WO2020229009A1 - Gebauter dreipunktlenker - Google Patents
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Definitions
- the invention relates to an assembled three-point link for guiding a rigid axle of a commercial vehicle according to the preamble of claim 1.
- Three-point control arms for guiding rigid commercial vehicle axles are known from the prior art. When installed in a utility vehicle, three-point control arms of this type are generally arranged in the center of the vehicle with respect to a transverse direction of the vehicle. In relation to a vertical direction of the vehicle, the three-point link are usually located in an upper link plane. In a lower steering level, the rigid axle can be guided by one axle strut on each side of the vehicle.
- a built three-point link which has a first link arm and a second link arm, the two link arms being arranged in a V-shape at an acute angle to one another and meeting in a joint arrangement, which also acts as a central joint referred to as.
- the Monge steering which is designed as an elastomeric joint, has a housing with a pretensioned rubber-elastic intermediate layer made of a rubber material arranged therein. Preloading rubber-elastic intermediate layers in elastomeric joints is common practice in order to reduce or completely eliminate production-related tensile stresses in the rubber material. Such tensile stresses arise as a result of the load and / or as a result of the production process, for example through cooling after vulcanization.
- the invention accordingly provides a three-point link as a built three-point link for guiding a rigid axle of a commercial vehicle.
- the three-point link has a first link arm and a second link arm, the two link arms being arranged in a V-shape at an acute angle to one another and meeting in a central joint.
- the central joint is designed as an elastomer joint and has a housing with a pretensioned rubber-elastic intermediate layer arranged therein.
- the housing consists of a light metal.
- the pretensioned rubber-elastic intermediate layer is surrounded by a steel bushing that absorbs circumferential stresses which result from the pretensioning of the rubber-elastic intermediate layer, so that the housing of the central joint only has to absorb pure chassis forces in a ferry operation.
- the housing of the central joint is relieved and can therefore be made relatively easily from a light metal, in particular special aluminum. Without the steel bushing, the housing would be made of aluminum, for example, due to the not possible due to the material pressure.
- the link arms are rigidly connected to the central joint.
- a rigid connection is to be understood as a connection between two parts that can in principle be separated, for example by loosening screws or by destroying a material connection, the two parts of which, however, cannot move relative to one another when used as intended .
- a commercial vehicle is to be understood as a preferably powered vehicle which, according to its design and device, is intended for transporting people or goods, for pulling trailers or for harvesting agricultural and / or forestry products.
- a built three-point link is to be understood in the present case as a three-point link assembled from several separately made items, the several items being rigidly connected to one another.
- This multi-part design has the advantage over a one-piece three-point link, for example a one-piece cast link or a one-piece forged link, that certain individual parts can be manufactured with variable lengths, which means that different Liche variants of the suspension link can be implemented using a modular principle.
- the elastomer joint can be designed, for example, as a molecular joint, which is also referred to as a claw joint.
- the elastomer joint has a spherical joint element which is framed by the pretensioned rubber-elastic intermediate layer of the elastomer joint, wherein the spherical joint element does not have to have a real spherical shape, but can also be shaped, for example, in the manner of an ellipsoid, a paraboloid or similar.
- the spherical joint element is arranged within the steel bushing.
- the spherical joint element and the steel book se due to the arranged between these, to a certain extent yieldable, rubber-elastic intermediate layer, movable relative to one another under the action of force.
- the spherical joint element, the rubber-elastic intermediate layer and the steel bushing can form a pre-assembled unit.
- the rubber-elastic layer can bear directly on an inner wall of the steel bushing or be spaced from it by intermediate components.
- the steel bushing can be pot-shaped.
- the outer circumference of the steel bushing is round without interruption.
- the housing of the central joint for receiving the steel bushing has an uninterrupted, round bore on the inside.
- first link arm and the second link arm are designed as identical parts.
- first link arm and the second link arm in order to avoid voltage peaks during ferry operation, are designed to be straight, that is, for example, without end-side cranks or pivoting.
- light metal alloys are also intended to be included when a light metal is used in connection with the present invention.
- the steel bushing preferably has a circumferential annular collar for absorbing the circumferential stresses resulting from the pretensioning of the rubber-elastic intermediate layer, the annular collar running around the steel bushing on its outer circumference.
- the annular collar is designed to be rotationally symmetrical without interruption.
- the collar is formed in one piece with the steel bushing.
- the first link arm and the second link arm advantageously have straight hollow profile sections made of a fiber composite material with a unidirectional fiber orientation.
- the straight hollow profile sections consist of a unidirectional glass fiber reinforced plastic (GRP) or alternatively of a carbon fiber reinforced plastic (CFRP).
- GRP unidirectional glass fiber reinforced plastic
- CFRP carbon fiber reinforced plastic
- the straight hollow profile sections are produced in an inexpensive endless process, for example in a pultrusion process. Continuous fibers of the straight hollow profile sections are preferably incorporated into a polymer matrix.
- Matrix materials can include epoxy resins, PU Resins or vinyl ester resins.
- the continuous fibers could also be embedded in a thermoplastic matrix, for example polyamide (PA), polypropylene (PP), polycarbonate (PC), polyphenylene sulfide (PPS) or polyetheretherketone (PEEK).
- PA polyamide
- PP polypropylene
- PC polycarbonate
- PPS polyphenylene sulfide
- PEEK polyetheretherketone
- the straight hollow profile sections can also be produced in a process using a semi-finished product made from pre-impregnated fibers, a so-called prepreg.
- the hollow profile sections have a constant cross-sectional geometry over their longitudinal extent.
- the hollow profile sections have a cross-sectional shape that deviates from a circular ring shape. This refinement is particularly advantageous in the case of a transmission of torsion elements in connection areas of the central joint, because a rotational movement within the connection areas can be prevented by a form fit under torsional loading.
- the straight hollow profile sections are expediently designed as multi-chamber hollow profile sections.
- the straight Hohlprofilabschnit te when viewed in cross section, each have at least two cavities designed as circumferentially closed chambers, which are separated from one another by a web.
- the geometrical moment of inertia of the hollow profile section can be increased as a function of the geometric structure and the arrangement of the multiple chambers relative to one another. This has the effect, in particular in the case of a bending load and / or a torsion load, but also in the case of a pressure load, that higher forces and / or moments can be transmitted.
- the straight hollow profile sections of the first and second link arms are each rigidly connected to the central joint via an adhesive connection.
- an adhesive connection has the advantage that the risk of component distortion is excluded.
- the central joint for the connection of just the hollow profile sections of the first link arm and the second link arm, Plug-in teeth with teeth extending in the longitudinal direction of the hollow profile sections and dipping into the straight hollow profile sections at the end.
- the splines like the housing of the Gottge steering, are made of a light metal, especially aluminum.
- the splines and the housing are integrally formed.
