DE10334687B4

DE10334687B4 - Vierpunktlenker zur Anbindung einer Starrachse an den Rahmen eines Nutzfahrzeugs

Info

Publication number: DE10334687B4
Application number: DE2003134687
Authority: DE
Inventors: Klaus Dipl.-Ing. Weber; Horst Dipl.-Ing. Dr. Dresig; Jürgen Dipl.-Ing. Hintereder (FH); Ulrich Dr.-Ing. Breitling
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2003-07-30
Filing date: 2003-07-30
Publication date: 2008-11-20
Anticipated expiration: 2023-07-31
Also published as: DE10334687A1

Abstract

Vierpunktlenker (7) zur Anbindung einer Starrachse (9) eines Nutzfahrzeugs an den Fahrzeugrahmen (8), mit gekreuzten Lenkerarmen, welche an ihren Enden Anlenkstellen (10, 11) aufweisen, von denen wenigstens zwei Anlenkstellen (10) an der Starrachse (9) und wenigstens zwei Anlenkstellen (11) mit dem Fahrzeugrahmen (8) gelenkig zu verbinden sind, wobei die Lenkerarme von zwei an einer Kreuzungsstelle (3) gekreuzten und übereinander angeordneten Metallfederblättern (1, 2) gebildet sind, welche an der Kreuzungsstelle (3) mit wenigstens einem Verbindungselement (4), welches über die Gesamthöhe der beiden übereinander liegenden Metallfederblätter (1, 2) wirkt, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallfederblätter (1, 2) im Bereich des wenigstens einen Verbindungselementes (4) mittelbar über eine Dehnungsunterschiede ausgleichenden Zwischenlage, die als Hülse (6) ausgebildet ist, welche sich zwischen den horizontalen Mitten (13, 14) der übereinander liegenden Metallfederblätter (1, 2) erstreckt, aufeinanderliegen.

