DE4128488A1 - Doppelquerlenker-vorderachsfuehrung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Doppelquerlenker-Vorderachsführung mit elastischen Lagern bei Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wartungs- und verschleißfreies Achsführungslager zu schaffen.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß die elastischen Lager als Dop­ pelkegellager ausgebildet sind, wobei in detaillierter Ausgestaltung die Doppel­ kegellager als Metallgummilager mit inneren und äußeren Metallkonen und da­ zwischen einvulkanisierten elastischen Schichten, z. B. Gummi, ausgebildet sind. Diese elastischen Kegellager sind an allen Lagerstellen einer Doppelquerlenker- Vorderachsführung einzusetzen. Sie sind, als symmetrischer Achsführungslenker, kostengünstig herstellbar, dabei einfach in Montage und Demontage. Diese wartungs- und verschleißfreien Achsführungslager verfügen über eine hohe Axial- und Radialstabilität sowie eine hohe kardanische Stabilität bei großer Ab­ stützbasis auf kleinster Baubreite. Eine geringe Verdrehstabilität mit gutem An­ sprechverhalten hinsichtlich der Federung ergänzen die positiven Merkmale des erfindungsgemäßen Lagers.

In einer alternativen Ausgestaltung kann das erfinderische Doppelkegellager mehrschichtig hergestellt und eingesetzt werden, indem das Doppelkegellager als Metallgummilager mit inneren und äußeren Metallkonen und mit mehreren durch weitere Metallkonen unterteilten anvulkanisierten elastischen Schichten, z. B. Gummi, ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die Federungseigenschaft des Lagers bei gleichbleibender oder verbesserter Steifigkeit noch verbessert werden. Mit unterschiedlichen Dicken und Konizitäten der einzelnen Schichten können progressive oder degressive Kennlinien erzielt und beliebig gestaltet werden.

Vorteilhafterweise sind die Doppelkegellager außen in entsprechend kegeligen Aufnahmen des einteiligen Achsschenkelträgers und des rahmenseitigen An­ schlusses und innen auf mit den Achsschenkeln verbundenen Innenkonen abge­ stützt, wobei diese an ihrer inneren Stoßstelle mittels einer Buchse zentriert und mittels einer Schraubverbindung miteinander verspannt sind. Solcherart ergibt sich eine sehr einfache Montage- und Demontagemöglichkeit des erfindungsge­ mäßen Lagers, indem die Teile nur zusammengesteckt zu werden brauchen.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung weisen die inneren und äußeren Metall­ konen an ihren Kontaktflächen zu ihren Stützkörpern dünne Gummischichten auf. Auf diese Weise wird eine größere Reibhaftung zwischen den Lagern und ih­ ren Stützkörpern erzielt, so daß verschleißfördernde Mikrobewegungen ausge­ schlossen werden können.

Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Doppelkegellager, insbesondere für ei­ ne Doppelquerlenker-Vorderachsführung bei Nutzfahrzeugen.

Gemäß Anspruch 9 besteht ein Doppelkegellager aus einem doppelkegelförmi­ gen, inneren Metallteil mit zwei inneren, konischen Anlageflächen als erstem La­ gerteil und einem doppelkegelförmigen, äußeren Aufnahmeauge mit zwei äuße­ ren Anlageflächen als zweitem Lagerteil. Im Ringraum zwischen den inneren und äußeren Anlageflächen sind elastische Gummischichtteile eingebracht. Erfin­ dungsgemäß sind diese Gummischichtteile zwei getrennte Gummimetallbuchsen, die aus jeweils einem inneren Metallkonus und einem in einem radialen Abstand angeordneten, äußeren Metallkonus mit einer dazwischen einvulkanisierten Gummischicht bestehen. Der innere Metallkonus entspricht in seiner Außenkon­ tur jeweils der Form einer inneren, konischen Anlagefläche des inneren Metall­ teils für eine formschlüssige Anlage daran. Im Herstellzustand einer Gummi- Metall-Buchse (das heißt im nicht verspannten Zustand) ist die Dicke der Gummi­ schicht größer als die Spaltweite in einer entsprechenden Radialebene des Ring­ raums zwischen der inneren und äußeren Anlagefläche.