- the rigidity of the metallic joining partner in the longitudinal direction of the straight hollow profile sections is reduced by geometric measures, namely by the fact that the central joint in the area of the spline is not solid, but reduced by the volume of gaps between the teeth.
- free ends of the teeth facing the hollow profile section, perpendicular to the longitudinal direction of the hollow profile sections have a minimal cross-sectional area.
- teeth of the plug-in teeth, based on their course in the longitudinal direction of the hollow profile sections have the smallest cross-sectional area at their free ends.
- the teeth have an additional reduced rigidity in the longitudinal direction of the hollow profile sections at their free ends.
- the adhesive by means of which the splines are connected to the end sections of the hollow profile sections, has at least partially an increased layer thickness in the area of the free ends of the teeth.
- the increased adhesive layer thickness local stresses in the adhesive layer are reduced and distributed more evenly over the entire adhesive bond.
- the housing of the central joint and the housing are advantageous in one piece formed splines made from an extruded profile. For this reason, the teeth of the splines can have unmachined outer surfaces resulting from an extrusion process for which further machining is not required.
- the teeth of the splines are advantageously glued partly to the outer circumferential surfaces and partly to the inner circumferential surfaces of the straight hollow profile sections.
- an increased connection surface in particular an increased adhesive surface, is available for the power transmission. Enlarging the adhesive surface increases the load-bearing capacity of the three-point link and at the same time achieves a more homogeneous load introduction into the hollow profile section.
- the splines are preferably interspersed with through grooves extending perpendicular to the longitudinal direction of the straight hollow profile sections and at the same time, at least partially, intersecting through grooves. This reduces an imaginary, massive full cross-section in the area of the splines around the material of the through grooves. Since the through grooves penetrate the splines like a grid, the teeth of the splines represent the remaining material. The resulting reduced stiffness of the splines made of a metallic material in the longitudinal direction of the hollow profile sections is advantageous for the aforementioned reasons when gluing the hollow profile sections made of a fiber-reinforced plastic.
- the through grooves preferably intersect at an angle of essentially 90 degrees.
- the through grooves for forming the grid-like structure extend in two directions.
- a plurality of through grooves extend in each of the two directions perpendicular to the longitudinal direction of the straight hollow profile sections parallel to one another.
- the housing of the central joint is divided into two housing halves and the steel bushing is fixed in its position in that an annular collar of the steel bushing extends into a transverse division plane between the two housing halves.
- the collar is framed in a form-fitting manner between the two housing halves.
- the collar extends evenly if in the division level.
- the two housing halves are glued and / or pinned to one another in the transverse division plane.
- the transverse division plane extends perpendicular to an axial longitudinal direction of the steel bush, which is intended to be expressed by the term “transverse division plane”.
- the transverse dividing plane extends in a plane that is spanned by the first link arm and the second link arm.
- the transverse division plane can also extend perpendicular to a plane spanned by the first link arm and the second link arm.
- the transverse division plane also runs through the splines of the Gottge steering, the straight hollow profile sections are designed as multi-chamber hollow profile sections and each have at least one web that is framed by teeth of the two housing halves.
- a joint axis of the central joint extends at least substantially perpendicular to a plane that is spanned by the first link arm and the two-th link arm.
- the hinge axis can also extend at least essentially in a plane that is spanned by the first link arm and the second link arm.
- first link arm and the second link arm have straight hollow profile sections that are mitred at least at one end facing the central joint in order to achieve a homogeneous load transfer when the respective link arm is subjected to a pressure load by means of a flat frontal contact with the central joint.
- the first link arm and the second link arm straight Hohlpro filabitese which are each connected at their ends facing away from the central joint via an adhesive connection with a load introduction element made of a light metal, in particular aluminum.
- the load introduction elements each have a spline facing the associated hollow profile section, as described above.
- FIG. 1 shows a schematic plan view of a utility vehicle according to the prior art
- Fig. 2 is a perspective view of a three-point link according to the inven tion
- FIG. 3 shows a sectional illustration of the three-point link from FIG. 2 according to the section AA indicated there;
- FIG. 4 shows the three-point link from FIG. 4 in a perspective exploded view
- FIG. 5 shows a sectional illustration of a multi-chamber hollow profile section from FIG. 4 according to the section line BB indicated there;
- FIG. 6 shows a sectional illustration of the three-point link from FIG. 2 according to the section line C - C and indicated there
- FIG. 7 shows the three-point link from FIG. 2 in a sectional illustration according to the section line D - D indicated in Fi gur 6.
- FIG. 1 shows a utility vehicle 1 with a vehicle frame 2 which has two lateral longitudinal members 3 which are connected to one another by three cross members 4.
- a rear axle is connected to the vehicle frame 2, which is designed as a rigid axle 5 and is guided, among other things, by a three-point link 6 connected to the vehicle frame 2.
- the three-point link 6 has a first Len kerarm 7 and a second link arm 8, wherein the two link arms 7, 8 are arranged in a V-shape at an acute angle to each other and in one
- FIG. 2 shows an assembled three-point link 6 for guiding a rigid axle 5 of a utility vehicle 1, the three-point link 6 having a first link arm 7 and a second link arm 8.
- the two link arms 7, 8 are arranged in a V-shape at an acute angle to each other and meet in a central joint 9.
- the first link arm 7 and the second link arm 8 each have a straight hollow profile section 10, 11 made of a fiber composite material with a unidirectional fiber alignment on.
- the straight hollow profile sections 10, 11 of the first 7 and second link arm 8 are each rigidly connected to the central joint 9 via an adhesive connection 12.
- the straight hollow profile sections 10, 11 at their free ends facing away from the central joint 9 are each rigidly connected to a load introduction element 14, 15 made of an aluminum alloy via an adhesive connection 13.
- the Lastein line elements 14, 15 have splines with teeth 27 extending in the longitudinal direction of the straight hollow profile sections 10, 11, which dip at the front into the straight hollow profile sections 10, 11 and there with the hollow profile sections 10 , 1 1 are glued.
- the two load introduction elements 14, 15 each have a Mole joint 16, 17.
- the central joint 9 has a housing 18 which is divided into two housing halves 19, 20.
- the central joint is formed out as an elastomer joint 9 and the housing 18 has a pretensioned rubber-elastic intermediate layer 21 arranged therein.
- the housing 18 consists of an aluminum alloy and the pretensioned, rubber-elastic intermediate layer 21 is surrounded by a steel bush 22 which is cup-shaped.
- the steel bushing 22 absorbs circumferential stresses which originate from a pretensioning of the rubber-elastic intermediate layer 21, so that the housing 18 of the central joint 9 only has to absorb pure chassis forces during ferry operation.
- An annular collar 23 of the steel bushing 22 extends into a transverse division plane 24 between the two housing halves 19, 20, whereby the steel bushing 22 is fixed in its axial position.
- the transverse dividing plane 24 extends in a plane which is spanned by the first link arm 7 and the second link arm 8.
- the two housing halves 19, 20 are pinned and glued together in the transverse partition plane 24.