Description

Die Erfindung betrifft einen Vierpunktlenker zur Anbindung einer Starrachse eines Nutzfahrzeugs an den Fahrzeugrahmen mit gekreuzten Lenkerarmen, welche an ihren Enden Anlenkstellen aufweisen, von denen wenigstens zwei Anlenkstellen an der Starrachse und wenigstens zwei Anlenkstellen mit dem Fahrzeugrahmen gelenkig zu verbinden sind, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein Vierpunktlenker ist aus 11 der DE 195 21 874 A1 bekannt. Dieser Vierpunktlenker besitzt einen Doppel-T-Querschnitt und lässt sich als Gussteil herstellen. Derartige Vierpunktlenker erfüllen die Funktion der Achsführung und der Querstabilisierung des Fahrzeugaufbaus gegenüber der Fahrzeugachse. Im Vierpunktlenker auftretende Biege- und Torsionsspannungen bewirken auch Rückstellkräfte in die Nulllage von Fahrzeugaufbau und Fahrzeugachse.
Aus der DE 699 10 168 T2 ist ein gattungsgemäßer Vierpunktlenker mit gekreuzten Lenkerarmen bekannt, die an ihren Enden Anlenkstellen aufweisen, von denen wenigstens zwei Anlenkstellen an der Starrachse und wenigstens zwei Anlenkstellen mit dem Fahrzeugrahmen gelenkig zu verbinden sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Vierpunktlenker der eingangs genannten Art zu schaffen, welcher aus einfachen Konstruktionselementen herstellbar ist und darüber hinaus Dehnungsunterschiede zwischen den gekreuzten Lenkerarmen unter Einsatz vergleichsweise einfacher Mittel ausgleicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung angeben.
Die erfindungsgemäße Lösung beinhaltet zwei gekreuzte übereinander angeordnete Metallfederblätter, insbesondere aus Federstahl, welche die Lenkerarme des Vierpunktlenkers bilden. An ihrer Kreuzungsstelle sind die beiden Metallfederblätter mit wenigstens einem Verbindungselement miteinander verbunden. Hierdurch wird eine Spannverbindung über die Gesamthöhe der beiden an der Kreuzungsstelle übereinander liegenden Metallfederblätter gebildet. Das Verbindungselement bzw. die Verbindungselemente an der Kreuzungsstelle werden vorzugsweise von Schraubenverbindungen, beispielsweise Dehnschrauben gebildet. Es können hierfür jedoch auch eine Bride oder mehrere Briden oder dergleichen vorgesehen sein.
Auf diese Weise wird an der Kreuzungsstelle eine Spannverbindung der beiden Metallfederblätter erreicht. Die Spannverbindung ist derart, dass die aus der Fahrdynamik des Nutzfahrzeugs resultierenden Kräfte aufgenommen werden und rückstellende Momente, welche auf den Fahrzeugrahmen und die Starrachse in die jeweilige Nulllage rückstellend wirken, vom Vierpunktlenker erzeugt werden.
Bei der Verwendung von vier oder mehr Verbindungselementen im Bereich der Kreuzungsstelle sind diese vorzugsweise außerhalb der auf Biegung und/oder Torsion beanspruchten Querschnitte der Metallfederblätter angeordnet. Zum Ausgleich von Dehnungsunterschieden zwischen den gekreuzten übereinander angeordneten Metallfederblättern können Zwischenlagen, insbesondere im Bereich der Verbindungselemente vorgesehen sein. Diese Zwischenlagen können scheibenförmig oder hülsenförmig ausgebildet sein. Bei hülsenförmiger Ausbildung der Zwischenlage erstreckt sich die Hülse im wesentlichen zwischen den beiden horizontalen Mitten der übereinander liegenden Metallfederblätter. Die Berührungsflächen zwischen der hülsenförmigen Zwischenlage und den Metallfederblättern liegt dann im neutralen Bereich der von außen auf die Federblätter einwirkenden Kräfte.
Der Vierpunktlenker kann die aus der Fahrdynamik des Nutzfahrzeugs hohen Kräfte aufnehmen. Diese Kräfte setzen sich im wesentlichen aus Längsführungsbeanspruchungen, aus durch Bremsmomente verursachten Abstützkräften sowie Kräften, welche aus der Querführungsfunktion für den Fahrzeugaufbau und die Starrachse resultieren, zusammen. Außerdem kann der Vierpunktlenker zum Abbau von Wankbewegungen rückstellende Drehmomente aufnehmen und übertragen.
Anhand der Figuren wird an Ausführungsbeispielen die Erfindung noch näher erläutert.
Es zeigt
1 einen Einbau eines Ausführungsbeispiels eines Vierpunktlenkers in einem Nutzfahrzeug;
2 ein erstes Ausführungsbeispiel im Bereich des Kreuzungspunktes der Lenkerarme;
3 einen Querschnitt durch einen Lenkerarm des Ausführungsbeispiels der 2;
4 ein zweites Ausführungsbeispiel des Vierpunktlenkers in Draufsicht; und
5 eine Seitenansicht des in 4 dargestellten Vierpunktlenkers.
Ein in einem Nutzfahrzeug, insbesondere Lastkraftwagen, eingebauter Vierpunktlenker 7 besitzt zwei Lenkerarme, welche in Gelenken 10 mit einer Starrachse 9 des Fahrzeugs verbunden sind, sowie zwei Lenkerarme, welche in Gelenken 11 mit Rahmenteilen 8 des Fahrzeugrahmens verbunden sind. Durch den Vierpunktlenker 7 werden Längslenker sowie Querlenker und ein Querstabilisator im Bereich der Starrachse 9 ersetzt.
Zur Bildung der Gelenke 10 und 11 können an die Lenkerarme Lageraugen angeformt oder angeschweißt sein.
Die Lenkerarme werden von kreuzförmig (X-förmig) übereinander gelegten Metallfederblättern 1 und 2 gebildet. Die Metallfederblätter 1 und 2 bestehen vorzugsweise aus Federstahl.
Die beiden Metallfederblätter 1 und 2 liegen in einer Kreuzungsstelle 3 übereinander. Im Bereich der Kreuzungsstelle sind die Metallfederblätter 1 und 2 mit wenigstens einem Verbindungselement 4, welches sich über die gesamte Höhe bzw. Dicke der Metallfederblätter 1 und 2 an der Kreuzungsstelle 3 erstreckt, miteinander verbunden.
Beim Ausführungsbeispiel der 2 wird die Verbindung durch vier einzelne Verbindungselemente 4, welche in der Figur durch strichpunktierte Linien dargestellt sind und vorzugsweise als Schraubenverbindungen ausgebildet sind, geschaffen. Die Verbindungselemente 4, insbesondere Schrauben erstrecken sich über die gesamte Höhe der in der Kreuzungsstelle 3 übereinander liegenden Metallfederblätter 1 und 2. An die beiden Metallfederblätter 1 und 2 sind hierzu Aufnahmeaugen angeformt, durch die die Schrauben hindurchgesteckt sind. Hierdurch ist gewährleistet, dass die Verbindungen 4 außerhalb des auf Biegung und/oder Torsion beanspruchten Querschnitts der Metallfederblätter 1 und 2 liegen.
In Abhängigkeit vom jeweiligen Fahrzeugtyp und den im Fahrbetrieb auftretenden Belastungen können die Abmessungen des Vierpunktlenkers entsprechend gestaltet sein.
Die beiden Metallfederblätter 1 und 2 können unmittelbar aufeinanderliegen oder mittelbar über eine oder mehrere Zwischenlagen miteinander verbunden sein. Diese Zwischenlagen können scheibenförmig (Scheibe 5 in 2) oder hülsenförmig (Hülse 6 in 2) ausgebildet sein. Für die jeweilige Ausführungsform sind beim Ausführungsbeispiel der 2 im Bereich der Verbindungselemente 4 entweder Scheiben 5 oder Hülsen 6 vorgesehen. Die Darstellung in der 2 dient nur zur Erläuterung.
Bei der Verwendung von Hülsen 6 als Zwischenlagen erstrecken sich diese vorzugsweise von der horizontalen Mitte 12 des oben liegenden Metallfederblattes 1 bis zur horizontalen Mitte 13 des unten liegenden Metallfederblattes 2. Die Auswirkungen der einwirkenden Kräfte sind in diesen Bereichen, in welchen sich die Hülsen 6 mit den Metallfederblättern 1 und 2 berühren, im wesentlichen neutral.
Bei dem in der 4 und 5 dargestellten Ausführungsbeispiel sind die beiden überkreuz angeordneten Metallfederblätter 1 und 2 in der Mitte der Kreuzungsstelle 3 durch ein Verbindungselement 4, welches vorzugsweise als Schraubenverbindung ausgebildet ist, miteinander verbunden. Als Zwischenlage ist die Scheibe 5 vorgesehen, durch welche, wie beim Ausführungsbeispiel der 2, zum Ausgleich von Dehnungsunterschieden die beiden Metallfederblätter 1 und 2 nur mittelbar sich berühren.

