DE19735753A1 - Drehstabanordnung - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Drehstabanordnung, die bei Lastkraftwa­ gen und Bussen verwendet werden kann, um die Achsen mit dem Fahrzeugrahmen zu verbinden, insbesondere um eine Drehstabanordnung in mehreren Winkelstel­ lungen befestigen zu können.

Obwohl die Erfindung sich auf das Gebiet der Fahrzeugaufhängungen bezieht und anhand dieser beschrieben wird, ist es naheliegend, daß sie ebenso in anderen Bereichen und für andere Anwendungen nutzbar ist.

Drehstabanordnungen werden in Radaufhängungssystemen für Schwer­ lastfahrzeuge verwendet, um die Stabilität der Achse zu gewährleisten. Typischer­ weise haben solche Drehstäbe geschmiedete Endstücke und sind an der Achse bzw. dem Rahmen durch zylindrische Bolzen mit den geschmiedeten Enden befestigt. Ebenso sind Elastomerhülsen bekannt, die an den Enden der Drehstäbe zusammen mit den zylindrischen Bolzen eingesetzt werden, um Erschütterungen zu absorbie­ ren, die Räder in der Spur zu halten und Kräften bzw. Ablenkungen beim Kurven­ fahren zu widerstehen. Die beste Funktion eines Drehstabes wird in der Regel dann erreicht, wenn Elastomerhülsen in den geschmiedeten Enden des Stabs mit ihrer Längsachse senkrecht zur Fahrzeugachse ausgerichtet sind.

Aufgrund von Konstruktions- oder Produktionsschwierigkeiten oder -abwei­ chungen ist der Drehstab bei der Montage oft dejustiert. Das macht es schwierig, den Stab sowohl an der Achse als auch am Rahmen zu befestigen. Ist das der Fall, muß der Abstandshalter des Drehstabes verbogen werden und spezielle Werkzeuge und Verfahrensschritte eingesetzt werden, um die Bolzen an den Enden des Dreh­ stabes zu befestigen. Das verursacht unerwünschte Produktionsmehrkosten.

Da die Elastomerhülsen vor der Montage nicht verspannt werden sollen, ist es notwendig, Drehstäbe mit verschiedenen Winkeln zwischen Bolzen und Drehstab­ achse zu entwerfen und zu fertigen. Die Montage erfordert dann eine Abflachung sowie eine Bohrung an jedem Ende des Bolzens, um mit Montagebolzen die Bolzen auf den Trägerklammem der Achse bzw. des Rahmens zu befestigen. Das hat den Nachteil, daß viele unterschiedliche Teile vorgesehen werden müssen. Auch kann ein Drehstab mit einem falschen Winkel montiert werden, was zu einem Defekt des Drehstabes führt.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Drehstabanord­ nung zu schaffen, die Entwurf-, Herstellungs- und Lagerkosten verringert, vergrö­ ßerte Freiheit bei der Montage und das Vermeiden von Fehlmontagen und daraus folgendem Teilversagen aufweist.

Die genannte Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.

Erfindungsgemäß weist eine Drehstabanordnung, um eine Fahrzeugachse an einem Rahmen zu befestigen, einen Drehstab mit geschmiedeten Enden mit Augen und einen eingesteckten zylindrischen Bolzen auf, wobei die Drehstabanordnung an verschiedene Montagewinkel angepaßt werden kann. Der durch das Auge gesteckte Bolzen hat eine Querbohrung, um einen weiteren Bolzen aufzunehmen, der im Bohrloch gegenüber der Bohrung radial beweglich ist. Erfindungsgemäß ist die Öffnung jedes Auges des Drehstabes unter einem festgelegten Winkel gebohrt, so daß das Auge und der darin befindliche Bolzen senkrecht zum Fahrzeugrahmen ausgerichtet sind.

Ein Vorteil der Erfindung ist, daß sie bei Beibehaltung der Aufhängungsvor­ teile kostengünstiger als andere Einrichtungen zu fertigen ist. Als weiterer Vorteil ist die Anordnung toleranter bezüglich der Montage zwischen Rahmen und Achse und reduziert so die Belastung der Elastomerhülsen und des Metalls.

