DE102022104110A1

DE102022104110A1 - Bauteil für eine lenkungsaufhängung eines fahrzeugs

Info

Publication number: DE102022104110A1
Application number: DE102022104110.7A
Authority: DE
Inventors: Renato Badino; Marco Falossi; Francesco Lamboglia; Carlo PAVESIO
Original assignee: FCA Italy SpA; SKF AB
Current assignee: Stellantis Europe SpA; SKF AB
Priority date: 2021-02-23
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-08-25
Also published as: US11780496B2; CN114954648A; IT202100004070A1; US20220266904A1

Abstract

Lenkungsaufhängung (2) eines Fahrzeugs mit einem Aufhängungsträger (3) und einem mechanischen Bauteil, das einen radial äußeren Ring (1) einer Radnabeneinheit oder einem Wälzlager, das Teil einer Radnabeneinheit ist, umfasst; wobei der Außenring (1) einstückig mit einem Flansch (14) und einem Lenkarm (10) versehen ist, der sich radial auskragend von dem Außenring (8) und dem Flansch (14) erstreckt, mit denen er ebenfalls einstückig ist; auf der dem Lenkarm (10) gegenüberliegenden Seite ist der Flansch einstückig mit einem Paar von axial gebohrten radialen Laschen (16) versehen, die so konfiguriert sind, dass sie im Gebrauch einen Bremssattel (19) tragen.

Description

Querverweis auf verwandte Anmeldungen
Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der italienischen Patentanmeldung Nr. 102021000004070 , die am 23. Februar 2021 eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
Technischer Bereich der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein neuartiges Bauteil zur Ausrüstung einer Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs, wobei das Bauteil aus einem Außenring einer Radnabeneinheit besteht.
Stand der Technik
Die Schnittstellen in hochbelasteten mechanischen Baugruppen sind immer ein kritisches Thema, sowohl bei der Konstruktion als auch im Betrieb. Ein wichtiges Beispiel dafür ist die Schnittstelle zwischen der Radnabeneinheit und der Aufhängung, insbesondere bei einer Lenkaufhängung, d. h. bei einer Aufhängung mit einem Lenker.
Die Verbindung zwischen der Radaufhängung und der Radnabeneinheit, die in der Regel durch den Außenring der Radnabeneinheit erfolgt, wird in der Regel durch eine Pressverbindung (im Allgemeinen bei Radaufhängungen, die durch Gießen oder Schmieden von Gusseisen oder Aluminium oder Leichtmetalllegierungen hergestellt werden) oder durch eine Flanschverbindung (Radnabeneinheiten der zweiten oder dritten Generation, im Allgemeinen bei Radaufhängungen, die durch Stanzen eines Blechs aus Stahl oder Aluminium/Leichtmetalllegierung hergestellt werden) hergestellt. Eine Radnabeneinheit des letzteren Typs ist zum Beispiel aus der US2009010581A1 bekannt.
Diese Verbindungsarten führen zu hohen Spannungen an der Verbindungsschnittstelle zwischen dem Außenring der Radnabeneinheit und dem Aufhängungsträger, die im Gebrauch zu möglichem Schlupf im Laufe der Zeit, zum Blockieren, Lösen und zur Geräuschentwicklung (Klickgeräusch), zu erhöhter Korrosionsanfälligkeit usw. führen.
Da eine Schnittstelle per definitionem aus zwei Flächen besteht, ist die Verwendung des Baumaterials nicht optimal, da das Material, aus dem jede Fläche der Kupplung besteht, im Wesentlichen denselben Belastungen standhalten muss und sich daher das an der Schnittstelle benötigte Baumaterial fast verdoppelt, was zu einem höheren Gewicht und Energieverbrauch führt.
Andererseits kann die vollständige Integration des Außenrings des Wälzlagers, aus dem die Radnabeneinheit und die Aufhängung bestehen, insbesondere bei Lenkungsaufhängungen (d. h. bei Aufhängungen, die in der Regel für die Vorderräder des Fahrzeugs bestimmt und daher mit einem Lenker versehen sind) zu übermäßigen Wartungskosten und Bearbeitungsproblemen führen.
Schließlich können fast alle bestehenden Lösungen nicht gleichermaßen auf der linken und der rechten Seite des Fahrzeugs (d. h. auf der Fahrer- und der Beifahrerseite) verwendet werden, ohne dass sie geändert werden müssen. Sie erfordern daher die Verwendung unterschiedlicher Komponenten, die für jede Seite des Fahrzeugs spezifisch sind, was zu höheren Kosten und einer komplexeren Produktion führt.
Kurzfassung der Erfindung
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Bauteil einer Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs, umfassend einen Außenring einer Radnabeneinheit, bereitzustellen, das die Nachteile des Standes der Technik überwindet, insbesondere durch Verringerung der Spannungen an der Schnittstelle zwischen dem Außenring und dem Aufhängungsträger, bei gleichzeitiger Vereinfachung der Konstruktion des Aufhängungsträgers. Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, ein solches Bauteil bereitzustellen, das an Lenkungsaufhängungen verwendet werden kann, die gleichermaßen für die rechte oder linke Seite eines Fahrzeugs vorgesehen sind.
