DE102010030183A1

DE102010030183A1 - Wheel carrier unit for axles of motor car, has wheel carrier, wheel bearing unit with inner ring, outer ring and bearing flange

Info

Publication number: DE102010030183A1
Application number: DE201010030183
Authority: DE
Inventors: Torsten Kuhnt
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2010-06-16
Filing date: 2010-06-16
Publication date: 2011-12-22

Abstract

The wheel carrier unit has a wheel carrier, a wheel bearing unit (6) with inner ring, outer ring and bearing flange (7). A brake torque support (4) is arranged at the bearing flange. The braking torque support is formed one-piece with the bearing flange.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radträgereinheit für eine Achse eines Kraftfahrzeugs gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 1.The invention relates to a wheel carrier unit for an axle of a motor vehicle according to the preamble of patent claim 1.

Radträgereinheiten bzw. Radträger für Kraftfahrzeugachsen sind aus dem Stand der Technik bekannt, und werden grundsätzlich sowohl an Vorderachsen als auch an Hinterachsen insbesondere mit Einzelradaufhängung eingesetzt. Derartige Radträger dienen der Verbindung zwischen einem Rad des Kraftfahrzeugs und dem Fahrzeugchassis.Wheel carrier units or wheel carriers for motor vehicle axles are known from the prior art, and are generally used both on front axles and on rear axles, in particular with independent wheel suspension. Such wheel carriers serve the connection between a wheel of the motor vehicle and the vehicle chassis.

Hierzu ist am Radträger einerseits das Radlager angeordnet, und andererseits greifen am Radträger die das Rad führenden Radführungslenker der Radaufhängung an. Ebenso stützen sich weitere Elemente wie insbesondere Schwingungsdämpfer, Radfedern, Stabilisatoren, Spurstangen und Bremsbacken am Radträger ab.For this purpose, on the one hand the wheel bearing is arranged on the one hand, and on the other hand engage on the wheel carrier, the wheel guiding Radführungslenker to the wheel suspension. Likewise, other elements such as particular vibration damper, wheel springs, stabilizers, tie rods and brake shoes are based on the wheel.

Zur Abstützung des Bremsmoments insbesondere von Trommelbremsen werden üblicherweise am Radträger von Fahrzeugachsen Bremsmomentenstützen angeordnet. Auf diese Weise kann das von der Bremse erzeugte Drehmoment auf den Radträger übertragen und von diesem wiederum über die Radführungslenker ans Fahrzeugchassis weitergeleitet werden. Bei der Trommelbremse kann es sich dabei beispielsweise um eine zusätzliche, als Trommelbremse ausgebildete Feststellbremse eines Fahrzeugs mit Scheibenbremsen an allen Rädern handeln.In order to support the braking torque, in particular drum brakes, brake torque supports are usually arranged on the wheel carrier of vehicle axles. In this way, the torque generated by the brake can be transmitted to the wheel carrier and be forwarded from this again via the Radführungslenker to the vehicle chassis. The drum brake may be, for example, an additional parking brake designed as a drum brake of a vehicle with disc brakes on all wheels.

Aus dem Stand der Technik sind Radträger bekannt, bei denen eine Bremsmomentenstütze zur Abstützung des Drehmoments der Trommelbremse einstückig mit dem Radträger ausgebildet ist, beispielsweise bei einem Radträger in Form eines Gussteils oder Schmiedeteils aus Stahl. Aus Gründen der Reduzierung des Fahrzeuggewichts und insbesondere der ungefederten Massen in der Radaufhängung wird jedoch zunehmend dazu übergegangen, auch die Radträger aus Leichtmetallen zu fertigen, beispielsweise in Form von Gussteilen aus Aluminiumlegierungen.Wheel carriers are known from the prior art, in which a brake torque arm for supporting the torque of the drum brake is formed integrally with the wheel carrier, for example in a wheel carrier in the form of a cast or forged steel. For reasons of reducing the vehicle weight and in particular the unsprung masses in the suspension, however, is increasingly going to manufacture the wheel carrier made of light metals, for example in the form of castings made of aluminum alloys.

