DE102005035913A1

DE102005035913A1 - Kraftfahrzeugfahrwerk

Info

Publication number: DE102005035913A1
Application number: DE102005035913A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Buhl; Wolfgang Kleiner
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2005-07-28
Filing date: 2005-07-28
Publication date: 2007-02-08
Also published as: WO2007012324A1; AU2006274332A1; CN101233001A; US20080231010A1; RU2008107111A; JP2009502606A; KR20080028972A; BRPI0613971A2

Abstract

Ein Kraftfahrzeugwerk, das an zumindest einer Achse einen jeweils ein Rad führenden und/oder tragenden Lenker (7) und zumindest einen mit diesem und dem Rad (5) beweglich verbundenen Radträger (3) aufweist, wobei die Verbindung zwischen Lenker (7) und Radträger (3) eine Gelenk- und/oder Lageranordnung (8) umfaßt, wird so ausgebildet, daß dem Radträger (3) zumindest ein von diesem starr auswärts weisender Zapfen (12) zugeordnet ist, der gelenkig an einer dem Lenker (7) zugeordneten Aufnahme gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugfahrwerk nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Gelenk- und/oder Lageranordnung hierfür.

In Kraftfahrzeugfahrwerken ist es zur Verbindung beispielsweise eines unteren Querlenkers mit dem daran gehaltenen Radträger bekannt, an dem radseitigen Ende des Querlenkers eine Gelenkanordnung festzulegen, wobei hierfür die Gelenkanordnung an einer mit drei Langlöchern versehenen Halterungsplatte fest montiert ist. Diese ist dann mit dem Querlenkerende verschraubbar, wobei sich über die Langlöcher eine Justagemöglichkeit ergibt.

Der von der Halterungsplatte aufragende Gelenkzapfen durchgreift den Radträger und ist oberhalb von diesem durch eine Schraubverbindung sicherbar.

Der Montageaufwand ist damit hoch. Die Schraubverbindung ist, da sie auf der der Nabe zugewandten Seite des Radträgers liegt, schwer zugänglich. Dies gilt insbesondere bei angetriebenen Achsen, bei denen die Antriebswelle mit ihrer umgebenden Dichtungsmanschette dicht an dem mit dem Querträger verbundenen Ausleger des Radträgers liegt. Insbesondere ein späterer Gelenkaustausch ist damit erheblich erschwert.

Zudem muß bei dieser Anordnung der mit dem Querträger verbundene Ausleger des Radträgers so konstruiert werden, daß er radial weit genug von der Nabe entfernt ist, um überhaupt noch die Zugangsmöglichkeit zur Schraubverbindung zu ermöglichen. Durch die radial weit außen gelegene Anordnung des Auslegers ist dieser aber dem Felgenhorn sehr dicht benachbart, so daß sich auch hier Raumprobleme ergeben.

Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine Verbesserung eines Kraftfahrzeugfahrwerks zu erreichen.

Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Kraftfahrzeugfahrwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Gelenk- und/oder Lageranordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 12 und ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 15. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 11 und 13 bis 14 verwiesen.

Mit der Erfindung ist dadurch, daß der Radträger einen starr auswärts weisender Zapfen zugeordnet ist, der an einer dem Lenker zugeordneten Aufnahme gehalten ist, die Befestigung zwischen Radträger und Querlenker bzgl. der Radachse radial nach außen verlegt. In dem Raum zwischen dem Radträger und der Nabe ist dann kein Befestigungsmittel erforderlich, hier muß während der Montage oder Demontage nicht eingegriffen werden. Der Ausleger des Radträgers kann damit näher zur Nabe rücken, der Freigang gegenüber dem Felgenhorn ist vergrößert.

Wenn an das auswärts weisende Ende des Zapfens ein seine Verbindung mit dem Lenker sicherndes Befestigungsmittel, zum Beispiel eine auf den Zapfen aufsetzbare und diesen radial verspannende Mutter, ansetzbar ist, ist dieses von außen gut zugänglich, so daß nicht nur die Montage, sondern auch die Demontage zu Wartungszwecken erleichtert ist. Nach Lösen der gut zugänglichen Mutter fällt der Querlenker, sofern er ein unterer Querlenker ist, dem der Zapfen mit einer abwärts weisenden Komponente von oben zugewandt ist, nach unten, so daß zum Beispiel ein an diesem befestigtes Hülsengelenk für die Aufnahme des Zapfens einfach ausgetauscht werden kann.

