-
Die Erfindung betrifft ein einstückig gegossenes Schwenklager oder ein solcher Radträger nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 der Erfindung.
-
-
Schwenklager oder Radträger für Kraftfahrzeuge sind in den unterschiedlichsten Ausführungen bekannt. Sie bestehen im Wesentlichen aus einem Grundkörper mit einer Anbindungsstelle für ein Radlager und mit Anbindungsstellen für weitere Anbauteile, wie einen oder mehrere Lenker, ein Führungsgelenk, einen Bremssattel einer Radbremse und einen Stoßdämpfer. So beschreibt die
DE 10 2010 023 231 A1 ein einstückig aus einem Leichtmetall- oder Stahlwerkstoff gegossenes Schwenklager oder ein Radträger für eine gelenkte Vorderachse. Das Schwenklager weist einen Grundkörper mit einer Vielzahl von Anbindungsstellen für Anbauteile auf. Weiter ist es aus dieser Druckschrift bekannt, am einstückig gegossen Schwenklager Aushöhlungen bzw. Ausnehmungen bzw. Freimachungen oder dergleichen vorzusehen, die während des Gießprozesses vorzugsweise einseitig unter Verwendung eines beweglichen Kerns und/oder Konturteils bzw. Schiebers eingebracht sind, so dass eine Versteifungswand erhalten bleibt. Durch besagte Aushöhlungen wird eine Materialeinsparung einhergehend mit einer Gewichtsreduktion erreicht. Weitere Schwenklager oder Radträger der gattungsgemäßen Art sind überdies aus der
DE 198 41 811 A1 ,
DE 199 37 336 A1 und
DE 199 23 694 A1 bekannt. Ferner beschreibt die
US 2006 / 0 110 213 A1 ein Schwenklager mit einer butzenförmigen Anbindungsstelle zur Anbindung eines unteren Lenkers. Die butzenförmige Anbindungsstelle weist eine besagte Anbindungsstelle nach unten überragende parabolische oder topfförmige Abschirmung auf, die ihrerseits integral mit der Anbindungsstelle, d. h., aus einem Guss mit derselben ausgebildet ist. Die Abschirmung umgibt dabei eine an sich bekannte flexible Schutzabdeckung für ein an der Anbindungsstelle befestigtes Kugelgelenk und soll im Wesentlichen dasselbe vor einer Ansammlung von diversen Materialien, wie Eis, Schnee, Schlamm, Schmutz und Flüssigkeiten in der Nähe der flexiblen Abdeckung und die Abdeckung vor unerwünschter Verformung durch besagte Materialien schützen.
-
Aufgabe der Erfindung ist es, ein im Hinblick auf den Stand der Technik alternatives Schwenklager oder einen solchen Radträger zu schaffen, das bzw. der bei minimiertem Materialbedarf und demgemäß minimiertem Gewicht die erforderlichen Festigkeits- und Steifigkeitseigenschaften aufweist.
-
Ausgehend von einem einstückig gegossenen Schwenklager oder Radträger für ein Kraftfahrzeug, mit einem Grundkörper, mit einer im Grundkörper ausgebildeten Öffnung zur Aufnahme eines Radlagers, und mit einer integral mit dem Grundkörper ausgebildeten Anbindungsstelle zur Anbindung eines unteren Lenkers an den Grundkörper, wobei die Anbindungsstelle zur Anbindung des unteren Lenkers an ihrer Außenmantelfläche wenigstens einen integral mit derselben ausgebildeten, nach radial außen gerichteten und zumindest teilweise umlaufenden Versteifungssteg aufweist, wird die gestellte Aufgabe dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Versteifungssteg in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen oberhalb desselben in eine Einschnürung und unterhalb desselben in eine Verengung der Außenmantelfläche der Anbindungsstelle übergeht..
-
Durch den wenigstens einen Versteifungssteg ist die besagte Anbindungsstelle im unmittelbaren Anbindungsbereich des unteren Lenkers verstärkt, woraus Materialeinsparungen durch geringer gewählte Wandungsstärken als herkömmlich in den übrigen Bereichen der Anbindungsstelle und demgemäß Gewichtseinsparungen resultieren können.
