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Patent Searching and Data


Title:
STEERING AXLE
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2012/022333
Kind Code:
A2
Abstract:
A steering axle having a steering-knuckle carrier (10) which is mounted pivotably about a steering pin (5) on an axle stub (2) and which serves to rotatably hold at least one vehicle wheel, wherein the axle stub (2) is provided in both the upward and downward directions with steering pin portions (6A, 6B), and in each case one joint eye of the steering-knuckle carrier (10) is pivotably mounted on each of the two steering pin portions (6A, 6B). At least one of the two joint eyes of the steering-knuckle carrier (10) is formed on a bush (30) which surrounds the steering pin portion (6A) about the entire circumference thereof and which can be inserted into a bush receptacle (15A), formed integrally on the steering-knuckle carrier (10), in the pin longitudinal direction (7). Said bush receptacle (15A) is provided with an opening (17A) arranged radially with respect to the pin longitudinal direction (7), the opening width (W) of which opening is smaller than the corresponding width (B) of the bush (30) and greater than the diameter of the steering pin portion (6A).

Inventors:
KLAAS THOMAS (DE)
Application Number:
PCT/DE2011/075158
Publication Date:
February 23, 2012
Filing Date:
July 11, 2011
Export Citation:
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Assignee:
BPW BERGISCHE ACHSEN KG (DE)
KLAAS THOMAS (DE)
International Classes:
B62D7/18
Domestic Patent References:
WO1998045158A11998-10-15
Foreign References:
GB2167023A1986-05-21
US20080164670A12008-07-10
US2896983A1959-07-28
FR475517A1915-05-25
Attorney, Agent or Firm:
CHRISTOPHERSEN & PARTNER (DE)
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Claims:
Patentansprüche

Lenkachse mit einem um einen Lenkbolzen (5) schwenkbar an einer Achsfaust (2) gelagerten, mindestens ein Fahrzeugrad drehbar aufnehmenden Achsschenkelträger (10), wobei die Achsfaust (2) sowohl nach oben wie nach unten mit Lenkbolzenabschnitten (6A, 6B) versehen ist, und auf jedem der beiden Lenkbolzenabschnitte (6A, 6B) jeweils ein Gelenkauge des Achsschenkelträgers (10) schwenkgelagert ist,

dadurch gekennzeichnet,

dass zumindest eines der beiden Gelenkaugen des Achsschenkelträgers (10) an einer den entsprechenden Lenkbolzenabschnitt (6A) vollumfänglich umschließenden Buchse (30) ausgebildet ist, welche in eine einstückig an dem Achsschenkelträger (10) ausgebildete Buchsenaufnahme (15A) in Bolzenlängsrichtung (7) einsetzbar ist, wobei die Buchsenaufnahme (15A) mit einer bezüglich der Bolzenlängsrichtung (7) radialen Öffnung (17A) versehen ist, deren Öffnungsweite (W) größer als der Durchmesser des Lenkbolzenabschnitts (6A) ist.

Lenkachse nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Buchse (30) in Richtung zur Achsfaust (2) hin in die Buchsenaufnahme (15A) einsetzbar ist.

Lenkachse nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die eingesetzte Buchse (30) mit einem an ihrem außen liegenden Ende angeformten, radial erweiterten Bund (31 ) gegen eine die Buchsenaufnahme (15A) umgebende Stirnfläche (19) abstützt.

Lenkachse nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnfläche (19) eine geschlossene Ringfläche ist, die sich an einem radial erweiterten Bund (18) der Buchsenaufnahme (15A) befindet.

Lenkachse nach Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass der Bund (18) der Buchsenaufnahme (15A) als geschlossener Ring gestaltet ist.

6. Lenkachse nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass auch das zweite Gelenkauge an einer den entsprechenden zweiten Lenkbolzenabschnitt (6B) vollumfänglich umschließenden Buchse (40) ausgebildet ist, welche in eine einstückig an dem Achsschenkelträger (10) ausgebildete zweite Buchsenaufnahme (15B) in Bolzenlängsrichtung (7) einsetzbar ist, und in eingesetztem Zustand auf ihrem gesamten Umfang von der zweiten Buchsenaufnahme (15B) umschlossen ist.

