebildeten, eine Gleitlagerschicht 5 aufweisenden Gehäuse 6, welches mit dem Lenker 3 verbunden ist, drehbeweglich aufgenommen. Der
Gelenkkörper 4 respektive Kugelzapfen bildet somit mit dem Gehäuse 6 ein
Kugelgelenk mit Drehfreiheitsgraden um drei Raumachsen. Parallel zu der
Mittelachse m und versetzt um den Betrag einer Exzentrizität e ist eine Drehachse a eines Drehgelenks 7 angeordnet. Das Drehgelenk 7 umfasst eine Lagerhülse 8 sowie ein Gleitlager 9, welches in einer koaxial zur Drehachse a angeordneten Bohrung 10 des Gelenkkörpers 4 aufgenommen ist. Die Lagerhülse 8 wird von einem Zugbolzen 1 1 durchsetzt, welcher die Lagerhülse 8 zwischen dem Hilfsrahmen 2a, 2b stirnseitig einspannt und somit formschlüssig fixiert. Der Kugelzapfen 4 ist aufgrund des Drehlagers 7 in der Lage, eine Dreh- oder Schwenkbewegung um die ortsfeste Drehachse a auszuführen. Der Gelenkkörper 4 weist ferner zwei auf einer gemeinsamen Längsachse b angeordnete, als Bolzen 12, 13 ausgebildete
Befestigungsmittel auf, welche in entsprechende Sacklochbohrungen 14, 15 in den Zapfen 4b, 4c des Gelenkkörpers 4 eingepresst sind. Die Bolzen 12, 13 dienen als Anlenkpunkte für einen nicht dargestellten Aktuator.
Abweichend von der Darstellung in Fig. 1 , kann der Gelenkkörper 4, insbesondere der kugelförmige Bereich 4a auch als zylindrischer Körper mit der Mittelachse m als Zylinderachse ausgebildet sein. Anstelle des Kugelgelenks könnte also auch ein Drehgelenk mit der Drehachse m treten.
Weiter abweichend von der Darstellung in Fig. 1 können das Bauteil 2 als Lenker und das Bauteil 3 als Hilfsrahmen ausgebildet sein. Ein Aktuator (nicht dargestellt) könnte dann direkt am Bauteil 2 angelenkt werden; die Bohrungen 14, 15 sowie die
Befestigungsmittel 12, 13 könnten entfallen bzw. durch entsprechende
Befestigungsmittelmodifikationen am Lenker ersetzt werden.
Fig. 2a und Fig. 2b zeigen die Gelenkverbindung 1 gemäß Fig. 1 , dargestellt in einem Querschnitt, in verschiedenen Positionen. Der Durchstoßpunkt der Drehachse a (Fig. 1 ) durch die Zeichenebene ist in Fig. 2a und Fig. 2b mit A bezeichnet und gilt als Fixpunkt, da das Drehgelenk 7 (Fig. 1 ) gegenüber dem Hilfsrahmen 2a, 2b fixiert ist. Der Durchstoßpunkt der Mittelachse m (Fig. 1 ) durch die Zeichenebene ist mit M bezeichnet. Das Gehäuse 6, in welchem der kugelförmige Teil 4a des Gelenkkörpers 4 aufgenommen ist, wird von einem ringförmigen Auge 3a des Lenkers 3 umfasst. Im Bereich der Bolzen 12, 13 greift eine Stellkraft F eines nicht dargestellten Aktuators an und bewirkt - wie in Fig. 2b dargestellt - eine Verschwenkung des Gelenkkörpers 4 um den Fixpunkt A bzw. die ortsfeste Drehachse a (Fig. 1 ). Die Verschwenkung ist durch einen, durch den Fixpunkt A verlaufenden, gestrichelt dargestellten Strahl s sowie durch die verschobene Position des Bolzens 12' erkennbar. Aufgrund der Verschwenkung ergibt sich eine Translationsbewegung des Mittelpunktes M aus der Ausgangslage in Fig. 2a in Richtung auf den Mittelpunkt M' in Fig. 2b. Gleichzeitig mit der Verschiebung des Mittelpunktes M ergibt sich eine Verschiebung des Lenkers 3 in die Position 3', was durch den Verschiebeweg x verdeutlicht ist. Die
erfindungsgemäße Gelenkverbindung 1 umfasst also neben den Drehfreiheitsgraden aufgrund des Kugelgelenks 4a, 6 zusätzlich einen translatorischen Freiheitsgrad, welcher durch das exzentrisch angeordnete Drehgelenk 7 ermöglicht wird. Im Unterschied zu den eingangs gewürdigten Gummilagern verursacht das Drehgelenk 7 nur eine minimale Lagerreibung, d. h. die für den Verschiebeweg x erforderliche Stell kraft F ist relativ gering.
