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Querverweis auf verwandte Anwendungen
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Diese Patentanmeldung beansprucht die Priorität der italienischen Patentanmeldung Nr.
102021000004076 , die am 23. Februar 2021 eingereicht wurde und deren gesamte Offenbarung hier durch Bezugnahme aufgenommen ist.
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Technischer Bereich der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein integriertes Lenkungsaufhängungsmodul für ein Fahrzeug. Insbesondere gilt die vorliegende Erfindung vorzugsweise, aber nicht ausschließlich, für Einzelradaufhängungssysteme mit McPherson-Architektur.
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Stand der Technik
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Es ist bekannt, dass Einzelradaufhängungssysteme mit McPherson-Architektur für jedes Fahrzeugrad ein Aufhängungsmodul umfassen, das aus einer Radnabeneinheit und einem Aufhängungsträger besteht. Der Aufhängungsträger ist in der Regel gegossenen oder geschmiedet und besteht aus einer Metalllegierung, wie z. B. Gusseisen oder Leichtmetall, ist oben einstückig mit einem Träger für eine Stoßdämpferstrebe, unten mit einem Kugelgelenk für den unteren Steuerarm versehen und bei einer Lenkungsaufhängung ein Lenkarm, der seitlich aus dem Aufhängungsträger auskragend und mit diesem integral verbunden ist. Eine Radnabeneinheit ist mit einem solchen Aufhängungsträger durch Verbindungselemente, wie Schrauben, Nägel, Nieten oder dergleichen, verbunden, wie sie beispielsweise in
US2009010581 offenbart sind.
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Um diese Aufhängungsmodule leichter zu machen, sowohl im Hinblick auf eine Gewichtsreduzierung zur Verringerung des Kraftstoffverbrauchs als auch im Hinblick auf den immer häufigeren Einsatz dieser Art von Aufhängungsmodulen bei elektrisch angetriebenen Fahrzeugen, wird vorgeschlagen, einen Träger für die Stoßdämpferstrebe aus gestanztem Blech zu verwenden, an dem auf einer Vorderseite die Radnabeneinheit und auf einer gegenüberliegenden Rückseite ein ringförmiger Körper mit dem Lenkarm und möglicherweise auch mit dem unteren Gelenk befestigt ist. Diese Lösung ist zum Beispiel in der
US20050077128A1 offenbart.
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Wenn es auch möglich ist, das Gesamtgewicht und die Kosten eines Aufhängungsträgers zu reduzieren, indem man diesen ganz aus Blech herstellt, doch scheint dies schwierig oder zumindest kompliziert und teuer zu sein, da technische Elemente wie das untere Gelenk und die Halterung für den Stoßdämpferkörper integriert werden müssen, ganz zu schweigen vom Lenkarm, für den eine hohe lokale Steifigkeit erforderlich ist, die von einer Blechkonstruktion kaum erreicht werden kann.
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Eine solche Lösung hätte insbesondere die folgenden Nachteile:
- - Fertigungsverfahren wie Biegen oder Tiefziehen bieten nicht die erforderliche Genauigkeit für die kinematische Positionierung der Befestigungspunkte für die anderen Komponenten des Aufhängungsmoduls;
- - Biege- und Tiefziehoperationen erlauben es nicht, komplexe gelenkige Formen mit allen notwendigen kinematischen Zwangspunkten zu erreichen;
- - die Verbindungsstellen von Bremssattel und Lenkarm erfordern eine sehr hohe lokale Steifigkeit, die durch dünne Blechwände kaum erreicht werden kann.
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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.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein integriertes Lenkungsaufhängungsmodul für ein Fahrzeug bereitzustellen, das eine Alternative zum Stand der Technik darstellt und insbesondere in der Lage ist, eine signifikante Gewichtsreduzierung und konstruktive Vereinfachung zu erzielen und gleichzeitig eine hohe Zuverlässigkeit zu gewährleisten. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein solches integriertes Lenkungsaufhängungsmodul bereitzustellen, das mit einer Architektur beschaffen ist, die es geeignet macht, sowohl für die Räder auf der Fahrerals auch für die Räder der Beifahrerseite gleichermaßen verwendet zu werden, d. h. die für eine L/R (links/rechts) Installation beschaffen ist.
