DE102010027752A1

DE102010027752A1 - Kraftfahrzeug mit zumindest einer radabstützenden Baueinheit

Info

Publication number: DE102010027752A1
Application number: DE102010027752A
Authority: DE
Inventors: Alexander Hägele; Werner Kosak
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-04-14
Filing date: 2010-04-14
Publication date: 2011-10-20
Anticipated expiration: 2030-04-15
Also published as: DE102010027752B4

Abstract

Ein Kraftfahrzeug (1) mit innerhalb des Fahrwerks angeordneten und jeweils radabstützenden Baueinheiten (2; 3; 4; 102), die jeweils einen ein Radlager (6) abstützenden Radträgerbereich (7) und einen die Baueinheit (2; 3; 4; 102) mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (5) oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs (1) abstützenden Armbereich (8; 108) aufweist, wird so ausgebildet, dass die Baueinheit (2; 3; 4) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich (8) zumindest überwiegend als gegenüber dem Radträgerbereich (7) unbeweglicher Hohlkörper (14) mit randseitigen Massivblechen (16; 17) und der Radträgerbereich (7) zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper (13) ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug mit zumindest einer innerhalb seines Fahrwerks angeordneten und jeweils radabstützenden Baueinheit, die einen ein Radlager abstützenden Radträgerbereich und einen die Baueinheit mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs abstützenden Armbereich aufweist, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 10 sowie eine radtragende Baueinheit nach dem Oberbegriff des Anspruchs 20 oder des Anspruchs 21.
Es ist bekannt, Kraftfahrzeuge der genannten Art mit radtragenden Baueinheiten zu versehen, die insgesamt als Gussteile ausgebildet sind. Derartige Baueinheiten sind zwar stabil und können in CNC-Maschinen sehr genau mit Bohrungen und ähnlichen Anbindungen für daran zu haltende Elemente, wie etwa Radlager, Bremssättel oder ähnliches, versehen werden, sie sind jedoch sehr schwer, so dass die Montage am Fahrzeug kraft- und personalaufwendig ist und im Fahrbetrieb Nachteile wie ein hoher Kraftstoffverbrauch zum Bewegen der Masse in Kauf genommen werden müssen.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, leichte und dennoch stabile und präzise formhaltige Abstützungen von Fahrzeugrädern zu schaffen.
Die Erfindung löst dieses Problem durch ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 10 sowie durch eine Baueinheit mit den Merkmalen des Anspruchs 20 bzw. des Anspruchs 21. Hinsichtlich vorteilhafter Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung wird auf die weiteren Ansprüche 2 bis 9, 11 bis 19 und 22 verwiesen.
Durch die Erfindung in Ausbildung nach Anspruch 1 ist ein Kraftfahrzeug geschaffen, bei dem durch die Mehrteiligkeit der Baueinheit mit unterschiedlichen Bereichen verschiedene Vorteile miteinander kombiniert werden: Einerseits ist durch die Ausbildung des Armbereichs zumindest überwiegend als Hohlkörper mit randseitigen Massivblechen das Gewicht gegenüber einem reinen Guss- oder Schmiedeteil deutlich gesenkt, und die hohen Kosten eines großen, einteiligen Gussteils sind vermieden, andererseits ist durch die Ausbildung des Radträgerbereichs zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörpers sichergestellt, dass die exakte Maßhaltigkeit der Anbindungen anders als bei zusammengeschweißten Teilen und auch die hohe Stabilität in diesem hoch beanspruchten Bereich gewahrt bleiben. Anders als bei einer vollständigen Ausbildung der Baueinheit, die häufig auch als Längslenker oder Schwenklager bezeichnet wird, aus zusammengeschweißten Blechen ist bei dem erfindungsgemäßen Hybridbauteil auch der Verschweißungsaufwand nur gering.
Ähnliche Vorteile werden mit der Ausbildung nach Anspruch 10 erreicht. Durch die dort gezeigte zumindest überwiegende Ausbildung des Armbereichs als eines Massivbleches ist ebenfalls das Gewicht gegenüber einem reinen Guss- oder Schmiedeteil deutlich gesenkt, und die hohen Kosten eines großen, einteiligen Gussteils sind vermieden, andererseits ist auch hier durch die Ausbildung des Radträgerbereichs zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörpers sichergestellt, dass die exakte Maßhaltigkeit der Anbindungen anders als bei zusammengeschweißten Teilen und auch die hohe Stabilität in diesem hoch beanspruchten Bereich gewahrt bleiben. Sofern das Lot auf dem Massivblech zumindest nahezu horizontal liegt, steht der Armbereich wie ein hochkant gedrehtes Schwert und bietet so eine große Stabilität. Durch die den Gusskörper gleichzeitig außen und innen einfassenden Flansche ist zudem die Verbindung zwischen Armbereich und Radträgerbereich sehr stabil und biegefest ausführbar. Zusätzlich aussteifende Rippen, Sicken oder ähnliches können dabei in oder an dem Massivblech vorgesehen sein.