Fig. 3 zeigt ein erstes Anwendungsbeispiel der Erfindung für eine Radaufhängung 16 einer Hinterachslenkung eines Kraftfahrzeuges. Die Radaufhängung 16 umfasst einen Radträger 17, welcher gelenkig mit einem oberen, als Dreieckslenker 18 ausgebildeten Querlenker und einem unteren, ebenfalls als Dreieckslenker ausgebildeten Querlenker 19 verbunden ist. Beide Querlenker 18, 19 sind - was nicht dargestellt ist - mit einem Hilfsrahmen fahrzeugseitig verbunden. An dem Radträger 17 greift ein Spurlenker 20 an, welcher fahrzeugseitig, d. h. mit dem nicht dargestellten Hilfsrahmen über die erfindungsgemäße Gelenkverbindung 21 verbunden ist. Die erfindungsgemäße Gelenkverbindung 21 , welche von dem fahrzeugseitigen Ende des Spurlenkers 20 aufgenommen wird, weist ein
exzentrisches Drehgelenk 21 a und einen Zapfen 21 b zur Anlenkung eines Aktuators 30 auf. Das Drehgelenk 21 a ist ortsfest mit dem nicht dargestellten Hilfsrahmen verbunden. Bei Betätigung des Aktuators verschwenkt der Bolzen 21 b um das Drehgelenk 21 a, so dass der Spurlenker 20 eine Translationsbewegung ausführt, welche auf den Radträger 17 übertragen wird und diesen zu einer Drehung um seine Hochachse, d. h. zu einer Änderung des Spurwinkels veranlasst.
Fig. 4a und Fig. 4b zeigen ein weiteres Anwendungsbeispiel der Erfindung für eine Radaufhängung 22, welche in verschiedenen isometrischen Darstellungen gezeigt ist. Ein Radträger 23 ist über einen oberen Querlenker 24 und einen unteren, als Vierpunkt- oder Trapezlenker 25 ausgebildeten Querlenker mit einem nicht dargestellten Hilfsrahmen verbunden. Ferner greift am Radträger 23 ein Spurlenker
26 an. Der Vierpunktlenker 25 ist über zwei Gelenke mit dem Radträger 23 verbunden, wobei eines der beiden Gelenke als erfindungsgemäße
Gelenkverbindung 27 ausgebildet ist. Dabei ist das exzentrisch angeordnete
Drehgelenk 27a mit dem Radträger 23 verbunden. Aufgrund der Gelenkverbindung
27 ist der Vierpunktlenker 25 in der Lage, zusätzlich zu den drei
Rotationsfreiheitsgraden eine Translationsbewegung im Bereich der
Gelenkverbindung 27 auszuführen. Die erfindungsgemäße Radaufhängung 22 entspricht der aus dem eingangs genannten Stand der Technik bekannten
Trapezlenkeraufhängung, bei welcher oberer und unterer Querlenker durch einen Zusatzlenker, auch Integrallenker genannt, miteinander verbunden sind. Dieser bekannte Integrallenker, ausgebildet als Zwischenkoppel, wird durch die
erfindungsgemäße Gelenkverbindung 27 ersetzt, wobei die Funktion beibehalten, die gesamte Radaufhängung jedoch vereinfacht wird.
