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Die Erfindung betrifft einen Radträger oder ein Schwenklager eines Fahrzeugs mit einem Flansch, an dem ein Bund eines am Radträger oder Schwenklager befestigten Radlagers anliegt, welches mittels mehrerer über dem Umfang des Radlager-Bundes verteilt vorgesehen Schrauben gegen den Radträger oder das Schwenklager gespannt ist. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 10 2014 200 076 A1 , die
FR 2 966 771 A1 , die
US 2 771 302 A sowie die gattungsgemäße
DE 10 2004 028 844 B3 verwiesen.
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Radträger oder Schwenklager, welche auch als Achsschenkel bezeichnet werden, sind dem Fachmann in mannigfachen Ausführungen bekannt. Am Schwenklager - im weiteren wird stellvertretend nur noch dieser Begriff verwendet - ist ein Radlager befestigt oder angeflanscht, an welchem wiederrum ein Rad des Fahrzeugs (gegenüber dem Schwenklager um die Drehachse des Radlagers drehbar) angeflanscht oder befestigt ist. Eine gängige Befestigungsart des Radlagers am Schwenklager ist dabei eine Verschraubung mittels mehrerer (zumeist vier) über dem Umfang des Radlagers verteilt angeordneter Schrauben, deren Längsachsen parallel zur Drehachse des Radlagers verlaufen.
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Personenkraftwagen werden zunehmend auch auf hohen Komfort ausgelegt, wobei angestrebt wird, den Eintrag störender Geräusche in den Fahrzeug-Innenraum so gering als möglich zu halten. Da Umgebungsgeräusche nahezu vollständig ausgesperrt sind, dringen vermehrt geringe Störgeräusche, deren Übertragungspfad nicht einfach dämmbar ist, in das Bewusstsein der Fahrzeug-Insassen. Beispielsweise können zeitweise bzw. in Abhängigkeit vom Fahrzustand leichte Knackgeräusche in den Fahrzeug-Innenraum gelangen, welche als vom Schwenklager ausgehend identifiziert wurden.
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Hiergegen eine Abhilfemaßnahme aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Schwenklager nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 dadurch gekennzeichnet, dass die dem Radlager-Bund zugewandte Flansch-Fläche des Schwenklagers/Radträgers und/oder die dem Flansch zugewandte Bund-Fläche des Radlagers in Drehachsrichtung des Radlagers betrachtet nicht vollständig eben ausgeführt ist, so dass bei nicht gegen den Flansch verspanntem Radlager-Bund dieser über seinem Umfang betrachtet nicht vollflächig auf der vorgesehenen Flansch-Fläche aufliegt und im verspannten Zustand die Kontaktfläche zwischen dem Radlager-Bund und dem Flansch größer ist als im nicht verspannten Zustand. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Üblicherweise besteht das Radlager sowie dessen Bund, über den die Verschraubung am Schwenklager erfolgt, aus einem Stahlwerkstoff, während das Schwenklager selbst aus Gewichtsgründen üblicherweise in Leichtmetall ausgeführt ist. Bereits hierdurch liegen unterschiedliche Steifigkeiten vor, welche Unterschiede durch örtlich unterschiedliche Steifigkeiten in den jeweiligen Bauteilen noch verstärkt werden. Beispielsweise verursachen auch unterschiedliche Abstände zwischen einander benachbarten Schrauben, mit welchen das Radlager am Schwenklager befestigt ist, geringe Steifigkeitsunterschiede. Nun wurde erkannt, dass es insbesondere bei nicht mit gleichem Abstand angeordneten Schrauben und/oder sonstiger lokal unterschiedlicher Steifigkeit der Fügepartner Radlager und Schwenklager bei der Montage bzw. Verschraubung zu elastischen Verformungen der Bauteile kommt, wobei sich im Fügespalt zwischen den Fügepartnern, d.h. zwischen dem besagten Flansch des Schwenklagers und einem Bund des Radlagers, welcher an diesem Flansch anliegt, eine über dem Umfang des Flansches bzw. Bundes ungleichmäßige Flächenpressung einstellt. Teilweise wurden sog. kleine Bereiche festgestellt, in denen praktisch keine Flächenpressung mehr vorlag. Dies hat zur Folge, dass bei bestimmter Einleitung äußerer Lasten im Fahrbetrieb des Fahrzeugs in solchen Bereichen mit reduzierter Flächenpressung Mikrobewegungen stattfinden können, die Ursache für o.g. Störgeräusche sind.
