Gelenk- und/oder Lageranordnung

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine Gelenk- und/oder Lageranordnung mit zumindest zwei an einem Aufnahmebereich zusammengeführten Lenkern nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 5 sowie ein Kraftfahrzeug mit einer oder mehreren derartigen Gelenk- und/oder Lageranordnung (en) , insbesondere in Fahrwerks- und/oder Lenkungstellen.

Es ist bekannt, für viele Einsatz zwecke, insbesondere in Fahrwerksund Lenkungsbereichen von Kraftfahrzeugen, sogenannte Dreiecklenker vorzusehen, die entweder einteilig sind oder, was für eine effektive Fertigung günstiger ist, die eine Ausbildung aus zwei einzelnen Lenkern aufweisen, die V-förmig aufeinander zulaufen und dabei in einen Aufnahmebereich münden. Dieser kann zur Aufnahme eines Gelenks oder Lagers dienen und zum Beispiel an einer Achse festgelegt sein, um diese über den Dreiecklenker beweglich an einer Karosserie oder einem Fahrzeugrahmen zu halten.

Die aufeinander zulaufenden Enden der Lenker müssen aneinander gehalten werden, wozu zum Beispiel gemäß der DE 102 19 708 Al separate Bolzen vorgesehen sind, die die Lenkerenden axial durchgreifen und diese dadurch aneinander sichern. Eine solche Lösung ist jedoch in der Montage sehr aufwendig.

Aus der DE 199 32 678 Al ist hingegen eine Lösung bekannt, bei der die beiden Lenkerenden über das Gelenk selbst, nämlich sein Gehäuse, aneinander sicherbar sind. Damit geht die Gefahr einher, dass sich bei der Bewegung im Fahrbetrieb das Gelenk in die Wandung des Aufnahmebereichs, der hier als rundes Auge ausgebildet ist, einarbeitet und es somit zu einem schnellen Verschleiß der Verbindung kommt. Zudem wird ein Ausbau des Lagers, zum Beispiel zu dessen

verschleißbedingtem Ersatz, unmöglich, ohne dabei die Lenkerverbindung zwangsläufig aufzulösen. Dies erschwert die Handhabung derartiger Verbindungen .

Die DE 42 15 195 Al zeigt Elastomerlager mit einem Innenteil, welches gegenüber dem Elastomer durch einen Formschluss über am Innenteil angeordnete Nasen eine Verdrehsicherung gegen Durchrutschen aufweist. Das Elastomer seinerseits ist in einem unrunden Gehäuse aufgenommen, so dass durch diesen Formschluss eine weitere Verdrehsicherung gebildet wird.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, hier eine Verbesserung zu erreichen, insbesondere neben einer vereinfachten Montage eine einfache und wirkungsvolle Verdrehsicherung der Lenker gegeneinander bereitzustellen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch eine Gelenk- oder Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 3 sowie durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 14. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 und 4 bis 13 verwiesen.

In der Ausbildung nach Anspruch 1 ist durch die Verdrehsicherung eine Relativbewegung des zusammenhaltenden Gelenks gegenüber den Innenwandungen des Aufnahmebereichs verhindert, so dass ein Verschleiß durch Reibung vermieden ist. Das Gelenk und die von diesem zusammengehaltenen Augen der verbundenen Lenker arbeiten nicht gegeneinander, sondern sind in ihrer Verbindung gegeneinander unverrückbar .

Erfindungsgemäß wirken dabei der radial äußere

Verdrehsicherungsbereich des Gelenks und ein innerer Abschnitt des Aufnahmebereichs zusammen, durch zueinander komplementäre Gestaltung; durch ein formschlüssiges Ineinandergreifen der genannten Teile.

Hierfür können - auch für die Fertigung einfach - von einer runden Umrissgestalt abweichende Abflachungen vorgesehen werden.