Erfindungsgemäß sind ein Bauteil einer Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs und eine zugehörige Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs sowie ein zugehöriger Außenring einer Radnabeneinheit gemäß den beigefügten Ansprüchen vorgesehen.
Figurenliste
Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von nicht beschränkenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnung ausgeführt werden:

- 1 zeigt schematisch eine axonometrische Dreiviertelansicht einer mechanischen Komponente einer Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs, die aus einem erfindungsgemäßen Lageraußenring besteht, der Teil einer ansonsten bekannten Radnabeneinheit ist und der Einfachheit halber nicht dargestellt ist;
- 2 zeigt schematisch in einem vergrößerten Maßstab und in einem Radialschnitt gemäß einer Schnittebene II-II das mechanische Bauteil aus 1;
- 3 zeigt schematisch die gleiche axonometrische Ansicht wie in 1 einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen mechanischen Bauteils;
- 4 zeigt schematisch in vergrößertem Maßstab und in einem Radialschnitt gemäß einer Schnittebene IV-IV das mechanische Bauteil aus 3;
- Die 5 und 6 zeigen schematisch die gleiche axonometrische Ansicht wie in 1 von zwei weiteren unterschiedlichen Ausführungsformen des erfindungsgemäßen mechanischen Bauteils;
- 7 zeigt schematisch in einem vergrößerten Maßstab eine Frontansicht einer fünften möglichen Ausführungsform des erfindungsgemäßen mechanischen Bauteils;
- 8 zeigt schematisch in einem weiter vergrößerten Maßstab eine Draufsicht auf ein erfindungsgemäßes mechanisches Bauteil; und
- 9 zeigt schematisch eine axonometrische Ansicht einer Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs, das mit dem mechanischen Bauteil aus 1 ausgestattet ist, wobei der Einfachheit halber Teile entfernt oder nur durch gestrichelte Linien dargestellt sind.

Detaillierte Beschreibung
In den 1 und 9 ist ein ringförmiges mechanisches Bauteil einer Lenkungsaufhängung 2 eines Fahrzeugs (der Einfachheit halber nur schematisch und nur teilweise dargestellt) insgesamt mit 1 bezeichnet. Die Aufhängung 2 umfasst einen wie auch immer gestalteten Aufhängungsträger 3 und einer Radnabeneinheit 4 (4).
Das mechanische Bauteil 1 umfasst gemäß einem Aspekt der Erfindung einen radial äußeren Ring der Radnabeneinheit 4 oder aus einem (bekannten und der Einfachheit halber nicht dargestellten) Wälzlager, das Teil der Radnabeneinheit 4 ist.
In dem nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel, das unter besonderer Bezugnahme auf 4 gezeigt wird, ist die Radnabeneinheit 4 nur schematisch und nur teilweise dargestellt, wobei einige ihrer Bestandteile nur durch gestrichelte Linien dargestellt sind.
Die Radnabeneinheit 4 umfasst zusätzlich zu dem ringförmigen mechanischen Bauteil, das aus dem Außenring 1 besteht, in dem gezeigten nicht beschränkenden Ausführungsbeispiel ein ringförmiges mechanisches Bauteil 5, das sich dreht und radial innerhalb des Rings 1 angeordnet ist, einschließlich eines inneren Lagerrings mit Flansch oder einer Spindel, die einen inneren Lagerring trägt (in jedem Fall ist ein solches radial inneres ringförmiges Bauteil 5 in 4 nur schematisch in gestrichelten Linien dargestellt, ein solches radial inneres ringförmiges Bauteil 5 ist in 4 nur schematisch in gestrichelten Linien, nicht maßstabsgetreu und ohne Details, nur in einem seiner äußeren Umrisse dargestellt), das so konfiguriert ist, dass es im Gebrauch in bekannter Weise ein Fahrzeugrad (bekannt und nicht dargestellt) aufnimmt und mit dem Außenring 1 mittels einer Mehrzahl von Wälzkörpern 6, die in einem Ringspalt zwischen den ringförmigen Bauteilen 1 und 5 angeordnet sind, funktionell drehbar gekoppelt ist.
Der radial äußere Ring 1 (1) wird von einer radial inneren Seitenfläche 7 und einer entsprechenden radial äußeren Seitenfläche 8 begrenzt, die im Wesentlichen koaxial zur radial inneren Seitenfläche 7 liegt. Die beiden Seitenflächen 7 und 8 sind ringförmige Rotationsflächen, z. B. zylindrisch, und haben eine gemeinsame Symmetrieachse A (2).