- the Elastomer joint 9 has a spherical joint element which is enclosed by the prestressed rubber-elastic intermediate layer 21, the spherical joint element being arranged within the steel bushing 22.
- the spherical Ge articulating element which is screwed to a dome of a flange plate, the rubber-elastic liner 21 and the steel bushing 22 form a pre-assembled unit.
- the collar 23 runs around the steel bushing 22 at the level of its axial center and at the same time on its outer circumference.
- the two housing halves 19, 20 made of an aluminum alloy each have a spline 25 with teeth 27 extending in the longitudinal direction of the hollow profile sections 10, 11.
- the splines 25 are constructed similarly to the splines of the two load application elements 14, 15 made of an aluminum alloy.
- the straight hollow profile sections 10, 11 are designed as multi-chamber hollow profile sections, each with two circumferentially closed chambers, which are separated from one another by a web 28.
- a joint axis 26 of the central joint 9 extends essentially perpendicular to a plane that is spanned by the first link arm 7 and the second link arm 8.
- Fig. 5 shows the straight multi-chamber hollow profile section 1 1 with the two circumferentially Lich closed chambers that are separated from one another by the web 28.
- the multi-chamber hollow profile section 11 has, when viewed in the present cross section, from its outer circumferential surfaces and from its inner circumferential surfaces projecting, narrow thickenings. Due to these thickenings, the joint surfaces of the two joint partners are kept at a minimum distance in the Be rich of the adhesive joints 12, 13.
- the thickened areas extend in a strip-like manner over the entire length of the multi-chamber hollow profile section 11. In the present case, the thickenings project by about 0.3 millimeters from the aforementioned outer or inner circumferential surfaces and have a width of about 3 millimeters.
- the thickenings represent guide surfaces.
- the layer thickness of the adhesive is mathematically 0.2 millimeters, which makes it clear that the spline 25 and the straight multi-chamber Hollow profile section 11 alternately interlock with only a small amount of play, ie essentially form-fitting.
- the multi-chamber hollow profile section 11 has in the present section, to increase the bending stiffness, the torsional stiffness and the buckling stiffness of the second link arm 8 six outwardly protruding ribs.
- Fig. 6 it can be seen that the teeth 27 of the spline 25 are partly glued to outer peripheral surfaces and partly to the inner peripheral surfaces of the straight multi-chamber hollow profile section 11.
- the teeth 27 of the spline 25 have a rectangular full cross-section and are formed in one piece with the two housing halves 19, 20, which are separated from one another by the transverse plane 24.
- the four canines happen to have a square full cross-section as a special form of a rectangular full cross-section in the selected cutting plane.
- recesses that are open towards the outside of the profile are formed, into each of which a tooth 27 of the plug-in toothing 25 engages.
- FIG. 7 shows a longitudinal section through a connection area in which the second link arm 8 is rigidly connected to the central joint 9 via the splines 25 of both housing halves 19, 20.
- the straight multi-chamber hollow profile section 11 of the second link arm 8 is mitred at its end facing the central joint 9 in order to achieve a homogeneous load transfer transition through a flat face contact with the central joint 9 when the second link arm 9 is subjected to pressure.
- the latter can rest directly on the central joint housing 18, with a tolerance compensation with adhesive preferably being provided.
- the transverse division plane 24 between the splines 25 of the two housing halves 19, 20 runs in such a way that the web 28 of the straight multi-chamber hollow profile section 11 is enclosed by teeth 27 of the two housing halves 19, 20.
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Abstract
Die Erfindung betrifft einen Dreipunktlenker (6), der als ein gebauter Dreipunktlenker zur Führung einer Starrachse (5) eines Nutzfahrzeugs (1) ausgebildet ist. Der Dreipunktlenker (6) weist einen ersten Lenkerarm (7) und einen zweiten Lenkerarm (8) auf, wobei die beiden Lenkerarme (7, 8) V-förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind und sich in einem Zentralgelenk (9) treffen. Das Zentralgelenk (9) ist als ein Elastomergelenk ausgebildet und weist ein Gehäuse (18) mit einer darin angeordneten, vorgespannten gummielastischen Zwischenlage (21) auf. Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, dass das Gehäuse (18) aus einem Leichtmetall besteht und die vorgespannte gummielastische Zwischenlage (21) von einer Stahlbuchse (22) umgeben ist, die Umfangsspannungen aufnimmt, welche von dem Vorspannen der gummielastischen Zwischenlage (21) herrühren, so dass das Gehäuse (18) des Zentralgelenks (9) in einem Fährbetrieb lediglich reine Fahrwerkkräfte aufnehmen muss.
Description
Gebauter Dreipunktlenker
Die Erfindung betrifft einen gebauten Dreipunktlenker zur Führung einer Starrachse eines Nutzfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1 .
Gebaute Dreipunktlenker zur Führung von Nutzfahrzeug-Starrachsen sind aus dem Stand der Technik bekannt. In einem Einbauzustand in einem Nutzfahrzeug sind derartige Dreipunktlenker, in Bezug auf eine Fahrzeugquerrichtung, allgemein fahr zeugmittig angeordnet. In Bezug auf eine Fahrzeughochrichtung befinden sich die Dreipunktlenker üblicherweise in einer oberen Lenkerebene. In einer unteren Len kerebene kann die Führung der Starrachse durch jeweils eine Achsstrebe pro Fahr zeugseite erfolgen.
Aus der DE 10 2009 026 739 A1 ist ein gebauter Dreipunktlenker bekannt, der einen ersten Lenkerarm und einen zweiten Lenkerarm aufweist, wobei die beiden Lenker arme V-förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind und sich in einer Gelenkanordnung treffen, die auch als Zentralgelenk bezeichnet wird. Das Zentralge lenk, das als ein Elastomergelenk ausgebildet ist, weist ein Gehäuse mit einer darin angeordneten, vorgespannten gummielastischen Zwischenlage aus einem Gummi werkstoff auf. Gummielastische Zwischenlagen in Elastomergelenken vorzuspannen ist allgemein üblich, um herstellungsbedingte Zugspannungen in dem Gummiwerk stoff zu reduzieren oder ganz zu eliminieren. Derartige Zugspannungen entstehen belastungsbedingt und/oder herstellungsbedingt, beispielsweise durch ein Abkühlen nach einer Vulkanisation.
Aus dem Stand der Technik bekannte Dreipunktlenker, insbesondere solche zur Füh rung von Nutzfahrzeug-Starrachsen, bestehen in der Regel - abgesehen von einigen Gelenkkomponenten - aus einem Eisenwerkstoff, insbesondere Stahl. Zugleich ist man in der Nutzfahrzeugbranche verstärkt auf der Suche nach Lösungen, um durch eine Leichtbauweise Massereduzierungen zu erreichen. Massereduzierungen führen zu einer Erhöhung der Nutzlast; also der Last, die ein Transportfahrzeug als Fracht aufnehmen kann. Neben diesem wirtschaftlichen Effekt, wirken sich Massereduzie rungen durch einen verringerten Kraftstoffeinsatz auch ökologisch positiv aus. Aller-
dings lässt sich eine Leichtbauweise bei gebauten Dreipunktlenkern zur Führung von Nutzfahrzeug-Starrachsen nicht durch eine reine Materialsubstitution umsetzen.
