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Patent Searching and Data


Title:
KING-PIN ADJUSTER
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1997/048588
Kind Code:
A1
Abstract:
A stud bolt (50) has shaft sections (51, 54, 55) of different thickness which are arranged along two mutually displaced axes (50a, 50b) and work together with securing walls (8, 9) of a spring strut or a stub axle (10) in the manner of cams or eccentrics in order to adjust the king pin between the spring strut and the wheel suspension.

Inventors:
SCHMACK BERNHARD (DE)
Application Number:
PCT/EP1997/003124
Publication Date:
December 24, 1997
Filing Date:
June 16, 1997
Export Citation:
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Assignee:
SCHMACK HENDRAWATI (DE)
SCHMACK BERNHARD (DE)
International Classes:
B60G7/00; B60G13/00; B60G15/07; B60G13/06; B62D17/00; F16B19/02; F16B2/18; (IPC1-7): B62D17/00; B60G13/00
Foreign References:
US5104141A1992-04-14
US5044659A1991-09-03
GB2227721A1990-08-08
US2631866A1953-03-17
EP0638448A21995-02-15
DE964748C1957-05-29
DE3714689A11988-11-10
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Claims:
Patentansprüche
1. Vorrichtung zur Sturzeinstellung zwischen Federbein und Radaufhängung, mit folgenden Merkmalen: das Federbein (1) weist einen Halter (7) auf, der am Stoßdämpferzylinder (6) befestigt ist und zwei parallele Befestigungswände (8, 9) besitzt, die einen Zwischenraum (13) bestimmen und mit zwei Bohrungen (14, 15) versehen sind, die jeweils einen Einsteckbohrungsbereich (18) und einen Austrittsbohrungsbereich (19) aufweisen; die Radaufhängung weist ein Führungsgelenk (20) auf, das über einen Achsschenkel (10) mit dem Halter (7) verbunden ist, wobei der Achsschenkel (10) mit einem Achsschenkelfortsatz (11, 12) in den Zwischenraum (13) des Halters (7) hineinreicht und der Achsschenkelfortsatz zwei Querbohrungen (17) besitzt, die zu den Bohrungen (18, 19) des Halters (7) fluchten; Schraubbolzen (30, 31) , die durch die Bohrungen des Halters und die Querbohrungen des Achsschenkelfortsatzes hindurchreichen, befestigen den Achsschenkel (10) am Federbein (1) aufgrund von Muttern (42) , die jeweils auf einen zugehörigen Gewindebereich (36, 56) aufgeschraubt werden; gekennzeichnet durch folgende Maßnahmen: wenigstens ein Schraubbolzen ist als Verstellschraubbolzen (30, 50) ausgebildet und weist Schaftabschnitte (34, 36; 51, 54; 35; 39; 55) unterschiedlicher Dickenabmessungen auf, die teilweise zur Schraubenachse versetzt sind, wobei ein Achsversatz zwischen den mit den Befestigungswänden (8, 9) zusammenarbeitenden Schaftabschnitten (34, 36; 51, 54) und dem mit dem Achsschenkel (10) zusammenarbeitenden Schaftabschnitt (35; 39; 55) gegeben ist; der Verstellschraubbolzen (30, 50) umfaßt eine Markierung (38, 58) , welche die Winkelstellung des Achsversatzes anzeigt.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellschraubbolzen (30) einen Schaftabschnitt (34) und einen weiteren Schaftabschnitt mit Gewindebereich (36) kleineren Durchmessers zur Zusammenarbeit mit den Befestigungswänden (8, 9) und einen Nocken oder Exzenterbereich (35; 39) größerer Dickenabmessung zur Zusammenarbeit mit dem Achsschenkel (10) aufweist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Verstellschraubbolzen (50) zwei Schaftabschnitte (51, 54) kleineren Durchmessers zur Zusammenarbeit mit den Befestigungswänden (8, 9) und einen Schaftabschnitt (55) größeren Durchmessers zur Zusammenarbeit mit dem Achsschenkel (10) aufweist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, daß der Gewindebereich (56) einen Durchmesser aufweist, der größer als der kleinere Durchmesser ist und dem größeren Durchmesser entsprechen kann.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Achsversatz etwa 2 mm beträgt .
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen einen Schraubenkopf (32, 52) umfaßt, an dem die Markierung (38, 58) angebracht ist. O 97/48588 PC17EP97/03124 *& 11.
7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubbolzen einen Schaft (34) mit Gewindebereichen (36, 37) an beiden Enden aufweist, daß der Schaft (34) von Buchsen (44, 45) umgeben ist, um Lücken zu den Befestigungswänden (8, 9) des Halters auszufüllen, und daß ein Ende des Schaftes (34) zur Drehung des Schaftes präpariert ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Drehbetätigung präparierte Ende des Schaftes eine Mutter (43) umfaßt, die an den Gewindebereich (37) des präparierten Endes durch Klebstoff befestigt ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das zur Drehbetätigung präparierte Ende des Schaftes eine Inbusausbildung aufweist.
Description:
O 97/48588 PC17EP97/03124