Als weiterer Vorteil ist es möglich, die Anordnung in verschiedenen Winkeln zu montieren.

Als weiterer Vorteil kann auf die separat herzustellende, flache Oberfläche an den Bolzenenden verzichtet werden.

Darüber hinaus ist die Anzahl der Teile verringert, die zur Montage oder Wartung eines Fahrzeuges vorgehalten werden müssen. Dadurch werden Lagerko­ sten bei Herstellung und Wartung gesenkt.

Als weiterer Vorteil werden Montage- oder Wartungsfehler und daraus fol­ gendes Versagen des Drehstabes vermieden.

Weitere Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung offensichtlich. Es ist klar, daß die folgenden Ausfüh­ rungsbeispiele der Erfindung illustrativen Charakter haben, und die Anwendung der Erfindung durch den Fachmann in verschiedenen Abwandlungen möglich ist.

Die Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht ausgewählter Elemente von Fahrzeugrahmen, Aufhän­ gung und Achse mit einer erfindungsgemäßen Drehstabanordnung;

Fig. 2 eine Seitenansicht der Drehstabanordnung aus Fig. 1;

Fig. 3 eine Seiten- und teilweise Schnittansicht der Drehstabanordnung aus Fig. 1 und 2;

Fig. 4 eine Seitenansicht des Bolzens, der an der Achse oder dem Rahmen be­ festigt ist;

Fig. 5 eine Seitenansicht des Bolzens, der an der Achse oder dem Rahmen nach einem anderen Ausführungsbeispiel befestigt ist;

Fig. 6 eine Seitenansicht des Bolzens, der an der Achse oder dem Rahmen nach einem anderen Ausführungsbeispiel befestigt ist; und

Fig. 7 eine Seitenansicht des Bolzens, der an der Achse oder dem Rahmen nach einem anderen Ausführungsbeispiel befestigt ist.

Anhand der Zeichnungen, die bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung verdeutlichen und keine Beschränkung der Allgemeinheit darstellen, werden nun Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung beschrieben. Fig. 1 stellt eine be­ sonders bevorzugte Ausführung einer Drehstabeinrichtung 10 in einem Fahrzeug dar. Die Drehstabeinrichtung 10 wird allgemein in Verbindung mit einem Fahrzeug­ rahmen 12 und einer Antriebsachse 14 eingesetzt, wobei es klar ist, daß bei unter­ schiedlichen Fahrzeugarten andere als die hier darstellten Aufhängungssysteme und Montagepunkte der Anordnung 10 in Frage kommen. Hauptfederlager (nicht darge­ stellt) verbinden den Fahrzeugrahmen 12 mit der Antriebsachse 14.

Wie in Fig. 1 und 2 zu sehen ist, besteht die Drehstabanordnung 10 aus einem Drehstab 20 mit einem integrierten Abstandshalter 21, Endstücken 22 und 23 mit entsprechenden Augen 24 und 25. Aufgrund der in den meisten Anwendungen auf­ tretenden hohen Belastung sind die Drehstabenden 22 und 23 vorzugsweise ge­ schmiedet, anstatt durch andere Metallverarbeitungsverfahren geformt. Natürlich kann jedes ausreichend stabile Material oder jede geeignete Materialbearbeitungs­ methode verwendet werden. Das Endstück 22 des Drehstabes 20 ist mit einem Bol­ zen 30 und einer Achsenmontageklammer 18 an der Antriebsachse 14 befestigt. Ebenso ist das Endstück 23 des Drehstabes 20 am Fahrzeugrahmen 12 durch einen Bolzen 31 und eine Rahmenmontageklammer 16 befestigt. Die Bolzen 30 bzw. 31 lagern in Elastomerhülsen 40 bzw. 41 (dargestellt in Fig. 3), die sich in den Augen 24 bzw. 25 befinden. Die Hülsen sind mit ihrer Längsachse auf der Achse L-L bzw. L'-L', die, um die Lastverteilung zu optimieren, im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugrahmen sind, ausgerichtet. Wie in Fig. 1 dargestellt, sind die Bolzen 30 bzw. 31 an der Achsenmontageklammer 18 bzw. der Rahmenmontageklammer 16 mit Montagebolzen 34 befestigt. Die Bolzen 30 und 31 weisen im wesentlichen zy­ lindrisches Profil auf und können aus Vollstabmaterial oder Metallrohren hergestellt sein. Es sind aber auch andere Ausführungen oder Materialien, die geeignete Stabilität aufweisen, denkbar.

