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Patent Searching and Data


Title:
LINK AND METHOD FOR MOUNTING A LINK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2022/179736
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a link (1), in particular link for a chassis, comprising a body (2) which has at least two load-introducing elements (3) which are connected to one another by a profile portion (4) produced from an endless-fibre-reinforced plastics semi-finished product, wherein the load-introducing elements (3) each have a passage opening (5) for receiving a ball-and-socket joint (6), wherein the ball-and-socket joint (6) has a bearing shell (7) and a joint body (8) with a spherical portion (9) and a pin-shaped portion (10), wherein the joint body (8) is received by way of its spherical portion (9) by the bearing shell (7) arranged in the passage opening (5) in the load-introducing element (3), wherein the passage opening (5) is closed above the spherical portion (9) by a cover (11), characterized in that, in order to receive the bearing shell (7), a hollow-cylindrical cartridge (10) is arranged in the respective passage opening (5), wherein the cartridge (12) has a radially outwardly directed protrusion (17) which lies against a lower side (16) of the load-introducing element (3), which lower side faces the pin-shaped portion (10), a radially inwardly directed step (22) on which the bearing shell (7) is supported, and a flange segment (13) which protrudes axially over the load-introducing element (3) on its upper side (15) opposite the pin-shaped portion (10) of the joint body (8) and which, by being crimped on both sides, overlaps the load-introducing element (3) and the cover (11) in sections in the radial direction.

Inventors:
STIEGLITZ ANDRE (DE)
JURGELEIT EVA SOPHIE (DE)
JUNG FRANK (DE)
NIEMÖLLER PAUL (DE)
MÜLLER INGOLF (DE)
Application Number:
PCT/EP2021/085000
Publication Date:
September 01, 2022
Filing Date:
December 09, 2021
Export Citation:
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Assignee:
ZAHNRADFABRIK FRIEDRICHSHAFEN (DE)
International Classes:
F16C7/02; B60G7/00; F16C11/06
Foreign References:
US4527924A1985-07-09
CN101371054A2009-02-18
US9393850B22016-07-19
US7421785B22008-09-09
DE102018221892A12020-06-18
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Claims:
Patentansprüche

1. Lenker (1), insbesondere Lenker für ein Fahrwerk, umfassend einen Körper (2), der zumindest zwei Lasteinleitungselemente (3) aufweist, die durch einen aus einem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalbzeug hergestellten Profilabschnitt (4) miteinan der verbunden sind, wobei die Lasteinleitungselemente (3) jeweils eine Durchgangs öffnung (5) zur Aufnahme eines Kugelgelenks (6) aufweisen, wobei das Kugelgelenk

(6) eine Lageschale (7) und einen Gelenkkörper (8) mit einem sphärischen Abschnitt (9) und einem zapfenförmigen Abschnitt (10) aufweist, wobei der Gelenkkörper (8) an seinem sphärischen Abschnitt (9) von der in der Durchgangsöffnung (5) des Lastein leitungselementes (3) angeordneten Lagerschale (7) aufgenommen ist, wobei die Durchgangsöffnung (5) oberhalb des sphärischen Abschnitts (9) durch einen Deckel (11 ) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass zur Aufnahme der Lagerschale

(7) eine hohlzylindrische Kartusche (12) in der jeweiligen Durchgangsöffnung (5) an geordnet ist, wobei die Kartusche (12) einen radial nach außen gerichteten Vor sprung (17) aufweist, der an einer dem zapfenförmigen Abschnitt (10) zugewandten Unterseite (16) des Lasteinleitungselementes (3) anliegt, einen radial nach innen ge richteten Absatz (22) aufweist, auf dem sich die Lagerschale (7) abstützt, sowie ein das Lasteinleitungselement (3) auf seiner dem zapfenförmigen Abschnitt (10) des Gelenkkörpers (8) gegenüberliegenden Oberseite (15) axial überragendes Bördelsegment (13) aufweist, welches durch beidseitiges Umbördeln das Lasteinlei tungselement (3) und den Deckel (11) abschnittsweise in radialer Richtung überlappt.

2. Lenker (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungs elemente (3) durch eine Stoff-, kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Profilabschnitt (4) verbunden sind.

3. Lenker (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinleitungs elemente (3) durch eine Steckverbindung (24) mit dem Profilabschnitt (4) verbunden sind.

4. Lenker (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lasteinlei tungselemente (3) durch eine adhäsive Verbindung mit dem Profilabschnitt (4) ver bunden sind.

5. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12) im Kaltfließverfahren herstellbar ist.

6. Lenker (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12) aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder Stahl besteht.

7. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass un terhalb des Vorsprungs (17) der Kartusche (12) eine umlaufende Aussparung (20) angeordnet ist, welche der Aufnahme eines Dichtungselementes dient.

8. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12) im Bereich des zapfenförmigen Abschnitts (10) des Gelenkkörpers (8) eine zylindrische Innenkontur (21) aufweist, die in axialer Richtung gerade oder ke gelstumpfförmig ausgeführt ist.

9. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Kartusche (12) einen umlaufenden schulterförmigen Absatz (18) im Bereich des sphärischen Abschnitts (9) aufweist, auf der sich der Deckel (11 ) in axialer Richtung abstützt.

10. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Deckel (11) unmittelbar auf einem Randabschnitt der Lagerschale (7) aufliegt.

11 Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (7) aus einem hartelastischen Kunststoff, insbesondere Polyoxymethy- len (POM), besteht.

12. Lenker (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Profilabschnitt (4) im Pultrusionsverfahren herstellbar ist.

13. Verfahren zur Montage eines Lenkers (1), insbesondere eines Lenkers für ein Fahrwerk, umfassend einen Körper (2), der zumindest zwei Lasteinleitungselemente (3) aufweist, die durch einen aus einem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalbzeug hergestellten Profilabschnitt (4) miteinander verbunden werden, wobei die Lasteinlei tungselemente (3) jeweils eine Durchgangsöffnung (5) zur Aufnahme eines Kugelge lenks (6) aufweisen, wobei das Kugelgelenk (6) eine Lageschale (7) und einen Ge lenkkörper (8) mit einem sphärischen Abschnitt (9) und einem zapfenförmigen Ab schnitt (10) aufweist, wobei der Gelenkkörper (8) an seinem sphärischen Abschnitt (9) von der in der Durchgangsöffnung (5) des Lasteinleitungselementes (3) angeord neten Lagerschale (7) aufgenommen wird, wobei die Durchgangsöffnung (5) ober halb des sphärischen Abschnitts (9) durch einen Deckel (11 ) verschlossen wird, ge kennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Einsetzen der Lagerschale (7) und des Gelenkkörpers (8) in eine hohlzylindri sche Kartusche (12), welche zusammen mit der Lagerschale (7) und dem Ge lenkkörper (8) in die Durchgangsöffnung (5) des Lasteinleitungselements (3) eingesetzt wird, wobei die Kartusche (12) einen radial nach außen gerichteten Vorsprung (17) aufweist, der an einer dem zapfenförmigen Abschnitt (10) zu gewandten Unterseite (16) des Lasteinleitungselementes (3) anliegt, mit dem die Kartusche (12) an dem Lasteinleitungselement (3) abgestützt wird, sowie einen radial nach innen gerichteten Absatz (22), auf dem die Lagerschale (7) nach dem Einsetzen in die Kartusche (12) aufliegt, b) Einsetzen des Deckels (11 ) in die Kartusche (12), und c) beidseitiges Umbördeln eines das Lasteinleitungselement (3) auf seiner dem zapfenförmigen Abschnitt (10) des Gelenkkörpers (8) gegenüberliegenden Oberseite (15) axial überragenden Bördelsegments (13) der Kartusche (12), welches nach dem beidseitigen Umbördeln das Lasteinleitungselement (3) und den Deckel (11 ) abschnittsweise in radialer Richtung überlappt.

14. Fahrwerk für ein Kraftfahrzeug, umfassend zumindest einen Lenker (1 ) nach ei nem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12.

Description:
Lenker sowie Verfahren zur Montage eines Lenkers

Die Erfindung betrifft einen Lenker, insbesondere einen Lenker für ein Fahrwerk, ge mäß dem Oberbegriff des Anspruches 1. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Montage eines Lenkers gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 13.

Bei Radaufhängungen werden Radträger über zwischenliegende Lenker und Ge lenke mit dem Fahrzeugaufbau verbunden, wobei die Lenker dabei die starren Ver bindungen der Gelenke bilden. Neben Radführungsaufgaben dienen Lenker hierbei häufig auch der Realisierung aufbautragender Aufgaben, indem Feder- und Dämpferkräfte übertragen werden. Die Gelenke werden insbesondere durch Kugel gelenke gebildet, welche in dafür an den Lenkern vorgesehenen Lasteinleitungsele mente zu montieren sind. Bei dem Lenker kann es sich um einen 2-Punkt-Lenker o der eine Koppelstange handeln.