Vor diesem Hintergrund ist es Aufgabe der Erfindung, einen gebauten Dreipunktlen ker zur Führung einer Starrachse eines Nutzfahrzeugs in Leichtbauweise bereitzu stellen, wobei der Dreipunktlenker in Leichtbauweise zur Übertragung relativ hoher Lasten, wie sie üblicherweise an Nutzfahrzeug-Starrachsen auftreten, geeignet sein soll.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch einen gebauten Dreipunktlenker mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteran sprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Be schreibung und aus den Zeichnungsfiguren.
Die Erfindung sieht demnach einen Dreipunktlenker als gebauten Dreipunktlenker zur Führung einer Starrachse eines Nutzfahrzeugs vor. Der Dreipunktlenker weist einen ersten Lenkerarm und einen zweiten Lenkerarm auf, wobei die beiden Lenkerarme V-förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind und sich in einem Zentralgelenk treffen. Das Zentralgelenk ist als ein Elastomergelenk ausgebildet und weist ein Gehäuse mit einer darin angeordneten, vorgespannten gummielastischen Zwischenlage auf. Erfindungsgemäß besteht das Gehäuse aus einem Leichtmetall. Die vorgespannte gummielastische Zwischenlage ist von einer Stahlbuchse umge ben, die Umfangsspannungen aufnimmt, welche von dem Vorspannen der gummi elastischen Zwischenlage herrühren, so dass das Gehäuse des Zentralgelenks in einem Fährbetrieb lediglich reine Fahrwerkkräfte aufnehmen muss.
Durch die Stahlbuchse, die die Umfangsspannungen aufnimmt, welche von dem Vorspannen der gummielastischen Zwischenlage herrühren, wird das Gehäuse des Zentralgelenks entlastet und kann daher relativ leicht aus einem Leichtmetall, insbe sondere aus Aluminium, ausgeführt werden. Ohne die Stahlbuchse wäre eine Aus führung des Gehäuses beispielsweise aus Aluminium aufgrund der dann auftreten-
den Flächenpressungen werkstoffbedingt nicht möglich. Insbesondere sind die bei den Lenkerarme starr an das Zentralgelenk angebunden. Unter einer starren Anbin dung ist vorliegend eine Verbindung zwischen zwei Teilen zu verstehen, die zwar prinzipiell getrennt werden kann, beispielsweise durch ein Lösen von Schrauben o- der Zerstören einer stoffschlüssigen Verbindung, deren beide Teile sich bei bestim mungsgemäßer Verwendung allerdings nicht relativ zueinander bewegen können. Unter einem Nutzfahrzeug ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ein vorzugsweise angetriebenes Fahrzeug zu verstehen, welches nach seiner Bauart und Einrichtung zum Transport von Personen oder Gütern, zum Ziehen von Anhä ngern oder zum Ernten land- und/oder forstwirtschaftlicher Erzeugnisse bestimmt ist. Unter einem gebauten Dreipunktlenker ist vorliegend ein aus mehreren separat her gestellten Einzelteilen zusammengebauter Dreipunktlenker zu verstehen, wobei die mehreren Einzelteile starr miteinander verbunden sind. Diese mehrteilige Bauweise hat gegenüber einem einstückigen Dreipunktlenker, beispielsweise einem einstücki gen Gusslenker oder einem einstückigen Schmiedelenker, den Vorteil, dass be stimmte Einzelteile längenvariabel hergestellt werden können, wodurch unterschied liche Varianten des Fahrwerklenkers nach einem Baukastenprinzip realisierbar sind. In einem Fährbetrieb wirken auf den in einem Nutzfahrzeug eingebauten Dreipunkt lenker, insbesondere auf den ersten und den zweiten Lenkerarm des Dreipunktlen kers, in erster Linie durch Beschleunigungs- und Abbremsvorgänge hervorgerufene Zug- und/oder Druckkräfte ein. Darüber hinaus wirken im Fährbetrieb, bedingt durch die V-förmige Anordnung der Lenkerarme, auf den Dreipunktlenker auch Kraftkom ponenten ein, die in den Lenkerarmen Biege- und/oder Torsionsbeanspruchungen hervorrufen.
Das Elastomergelenk kann beispielsweise als ein Molekulargelenk ausgebildet sein, das auch als Pratzengelenk bezeichnet wird. Insbesondere weist das Elastomerge lenk ein kugelförmiges Gelenkelement auf, das von der vorgespannten gummielasti schen Zwischenlage des Elastomergelenks eingefasst ist, wobei das kugelförmige Gelenkelement keine wirkliche Kugelgestalt aufweisen muss, sondern auch bei spielsweise nach Art eines Ellipsoids, eines Paraboloids oder ähnlich geformt sein kann. Insbesondere ist das kugelförmige Gelenkelement innerhalb der Stahlbuchse angeordnet. Insbesondere sind das kugelförmige Gelenkelement und die Stahlbuch-
se, bedingt durch die zwischen diesen angeordnete, in einem gewissen Maß nach giebige, gummielastische Zwischenlage, unter Krafteinwirkung relativ zueinander bewegbar. Das kugelförmige Gelenkelement, die gummielastische Zwischenlage und die Stahlbuchse können eine vormontierte Baueinheit bilden. Die gummielastische Lage kann unmittelbar an einer Innenwandung der Stahlbuchse anliegen oder durch zwischenliegende Bauelemente von dieser beabstandet sein. Insbesondere kann die Stahlbuchse topfförmig ausgebildet sein. Insbesondere ist die Stahlbuchse außen umfänglich unterbrechungsfrei rund ausgebildet. Insbesondere weist das Gehäuse des Zentralgelenks zur Aufnahme der Stahlbuchse eine innenumfänglich unterbre chungsfrei runde Bohrung auf. Insbesondere sind die Außenumfangsfläche der Stahlbuchse und die Innenumfangsfläche der Gehäusebohrung miteinander verklebt. Insbesondere sind der erste Lenkerarm und der zweite Lenkerarm als Gleichteile ausgebildet. Insbesondere sind der erste Lenkerarm und der zweite Lenkerarm, zur Vermeidung von Spannungsspitzen im Fährbetrieb, in sich gerade ausgebildet, also beispielsweise ohne endseitige Kröpfungen oder Verschwenkungen. Insbesondere sollen auch Leichtmetalllegierungen eingeschlossen sein, wenn im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung von einem Leichtmetall die Rede ist.