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Erfindungsgemäß ist daher ein integriertes Lenkungsaufhängungsmodul für ein Fahrzeug gemäß den beigefügten Ansprüchen vorgesehen.
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Figurenliste
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Weitere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung der nicht-einschränkenden Ausführungsbeispielen, die unter Bezugnahme auf die Figuren der beigefügten Zeichnungen erfolgt:
- - 1 zeigt schematisch eine Dreiviertelansicht von oben eines integrierten Lenkungsaufhängungsmoduls für ein Fahrzeug gemäß der Erfindung;
- - 2 zeigt schematisch die gleiche Ansicht wie in 1 des gleichen Aufhängungsmoduls wie in 1, wobei zum besseren Verständnis Teile entfernt wurden;
- - 3 zeigt schematisch eine perspektivische Dreiviertelansicht des Aufhängungsmoduls aus 1 von hinten, wobei zum besseren Verständnis Teile entfernt wurden;
- - 4 zeigt schematisch eine Ansicht und einen Schnitt durch eine Schnittebene IV-IV des Aufhängungsmoduls in 1;
- - Die 5 und 6 zeigen jeweils eine perspektivische Dreiviertelansicht von oben und von hinten eines zweiten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Aufhängungsmoduls, wobei zum besseren Verständnis Teile entfernt wurden;
- - Die 7 und 8 zeigen jeweils eine perspektivische Dreiviertelansicht von vorne und von hinten eines dritten Ausführungsbeispiels des erfindungsgemäßen Aufhängungsmoduls, wobei zum besseren Verständnis Teile entfernt wurden;
- - 9 zeigt schematisch eine Ansicht und einen Schnitt durch eine Schnittebene IX-IX des Aufhängungsmoduls von 7; und
- - 10 zeigt schematisch eine Dreiviertelansicht von hinten eines Bauteils des Aufhängungsmoduls von 7 .
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Detaillierte Beschreibung
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In den 1 bis 4 wird ein integriertes Lenkungsaufhängungsmodul für ein Fahrzeugaufhängungssystem, das bekannt ist und der Einfachheit halber nicht dargestellt wird, insgesamt mit 1 bezeichnet.
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Insbesondere ist das nicht einschränkend dargestellte Ausführungsbeispiel 1 des Aufhängungsmoduls nach der Erfindung der McPherson-Architektur, aber es ist klar, dass das, was gesagt wird, für jede andere Art von geeigneten Aufhängungsarchitekturen anwendbar ist.
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Das integrierte Aufhängungsmodul 1 umfasst eine Stoßdämpferstrebe 2, einen Aufhängungsträger, der die Stoßdämpferstrebe 2 an der Oberseite trägt 3 und einen Außenring 4 einer Radnabeneinheit 5 oder einem zur Radnabeneinheit 5 gehörendes Wälzlager.
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Die Radnabeneinheit 5 ist der Einfachheit halber nur mit abgenommenen Teilen dargestellt, wobei die abgenommenen Teile an sich bekannt sind.
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Der Außenring 4 ist fest mit einer Vorderseite 6 des Aufhängungsträgers 3 verbunden. Die Vorderseite 6 ist so beschaffen, dass sie im Gebrauch zur Außenseite des Fahrzeugs zeigt, also in Richtung des Rades, das (in bekannter Weise und der Einfachheit halber nicht dargestellt) an der Radnabeneinheit 5 auf der dem Aufhängungsträger 3 gegenüberliegenden Seite befestigt ist.
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Das Lenkungsaufhängungsmodul 1 umfasst ferner ein Kugelgelenk 7, das für die Anlenkung an einem bekannten und der Einfachheit halber nicht dargestellten unteren Steuerarm des vorgenannten Aufhängungssystems beschaffen ist, der ebenfalls bekannt und nicht dargestellt ist.
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Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfasst der Aufhängungsträger 3 einen schalenförmigen Körper 8, der eine Wölbung 9 bestimmt (3 und 4) und vollständig aus einem durchgehenden Metallblech (aus Stahl oder anderen geeigneten Legierungen) gebildet ist, das von einem Blech in Rollen abgeschnitten und gebogen wurde, beispielsweise durch einen Tiefziehvorgang, so dass der schalenförmige Körper 8 überall im Wesentlichen die gleiche Wandstärke aufweist.