Ein Lenker der eingangs genannten Art ist aus der DE 102018221 892 A1 bekannt, bei welchem es sich insbesondere um einen Lenker für eine Radaufhängung han delt. Dabei verfügt der Lenker über zwei Gelenkpunkte, die als in einem jeweiligen aus einem metallischen Werkstoff hergestellten Lasteinleitungselement angeordnete Kugelgelenke ausgeführt sind. Die Lasteinleitungselemente sind durch einen aus ei nem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalbzeug hergestellten Profilabschnitt mitei nander verbunden. Die aus Metall und faserverstärktem Kunststoff hergestellten Len ker werden auch als Hybridlenker bezeichnet. Die Kugelgelenke umfassen bekann termaßen einen Gelenkkörper aus Metall sowie eine Lagerschale aus einem Kunst stoff. Für die Montage ist vorgesehen, dass die geschmierte Lagerschale in das je weilige Lasteinleitungselement, welches ein Gelenkgehäuse des Kugelgelenkes bil det, eingebracht wird. In der geschmierten Lagerschale ist ein sphärischer Abschnitt des Gelenkkörpers verdrehbar und kippbar gelagert. Zwischen dem sphärischen Ab schnitt des Gelenkkörpers, der Lagerschale und dem Gelenkgehäuse muss eine defi nierte Kontaktpressung vorliegen, um eine hydrostatische Umgebung zu erzeugen, in welcher sich der sphärische Abschnitt des Gelenkkörpers verschleißarm und ohne Spiel bewegen kann. Die Durchgangsöffnung der Lasteinleitungselemente ist ober halb des sphärischen Abschnitts des Gelenkkörpers durch einen Deckel verschlos sen. Zur Fixierung des Deckels und zur Abdichtung gegenüber der Umgebung ist an dem Lasteinleitungselement eine Verrollkante vorgesehen, die radial nach innen umgebördelt wird, sodass diese den Deckel abschnittsweise in radialer Richtung überlappt. Die erforderliche Kontaktpressung erfordert eine aufwendige spanende Nachbearbeitung der Lasteinleitungselemente. Zudem lässt sich das Lasteinleitungs element nicht im kostengünstigen Strangpressverfahren hersteilen, da das Strang pressverfahren die Ausbildung der für das Verschließen der Durchgangsöffnung und das Fixieren des Deckels erforderliche Verrollkante an dem Lasteinleitungselement nicht ermöglicht.

Ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik ist es nun die Auf gabe der vorliegenden Erfindung, einen Lenker sowie ein Verfahren zur Montage ei nes Lenkers bereitzustellen, welche sich durch eine kostengünstigere Ausgestaltung des Lenkers und eine funktionssichere Montage der Kugelgelenke in den Lasteinlei tungselementen des Lenkers auszeichnen.

Diese Aufgabe wird aus vorrichtungstechnischer Sicht ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen gelöst. Aus verfahrenstechnischer Sicht erfolgt eine Lösung der Aufgabe ausgehend vom Ober begriff des nebengeordneten Anspruchs 13 in Verbindung mit dessen kennzeichnen den Merkmalen. Die hierauf jeweils folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Fahrwerk, bei welchem zumin dest ein erfindungsgemäßer Lenker zur Anwendung kommt, ist ferner Gegenstand von Anspruch 14.

Gemäß der Erfindung wird ein Lenker, insbesondere ein Lenker für ein Fahrwerk ei nes Nutzfahrzeugs, vorgeschlagen, umfassend einen Körper, der zumindest zwei Lasteinleitungselemente aufweist, die durch einen aus einem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalbzeug hergestellten Profilabschnitt miteinander verbunden sind, wobei die Lasteinleitungselemente jeweils eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Kugelgelenks aufweisen, wobei das Kugelgelenk eine Lageschale und einen Gelenk körper mit einem sphärischen Abschnitt und einem zapfenförmigen Abschnitt auf weist, wobei der Gelenkkörper an seinem sphärischen Abschnitt von der in der Durchgangsöffnung des Lasteinleitungselementes angeordneten Lagerschale aufge nommen ist, wobei die Durchgangsöffnung oberhalb des sphärischen Abschnitts durch einen Deckel verschlossen ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass zur Auf nahme der Lagerschale eine hohlzylindrische Kartusche in der jeweiligen Durch gangsöffnung angeordnet ist, wobei die Kartusche einen radial nach außen gerichte ten Vorsprung aufweist, der an einer dem zapfenförmigen Abschnitt zugewandten Unterseite des Lasteinleitungselementes anliegt, einen radial nach innen gerichteten Absatz aufweist, auf dem sich die Lagerschale abstützt, sowie ein das Lasteinlei tungselement auf einer dem zapfenförmigen Abschnitt des Gelenkkörpers gegen überliegenden Oberseite axial überragendes Bördelsegment aufweist, welches durch beidseitiges Um bördeln das Lasteinleitungselement und den Deckel abschnittsweise in radialer Richtung überlappt. Es bildet sich dabei eine doppelte Verrollkante aus, welche den Deckel und das Lasteinleitungselement in radialer Richtung abschnitts weise übergreift. Die Kartusche ermöglicht die Integration des Kugelgelenkes in das Lasteinleitungselement des Lenkers. Hierdurch kann das jeweilige Lasteinleitungs element im Strangpressverfahren hergestellt werden, da keine Hinterschneidungen oder einseitige Materialanhäufungen erforderlich sind. Die Kartusche weist eine ein fache Bauteilgeometrie auf. Der Innendurchmesser der Kartusche ist im Bereich der Anlagefläche der Lagerschale ist aufgrund der notwendigen Kontaktpressung des Kugelgelenks in der Lagerschale vorgegeben. Hingegen bedarf es bezüglich des Lasteinleitungselementes keiner mechanischen Nachbearbeitung, um die Aufnahme der Kartusche in das im Strangpressverfahren hergestellte Lasteinleitungselement zu gewährleisten. Das beidseitige Umbördeln des Bördelsegments in, bezogen auf die Längsachse der Kartusche, radialer Richtung nach innen und außen dient dazu, ei nerseits die Kartusche an das Lasteinleitungselement anzubinden und andererseits den Deckel zu befestigen sowie durch die Fixierung des Deckels die Lagerschale zwischen der Kartusche und dem Lasteinleitungselement einzubinden. Der radiale Überstand des beidseitig umgebördelten Bördelsegments kann in Umfangsrichtung segmentiert ausgeführt sein, d.h. aus zwei oder mehr Teilabschnitten bestehen, die jeweils eine Anlagefläche bilden. Besonders bevorzugt bildet der radiale Überstand des beidseitig umgebördelten Bördelsegments eine in Umfangsrichtung geschlos sene Anlagefläche aus.