Sofern die Anbindungen des Rades, eines Bremssattels und von das Rad führenden Lenkern dem Guss- oder Schmiedekörper zugeordnet sind, können die von einem vollständigen Gussteil bekannten minimalen Toleranzen für alle wichtigen Anbindungen erhalten bleiben, ohne die relativ hohe Ungenauigkeit von zusammengeschweißten Teilen tolerieren zu müssen. Auch Feder- und/oder Dämpferelemente können zudem vorteilhaft an Anbindungen des Guss- oder Schmiedekörpers gehalten sein.
Wenn der Hohlkörper oder das in Flanschen auslaufende Massivblech mit dem Guss- oder Schmiedekörper verschraubt ist, ergibt sich eine einfache und genaue Montage.
Sowohl für eine Montagevereinfachung als auch für ein konstruktiv einfaches Bauteil mit minimierter Masse ist es günstig, wenn zur Verschraubung zumindest teilweise solche Schrauben dienen, die in Doppelfunktion auch ein abschraubbares Radlager (Generation 2, Generation 3) an dem Guss- oder Schmiedekörper sichern. Die Erfindung ist jedoch auch für Fahrzeuge mit eingepressten Radlagern der Generation 1 anwendbar.
Eine stabile und montagetechnisch einfache Ausbildung der Hybridbaueinheit nach Anspruch 1 sieht vor, dass der Hohlkörper mit seinen randseitigen Blechen in Flanschen ausläuft, die den Guss- oder Schmiedekörper außenseitig umgreifen. Durch das zweiseitige Einfassen des Guss- oder Schmiedekörpers durch die Flansche ist die Verbindung besonders biegesteif.
Insbesondere kann der Guss- oder Schmiedekörper dabei Durchgangsbohrungen aufweisen, in denen Befestigungsmittel zur gleichzeitigen Halterung des vorderen und des hinteren Flansches halterbar sind, so dass mit jeweils nur einem Montageschritt stets beide Flansche gleichzeitig eine Sicherung erfahren. Die Verbindung sollte über mindestens drei Schraubbolzen erfolgen.
Günstig für eine einfache Ausbildung umfasst der Hohlkörper zumindest eine in Einbaustellung quer außen und eine quer innen gelegene Teilschale, die im Querschnitt jeweils ungefähr U-förmig und miteinander an den seitlichen Schenkeln der U-Form verschweißt sind. Dann kann eine einfache Längsnaht die Teilschalen zusammenhalten, wodurch der Schweißvorgang vereinfacht ist und problemlos in Schweißautomaten durchgeführt werden kann.
Alternativ zu den genannten Teilschalen kann der Hohlkörper auch zumindest nahezu rohrförmig sein, wobei das Rohr mit Naht oder nahtlose ausgebildet sein kann.
Ein solcher rohrartiger oder als sonstiges Strangpressprofil gezogener Hohlkörper kann beispielsweise auch in den Guss- oder Schmiedekörper eingesteckt sein, so dass keine Abweichungen von seinem gleichmäßigen Längsverlauf zur Ausbildung von speziellen Flanschen erforderlich ist.
Auch eine Ausbildung des Hohlkörpers über ein Hydroforming-Verfahren ist möglich und je nach benötigter Form (häufig sind im Einsatzbereich der Baueinheit die Platzverhältnisse eng und ungünstig) vorteilhaft.
In jedem Fall kann der Hohlkörper einen biegesteifen Arm ausbilden, der den radtragenden Bereich gegenüber der Karosserie oder einem tragenden Rahmen des Fahrzeugs beweglich hält.
Für besonders hohe mechanische Anforderungen, etwa in einem NKW, kann der Hohlkörper in seinem Innern durch eine zusätzliche Versteifungsstruktur stabilisiert sein, die neben Sicken, Rippen oder ähnlichen aussteifenden Mitteln der Wandungen selbst auch eine hiervon separate Fachwerkstruktur oder ähnliche von den Teilschalen oder ähnlichen Wandungen unabhängige Struktur – auch aus abweichendem Material – umfassen kann.
Mit der Erfindung kann sowohl in Ausbildung nach Anspruch 1 als auch in Ausbildung nach Anspruch 10 zur Anpassung an verschiedene Spurweiten und Radstände ein Sortiment von verschiedenen Guss- oder Schmiedekörpern oder massivmetallischen Armbereichen unterschiedlicher Geometrie vorgesehen sein, die mit gleichen Armbereichen verbindbar sind. Dadurch kann eine solche Baueinheit an verschiedene Fahrwerke (Sport-, Normalfahrwerk) oder auch verschiedene Fahrzeuge angepasst werden.