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Insbesondere umfasst der schalenförmige Körper 8 eine Bodenwand 10, die im Wesentlichen flach ist und auf der Wölbung 9 gegenüberliegenden Seite die Vorderseite 6, eine erste Seitenwand 11 und eine zweite Seitenwand 12, die der Seitenwand 11 gegenüberliegt und ihr zugewandt ist, bestimmt/begrenzt.
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Die Seitenwände 11 und 12 sind an den Seiten der Stoßdämpferstrebe 2 angeordnet und einstückig und durchgehend mit der Bodenwand 10 verbunden.
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Der schalenförmige Körper 8 umfasst außerdem eine dritte Seitenwand 13, die quer zu den ersten und zweiten Seitenwänden 11 und 12 angeordnet ist und ebenfalls einstückig mit diesen und mit der Stirnwand 10 verbunden ist, allerdings auf der der Stoßdämpferstrebe 2 gegenüberliegenden Seite, der sie zugewandt ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist der Außenring 4 einstückig und radial auskragend mit einem Lenkarm 14 eines beliebigen bekannten Typs versehen und erstreckt sich quer auskragend von dem schalenförmigen Körper 8, auf der Seite der ersten Seitenwand 11 und neben dem schalenförmigen Körper 8.
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Dabei leitet der Lenkarm 14 mechanischen Belastungen, die er aufnimmt, im Gebrauch nicht direkt auf den Aufhängungsträger 3 ab, sondern umgekehrt direkt auf den Außenring 4, der durch Schmieden oder Gießen mit einer geeigneten Materialstärke hergestellt ist.
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Der Außenring 3 überträgt dann nur einen Teil dieser Spannungen auf die Stirnseite 6 des Aufhängungspfostens 3, und zwar über eine relativ große Fläche, was zu einer Verringerung der lokalen Spannungen durch Lastverteilung führt.
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Die Stoßdämpferstrebe 2 ist fest mit dem oberen Ende 15 des schalenförmigen Körpers 8 verbunden, das der dritten Seitenwand 13 gegenüberliegt.
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Insbesondere ist die Stoßdämpferstrebe 2, wie zu sehen sein wird, in einem ersten Sitz 16 des schalenförmigen Körpers 8 eingespannt; der Sitz 16 ist zumindest teilweise in der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 ausgeführt und bildet eine erste Schnittstelle des schalenförmigen Körpers 8, die in einem Stück mit diesem erhalten ist.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung ist das Kugelgelenk 7 als unabhängige,, selbsttragende Einheit ausgeführt, die einstückig mit der dritten Seitenwand 13 an einem zweiten Sitz 18 des schalenförmigen Körpers 8 verbundenist.
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Der Sitz 18 ist in der dritten Seitenwand 13 in einer dem ersten Sitz 16 zugewandten Position so ausgebildet, dass das Kugelgelenk 7 auf der der Stoßdämpferstrebe 2 gegenüberliegenden Seite nach unten aus dem schalenförmigen Körper 8 auskragt. Der Sitz 18 bildet eine zweite Schnittstelle des schalenförmigen Körpers 8, die einstückig mit diesem ausgebildet ist.
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Das erfindungsgemäße integrierte Lenkungsaufhängungsmodul 1 umfasst ferner eine Bremssattelhalterung 19 (1) für einen Bremssattel, der an sich bekannt und der Einfachheit halber nicht dargestellt ist.
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Die Bremssattelhalterung 19 umfasst gemäß einem nicht sekundären Aspekt der Erfindung ein Paar von Laschen oder Vorsprünge 20 (1), die einstückig mit dem Außenring 4 gefertigt sind und sich radial auskragend vom Außenring 4 auf einer dem Lenkarm 14 gegenüberliegenden Seite erstrecken, so dass die Bremssattelhalterung 19 zumindest (oder nur) durch den Außenring 4 hindurch mit dem schalenförmigen Körper 8 einstückig ist.
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Insbesondere ist der Außenring 4 mit dem schalenförmigen Körper 8 an der Vorderseite 6 und somit direkt mit der Bodenwand 10 mittels eines ringförmigen Flansches 21 (1 und 4), der sich radial außerhalb des Außenrings 4 befindet, und durch mindestens eine Mehrzahl von Verbindungselementen 22, die vorzugsweise lösbar, wie Schrauben oder Bolzen, fest verbunden sind.