7. Lenkachse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass sich die eingesetzte Buchse (40) mit einem an ihrem außen liegenden Ende angeformten, radial erweiterten Bund (41 ) gegen eine die zweite Buchsenaufnahme (15B) umgebende Stirnfläche (19) abstützt.

Description:
'Lenkachse' Die Erfindung betrifft eine Lenkachse mit einem um einen Lenkbolzen schwenkbar an einer Achsfaust gelagerten, mindestens ein Fahrzeugrad drehbar aufnehmenden Achsschenkelträger, wobei die Achsfaust sowohl nach oben wie nach unten mit Lenkbolzenabschnitten versehen ist, und auf jedem der beiden Lenkbolzenabschnitte jeweils ein Gelenkauge des Achsschenkeltragers schwenkgelagert ist.

Eine Lenkachse mit diesen Merkmalen ist aus der WO 98/45158 bekannt. Da die Schwenklagerung des Achsschenkeltragers doppelt ist, und hierzu ein erster Lenkbolzenabschnitt nach oben, und ein zweiter Lenkbolzenabschnitt nach unten aus der Achsfaust herausragt, ist eine Montage und Demontage des kompletten Achsschenkeltragers nur möglich, wenn zunächst der Lenkbolzen aus der Achsfaust herausgezogen wird. Zu diesem Zweck sind an Lenkbolzen und Achsfaust korrespondierende Keilflächen vorgesehen, die sich bei entsprechendem axialen Druck trennen, woraufhin der Lenkbolzen zu einer Seite hin aus der Achsfaust herausziehbar ist. Ziel der Erfindung ist die Möglichkeit einer Montage und Demontage des kompletten Achsschenkelträgers, ohne zunächst den Lenkbolzen entfernen zu müssen.

Zur L ö s u n g wird bei einer Lenkachse mit den eingangs angegebenen Merkmalen vorgeschlagen, dass zumindest eines der beiden Gelenkaugen des Achsschenkelträgers an einer den entsprechenden Lenkbolzenabschnitt vollumfänglich umschließenden Buchse ausgebildet ist, welche in eine einstückig an dem Achsschenkelträger ausgebildete Buchsenaufnahme in Bolzenlängsrichtung einsetzbar ist, wobei die Buchsenaufnahme mit einer bezüglich der Bolzenlängsrichtung radialen Öffnung versehen ist, deren Öffnungsweite größer als der Durchmesser des Lenkbolzenabschnitts ist.

Ermöglicht wird auf diese Weise eine Montage und Demontage des kompletten Achsschenkelträgers, ohne zunächst den Lenkbolzen entfernen zu müssen. Auf diese Weise wird es zum Beispiel möglich, den Lenkbolzen einstückig an der Achsfaust auszubilden, etwa durch gemeinsames Schmieden der Achsfaust und der zapfenförmig nach oben und nach unten hervorstehenden Lenkbolzenabschnitte. Hierdurch lassen sich die Herstellkosten der Achsfaust verringern, insbesondere, wenn diese bereits einstückiger Bestandteil eines durchgehenden Achskörpers ist, an dem an beiden Enden jeweils eine derartige Achsfaust einschließlich angeformter Lenkbolzenabschnitte vorhanden ist.

Mit einer ersten Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass die Buchse in Richtung zur Achsfaust hin in die Buchsenaufnahme einsetzbar ist. Bevorzugt ist hierbei, wenn sich die eingesetzte Buchse mit einem an ihrem außen liegenden Ende angeformten, radial erweiterten Bund gegen eine die Buchsenaufnahme umgebende Stirnfläche abstützt. Diese Stirnfläche befindet sich vorzugsweise an einer radialen Erweiterung der Buchsenaufnahme, die zur Verstärkung der Buchsenaufnahme als geschlossener Ring geformt ist.

Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass auch das zweite Gelenkauge an einer den entsprechenden zweiten Lenkbolzenabschnitt vollumfänglich umschließenden Buchse ausgebildet ist, welche in eine einstückig an dem Achsschenkelträger ausgebildete zweite Buchsenaufnahme in Bolzenlängsrichtung einsetzbar ist, und in eingesetztem Zustand auf ihrem gesamten Umfang von der zweiten Buchsenaufnahme umschlossen ist.

Vorzugsweise gilt auch für die zweite Buchse, dass sie sich, sobald sie in die zweite Buchsenaufnahme eingesetzt ist, mit einem an ihrem außen liegenden Ende angeformten, radial erweiterten Bund gegen eine die zweite Buchsenaufnahme umgebende Stirnfläche abstützt.