Dadurch wird erreicht, daß nach der Montage des Doppelkegellagers bzw. nach dem Einbringen der Gummi-Metall-Buchsen in den Ringraum zwischen den inne­ ren und äußeren Anlageflächen eine Vorspannung in den Gummischichten be­ steht, die einerseits zu einer hohen Dauerhaltbarkeit der Gummistruktur in den Gummischichten führt und andererseits die Metallkonen an deren Anlageflächen anpreßt und durch Haftreibung in ihrer Lage fixiert, so daß alle Bewegungen mo­ lekular in der Gummischicht aufgenommen werden.

Gemäß Anspruch 10 ist das innere Metallteil in einer Radialebene geteilt und über eine Spannverschraubung dergestalt verbunden, daß die Metallkonen in Axialrichtung gegeneinander verspannbar sind.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 11 entspricht auch der äußere Metallkonus in seiner Außenkontur jeweils der Form einer äuße­ ren, konischen Anlagefläche am Aufnahmeauge für eine formschlüssige Anlage. Zudem ist im Herstellzustand der Gummi-Metall-Buchse der innere Metallkonus gegenüber dem äußeren Metallkonus in Axialrichtung versetzt, bevorzugt zur Kegelbasis hin versetzt. Bei der Montage des Lagers bzw. beim Zusammenspan­ nen der beiden Gummi-Metall-Buchsen in Axialrichtung wird dieser Versatz über­ wunden und dadurch eine Schub- und Druckvorspannung in der Gummischicht aufgebracht. Eine derartige Montage ist einfach nur durch Anziehen der Spann­ verschraubung möglich, wobei die Metallkonen in Axialrichtung verschoben wer­ den und dabei durch Haftreibung an den jeweiligen Anlageflächen anliegen.

Grundsätzlich ist es auch möglich, lediglich die Gummischicht dicker als die Spalt­ weite des Ringraums zu gestalten, wobei die Metallkonen bereits im Herstellzu­ stand entsprechend der montierten Lage gegenüberliegen. Die Montage nur durch Zusammenspannen der inneren Metallkegel ist hier in der oben beschrie­ benen, einfachen Art nicht mehr möglich, da beim Spannvorgang die beiden (durch Haftreibung bereits fixierten) Metallkonen axial gegeneinander bewegt werden und damit nicht voll in den Ringraum eingeführt werden. Bei dieser Aus­ führungsform (ohne im Herstellzustand versetzt angebrachte Metallkonen) ist es erforderlich, die Metallkonen in den Ringraum durch ein zusätzliches Werkzeug von außen her einzupressen. Bei dieser Ausführungsform wird eine im wesentli­ chen in Radialrichtung wirkende Vorspannung aufgebracht.

Nach Anspruch 12 wird vorgeschlagen, wenigstens einen Metallkonus, insbeson­ dere bei der vorstehend erläuterten Ausführungsform durch einen lösbaren An­ schlag an der Lagerstirnseite, z. B. einen Seegerring, gegen eine axiale Verschie­ bung zu sichern.

Für eine Verbesserung der Anlage zum Toleranzausgleich kann in den Metallko­ nen, besonders im äußeren Metallkonus nach Anspruch 13, jeweils ein Längs- Schlitz vorgesehen sein. Bei den Ausführungsformen, bei denen die Gummi­ Metall-Buchsen in den Ringraum mit Hilfe eines Zusatzwerkzeugs eingepreßt werden, kann dieser Längsschlitz relativ breit sein und als Spalt weit in die Gum­ mischicht hineinreichen. Beim Einpreßvorgang werden dann der Längsschlitz und der Spalt in der Gummischicht geschlossen und damit eine Vorspannung aufge­ bracht.

Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform ergibt sich nach Anspruch 14 dann, wenn der Kegelwinkel des inneren Metallkonus kleiner als der Kegelwinkel des äußeren Metallkonus ist, so daß die Gummischicht in der jeweiligen Gummi- Metall-Buchse zur Lagerstirnseite hin konisch dicker wird. Damit wird vorteilhaft über den Querschnitt eine gleiche Verdrehspannung erhalten, so daß bei einer Verdrehung eine gleichmäßige und optimal ausgenutzte Beanspruchung der Gummischicht erreicht wird. Bei einer radialen Verformung wird über die Länge der Gummischicht eine relativ gleichmäßige, radiale Steifigkeit erreicht. Ebenso wird bei einer kardanischen Auslenkung ebenfalls ein guter Spannungsverlauf in der Gummischicht erzielt.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Aus­ führungsbeispiels noch näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Doppelquerlenker-Vorderachsführung mit geschnittenen Lagern,

Fig. 2 eine alternative Ausführung eines geschnittenen Lagers,

Fig. 3 eine weitere, alternative Ausführungsform eines geschnittenen La­ gers.

Die Fig. 1 zeigt eine Doppelquerlenker-Vorderachsführung mit den Lagerstellen am Achsschenkelträger 2 und den Lagerstellen am rahmenseitigen Anschluß. Da diese gleiche Ausbildung aufweisen, wird nur die im Schnitt gezeigte Lagerstelle am Achsschenkelträger im folgenden näher beschrieben. Das zwischen Achs­ schenkelträger und Querlenker 3 angeordnete elastische Lager ist als Doppelke­ gellager 1 ausgebildet, das zwischen der kegligen Aufnahme 9, 9′ des Achsschen­ kels 2 und den an den Innenkonen 10, 10′ der Querlenker 3 abgestützt sind. Das elastische Doppelkegellager 1 besteht aus den inneren Metallkonen 4, 4′ , den äu­ ßeren Metallkonen 5, 5′ und den zwischen den Metallkonen einvulkanisierten ela­ stischen Schichten 6, 6′. Die den Querlenkern 3 zugehörigen Innenkonen 10, 10′ sind über eine Buchse 12 zentriert und über eine Schraubverbindung 13 miteinan­ der verspannt.

Nach einer alternativen Ausführung des elastischen Lagers gemäß Fig. 2 ist das Doppelkegellager 1 als mehrschichtiges Lager mit den inneren 4, 4′ und den äuße­ ren Metallkonen 5, 5′ und mehreren dazwischengelagerten elastischen Schich­ ten 8, 8′, die durch weitere Metallkonen 7, 7′ voneinander getrennt sind, ausgebil­ det. Die inneren und äußeren Metallkonen können mit Gummischichten 14, 14′ und 15, 15′ versehen sein, um eine größere Haftung an den kegligen Aufnahmen 9, 9′ und den Innenkonen 10, 10′ zu erzielen.

In Fig. 3 ist eine weitere Ausführungsform eines Doppelkegellagers 30 dargestellt mit einem doppelkegelförmigen, inneren Metallteil 31 mit inneren, konischen Anlageflächen 32, 32′ sowie mit einem doppelkegelförmigen, äußeren Aufnah­ meauge 33 mit äußeren, konischen Anlageflächen 34, 34′.

Im Ringraum zwischen den inneren und äußeren Anlageflächen 32, 34 bzw. 32′, 34′ sind getrennte Gummi-Metall-Buchsen 35, 35′ unter Vorspannung ange­ ordnet. Diese Gummi-Metall-Buchsen 35, 35′ bestehen aus jeweils einem inneren Metallkonus 36, 36′ und einem äußeren Metallkonus 37, 37′. Zwischen den Me­ tallkonen 36, 37 bzw. 36′, 37′ sind jeweils Gummischichten 38, 38′ einvulkanisiert.

Das innere Metallteil 31 ist an der Stoßstelle der beiden Kegel der Doppelkegel­ form in zwei innere Metallkegel 39, 39′ geteilt, die durch eine Spannschraube 40 in Axialrichtung miteinander verbunden sind.

Der Kegelwinkel des inneren Metallkonus 36, 36′ bzw. der Kegelwinkel der Dop­ pelkegelanordnung des inneren Metallteils 31 ist kleiner als der Kegelwinkel für den äußeren Metallkonus 37, 37′ bzw. die Doppelkegelanordnung des Aufnah­ meauges 33. Die Metallkonen 36, 36′ bzw. 37, 37′ entsprechen in ihrer Außenkon­ tur der Form ihrer konischen Anlageflächen 32, 32′ und 34, 34′, wobei die jeweili­ gen Gummischichten 38, 38′ zu den Lagerstirnseiten hin konisch dicker werden.

