DE19649245A1 - Sturzeinstellvorrichtung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Ein­ stellen des Sturzes eines über Streben an der Karosserie eines Fahrzeuges aufgehängten Rades gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Mit Sturz bezeichnet man die Neigung der Radebene zu ei­ ner im Radaufstandspunkt errichteten Senkrechten zur Fahrbahn. Sein Wert bestimmt einige wesentliche Fahr­ eigenschaften des Fahrzeuges, so daß dafür Sorge zu tra­ gen ist, daß der für einen Fahrzeugtyp festgelegte Sturz bei jedem einzelnen Fahrzeug dieses Typs möglichst genau eingehalten wird.

Bei einem Fahrzeugrad, das über ein oder mehrere Streben mit der Karosserie verbunden ist, wird der Sturz u. a. bestimmt von der Lage der Anlenkpunkte der Streben an der Karosserie bzw. am Achsschenkel. Unter dem Begriff "Stre­ ben" sollen hier alle Arten von Verbindungen zwischen dem Rad und der Karosserie gemeint sein, z. B. Querlenker oder Federbeine.

Die Teile der Karosserie, des Achsschenkels oder der Streben, die die Lage der Anlenkpunkte bestimmen, lassen sich nicht toleranzfrei herstellen, so daß nach dem Zu­ sammenbau der Teile in der Regel nicht der vorbestimmte Sturz vorliegt. Es werden daher in der Regel Einstell- und Nachstellmöglichkeiten zum Justieren des Sturzes vor­ gesehen. So ist in der DE 37 43 283 A1 eine Verstellein­ richtung mit einem Schraubenbolzen in einem Lagerbock be­ schrieben, bei dem unmittelbar unterhalb des Schrauben­ bolzenkopfes ein Exzenter ausgebildet ist, der in einem am Lagerbock verschwenkbar gehaltenen Flansch drehbar ge­ lagert ist und bei dem der Schaft des Schraubenbolzens sich in in den Wangen des Lagerbocks ausgebildeten Lang­ löchern befindet. Durch eine Drehung des Schraubenbolzens wandert der Schaft des Schraubenbolzens in den Langlö­ chern vor und zurück und nimmt dabei einen Querlenker un­ ter Veränderung des Sturzes mit.

Diese Anordnung hat den Nachteil, daß für den Exzenter eine gesonderte Führung an der Außenwand der Wange ange­ bracht werden muß. Außerdem bereitet die Ausbildung eines Exzenters, dessen Mantelfläche zum Teil über die Mantel­ fläche des Schraubenbolzens in radialer Richtung hinaus­ reicht, gewisse Probleme.

In der DE 40 01 597 C2 wird ein Schraubenbolzen mit einem Schraubenkopf vorgeschlagen, an dessen freiem Ende exzen­ trisch zur Schraubenbolzenachse ein Gewinde und ein La­ gerabschnitt herausgearbeitet worden sind. Der nicht be­ arbeitete Teil des Schraubenbolzens bildet damit einen Exzenter in bezug auf die Gewindeachse. Entsprechend der Schraubenbolzenform weisen die Wangen des Lagerbocks zwei unterschiedlich große Öffnungen auf. Die eine Öffnung entspricht in ihrem Durchmesser im wesentlichen dem Durchmesser des Lagerabschnitts, die andere Öffnung, in der sich Abschnitte des Exzenters befinden, ist so groß gewählt, daß der Exzenter frei um 360° gedreht werden kann. Nachteilig bei dieser Vorrichtung ist, daß der Schraubenkopf gegenüber der Gewindeachse versetzt ist und daß der Schraubenbolzen nur in einer Öffnung eine Abstüt­ zung erfährt.

Die Erfindung beruht somit auf der Aufgabe, eine Sturz­ einstellvorrichtung zu schaffen, die genügend hohe Kräfte aufnehmen kann und deren Schraubenbolzen leicht herge­ stellt und gehandhabt werden kann.