Wie in Fig. 3 zu sehen ist, ist der Drehstab 20 schräg gestellt, um Fehlstellun­ gen zwischen Rahmenmontageklammer 1 6 und Achsenmontageklammer 18 auszu­ gleichen. Jedes Auge 24 und 25 weist eine zylindrische Öffnung auf, die unter einem vorbestimmten Winkel θ gegenüber der Achse N-N, die senkrecht zur Achse T-T des Drehstabs 20 ist, liegt. Der Winkel θ entsteht zwischen den Achsen L-L und N-N bzw. den Achsen L'-L' und N'-N'. θ liegt vorzugsweise zwischen 1.0° und 10.0°; jedoch kann jeder günstig erscheinende Winkel verwendet werden. Bei­ spielsweise können die zylindrischen Öffnungen der Augen 24 und 25 mit bekann­ ten Herstellungsmethoden mit dem erforderlichen Winkel θ hergestellt sein.

In der bevorzugten Anordnung sind die Längsachsen der Bolzen 30 und 31 und der Elastomerhülsen 40 und 41 zu den Längsachsen L-L und L'-L', die durch die Hülsen 24 und 25 definiert werden, ausgerichtet. Wie bereits erwähnt, sind die Längsachsen L-L und L'-L' im wesentlichen senkrecht zum Fahrzeugrahmen 12 ausgerichtet, wenn die Drehstabanordnung 10 eingebaut ist. Dadurch kommt es nicht mehr vor, daß der Abstandshalter 21 zur Montage des Drehstabs 20 zwischen Achse 14 und Fahrzeugrahmen 12 verbogen werden muß. Eine etwaige Justierung wird bei der Festlegung des Winkels θ berücksichtigt.

Wie erwähnt, sind die Elastomerhülsen 40 und 41 jeweils in den Augen 24 und 25 angeordnet. Die Hülsen sind aus Elastomermaterial. Die Materialauswahl kann nach Kosten- und Stabilitätskriterien geschehen. Die Hülsen sind in den Augen ver­ preßt und werden dort durch entsprechende Reibungskräfte gehalten. Es können aber auch geeignete Verbindungstechniken angewendet werden, um die Hülsen in den Augen zu sichern. So können z. B. Klebungen bekannter Art zwischen Hülsen und der Innenfläche der Augen angewendet werden, um die Aufgabe im Rahmen dieser Erfindung zu erfüllen.

Vorzugsweise weisen die Elastomerhülsen eine Shore-A-Härte von 70 auf und sind zylindrisch, wenn sie in die Augen gepreßt wurden. Natürlich ist jedes Material mit elastomeren Eigenschaften geeignet, das die Kräfte aushält, die typischerweise in einer Drehstabanordnung auftreten.

Obwohl eine Vielzahl von Befestigungsmethoden denkbar ist, um den Dreh­ stab 20 mit einem Ende an der Achse 14 und mit dem anderen am Rahmen 12 zu befestigen, wird für die Drehstabeinrichtung 10 ein Alternativvorschlag bevorzugt. Wie beispielsweise in der Detaildarstellung in Fig. 4 und 5 gezeigt ist, wird der Drehstab 20 auf der Achsenmontageklammer 18 bzw. der Rahmenmontageklammer 16 (nicht dargestellt) durch Bolzen 34 montiert, die sich in Querbohrungen 32 der Bolzen 30 (31) befinden und in eine Gewindebohrung 36 der Klammer 18 (16) ein­ geschraubt sind. Die Klammer 18 (16) weist darüber hinaus eine mit konkavem Profil versehene Oberfläche 42 auf, um als entsprechendes Gegenstück den zylin­ drischen Bolzen 30 (31) aufzunehmen.

