Ein Königszapfen ist eine Einheit, die dazu dient, das Lenkrad eines Autos innerhalb der vom Lenkmechanismus festgelegten Grenzen zu bewegen. Der Drehpunkt basiert auf einem Kugelgelenk.
Im modernen Sinne ist der Drehpunkt ein strukturelles Element des Radschwenkmechanismus, der ihm die erforderlichen Freiheitsgrade geben soll. Dieses Konzept vereint Mechanismen unterschiedlicher Bauart, vereint durch einen gemeinsamen Zweck. In der einen oder anderen Form gehört der Königszapfen zu fast allen Radfahrzeugen.
Entwicklung des Designs von Pivots
Als Drehpunkt diente zunächst eine Stange, an der die gemeinsame Drehachse des vorderen Radpaares der Pferdekutsche befestigt war. Als die ersten Autos auftauchten, wurde unter dem Drehpunkt eine einzelne Schwenkachse verstanden, an der ein Rad mit einem Rollenlager montiert war.
Seit Mitte des 20. Jahrhunderts wurde die traditionelle Konstruktion des Schwenkmechanismus zum Drehen von Autorädern durch Kugel- und Halbkugelscharniere ersetzt. Diese Lösung ermöglichte es, die Konstruktion des Drehzapfens zu vereinfachen, wodurch aufgrund des Vorhandenseins eines Elements sowohl die Drehung des Rads als auch seine Drehung gewährleistet werden konnte. Das Rad dreht sich entsprechend dem Steuersignal des Fahrers über das Lenkgetriebe.
Anwendung auf modernen Autos
Moderne Kugelgelenke von Drehteilen haben eine erhöhte Zuverlässigkeit und die Fähigkeit, im Intensivmodus ohne Zwischenschmierung lange zu arbeiten. Die Drehpunkte dieser Konstruktion werden häufig als Aufhängungselemente für Geländefahrzeuge und Tragfähigkeit verwendet. Sie werden in Drehwerken in LKWs, Pickups und Offroad-Fahrzeugteilen eingesetzt. Die Fahrleistung des Fahrzeugs hängt von den Eigenschaften des Königszapfens wie Nick- und Wankwinkel ab.
Wenn im Gelenkpaar ein merkliches Spiel auftritt, muss die Einheit ausgetauscht werden. Die Verschleißursache kann das Fahren auf Straßen mit schlechter oder beschädigter Oberfläche, Mangel oder Auslaufen von Schmiermittel, Unwucht der Räder sein. Der Ersatz-Königszapfen wird als separate Montageeinheit geliefert, deren Ausführung für jedes Fahrzeug individuell ist. Fett wird in die Kontaktkammer des Königszapfens gegeben.
In Autos neuer Konstruktionen wird eine Aufhängung vom Typ MacPherson verwendet, deren Konstruktion es den Rädern ermöglicht, aufgrund der Beweglichkeit des Stoßdämpfers Schwenkbewegungen auszuführen. In diesem Fall wird der Drehpunkt als imaginäre Achse des Rades bezeichnet, um die es sich gemäß dem Steuersignal des Fahrers dreht.