Die gestellte Aufgabe wird mit einer Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 gelöst, wobei sich der exzentrische Abschnitt ausschließlich im Bereich der Buchse befindet, die Löcher einen größeren Durchmesser aufweisen als die in ihr liegenden Abschnitte des Schrau­ benbolzenschaftes und der Schaft in beiden Löchern in Be­ lastungsrichtung an der Lochwand anliegt.

Unter Belastungsrichtung soll dabei die Richtung der Kräfte verstanden werden, mit denen sich ein Querlenker an der Karosserie abstützt. Bei einer Doppelquerlenker­ aufhängung sind die Abstützkräfte des oberen Querlenkers zur Fahrzeugmitte, also nach innen, gerichtet, während die Abstützkräfte des unteren Querlenkers zum Rad, also zur Fahrzeugaußenseite, weisen. Dementsprechend stützt sich die Buchse beim oberen Querlenker auf der Seite des Schraubenbolzens ab, die nach außen gerichtet ist, wäh­ rend beim unteren Querlenker ein Zug nach außen erfolgt, so daß sich die Buchse an der Seite des Schraubenbolzens abstützt, die nach innen gerichtet ist.

Mit dieser Anordnung wird erreicht, daß sich der Bolzen­ schaft in beiden Löchern abstützen kann und dabei eine wohldefinierte Ausgangslage für die Sturzeinstellung ein­ nimmt. Der Durchmesser der Löcher braucht dabei nicht we­ sentlich größer zu sein als der Durchmesser des Schafts des Schraubenbolzens. Im allgemeinen wird eine Lochgröße ausreichen, deren Nennmaß sogar dem Durchmesser des Schaftes entspricht, aber aufgrund von Toleranzen bei der Herstellung ein vom Nennmaß abweichendes (vergrößertes) Istmaß aufweist.

Um einen Schraubenbolzen mit Exzenter an die Stelle eines Schraubenbolzens ohne Exzenter setzen zu können, ohne daß eine Anpassung der Lochgröße erfolgen muß, wird vorge­ schlagen, daß die Mantelfläche des exzentrischen Ab­ schnitts in radialer Richtung nicht über die Mantelfläche des Schaftes des Schraubenbolzens hinausragen soll, wobei der Schaftdurchmesser dem des zu ersetzenden Schrauben­ bolzens ohne Exzenter entsprechen soll. Zwar lassen sich dann unter Berücksichtigung der Festigkeit des Materials nur kleine Exzentrizitäten verwirklichen. Diese reichen aber im allgemeinen aus, um die Sturzabweichung auszu­ gleichen, die durch Bautoleranzen entsteht.

Vorzugsweise besteht der Exzenter aus zwei voneinander in axialer Richtung beabstandeten Teilabschnitten, die je­ weils in den Außenbereichen der Innenwand der Buchse ab­ gestützt sind. Dies erleichtert die Herstellung des Ex­ zenterbolzens.

Bei der Durchführung des weiter unten beschriebenen Ver­ fahrens ist es notwendig, daß die Schraubenbolzen mit ei­ ner bestimmten Orientierung in den Lagerböcken eingesetzt werden. Um dies zu gewährleisten, sind auf den Köpfen der Schraubenbolzen Markierungen vorgesehen, die die Ausrich­ tung des Zenits des Exzenters bezogen auf die Schrauben­ bolzenachse angeben.

Mit Hilfe der beschriebenen Vorrichtung läßt sich das folgende Verfahren zum Einstellen durchführen. Zunächst werden die Schraubenbolzen durch die Löcher und die Buch­ sen geführt und dort derart verdreht bzw. vor dem Einfüh­ ren ausgerichtet, daß der Exzenter gegen die jeweilige Belastungsrichtung zeigt. Anschließend werden am Rad Kräfte entsprechend der oben angegebenen Belastungsrich­ tung aufgebracht. Dadurch wird die obere Strebe nach in­ nen gedrückt und die untere Strebe nach außen gezogen. Dementsprechend legen sich die Schraubenbolzen an die In­ nen- oder Außenwand der Löcher an. Ohne Berücksichtigung von Toleranzen sollte das Rad in dieser Lage den vorbe­ stimmten Sturz einnehmen. Dabei hat sich herausgestellt, daß, wenn Abweichungen auftreten, der Sturz in der Regel kleiner ist als vorgesehene also zu kleine negative Werte aufweist.