Die Lasteinleitungselemente können aus einem metallischen Werkstoff oder einem faserverstärkten Kunststoff bestehen. Die Lagerschale kann einstückig oder mehrtei lig ausgeführt sein.

Vorzugsweise sind die Lasteinleitungselemente durch eine Stoff-, kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Profilabschnitt verbunden.

Besonders bevorzugt können die Lasteinleitungselemente durch eine Steckverbin dung mit dem Profilabschnitt verbunden sein. Hierzu kann der Profilabschnitt als ein Hohlprofilabschnitt ausgebildet sein, welcher, bei Betrachtung im Querschnitt, zumin dest einen Hohlraum aufweist, der als eine umfänglich geschlossene Kammer ausge bildet ist und wobei der Hohlprofilabschnitt und das jeweilige Lasteinleitungselement in einem gemeinsamen, einander überlappenden Verbindungsbereich durch eine, insbesondere unlösbare, Steckverbindung miteinander verbunden sind. Hierzu kann jedes Lasteinleitungselement jeweils einen Endabschnitt aufweisen, der als eine Steckverzahnung mit sich zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung des Hohlpro filabschnitts erstreckenden Zähnen ausgebildet ist. Dabei ist die Ausführung des Lasteinleitungselementes als Strangpressteil vorteilhaft, da die Verzahnung wie auch die Durchgangsöffnung sich beim Strangpressen in Förderrichtung gesehen ausbil den.

Alternativ oder zusätzlich können die Lasteinleitungselemente durch eine adhäsive Verbindung mit dem Profilabschnitt verbunden sein. Dabei lässt sich durch die Steck verzahnung, welche aus mehreren sich in Längsrichtung des Körpers des Lenkers erstreckenden Zähnen, insbesondere zwei oder mehr Zähnen, besteht, eine mög lichst große Adhäsionsfläche erzielen. Zudem lässt sich durch eine geeignete Gestal tung der Matrize eine Konturierung der Zähne erreichen, so dass zwischen den Zäh nen befindliche Nuten quer zur Förderrichtung beim Strangpressen unterschiedliche Verläufe der Breite senkrecht zur Förderrichtung aufweisen können. Dies kann zu ei ner Vergrößerung der Adhäsionsflächen beitragen. Bevorzugt kann die Kartusche im Kaltfließverfahren herstellbar sein. Durch das Kalt fließverfahren ist eine kostengünstige und effiziente Herstellung der Kartusche mög lich.

Insbesondere kann unterhalb des Vorsprunges der Kartusche eine umlaufende Aus sparung angeordnet sein, welche der Aufnahme eines Dichtungselementes, wie bei spielsweise eines Dichtungsbalges, dient. Das Anordnen der Aussparung zur Auf nahme des Dichtungselementes ist ein weiterer Aspekt der Integration des Kugelge lenks durch die Kartusche in das Lasteinleitungselement. Insbesondere entfällt ge genüber dem Stand der Technik, eine entsprechende Balgbefestigungsstruktur an dem Lasteinleitungselement in Form einer Hinterschneidung, was die Herstellung des Lasteinleitungselementes im Strangpressverfahren verhindern würde. Mittels der Aussparung kann im Bereich des zapfenförmigen Abschnitts das Dichtungselement durch einen Spannring an der Kartusche befestigt. Eine zweite Befestigung des Dich tungselementes erfolgt durch einen weiteren Spannring unmittelbar am Gelenkkör per.

Gemäß einem weiteren vorteilhaften Aspekt kann die Kartusche im Bereich des zap fenförmigen Abschnitts des Gelenkkörpers eine zylindrische Innenkontur aufweisen, die in axialer Richtung gerade oder kegelstumpfförmig ausgeführt sein kann. Beson ders vorteilhaft ist eine kegelstumpfförmige Innenkontur, da sich der zapfenförmige Abschnitt des Gelenkkörpers in Längsrichtung der Kartusche gesehen im Wesentli chen linienförmig an die Innenkontur anlegen kann, wodurch etwaige Beschädigun gen bzw. Verschleißerscheinungen von Kartusche und/oder Gelenkkörper minimiert werden können, wenn diese sich aufgrund einer Kippbewegung berühren.

Insbesondere kann die Kartusche einen umlaufenden schulterförmigen Absatz im Bereich des sphärischen Abschnitts aufweisen, auf der sich der Deckel in axialer Richtung abstützt. Der im Wesentlichen schulterförmige Absatz bildet eine ringför mige Auflagefläche für den äußeren Randbereich des Deckels. Alternativ kann der Deckel unmittelbar auf einem Randabschnitt der Lagerschale auf liegen. Bei dieser Ausführungsform kann auf die Ausbildung des Absatzes in der Kar tusche verzichtet werden.