Sofern der Guss- oder Schmiedekörper lösbar mit dem Armbereich verbunden ist, ist auch eine nachträgliche Umrüstung ohne vollständiges Auswechseln der Baueinheit problemlos möglich.
Für eine einfache Montage ist es zusätzlich hilfreich, wenn Positionierungshilfen zur Ausrichtung von Armbereich und Guss- oder Schmiedekörper aneinander vorgesehen sind, zum Beispiel Stufen, Kanten, Anschläge oder andere formschlüssig zusammenwirkende Mittel. Auch die Gefahr einer Fehlmontage kann dadurch ausgeschlossen werden.
Eine weitere Möglichkeit, die Rad- bzw. Achsgeometrie zu variieren, ergibt sich dadurch, dass geometrisch gleiche Guss- oder Schmiedekörper mit geometrisch gleichen Hohlkörpern oder Flanschen des Armbereichs im Massivblechausführung durch ein konstruktiv vorgesehenes Stecksystem auf unterschiedliche Art und Weise miteinander verbunden werden können. Dies kann beispielsweise durch die Anordnung mehrerer, zu dem Radträger hin offener Schlitze in dem Hohlkörper erfolgen, die auf unterschiedliche Art mit außenseitig an dem Guss- oder Schmiedekörper angeordneten und fest mit diesem verbundenen Passfedern gepaart werden können.
Eine in Einbaustellung radtragende Baueinheit in der beschriebenen Hybridausbildung mit einem Armbereich zumindest überwiegend in Hohlkörperausbildung bzw. in Ausbildung als Massivblech mit den Radträger außen und innen einfassenden Flanschen und einem Radträgerbereich zumindest überwiegend in Guss- oder Schmiedekörperausbildung ist gesondert beansprucht.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus in der Zeichnung dargestellten und nachfolgend beschriebenen Ausführungsbeispielen des Gegenstandes der Erfindung.
In der Zeichnung zeigt:
1 eine nur grobschematische Ansicht eines Kraftfahrzeugs von oben mit vier an Baueinheiten gehaltenen Rädern und mit zusätzlich eingezeichneten Richtungspfeilen für die folgenden Ansichten,
2 eine schematische und beispielhafte Ansicht auf eine erfindungsgemäße Baueinheit in Einbaustellung an einem Kraftfahrzeug, von dem hier nur ein Anbindungsflansch für die Baueinheit am Unterboden sowie ein Teil eines bezüglich der Fahrtrichtung rechten und hinteren Radhauses dargestellt sind, etwa entsprechend einer Detailansicht aus Richtung des Pfeils II in 1,
3 eine leicht perspektivische Ansicht von seitlich schräg außen auf eine axialsymmetrisch zur o. g. Baueinheit ausgebildete und das linke Hinterrad tragende Baueinheit, etwa entsprechend der Richtung des Pfeils III in 1, wobei hier eine Version eines Radträgers zur Einpressung eines Radlagers dargestellt ist,
4 eine ähnliche Ansicht wie 3, jedoch in einer Explosionsdarstellung mit auseinander gezogenen Teilen der Hybridbaueinheit,
5 die Baueinheit nach 3 in Ansicht von oben,
6 die Baueinheit nach 3 aus von schräg innen gesehener Perspektive und ohne fest mit dem Fahrzeugaufbau zusammenhängende Teile,
7 eine ähnliche Ansicht wie 6, jedoch aus einer leicht gedrehten Perspektive,
8 eine alternative Baueinheit, vorgesehen zur Aufnahme eines anschraubbaren Radlagers, in ähnlicher Ansicht wie in 3,
9 die Baueinheit nach 8 in Ansicht von innen, etwa entsprechend der Blickrichtung IX in 1,
10 die Baueinheit nach 9 in Ansicht von oben,
11 die Baueinheit nach 9 in ähnlicher Ansicht wie dort aus einer leicht veränderten Perspektive,
12 eine ähnliche Ansicht wie 11, jedoch in auseinander gezogener Explosionsdarstellung der Hybridbaueinheit,
13 eine alternative Baueinheit mit einem rohrartigen Hohlkörper, der in einen Gusskörper eingesteckt ist, dargestellt etwa aus Richtung des Pfeils XIII in 1,
14 die Baueinheit nach 13, hier des linken Hinterrades, ungefähr dargestellt aus Blickrichtung des Pfeils IX in 1,
15 eine alternative Baueinheit, hier für die Vorderachse, ungefähr dargestellt aus Richtung des Pfeils XV in 1,
16 die Baueinheit nach 15 aus einer leicht gedrehten Perspektive, ungefähr entsprechend der Richtung des Pfeils XVI in 1,
17 die Baueinheit nach 15 aus einer Perspektive von innen, ungefähr entsprechend der Richtung des Pfeils XVII in 1,
18 die Baueinheit nach 17 aus einer leicht gedrehten Perspektive, ungefähr entsprechend der Richtung des Pfeils XVIII in 1,
19 eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel, in dem der Radträgerbereich außen und innen von Flanschen gehalten ist, die einem schwertartigen, massivmetallischen Armbereich zugeordnet sind,
20 einen Schnitt entlang der Linie XX-XX in 19.