Bevorzugt weist die Stahlbuchse auf Höhe ihrer axialen Mitte einen umlaufenden Ringbund zur Aufnahme der Umfangsspannungen, welche von dem Vorspannen der gummielastischen Zwischenlage herrühren, auf, wobei der Ringbund die Stahlbuchse an ihrem Außenumfang umläuft. Insbesondere ist der Ringbund unterbrechungsfrei rotationssymmetrisch ausgebildet. Insbesondere ist der Ringbund einstückig mit der Stahlbuchse ausgebildet.
Vorteilhaft weisen der erste Lenkerarm und der zweite Lenkerarm gerade Hohlprofil abschnitte aus einem Faserverbundmaterial mit unidirektionaler Faserausrichtung auf. Insbesondere bestehen die geraden Hohlprofilabschnitte aus einem unidirektio- nal glasfaserverstärktem Kunststoff (GFK) oder alternativ aus einem kohlenstofffa serverstärkten Kunststoff (CFK). Insbesondere sind die geraden Hohlprofilabschnitte in einem kostengünstigen Endlosverfahren, beispielsweise in einem Pultrusionsver- fahren, hergestellt. Endlosfasern der geraden Hohlprofilabschnitte sind vorzugsweise in eine polymere Matrix eingebunden. Matrixwerkstoffe können Epoxidharze, PU-
Harze oder Vinylester-Harze sein. Alternativ könnte die Endlosfasern auch in eine thermoplastische Matrix, beispielsweise Polyamid (PA), Polypropylen (PP), Polycar bonat (PC), Polyphenylensulfid (PPS) oder Polyetheretherketon (PEEK), eingebun den sein. Weiterhin alternativ können die geraden Hohlprofilabschnitte auch in einem Verfahren unter Verwendung eines Halbzeugs aus vorimprägnierten Fasern, einem sogenannten Prepreg, hergestellt sein. Insbesondere weisen die Hohlprofilabschnitte über ihre Längserstreckung eine konstante Querschnittsgeometrie auf. Insbesondere weisen die Hohlprofilabschnitte eine von einer Kreisringform abweichende Quer schnittsform auf. Diese Ausgestaltung ist insbesondere bei einer Übertragung von Torsionselementen in Anbindungsbereiche des Zentralgelenks vorteilhaft, weil unter Torsionsbelastung eine Rotationsbewegung innerhalb der Anbindungsbereiche durch einen Formschluss unterbunden werden kann.
Zweckmäßig sind die geraden Hohlprofilabschnitte als Mehrkammer- Hohlprofilabschnitte ausgebildet. Dies bedeutet, dass die geraden Hohlprofilabschnit te, bei Betrachtung im Querschnitt, jeweils zumindest zwei, als umfänglich geschlos sene Kammern ausgebildete, Hohlräume aufweisen, die durch einen Steg voneinan der getrennt sind. Durch einen Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt kann, in Abhängig keit vom geometrischen Aufbau und von der Anordnung der mehreren Kammern zu einander, das Flächenträgheitsmoment des Hohlprofilabschnitts erhöht werden. Dies wirkt sich insbesondere bei einer Biegebelastung und/oder bei einer Torsionsbelas tung, aber auch bei einer Druckbelastung, dahingehend aus, dass höhere Kräfte und/oder Momente übertragen werden können.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform sind die geraden Hohlprofilabschnitte des ersten und des zweiten Lenkerarms jeweils über eine Klebeverbindung starr mit dem Zentralgelenk verbunden. Gegenüber aus dem Stand der Technik bekannten Warmprägeverbindungen zwischen Enden von Stahlrohrabschnitten und Stahl- Anschlusszapfen von Zentralgelenken, hat eine Klebeverbindung den Vorteil, dass die Gefahr eines Bauteilverzugs ausgeschlossen ist.
Gemäß einer Weiterentwicklung weist das Zentralgelenk, zur Anbindung von gera den Hohlprofilabschnitten des ersten Lenkerarms und des zweiten Lenkerarms,
Steckverzahnungen mit sich in Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte erstreckenden Zähnen auf, die stirnseitig in die geraden Hohlprofilabschnitte eintauchen. Insbeson dere bestehen die Steckverzahnungen, ebenso wie das Gehäuse des Zentralge lenks, aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium. Insbesondere sind die Steckverzahnungen und das Gehäuse einstückig ausgebildet. Durch die Steckver zahnungen kann die Anbindungsfläche zwischen den Fügepartnern vergrößert wer den, was sich insbesondere bei einer Klebeverbindung vorteilhaft auswirkt, weil unter Belastung auftretende Spannungen innerhalb des Klebstoffs der Klebeverbindung auf diese Weise relativ gering gehalten werden können. Die Spannungen in einem solchen Klebstoff sind unter Belastung grundsätzlich relativ hoch, wenn der Hohlpro filabschnitt aus einem Faserverbundmaterial mit einer Kunststoffmatrix besteht und werkstoffbedingt eine deutlich geringere Steifigkeit aufweist als das Leichtmetall der Steckverzahnung. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Warmprägever- bindungen zwischen Stahl-Anschlusszapfen eines Zentralgelenks und Enden von Stahlrohrabschnitten stellt sich dieses Problem nicht, weil beide Fügepartner aus dem gleichen Werkstoff, nämlich Stahl, bestehen.
Bei der Steckverzahnung wird die Steifigkeit des metallischen Fügepartners in Längsrichtung der geraden Hohlprofilabschnitte durch geometrische Maßnahmen reduziert, nämlich dadurch, dass das Zentralgelenk im Bereich der Steckverzahnung nicht massiv ausgebildet ist, sondern um das Volumen von Zwischenräumen zwi schen den Zähnen reduziert. Vorteilhaft weisen freie, dem Hohlprofilabschnitt zuge wandte, Enden der Zähne senkrecht zu der Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte eine minimale Querschnittsfläche auf. Damit ist gemeint, dass Zähne der Steckver zahnungen, bezogen auf ihren Verlauf in Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte, an ihren freien Enden die geringste Querschnittsfläche aufweisen. Dadurch bedingt wei sen die Zähne an ihren freien Enden eine zusätzlich reduzierte Steifigkeit in Längs richtung der Hohlprofilabschnitte auf. Insbesondere weist der Klebstoff, durch den die Steckverzahnungen mit den Endabschnitten der Hohlprofilabschnitte verbunden sind, im Bereich der freien Enden der Zähne zumindest teilweise eine erhöhte Schichtdi cke auf. Infolge der erhöhten Klebstoffschichtstärke werden so lokal Spannungen in der Klebstoffschicht reduziert und gleichmäßiger auf die gesamte Klebeverbindung verteilt. Vorteilhaft sind das Gehäuse des Zentralgelenks und die damit einstückig
ausgebildeten Steckverzahnungen aus einem Strangpressprofil hergestellt. Aus die sem Grund können die Zähne der Steckverzahnungen unbearbeitete, von einem Strangpressvorgang herrührende, Außenflächen aufweisen für die eine weitere Be arbeitung nicht erforderlich ist.