Bevorzugt kann die Lagerschale aus einem hartelastischen Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM), bestehen.

Der aus einem Faserverbundwerkstoff bestehende Profilabschnitt kann im Pultrusi- onsverfahren herstellbar sein. Aufgrund einer einfachen, im Wesentlichen stabförmi gen, Geometrie des Profilabschnittes, wobei der Profilabschnitt vorzugsweise einen im Wesentlichen quaderförmigen Querschnitt aufweist, wird die Verwendung dieses kostengünstigen Herstellverfahrens ermöglicht.

Weiterhin wird die eingangs gestellte Aufgabe durch ein Verfahren zur Montage ei nes Lenkers, insbesondere eines Lenkers für ein Fahrwerk eines Nutzfahrzeugs, ge mäß den Merkmalen des nebengeordneten Anspruches 13 gelöst.

Gemäß dem Anspruch 13 wird ein Verfahren zur Montage eines Lenkers, insbeson dere eines Lenkers für ein Fahrwerk, vorgeschlagen, wobei der Lenker einen Körper, der zumindest zwei Lasteinleitungselemente aus einem metallischen Werkstoff auf weist, die durch einen aus einem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalbzeug herge stellten Profilabschnitt miteinander verbunden werden, umfasst, wobei die Lasteinlei tungselemente jeweils eine Durchgangsöffnung zur Aufnahme eines Kugelgelenks aufweisen, wobei das Kugelgelenk eine Lageschale und einen Gelenkkörper mit ei nem sphärischen Abschnitt und einem zapfenförmigen Abschnitt aufweist, wobei der Gelenkkörper an seinem sphärischen Abschnitt von der in der Durchgangsöffnung des Lasteinleitungselementes angeordneten Lagerschale aufgenommen wird, wobei die Durchgangsöffnung oberhalb des sphärischen Abschnitts durch einen Deckel verschlossen wird, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte: a) Einsetzen der Lagerschale und des Gelenkkörpers in eine hohlzylindrische Kartusche, welche zusammen mit der Lagerschale und dem Gelenkkörper in die Durchgangsöffnung des Lasteinleitungselements eingesetzt wird, wobei die Kartusche einen radial nach außen gerichteten Vorsprung aufweist, der an einer dem zapfenförmigen Abschnitt zugewandten Unterseite des Lasteinlei tungselementes anliegt, mit dem die Kartusche an dem Lasteinleitungsele ment abgestützt wird, sowie einen radial nach innen gerichteten Absatz, auf dem die Lagerschale nach dem Einsetzen in die Kartusche aufliegt, b) Einsetzen des Deckels in die Kartusche, und c) beidseitiges Umbördeln eines das Lasteinleitungselement auf einer dem zap fenförmigen Abschnitt des Gelenkkörpers gegenüberliegenden Oberseite axial überragenden Bördelsegments, welches nach dem beidseitigen Umbördeln das Lasteinleitungselement und den Deckel abschnittsweise in radialer Rich tung überlappt.

Weiterhin wird die Aufgabe durch ein Fahrwerk für ein Nutzfahrzeug, umfassend zu mindest einen Lenker nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12 gelöst. Auf alle Ausführungen zu dem vorschlagsgemäßen Lenker darf verwiesen werden.

Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale der nebenge ordneten oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich dar über hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung o- der unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinanderzu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugs zeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.

Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Fahrwerks gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht;

Fig. 2 eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lenkers in iso metrischer Ansicht; Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Lasteinleitungselementes mit durch eine Kartusche integriertem Kugelgelenk in einer Teilschnittansicht;

Fig. 4 eine schematische Darstellung einer Kartusche gemäß einer Ausführungs form in einer Schnittansicht;

Fig. 5 eine schematische Explosionsdarstellung des Lasteinleitungselementes, der Kartusche sowie einer Lagerschale, eines darin anzuordnenden Ge lenkkörpers und eines Deckels; und

Fig. 6A, 6B eine schematische des Lasteinleitungselements gemäß Fig. 5, wobei in Fig. 6A die Kartusche vor und in Fig. 6B nach einer beidseitigen Umbörde lung eines Bördelsegments der Kartusche dargestellt ist, jeweils in einer Seitenansicht und einer perspektivischen Ansicht von schräg oben.

Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung eines Fahrwerks 101 eines Fahrzeugs, insbesondere eines Nutzfahrzeugs, gemäß dem Stand der Technik in Teilansicht.