Das in 1 in schematischer Draufsicht dargestellte Kraftfahrzeug 1 umfasst vier Räder Rv, Rh, was nicht zwingend ist, wobei die bezüglich der Fahrtrichtung F hinteren Räder Rh mit Hilfe von Baueinheiten 2, 3 und die vorderen Räder Rv mit Hilfe von Baueinheiten 4 gegenüber einer Karosserie 5 oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs 1 gehalten sind.
Eine solche Baueinheit 2, die Bestandteil des Fahrwerks ist, ist exemplarisch in 2 für ein rechtes Hinterrad Rh gezeigt: Die Baueinheit 2, 3 umfasst in ihrer Einbaustellung im Kraftfahrzeug 1 einen ungefähr zentral in ein Radhaus 9 weisenden und ein Radlager 6 abstützenden Radträgerbereich 7 sowie einen Armbereich 8, der die Baueinheit 2, 3 mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie 5 oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs abstützt. Hier ist der Arm 8 beweglich an einem dem Unterboden der Karosserie zugeordneten Aufnahmelager 10 derart beweglich gehalten, dass er wie eine Schwinge das Rad Rh auch bei im Fahrbetrieb auftretender vertikaler Auf- und Abbewegung halten kann. Eine ein Hinterrad Rh tragende Baueinheit 2 oder 3 wird häufig auch als Längslenker, bezeichnet, eine ein Vorderrad Rv tragende Baueinheit 4 häufig auch als Schwenklager.
Weiterhin können Lenker 11, 12 oder andere das Rad Rh oder Rv führende Elemente vorgesehen sein, die ebenfalls die Baueinheit 2, 3 mit der Karosserie 5 oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs 1 verbinden.
Wie in 2 und insbesondere in der auseinander gezogenen Darstellung nach 4 gut erkennbar ist, ist die Baueinheit 2, 3 mehrteilig ausgebildet: Sie umfasst einerseits einen einstückigen Guss- oder Schmiedekörper 13, der zur eigentlichen Abstützung des Rades Rh über ein Radlager 6 dient und damit den Radträgerbereich 7 zumindest im Wesentlichen ausbildet, sowie einen Hohlkörper 14 mit randseitigen Massivblechen 16, 17, der zumindest überwiegend den Armbereich 8 ausbildet. Die Baueinheit 2, 3 zur Abstützung eines Hinterrades Rh – und auch die weiter unten noch beschriebene Baueinheit 4 zur Abstützung eines Vorderrades Rv – bildet somit ein mit Teilen aus unterschiedlichen Herstellungsverfahren zusammengesetztes Hybridbauteil aus.
Das verbleibende Guss- oder Schmiedeteil 13 ist gegenüber einer Vollausführung der gesamten Baueinheit aus Gusswerkstoff erheblich verkleinert und damit auch preisgünstiger geworden, ohne dass Stabilität oder Genauigkeitsprobleme auftreten würden. Beispielsweise kommt für den Körper 13 ein Eisenguss (Sphäroguss) oder Aluminiumguss in Frage.
In dem Ausführungsbeispiel nach 2 bis 7 umfasst der Guss- oder Schmiedekörper 13 einen Aufnahmebereich 15 zum Einpressen eines sog. Generation-1-Radlagers, das hier selbst nicht dargestellt ist. In weiter unten beschriebenen Ausführungsbeispielen ist auch die Schraubverbindung zu einem Generation-2-Radlager beschrieben.
Somit ist die Anbindung des Rades Rh an der Baueinheit 2, 3 vollständig dem Guss- oder Schmiedekörper 13 zugeordnet.