Weitere Vorteile und Einzelheiten werden nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels einer Lenkachse beschrieben. Auf der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 in perspektivischer Darstellung das eine Ende einer Lenkachse, insbesondere einer

Lenkachse eines Fahrzeuganhängers;

Fig. 2 die Lenkachse nach der Entnahme zweier Buchsen;

Fig. 3 aus anderer Perspektive die Lenkachse nach Entnahme der Buchsen und in leicht gekippter Stellung des Achsschenkelträgers;

Fig. 4 die Lenkachse nach stärkerem Kippen des Achsschenkelträgers;

Fig. 5 die Lenkachse bei vollständig von der Achsfaust gelöstem Achsschenkelträger; Fig. 6 einen Schnitt durch den Achsschenkelträger bei einer ersten Ausführungsform und

Fig. 7 einen Schnitt durch den Achsschenkelträger bei einer zweiten Ausführungsform. Die Fig. 1 zeigt eine Lenkachse in betriebsfertigem Zustand. Diese setzt sich aus einem Achskörper 1 zusammen, der hier als von der einen zur anderen Fahrzeugseite durchgehendes Achsrohr gestaltet ist, das an seinen beiden Enden jeweils mit schwenkbar gelagerten Elementen der Lenkachse versehen ist. Auf der Zeichnung ist jeweils das eine Achsende mit den dort schwenkbar angelenkten Elementen wiedergegeben.

Im Bereich seiner beiden Enden ist der Achskörper 1 als Achsfaust 2 gestaltet, die, wie dargestellt, in Bezug auf den gestreckten Teil des Achskörpers 1 an einem kurzen, abgewinkelten Abschnitt ausgebildet sein kann. Die Achsfaust 2 trägt den Lenkbolzen 5 der Lenkachse, der sich hier aus einem von der Achsfaust 2 nach unten ragenden ersten Lenkbolzenabschnitt 6A, und einem von der Achsfaust 2 nach oben ragenden, zweiten Lenkbolzenabschnitt 6B zusammensetzt. Die beiden Lenkbolzenabschnitte 6A, 6B sind jeweils als Zapfen gestaltet. Um die Herstellkosten gering zu halten, kann es sich bei beiden Lenkbolzenabschnitten 6A, 6B um geschmiedete Elemente handeln, die bei der Fertigung des Achskörpers 1 oder der Achsfaust 2 im selben Schmiedeprozess mit angeformt werden. Dies ermöglicht insbesondere eine einstückige Gestaltung der Baugruppe Achsfaust 2 und den beiden Abschnitten des Lenkbolzens 5.

Der Lenkbolzen 5 definiert die vertikale Schwenkachse für einen fahrzeugaußen mit einem Achsschenkel 1 1 versehenen Achsschenkelträger 10. Hierbei nimmt der Achsschenkel 1 1 die Wälzlagerung für das Fahrzeugrad und die Bremsscheibe bzw. Bremstrommel auf.

Der vorzugsweise als Schmiedeteil gefertigte Achsschenkelträger 10 ist ferner einstückig mit einem Arm 12 versehen, an dessen Ende sich ein Gelenkauge 13 für die Spurstange der Lenkachse befindet.

Ferner ist einstückiger Bestandteil des Achsschenkelträgers 10 ein Bremsträger 14 einer Schwimmsattel-Scheibenbremse. Am Bremsträger 14 ist ein Belagschacht 14A ausgebildet, der den einen der beiden Bremsbeläge der Scheibenbremse aufnimmt. Für die Schwenklagerung gegenüber der Achsfaust 2 sind an dem Achsschenkelträger 10 ein unterer Anlenkarm 16A und ein oberer Anlenkarm 16B angeformt. Die Enden der beiden Anlenkarme 16A, 16B sind jeweils als ringförmig gestaltete Buchsenaufnahmen 15A bzw. 15B gestaltet die daher ebenfalls einstückiger Bestandteil des Achsschenkelträgers 10 sind. Die Buchsenaufnahmen 15A, 15B stellen im Folgenden noch näher erläuterte Gelenkaugen dar, welche die schwenkbewegliche Verbindung zu den jeweiligen Lenkbolzenabschnitten 6A, 6B aufnehmen. Für die Funktion als Schwenkgelenk sind die Buchsenaufnahmen 15A, 15B jeweils als vergrößertes Auge mit einer Durchgangsbohrung gestaltet. Allerdings ist zumindest eine der beiden Buchsenaufnahmen, z.B. die untere Buchsenaufnahme 15A, über ihren Umfang nicht vollständig geschlossen, sondern sie ist zu einer Seite hin mit einer Öffnung 17A versehen. Die Öffnung 17A erstreckt sich nur über eine Höhe h, die Teil der Gesamthöhe H der Buchsenaufnahme 15A ist.