Die radial innere Ringfläche 7 ist mit mindestens einer ringförmigen Laufbahn 9 (im gezeigten Beispiel ein Paar nebeneinander angeordneter, axial hintereinander liegender Laufbahnen 9) für die jeweiligen Wälzkörper 6 der Radnabeneinheit 4 versehen.
Gemäß einem ersten wesentlichen Aspekt der Erfindung erstreckt sich von der radial äußeren Seitenfläche 8 ein Lenkarm 10 (beliebiger bekannter Form und Art), der mit mindestens einer Schnittstelle, d.h. einem jeweiligen (bekannten) Befestigungsstelle oder -element 11, für eine bekannte und in 1 der Einfachheit halber nur schematisch gestrichelt dargestellte Spurstange 12 versehen ist, radial auskragend von dem Außenring 1.
Darüber hinaus und in Kombination mit dem Vorstehenden erstreckt sich von einem ersten axialen Ende 13 der radial äußeren Seitenfläche 8 ein Flansch 14, der so konfiguriert ist, dass er im Gebrauch integral mit dem Aufhängungsträger 3 verbunden ist, radial auskragend vom Außenring 1.
Gemäß einem weiteren wesentlichen Aspekt der Erfindung ist der Flansch 14 auf einer ersten Seite 15 radial auskragend mit mindestens einem Paar von Laschen oder Zapfen 16 versehen, die einstückig (d.h. als ein einziges Stück, ohne Verbindungen oder Schweißnähte jeglicher Art) mit dem Flansch 14 gefertigt sind und jeweils mit einer ersten Durchgangsbohrung 18 versehen sind, die axial ist, da sie parallel zur Symmetrieachse A ausgerichtet ist, die, abgesehen von dem Arm 10 und den Laschen 16, auch die Symmetrieachse des Außenrings 1 ist.
Die Laschen oder Zapfen16 mit den Löchern 18 sind so konfiguriert, dass sie im Gebrauch, wie noch zu sehen sein wird, einen Bremssattel 19 tragen, der nur schematisch und gestrichelt in der 9 dargestellt ist und der mit dem Außenring 1 verbunden ist.
Erfindungsgemäß sind der Lenkhebel 10 und der Flansch 14 mit den Laschen oder Zapfen 16 einstückig miteinander und mit dem Außenring 1 verbunden. Beispielsweise wird das gesamte Bauteil, bestehend aus dem Außenring 1 mit dem Lenkarm 10 und dem Flansch 14 mit den Laschen 16, einstückig gegossen oder geschmiedet und anschließend für die erforderlichen Teile mechanisch bearbeitet.
Dabei wird im Vergleich zum Stand der Technik die Verbindung für den Bremssattel 19 (bestehend aus den Laschen oder Zapfen 16) und den Lenkarm 10 von der Aufhängung 3 „gelöst“ und zu einem ringförmigen Bauteil wie dem Außenring 1 „transportiert“, der direkt mit den Laufbahnen 9 für die Wälzkörper 6 der Radnabeneinheit 4 versehen ist.
Auf diese Weise ist es möglich, die Verbindungsstelle zwischen dem ringförmigen Bauteil 1 und dem Aufhängungsträger 3 wesentlich weniger zu belasten und die Verteilung des für die Herstellung dieser beiden Bauteile 1 und 3 erforderlichen Baumaterials zu optimieren.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Lenkarm 10 zumindest in einem ersten Abschnitt 20, der der Seite der radial äußeren Seitenfläche 8 zugewandt ist, einstückig mit einer ersten Fläche 21 des Flansches 14 ausgebildet, die einem zweiten axialen Ende 22 der radial äußeren Seitenfläche 8 zugewandt ist, das dem ersten Ende 13 gegenüberliegt.
Der erste Abschnitt 20 des Lenkhebels 10 bildet somit eine erste Radialrippe des auf der ersten Fläche 21 angeordneten Flansches 14 aus, d.h. ist als solche ausgebildet.
Außerdem erstreckt sich der Lenkarm 10 radial auskragend vom Flansch 14 auf der Seite einer zweiten Seite 23 des Flansches 14, die der ersten Seite 15 gegenüberliegt, so dass sich der Lenkarm 10 und die Laschen 16 auskragend vom Außenring 1 auf dessen gegenüberliegenden Seiten erstrecken.
Der Außenring 1 ist am ersten axialen Ende 13 der radial äußeren Seitenflächen 8 mit einem ringförmigen Zentrierbund (Spannzange) 24 versehen, der zur Zentrierung des Bauteils 1 gegenüber dem Aufhängungsträger 3 beim Ankuppeln und/oder bei der Bearbeitung erforderlich ist.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der Flansch 14 des Bauteils 1 ringförmig und weist in der Nähe seines radial äußeren Randes 25 eine Mehrzahl (d.h. zwei oder mehr, wie z.B. drei oder vier oder fünf, die winkelmäßig voneinander beabstandet sind) zweiter Löcher 26 auf, die parallel zu den ersten Löchern 18 verlaufen und so konfiguriert sind, dass sie im Gebrauch den Flansch 14 fest mit dem Aufhängungsträger 3 verbinden.