Bei derartigen Radträgern aus Leichtmetallen können jedoch üblicherweise keine einstückig angegossenen Drehmomentstützen zur Aufnahme des Bremsmoments insbesondere von Trommelbremsen verwendet werden, da die Festigkeit der für die Radträger verwendeten Leichtmetalle die für eine derartige Bremsmomentenabstützung erforderliche Größenordnung nicht erreicht. Es ist beim Stand der Technik daher erforderlich, insbesondere bei Radträgern aus Leichtmetallen, die Bremsmomentenstütze als separates, hochfestes Bauteil bereitzustellen, und dieses zusätzlich radseitig am Radträger zu befestigen, insbesondere zu verschrauben.In such wheel carriers made of light metals, however, usually no integrally cast torque arms for receiving the braking torque can be used in particular of drum brakes, since the strength of the light metals used for the wheel carrier does not reach the magnitude required for such Bremsmomentenabstützung. It is therefore necessary in the prior art, especially for wheel carriers made of light metals, to provide the brake torque arm as a separate, high-strength component, and this additionally wheel side to attach to the wheel, especially to screw.

Mit der als separates Bauteil ausgebildeten Bremsmomentenstütze sind jedoch zusätzliche Kosten verbunden, sowohl bezüglich der Herstellung der separaten Bremsmomentenstütze, als auch bezüglich der zur Montage der Bremsmomentenstütze am Radträger erforderlichen zusätzlichen Bearbeitungsschritte bei der Herstellung des Radträgers (insbesondere Bohren und Gewindeschneiden), ebenso wie bezüglich der Montage der separaten Bremsmomentenstütze am Radträger.However, with the trained as a separate component brake torque support additional costs are associated, both with respect to the preparation of the separate brake torque arm, as well as with respect to the mounting of the brake torque arm on the wheel carrier required additional processing steps in the manufacture of the wheel (especially drilling and tapping), as well as with respect Assembly of the separate brake torque arm on the wheel carrier.

Mit diesem Hintergrund ist es somit Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radträgereinheit beispielsweise aus Leichtmetall zu schaffen, bei welcher der Aufwand zur Bereitstellung der Bremsmomentenstütze reduziert werden kann.With this background, it is therefore an object of the present invention to provide a wheel carrier unit, for example made of light metal, in which the effort to provide the brake torque arm can be reduced.

Diese Aufgabe wird durch eine Radträgereinheit mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind Gegenstand der Unteransprüche.This object is achieved by a wheel carrier unit with the features of patent claim 1. Preferred embodiments are subject of the dependent claims.

In für sich genommen zunächst bekannter Weise dient die Radträgereinheit zum Einsatz in der Radaufhängung einer Achse eines Kraftfahrzeugs, und umfasst hierzu insbesondere einen Radträger, eine Radlagereinheit mit Lagerinnenring, Lageraußenring und Lagerflansch, sowie ferner eine Bremsmomentenstütze zur Abstützung des Bremsmoments insbesondere einer Trommelbremse.In itself initially known manner, the wheel carrier unit is used in the suspension of an axle of a motor vehicle, and in particular includes a wheel, a wheel bearing unit with bearing inner ring, bearing outer ring and bearing flange, and also a brake torque arm for supporting the braking torque, in particular a drum brake.

Erfindungsgemäß jedoch zeichnet sich die Radträgereinheit dadurch aus, dass die Bremsmomentenstütze am Lagerflansch der Radlagereinheit angeordnet und unmittelbar mit dem Lagerflansch verbunden ist.According to the invention, however, the wheel carrier unit is characterized in that the brake torque arm is arranged on the bearing flange of the wheel bearing unit and connected directly to the bearing flange.

Auf diese Weise lässt sich zunächst einmal der Aufwand für die zusätzliche Bearbeitung des Radträgers verringern, da dank der Erfindung keine eigene, separate Befestigung der Bremsmomentenstütze am Radträger mehr erforderlich ist. Die Bremsmomentenstütze ist stattdessen direkt mit dem Lagerflansch des Radlagers verbunden, so dass bei der Montage des Radlagers am Radträger gleichzeitig auch die Bremsmomentenstütze mit dem Radträger verbunden wird.In this way, first of all, the effort for the additional processing of the wheel carrier can be reduced, since thanks to the invention no separate, separate attachment of the brake torque arm on the wheel is required more. The brake torque arm is instead connected directly to the bearing flange of the wheel bearing, so that at the same time when connecting the wheel bearing on the wheel and the brake torque arm is connected to the wheel.

Die von der Trommelbremse in die Bremsmomentenstütze eingeleiteten Kräfte können somit über die (aus einem geeigneten hochfesten Material bestehende) Bremsmomentenstützeauf den Lagerflansch übertragen und – im Sinne einer Doppelnutzung der Schraubverbindung zwischen Lagerflansch und Radträger – über diese Verbindung in den Radträger und somit in die Radaufhängung und das Chassis eingeleitet werden.The introduced from the drum brake in the brake torque forces can thus on the (made of a suitable high-strength material) Bremsmomentenstützung transmitted to the bearing flange and - in the sense of a double use of the screw between bearing flange and wheel - on this connection in the wheel and thus in the suspension and the chassis will be initiated.