Vorrichtung zur Sturzeinstellung

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Sturzeinstellung zwischen Federbein und Radaufhängung mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Bei vierrädrigen Automobilen läuft der Achszapfen der Vorderräder nicht genau in der Horizontalen, sondern ist leicht geneigt, wobei dieser Neigungswinkel bzw. der Winkel der Radebene gegenüber der Senkrechten als Sturz bezeichnet wird. Der Sturz wird gewöhnlich werksseitig fest eingestellt und muß unter gewöhnlichen Umständen bis zum Lebensende des Automobils nicht erneut eingestellt werden. Nach Unfällen kann es jedoch vorkommen, daß sich die Spurhaltung der Räder des Automobils geändert hat, so daß es wünschenswert ist, die die Spurhaltung beeinflussenden Winkel, darunter den Sturz, einstellen zu können. Das gleiche gilt bei gewissen Reparaturen oder baulichen Veränderungen am Fahrzeug.

Es ist bekannt, den Halter des Federbeins mit wenigstens einem Langloch zu versehen, um den Achsschenkel gegenüber dem Federbein verrücken zu können, bevor die Durchsteckschrauben festgezogen werden. Das Verrücken erfolgt bei halb festgezogenen Schrauben mittels Hammerschlägen und ist deshalb im Hinblick auf verwendete Meßgeräte wenig wünschenswert. Man hat deshalb auch schon nach einer sanfteren Methode der Einstellung des Sturzes gesucht und eine Unterlegscheibe mit exzentrischem Umriß verwendet, die sich an einer Randleiste des Halters abstützt, um bei ihrer Drehung den Schraubenschaft in dem Langloch zu verschieben. Dieses Verfahren setzt bauliche Maßnahmen an dem Halter voraus, die bei den wenigsten

Fahrzeugen vorhanden sind, auch nicht mehr bei neueren Typen der Herstellerin der Fahrzeuge mit der exzentrischen Unterlegscheibe .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine einfache Möglichkeit der nachträglichen Sturzeinstellung anzugeben.

Die gestellte Aufgabe wird aufgrund des Anspruchs 1 gelöst und durch die weiteren Merkmale der Unteransprüche weiterentwickelt und ausgestaltet.

Zur Einstellung des Sturzes wird eine Schraube mit Nocken oder Exzenter verwendet, welche das Federbein mit der Radaufhängung verbindet . An der Schraube selbst ist eine Markierung angebracht, um ihre Winkelstellung hinsichtlich des Nockens oder Exzenters kenntlich zu machen. Durch Änderung der Winkelstellung des Nockens oder Exzenters wird, ausgehend von einer Extremstellung, die Stellung des Führungsgelenks im Raum verändert und damit auch der Sturz. Durch Festziehen der Mutter der Schraubverbindung wird die eingestellte Stellung fixiert .

Die Erfindung wird anhand der Zeichnung beschrieben. Dabei zeigt : Fig. 1 ein Federbein mit angeschraubtem Achsschenkel, von der Seite gesehen, Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1, in vergrößerter Darstellung, Fig. 3 die Seitenansicht einer Sturzschraube, Fig. 4 einen Schnitt gemäß IV-IV in Fig. 3, Fig. 5 einen Schnitt durch eine Variante und Fig. 6 eine weitere Versteileinrichtung.