Durch die Ausbildung nach Anspruch 3 ist erreicht, dass einerseits die aufeinander zulaufenden Enden der Lenker ohne weitere Haltemittel, wie etwa Bolzen, aneinander gesichert werden können und dadurch Montage-

und Materialaufwand verringert sind; andererseits bleibt jedoch ein im Aufnahmebereich gehaltenes Gelenk oder Lager aufgrund des separaten Hülsenkörpers demontierbar, ohne dadurch die Verbindung der Lenker aneinander auflösen zu müssen.

Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass verschiedene Hülsenkörper mit unterschiedlichen Wandungsstärken vorgesehen sein können, so dass zum Beispiel gleiche Gelenke an unterschiedliche große Aufnahmebereiche von Lenkerenden angepasst werden können. Das eigentliche Gelenk mit Zapfen, Gelenkkörperaufnahme und diese ganz oder teilweise einfassendem Gehäuse kann dennoch völlig unverändert bleiben und dadurch kostengünstig in großer Stückzahl vorkonfektioniert produziert werden.

Für einen festen Halt sind die dem Aufnahmebereich zugewandten Lenkerenden erfindungsgemäß im Presssitz auf dem Hülsenkörper gehalten, so dass dieser eine ortsfeste Schale zum Einschieben des Gelenks bildet. Insbesondere ist auch hier eine Verdrehsicherung vorgesehen sein, indem der Hülsenkörper außenseitig mit einer Kontur zur verdrehgesicherten Halterung der Lenkerenden versehen ist, etwa dadurch, dass der Hülsenkörper und die Aufnahmebereiche jeweils von einem Rundverlauf abweichende Abflachungen aufweisen.

Auch eine umgekehrte Anpassung derart, dass der Innendurchmesser der Hülsenkörper variiert und dadurch bei Anpassung an Aufnahmeeinheiten von Lenkerenden unterschiedliche Gelenke oder Lager eingesetzt werden können, ist möglich.

Weiter ist es günstig, wenn der Hülsenkörper an seinen axialen Außenseiten die Lenkerenden außenseitig zumindest bereichsweise umgreifende und gegen eine axiale Bewegung sichernde Rückhaltungen aufweist. Dadurch ergibt sich neben der Verdrehsicherung auch eine gute axiale Sicherung des Hülsenkörpers und des darin gehaltenen Gelenks oder Lagers.

Dabei kann für eine exakte axiale Anpassung zumindest eine der Rückhaltungen nach Einsetzen der Hülse in die Lenkerenden durch Umformung des Hülsenkörpers als zum Beispiel gerollter Rand ausgebildet werden. Ein separates Verschlusselement, etwa ein Sprengring, ist dann auch hier entbehrlich.

Weiterhin kann der Hülsenkörper an einem axialen Ende einen radial einwärts weisenden Anschlag für ein in den Hülsenkörper einführbares Gelenk oder Lager aufweisen, dass somit dessen korrekte axiale Ausrichtung einfach sichert. An der dem Anschlag gegenüberliegenden Seite kann ein Verschluss, wie etwa ein Sprengring, vorgesehen sein, um die Gelenk- oder Lagerpatrone in dem Hülsenkörper axial unverschieblich zu halten. Zur Demontage des Gelenks oder Lagers muss als einziger Schritt nur dieser Verschluss gelöst werden. Das Gelenk oder Lager kann dann ohne Gewalteinwirkung axial aus dem Hülsenkörper herausgezogen werden.

Für eine kostengünstige Montage kann ein jeweiliger Hülsenkörper mit dem darin gehaltenen Gelenk oder Lager eine insgesamt vorkonfektionierte Baueinheit ausbilden.

Ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer erfindungsgemäßen Gelenk- und/oder Lageranordnung, insbesondere innerhalb von Fahrwerks- und/oder Lenkungsteilen, zum Beispiel auch zur Achsabstützung bei LKW, ist separat beansprucht.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.