An der linken, unteren Seite der Fig. 3 ist ein Ausschnitt der Gummi-Metall- Buchse 35′ in ihrem Herstellzustand gezeigt. Dabei ist der innere Metallkonus 36′ gegenüber dem äußeren Metallkonus 37′ in Axialrichtung zur Lagerstirnseite hin versetzt, wobei die Außenränder der Gummischicht 38′ entsprechend diesem Ver­ satz schräg liegen. Aus der darüberliegenden Gesamtansicht ist zu ersehen, daß für die Montage die Gummi-Metall-Buchse 35, 35′ (in ihrem Herstellzustand) von beiden Seiten in das äußere Aufnahmeauge 33 eingesetzt werden, wobei sich die äußeren Metallkonen 37, 37′ an die inneren, konischen Anlageflächen 32, 32′ an­ legen. Anschließend werden die beiden inneren Metallkegel 39, 39′ an die inne­ ren Metallkonen 36, 36′ herangeführt, so daß diese dort zur Anlage kommen. An­ schließend wird die Spannschraube 40 angezogen, wodurch die inneren Metall­ konen 36, 36′ aufgrund der Kegelform und der Haftreibung zur Lagermitte hin bewegt werden und der Versatz 41 überwunden wird. Dabei baut sich eine Schubvorspannung in den Gummischichten 38, 38′ auf. Eine Sicherung gegen ein Miteinschieben der äußeren Metallkonen 37, 37′ wird durch eine jeweils umlau­ fende, äußere Nase 43 erreicht. Die Haftreibung wird durch eine dünne Gummi­ schichtauflage 42 auf den Metallkonen 36, 36′ und 37, 37′ erhöht.

Bezugszeichenliste

1 Doppelkegellager
2 Achsschenkelträger
3 Querlenker
4, 4′ Innere Metallkonen
5, 5′ Äußere Metallkonen
6, 6′ Elastische Schichten
7, 7′ Metallkonen
8, 8′ Elastische Schichten
9, 9′ kegelige Aufnahmen in 2
10, 10′ Innenkonen
11 Stoßstelle
12 Buchse
13 Schraubverbindung
14, 14′ Gummischichten
15, 15′ Gummischichten
30 Doppelkegellager
31 inneres Metallteil
32, 32′ innere, konische Anlageflächen
33 äußeres Aufnahmeauge
34, 34′ äußere, konische Anlageflächen
35, 35′ Gummi-Metall-Buchsen
36, 36′ innerer Metallkonus
37, 37′ äußerer Metallkonus
38, 38′ Gummischichten
39, 39′ innere Metallkegel
40 Spannschraube
41 Versatz
42 Gummischichtauflage
43 äußere Nase an 37, 37′

Claims (14)

1. Doppelquerlenker-Vorderachsführung mit elastischen Lagern bei Nutzfahr­ zeugen, insbesondere Lastkraftwagen, dadurch gekennzeichnet, daß die elastischen Lager als Doppelkegellager (1) ausgebildet sind.

2. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Doppelkegellager (1) als Metallgummilager mit inneren (4, 4′) und äußeren Metallkonen (5, 5′) und dazwischen einvulkanisierten ela­ stischen Schichten (6, 6′), z. B. Gummi, ausgebildet sind.

3. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Doppelkegellager (1) als Metallgummilager mit inneren (4, 4′) und äußeren Metallkonen (5, 5′) und mehreren durch Metallkonen (7, 7′) unterteilten anvulkanisierten elastischen Schichten (8, 8′), z. B. Gummi, ausgebildet sind.

4. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die verschiedenen Gummischichten (8, 8′) unterschiedliche Dicken aufweisen und/oder innerhalb der Metallkonen konisch ausgebildet sind.

5. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Gummischichten selbst, innerhalb der Metallkonen, ko­ nisch ausgebildet sind.

6. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelkegellager (1) au­ ßen in entsprechend kegeligen Aufnahmen (9, 9′) des einteiligen Achsschen­ kelträgers (2) und des rahmenseitigen Anschlusses und innen auf mit den Querlenkern (3) verbundenen Innenkonen (10, 10′) abgestützt sind.

7. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Innenko­ nen (10, 10′) an ihrer inneren Stoßstelle (11) mittels einer Buchse (12) zen­ triert und mittels einer Schraubverbindung (13) miteinander verspannt sind.

8. Doppelquerlenker-Vorderachsführung nach einem oder mehreren der An­ sprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die inneren (4, 4′)und äuße­ ren Metallkonen (5, 5′) an ihren Kontaktflächen zu ihren Stützkörpern (9, 9′, 10, 10′) dünne Gummischichten (14, 14′, 15, 15′) aufweisen.

9. Doppelkegellager, insbesondere für eine Doppelquerlenker-Vorderachs­ führung bei Nutzfahrzeugen,
mit einem doppelkegelförmigen, inneren Metallteil mit zwei inneren, koni­ schen Anlageflächen als erstem Lagerteil,
mit einem negativ doppelkegelförmigen, äußeren Aufnahmeauge mit zwei äußeren Anlageflächen als zweitem Lagerteil, und
mit im Ringraum zwischen den inneren und äußeren Anlageflächen einge­ brachten, elastischen Gummischichtteilen, dadurch gekennzeichnet,
daß die Gummischichtteile zwei getrennte Gummi-Metall-Buchsen (35, 35′) sind, die aus jeweils einem inneren Metallkonus (36, 36′) und einem in ei­ nem radialen Abstand dazu angeordneten, äußeren Metallkonus (37, 37′) mit einer dazwischen einvulkanisierten Gummischicht (38′) bestehen,
daß der innere Metallkonus (36, 36′) in seiner Außenkontur jeweils der Form einer inneren, konischen Anlagefläche (32, 32′) für eine formschlüssige An­ lage entspricht, und
daß im Herstellzustand der jeweiligen Gummi-Metall-Buchse (35, 35′) (das heißt im nicht verspannten Zustand) die Dicke der Gummischicht (38, 38′) in einer entsprechenden Radialebene größer als die Spaltweite des Ringraums zwischen der inneren Anlagefläche (32, 32′) und der äußeren Anlageflä­ che (34, 34′) ist.

10. Doppelkegellager nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das inne­ re Metallteil (31) an der Stoßstelle der beiden Kegel der Doppelkegelform in einer Radialebene in zwei innere Metallkegel (39, 39′) geteilt ist, die über ei­ ne Spannverschraubung (40) verbunden sind.

11. Doppelkegellager nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet,
daß der äußere Metallkonus (37, 37′) in seiner Außenkontur jeweils der Form einer äußeren, konischen Anlagefläche (34, 34′) für eine formschlüssi­ ge Anlage entspricht, und
daß im Herstellzustand der jeweiligen Gummi-Metall-Buchse (35, 35′) der in­ nere Metallkonus (36, 36′) gegenüber dem äußeren Metallkonus (37, 37′) in Axialrichtung bevorzugt zur Kegelbasis bzw. zur Lagerstirnseite hin versetzt liegt und bei der Montage des Lagers dieser Versatz (41) unter Aufbringung einer Schub- und Druckvorspannung in der Gummischicht (38, 38′) über­ wunden wird.

12. Doppelkegellager nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß wenigstens ein Metallkonus (36, 36′; 37, 37′) an den Lager­ stirnseiten durch einen lösbaren Anschlag gegen eine axiale Verschiebung gesichert ist.

13. Doppelkegellager nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekenn­ zeichnet, daß am äußeren Metallkonus (37, 37′) in Axialrichtung ein Längs­ schlitz vorgesehen ist, der gegebenenfalls als Spalt bis in die Gummi­ schicht (38, 38′) reicht.

14. Doppelkegellager nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Kegelwinkel des inneren Metallkonus (36, 36′) kleiner als der Kegelwinkel des äußeren Metallkonus (37, 37′) ist, so daß die Gummi­ schicht in der jeweiligen Gummi-Metall-Buchse (35, 35′) zu der Lagerstirnsei­ te hin konisch dicker wird.