Fig. 1 zeigt ein Federbein 1, das bei 2 an der Karosserie des Fahrzeugs abgestützt ist und ein Federbeinstützlager 3, eine Schraubenfeder 4, eine Kolbenstange 5 sowie einen Stoßdämpferzylinder 6 aufweist. Am Stoßdämpferzylinder 6 ist ein Halter 7 befestigt, der um das untere Ende des Zylinders 6 herumreicht und mit diesem verschweißt sein kann sowie zwei wangenartige

Befestigungswände 8 und 9 besitzt, um einen Achsschenkel 10 daran zu befestigen. Der Achsschenkel 10 weist einen gegabelten Fortsatz mit zwei Enden 11, 12 auf, die in den Zwischenraum 13 zwischen den Wänden 8, 9 hineinreichen. Am unteren Ende des Achsschenkels 10 ist ein Führungsgelenk 20 angebracht, dessen Achse 21 im Raum den Sturz bestimmt. Das Führungsgelenk 20 wird von Zugstreben 25 gehalten, die an einem nicht dargestellten Vorderachsträger angelenkt sind.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich, erstrecken sich die Befestigungswände 8 und 9 des Halters 7 parallel zueinander und bestimmen den Zwischenraum 13, in den der gegabelte Achsschenkelfortsatz mit den Enden 11, 12 hineinreicht. Die Teile 7, 10 (Fig. 1) werden durch eine obere (14) und untere (15) Bohrung durchsetzt, durch welche sich ein oberer Schraubbolzen 30 bzw. ein unterer Schraubbolzen 31 erstrecken. Jede Bohrung 14, 15 im Halter 7 weist demgemäß einen (meist runden) Einsteckbohrungsbereich 18 (Fig. 2) und einen (meist runden) Austrittsbohrungsbereich 19 und im Achsschenkel 10 eine zylindrische Bohrung 17 auf.

Der Schraubbolzen 30 weist einen Kopf 32, einen zylindrischen Zapfen oder Bund 33, einen zylindrischen Schaft 34 oder Hals, einen Exzenter 35 sowie einen Gewindebereich 36 auf. Die radiale Stellung des Exzenters 35 ist am Kopf 32 bei 38 markiert, z. B. durch ein flaches Loch, einen Brennfleck oder eine Kerbe. Auf den Zapfen 33 und den Gewindebereich 36 sind Unterlegscheiben 40, 41 aufgesteckt, und es ist eine Mutter 42 aufgeschraubt. Die Mutter 42 ist mit einer Einrichtung zur Verhinderung der selbständigen Lockerung versehen und wird nach Einstellung der Teile unverrückbar festgezogen.

Um die Einstellung der Teile zu ermöglichen, ist der Durchmesser des Halses 34 um etwa 2 mm kleiner als die größte Weite des Bohrungsbereichs 18. Das gleiche gilt hinsichtlich der Abmessungen von 36 und 19, während der Exzenter 35 gerade in die Bohrung 17 hineinpaßt.

Die Schraube 30 kann aus einem Stück gedreht werden; es ist aber auch möglich, einen spangenartigen Nocken 39 im

mittleren Bereich des Schraubenschaftes 34 zu befestigen, z. B. durch Klebstoff, Lot oder Schweißung (Fig. 4) . Die Schraube 30 besteht aus hochfestem Stahl, der trotz verringerten Durchmessers auf die notwendige Anpreßkraft der Unterlegscheiben 40, 41 beim Anziehen der Mutter 42 vorgespannt werden kann.

Die Einstellung des Sturzes geht wie folgt vor sich: Es sei angenommen, daß die Schraube 30 mit der Markierung 33 nach unten (d. h. in der Verbindungslinie zur Schraube 31) durch die Bohrungen 18, 17 und 19 hindurchgesteckt und die Mutter 42 angesetzt worden sind. Diese wird so weit aufgeschraubt, bis die Unterlegscheiben 40, 41 an den Wänden 8, 9 anliegen, und zwar mit solchem Preßdruck, daß die Unterlegscheiben 40, 41 nicht verrutschen, wenn die Lage der Achsschenkel 10 eingestellt wird. Dabei wird die Schraube 30 nach rechts oder links gedreht, wobei die Markierung 38 anzeigt, nach welcher Richtung der Exzenter 35 bzw. der Nocken zeigt. Der Doppelpfeil 22 in Fig. 1 zeigt die beiden Richtungen an, in welchen der Achsschenkel 10 verschoben bzw. die Achse 21 geneigt werden kann, um den Sturz richtig einzustellen. Wenn durch Messung festgestellt worden ist, daß die Sturzeinstellung stimmt, wird die Mutter 42 mit einem vorgeschriebenen Drehmoment festgezogen.