Da eine absolut toleranzfreie Fertigung aus Kostengründen nicht zu gewährleisten ist, ist im allgemeinen anschließend eine Feinkorrektur der Sturzeinstellung notwendig. Diese besteht darin, daß zur Vergrößerung des (negativen) Sturzes, also einer Veränderung des Sturzwinkels zu größeren negativen Werten hin, zunächst der Schraubenbolzen des oberen Querlenkers im karosserieseitigen Ende ver­ stellt wird und - wenn dies nicht ausreicht - auch der Schraubenbolzen im karosserieseitigen Ende der unteren Strebe.

Sollte sich herausstellen, daß es notwendig ist, den Sturz auch verkleinern zu können, kann der Schraubenbol­ zen so ausgerichtet in die Buchse eingesetzt werden, daß der Exzenter senkrecht zur Belastungsrichtung oder sogar in die Belastungsrichtung ausgerichtet ist.

Die Erfindung soll im folgenden anhand eines Ausführungs­ beispiels näher erläutert werden. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung der Hinter­ radaufhängung eines Fahrzeuges;

Fig. 2 einen Querschnitt durch eine Querlenkerbefe­ stigung an der Karosserie;

Fig. 3a und 3b eine Schraube, die Verwendung findet in der Befestigung nach Fig. 2;

Fig. 4 eine Skizze zur Darstellung des Verfahrens zur Sturzeinstellung.

An einem Fahrzeugunterbau 1 ist ein Querträger 2 befe­ stigt, an dem der untere und obere Querlenker 3, 4 einer Radaufhängung verschwenkbar befestigt sind. Die Querlen­ ker 3, 4 verbinden den Querträger jeweils mit einem Achs­ schenkel 6, auf dessen Achse ein Fahrzeugrad drehbar ge­ lagert ist. Die Geometrie der Radaufhängung wird nun so gewählt, daß die Radebene 5 einen Winkel mit einer Senk­ rechten zur Aufstandsfläche 7 des Rades einschließt. Im allgemeinen wird ein negativer Sturz eingestellt, d. h. der Radträger ist so verkippt, daß der oberhalb über der Achse liegende Teil des Rades zum Fahrzeug hin weist.

Die Befestigungen der Querlenker 3, 4 am Querträger 2 be­ stehen jeweils aus einem Lagerbock mit zwei Wangen 10, 11, zwischen denen die Buchse 12 des jeweiligen Querlen­ kers angeordnet ist (Fig. 2, für die Befestigung des obe­ ren Querlenkers 4).

Der Querlenker 4 endet in einer Buchse 12, die aus einer inneren Hülse 13 mit einem um ihre Außenfläche angeordne­ ten elastischen Mantel 14 und einer unmittelbar mit dem Querlenker 4 verbundenen Außenhülse 15 besteht. Der ela­ stische Mantel 14 bewirkt, daß innere und äußere Hülse 13, 15 bezogen auf ihre Längsachse gegeneinander verdreht werden können.

In den Wangen 10, 11 befindet sich je ein Loch 16, 17: Die Buchse 12 wird so weit in den Lagerbock eingeschoben, bis die Löcher 16, 17 mit der Innenhülse 13 fluchten und ein Schraubenbolzen 20 bis zur Anlage seines Kopfes 21 an der Wange 10 hindurchgesteckt werden kann. Durch Aufset­ zen und Anziehen einer Gegenmutter 22 wird die Innenhülse 13 zwischen den beiden Wangen 10, 11 eingeklemmt.