-
Die Unteransprüche beschreiben bevorzugte Weiterbildungen oder Ausgestaltungen der Erfindung.
-
Danach ist vorgesehen, dass der zumindest eine Versteifungssteg außerhalb eines für eine mechanische Bearbeitung vorgesehenen Bereiches der beispielsweise butzenförmig ausgebildeten Anbindungsstelle angeordnet ist. Das bedeutet im Wesentlichen, dass der wenigstens eine Versteifungssteg vorteilhafterweise ausschließlich gießtechnisch erzeugt ist/wird und mechanische Bearbeitungen desselben bzw. an demselben vermieden sind. Erfindungsgemäß geht der wenigstens eine Versteifungssteg in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen oberhalb desselben in eine Einschnürung und unterhalb desselben in eine Verengung der Außenmantelfläche der Anbindungsstelle über, wodurch bei Gewährleistung eines belastungsgerechten Kraftflusses in der Anbindungsstelle eine Materialeinsparung und darüber hinaus ein definiertes Abtropfen von Wasser am Gelenk vorbei gewährleistet ist. Bevorzugt geht dabei der zumindest eine Versteifungssteg mit einem Radius „r1“ in die Einschnürung über, der größer einem Radius „r2“ ist, mit dem der Versteifungssteg in die Verengung übergeht. Wie die Erfindung noch vorsieht, kann der wenigstens eine Versteifungssteg derart weit die besagte Außenmantelfläche radial überragen, dass derselbe zum Schutz eines in die Anbindungsstelle eingesetzten Gelenks als Wasserabtropfkante fungiert. Durch diese Maßnahme ist vorteilhaft die Versteifungsfunktion des Versteifungssteges mit einer Wasserabtropffunktion kombiniert. Hierdurch ist wirkungsvoll verhindert, dass Wasser und mitgeführter Schmutz infolge Schwerkraft in ein an der beispielsweise butzenförmigen Anbindungsstelle angebautes Gelenk eintritt und dessen bestimmungsgemäße Funktion nachteilig beeinflusst.
-
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf dieses beschränkt, sondern erfasst alle durch die Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Es zeigen:
- 1 ein erfindungsgemäß ausgebildetes vorderes, linkes Schwenklager eines Kraftfahrzeugs in einer perspektivischen Ansicht von Fahrzeug-außen, mit einem Grundkörper, der eine Öffnung zur Aufnahme eines Radlagers aufweist, sowie mit Anbindungsstellen für Anbauteile an den Grundkörper,
- 2 die Einzelheit „Z“ nach 1 mit einer butzenförmigen Anbindungsstelle zur Anbindung eines unteren Lenkers an den Grundkörper, und
- 3 den Schnitt „I-I“ nach 2.
-
Für die Zwecke der vorliegenden Beschreibung soll die übliche Fahrtrichtung eines Kraftfahrzeugs mit „-x“ („minus x“), die Richtung entgegen seiner üblichen Fahrtrichtung mit „+x“ („plus x“), ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach rechts gesehen mit „+y‟, ausgehend von der üblichen Fahrtrichtung (-x) die Richtung in der Horizontalen quer zur x-Richtung nach links gesehen mit „-y“, die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach oben gesehen mit „+z‟, und die Richtung in der Vertikalen quer zur x-Richtung nach unten gesehen mit „-z“ bezeichnet werden. Diese Bezeichnungsweise der Raumrichtungen in kartesischen Koordinaten entspricht dem in der Kraftfahrzeugindustrie allgemein verwendeten Koordinatensystem. Überdies werden Begriffe wie „vorne“, „hinten“, „oben“ „unten“ sowie Begriffe mit ähnlichem Bedeutungsinhalt einschließlich der Begriffe „rechts“ und „links“ in der Weise verwendet, wie sie zur Richtungsbezeichnung an einem Kraftfahrzeug üblicherweise gebraucht werden.