Vorteilhaft sind die Zähne der Steckverzahnungen teils mit Außenumfangsflächen und teils mit Innenumfangsflächen der geraden Hohlprofilabschnitte verklebt. Durch die Nutzung sowohl von Außenumfangsflächen als auch von Innenumfangsflächen der geraden Hohlprofilabschnitte steht eine erhöhte Anbindungsfläche, insbesondere eine erhöhte Klebefläche, für die Kraftübertragung zur Verfügung. Durch eine Ver größerung der Klebefläche wird eine erhöhte Belastbarkeit des Dreipunktlenkers und zugleich eine homogenere Lasteinleitung in den Hohlprofilabschnitt erreicht.
Bevorzugt sind die Steckverzahnungen von sich senkrecht zu der Längsrichtung der geraden Hohlprofilabschnitte erstreckenden und sich zugleich, zumindest teilweise, schneidenden Durchgangsnuten gitterartig durchsetzt. Somit reduziert sich ein ge dachter, massiver Vollquerschnitt im Bereich der Steckverzahnungen um das Materi al der Durchgangsnuten. Da die Durchgangsnuten die Steckverzahnungen gitterartig durchsetzen, stellen die Zähne der Steckverzahnung das verbleibende Material dar. Die dadurch in Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte reduzierte Steifigkeit der Steckverzahnungen aus einem metallischen Werkstoff ist aus vorgenannten Gründen vorteilhaft bei der Verklebung mit den Hohlprofilabschnitten aus einem faserverstärk ten Kunststoff. Vorzugsweise schneiden sich die Durchgangsnuten in einem Winkel von im Wesentlichen 90 Grad. Insbesondere erstrecken sich die Durchgangsnuten zur Ausbildung der gitterartigen Struktur in zwei Richtungen. Insbesondere erstre cken sich jeweils mehrere Durchgangsnuten in jeder der beiden Richtungen senk recht zu der Längsrichtung der geraden Hohlprofilabschnitte parallel zueinander.
In vorteilhafter Weise ist das Gehäuse des Zentralgelenks in zwei Gehäusehälften aufgeteilt und die Stahlbuchse dadurch in ihrer Lage festgelegt ist, dass sich ein Ringbund der Stahlbuchse in eine Querteilungsebene zwischen den beiden Gehäu sehälften erstreckt. Insbesondere ist der Ringbund dabei formschlüssig zwischen den beiden Gehäusehälften eingefasst. Insbesondere erstreckt sich der Ringbund eben-
falls in der Querteilungsebene. Insbesondere sind die beiden Gehäusehälften in der Querteilungsebene miteinander verklebt und/oder verstiftet. Insbesondere erstreckt sich die Querteilungsebene senkrecht zu einer axialen Längsrichtung der Stahlbuch se, was durch den Begriff„Querteilungsebene“ zum Ausdruck gebracht werden soll.
Gemäß einer ersten Alternative erstreckt sich die Querteilungsebene in einer Ebene, die durch den ersten Lenkerarm und den zweiten Lenkerarm aufgespannt ist. Alter nativ kann sich die Querteilungsebene auch senkrecht zu einer durch den ersten Lenkerarm und den zweiten Lenkerarm aufgespannten Ebene erstrecken. Insbeson dere durchzieht die Querteilungsebene auch die Steckverzahnungen des Zentralge lenks, wobei die geraden Hohlprofilabschnitte als Mehrkammer-Hohlprofilabschnitte ausgebildet sind und jeweils zumindest einen Steg aufweisen, der von Zähnen der beiden Gehäusehälften eingefasst ist.
Bevorzugt erstreckt sich eine Gelenkachse des Zentralgelenks zumindest im We sentlichen senkrecht zu einer Ebene, die durch den ersten Lenkerarm und den zwei ten Lenkerarm aufgespannt ist. Alternativ ist auch eine Erstreckung der Gelenkachse zumindest im Wesentlichen in einer Ebene möglich, die durch den ersten Lenkerarm und den zweiten Lenkerarm aufgespannt ist.
Vorteilhaft weisen der erste Lenkerarm und der zweite Lenkerarm gerade Hohlprofil abschnitte auf, die zumindest an einem dem Zentralgelenk zugewandten Ende auf Gehrung abgelängt sind, um durch eine flächige stirnseitige Anlage an dem Zentral gelenk bei einer Druckbelastung des jeweiligen Lenkerarms einen homogenen Lastübergang zu erreichen.
Zweckmäßig weisen der erste Lenkerarm und der zweite Lenkerarm gerade Hohlpro filabschnitte auf, die an ihren dem Zentralgelenk abgewandten Enden jeweils über eine Klebeverbindung mit einem Lasteinleitungselement aus einem Leichtmetall, ins besondere aus Aluminium, verbunden sind. Insbesondere weisen die Lasteinlei tungselemente jeweils eine dem zugeordneten Hohlprofilabschnitt zugewandte Steckverzahnung, wie zuvor beschrieben, auf.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstel lender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:
Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht ein Nutzfahrzeug gemäß dem Stand der Technik;
Fig. 2 in einer perspektivischen Darstellung einen Dreipunktlenker gemäß der Erfin dung;
Fig. 3 in einer Schnittdarstellung den Dreipunktlenker aus Figur 2 gemäß dem dort angegebenen Schnittverlauf A - A;
Fig. 4 in einer perspektivischen Explosionsdarstellung den Dreipunktlenker aus Figur
2;
Fig. 5 in einer Schnittdarstellung einen Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt aus Figur 4 gemäß dem dort angegebenen Schnittverlauf B - B;
Fig. 6 in einer Schnittdarstellung den Dreipunktlenker aus Figur 2 gemäß dem dort angegebenen Schnittverlauf C - C und
Fig. 7 in einer Schnittdarstellung den Dreipunktlenker aus Figur 2 gemäß dem in Fi gur 6 angegebenen Schnittverlauf D - D.
Fig. 1 zeigt ein Nutzfahrzeug 1 mit einem Fahrzeugrahmen 2, der zwei seitliche Längsträger 3 aufweist, die durch drei Querträger 4 miteinander verbunden sind. An dem Fahrzeugrahmen 2 ist eine Hinterachse angebunden, die als eine Starrachse 5 ausgebildet ist und unter anderem durch einen an den Fahrzeugrahmen 2 angebun denen Dreipunktlenker 6 geführt wird. Der Dreipunktlenker 6 weist einen ersten Len kerarm 7 und einen zweiten Lenkerarm 8 auf, wobei die beiden Lenkerarme 7, 8 V- förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind und sich in einem
Zentralgelenk 9 treffen.