Das Fahrwerk 101 umfasst zwei Längsträger 102, eine lenkbare Achse 103 sowie eine sich in Längsrichtung des Fahrzeugs erstreckende Lenkstange 104. An der lenkbaren Achse 103 ist ein U-förmiger Wankstabilisator 105 angeordnet. Der Wank- stabilisator 105 ist durch jeweils einen endseitig dem Wankstabilisator 105 zugeord neten Zweipunktlenker 107 - von denen in Fig. 1 nur einer dargestellt ist - mit dem je weiligen Längsträger 102 gelenkig verbunden. Der Zweipunktlenker 107 weist end seitig jeweils einen Lasteinleitungsbereich 108 auf, an denen der Zweipunktlenker 107 mit dem Wankstabilisator 105 bzw. dem Längsträger 102 gelenkig verbunden ist. Die an dem Wankstabilisator 105 angeordneten Zweipunktlenker 107 sind hier als sogenannte Koppelstangen ausgeführt. Ebenfalls in Fahrzeuglängsrichtung erstre ckend ist ein Blattfederpaket 106 vorgesehen, welches unterhalb des Längsträgers 102 und parallel zu der Lenkstange 104 angeordnet ist. Zwischen dem Blattfederpa ket 106 und der Lenkstange 104 erstreckt sich der Zweipunktlenker 107 in vertikaler Richtung. Der quer zur Fahrzeuglängsrichtung verfügbare Bauraum zwischen dem Blattfederpaket 106 und der Lenkstange 104 ist sehr beschränkt. Der aus dem Stand der Technik bekannte Zweipunktlenker 107 ist aus einem metallischen Werkstoff her gestellt, damit der Zweipunktlenker 107 die notwendige Steifigkeit besitzt, um ein Ausknicken oder Ausbeulen eines Profilabschnitts 109 aufgrund der von dem Zwei punktlenker 107 aufzunehmenden Druckkräfte zu verhindern, welche durch die ei nander gegenüberliegend angeordneten Lasteinleitungsbereiche 108 in den Zwei punktlenker 107 eingeleitet werden.

In Fig. 2 ist eine schematische Darstellung eines erfindungsgemäßen Lenkers 1 , ins besondere für ein Fahrwerk 101 , in isometrischer Ansicht dargestellt. Der Lenker 1 umfasst einen Körper 2, der hier und vorzugsweise zumindest zwei Lasteinleitungs elemente 3 aus einem metallischen Werkstoff aufweist. Ein solcher Lenker 1 wird auch als Zweipunktlenker bezeichnet. Die Lasteinleitungselemente 3 sind identisch ausgeführt, so dass die nachfolgende Beschreibung im Kontext mit einem der Lasteinleitungselemente 3 für beide Gültigkeit hat. Die Lasteinleitungselemente 3 be stehen aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere Aluminium. Die Lasteinlei tungselemente 3 sind durch einen aus einem endlosfaserverstärktem Kunststoffhalb zeug hergestellten Profilabschnitt 4 miteinander verbunden. Die Lasteinleitungsele mente 3 weisen jeweils eine Durchgangsöffnung 5 oder Aufnahmeöffnung zur Auf nahme eines Kugelgelenks 6 auf.

Fig. 3 zeigt eine schematische Darstellung eines der Lasteinleitungselementes 3 mit durch eine Kartusche 12 integriertem Kugelgelenk 6 in einer Teilschnittansicht. Das Kugelgelenk 6 weist eine Lageschale 7 und einen Gelenkkörper 8 mit einem sphäri schen Abschnitt 9 und einem zapfenförmigen Abschnitt 10 auf. Mit 14 ist die Längs achse Durchgangsöffnung 5 respektive der Kartusche 12 bezeichnet. Die Lager schale 7 besteht aus einem aus einem hartelastischen Kunststoff, insbesondere Po- lyoxymethylen (POM). Der Gelenkkörper 8 besteht aus Metall, insbesondere Stahl. Die Lagerschale 7 kann einstückig oder mehrteilig ausgeführt sein. Beispielsweise kann die Lagerschale 7 aus zwei Hälften gebildet sein. Im dargestellten Ausführungs beispiel ist die Lagerschale 7 einstückig ausgeführt. Der Gelenkkörper 8 ist an seinem sphärischen Abschnitt 9 von der in der Durch gangsöffnung 5 des Lasteinleitungselementes 3 angeordneten Lagerschale 7 aufge nommen. Die Durchgangsöffnung 5 ist oberhalb des sphärischen Abschnitts 9 durch einen Deckel 11 verschlossen. Der Deckel 11 verschließt das Kugelgelenk 6 und schützt es vor Verschmutzungen und eindringende Feuchtigkeit. Zur Aufnahme der Lagerschale 7 und des darin angeordneten Gelenkkörpers 8 ist die hohlzylindrische Kartusche 12 in der Durchgangsöffnung 5 des Lasteinleitungselementes 3 angeord net. Die Kartusche 12 ist bezogen auf die Längsachse 14 der Durchgangsöffnung 5 rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Kartusche 12 ist im Kaltfließverfahren herstell bar. Die Kartusche 12 besteht bevorzugt aus einem metallischen Werkstoff, insbe sondere Aluminium, einer Aluminiumlegierung oder einem Stahl.

Das Lasteinleitungselement 3 weist eine Oberseite 15 und eine Unterseite 16 auf.

Als Oberseite 15 ist die Seite des Lasteinleitungselementes 3 bezeichnet, auf wel cher der die Durchgangsöffnung 5 verschließende Deckel 11 angeordnet ist.