Gemäß besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist die Bremsmomentenstütze zudem einstückig mit dem Lagerflansch des Radlagers ausgebildet, wobei vorzugsweise Lageraußenring, Lagerflansch und Bremsmomentenstütze als ein einziges Bauteil einstückig ausgebildet sind. According to particularly preferred embodiments of the invention, the brake torque arm is also formed integrally with the bearing flange of the wheel bearing, preferably bearing outer ring, bearing flange and brake torque arm are integrally formed as a single component.

Auf diese Weise ergibt sich eine minimale Anzahl an Einzelbauteilen im Hinblick auf die Bereitstellung der Bremsmomentenstütze, da dank dieser Ausführungsformen der Erfindung die Bremsmomentenstütze ein angeformter Bestandteil des Lagerflanschs selbst ist. Da der Lagerflansch ohnehin als hochfestes Schmiedeteil vorliegt, erfüllt hierdurch auch gleichzeitig die – einen Bestandteil des Lagerflanschs bildende – Bremsmomentenstütze die hohen Materialanforderungen bezüglich der Kraftübertragung von der Trommelbremse auf den Radträger.In this way, there is a minimum number of individual components with regard to the provision of the brake torque arm, because thanks to these embodiments of the invention, the brake torque arm is an integral part of the bearing flange itself. Since the bearing flange is present anyway as a high-strength forging, thereby simultaneously fulfilling the - a part of the bearing flange forming - brake torque support the high material requirements for the transmission of power from the drum brake on the wheel.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Bremsmomentenstütze spiegelsymmetrisch zu einer gedachten Symmetrieebene ausgebildet ist, wobei die gedachte Symmetrieebene die gedachte Lagerachse der Radlagereinheit enthält. Auf diese Weise kann – dank der genannten Symmetrie – die Radlagereinheit einschließlich der integrierten Bremsmomentenstütze identisch für beide Räder einer Achse eines Kraftfahrzeugs eingesetzt werden, ohne dass also zwei verschiedene Lagervarianten für das linke und für das rechte Rad einer Achse erforderlich sind.A further preferred embodiment of the invention provides that the brake torque arm is formed mirror-symmetrically to an imaginary plane of symmetry, the imaginary plane of symmetry containing the imaginary bearing axis of the wheel bearing unit. In this way - thanks to the symmetry mentioned - the wheel bearing unit including the integrated brake torque arm can be used identically for both wheels of an axle of a motor vehicle, without two different bearing variants for the left and for the right wheel of an axle are required.

Prinzipiell lässt sich die Erfindung unabhängig von der konstruktiven Ausführung und vom Grundmaterial des Radträgers verwirklichen. Besonders bevorzugt besteht der Radträger jedoch aus einem Leichtmetall. Auf diese Weise lassen sich die ungefederten Massen der Radaufhängung stark reduzieren, wobei dank der Erfindung zugleich die Einleitung des Bremsmoments insbesondere aus einer Trommelbremse nun auch in den Radträger aus Leichtmetall möglich ist, ohne dass hierzu eigens ein separates, aus hochfestem Material bestehendes Krafteinleitungsbauteil bereitgestellt und am Radträger befestigt werden muss.In principle, the invention can be realized independently of the structural design and the basic material of the wheel carrier. However, the wheel carrier is particularly preferably made of a light metal. In this way, the unsprung masses of the suspension can be greatly reduced, thanks to the invention at the same time the introduction of the braking torque is now possible in particular from a drum brake in the wheel carrier made of light metal, without specifically provided for this purpose, a separate, high-strength material existing force introduction component and must be attached to the wheel.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Dabei zeigt:In the following the invention will be explained in more detail with reference to exemplary embodiments illustrative drawings. Showing:

1 in axonometrischer Darstellung einen Radträger aus Leichtmetall mit Radlager und separater Bremsmomentenstütze gemäß dem Stand der Technik; 1 in axonometric representation of a wheel carrier made of light metal with wheel bearings and separate brake torque arm according to the prior art;

2 die aus dem Stand der Technik bekannte Bremsmomentenstütze gemäß 1 in verschiedenen Ansichten; und 2 the brake torque arm known from the prior art according to 1 in different views; and

3 in isometrischer Darstellung eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radlagereinheit mit einstückig an den Lagerflansch angeformter Bremsmomentenstütze. 3 in an isometric view of an embodiment of a wheel bearing unit according to the invention with integrally formed on the bearing flange brake torque arm.