Insbesondere ist eine zweite Fläche 27 des Flansches 14, die der ersten Fläche 21 gegenüberliegt und parallel zu ihr verläuft, so ausgebildet, dass sie im Gebrauch in Kontakt mit dem Aufhängungsträger 3 steht, auch aufgrund des Vorhandenseins der Spannzange 24.
Die zweiten Löcher 26 sind dann so konfiguriert, dass sie innen entsprechende lösbare Verbindungselemente 28, wie Schrauben oder Bolzen oder Stifte, vorzugsweise mit zumindest teilweisem Gewinde ( 9), auf der Seite der zweiten Fläche 27 des Flansches 14 aufnehmen, so dass sie auch durch den Aufhängungsträger 3 eingeführt werden können, der mit entsprechenden Durchgangslöchern versehen ist (die bekannt sind und der Einfachheit halber nicht dargestellt sind), um die integrale Befestigung des Flansches 14 (und folglich des gesamten Bauteils 1 und der Radnabeneinheit 4) am Aufhängungsträger 3 zu erreichen.
Gemäß möglicher, nicht dargestellter Varianten kann eine solche Befestigung auch durch nicht lösbare (sofern nicht gebrochen) Verbindungselemente 28, wie z. B. Nägel, erfolgen, die stets durch die Löcher 26 eingeführt werden.
Gemäß der Ausführungsform der 1 und 2 (und 9) fällt ein Paar 26b zweiter Löcher 26 mit den ersten Löchern 18 zusammen, d. h. sie sind entsprechend bearbeitet und so konfiguriert, dass sie durchgehende Stifte oder Schrauben 28b aufnehmen, die ihrerseits so konfiguriert sind, dass sie von den Laschen oder Zapfen 16 axial auskragend vorstehen und den Bremssattel 19 (9) tragen, der auf der Seite der ersten Fläche 21 des Flansches 14 mit den Laschen 16 verbunden ist.
Von der radial äußeren Seitenfläche 8 des Außenrings 1 erstreckt sich radial auskragend, vorzugsweise auch radial auskragend gegenüber dem Flansch 14, eine einstückig mit dem Flansch 14 und mit dem Lenkarm 10 ausgebildete Platte 29, die für einen Umfangsabschnitt des Flansches 14 den Flansch 14 selbst mit einem vom Flansch 14 radial abstehenden und unmittelbar an den Flansch 14 angrenzenden Teil 30 des Lenkarms 10 verbindet.
Die Platte 20 ist vorzugsweise mit mindestens einer radialen Aufnahme 31 für einen entsprechenden Sensor (bekannt und der Einfachheit halber nicht dargestellt, z.B. für ABS/Radumdrehungen und/oder Temperatur) versehen, wobei die Aufnahme 31 radial von außen zugänglich ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist der Flansch 14 in Übereinstimmung mit mindestens einigen der zweiten Löcher 26 mit entsprechenden radialen Rippen 32 versehen, die einstückig auf der ersten Fläche 21 ausgebildet sind und axial in Richtung des zweiten axialen Endes 22 der radial äußeren Seitenfläche 8 vorstehen; die zweiten Löcher 26, mit Ausnahme der Löcher 26b, falls vorhanden, befinden sich zumindest teilweise innerhalb der radialen Rippen 32, falls letztere vorhanden sind.
Unter Bezugnahme auf die 3 und 4, in denen ähnliche oder gleiche Details wie die bereits beschriebenen der Einfachheit halber mit denselben Bezugsnummern bezeichnet sind, ist eine mögliche alternative Ausführungsform des bisher beschriebenen Bauteils 1 mit der Bezugsnummer 1b bezeichnet.
Bei dieser Ausführungsform 1b können die Löcher 26 fehlen. Die Verbindung des Flansches 14 erfolgt dann nur durch die Stifte 28b, die durch die Laschen 16 und folglich auch durch den Flansch 14 nur durch die Löcher 18 hindurchgehen, und durch andere Verbindungselemente, wie z. B. Schweißnähte (nicht dargestellt), die entlang des Umfangsrandes 25 ausgeführt werden, oder Klebstoffe, die auf die Fläche 27 aufgetragen werden, gewährleistet. Die Umfangsform des Flansches 14 kann auch von der des Außenringbauteils 1 abweichen und speziell für diese Variante ausgestaltet sein.
Des Weiteren können auch bei dieser Variante 1b die Platte 29 und die Rippen 32 fehlen und der Lenkarm 10 wird durch einen Lenkarm 10b anderer Form ersetzt, der jedoch immer einstückig mit dem Außenring 1b ausgebildet ist und somit integral einstückig mit der Seitenfläche 8, der Stirnfläche 21 und dem Flansch 14, wie zuvor beschrieben, verbunden ist. Im Übrigen ist das Außenringteil 1b identisch mit dem bisher beschriebenen Außenringteil 1.