-
1 zeigt zunächst ein einstückig aus einem Leichtmetall- oder Stahlwerkstoff gegossenes Schwenklager 1 für eine gelenkte Vorderachse eines nicht zeichnerisch dargestellten Kraftfahrzeugs in Einbaulage im Kraftfahrzeug. Es handelt sich um ein vorderes linkes Schwenklager 1, wobei der Blick auf die vom Kraftfahrzeug abgewandte Seite des Schwenklagers 1 fällt. Das Schwenklager 1 weist einen Grundkörper 2 mit einer in demselben ausgebildeten zentralen sowie rotationssymmetrischen Öffnung 3 mit einem dieselbe begrenzenden Verstärkungsflansch 4 auf.
-
Das Schwenklager 1 weist des Weiteren eine integral mit dem Grundkörper 2, d. h., in einem Guss ausgebildete erste, obere und zweite, untere, z.B. butzenförmige Anbindungsstelle 5, 6 zur Anbindung eines Bremssattels einer nicht zeichnerisch dargestellten Radbremse an den Grundkörper 2, eine integral mit dem Grundkörper 2 ausgebildete dritte Anbindungsstelle 7, welche über eine Dämpfer-Aufnahmehülse 8 zur Anbindung eines nicht zeichnerisch dargestellten Stoßdämpfers an den Grundkörper 2 verfügt, sowie eine integral mit dem Grundkörper 2 ausgebildete vierte, z.B. ebenfalls butzenförmige Anbindungsstelle 9 zur Anbindung eines nicht zeichnerisch dargestellten Lenkers an den Grundkörper 2 auf. Darüber hinaus weist das Schwenklager 1 noch einen nach Fahrzeug-hinten (+x-Richtung) weisenden und integral mit dem Grundkörper 2 ausgebildeten Lenkhebelarm 10 mit einer fünften, z.B. ebenfalls butzenförmigen Anbindungsstelle 11 für einen nicht zeichnerisch dargestellten Lenker, insbesondere eine Spurstange auf.
-
Für die vierte, butzenförmige Anbindungsstelle 9 ist eine zweischnittige Anbindung an den Grundkörper 2 vorgesehen. Die aus der zweischnittigen Anbindung resultierenden zwei Tragstreben 12, 13 der vierten Anbindungsstelle 9 erstrecken sich gemäß den 1 und 2 von der Öffnung 3 zur Aufnahme des Radlagers respektive von dem die Öffnung 3 begrenzenden Verstärkungsflansch 4 bis zur vierten Anbindungsstelle 9 und liegen optimalerweise im Kraftfluss. Hierbei laufen die öffnungsseitigen Enden der Tragstreben 12, 13 beispielgebend nahezu tangential in den Verstärkungsflansch 4 ein.
-
Unter Berücksichtigung von beabsichtigter Material- und Gewichtseinsparungen ist gemäß diesem Ausführungsbeispiel in dem von den Tragstreben 12, 13, dem Verstärkungsflansch 4 und der vierten Anbindungsstelle 9 umgebenden Bereich des Schwenklagers 1 eine belastungsgerechte Materialausnehmung in Form eines fensterartigen Durchbruchs 14 vorgesehen, der mit demselben/derselben umgebenden Struktur des Schwenklagers 1 ein sogenanntes Schubfeld ausbildet, welches vertikal ausgerichtet ist.
-
Unter einem Schubfeld versteht der Fachmann im Allgemeinen eine kraftaufnehmende, umlaufende Rahmenstruktur, welche mittels Blechfelder ausgefacht ist. Die Kraftaufteilung erfolgt dabei derart, dass die Rahmenstruktur Längskräfte und das Blech Schubkräfte aufnehmen. Gemäß dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel handelt es sich um eine sogenanntes offenes Schubfeld. Auf besagte Ausfachung wurde verzichtet. Demgegenüber kann besagtes Schubfeld auch ausgefacht, respektive geschlossen oder teilweise geschlossen ausgebildet sein, indem der Durchbruch 14 gießtechnisch vollständig oder teilweise durch eine Wandung und/oder Stege ersetzt ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
-
Wie den Zeichnungsfiguren, insbesondere der 3 weiter zu entnehmen ist, weist die beispielsweise butzenförmige Anbindungsstelle 9 zur Anbindung des unteren Lenkers an ihrer Außenmantelfläche 15 einen integral mit derselben ausgebildeten, nach radial außen gerichteten, umlaufenden Versteifungssteg 16 auf. Dieser Versteifungssteg 16 ist in einem Guss mit dem Schwenklager 1 hergestellt. Er ist somit einfach und kostengünstig herstellbar.