Die Bohrungen 32 können kegelförmig ausgebildet sein, wie in Fig. 4 darge­ stellt, oder einen gleichförmigen größeren Durchmesser als die Bolzen 34 aufwei­ sen, wie in Fig. 5 dargestellt. Beide Ausführungen der Bohrungen 32 erlauben es, daß die Bolzen 34 eine bogenförmige Bewegung ausführen können. Dadurch kann die Drehstabeinrichtung 10 in unterschiedlichen Winkeln gegen den Rahmen 12 und die Achse 14 befestigt werden. Somit muß an den Enden der Bolzen 30 (31) keine Abflachung vorgesehen werden oder ein fester Montagewinkel vorbestimmt wer­ den.

Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Unterlegscheibe 38, die auf einer Seite flach und auf der anderen gekrümmt ist, um den Bolzen 34 sicher an der Montageklammer 18 (16) zu befestigen. Diese Beilegscheibe überträgt zusätzlich über die Kontaktflächen Kräfte während des Fahrzeugbetriebes.

In einer alternativen Anordnung, die in den Fig. 6 und 7 dargestellt ist (die wiederum kegelförmige bzw. zylindrische Bohrungen 32 zeigen), sind auf den Klammern keine profilierten Oberflächen vorgesehen. Statt dessen ist eine weitere Unterlegscheibe 38 zwischen der Klammer 18 (16) und dem Bolzen 30 (31) ange­ ordnet. Der Bolzen 34 ist durch die erste Unterlegscheibe 38, den Bolzen 30 (31), die zweite Unterlegscheibe 38 und eine Bohrung 36 in der Klammer 18 (16) ge­ steckt. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 6 und 7 ist der Bolzen auf der anderen Seite der Klammer durch eine Mutter 44 gesichert.

Es ist naheliegend, daß die Wahl des Montageverfahrens aus Fig. 4 bis 7 vom Fahrzeug abhängt, in dem die Einrichtung eingebaut werden soll. Ebenso kann die Wahl zwischen zylindrischer oder kegelförmiger Ausführung der Bohrungen 32 vom Anwenderwunsch entschieden werden.

Ebenso ist es naheliegend, daß die Ausführungsbeispiele der Fig. 1 bis 3 auch mit herkömmlichen Montageverfahren, anstelle der in den Fig. 4 bis 7 dar­ gestellten, realisiert werden können. Ebenso kann die in den Fig. 4 bis 7 veran­ schaulichte Montagetechnik, anstatt mit den Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 3, auch mit konventionellen Drehstabeinrichtungen verwendet werden. Ver­ schiedene Kombinationen der beschriebenen Ausführungsbeispiele können ebenso verwendet werden. In jedem Fall ist die Drehstabeinrichtung der vorliegenden Er­ findung an eine Vielzahl von Montagewinkeln anpaßbar.

Die vorliegende Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung schränkt natürlich den Anwendungsbereich der Erfindung nicht ein. Es ist für den Fachmann naheliegend, daß andere Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Idee ebenfalls vorteilhaft sein können.

Claims (14)

1. Drehstabanordnung (10) zum Befestigen einer Fahrzeugachse (14) an einem Rahmen (12), bestehend aus einem Drehstab (20) mit geschmiedeten Enden (22, 23), der eine erste Längsachse (T-T) hat, beide geschmiedete Enden (22, 23) je ein Auge (24, 25) aufweisen, das eine zylindrische Öffnung längs einer zweiten Längsachse (L-L, L'-L') definiert und aus je einem längs der zweiten Achse (L-L, L'-L') durch jedes Auge (24, 25) verlaufenden Bolzen (30, 31), wobei jede zweite Achse (L-L, L'-L') durch jedes Auge (24, 25) und jeder Bolzen (30, 31) unter einem festgelegten Winkel 0 bezüglich einer dritten Achse (N-N, N'-N') senkrecht zur ersten Achse (T-T) verläuft.