Auch weitere Anbindungen, wie etwa die eines Bremssattels oder der das Rad Rh führenden Lenker 11, 12, sind hier vollständig an dem Gusskörper 13 gelegen. Diese Zuordnung ist sehr vorteilhaft, weil dadurch die hohe Präzision bei der Maßhaltigkeit des Gusskörpers und seiner Bohrungen oder anderen Anbindungen mit einer Genauigkeit deutlich besser als Zehntelmillimeter sich positiv auswirkt. Zusätzlich kann auch die Anbindung für federnde und/oder dämpfende Elemente, wie etwa ein Federbein, an einem Ausleger des Gusskörpers 13 vorgesehen sein. Gegenüber einer insgesamt als Gusskörper ausgebildeten Baueinheit bleibt daher die hohe Präzision erhalten, das Gewicht jedoch ist durch die Hohlschwinge 8 erheblich gesenkt.
Wie in 2 ff. dargestellt ist, ist der Guss- oder Schmiedekörper 13, der in Fahrzeugquerrichtung eine erhebliche Dicke von mindestens 20 Millimetern oder deutlich mehr – und damit eine erhebliche Stabilität – aufweist, zudem mit Durchgangsbohrungen 19 zur Aufnahme von Schrauben 20 oder anderen Sicherungselementen für die Verbindung von Hohlkörper 14 und Guss- oder Schmiedekörper 13 versehen. Hier ist der Hohlkörper 14 mit dem Guss- oder Schmiedekörper 13 über typisch drei bis sechs – hier vier – gekonterte Schrauben 20 verschraubt, die den Guss- oder Schmiedekörper 13 durchgreifen.
Der Hohlkörper 14 läuft für eine stabile und biegesteife Verbindung zum Guss- oder Schmiedekörper 13 mit seinen randseitigen Blechen 16, 17 in Flanschen 21, 22 aus, die den Guss- oder Schmiedekörper 13 umgreifen, so dass dieser sowohl innen wie außen von den Flanschen 21, 22 eingefasst ist und die Schrauben 20 die Flansche 21, 22 zumindest teilweise mit durchgreifen können.
Der Hohlkörper 14 kann einen einfachen Aufbau haben und zum Beispiel aus lediglich zwei randseitigen Teilschalen 16, 17 aus jeweils massiven Blechen aufgebaut sein, die an einer gepunkteten oder insbesondere linienhaften Schweißnaht miteinander verbunden sind. Die hier zwei Teilschalen 16, 17 sind hierzu zum Beispiel tiefgezogen, im Querschnitt ungefähr U-förmig und miteinander an den seitlichen Schenkeln der U-Form verschweißt. Die mittleren Schenkel der jeweiligen U-Form stehen dann in Einbaulage ungefähr vertikal im Fahrzeug 1. Zudem können die Teilschalen 16, 17 jeweils eingeprägte Sicken, Rippen oder ähnliche Versteifungsformgebungen aufweisen. Die Bleche können aus Stahl oder einer Aluminiumlegierung bestehen und typisch Wandstärken von etwa 2,5 bis 3,5 Millimetern aufweisen.
Auch ist es möglich, wie in den folgenden Ausführungsbeispielen beschrieben, dass die randseitigen Bleche einen insgesamt einstückigen Hohlkörper ausbilden, wie etwa bei einem nahtlos gezogenen Rohr oder bei einem einstückigen Körper, der in einem Hydroforming-Verfahren gebildet wurde.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 8 bis 12 ist die dort gezeigte Baueinheit 3 zur Anbindung eines Generation-2-Radlagers vorgesehen, das nicht in den Radträger 7 eingepresst ist, sondern an diesen angeschraubt ist. Dadurch können dort zur Verschraubung zumindest teilweise diejenigen Schrauben 120 dienen, die in Doppelfunktion auch ein abschraubbares Radlager an dem Guss- oder Schmiedekörper 13 sichern. Eine Aufnahme 15 zum Einpressen des Radlagers 6 entfällt. Ansonsten entspricht diese Ausführung weitgehend der oben beschriebenen.