Die Kartusche 12 weist ein das Lasteinleitungselement 3 auf seiner dem zapfenförmi gen Abschnitt 10 des Gelenkkörpers 8 gegenüberliegenden Oberseite 15 axial über ragendes Bördelsegment 13 auf. Das Bördelsegment 13 erstreckt sich koaxial zur Längsachse 14 abschnittsweise über die Oberseite 15 des Lasteinleitungselementes 3 in axialer Richtung hinaus. Die Kartusche 12 weist weiterhin einen, ausgehend von der Längsachse 14, radial nach außen gerichteten Vorsprung 17 auf, der mit seiner axialen Stirnfläche an der dem zapfenförmigen Abschnitt 10 zugewandten Unterseite 16 des Lasteinleitungselementes 3 anliegt. Der Vorsprung 17 kann durchgehend, d.h. vollständig umlaufend, oder in Umfangsrichtung segmentiert ausgebildet sein. Mittels des Vorsprungs 17 stützt sich die Kartusche 12 in axialer Richtung, d.h. ent lang der Längsachse 14, an der Unterseite 16 des Lasteinleitelements 3 ab. Innen seitig weist die Kartusche 12 einen, ausgehend von der Längsachse 14 der Kartu sche 12, radial nach innen gerichteten Absatz 22 auf. Auf dem Absatz 22 stützt sich die in die Kartusche 12 eingesetzte Lagerschale 7 an einer axialen Stirnfläche des Absatzes 22 in axialer Richtung ab. Gemäß der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform weist die Kartusche 12 einen umlaufenden schulterförmigen Absatz 18 im Bereich des sphärischen Abschnitts 9 auf. Auf dem schulterförmigen Absatz 18 kann sich der Deckel 11 in axialer Richtung abstützen. Hierzu weist der im Wesentlichen topfförmige Deckel 11 einen Außen randabschnitt 19 auf, welcher nach dem Einsetzen in die Kartusche 12 auf dem schulterförmigen Absatz 18 zur Auflage kommt. Weiterhin ist unterhalb des Vor sprungs 17 der Kartusche 12 eine umlaufende Aussparung 20 angeordnet ist, wel che der Aufnahme eines - nicht dargestellten - Dichtungsbalges dient. Die Kartusche 12 weist im Bereich des zapfenförmigen Abschnitts 10 des Gelenkkörpers 8 eine kreiszylindrische Innenkontur 21 auf, die in axialer Richtung gerade ausgeführt ist.

Fig. 4 zeigt eine schematische Darstellung der zu montierenden Kartusche 12 gemäß einer Ausführungsform in einer Schnittansicht. Diese Ausführungsform der Kartusche 12 unterscheidet sich von der in Fig. 3 dargestellten Ausführungsform lediglich durch die kegelstumpfförmige Ausführung der Innenkontur 20. Die kegelstumpfförmige Aus führung der Innenkontur 20 ist mit Blick auf die Außenkontur des zapfenförmigen Ab schnitts 10 vorteilhaft, da sich der zapfenförmige Abschnitt 10 des Gelenkkörpers 8 in Längsrichtung der Kartusche 12 gesehen im Wesentlichen linienförmig an die Innen kontur 20 anlegen kann, wodurch etwaige Beschädigungen bzw. Verschleißerschei nungen von Kartusche 12 und/oder Gelenkkörper 8 minimiert werden können, wenn es aufgrund einer Kippbewegung zu einer Berührung zwischen diesen kommt.

In Fig. 5 ist eine schematische Explosionsdarstellung des Lasteinleitungselementes 3, der Kartusche 12 sowie der Lagerschale 7, des darin anzuordnenden Gelenkkör pers 8 und des Deckels 11 gezeigt. Die in Fig. 5 dargestellte Reihenfolge der Bau teile entspricht dabei bezüglich des Lasteinleitungselement 3 nicht der nachstehend erläuterten Montagereihenfolge.

Zur Montage des Lenkers 1 wird in einem ersten Schritt der sphärische Abschnitt 9 des Gelenkkörpers 8 in die geschmierte Lagerschale 7 eingesetzt. Im Anschluss wer den die Lagerschale 7 und der darin befindliche Gelenkkörper 8 in die hohlzylindri sche Kartusche 12 eingesetzt. Dabei stützt sich die Lagerschale 7 endseitig an dem radial nach innen gerichteten Absatz 22 ab. Die Kartusche 12 wird dann zusammen mit der Lagerschale 7 und dem Gelenkkörper 8 in die Durchgangsöffnung 5 des Lasteinleitungselements 3 eingesetzt. Dabei wird die Kartusche 12 mit dem radial nach außen gerichteten Vorsprung 17 an der dem zapfenförmigen Abschnitt 10 zu gewandten Unterseite 16 des Lasteinleitungselementes 3 abgestützt. Zum Verschlie ßen wird der Deckel 11 von der Oberseite 15 des Lasteinleitungselementes 3 her in die Kartusche 12 eingesetzt. Der Deckel 11 liegt dabei auf dem schulterförmigen Ab satz 18 im Inneren der Kartusche 12 auf. Um die Kartusche 12 und das Kugelgelenk 6 axial zu fixieren, wird das Bördelsegment 13 der Kartusche 12, welches das Lasteinleitungselement 3 auf seiner dem zapfenförmigen Abschnitt 10 des Gelenk körpers 8 gegenüberliegenden Oberseite 15 axial überragt, beidseitig umgebördelt. Nach dem beidseitigen Umbördeln des Bördelsegments 13 radial nach innen und au ßen überlappt das Bördelsegment 13 sowohl das Lasteinleitungselement 3 als auch den Deckel 11 jeweils abschnittsweise in radialer Richtung. Die durch das Werkzeug zum beidseitigen Umbördeln aufgebrachte Kraft wird durch den schulterförmigen Ab satz 18 im Wesentlichen in die Kartusche 12 eingeleitet, und nicht ausschließlich in die von der Kartusche 12 aufgenommene Lagerschale 7.