Der Schaft 23 des Schraubenbolzens 20 weist verschiedene Abschnitte auf, die anhand der Fig. 3a erläutert werden sollen. Unmittelbar an den Kopf 21 schließt sich ein La­ gerbereich 25 an. Am unteren Ende des Schraubenbolzens 20 befindet sich ein Gewinde 27 für die Gegenmutter 22. Der Durchmesser des Lagerbereichs 25 sowie der Kopfkreis des Gewindes 27 besitzen den gleichen Durchmesser. Wie man der Fig. 2 entnehmen kann, befindet sich der Lagerbereich 25 nach Montage der Schraube im Loch 16 der einen Wange 10 und das Gewinde im Loch 17 der anderen Wange 11. Da­ zwischen befindet sich ein mittlerer Bereich 28 mit einem gegenüber dem Schraubenbolzenschaft verkleinerten Durch­ messer, der zwei Exzenterabschnitte 30, 31 aufweist. Je­ der Exzenterabschnitt 30, 31 weist einen vorzugsweise kreisrunden Querschnitt auf, wobei ihre gemeinsame Achse 32 gegenüber der Schraubenbolzenachse 33 versetzt ist. Der Zenit 34 eines Exzenterabschnittes 30, 31, d. h. die Stelle, die den größten Abstand zur Schraubenbolzenachse 33 aufweist, liegt auf gleicher Höhe wie die Mantelfläche des Lagerabschnittes 25. Der dem Zenit gegenüberliegende Punkt liegt auf einer Höhe bezogen zur Schraubenbolzen­ achse, die der Mantelfläche des mittleren Bereichs 28 entspricht. Ein solcher Schraubenbolzen läßt sich z. B. aus einem Rohling herstellen, dessen Schaft einen gleich­ bleibenden, dem des Lagerabschnitts 25 entsprechenden Durchmesser aufweist.

Wie die Fig. 3b zeigt, ist der Kopf 21 des Schraubenbol­ zens mit einer Markierung 39 versehen, die die Lage des Zenits der Exzenter 30, 31 anzeigt.

Im folgenden soll das Verfahren zur Montage der Radauf­ hängung und zur Einstellung des Sturzes beschrieben wer­ den. Dazu wird zunächst noch einmal auf die Fig. 2 Bezug genommen. Diese zeigt den oberen Querlenker 4 unter Vor­ spannkraft, d. h. es wird auf den Querlenker eine Kraft ausgeübt, die zum Fahrzeug hin gerichtet ist. Dies hat zur Folge, daß sich der Schraubenbolzenschaft im Lagerbe­ reich 25 bzw. im Schraubenabschnitt 27 an die jeweils in­ nenliegende Wand der Löcher 16, 17 anlegt. Die innere Mantelfläche der Hülse 13 liegt auf dem Zenit der Exzen­ terabschnitte 30, 31 auf, weil der Schraubenbolzen gerade so ausgerichtet ist, daß der Exzenter gegen die Bela­ stungsrichtung zeigt. Eine Verdrehung des Schraubenbol­ zens hätte damit zur Folge, daß der Querlenker lediglich nach innen verschoben werden kann.

Die Fig. 4 zeigt einen vergrößerten Abschnitt aus der Fig. 1, nämlich den Bereich der Befestigung des oberen und unteren Querlenkers am Querträger. Man erkennt die Schraubenköpfe 22, 22' der Schraubenbolzen 20, 20' für den oberen Querlenker 4 und den unteren Querlenker 3. Je­ der dieser Schraubenköpfe weist eine Markierung 39, 39' auf, die die Lage des Zenits ihrer Exzenterabschnitte aufzeigt. Man erkennt, wie schon in Zusammenhang mit Fig. 2 erläutert, daß der Exzenter für den oberen Querlenker nach außen und der Exzenter für den unteren Querlenker 3 nach innen zeigt. Da bei einer Belastung des Rades der obere Querlenker 4 nach innen und der untere Querlenker 3 nach außen gezogen wird, weist der Exzenter somit stets gegen die Belastungsrichtung.