In 5 ist ein erfindungsgemäßes ringförmiges Bauteil offenbart, das einen Lageraußenring 1cumfasst, der mit Ausnahme einiger Details im Wesentlichen mit dem zuvor beschriebenen Außenring 1 identisch ist. Details, die den bereits beschriebenen ähnlich oder gleich sind, werden daher der Einfachheit halber mit den gleichen Bezugsziffern bezeichnet.
Insbesondere sind die Löcher 26 (wiederum mit Ausnahme der Löcher 26b) als Sacklöcher auf der Seite der radialen Rippen 32 ausgeführt und mit einem Innengewinde versehen. Außerdem ist die Platte 29 nicht mit dem Sitz 31 versehen, sondern zu dessen Aufnahme vorbereitet.
Stattdessen sind die Löcher 26 (mit Ausnahme der Löcher 26b) im Außenringteil 1 Durchgangslöcher, die axial durch die radialen Rippen 32 verlaufen, wenn diese vorhanden sind, wie in den bisher beschriebenen Ausführungsformen 1 und 1c.
In 6 ist eine Variante 1d des zuvor beschriebenen Außenringbauteils 1 dargestellt. Einzelheiten, die den bereits beschriebenen ähnlich oder gleich sind, werden der Einfachheit halber mit denselben Zahlen bezeichnet. Diese Variante 1d ist mit dem Außenringbauteil 1 identisch, mit der Ausnahme, dass die Rippen 32 und die radiale Platte 29 fehlen.
In 7 ist eine Variante 1e des zuvor beschriebenen Außenringbauteils 1 dargestellt. Einzelheiten, die den bereits beschriebenen ähnlich oder gleich sind, werden der Einfachheit halber mit denselben Zahlen bezeichnet. Diese Variante 1e ist im Wesentlichen identisch mit der Variante 1d, mit der Ausnahme, dass in diesem Fall die Löcher 26 und die Löcher 18 unterschiedlich sind und nur die vier Löcher 26 für die Verbindung des Flansches 14 mit dem Aufhängungsträger 3 konfiguriert sind, während die Löcher 18 nur für die Aufnahme von Stiften (der Einfachheit halber nicht dargestellt) ähnlich den Stiften 28b zur Abstützung und Verbindung des Bremssattels 19 dienen. Außerdem wird bei dieser Variante der Lenkarm 10 durch einen Lenkarm 10c ersetzt, der ebenfalls integral einstückig mit der Seitenfläche 8, der Fläche 21 und dem Flansch 14 bearbeitet ist, aber im Gegensatz zu dem bereits beschriebenen Lenkarm 10 nicht vollständig in einer durch die Achse A verlaufenden Radialebene liegt, sondern in Umfangsrichtung aus dieser Ebene herausgekrümmt ist, so dass sich der Befestigungsstelle oder das Element 11 in einer Winkelposition befindet, die sich geringfügig von derjenigen unterscheidet, die der erste Abschnitt 20 desselben Arms 10c einnimmt.
8 schließlich zeigt in vergrößertem Maßstab eine Draufsicht auf das Außenringbauteil 1e der 7 oder eine weitere Variante 1f des erfindungsgemäßen Außenringbauteils, die mit dem Außenringbauteil 1e identisch ist, mit der Ausnahme, dass der Lenkarm 10c in diesem Fall durch einen Lenkarm 10 ersetzt wird/werden würde, der vollständig in einer einzigen Radialebene senkrecht zur Achse A liegt, wie bei den Ausführungsformen 1, 1b, 1c und 1d. Darüber hinaus ist bei dieser möglichen Variante 1f die Platte 29 vorhanden, die bei der Variante 1e in 7 fehlt.
Aus dem Beschriebenen ist ersichtlich, dass gemäß einem weiteren wichtigen Aspekt der Erfindung der Lenkarm 10 (bzw. 10b), der Flansch 14 mit dem jeweiligen Paar von radialer Laschen 16 und die ersten Löcher 18 so ausgebildet sind, dass sich in Bezug auf die radial äußere Seitenfläche 8 des Außenrings 1, 1b, 1c, 1d, 1f eine Anordnung von Flansch 14, Lenkarm 10 oder 10b, radialen Laschen 16 und ersten Löchern 18 zu erhalten, die spiegelsymmetrisch ist, indem der Außenring 1, 1b, 1c, 1d, 1f um 180° um seine Symmetrieachse A gedreht wird, die mit der Symmetrieachse A der radial inneren Seitenfläche 7 zusammenfällt, die im Wesentlichen zylindrisch ist.