1 zeigt in axonometrischer Darstellung einen (in der Figur nur ausschnittsweise sichtbaren) Radträger 1 für eine Mehrlenker-Hinterachse eines Kraftfahrzeugs. Der Radträger 1 ist aus Leichtmetall, beispielsweise Aluminiumguss, gefertigt und besitzt an seiner dem Betrachter zugewandten Stirnseite eine Aufnahmefläche 2 insbesondere zur Befestigung des Radlagers 3 für das zugehörige Rad des Kraftfahrzeugs. 1 shows in axonometric representation a (only partially visible in the figure) wheel carrier 1 for a multi-link rear axle of a motor vehicle. The wheel carrier 1 is made of light metal, such as aluminum, and has on its front side facing the viewer a receiving surface 2 in particular for fastening the wheel bearing 3 for the associated wheel of the motor vehicle.

Auf der Aufnahmefläche 2 ist neben dem Radlager 3 zudem eine separate Bremsmomentenstütze 4 – zur Abstützung der Bremsbacken einer (nicht dargestellten) Trommelbremse des zugehörigen Rades – mittels einer Verschraubung 5 angeordnet. Die Bremsmomentenstütze 4 besteht aus einem hochfesten Werkstoff, beispielsweise in Form eines Stahlschmiedeteils, um die von den Bremsbacken der Trommelbremse erzeugten Bremskräfte punktuell aufnehmen und in den Radträger 2 einleiten zu können.On the reception area 2 is next to the wheel bearing 3 also a separate brake torque arm 4 - To support the brake shoes (not shown) drum brake of the associated wheel - by means of a screw 5 arranged. The brake torque arm 4 consists of a high-strength material, for example in the form of a steel forging, to selectively absorb the braking forces generated by the brake shoes of the drum brake and into the wheel carrier 2 to be able to initiate.

Aufgrund der potentiell hohen Bremskräfte der Trommelbremse kann die Bremsmomentenstütze 4 bei einem Radträger 2 aus Leichtmetall nicht einstückig mit dem Radträger 2 ausgeführt werden, da das Material des Radträgers 2 den Flächenpressungen im Bereich der Bremsmomentenstütze 4 nicht gewachsen wäre. Aus diesem Grund ist bei dem in 1 beispielhaft dargestellten Stand der Technik somit die Bremsmomentenstütze 4 noch in Form eines separaten, hochfesten Bauteils erforderlich, welches wie dargestellt bei 5 an den Radträger 2 angeschraubt wird.Due to the potentially high braking forces of the drum brake, the brake torque arm can 4 at a wheel carrier 2 made of light metal not integral with the wheel carrier 2 be executed because the material of the wheel carrier 2 the surface pressure in the area of the brake torque arm 4 could not cope. For this reason, in the in 1 exemplified prior art thus the brake torque arm 4 still required in the form of a separate, high-strength component, which as shown at 5 to the wheel carrier 2 is screwed on.

2 zeigt die Bremsmomentenstütze 4 aus dem Stand der Technik gemäß 1 nochmals in verschiedenen Ansichten. Man erkennt, dass es sich bei der Bremsmomentenstütze 4 um ein vergleichsweise komplexes, hochfestes Bauteil handelt, bei dessen Herstellung somit nicht unerhebliche Kosten entstehen. Weitere Kosten entstehen bei der – zur Montage der Bremsmomentenstütze 4 notwendigen – Bearbeitung des Radträgers 1 im Bereich der Aufnahmefläche 2, insbesondere bei der Herstellung der Gewindebohrungen zur Aufnahme der Verschraubung 5. 2 shows the brake torque arm 4 from the prior art according to 1 again in different views. It can be seen that it is the brake torque arm 4 is a comparatively complex, high-strength component, resulting in considerable costs in its manufacture. Further costs are incurred during - for mounting the brake torque arm 4 necessary - machining of the wheel carrier 1 in the area of the receiving surface 2 Especially in the production of threaded holes for receiving the screw 5 ,

3 hingegen zeigt die erfindungsgemäße Lagereinheit 6, bei der gemäß der Erfindung somit Radlager 3 und Bremsmomentenstütze 4 unmittelbar miteinander verbunden sind. 3 In contrast, the storage unit according to the invention 6 , in accordance with the invention thus wheel bearings 3 and brake torque arm 4 are directly connected.

Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Erfindung dadurch verwirklicht, dass die Bremsmomentenstütze 4 einstückig mit dem Lagerflansch 7 des Radlagers 3 ausgebildet ist. Ohne Notwendigkeit für ein zusätzliches Bauteil wird die Bremsmomentenstütze 4 somit durch die erfindungsgemäß ausgebildete Radlagereinheit 6 selbst verwirklicht, wobei zudem auch die Notwendigkeit für eine eigene, zusätzliche Befestigung 5 für die Bremsmomentenstütze 4 (vgl. 1) entfällt. Da Außenring und Flansch 7 des Radlagers 3 – und damit auch die hier einstückig am Flansch angeformte Bremsmomentenstütze 4 – ohnehin aus hochfestem Stahl bestehen, kommt somit die hohe Festigkeit des Lagerflanschs 7 auch der Bremsmomentenstütze 4 zu.In the illustrated embodiment, the invention is realized in that the brake torque arm 4 integral with the bearing flange 7 of the wheel bearing 3 is trained. Without the need for an additional component is the brake torque arm 4 thus by the inventively designed wheel bearing unit 6 self-realized, and also the need for its own additional attachment 5 for the brake torque arm 4 (see. 1 ) deleted. Because outer ring and flange 7 of the wheel bearing 3 - And thus also here integrally formed on the flange brake torque arm 4 - Already made of high-strength steel, thus comes the high strength of the bearing flange 7 also the brake torque arm 4 to.

Die erfindungsgemäß verwirklichte Bremsmomentenstütze 4 gemäß 3 ist bei der dargestellten Ausführungsform zudem spiegelsymmetrisch zu einer (in 3 strichliert angedeuteten) gedachten Symmetrieebene 8, wobei die Ebene 8 die Lagerachse 9 des Radlagers 3 enthält. Diese Spiegelsymmetrie der Bremsmomentenstütze 4 zur Symmetrieebene 8 führt dazu, dass die Radlagereinheit 6 mit der angeformten Bremsmomentenstütze 4 an beiden Rädern einer Achse eines Kraftfahrzeugs identisch eingesetzt werden kann.The inventively realized brake torque arm 4 according to 3 is in the illustrated embodiment also mirror-symmetrical to a (in 3 dashed line) imaginary symmetry plane 8th , where the plane 8th the bearing axis 9 of the wheel bearing 3 contains. This mirror symmetry of the brake torque arm 4 to the symmetry plane 8th causes the wheel bearing unit 6 with the molded-on brake torque arm 4 can be used identically on both wheels of an axle of a motor vehicle.

Im Ergebnis wird deutlich, dass mit der Erfindung eine Radträgereinheit für die Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs geschaffen wird, mit der sich die Problematik der Bremsmomentenabstützung an einem Radträger kostengünstig und mit minimalem Bauteilaufwand lösen lässt. Die Erfindung leistet damit einen Beitrag im Hinblick auf Funktionsintegration, Reduktion der ungefederten Massen und Kostenersparnis insbesondere bei anspruchsvollen Hinterradaufhängungen mit Radträgern aus Leichtmetallen.As a result, it is clear that with the invention, a wheel carrier unit for the suspension of a motor vehicle is provided, with which the problem of Bremsmomentenabstützung can be solved at a wheel carrier cost and with minimal component complexity. The invention thus makes a contribution in terms of functional integration, reduction of unsprung masses and cost savings, especially in demanding rear suspension with wheel carriers made of light metals.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11: Radträgerwheel carrier
22: Aufnahmeflächereceiving surface
33: RadlagerWheel bearings
44: BremsmomentenstützeBraking torque support
55: Verschraubungscrew
66: Radlagereinheit (Radlager mit Bremsmomentenstütze)Wheel bearing unit (wheel bearing with brake torque arm)
77: LagerflanschLagerflansch
88th: Symmetrieebeneplane of symmetry
99: Lagerachsebearing axle

Claims

Wheel carrier unit for an axle of a motor vehicle, the wheel carrier unit comprising a wheel carrier ( 1 ), a wheel bearing unit ( 6 ) with inner ring, outer ring and bearing flange ( 7 ) and a brake torque arm ( 4 ) for a drum brake, characterized in that the brake torque arm ( 4 ) at the bearing flange ( 7 ) and directly with the bearing flange ( 7 ) connected is.

Wheel carrier unit according to claim 1, characterized in that the brake torque arm ( 4 ) integral with the bearing flange ( 7 ) is trained.

Wheel carrier unit according to claim 1 or 2, characterized in that bearing outer ring, bearing flange ( 7 ) and brake torque arm ( 4 ) are integrally formed.

Wheel carrier unit according to one of claims 1 to 3, characterized in that the brake torque arm ( 4 ) mirror-symmetrical to a bearing axis ( 9 ) containing symmetry plane ( 8th ) of the wheel bearing unit ( 6 ) is trained.

Wheel carrier unit according to one of claims 1 to 4, characterized in that the wheel carrier ( 1 ) consists of a light metal.