Je nach dem einzustellenden Bereich des Sturzes werden eine (30) oder zwei (30 + 31) Spezialschrauben nach der Erfindung verwendet. Die Erfindung kann bei zylindrischen Bohrungen 18, 19 des Halters, aber auch bei Langlöchern des Halters zum Einsatz kommen. Für unterschiedliche Bohrungsweiten werden jeweils passende Spezialschrauben bereitgestellt, so daß praktisch alle vorkommenden Fahrzeugtypen bedient werden können.

Fig. 5 zeigt eine Variante der Sturzeinstellvorrichtung in einem Schnitt ähnlich zu Fig. 2. Statt eines integralen Exzenters 35 wird ein aufgesetzter Nocken 39 verwendet, der mit konischen Einführungsschrägen 39a versehen ist. Der Nocken 39 ist mit dem Schaft 34 des Schraubbolzens 34 fest verbunden, wie im Zusammenhang mit

Fig. 3 und 4 beschrieben. Der Kopf 32 und der Zapfen 33 sind jedoch durch einen weiteren Gewindebereich 37 und eine Mutter 43 ersetzt. Außerdem sind die Lücken zwischen den Bohrungsbereichen 18 und 19 und dem Schaft 34 bzw. dem Gewindebereich 36 durch Buchsen 44 und 45 ausgefüllt, so daß der Gewindebolzen 30 zentral zu den Bohrungsbereichen 18 und 19 gehalten wird. Die übrigen Teile entsprechend den mit Fig. 2 erläuterten Teilen.

Die Montage des Schraubbolzens nach Fig. 5 geht wie folgt vor sich:

Der Stoßdämpferzylinder 6 mit seinem Halter 7 wird so zu dem Achsschenkel 10 ausgerichtet, daß die Schrauben 30 und 31 durch die Bohrungen 14 und 15 gesteckt werden können. Dabei sind die Abschrägungen 39a am Nocken 39 von Vorteil. Falls nicht bereits geschehen, wird die Mutter 43 abgeschraubt und der Stoßdämpferzylinder 6 oder der Achsschenkel 10 so bewegt, daß die Buchsen 44 und 45 in die Bohrungsbereiche 18 und 19 eingesteckt werden können. Alsdann werden die Unterlegscheiben 40 und 41 auf die jeweiligen Enden des Schraubbolzens 30 aufgesteckt und die Muttern 42 und 43 aufgeschraubt. Die Mutter 43 soll zu einem Schraubenkopf umfunktioniert werden, weswegen man einen Zweikomponentenkleber an passenden Stellen des Schraubgewindes der Mutter 43 bzw. des Gewindebereichs 37 auftragen kann, bevor man die Mutter 43 aufschraubt. An der Mutter 43 ist die Markierung 38 angebracht, die in die gleiche radiale Richtung wie der Nocken 39 gedreht wird. Nach Erhärten des Zweikomponentenklebers kann die Sturzeinstellung erfolgen, wie bereits anhand Fig. 2 beschrieben.

Die Festlegung der Mutter 43 zur Bildung des Schraubenkopfes kann auch mittels eines Schweißpunktes erfolgen, der dann gleichzeitig die Markierung 38 bilden kann.

Die Ausführungsform nach Fig. 5 hat den Vorteil, daß außer dem aufgesetzten Nocken 39 mit konventionellen Teilen gearbeitet werden kann. Es versteht sich, daß dabei ein

hochfestes Material bei dem Schraubbolzen gewählt wird, um die Durchmesserverringerung um etwa 2 mm auszugleichen, die gegenüber der ursprünglichen Version der Befestigung von Stoßdämpferzylinder und Achsschenkel aneinander gegeben ist, wenn von zylindrischen Bohrungen 18 und 19 der Wände 8 und 9 des Halters 7 ausgegangen wird. Mit der Erfindung kann also eine nachträgliche Sturzeinstellung auch in den Fällen durchgeführt werden, wenn eine solche Sturzeinstellung (durch Fehlen von Langlöchern oder relativ weiten Bohrungen) von vornherein nicht vorgesehen war.

Die Ausführungsform der Fig. 5 kann noch dahingehend abgewandelt werden, daß an dem Ende mit dem Gewindebereich 37 eine Einrichtung zum Drehen des Bolzenschaftes 34 vorgesehen ist, beispielsweise eine Inbusausbildung. In einem solchen Fall wird die Markierung 38 am Bolzenschaft 34 angebracht, um die radiale Ausrichtung des Nockens 39 außen anzuzeigen. Es werden dann gleichartige Muttern 42 und 43 gewählt. Diese abgewandelte Ausführungsform ist leichter demontierbar, obzwar durch Erwärmen des

Zweikomponentenklebers im Falle der Ausführungsform nach Fig. 5 ebenfalls eine noch leichte Demontage gegeben ist.