-
Der Versteifungssteg 16 ist dabei nahe, jedoch außerhalb einer für eine mechanische Bearbeitung vorgesehenen unteren Bearbeitungsfläche 17 der Anbindungsstelle 9 angeordnet. Vorliegend ist der Versteifungssteg 16 in einem Mantelabschnitt der Außenmantelfläche 15 der Anbindungsstelle 9 angeordnet, der in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen zwischen der besagten Bearbeitungsfläche 17 und den Anschlüssen der beiden Tragstreben 12, 13 an die Anbindungsstelle 9 liegt.
-
Die besagte Bearbeitungsfläche
17 dient nach entsprechender mechanischer Bearbeitung im Wesentlichen der exakten Anlage eines nicht zeichnerisch dargestellten Gelenks an und der Festlegung desselben in einer Durchgangsbohrung
18 der beispielsweise butzenförmigen Anbindungsstelle
9, wie es beispielsweise mit der eingangs gewürdigten
US 2006 / 0 110 213 A1 offenbart ist.
-
Der Versteifungssteg 16 überragt dabei die Außenmantelfläche 15 der butzenförmigen Anbindungsstelle 9 radial derart weit, dass derselbe zum Schutz des an der Anbindungsstelle 9 befestigten Gelenks als Wasserabtropfkante fungiert. Am Schwenklager 1 nach unten ablaufendes Wasser samt etwaigem von demselben aufgenommenem Schmutz tropft vorteilhaft radial außerhalb des Gelenks ab, wodurch eine Verschmutzung und damit nachteilige Funktionsbeeinträchtigung desselben verhindert ist.
-
Der Versteifungssteg 16 ist derart ausgebildet, dass dieser in Fahrzeughochrichtung (Z-Richtung) gesehen oberhalb desselben in eine sogenannte Einschnürung 19 und unterhalb desselben in eine Verengung 20 der Außenmantelfläche 15 der Anbindungsstelle 9 übergeht, wodurch bei Gewährleistung eines belastungsgerechten Kraftflusses in der butzenförmigen Anbindungsstelle 9 eine Materialeinsparung ermöglicht und darüber hinaus ein definiertes Abtropfen von Wasser am Gelenk vorbei gewährleistet ist. Der Radius „r1“ des oberen Übergangs ist dabei größer dem Radius „r2“ des unteren Übergangs gewählt, welches besonders vorteilhaft dem vorgenannten belastungsgerechten Kraftfluss in der Anbindungsstelle 9 und dem gewünschten Abtropfverhalten von Wasser Rechnung trägt.
-
Vorstehendes Ausführungsbeispiel stellt auf einen einzigen Versteifungssteg 16 ab. Die Erfindung beschränkt sich jedoch nicht auf besagten einzigen Versteifungssteg 16, sondern erfasst auch mehrere übereinander angeordnete Versteifungsstege 16, sofern dieses aus Belastungsgründen angezeigt ist (nicht zeichnerisch dargestellt).
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Schwenklager
- 2
- Grundkörper
- 3
- Öffnung
- 4
- Verstärkungsflansch
- 5
- erste Anbindungsstelle
- 6
- zweite Anbindungsstelle
- 7
- dritte Anbindungsstelle
- 8
- Dämpfer-Aufnahmehülse
- 9
- vierte Anbindungsstelle
- 10
- Lenkhebelarm
- 11
- fünfte Anbindungsstelle
- 12
- Tragstrebe (vierte Anbindungsstelle 9)
- 13
- Tragstrebe (vierte Anbindungsstelle 9)
- 14
- Durchbruch
- 15
- Außenmantelfläche
- 16
- Versteifungssteg
- 17
- Bearbeitungsfläche
- 18
- Durchgangsbohrung
- 19
- Einschnürung
- 20
- Verengung
- „r1“
- Radius
- „r2“
- Radius