Bezuqszeichen
Gelenkverbindung
erstes Fahrwerk-Bauteil
a Hilfsrahmen
b Hilfsrahmen
zweites Fahrwerk-Bauteil/Lenker ' Lenker, verschoben
a Lenkerauge
Gelenkkörper
a kugelförmiger Bereich
b Zapfen
c Zapfen
Gleitschicht
Gehäuse
Drehgelenk
Lagerhülse
Gleitlager
0 Lagerbohrung
1 Zugbolzen
2 Bolzen
2' Bolzen, verschoben
3 Bolzen
4 Sacklochbohrung
5 Sacklochbohrung
6 Radaufhängung
7 Radträger
8 oberer Querlenker
9 unterer Querlenker
0 Spurlenker
1 Gelenkverbindung
1 a Drehgelenk
1 b Bolzen 22 Radaufhängung
23 Radträger
24 oberer Querlenker
25 unterer Querlenker
26 Spurlenker
27 Gelenkverbindung 27a Drehgelenk
30 Aktuator
A Drehpunkt
a Drehachse
b Längsachse
M Mittelpunkt
M' Mittelpunkt, verschoben m Mittelachse
e Exzentrizität
F Stell kraft/Aktuator s Strahl
x Verschiebeweg

Claims

Patentansprüche
1 . Gelenkverbindung zur gelenkigen Verbindung von einem ersten Fahrwerk-Bauteil (2) mit einem zweiten Fahrwerk-Bauteil (3), aufweisend einen Gelenkkörper (4) mit einer Mittelachse (m) und einer Drehachse (a), ein den Gelenkkörper (4)
aufnehmendes Gehäuse (6), wobei der Gelenkkörper (4) an dem ersten Fahrwerk- Bauteil (2) und das Gehäuse (6) an dem zweiten Fahrwerk-Bauteil (3) befestigbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Drehachse (a) exzentrisch zur Mittelachse (m) angeordnet ist.
2. Gelenkverbindung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der
Gelenkkörper (4) mindestens ein im Abstand zur Drehachse (a) angeordnetes Befestigungsmittel (12, 13) zur Aufnahme von Stell- oder Lagerkräften (F) aufweist.
3. Gelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkörper als Kugelzapfen (4, 4a) ausgebildet ist.
4. Gelenkverbindung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gelenkkörper (4) zylindrisch ausgebildet ist.
5. Gelenkverbindung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das mindestens eine Befestigungsmittel als Zapfen oder Bolzen (12, 13) ausgebildet ist.
6. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass im Gelenkkörper (4) eine drehbar gelagerte Lagerhülse (8) koaxial zur
Drehachse (a) angeordnet ist.
7. Gelenkverbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Lagerhülse (8) und dem Gelenkkörper (4) ein Gleitlager (9) oder Wälzlager angeordnet sind.
8. Gelenkverbindung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerhülse (8) durch einen die Lagerhülse (8) durchsetzenden Zugbolzen (1 1 ) mit dem ersten Fahrwerk-Bauteil (2, 2a, 2b) verspannbar ist.
9. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Fahrwerk-Bauteil als Hilfsrahmen (2a, 2b) einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.
10. Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Fahrwerk-Bauteil als Lenker (3) einer Radaufhängung eines
Kraftfahrzeuges ausgebildet ist.
1 1 . Gelenkverbindung nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass an das mindestens eine Befestigungsmittel respektive die Bolzen (12, 13) ein Aktuator anlenkbar ist.
12. Anordnung (16) zur Aufhängung eines Rades an einem Kraftfahrzeug,
aufweisend einen Radträger (17), einen oberen Querlenker (18), einen unteren Querlenker (19), einen Spurlenker (20) und einen Hilfsrahmen (2), wobei der obere und der untere Querlenker (18, 19) einerseits mit dem Radträger (17) und
andererseits mit dem Hilfsrahmen (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Spurlenker (20) sowohl mit dem Hilfsrahmen (2) als auch mit einem Aktuator (F) über eine Gelenkverbindung (1 ; 21 , 21 a, 21 b) nach einem der Ansprüche 1 bis 8 verbunden ist.
13. Anordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (6) im Spurlenker (20) aufgenommen, der Gelenkkörper (4) über die Lagerhülse (8; 21 a) mit dem Hilfsrahmen (2) und die Befestigungsmittel respektive Bolzen (12, 13; 21 b) mit dem Aktuator (F) verbunden sind.
14. Anordnung (22) zur Aufhängung eines Rades an einem Kraftfahrzeug,
umfassend einen Radträger (23), einen oberen Querlenker (24), einen unteren Querlenker (25), einen Spurlenker (26) und einen Hilfsrahmen (2), wobei der obere und der untere Querlenker (24, 25) einerseits mit dem Radträger (23) und
andererseits mit dem Hilfsrahmen (2) verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass der untere Querlenker als Vierpunkt- oder Trapezlenker (25) ausgebildet ist und zwei radseitige Gelenkverbindungen aufweist, von denen eine Gelenkverbindung (27) nach einem der Ansprüche 1 oder 3 oder 6 oder 7 oder 8 ausgebildet ist.
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