Der Zapfen kann je nach Ausbildung starr mit dem Radträger verbunden oder einstückig an diesen angeformt sein.

Besonders vorteilhaft ist die Erfindung an einer Mc-Pherson-Achse mit den Radträger oberhalb des diesen mit dem Querlenker verbindenden Zapfens durchgreifenden Antriebswellen einsetzbar, wo die o. g. Probleme der herkömmlichen Lösung besonders hervortreten und daher die Erfindung sehr große Vorteile zeigt.

Sofern der starre Zapfen des Radträgers an dem Querlenker in einem Hülsengelenk aufgenommen ist, können die auftretenden Kräfte gut abgefangen werden. Das Gelenk kann axial als auch radial auf Biegung beansprucht werden und erlaubt zudem eine optimierte Ausrichtung.

Sehr vorteilhaft weist das Hülsengelenk eine exzentrische Bohrung auf, so daß durch deren Drehung der Querabstand der Aufnahme des Zapfens variabel einstellbar ist. Diese Einstellung kann bei montiertem Rad vorgenommen und durch Festziehen des nur einen den Zapfen am Querlenker sichernden Befestigungsmittels fixiert werden. Der Einstellungsaufwand ist somit minimiert.

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:
1 eine schematische Übersichtszeichnung einer erfindungsgemäßen Gelenk- und/oder Lageranordnung an einem angetriebenen Rad eines Kraftfahrzeugfahrwerks,
2 eine Detailansicht, etwa entsprechend dem Ausschnitt II in 1, bei demontiertem Querlenker,
3 eine Explosionszeichnung der Verbindungsteile in 2 mit geschnittenem Gelenk im Querträger,
4 eine Draufsicht auf das in dem Querträger aufgenommene Gelenk,
5 eine Schnittansicht verschiedener Zapfenformen,
6 eine perspektivische Explosionsansicht eines Querlenkers mit daran am ausgreifenden Ende gehaltenen Hülsengelenk und darin aufgenommenen Zapfen des Radträgers,
7 eine ähnliche, jedoch vereinfachte Ansicht wie 6, hier des rechten Radträgers,
8 eine vergleichende Darstellung des bisherigen und des erfindungsgemäßen Konzepts,
In der Zeichnung ist beispielhaft ein Ausschnitt eines Fahrwerks mit einer Achse in Mc-Pherson-Anordnung 1 dargestellt, bei der am oberen Ende eines Radträgers 2 ein Federbein 3 angreift und am unteren Ende des Radträgers 2 ein mit einer Komponente in Richtung Fahrzeugquermitte weisender Ausleger 4 vorgesehen ist, über den der Radträger 3 mit einem das Rad 5, hier angedeutet durch die Felge 6, tragenden oder zumindest führenden Querlenker 7 über eine Gelenk- und/oder Lageranordnung 8 verbunden ist. Der Lenker 7 ist hier als sog. Dreiecksquerlenker ausgebildet und an der Karosserie um eine zumindest nahezu längs zum Fahrzeug liegende Achse 9 schwenkbar angelenkt.
Der Radträger 3 ist von einer Antriebswelle 10 durchdrungen, die ihrerseits von einer Manschette 11 umgeben ist.
Anstelle einer MC-Pherson-Anordnung können auch andere Geometrien verwendet werden. Beispielsweise kann auch eine Anordnung mit einem oberen und einem unteren Querlenker 7 vorgesehen sein. Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel mit nur einem unteren Querlenker 7 beschrieben:
Dem Radträger 3 ist zumindest ein, in der Zeichnung genau ein, von diesem starr auswärts weisender Zapfen 12 zugeordnet, der mit einer Komponente nach unten zum Querlenker 7 weist und an diesem in der Gelenkanordnung 8 aufgenommen ist.
Der Zapfen 12 kann starr mit dem Radträger 3 verbunden sein, zum Beispiel über eine Preßpassung oder Verschweißung in einer dort eingelassenen Ausnehmung gesichert sein. Alternativ kann der Zapfen 12 auch einstückig an den Radträger 3 angeformt sein. In jedem Fall kann die Einheit aus Radträger 3 und Zapfen 12 fertig montiert zum Montageband angeliefert werden.
Je nach Geometrie kann der Zapfen 12 zur Entgegenwirkung gegen eine Vorzugsrichtung der Beanspruchung eine von einer Rotationssymmetrie abweichende Querschnittsgestalt aufweisen, zum Beispiel, wie in 5 dargestellt ist, einen elliptische oder dreieckigen Querschnitt haben. Auch muß der Zapfen 12, anders, als in 1 dargestellt ist, nicht über seine gesamte Länge einen gleichmäßigen Querschnitt aufweisen, sondern kann zum Beispiel auch kegelförmig, hyperbolisch oder parabolisch verjüngen oder abgestuft sein. Der Zapfen 12 hat typisch eine Länge von vier bis sieben Zentimetern, je nach aufnehmender Gelenkanordnung 8.