Zur gleichzeitigen Sicherung der Teile 13, 14 sowie eines Radlagers aneinander sind hier wiederum vorderer und hinterer Flansch 21, 22 am Hohlkörper 14 ausgebildet, wobei die Flansche jeweils mit Bohrungen 23 versehen sind, in die die Schrauben 120 eingreifen. Zusätzlich kann auch zumindest eine weitere Bohrung 24 oder ähnliches vorgesehen sein, über die bei Eingriff eines Befestigungsmittels der Hohlkörper 14 an dem Guss- oder Schmiedeteil 13 gehalten bleibt, auch wenn das Radlager demontiert ist. So ist ein Radlagerwechsel möglich, ohne dass die Baueinheit 2 auseinander fällt. Durch die Doppelfunktion der Schraubenverwendung ist der Montageaufwand für ein derartiges Hybridbauteil 2, 3, 4 besonders gering.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 13 und 14 ist der Hohlkörper 14 zumindest nahezu rohrförmig. Hier ist ein nahtloses oder mit einer Naht versehenes und in sich gekrümmtes Rohr vorgesehen. Auch andere Profile kommen in Frage. Um eine über den Verlauf durchgehende Formgestaltung zu ermöglichen, etwa in einem Strangpressverfahren, weist das Rohr 14 oder sonstige Profil keine extra geformten Flansche auf, sondern ist in eine polygonförmigen Aufnahme 25 des Guss- oder Schmiedekörpers 13 eingesteckt und darin klemmend und zusätzlich verschweißt mit diesem gehalten.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 15 bis 18 kann auch die Abstützung eines Vorderrads Rh erfindungsgemäß ausgebildet sein:
Die dort gezeigte Baueinheit 4 ist im Unterschied zur ungefähr horizontal liegenden hinteren Baueinheit 2, 3 in etwa vertikal im Fahrzeug 1 eingebaut. Der Armbereich 8 steht daher mehr oder weniger senkrecht. Auch hier kann der Armbereich 8 zumindest im Wesentlichen durch einen Hohlkörper 14 gebildet sein, der wiederum zwei an einer durchgehenden vertikalen Naht 18 aneinander grenzende Teilschalen 16 und 17 umfasst. Die Teilschalen weisen wie oben wieder nach quer innen bzw. quer außen. Auch kann wiederum an dem Arm 8 ein von Bohrungen durchsetzter Flansch 21 (bzw. auf der anderen Seite 22) vorgesehen sein, der mit dem Guss- oder Schmiedekörper 13 über Schrauben 20, 120 verbindbar ist, wobei die Schrauben 120 bei vorgesehener Halterung von Generation-2-Radlagern (oder höher) wiederum die o. g. Doppelfunktion ausbilden können.
Auch hier ist der Arm 8 leicht nach quer innen abgekröpft, so dass er einen hinreichenden Freiraum für Felge und Reifen belässt.
Bis auf die geänderte Einbaulage und entsprechende konstruktive Anpassungen der Halterung an der Karosserie 5 sowie die veränderte Geometrie ist daher prinzipiell die Baueinheit 4 zur Abstützung eines Vorderrades Rv wie oben für die Hinterradabstützung beschrieben als Hybrideinheit ausgebildet und zeigt dabei durch die unterschiedlichen Teilbereiche die genannten Vorteile.
In den Zeichnungen ist ein seitlicher Gussgrat erkennbar, der aber keine Nahtstelle zwischen Einzelteilen bildet, sondern die dort gezeigten Guss- oder Schmiedekörper 13 sind einstückig.
Sowohl für Vorder- als auch für Hinterradabstützung ist anstelle der o. g. mehrteiligen Hohlkörper 14 auch möglich, dass die Hohlkörper 14 über ein Hydroforming-Verfahren gebildet sind. Auch hier kann der Zusammenbau des Hybrid-Baueinheit 2, 3, 4 darüber erfolgen, dass die Teile 13, 14 miteinander verschweißt werden.
In allen Fällen bildet der Hohlkörper 14 einen biegesteifen Arm aus, der ecksteif mit dem Guss- oder Schmiedekörper 13 verbunden ist – sowohl bei einer lösbaren als auch bei einer unlösbaren Verbindung.
Um die Steifigkeit zu erhöhen, kann der Hohlkörper 14 in seinem Innern durch eine zusätzliche Versteifungsstruktur, – wie etwa eine Waben- oder Fachwerkstruktur, die auch aus einem abweichenden Material bestehen und auch verschweißt, verklebt, verclipst oder anderweitig in dem Hohlkörper 14 festgelegt sein kann – stabilisiert sein. Das Fahrzeug 1 kann in jedem Fall in der erfindungsgemäßen Ausbildung auch hohe Stabilitätsanforderungen erfüllen und zum Beispiel auch ein Nutzfahrzeug oder ein Offroadfahrzeug sein.
Insbesondere bei einem Verschweißen des Hohlkörpers 14 mit dem Guss- oder Schmiedekörper 13 ist es vorteilhaft, wenn Positionierungshilfen zur Ausrichtung von Hohlkörper 14 und Guss- oder Schmiedekörper 13 aneinander vorgesehen sind, wie etwa Stufen, Kanten, Anschläge oder ähnliches, so dass die Verbindung der Teile 13, 14 mit hoher Genauigkeit stets gleichartig erfolgt und die sehr kleinen Toleranzen einer einteiligen Baueinheit auch für die erfindungsgemäße mehrteilige Ausbildung erhalten bleiben.