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Dies kann nun vermieden werden, indem bspw. die Anlagefläche des Schwenklagers, d.h. dessen Flansch, im Bereich der Flanschverbindung zum Radlager, d.h. mit dessen Bund, geringfügig gewölbt oder vergleichbar gezielt uneben ausgeführt wird. Diese Wölbung oder dergleichen kann dann eine elastische Verformung des Schwenklagers, welche sich beim Verschrauben des Radlager-Bundes mit dem Schwenklager einstellt, kompensieren, derart, dass sich auch im Bereich zwischen zwei benachbarten Schrauben eine ausreichend hohe Flächenpressung ergibt. Alternativ ist es selbstverständlich auch möglich, den Flansch des Schwenklagers wie bislang üblich plan, d.h. völlig eben zu gestalten und den an diesem Flansch anliegenden Bund des Radlagers geeignet uneben zu formen, womit sich ein vergleichbarer Effekt einstellt. Ebenso ist es möglich, dass beide betroffenen Flächen, nämlich die dem Radlager-Bund zugewandte Flansch-Fläche und die dem Flansch des Schwenklagers zugewandte Bund-Fläche des Radlagers geringfügig uneben gestaltet sind.
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Ausdrücklich sei erwähnt, dass trotz des vorstehend genannten Begriffs der „Wölbung“ eine erfindungsgemäße Unebenheit, die sich insbesondere durch eine geringe Erhebung zwischen einander benachbarter Befestigungs-Schrauben, mit denen das Radlager bzw. der Radlager-Bund am Schwenklager bzw. dessen besagtem Flansch befestigt ist, auszeichnet, auch andersartig als durch eine konvexe Wölbung gebildet sei kann. Wesentlich ist lediglich, dass bei nicht gegen den Schwenklager-Flansch verspanntem Radlager-Bund dieser über seinem Umfang betrachtet nicht vollflächig auf dem Flansch aufliegt. Hingegen soll im durch die Befestigungs-Schrauben verspannten Zustand im Fügebereich der Fügepartner (Flansch und Bund) praktisch vollflächig und somit in jedem Teilabschnitt des Fügebereichs eine ausreichend hohe Flächenpressung vorliegen.
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Eine bereits genannte Wölbung oder dgl. vorrangig des Schwenklager-Flansches kann bspw. zylindrisch, kugelig oder ellipsoid, d.h. mit unterschiedlichem Krümmungsradius entlang zweier Krümmungs-Achsen, ausgeführt sein. Dabei ist es ausreichend, wenn die maximale Unebenheit oder Wölbung in Drehachsrichtung des Radlagers gemessen in der Größenordnung von 0,1 mm bis 0,3 mm (Millimeter) liegt. Insbesondere wenn die Abstände zwischen einander benachbarten (genannten) Befestigungs-Schrauben unterschiedlich sind, ist der besseren Wirkung wegen die Unebenheit oder Wölbung zwischen den weiter voneinander beabstandeten Schrauben vorgesehen, während zwischen den näher beieinander liegenden Schrauben keine erfindungsgemäße Unebenheit erforderlich ist.
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Was die Darstellung oder Herstellung einer erfindungsgemäßen Flanschverbindung zwischen dem besagten Schwenklager-Flansch und dem Bund des Radlagers betrifft, so kann die nicht vollständig eben ausgeführte Fläche durch mechanische Nach-Bearbeitung insbesondere spanend erzeugt werden. Dies kann in Stufen oder mit polygonen Oberflächen-Abschnitten dargestellt werden. Grundsätzlich ist mit der hier vorgeschlagenen Maßnahme im Flansch- oder Fügebereich zwischen Schwenklager und Radlager bzw. Radlager-Bund ein im wesentlichen gleichmäßiges Flächenpressungs-Bild im montierten Verbund darstellbar. Diese gleichmäßige Flächenpressung erhöht dann die Robustheit gegenüber Relativbewegungen in der besagten Verbindung, wodurch Störgeräusche im Fahrbetrieb vermieden werden.
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Ausführungsbeispiele zeigen die beigefügten Figuren, wobei 1 die Aufsicht auf ein erfindungsgemäßes Schwenklager ohne angebautem Radlager und 5 dessen räumliche Ansicht mit angebautem Radlager zeigt. In den 2 - 4 sind drei beispielhafte Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Flanschfläche des Schwenklagers gemäß einer nur prinzipiellen, d.h. nicht maßstabsgetreuen Schnittdarstellung nach Schnittlinie A-A aus 1 mit stark übertrieben dargestellter Wölbung bzw. Unebenheit gezeigt.