In jedem Fall ist an das auswärts weisende Ende 13 des Zapfens 12 ein seine Verbindung mit dem Lenker 7 sicherndes Befestigungsmittel 14 ansetzbar. Hier ist an dem Zapfenende 13 ein Außengewinde vorgesehen, das über eine Mutter 14 sicherbar ist.
In montierter Stellung durchgreift der Zapfen 12 den Lenker 7, so daß das Befestigungselement 14 auf der jenseits des Lenkers 7 gelegenen Seite, hier also auf der Unterseite des Lenkers 7, auf den Zapfen 12 aufsetzbar ist. Damit ist ein Befestigungsmittel, das in den Raum zwischen den Ausleger 4 und die Antriebswelle 11 eingebracht werden müßte, vollständig entbehrlich. Der Ausleger 4 kann damit gegenüber bisherigen Versionen um mehrere Zentimeter näher an die Radnabe rücken, wodurch der Freigang gegenüber dem Felgenhorn um den entsprechenden Betrag vergrößert ist.
Da die Mutter 14 von bezüglich der Radachse radial außen aufgesetzt ist, ist sie auch einfach zugänglich. Dies erleichtert auch die Demontage, bei der nach Lösen der Mutter 14 der Querlenker 7 um seine Achse 9 durch sein Eigengewicht nach unten schwenkt und zur Montage nur entsprechend in Richtung des Pfeils P aufwärts geschwenkt und von unten über die gut zugängliche Mutter 14 gesichert werden muß (2).
Wie beispielsweise der 3 zu entnehmen ist, kann der Zapfen 12 an dem Querlenker 7 in einer als Hülsengelenk 15 ausgebildeten Gelenkanordnung 8 aufgenommen sein, dessen Gelenkschale 17 in den Querlenker 7 eingepreßt oder mit zum Beispiel einer umlaufenden Schweißnaht eingeschweißt sein. In der Ausführung nach 6 liegt das Hülsengelenk 15 zwischen Radträger 3 und Querlenker 7 und wird unterhalb dessen durch eine Überwurfmutter 14 mit gesichert. Die genaue Anordnung des Hülsengelenks hängt daher von den jeweiligen Geometrien im Fahrzeug ab. Auch beispielsweise eine Halterung des Hülsengelenks 15 an einem Adapter, der zum Beispiel über Langlöcher mit dem Querlenker 7 zu verschrauben ist, ist möglich. In jedem Fall ist das Gelenk 15 nach seiner Montage fest mit dem Querlenker 7 verbunden.
Um einen Ausgleich von Fertigungstoleranzen des Querlenkers, seiner Anlenkung, der Karosserie oder weiterer Teile zu ermöglichen, weist das Hülsengelenk 15 eine exzentrische Durchgangsbohrung 18 mit einer Mittenachse A1 zur Aufnahme des Zapfens 12 auf. Die Mittenachse A1 ist gegenüber der Mittenachse A2 des Gelenkkörpers 16 um die Exzentrizität e parallel versetzt. Dadurch wird es bei der Montage möglich, zunächst den Radträger 3 mit dem Querlenker 7 zu verbinden, indem der Zapfen 12 durch die Bohrung 18 geführt wird, und anschließend in dieser Verbindungsstellung, in der die Radausrichtung leicht durch Sichtkontrolle überprüfbar ist, eine Feinjustage insbesondere in Fahrzeugquerrichtung vorzunehmen: Der Gelenkkörper 16 des Hülsengelenks 15 weist hierfür an seinem hier unteren Ende einen Außensechskant 19 oder eine andere Ansatzmöglichkeit für ein Werkzeug auf, mit dem der Gelenkkörper 16 so weit verdrehbar ist, bis der eingestellte Radsturz einer Sollvorgabe entspricht. Diese Stellung ist dann dadurch fixierbar, daß die Mutter oder dergleichen Befestigungselement 14 auf das nach unten durchgreifende Zapfenende 13 aufgesetzt und festgezogen wird, wodurch die Unterkante 20 des Auslegers 4 fest mit der Oberkante 21 des Gelenkkörpers 16 verspannt wird.
Die Verwendung einer exzentrischen und einstellbaren Gelenkanordnung 8 erleichtert die Montage und macht es möglich, trotz der Einstellmöglichkeit nur ein Befestigungsmittel 14 anziehen oder zur Demontage lösen zu müssen, was zum Beispiel gegenüber einer Adapterlösung mit mehreren Langlöchern eine erhebliche Arbeitserleichterung und zudem eine Gewichtsverringerung bedeutet.
Das Gelenk 15 ist sowohl axial als auch radial auf Biegung beanspruchbar.