Ein besonderer Vorteil der Erfindung liegt darin, dass verschiedene Armbereiche 8 mit verschiedenen Radträgerbereichen 7 kombiniert werden können, um dadurch etwa auch Anpassungen an verschiedene Fahrzeuge und/oder verschiedene Fahrwerksgestaltungen innerhalb desselben Fahrzeugtyps erreichen zu können.
So kann beispielsweise zur Anpassung an verschiedene Spurweiten ein Sortiment von verschiedenen Gusskörpern 13 vorgesehen sein, die mit gleichen Hohlkörpern 14 verbindbar sind. Dadurch können zum Beispiel Distanzscheiben bei der Radmontage entbehrlich sein.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel nach den 19 und 20 ist der Armbereich 108 der Baueinheit nicht als Hohlkörper, sondern als im Wesentlichen massivmetallisches Blech ausgebildet. Dieses kann schwertartig derart hochkant stehen, dass ein Lot auf seiner Fläche im Wesentlichen horizontal liegt. Dies gilt sowohl für einen ungefähr horizontal liegenden Armbereich 108, wie er häufig bei Hinterrädern Rh vorkommt, als auch bei einem ungefähr vertikal stehenden Armbereich 108, wie er häufig bei Vorderrädern Rv eingesetzt wird. Die Stabilität ist dadurch in der Hauptbelastungsrichtung sehr hoch. Das schwertartige, massive Blech hat eine Stärke von mehreren Millimetern und kann zusätzlich durch Rippen, Sicken oder ähnliche Aussteifungselemente 109 verstärkt sein wie in 20 angedeutet ist.
Das massive Blech des Armbereichs 108 läuft zum Radträger 3 hin in zwei Flanschen 121, 122 aus, die – ähnlich wie oben beschrieben – diesen über einen Teil seiner Erstreckung bezüglich der Querrichtung außen- und innenseitig umgreifen und einfassen. Die Flansche 121, 122 können dabei mit dem Radträger 3 wiederum verschraubt sein, wobei die Schrauben wieder die o. g. Doppelfunktion aufweisen können.
Dabei ist es möglich, dass einer der Flansche 121, 122 einstückig mit dem massivmetallischen Blech ausgebildet ist, so dass nur eine Schweißnaht für einen zweiten Flansch erforderlich ist, was einen sehr geringen Aufwand verursacht. Die Stabilität ist dabei besonders hoch.
Eine in montierter Stellung radtragende Baueinheit 2, 3, 4, 102, die in der o. g. Weise einen Radträgerbereich 7, von dem ein Radlager 6 abstützbar ist, und einen Armbereich 8, 108 aufweist, von dem die Baueinheit 2, 3, 4, 102 in Einbaustellung mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie 5 oder einem Tragrahmen eines Fahrzeugs 1 abstützbar ist, wobei die Baueinheit 2, 3, 4, 102 mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich 8 zumindest überwiegend als Hohlkörper 14 mit randseitigen Massivblechen 16, 17 oder wobei der Armbereich 108 überwiegend als massivmetallisches, hochkant stehendes Blech mit umfassen Flanschen 121, 122 ausgebildet ist und wobei der Radträgerbereich 7 zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper 13 ausgebildet ist, ist einzeln handelbar und daher hier gesondert beansprucht.
Bezugszeichenliste

1: Kraftfahrzeug
2: Baueinheit
3: Baueinheit
4: Baueinheit
5: Karosserie
6: Radlager
7: Radträgerbereich
8: Armbereich
9: Radhaus
10: Aufnahmelager
11: oberer Lenker
12: unterer Lenker
13: Guss- oder Schmiedekörper
14: Hohlkörper
15: Radlageraufnahme
16: außenseitiges Blech
17: innenseitiges Blech
18: Schweißnaht
19: Bohrungen
20, 120: Schraube
21: Flansch
22: Flansch
23: Bohrungen
24: Bohrung
25: Aufnahme für ein Rohr oder Profil
102: Baueinheit
108: Armbereich
109: Aussteifung
121: Flansch
122: Flansch
F: Fahrtrichtung
Rh: Hinterrad
Rv: Vorderrad

Claims

Kraftfahrzeug (1) mit innerhalb des Fahrwerks angeordneten und jeweils radabstützenden Baueinheiten (2; 3; 4; 102), die jeweils einen ein Radlager (6) abstützenden Radträgerbereich (7) und einen die Baueinheit (2; 3; 4; 102) mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (5) oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs (1) abstützenden Armbereich (8; 108) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (2; 3; 4) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich (8) zumindest überwiegend als gegenüber dem Radträgerbereich (7) fest und lagefixiert verbundener Hohlkörper (14) mit randseitigen Massivblechen (16; 17) und der Radträgerbereich (7) zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper (13) ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) mit seinen randseitigen Blechen (16; 17) in Flanschen (21; 22) ausläuft, die den Guss- oder Schmiedekörper (13) außen- und innenseitig umgreifen.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskörper (13) Durchgangsbohrungen (19) aufweist, in denen Befestigungsmittel (20; 120) zur gleichzeitigen Fixierung des äußeren und des inneren Flansches (21; 22) halterbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper zumindest eine in Einbaustellung quer außen (16) und eine quer innen (17) gelegene Teilschale umfasst, die im Querschnitt jeweils ungefähr U-förmig und miteinander an den seitlichen Schenkeln der U-Form verschweißt sind.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) zumindest nahezu rohrförmig ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) in den Guss- oder Schmiedekörper (13) eingesteckt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) über ein Hydroforming-Verfahren gebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) mit dem Guss- oder Schmiedekörper (13) verschweißt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (14) in seinem Innern durch eine zusätzliche Versteifungsstruktur stabilisiert ist.