Entsprechend der Belastung legt sich der Schraubenbolzen des oberen Querlenkers 3, wie in Fig. 2 beschrieben, an eine innere Wand der Löcher 16, 17 an, während der Schraubenbolzen für den unteren Querlenker 3 an den äuße­ ren Wänden der zugehörigen Löcher anliegt. Unter der An­ nahme, daß toleranzfrei gearbeitet worden ist, sollte sich durch die Lage der so fixierten Querlenker 3, 4 die für dieses Fahrzeug vorgesehenen Sturzeinstellung ein­ stellen. Häufig wird sich aber ein anderer Istwert für den Sturz ergeben. Um eine Angleichung an die Sollsturz­ einstellung zu erreichen, könnten die Schrauben, bevor sie endgültig festgezogen werden, verdreht werden. Um den Sturz zu vergrößern, d. h. einen größeren negativen Wert einzustellen, wird der Schraubenbolzen für den oberen Querlenker 4 verdreht, wodurch dieser, wie schon erläu­ tert, nach innen gezogen wird. Sollte dies nicht ausrei­ chen, wird zusätzlich die Ausrichtung des unteren Schrau­ benbolzens 22' verstellt.

Bezugszeichenliste

1

Fahrzeugunterbau

2

Querträger

3

Querlenker

4

Querlenker

5

Radebene

6

Achsschenkel

7

Aufstandsfläche

10

Wange

11

Wange

12

Buchse

13

Hülse

14

Mantel

15

Außenhülse

16

Loch

17

Loch

20

Schraubenbolzen

20'

Schraubenbolzen

21

Schraubenkopf

21;

Schraubenkopf

22

Gegenmutter

23

Schaft

25

Lagerbereich

27

Gewinde

28

Bereich

30

Exzenterabschnitt

31

Exzenterabschnitt

32

Achse

33

Schraubenbolzenachse

34

Zenit

39

Markierung

39'

Markierung.

Claims (6)

1. Vorrichtung zum Einstellen des Sturzes eines über Streben (3, 4) an der Karosserie eines Fahrzeuges aufgehängten Rades mit einer Buchse (12) an einem Ende mindestens einer Strebe (3, 4), mit einem Schraubenbolzen, der einen zur Schraubenbolzenachse (33) exzentrischen Abschnitt (30, 31) aufweist, und mit einem Lagerbock, der aus zwei gegenüberliegenden Wangen (10, 11) mit je einem Loch (16, 17) besteht, wobei die Buchse (12) zwischen den Wangen (10, 11) angeordnet ist und der Schraubenbolzen (20, 20') die Buchse (12) sowie die beiden Löcher (16, 17) durch­ dringt, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Abschnitt (30, 31) sich ausschließlich im Bereich der Buchse (12) befindet, daß die Löcher (16, 17) einen größeren Durchmesser aufweisen als die in ihr liegenden Bereiche (25, 27) des Schraubenbolzen­ schaftes und daß der Schaft (23) in beiden Löchern (16, 17) in Belastungsrichtung an der Lochwand an­ liegt.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der exzentrische Abschnitt (30, 31) in radialer Richtung nicht über die Mantelfläche des Schrauben­ bolzenschaftes (23) hinausragt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Exzenterabschnitt (30, 31) zwei in axialer Richtung voneinander beabstandete Teilabschnitte aufweist.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich am Schraubenbolzen­ kopf (21, 21') eine Markierung (39, 39') befindet, die die Lage des Zenits des Exzenters anzeigt.

5. Verfahren zum Einstellen des Sturzes mit einer Vor­ richtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Schraubenbolzen (20, 20') durch die Löcher (16, 17) und die Buchse (12) hindurchgeführt wird, daß der Schraubenbolzen in den Löchern (16, 17) derart verdreht bzw. vor dem Ein­ führen ausgerichtet wird, daß der Zenit des Exzen­ ters gegen die Belastungsrichtung zeigt, daß die Strebe (3, 4) entsprechend der späteren Situation belastet wird, so daß sich der Schraubenbolzen (20, 20') an die Lochwand anlegt und daß abschließend der Schraubenbolzen (20, 20') zur Anpassung der Sturz­ einstellung verdreht wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vergrößerung des Sturzes der Schraubenbolzen (20) einer oberen Strebe (4) im karosserieseitigen Ende und zur weiteren Vergrößerung des Sturzes der Schraubenbolzen (20') einer unteren Strebe (3) im karosserieseitigen Ende verstellt wird.