In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfinderischen Anordnung mit von zwei an einem Aufnahmebereich mittels eines dort eingesetzten Gelenks zusammengehaltenen Lenkern,

Fig. 2 eine Detailansicht , etwa entsprechend dem Ausschnitt II in Fig. 1,

Fig. 3 eine Explosionsansicht der beiden im vorderen Lenkerenden sowie der radial äußeren Wandung des Gelenks aus Fig. 2 in noch nicht montierter Stellung,

Fig. 4 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 3 einer alternativen Ausführung des äußeren Randes des Gehäuses mit einer

zusätzlich dort aufgebrachten Rändelung als Teil einer Verdrehsicherung,

Fig. 5 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, jedoch in einer alternativen Geometrie mit senkrecht stehender Gelenkachse,

Fig. 6 eine schematische Draufsicht auf eine Fertigungseinheit für gegossene durchgehende Dreieckslenker ,

Fig. 7 eine ähnliche Ansicht auf die gleiche Fertigungseinheit wie in Fig. 6, jedoch jetzt bei Herstellung von einzelnen, erst später zu verbindenden Lenkern,

Fig. 8 eine ähnliche Ansicht wie Fig. 2, jedoch einer Ausführung gemäß Anspruch 5, bei der das Gelenk mit seinem Gehäuse vollständig von einem Hülsenkörper, der die Aufnahmebereiche der Lenker verbindet, auswechselbar aufgenommen ist.

Die in Fig. 1 insgesamt dargestellte Gelenkeinheit 1 umfasst zwei in einer Dreieckslenkeranordnung spitzwinklig aufeinander zulaufende Lenker 2, 3, die hier geradlinig sind, was nicht zwingend ist. Sie münden jeweils an der Dreiecksspitze in eine Aufnahmeeinheit 4, die ein Auge zur Aufnahme eines durchgehenden Gelenks 5 umfasst. An ihren rückwärtigen Enden können sie ebenfalls über Gelenke beweglich gelagert sein, zum Beispiel an einer Karosserie oder einem Tragrahmen.

Das Gelenk 5 (auch ein Lager wäre möglich) umfasst einen beweglich in einer Gelenkkörperaufnahme 6 gehaltenen Gelenkkörper 7, der hier in seinem axial mittigen Bereich kugelförmig erweitert ist. Die Gelenkkörperaufnahme 6 kann durch ein Elastomer, zum Beispiel Gummi, gebildet sein, das sich mit dem Gelenkkörper 7 bei entsprechender Verbindung zwischen den Teilen durch elastische Verformung mitbewegen kann. Eine reibende Relativbewegung zwischen dem Gelenkkörper 7 und der als Einbettung wirkenden Gelenkkörperaufnahme 6 ist dann nicht erforderlich. Zudem ist ein die Gelenkkörperaufnahme 6 aufnehmendes und radial außen umgreifendes Gehäuse 8 vorgesehen. Das Gehäuse 8 besteht beispielsweise aus Metall. Zur Sicherung der Gelenkkörperaufnahme 6 sind axial außen liegende und am Gehäuse 8 abgestützte Anschlagringe 20 vorgesehen, über die auch eine axiale

Vorspannung in die Gelenkkörperaufnahme 6 eingetragen werden kann.

über das Gelenk 5 sind die beiden Lenker 2, 3 in montierter Stellung (Fig. 1) ohne weitere Verbindung, wie etwa durchgreifende Bolzen oder ähnliches, miteinander fest verbunden.

Dies wird im ersten Ausführungsbeispiel nach den Figuren 1 bis 3 dadurch ermöglicht, dass das Gehäuse 8 in montierter Stellung gleichzeitig beide Aufnahmebereiche 4 der Lenker 2, 3 durchgreift und diese aneinander hält.

Hierzu weist das Gehäuse 8 außenseitig zumindest einen von einem Kreisumπss abweichenden Verdrehsicherungsbereich 9 auf. Im vorliegenden Beispiel sind zwei Verdrehsicherungsbereiche 9, 10 oben und unten vorgesehen, die jeweils als Abflachungen des äußeren Umrisses des Gehäuses 8 ausgebildet sind. Die Aufnahmebereiche 4 der Lenker 2, 3 sind in ihrer Formgebung daran angepasst und weisen ebenfalls obere und untere Abflachungen 11, 12 auf, die mit den Verdrehsicherungsbereichen 9, 10 des Gehäuses 8 formschlüssig zusammenwirken. Die Abflachungen 11, 12 sind hier nur axial innen an den Aufnahmebereichen 4 ausgeformt, so dass diese von außen jeweils eine runde Umrissgestalt aufweisen.