Kraftfahrzeug (1) mit innerhalb des Fahrwerks angeordneten und jeweils radabstützenden Baueinheiten (2; 3; 4; 102), die jeweils einen ein Radlager (6) abstützenden Radträgerbereich (7) und einen die Baueinheit (2; 3; 4; 102) mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (5) oder einem Tragrahmen des Fahrzeugs (1) abstützenden Armbereich (8; 108) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (102) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich (108) zumindest überwiegend als Massivblech ausgebildet ist, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung einen äußeren und einen inneren Flansch (121; 122) ausbildet, zwischen denen es den Radträgerbereich (7), der zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper (13) ausgebildet ist, unbeweglich einfasst.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Massivblech errichtetes Lot im Wesentlichen horizontal liegt.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Gusskörper (13) Durchgangsbohrungen (19) aufweist, in denen Befestigungsmittel (20; 120) zur gleichzeitigen Halterung des äußeren und des inneren Flansches (121; 122) halterbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass einer der Flansche (121; 122) einstückig mit dem den Armbereich im Wesentlichen bildenden Massivblech ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Anbindungen des Rades (Rh; Rv), eines Bremssattels und von das Rad führenden Lenkern (11; 12) dem Guss- oder Schmiedekörper (13) zugeordnet sind.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Armbereich (8; 108) mit dem Guss- oder Schmiedekörper (13) verschraubt ist.
Kraftfahrzeug (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass zur Verschraubung zumindest teilweise Schrauben (120) dienen, die in Doppelfunktion auch ein abschraubbares Radlager an dem Gusskörper (13) sichern.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anpassung an verschiedene Spurweiten ein Sortiment von verschiedenen Gusskörpern (13) vorgesehen ist, die mit gleichen Armbereichen (8; 108) verbindbar sind.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Armbereich (8; 108) biegesteif ausgebildet ist.
Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass Positionierungshilfen zur Ausrichtung von Armbereich (8; 108) und Guss- oder Schmiedekörper (13) aneinander vorgesehen sind.
Radtragende Baueinheit (2; 3; 4), insbesondere Schwenklager- oder Längslenkereinheit, wobei die Baueinheit (2; 3; 4) einen Radträgerbereich (7), von dem ein Radlager (6) abstützbar ist, und einen Armbereich (8) aufweist, von dem die Baueinheit (2; 3; 4) in Einbaustellung mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (5) oder einem Tragrahmen eines Fahrzeugs abstützbar ist, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (2; 3; 4) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich zumindest überwiegend als Hohlkörper (14) mit randseitigen Massivblechen (16; 17) und der Radträgerbereich (7) zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper ausgebildet ist.
Radtragende Baueinheit (2; 3; 4; 102), insbesondere Schwenklager- oder Längslenkereinheit, wobei die Baueinheit (2; 3; 4; 102) einen Radträgerbereich (7), von dem ein Radlager (6) abstützbar ist, und einen Armbereich (8) aufweist, von dem die Baueinheit (2; 3; 4; 102) in Einbaustellung mittelbar oder unmittelbar gegenüber einer Fahrzeugkarosserie (5) oder einem Tragrahmen eines Fahrzeugs abstützbar ist, insbesondere für ein Kraftfahrzeug (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Baueinheit (102) mehrteilig ausgebildet ist, wobei der Armbereich (8; 108) zumindest überwiegend als Massivblech ausgebildet ist, das bezüglich der Fahrzeugquerrichtung einen äußeren und einen inneren Flansch (121; 122) ausbildet, zwischen denen es den Radträgerbereich (7), der zumindest überwiegend als Guss- oder Schmiedekörper (13) ausgebildet ist, unbeweglich einfasst.
Radtragende Baueinheit (102) nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass ein auf dem Massivblech errichtetes Lot im Wesentlichen horizontal liegt.