Fig. 2 zeigt einen gebauten Dreipunktlenker 6 zur Führung einer Starrachse 5 eines Nutzfahrzeugs 1 , wobei der Dreipunktlenker 6 einen ersten Lenkerarm 7 und einen zweiten Lenkerarm 8 aufweist. Die beiden Lenkerarme 7, 8 sind V-förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet und treffen sich in einem Zentralgelenk 9. Der erste Lenkerarm 7 und der zweite Lenkerarm 8 weisen jeweils einen geraden Hohl profilabschnitt 10, 1 1 aus einem Faserverbundmaterial mit unidirektionaler Faseraus richtung auf. Die geraden Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 des ersten 7 und des zweiten Lenkerarms 8 sind jeweils über eine Klebeverbindung 12 starr mit dem Zentralgelenk 9 verbunden. Darüber hinaus sind die geraden Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 an ihren dem Zentralgelenk 9 abgewandten, freien Enden jeweils über eine Klebeverbindung 13 starr mit einem Lasteinleitungselement 14, 15 aus einer Aluminiumlegierung ver bunden. Zur Anbindung der geraden Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 weisen die Lastein leitungselemente 14, 15 Steckverzahnungen mit sich in Längsrichtung der geraden Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 erstreckenden Zähnen 27 auf, die stirnseitig in die gera den Hohlprofilabschnitte 10, 11 eintauchen und dort mit den Hohlprofilabschnitten 10, 1 1 verklebt sind. Die beiden Lasteinleitungselemente 14, 15 weisen jeweils ein Mole kulargelenk 16, 17 auf. Das Zentralgelenk 9 weist ein Gehäuse 18 auf, das in zwei Gehäusehälften 19, 20 aufgeteilt ist.
In Fig. 3 ist zu erkennen, dass das Zentralgelenk als ein Elastomergelenk 9 ausge bildet ist und das Gehäuse 18 eine darin angeordnete, vorgespannte gummielasti schen Zwischenlage 21 aufweist. Das Gehäuse 18 besteht aus einer Aluminiumlegie rung und die vorgespannte, gummielastische Zwischenlage 21 ist von einer Stahl buchse 22 umgeben, die topfförmig ausgebildet ist. Die Stahlbuchse 22 nimmt Um- fangsspannungen auf, welche von einem Vorspannen der gummielastischen Zwi schenlage 21 herrühren, so dass das Gehäuse 18 des Zentralgelenks 9 in einem Fährbetrieb lediglich reine Fahrwerkkräfte aufnehmen muss. Ein Ringbund 23 der Stahlbuchse 22 erstreckt sich in eine Querteilungsebene 24 zwischen den beiden Gehäusehälften 19, 20, wodurch die Stahlbuchse 22 in ihrer axialen Lage festgelegt ist. Die Querteilungsebene 24 erstreckt sich in einer Ebene, die durch den ersten Lenkerarm 7 und den zweiten Lenkerarm 8 aufgespannt ist. Die beiden Gehäusehälf ten 19, 20 sind in der Querteilungsebene 24 miteinander verstiftet und verklebt. Das
Elastomergelenk 9 weist ein kugelförmiges Gelenkelement auf, das von der vorge spannten gummielastischen Zwischenlage 21 eingefasst ist, wobei das kugelförmige Gelenkelement innerhalb der Stahlbuchse 22 angeordnet ist. Das kugelförmige Ge lenkelement, das mit einem Dom einer Flanschplatte verschraubt ist, die gummielas tische Zwischenlage 21 und die Stahlbuchse 22 bilden eine vormontierte Baueinheit.
Aus Fig. 4 wird deutlich, dass der Ringbund 23 die Stahlbuchse 22 auf Höhe ihrer axialen Mitte und zugleich an ihrem Außenumfang umläuft. Zur Anbindung der gera den Hohlprofilabschnitte 10, 11 an das Zentralgelenk 9 weisen die beiden Gehäuse hälften 19, 20 aus einer Aluminiumlegierung jeweils eine Steckverzahnung 25 mit sich in Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 erstreckenden Zähnen 27 auf. Die Steckverzahnungen 25 sind ähnlich aufgebaut wie die Steckverzahnungen der beiden Lasteinleitungselemente 14, 15 aus einer Aluminiumlegierung. Die geraden Hohlprofilabschnitte 10, 1 1 sind als Mehrkammer-Hohlprofilabschnitte mit jeweils zwei umfänglich geschlossenen Kammern ausgebildet, die jeweils durch einen Steg 28 voneinander getrennt sind. Eine Gelenkachse 26 des Zentralgelenks 9 erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zu einer Ebene, die durch den ersten Lenkerarm 7 und den zweiten Lenkerarm 8 aufgespannt ist.
Fig. 5 zeigt den geraden Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt 1 1 mit den zwei umfäng lich geschlossenen Kammern, die durch den Steg 28 voneinander getrennt sind. Der Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt 1 1 weist, bei Betrachtung in dem vorliegenden Querschnitt, von seinen Außenumfangsflächen und von seinen Innenumfangsflächen vorspringende, schmale Aufdickungen auf. Durch diese Aufdickungen werden im Be reich der Klebeverbindungen 12, 13 jeweils die Fügeflächen der beiden Fügepartner definiert auf einen Mindestabstand gehalten. Die Aufdickungen erstrecken streifen förmig über die gesamte Länge des Mehrkammer-Hohlprofilabschnitts 1 1 . Vorliegend springen die Aufdickungen um etwa 0,3 Millimeter von den vorgenannten Außen- bzw. Innenumfangsflächen vor und weisen eine Breite von etwa 3 Millimeter auf.
Beim Einstecken der Steckverzahnung 25 in den geraden Mehrkammer- Hohlprofilabschnitt 1 1 stellen die Aufdickungen Führungsflächen dar. Im Bereich der Aufdickungen beträgt die Schichtstärke des Klebstoffs rechnerisch 0,2 Millimeter, wodurch deutlich wird, dass die Steckverzahnung 25 und der gerade Mehrkammer-
Hohlprofilabschnitt 11 wechselseitig mit einem nur geringen Spiel, also im Wesentli chen formschlüssig, ineinandergreifen. Der Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt 11 weist in dem vorliegenden Schnitt, zur Erhöhung der Biegesteifigkeit, der Torsionssteifig keit und der Knicksteifigkeit des zweiten Lenkerarms 8 sechs nach außen hin abste hende Rippen auf.
In Fig. 6 ist zu erkennen, dass die Zähne 27 der Steckverzahnung 25 teils mit Au ßenumfangsflächen und teils mit Innenumfangsflächen des geraden Mehrkammer- Hohlprofilabschnitts 11 verklebt sind. Die Zähne 27 der Steckverzahnung 25 weisen einen rechteckigen Vollquerschnitt auf und sind einstückig mit den beiden Gehäuse hälften 19, 20 ausgebildet, die durch die Querteilungsebene 24 voneinander getrennt sind. Die vier Eckzähne weisen in der gewählten Schnittebene zufällig einen quadra tischen Vollquerschnitt als Sonderform eines rechteckigen Vollquerschnitts auf. Zwi schen jeweils zwei Rippen des Mehrkammer-Hohlprofilabschnitts 11 sind nach profil- außen hin offene Aussparungen ausgebildet, in die jeweils ein Zahn 27 der Steck verzahnung 25 eingreift.