Wie beispielsweise in den Figuren 2 und 3 ersichtlich ist, weist das Gehäuse 8 einen umlaufenden Mittelsteg 13 auf, an dem gegenüberliegend die Verdrehsicherungen 9, 10 angeordnet sind. Dieser hält in Eingriffsstellung (Fig. 2) beide Lenker 2, 3 auf axialer Distanz zueinander, so dass diese keinen direkten Kontakt zueinander haben und auch insoweit einem Verschleiß der Lenker 2, 3 durch Reibung aneinander vorgebeugt ist. Eine Reibung der Lenker 2, 3 an dem Mittelsteg ist durch die Verdrehsicherungen 9, 10 ebenfalls verhindert .

In Fig. 4 ist eine Alternativversion dargestellt, die als weitere Verdrehsicherung zusätzlich eine Rändelung 14 auf der Außenseite des Gehäuses 8 vorsieht. Diese gewährleistet insbesondere in Kombination mit dem Distanzsteg 13 und den Verdrehsicherungen 9, 10 eine sehr zuverlässige Vermeidung von Bewegungen der Teile 5, 2, 3 gegeneinander.

In Fig. 8 ist eine Ausbildung der Erfindung dargestellt, bei der das Gelenk 5 mitsamt seiner äußeren Gehäusewandung 8a innerhalb eines Hülsenkörpers 15 aufgenommen ist, der gleichzeitig die Lenker 2, 3 in ihren Aufnahmebereichen 4 zusammenhält.

Damit kann das gesamte Gelenk 5 vollständig - zum Beispiel zu Wartungs- oder Austauschzwecken - axial aus dem Hülsenkörper 15 herausgezogen werden, ohne dass der Zusammenhalt der Enden der Lenker 2, 3 aneinander gefährdet wäre. Um dies zu erreichen, liegt der Hülsenkörper 15 hier außerhalb der eigentlichen Gehäusewandung 8a, die in diesem Fall - anders als im ersten Ausführungsbeispiel - separat ausgebildet ist.

Ansonsten entspricht dieser Hülsenkörper 15 dem Gehäuse 8 des ersten Ausführungsbeispiels nach den Figuren 1 bis 3 bzw. 4.

Auch hier sind die dem Aufnahmebereich 4 zugewandten Enden der Lenker 2, 3 im Presssitz auf dem Hülsenkörper 15 gehalten, ebenfalls ist auch hier der Hülsenkörper 15 außenseitig mit einer Kontur 9, 10 zur verdrehgesicherten Halterung der Lenkerenden versehen, die in zum Beispiel genau so wie in den Figuren 1 bis 3 durch Abflachungen 9, 10 an einem Distanzsteg 13 ausgebildet sein kann. Auch eine Rändelung 14 oder ausgreifende Sicken, Rippen oder ähnliches ist möglich.

Ebenso ist hier der Hülsenkörper 15 und im ersten Ausführungsbeispiel das Gehäuse 8 an seinen axialen Außenseiten mit die Lenkerenden außenseitig zumindest bereichsweise umgreifenden und gegen eine axiale Bewegung sichernde Rückhaltungen versehen, hier durch

Rollkanten 16, 17, die jeweils erst nach Einfügen des Teils 15 bzw. 8 in die Aufnahmebereiche der Lenkerenden durch Umformung gebildet werden (übergang von Fig. 3 zu Fig. 2) .