Die andere, hier die obere Buchsenaufnahme 15B kann ebenfalls mit einer seitlichen Öffnung 17B versehen sein. Diese Öffnung 17B, die sich ebenfalls über eine Höhe h erstrecken kann, ist dann oberhalb und in Fluchtung zu der Öffnung 17A der anderen Buchsenaufnahme 15A angeordnet. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 6 in einem Schnitt durch die Schwenkachsenebene dargestellt.

Alternativ kann bei der anderen, hier der oberen Buchsenaufnahme 15B eine der Öffnung 17A vergleichbare seitliche Öffnung fehlen. In diesem Fall muss die Öffnung 17A eine größere Höhe h " aufweisen, die aber immer noch geringer als die Gesamthöhe H der Buchsenaufnahme ist. Eine solche Ausführungsform ist in Fig. 7 in einem Schnitt durch die Schwenkachsenebene dargestellt.

In die untere Buchsenaufnahme 15A ist eine Buchse 30, und in die obere Buchsenaufnahme 15B eine Buchse 40 jeweils in Bolzenlängsrichtung 7 einsetzbar. Die beiden Buchsen 30, 40 können, wie die Zeichnung erkennen lässt, identisch gestaltet sein. Ebenso ist es möglich sie unterschiedlich zu gestalten, um ein Vertauschen der beiden Buchsen 30, 40 auszuschließen.

Die Buchsen 30, 40 können nach außen vollständig verschlossen sein, so dass kein Schmutz und keine Feuchtigkeit an die in der Buchse angeordneten Lagerflächen 35 gelangt. An der Innenseite der Buchsen 30, 40 befinden sich im Bereich der nicht näher dargestellten Lagerflächen 35 ein Gleit- oder Wälzlager. Die Buchsen 30, 40 können zur Erzielung eines Rückstelleffekts bei Auslenkung auch als Stahl-Gummi-Stahl-Buchsen gestaltet sein. Die eine Buchse 30 ist in Richtung zur Achsfaust 2 hin passgenau in die untere Buchsenaufnahme 15A, und die andere Buchse 40, ebenfalls in Richtung zur Achsfaust 2 hin, passgenau in die andere Buchsenaufnahme 15B einsetzbar. In eingesetztem Zustand stützen sich die Buchsen 30, 40 mit einem an ihrem außen liegenden Ende angeformten, radial erweiterten Bund 31 bzw. 41 gegen eine radial erweiterte Stirnfläche 19 der Buchsenaufnahme 15A bzw. 15B ab, wodurch die Längsbewegung der Buchse 30, 40 beim Einsetzen begrenzt wird.

Die Stirnfläche 19 ist jeweils als vollständige, d. h. geschlossene Ringfläche gestaltet, da sie sich an einem verdickten und damit die Festigkeit erhöhenden Bund 18 befindet, mit dem jede Buchsenaufnahme 15A, 15B versehen ist. Dieser Bund 18 ist ringförmig geschlossen. Dies gilt für beide Buchsenaufnahmen 15A, 15B, da auch bei vorhandener seitlicher Öffnung 17A bzw. 17B diese in Längsrichtung 7 von nur begrenzter Länge h, h " ist, und zumindest nicht den Bund 18 erfasst. Durch den so geschlossenen Bund 18 wird eine ausreichende Festigkeit der infolge der Öffnung 17a, 17B im Prinzip geschwächten Buchsenaufnahme 15A, 15B gegenüber Umfangskräften erreicht.

Der Lenkbolzenabschnitt 6A ist von solcher Länge, dass er im Einbauzustand zwar in die Buchsenaufnahme 15A hinein ragt, jedoch nicht bis zu dem verstärkenden Bund 18 reicht.