2. Drehstabanordnung nach Anspruch 1, wobei der Bolzen (30) aus Voll­ stabmaterial hergestellt ist.

3. Drehstabanordnung nach Anspruch 1, wobei der Bolzen (30) aus Rohrma­ terial hergestellt ist.

4. Drehstabanordnung nach Anspruch 2, wobei der Bolzen (30) in wesentli­ chen Teilen zylindrisches Profil aufweist.

5. Drehstabanordnung nach Anspruch 3, wobei der Bolzen (30) in wesentli­ chen Teilen zylindrisches Profil aufweist.

6. Drehstabanordnung nach Anspruch 1, wobei eine Elastomerhülse (40, 41) in jedem Auge (24, 25) zwischen dem Auge (24, 25) und dem darin befindlichen Bolzen (30, 31) angeordnet ist.

7. Drehstabanordnung (10), um eine Fahrzeugachse (14) mit einem Rahmen (12) zu verbinden, bestehend aus
einem Drehstab (20) mit geschmiedeten Enden (22, 23), die jedes ein Auge (24, 25) aufweisen; und
je einem Bolzen (30, 31), der sich in dem Auge (24, 25) befindet, um den Drehstab (20) mit der Achse (14) bzw. dem Rahmen (12) zu verbinden, wobei jeder Bolzen (30, 31) eine zylindrische Querbohrung (32) nahe den Enden aufweist, um einen Bolzen (34) aufzunehmen, der in radialer Richtung bezüglich der Querboh­ rung (32) beweglich ist.

8. Drehstabanordnung nach Anspruch 6, bei der die Oberfläche der Bohrung (32) kegelförmig ist.

9. Drehstabanordnung nach Anspruch 6, bei der die Bohrung (32) größeren Durchmesser als der darin befindliche Bolzen (34) aufweist.

10. Drehstabanordnung nach Anspruch 8, bei der eine Elastomerhülse (40, 41) in jedem Auge (24, 25) zwischen dem Auge (24, 25) und dem darin befindli­ chen Bolzen (30, 31) angeordnet ist.

11. Drehstabanordnung nach Anspruch 9, bei der eine Elastomerhülse (40, 41) in jedem Auge (24, 25) zwischen dem Auge (24, 25) und dem darin befindli­ chen Bolzen (30) angeordnet ist.

12. Drehstabanordnung nach Anspruch 6, bei der eine Mutter (44) mit dem Bolzen (34) den Drehstab (20) auf der Achse (14) bzw. dem Rahmen (12) fixiert und mehrere Unterlegscheiben (38) auf dem Bolzen (34) angeordnet sind.

13. Drehstabanordnung (10), um eine Fahrzeugachse (14) mit einem Rahmen (12) zu verbinden, bestehend aus einem Drehstab (20) mit geschmiedeten Enden (22, 23), die jedes ein Auge (24, 25) und einen darin befindlichen zylindrischen Bol­ zen (30, 31) haben, wobei die Augen (24, 25) und der Bolzen (30, 31) in einem vor­ bestimmten Winkel 0 bezüglich einer Achse (N-N, N'-N') senkrecht zum Drehstab (20) angeordnet sind, und jeder Bolzen (30, 31) je eine Querbohrung (32) nahe sei­ nen Enden aufweist, um eine Schraube (34) aufzunehmen, die in radialer Richtung bezüglich der Bohrung (32) beweglich ist.

14. Drehstabanordnung (10), um eine Fahrzeugachse (12) mit einem Rahmen (14) zu verbinden, bestehend aus einem Drehstab (20) mit geschmiedeten Enden (22, 23), die jedes ein Auge (24, 25) und einen darin befindlichen Bolzen (30, 31) aufweisen, wobei die Drehstabanordnung (10) in mehrere Winkel montierbar ist.