Fig. 6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Sturzeinstellvorrichtung. Mit zuvor beschriebenen Teilen übereinstimmende Teile tragen die gleichen Bezugszeichen. Es wird eine Schraube 50 mit einer Achse 50Aa verwendet , zu der eine Exzenterachse 50b in Abstand e gebildet wird. Auf der Exzenterachse 50b liegen ein Schaftabschnitt 51 und ein weiterer Schaftabschnitt 54. Die übrigen Elemente der Schraube 50 liegen symmetrisch zur Achse 50a, nämlich der Kopf 52, ein Zapfen oder Bund 53, ein Nockenzapfen 55 und ein Gewindebereich 56. Die Elemente 53, 55 und 56 weisen den gleichen Außendurchmesser auf, beispielsweise 16 mm. Der Durchmesser der Elemente 51 und 54 beträgt dann 14 mm. Es können aber auch andere Abmaße verwendet werden, beispielsweise 14 mm für die Elemente 53, 55 und 56 sowie 12 mm für 51 und 54. Schließlich ist es auch möglich, die Elemente 53 und 55 gegenüber 56 etwas dicker zu wählen,

beispielsweise 17 mm gegenüber M 16 des Gewindebereichs 56 bzw. 15 mm gegenüber M 14 des Gewindebereichs 56. Für die Länge der Schraube ohne Kopf wird ein Bereich von 75 bis 95 mm in Betracht gezogen. Der Schraubbolzen 50 wird roh im Gesenk geschmiedet und das Gewinde in konventioneller Weise hergestellt. Als Material des Schraubbolzens wird hochfester Stahl verwendet, dessen Festigkeit höher ist als der der üblicherweise verwendeten Schrauben zur Befestigung des Federbeins 1 am Achsschenkel 10.

Die Vorrichtung zur Sturzeinstellung wird wie folgt angewendet :

Zunächst wird der Radsturz des Fahrzeugs ermittelt, an dem die Sturzeinstellung vorgenommen werden soll . Die Räder an der betreffenden Achse des Fahrzeugs werden demontiert. Die Schraube an der Position 30 der Fig. 1 wird gelöst und entfernt. Statt dessen wird die Schraube 50 an der freigewordenen Bohrung 14 montiert. Es ist darauf zu achten, die richtige Schraubengröße und -länge aus dem vorhandenen Satz auszuwählen. Eventuell vorher demontierte Zusatzhalterungen werden wie zuvor montiert. Danach wird der Sturz auf seinen maximal negativen oder positiven Winkelwert gebracht, wobei die Schraube 50 mit ihrer Markierung 58 für den negativen Sturz nach innen bzw. für den positiven Sturz nach außen zeigt. Der Radträger des Fahrzeugs wird durch Anwendung von Zug oder Druck in eine Endlage gebracht, wie sie der Stellung der Markierung 58 der Schraube 50 entspricht . Die hergestellte Verbindung wird durch leichtes Anziehen der Mutter 42 arretiert, damit es bei Belastung durch das Fahrzeuggewicht zu keiner Verstellung des Sturzes kommt. Nunmehr werden das Rad oder die Räder montiert und die Meßvorrichtung für den Sturz eingebaut. Die Schraube 50 wird am Schraubkopf 52 gedreht, wodurch die Wände 8 und 9 des Halters 7 relativ zu dem Achsschenkel 10 verschoben werden. Der Kopf 52 wird so lange gedreht, bis der gewünschte Winkel des Sturzes erreicht ist. Das betreffende Rad wird anschließend wieder vorsichtig demontiert, ohne die vorgenommene Einstellung des Sturzes zu verändern. Die

Schraubverbindung wird durch Anziehen der Mutter 42 (ohne Veränderung der Stellung des Kopfes 52) sowie durch Anziehen der Mutter der Schraube 31 fixiert, wobei ein Drehmoment zwischen 90 und 110 Nm angewendet wird. Das Rad wird erneut montiert und die Radschrauben oder -muttern mit dem vorgesehenen Drehmoment festgezogen. Es wird darauf geachtet, daß der Reifen des Rades über genügend Abstand zu allen feststehenden Fahrzeugteilen verfügt.