1: Metallfederblatt
2: Metallfederblatt
3: Kreuzungsstelle
4: Verbindungselement
5: Scheibe
6: Hülse
7: Vierpunktlenker
8: Rahmenteile
9: Starrachse
10: Gelenk
11: Gelenk
12: horizontale Mitte
13: horizontale Mitte

Claims

Vierpunktlenker (7) zur Anbindung einer Starrachse (9) eines Nutzfahrzeugs an den Fahrzeugrahmen (8), mit gekreuzten Lenkerarmen, welche an ihren Enden Anlenkstellen (10, 11) aufweisen, von denen wenigstens zwei Anlenkstellen (10) an der Starrachse (9) und wenigstens zwei Anlenkstellen (11) mit dem Fahrzeugrahmen (8) gelenkig zu verbinden sind, wobei die Lenkerarme von zwei an einer Kreuzungsstelle (3) gekreuzten und übereinander angeordneten Metallfederblättern (1, 2) gebildet sind, welche an der Kreuzungsstelle (3) mit wenigstens einem Verbindungselement (4), welches über die Gesamthöhe der beiden übereinander liegenden Metallfederblätter (1, 2) wirkt, miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Metallfederblätter (1, 2) im Bereich des wenigstens einen Verbindungselementes (4) mittelbar über eine Dehnungsunterschiede ausgleichenden Zwischenlage, die als Hülse (6) ausgebildet ist, welche sich zwischen den horizontalen Mitten (13, 14) der übereinander liegenden Metallfederblätter (1, 2) erstreckt, aufeinanderliegen.
Vierpunktlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Verbindungselemente (4) an der Kreuzungsstelle (3) vorgesehen sind.
Vierpunktlenker nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei mehreren, insbesondere vier Verbindungselementen (4) diese außerhalb der auf Biegung beanspruchten Querschnitte der Metallfederblätter (1, 2) angeordnet sind.
Vierpunktlenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem einzigen Verbindungselement (4) dieses in der Mitte der Kreuzungsstelle (3) angeordnet ist.
Vierpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (4) als Schraubenverbindung ausgebildet ist.
Vierpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfederblätter (1, 2) im Bereich der Kreuzungsstelle (3) eine größere Breite aufweisen als im Bereich der Lenkerarme.
Vierpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfederblätter (1, 2) einen etwa rechteckigen Querschnitt aufweisen.
Vierpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Breite der Metallfederblätter (1, 2) etwa doppelt so groß ist wie ihre Dicke.
Vierpunktlenker nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass an der Kreuzungsstelle (3) vier Verbindungselemente (4) in den Ecken eines Quadrats angeordnet sind, dessen Seitenlängen größer sind als die Breite der Metallfederblätter (1, 2) im Bereich der Kreuzungsstelle (3).