Fig. 7 zeigt einen Längsschnitt durch einen Anbindungsbereich in dem der zweite Lenkerarm 8 über die Steckverzahnungen 25 beider Gehäusehälften 19, 20 starr mit dem Zentralgelenk 9 verbunden ist. Der gerade Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt 11 des zweiten Lenkerarms 8 ist an seinem dem Zentralgelenk 9 zugewandten Ende auf Gehrung abgelängt, um durch eine flächige stirnseitige Anlage an dem Zentralgelenk 9 bei einer Druckbelastung des zweiten Lenkerarms 9 einen homogenen Lastüber gang zu erreichen. An der Stoßfläche des Mehrkammer-Hohlprofilabschnitts 11 kann dieses direkt an dem Zentralgelenk-Gehäuse 18 anliegen, wobei vorzugsweise ein Toleranzausgleich mit Klebstoff vorgesehen ist. Die Querteilungsebene 24 zwischen den Steckverzahnungen 25 der beiden Gehäusehälften 19, 20 verläuft derart, dass der Steg 28 des geraden Mehrkammer-Hohlprofilabschnitts 11 von Zähnen 27 der beiden Gehäusehälften 19, 20 eingefasst ist.
Bezuqszeichen
Nutzfahrzeug
Fahrzeugrahmen
Längsträger
Querträger
Starrachse
Dreipunktlenker
erster Lenkerarm
zweiter Lenkerarm
Zentralgelenk, Elastomergelenk
gerader Hohlprofilabschnitt, gerader Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt gerader Hohlprofilabschnitt, gerader Mehrkammer-Hohlprofilabschnitt
Klebeverbindung
Klebeverbindung
Lasteinleitungselement
Lasteinleitungselement
Molekulargelenk
Molekulargelenk
Gehäuse
Gehäusehälfte
Gehäusehälfte
gummielastische Zwischenlage
Stahlbuchse
Ringbund
Querteilungsebene
Steckverzahnung
Gelenkachse
Zahn der Steckverzahnung
Steg
Claims
1. Dreipunktlenker (6) als gebauter Dreipunktlenker zur Führung einer Starrachse (5) eines Nutzfahrzeugs (1 ), der Dreipunktlenker (6) aufweisend einen ersten Lenkerarm (7) und einen zweiten Lenkerarm (8), wobei die beiden Lenkerarme (7, 8) V-förmig in einem spitzen Winkel zueinander angeordnet sind und sich in einem Zentralgelenk (9) treffen, wobei das Zentralgelenk (9) als ein Elastomergelenk ausgebildet ist und ein Gehäuse (18) mit einer darin angeordneten, vorgespannten gummielastischen Zwischenlage (21 ) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (18) aus einem Leichtmetall besteht und die vorgespannte gummielastische Zwischenlage (21 ) von einer Stahlbuchse (22) umgeben ist, die Umfangsspannungen aufnimmt, welche von dem Vorspannen der gummielastischen Zwischenlage (21 ) herrühren, so dass das Gehäuse (18) des Zentralgelenks (9) in einem Fährbetrieb lediglich reine Fahrwerkkräfte aufnehmen muss.
2. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Stahl buchse (22) auf Höhe ihrer axialen Mitte einen umlaufenden Ringbund (23) zur Auf nahme der Umfangsspannungen, welche von dem Vorspannen der gummielasti schen Zwischenlage (21 ) herrühren, aufweist, wobei der Ringbund (23) die Stahl buchse (22) an ihrem Außenumfang umläuft.
3. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Lenkerarm (7) und der zweite Lenkerarm (8) gerade Hohlprofilabschnitte (10, 11 ) aus einem Faserverbundmaterial mit unidirektionaler Faserausrichtung aufwei sen.
4. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Hohlprofilabschnitte (10, 11 ) als Mehrkammer-Hohlprofilabschnitte ausgebildet sind.
5. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die geraden Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) des ersten (7) und des zweiten Lenkerarms (8) jeweils über eine Klebeverbindung (12) starr mit dem Zentralgelenk (9) verbunden sind.
6. Dreipunktlenker (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Zentralgelenk (9), zur Anbindung von geraden Hohlprofilabschnit ten (10, 1 1 ) des ersten Lenkerarms (7) und des zweiten Lenkerarms (8), Steckver zahnungen (25) mit sich in Längsrichtung der Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) erstre ckenden Zähnen (27) aufweist, die stirnseitig in die geraden Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) eintauchen.
7. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne (27) der Steckverzahnungen (25) teils mit Außenumfangsflächen und teils mit Innen umfangsflächen der geraden Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) verklebt sind.
8. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Steckverzahnungen (25) von sich senkrecht zu der Längsrichtung der geraden Hohl profilabschnitte (10, 1 1 ) erstreckenden und sich zugleich, zumindest teilweise, schneidenden Durchgangsnuten gitterartig durchsetzt sind.
9. Dreipunktlenker (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekenn zeichnet, dass das Gehäuse (18) des Zentralgelenks (9) in zwei Gehäusehälften (19, 20) aufgeteilt ist und die Stahlbuchse (22) dadurch in ihrer Lage festgelegt ist, dass sich ein Ringbund (23) der Stahlbuchse (22) in eine Querteilungsebene (24) zwi schen den beiden Gehäusehälften (19, 20) erstreckt.
10. Dreipunktlenker (6) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Querteilungsebene (24) in einer Ebene erstreckt, die durch den ersten Lenkerarm (7) und den zweiten Lenkerarm (8) aufgespannt ist.
1 1 . Dreipunktlenker (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass sich eine Gelenkachse des Zentralgelenks (9) zumindest im We sentlichen senkrecht zu einer Ebene erstreckt, die durch den ersten Lenkerarm (7) und den zweiten Lenkerarm (8) aufgespannt ist.
12. Dreipunktlenker (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der erste Lenkerarm (7) und der zweite Lenkerarm (8) gerade
Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) aufweisen, die zumindest an einem dem Zentralgelenk (9) zugewandten Ende auf Gehrung abgelängt sind, um durch eine flächige stirnsei tige Anlage an dem Zentralgelenk (9) bei einer Druckbelastung des jeweiligen Len kerarms (7, 8) einen homogenen Lastübergang zu erreichen.
13. Dreipunktlenker (6) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch ge kennzeichnet, dass der erste Lenkerarm (7) und der zweite Lenkerarm (8) gerade Hohlprofilabschnitte (10, 1 1 ) aufweisen, die an ihren dem Zentralgelenk (9) abge wandten Enden jeweils über eine Klebeverbindung (13) mit einem Lasteinleitungs element (14, 15) aus einem Leichtmetall, insbesondere aus Aluminium, verbunden sind.
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