Das jeweilige Lasteinleitungselement 3 ist durch eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung mit dem Profilabschnitt 4 verbunden. Hierzu ist das jeweilige Lasteinlei tungselement 3 durch eine Steckverbindung mit dem Profilabschnitt 4 verbunden. Al ternativ oder zusätzlich kann das jeweilige Lasteinleitungselement 3 durch eine ad häsive Verbindung mit dem Profilabschnitt 4 verbunden sein. Hierzu kann der Profil abschnitt 4 als ein Hohlprofilabschnitt ausgebildet sein, welcher, bei Betrachtung im Querschnitt, zumindest einen Hohlraum aufweist, der als eine umfänglich geschlos sene Kammer ausgebildet ist. Der als Hohlprofilabschnitt ausgebildete Profilabschnitt 4 und das jeweilige Lasteinleitungselement 3 sind in einem gemeinsamen, einander überlappenden Verbindungsbereich wegen der adhäsiven Verbindung durch eine un lösbare Steckverbindung miteinander verbunden. Hierzu kann jedes Lasteinleitungs element 3 jeweils einen Endabschnitt 23 aufweisen, der als eine Steckverzahnung 24 mit sich zumindest im Wesentlichen in Längsrichtung des als Hohlprofilabschnitt aus geführten Profilabschnitts 4 erstreckenden Zähnen 25 ausgebildet ist. Dabei ist die Ausführung des Lasteinleitungselementes 3 als Strangpressteil vorteilhaft, da die Steckverzahnung 24 wie auch die Durchgangsöffnung 5 des Lasteinleitungselemen tes 3 sich beim Strangpressen in Förderrichtung des Werkstoffs gesehen ausbilden. Dabei lässt sich durch die Steckverzahnung 24, welche aus mehreren sich in Längs richtung des Körpers 2 des Lenkers 1 erstreckenden Zähnen 25, insbesondere zwei oder mehr Zähnen 25, besteht, eine möglichst große Adhäsionsfläche erzielen. Zu dem lässt sich durch eine geeignete Gestaltung der Matrize eine Konturierung der Zähne 25 erreichen, so dass zwischen den Zähnen 25 befindliche Nuten 26 quer zur Förderrichtung beim Strangpressen unterschiedliche Verläufe der Breite senkrecht zur Förderrichtung aufweisen können. Dies trägt, neben der Erhöhung der Anzahl der Zähne 25, zu einer Vergrößerung der Adhäsionsfläche bei.

In der Fig. 6A und 6B sind schematische Ansichten des Lasteinleitungselements 3 gemäß Fig. 5 vor und nach einer beidseitigen Umbördelung des Bördelsegments 13 der Kartusche 12, jeweils in einer Seitenansicht und einer perspektivischen Ansicht von schräg oben, dargestellt. Fig. 6A zeigt das Lasteinleitungselement 3 vor der beid seitigen Umbördelung durch ein geeignetes Werkzeug und Fig. 6B nach der beidsei tigen Umbördelung des Bördelsegments 13. Insbesondere aus der Ansicht auf das Lasteinleitungselement 3 von schräg oben in Fig. 6B wird deutlich, wie sich das Bör delsegment 13 in radialer Richtung nach innen und außen ausgedehnt hat und eine doppelte Verrollkante 27 ausbildet. Die doppelte Verrollkante 27 und der außenlie gende radiale Vorsprung 17 an der Unterseite des Lasteinleitungselements 3 binden die Kartusche 13 an das Lasteinleitungselement 3 an und sichern die Kartusche 12 in axialer Richtung.

Bezuqszeichen Lenker Körper Lasteinleitungselement Profilabschnitt Durchgangsöffnung Kugelgelenk Lagerschale Gelenkkörper sphärischer Abschnitt zapfenförm igen Abschn itt Deckel Kartusche Bördelsegment Längsachse Oberseite Unterseite radialer Vorsprung radialer Absatz Außenrandabschnitt Aussparung Innenkontur radialer Absatz Endabschnitt Steckverzahnung Zahn Nut Verrollkante Fahrwerk Längsträger Achse Lenkstange Wankstabilisator Blattfederpaket Zweipunktlenker