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Ein Schwenklager (allgemein ein Radträger) hier eines verschwenkbaren Vorderrads eines PKW's trägt die Bezugsziffer 1. An diesem Schwenklager 1 ist ein einen Durchbruch 2 umgebender Flansch 3 herausgearbeitet, an den ein Radlager 4 zur Aufnahme eines nicht gezeigten Rades angeflanscht (5) bzw. anflanschbar (1) ist. Befestigt wird das Radlager 4 über hier vier über dem Umfang des Flansches 3 bzw. der dem Radlager 4 zugewandten Flansch-Fläche (für diese wird ebenfalls die Bezugsziffer 3 verwendet) verteilt angeordneten Schrauben, für welche Schraubenlöcher 5 im Flansch 3 (und selbstverständlich auch am Radlager 4) vorgesehen sind. In 5 ist dabei die Flanschfläche 3 nicht sichtbar, sondern die dieser abgewandte Seite eines Bundes 4a des Radlagers 4, mit welchem das Radlager 4 an das Schwenklager 1 angeflanscht ist/wird. Die Schraubenlöcher 5 befinden sich dabei im Radlager-Bund 4a und deren Achsen verlaufen parallel zur Drehachsrichtung D des Radlagers 4, die in 1 senkrecht zur Zeichenebene steht.
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Die dem Radlager-Bund 4a zugewandte Flansch-Fläche 3 ist in Drehachsrichtung D betrachtet solchermaßen uneben ausführt, dass bei nicht mittels der genannten Schrauben gegen die Flansch-Fläche 3 verspanntem Radlager-Bund 4a dieser über seinem Umfang nicht vollflächig auf dieser Flansch-Fläche 3 aufliegt, jedenfalls soweit überhaupt eine solche vorhanden ist. Beispielsweise zeigt der Pfeil L in 1 auf eine konstruktiv vorgesehene Lücke in der ansonsten ringförmig, aber wegen der Lücke L eben nicht geschlossen umlaufenden Flansch-Fläche 3. Hingegen soll nach durchgeführtem Verschrauben und somit Verspannen des Radlager-Bundes 4a gegen die Flansch-Fläche 3 der Radlager-Bund 4a praktisch vollflächig - soweit bspw. wegen der Lücke L oder wegen einer in einem Randabschnitt vorgesehenen Fase überhaupt möglich - auf der Flansch-Fläche 3 aufliegen. In anderen Worten ausgedrückt ist die Kontaktfläche zwischen dem Radlager-Bund 4a und dem Flansch 3 nach Verspannen des Radlager-Bundes 4a gegen die Flanschfläche 3 mittels der (hier) vier Schrauben größer als im nicht verspannten Zustand. Für die Darstellung einer solchen (erfindungsgemäßen) Unebenheit weist die Flansch-Fläche 3 eine im wesentlichen konvexe Gestaltung, d.h. eine zum Radlager-Bund 4a hin näherungsweise gewölbte Formgebung auf.
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Ein Beispiel hierfür zeigt 2 als Prinzip-Schnitt A-A aus 1 mit übertrieben stark dargestellter „Wölbung“ der Flansch-Fläche 3. Tatsächlich bewegt sich die darin gezeigte Höhe h der „Wölbung“ in der Größenordnung von 0,2 Millimetern und der Winkel α in der Größenordnung von 20 Winkelminuten. Für die Herstellung dieser quasi-gewölbten bzw. erfindungsgemäß unebenen Flansch-Fläche 3 können von einer zunächst wie üblich völlig eben hergestellten Flansch-Fläche 3 kleinere polygone Flächenstücke spanend abgetragen werden.
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Beim Beispiel nach 4 ist eine mit Ausnahme einer Fase im Randbereich geometrisch exakte, nämlich kreisbogenförmige Wölbung der Flansch-Fläche 3 ebenfalls spanabhebend dargestellt. Selbstverständlich wird die Radlager-Nabe 4 nach dem Verspannen gegen den Flansch 3 im Bereich der Fase nicht vollflächig auf der Flansch-Fläche 3 aufliegen, aber dies ist mit dem hier verwendeten Ausdruck des „vollflächigen Aufliegens“ auch nicht gemeint. Wesentlich ist vielmehr, dass der Radnaben-Flansch 4a im Bereich zwischen zwei Schrauben bzw. Schrauben-Löchern 5 vollflächig auf dem Flansch 3 aufliegt, und dabei insbesondere zwischen denjenigen einander benachbarten Schrauben oder Schrauben-Löchern 5, die im Falle einer nicht vollständig gleichmäßigen Verteilung über dem Umfang des Flansches 3 betrachtet weiter voneinander beabstandet sind. Wie aus 1 hervorgeht, sind dies im vorliegenden Ausführungsbeispiel diejenigen Schrauben oder Schraubenlöcher 5, durch welche der Schnitt A-A gelegt ist.
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Beim Ausführungsbeispiel nach 3 ist die Wölbung etwas stärker ausgeprägt als bei 4 und schwächer als bei 2.