Der besondere Vorteil der Lenkachse besteht darin, dass sich der Achsschenkelträger 10 abnehmen, d. h. demontieren lässt, auch ohne dass hierzu der Lenkbolzen 5 oder einer seiner beiden Lenkbolzenabschnitte 6A, 6B entfernt werden müsste.

Dies wird erreicht, indem zumindest die Buchsenaufnahme 15A nicht über ihren gesamten Umfang geschlossen ist, sondern mit der bezüglich der Bolzenlängsrichtung 7 radialen Öffnung 17A der Höhe " (Fig. 7) versehen ist. Die Öffnungsweite W (Fig. 5) der Öffnung 17A ist geringer als die entsprechende Breite B der Buchse 30. Sie ist ferner größer als der Durchmesser des entsprechenden Lenkbolzenabschnittes 6A. Aufgrund dieser Ausgestaltung lässt sich die Demontage des Achsschenkelträgers 10 wie folgt durchführen: Zunächst werden gemäß Fig. 2 durch axiales Herausziehen beide Buchsen 30, 40 entfernt. Üblicherweise befinden sich innen in den Buchsen 30, 40 die Gleit- oder Wälzlager der Lenkachse, welche daher zusammen und zugleich mit den Buchsen 30, 40 entfernt werden.

Durch Entfernen der unteren Buchse 30 kommt die seitliche Öffnung 17A der Buchsenaufnahme 15A gegenüber dem Lenkbolzenabschnitt 6A frei. Dies ermöglicht gemäß Fig. 3 und 4, durch Verschwenken des Achsschenkelträgers 10 in Schwenkrichtung R die untere Buchsenaufnahme 15A nach außen, bezogen auf die Achsfaust 2, wegzuziehen, wobei der Lenkbolzenabschnitt 6A nicht im Wege steht, sondern er durch die Öffnung 17A, deren Weite W größer als der Durchmesser dieses Lenkbolzenabschnitts 6A ist, hinaustreten kann. Ist dies gemäß Fig. 4 erreicht, lässt sich sodann der gesamte Achsschenkelträger 10 vertikal, d.h. im wesentlichen in Richtung des Lenkbolzens 5, bewegen. Aufgrund dieser Bewegung kommt auch der andere Lenkbolzenabschnitt 6B aus der entsprechenden Buchsenaufnahme 15B vollständig frei, wie in Fig. 5 wiedergegeben.

Noch einfacher ist die geschilderte Demontage, wenn gemäß Fig. 6 auch die andere Buchsenaufnahme 15B mit einer seitlichen Öffnung 17B versehen ist.

Weiter von Vorteil ist, wenn sich der Achsschenkelträger 10 nach Entfernen der Buchsen 30, 40 zunächst auf die Achsfaust 2 absenken lässt. Denn in diesem Fall lässt sich die notwendige Höhe " der Öffnung 17A reduzieren. Eine weitere Reduzierung kann erfolgen, wenn auch die gegenüberliegende Buchsenaufnahme 15B die Öffnung 17B (Fig. 6) aufweist. Vor dem Absenken des Achsschenkelträgers 10 muss dann allerdings die Öffnung 17B gegenüber der Achsfaust 2 ausgerichtet werden, so dass gemäß den Fign. 3 und 4 deren Öffnungsseite über die Achsfaust 2 greifen kann. Die zwei Öffnungen 17A und 17B können, müssen aber nicht bzgl. ihrer Winkellage fluchten, wenn die Weite der Öffnung 17B deutlich weiter ist, als die Breite der Faust 2.

Bezugszeichenliste

1 Achskörper

2 Achsfaust

5 Lenkbolzen

6A Lenkbolzenabschnitt

6B Lenkbolzenabschnitt

7 Bolzenlängsrichtung

10 Achsschenkelträger

1 1 Achsschenkel

12 Arm

3 Auge

14 Bremsträger

14A Belagschacht für Bremsbelag

15A Buchsenaufnahme

15B Buchsenaufnahme

16A Anlenkarm

16B Anlenkarm

17A Öffnung

17B Öffnung

18 Bund

19 Stirnfläche

30 Buchse

31 Bund

35 Lagerflächen

40 Buchse

41 Bund

B Breite

H Gesamthöhe

h Höhe der Öffnung

IV Höhe der Öffnung

R Schwenkrichtung

W Weite