Schließlich gilt die Erfindung auch für eine Lenkungsaufhängung eines Fahrzeugs 2 umfassend einen Aufhängungsträger 3 und einer Radnabeneinheit 4, die ihrerseits ein mechanisches Bauteil umfasst, das aus einem radial äußeren Ring 1 (oder 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) der einen Radnabeneinheit 4 oder aus einem zur Radnabeneinheit 4 gehörenden Wälzlager besteht; wobei ein solcher Außenring einstückig mit dem Aufhängungsträger 3 mittels eines Flansches 14 integral befestigt ist, der integral einstückig mit dem Außenring ausgebildet ist und das Hauptmerkmal aufweist, dass der Außenring 1 (oder 1b, 1c, 1d, 1e, 1f) integral einstückig mit einer radial äußeren Seitenfläche 8 desselben und mit dem Flansch 14 eines Lenkarms 10 (oder 10b, 10c) ausgebildet ist, der sich radial auskragend von dem Außenring und dem Flansch 14 erstreckt, und auf der dem Lenkarm 10 gegenüberliegenden Seite mit einem Paar von axial gebohrten radialen Laschen 16 versehen ist, die einstückig mit dem Flansch 14 ausgebildet und so konfiguriert sind, dass sie im Gebrauch einen Bremssattel tragen 19.
Der erfindungsgemäße lenkbare Außenring verbessert die Materialverteilung im Vergleich zu einer Standard-Lenkungsaufhängung mit einer ebenfalls standardmäßig montierten Radnabeneinheit (HBU).
Die Zentralisierung der Funktionen in einem einzigen Bauteil (dem radial äußeren Ring der Radnabeneinheit):

a) führt zu einer besseren Ausnutzung des Materials und zu einer weniger spezifischen Gestaltung der Aufhängung (einfachere Form und möglicherweise billigeres Material);
b) ermöglicht eine Gewichtseinsparung im Vergleich zum Stand der Technik (Ständerbaugruppe mit Lenkarm und HBU); und
c) ermöglicht die Verringerung der Anzahl der Kupplungstoleranzen durch den Wegfall einer Schnittstelle (d.h. Kontaktflächen) zwischen dem

Aufhängungsträger und dem Außenring der Radnabeneinheit (HBU), die entlang der beiden differenzierten Kraftwege, die durch die Lenkspurstangenverbindung und die Bremssattelanschlüsse zu den Laufbahnen 9 für die Wälzkörper fließen, grundlegend ist.
Die Zentralisierung der Materialverteilung um den Außenring der Lager-/Radnabeneinheit ermöglicht eine Gewichtseinsparung bei der Lenkungsaufhängung (es kann eine weniger komplexe und weniger spezifische Trägerkonstruktion verwendet werden). Die erforderliche strukturelle Leistung wird auch durch die speziellen Rippen 32 und durch weitere Rippen gewährleistet, die entlang der Befestigungslaschen 16 des Bremssattels 19 ausgebildet werden können.
Darüber hinaus gewährleistet das Zusammenwirken des Lenkarms (in seinen verschiedenen möglichen Varianten), des ABS/Raddrehzahlsensors (auch älterer Bauart), der Befestigungslaschen 16 für den Bremssattel 19 und der Laufbahnen 9 der Lager-/Radnabeneinheit in einem einzigen Bauteil nicht nur eine bessere Verteilung der mechanischen Betriebsbeanspruchungen, sondern auch eine optimale Verteilung des konstruktiven Materials der Radnabeneinheit/Aufhängungsträgereinheit. Die Möglichkeit, den Außenring in seinen verschiedenen Ausführungsformen mit einem Flansch auszustatten, der eine bestimmte Anzahl von Befestigungslöchern aufweist, erlaubt es, eine einzige Konstruktion für verschiedene Lösungen zu verwenden, wobei erhebliche konstruktive Einsparungen möglich sind, insbesondere wenn man berücksichtigt, dass einige der Löcher (wie z. B. 26b) auch die Doppelfunktion haben können, den erfindungsgemäßen Lenkungsaußenring mit dem übrigen Teil der Aufhängung und auch mit dem Bremssattelträger zu verbinden.
Schließlich ist es durch die Entkopplung eines Teils der Funktionen des Lenkgelenks und insbesondere der oberen und unteren Verbindungen in Abhängigkeit von den umgebenden Bauteilen im Allgemeinen möglich, eine einzige links/rechts Ausführung des einzigen „Außenring“-Bauteils zu erreichen, das durch Schmieden (mit einer unterschiedlichen L/R-Bearbeitung) oder sogar eine vollständig symmetrische Ausführung (Schmieden und Bearbeitung) hergestellt wird, was zu erheblichen Einsparungen bei den Produktionskosten führt.