Der Hülsenkörper 15 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 8 bzw. die Gehäusewandung 8 des ersten Ausführungsbeispiels ist insbesondere aus Stahl gebildet ist und weist eine Wandungsstärke von zumindest drei Millimetern auf, um die gewünschte hohe Stabilität der axialen Halterung der Lenker 2, 3 aneinander und ihrer Verdrehsicherung gegeneinander bezüglich der Gelenkachse 7 sicherzustellen.

Insbesondere ist es mit der Erfindung auch möglich, ein Sortiment von Hülsenkörpern 15 bzw. Gehäusen 8 unterschiedlicher Wandungsstärken zur Verfügung zu stellen, um damit an sich gleichartige Gelenke 5 in Aufnahmebereiche 4 von unterschiedlichen Durchmessern einpressen zu können. Damit ist eine hohe Flexibilität erreicht, wobei insbesondere durch die Verwendung der jeweils gleichen Gelenke 5 trotz unterschiedlicher Durchmesser der Augen 4 ein großes Einsparpotential gegeben ist.

Weiter ist in Fig. 8 erkennbar, dass der Hülsenkörper 15 an einem axialen Ende einen radial einwärts weisenden Anschlag 18 für das in den Hülsenkörper 15 einführbare Gelenk 5 oder Lager aufweist. An dem dem Anschlag 18 axial gegenüber gelegenen Ende kann zum Beispiel eine Nut oder dergleichen Aufnahme für einen das eingeführte Lager oder Gelenk 5 sichernden Verschluss, insbesondere einen Sprengring 19, vorgesehen sein.

Nach dessen Lösen kann das gesamte Gelenk 5 oder Lager axial aus dem Hülsenkörper 15 herausgezogen werden, der in seinem Presssitz zur Halterung der Lenker 2, 3 aneinander verbleiben kann.

Fertigungstechnisch ist es für eine Serienproduktion besonders vorteilhaft, wenn der Hülsenkörper 15 mit dem darin gehaltenen Gelenk 5 oder Lager eine vorkonfektionierte Baueinheit bildet, die dann wie eine Patrone eingesetzt werden kann.

In den Figuren 6 und 7 ist vergleichend gegenübergestellt, wie die Effektivität der Lenkerherstellung von spitz aufeinander zulaufenden Dreiecksienkern durch Verwendung von einzelnen Lenkern 2, 3 (Fig. 7) gegenüber einem durchgehenden Lenker (Fig. 6) durch bessere Flächenausnutzung gesteigert werden kann.

Insbesondere können auch die Lenker 2, 3 völlig gleichartig ausgebildet sein. Dann muss bei der Montage nicht zwischen verschiedenen Lenkern unterschieden werden. Im montierten Zustand laufen die Lenker 2, 3 spitzwinklig aufeinander zu (Fig. 1) . In der Praxis sind öffnungswinkel von 40° bis 60° üblich.

Solche Gelenk- und/oder Lagereinheiten 1, wie in Fig. 1 dargestellt, können beispielsweise längs im Fahrzeug zur Abstützung einer Achse - insbesondere bei LKW - angeordnet sein. Das Gelenk 5 in der Aufnahme 4 liegt dann quer zum Fahrzeug und kann die Achse beweglich halten.

Auch andere Anordnungen in insbesondere Fahrwerks- und/oder Lenkungstellen bieten sich an. So ist es auch möglich (s. Fig. 5), die Aufnahmebereiche senkrecht zu stellen, um so die Montage eines Gelenks 5 mit senkrecht stehender Achse vorsehen zu können.

Bezugszeichenliste

1 Gelenk- oder Lageranordnung

2 Lenker

3 Lenker

4 Aufnahmebereich

5 Gelenk

6 Gelenkkörperaufnähme

7 Gelenkkörper

8 Gehäuse

8a Gehäuse

9 Verdrehsicherung (Abflachung)

10 Verdrehsicherung (Abflachung)

11 angepasster Bereich des Lenkerendes

12 angepasster Bereich des Lenkerendes

13 Distanzsteg

14 Rändelung

15 Hülsenkörper

16 Rollrand

17 Rollrand

18 Anschlag

19 Sprengring

20 Ansehlagringe