1: Mc-Pherson-Anordnung,
2: Federbein,
3: Radträger,
4: Ausleger,
5: Rad,
6: Felge,
7: Querlenker,
8: Gelenk- und/oder Lageranordnung,
9: Schwenkachse,
10: Antriebswelle,
11: Manschette,
12: Zapfen,
13: Zapfenende,
14: Befestigungsmittel,
15: Hülsengelenk,
16: Gelenkkörper,
17: Gelenkschale,
18: Durchgangsbohrung,
19: Werkzeugansatz,
20: Unterkante des Radträgers,
21: Oberkante des Gelenkkörpers,
P: Schwenkrichtung,
A1: Mittenachse der Bohrung,
A2: Mittenachse des Gelenkkörpers,
e: Exzentrizität

Claims

Kraftfahrzeugfahrwerk, das an zumindest einer Achse einen jeweils ein Rad führenden und/oder tragenden Lenker (7) und zumindest einen mit diesem und dem Rad (5) beweglich verbundenen Radträger (3) aufweist, wobei die Verbindung zwischen Lenker (7) und Radträger (3) eine Gelenk- und/oder Lageranordnung (8) umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß dem Radträger (3) zumindest ein von diesem starr auswärts weisender Zapfen (12) zugeordnet ist, der gelenkig an einer dem Lenker (7) zugeordneten Aufnahme gehalten ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an das auswärts weisenden Ende (13) des Zapfens (12) ein seine Verbindung mit dem Lenker (7) sicherndes Befestigungsmittel (14) ansetzbar ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12) mit dem Radträger (3) verbunden ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12) einstückig an den Radträger (3) angeformt ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenker (7) ein unterer Querlenker ist, dem der Zapfen (12) mit einer abwärts weisenden Komponente von oben zugewandt ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12) in montierter Stellung den Lenker (7) durchgreift und das Befestigungselement (14) in montierter Stellung auf der jenseits des Lenkers (7) gelegenen Seite des Zapfens (13) aufgesetzt ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die zumindest eine Achse eine Mc-Pherson-Achse (1) mit den Radträger (3) oberhalb des diesen mit dem Querlenker (7) verbindenden Zapfens (12) durchgreifenden Antriebswellen (10) ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12) an dem Querlenker (7) in einem Hülsengelenk (15) aufgenommen ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Hülsengelenk (15) eine exzentrische Bohrung (18) aufweist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Exzentrizität (e) der Bohrung (18) einstellbar und durch das den Zapfen (12) am Querlenker (7) sichernde Befestigungselement (14) fixierbar ist.
Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur Montage der Querlenker (7) an den Radträger (3) mit dem dort montiertem Zapfen (12) heranschwenkbar (P) und das sichernde Befestigungselement (14) von jenseits der Erstreckungsebene des Querlenkers (7) montier- oder demontierbar ist.
Gelenk- und/oder Lageranordnung (8) für ein Kraftfahrzeugfahrwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 11.
Gelenk- und/oder Lageranordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß diese Gelenk- und/oder Lageranordnung (8) sowohl axial als auch radial auf Biegung beanspruchbar ist.
Gelenk- und/oder Lageranordnung nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Zapfen (12) zur Entgegenwirkung gegen eine Vorzugsrichtung der Beanspruchung eine von einer Rotationssymmetrie abweichende Querschnittsgestalt aufweist.
Kraftfahrzeug mit zumindest einer Gelenk- und/oder Lageranordnung (8) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, insbesondere innerhalb von Fahrwerks- und/oder Lenkungsteilen.