Damit sind alle Ziele der Erfindung erreicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

IT 102021000004070 [0001]
US 2009010581 A1 [0004]

Claims

Mechanisches Bauteil einer Lenkungsaufhängung (2) eines Fahrzeugs, wobei die Lenkungsaufhängung einen Aufhängungsträger (3) und eine Radnabeneinheit (5) umfasst, wobei das mechanische Bauteil einen radial äußeren Ring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) der Radnabeneinheit oder eines Wälzlagers, das Teil der Radnabeneinheit (5) bildet, umfasst; wobei der radial äußere Ring zwischen einer radial inneren Seitenfläche (7) und einer entsprechenden radial äußeren Seitenfläche (8), die im Wesentlichen koaxial zu der radial inneren Seitenfläche (7) ist, begrenzt ist, wobei die letztere (7) mit mindestens einer ringförmigen Laufbahn (9) für entsprechende Wälzkörper (6) der Radnabeneinheit versehen ist; dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination: (i)- ein Lenkarm (10; 10b; 10c), der mit mindestens einer jeweiligen Befestigungsstelle (11) für eine Lenkspurstange (12) versehen ist, erstreckt sich radial von der radial äußeren Seitenfläche (8); (ii)- von einem ersten axialen Ende (13) der radial äußeren Seitenfläche (8) erstreckt sich radial auskragend von dem radial äußeren Ring ein Flansch (14), der so konfiguriert ist, dass er im Gebrauch integral an dem Aufhängungsträger (3) befestigt ist; (iii)- der Flansch (14) radial auskragend auf einer ersten Seite (15) ist mit mindestens einem Paar von Laschen (16) versehen, die einstückig aus dem Flansch (14) ausgebildet sind und jeweils mit einem ersten Durchgangsloch (18) versehen sind, das parallel zu einer Symmetrieachse (A) des radial äußeren Rings ausgerichtet und so konfiguriert ist, dass es im Gebrauch einen mit dem radial äußeren Ring integrierten Bremssattel (19) trägt; iv)- der Lenkarm (10; 10b; 10c) und der Flansch (14) sind einstückig mit dem radial äußeren Ring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) ausgebildet.
Mechanisches Bauteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkarm (10; 10b; 10c) zumindest in einem ersten Abschnitt (20), der der radial äußeren Seitenfläche (8) zugewandt ist, einstückig mit einer ersten Fläche (21) des Flansches (14) ausgebildet ist, die auf der Seite eines zweiten axialen Endes (22) der radial äußeren Seitenfläche gegenüber dem ersten Ende (13) liegt; wobei der erste Abschnitt (20) des Lenkarms auf der ersten Fläche (21) eine erste radiale Rippe des Flansches bildet, wobei sich der Lenkarm außerdem radial auskragend von dem Flansch auf der Seite einer zweiten Seite (23) des Flansches gegenüber der ersten Seite (15) erstreckt, so dass sich der Lenkarm (10; 10b; 10c) und die Laschen (16) auskragend von dem radial äußeren Ring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) auf dessen gegenüberliegenden Seiten erstrecken.
Mechanisches Bauteil nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Ring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) an dem ersten axialen Ende (13) seiner radial äußeren Seitenfläche (8) mit einem ringförmigen Zentrierbund/Spannzange (24) versehen ist.
Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (14) ringförmig ist und in der Nähe eines radial äußeren Randes (25)des Flansches mit einer Mehrzahl von zweiten Löchern (26) versehen ist, die parallel zu den ersten Löchern (18) verlaufen und so konfiguriert sind, dass sie im Gebrauch den Flansch (14) fest mit dem Aufhängungsträger (3) verbinden; eine zweite Fläche (27) des Flansches, die der ersten Fläche (21) gegenüberliegt und parallel zu ihr verläuft und so konfiguriert ist, dass sie im Gebrauch in Kontakt mit dem Aufhängungsträger ist; wobei die Mehrzahl an zweiten Löcher (26) so konfiguriert sind, dass sie innen entsprechende entfernbare Verbindungselemente (28; 28b) wie Schrauben oder Bolzen oder Stifte auf der Seite der zweiten Fläche des Flansches aufnehmen.
Mechanisches Bauteil nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes Paar (26b) von zweiten Löchern (26) mit den ersten Löchern (18) zusammenfällt und so konfiguriert ist, dass es entsprechende Stifte oder Schrauben (28b) in durchgehender Weise aufnimmt, die ihrerseits so konfiguriert sind, dass sie axial auskragend von den Laschen (16) vorstehen und den Bremssattel (19) tragen, der an die Laschen (16) auf der Seite der ersten Fläche (21) des Flansches (14) gekoppelt ist.
Mechanisches Bauteil nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (14) in Übereinstimmung mit zumindest einigen der zweiten Löcher (26) von jeweiligen zweiten radialen Rippen (32) vorgesehen ist, die einstückig auf der ersten Fläche (21) ausgebildet sind und axial in Richtung des zweiten axialen Endes (22) der radial äußeren Seitenfläche (8) vorstehen; wobei die zweiten Löcher (26) zumindest teilweise innerhalb der zweiten radialen Rippen (32), sofern vorhanden, ausgebildet sind.
Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass von der radial äußeren Seitenfläche (8) des radial äußeren Rings (1; 1c) radial auskragend, vorzugsweise auch radial auskragend in Bezug auf den Flansch (14), eine einstückig mit dem Flansch (14) und dem Lenkarm (10) ausgebildete Platte (29) verläuft, die über einen Umfangsabschnitt des Flansches den Flansch (14) mit einem Teil (30) des Lenkarms verbunden ist, der radial vom Flansch (14) absteht und unmittelbar an den Flansch angrenzt; wobei die Platte (29) vorzugsweise mit mindestens einem radialen Sitz (31) für einen entsprechenden Sensor versehen ist, der radial von außen zugänglich ist.
Mechanisches Bauteil nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die zweiten Löcher (26) als Sacklöcher auf der Seite von zweiten radialen Rippen (32) ausgeführt sind, die einstückig auf der ersten Fläche (21) ausgebildet sind und axial in Richtung des zweiten axialen Endes (22) der radial äußeren Seitenfläche (8) vorstehen, und als Innengewinde oder als Durchgangslöcher mit oder ohne Gewinde ausgebildet sind, die die, sofern vorhanden, zweiten radialen Rippen (32) axial durchqueren.
Mechanisches Bauteil nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Lenkarm (10; 10b), der Flansch (14) mit dem jeweiligen Paar radialer Laschen (16) und die ersten Löcher (18) so konfiguriert sind, dass in Bezug auf die radial äußere Seitenfläche (8) des radial äußeren Rings eine spiegelsymmetrische Anordnung von Flansch, Lenkarm, radialen Laschen und ersten Löchern ausgebildet ist, indem der Außenring um 180° um eine Symmetrieachse (A) des radial äußeren Rings gedreht ist, die mit einer Symmetrieachse der radial inneren Seitenfläche (7) zusammenfällt, die im Wesentlichen zylindrisch ist.
Lenkungsaufhängung (2) eines Fahrzeugs, die einen Aufhängungsträger (3) und eine Radnabeneinheit (4) umfasst, die wiederum ein mechanisches Bauteil umfasst, das einen radial äußeren Ring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) der Radnabeneinheit oder eines Wälzlagers, das einen Teil der Radnabeneinheit bildet, umfasst; wobei der radial äußere Ring einstückig mit dem Aufhängungsträger (3) mittels eines Flansches (14) befestigt ist, der einstückig mit dem radial äußeren Ring ausgebildet ist; dadurch gekennzeichnet, dass der radial äußere Ring einstückig mit einer radial äußeren Seitenfläche des radial äußere Rings(8) und mit dem Flansch (14) eines Lenkarms (10; 10b; 10c), der sich von dem radial äußeren Ring und dem Flansch radial nach außen erstreckt, und auf der dem Lenkungsarm gegenüberliegenden Seite mit einem Paar von axial gebohrten radialen Laschen (16) vorgesehen ist, die einstückig mit dem Flansch (14) ausgebildet und so konfiguriert sind, dass sie im Gebrauch einen Bremssattel (19) tragen.
Radialer Außenring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) für eine Radnabeneinheit oder für ein Wälzlager, das einen Teil der Radnabeneinheit (4) bildet; wobei der radial äußere Ring zwischen einer radial inneren Seitenfläche (7) und einer entsprechenden radial äußeren Seitenfläche (8) begrenzt ist, die im Wesentlichen koaxial zu der radial inneren Seitenfläche (7) ist, wobei die letztere mit mindestens einer ringförmigen Laufbahn (9) versehen ist, die so konfiguriert ist, dass sie im Gebrauch entsprechende Wälzkörper (6) der Radnabeneinheit aufnimmt; dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination: (i)- von der radial äußeren Seitenfläche (8) erstreckt sich radial auskragend von dem radialen Außenring ein Lenkarm (10; 10b; 10c), der mit mindestens einer jeweiligen Befestigungsstelle (11) versehen ist, die so konfiguriert ist, dass sie im Gebrauch eine Lenkspurstange (12) aufnimmt; (ii)- von einem ersten axialen Ende (13) der radial äußeren Seitenfläche (8) erstreckt sich radial auskragend von dem Außenring ein Flansch (14), der so konfiguriert ist, dass er im Gebrauch integral mit einem Aufhängungsträger (3) verbindbar ist; (iii)- der Flansch (14) radial auskragend auf einer ersten Seite (15) ist mit mindestens einem Paar von Laschen (16) versehen, die einstückig mit dem Flansch (14) ausgebildet sind und jeweils mit einem ersten Durchgangsloch (18) versehen sind, das parallel zu einer Symmetrieachse (A) des radialen Außenrings ausgerichtet und so konfiguriert ist, dass es im Gebrauch einen mit dem radialen Außenring integrierten Bremssattel (19) trägt; iv)- der Lenkarm (10; 11b; 10c) und der Flansch (14) sind einstückig mit dem Außenring (1; 1b; 1c; 1d; 1e; 1f) ausgebildet.