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Die Verbindungselemente 22 sind in der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 untergebracht und durchdringen die Bodenwand 10 des schalenförmigen Körpers, um in den ringförmigen Flansch 21 auf der der Vorderseite 6 gegenüberliegenden Seite einzugreifen.
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Nach anderen möglichen Ausführungsbeispielen können die Verbindungselemente 22 auch nicht lösbar sein, wie z. B. Nägel oder Nieten. Darüber hinaus kann der Außenring 4 gemäß möglicher, nicht dargestellter Ausführungsbeispiele nicht nur mit Hilfe der Verbindungselemente 22, sondern auch durch plastische Verformung an der Bodenwand 10 befestigt werden.
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Die Bodenwand 10 ist mit einer durchgehenden Öffnung oder einem Fenster 24 versehen, das zur Aufnahme der Radnabeneinheit 5 beschaffen und/oder den Durchgang der Kraftübertragung zu letzterer ermöglicht.
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Dazu kann ein Teil eines umlaufenden Randes 23 der mittig durch die Bodenwand 10 gebohrten Durchgangsöffnung oder des Fensters 24 auf den Flansch 21 gefaltet oder gepresst werden. Alternativ ist es auch möglich, auf der Fahrzeuginnenseite einen einstückig am Außenring angeformten Kragen auszubilden, der dann zur Herstellung der Verbindung auf dem Blech des schalenförmigen Körpers 8 plastisch verformt werden kann.
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In jedem Fall wird gemäß einem Aspekt der Erfindung ein erstes Paar von Verbindungselementen 22b, die in der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 untergebracht sind, die Bodenwand 10 desselben durchdringen, um nicht nur mit dem Flansch 21, sondern auch gleichzeitig mit den Laschen oder Vorsprünge 20 in Eingriff zu kommen, um sowohl den Flansch 21 als auch Laschen oder Vorsprünge 20 einen Kontakt mit der durch die Bodenwand 10 des schalenförmigen Körpers 8 begrenzte Vorderseite 6 zu sichern.
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Dieses erste Paar von Verbindungselementen 22b endet (1 und 2) mit entsprechenden Befestigungs-/Montagebolzen 25 für den Bremssattel, die von den Laschen oder Vorsprünge 20 auf der dem schalenförmigen Körper 8 gegenüberliegenden Seite und senkrecht zur Vorderseite 6 auskragen.
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Dadurch werden die im Betrieb vom Bremssattel übertragenen mechanischen Belastungen ebenfalls nicht direkt von dem Aufhängungsträger 3 aufgenommen, sondern vom Außenring 4, der sie dann über den Flansch 21 auf die große, durch die Fläche 6 definierte Fläche und von dieser aus verteilt (also mit geringeren lokalen Spannungen) auf die Wände 10, 11, 12 und 13 des schalenförmigen Körpers 8 verteilt.
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Bei der soeben beschriebenen Ausführungsbeispiel der 1-4, bei der die Laschen oder Vorsprünge 20 ebenfalls direkt über die Verbindungselemente 22b fest mit der Bodenwand 10 mittels der Verbindungselemente 22b einstückig verbunden sind, ist diese Spannungsverteilung noch größer als diejenige, die ohnehin durch den Flansch 21 gewährleistet wäre, so dass der schalenförmige Körper 8 noch weniger belastet wird.
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In den 5 und 6 ist eine andere Ausführungsbeispiel 1b des integrierten Lenkungsaufhängungsmoduls der Erfindung dargestellt.
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Details, die den bereits beschriebenen ähnlich oder identisch sind, sind mit denselben Nummern gekennzeichnet.
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In dieser Ausführungsbeispiel ist der Außenring 4 fest mit dem schalenförmigen Körper 8 verbunden, und zwar nur durch den radial äußeren Ringflansch 21 und durch mindestens eine Mehrzahl von Verbindungsorganen, wie z. B. Schrauben oder Bolzen, die durch die Bodenwand 10 auf der Seite der Konkavität 9 mittels entsprechender Durchgangslöcher 26 der Bodenwand 10 (die natürlich auch im Modul 1 vorhanden sind), die um die Durchgangsöffnung 24 herum gebohrt sind und von denen nur eines in der 6 sichtbar ist, untergebracht sind.
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In diesem Fall ragen die Laschen oder Vorsprünge 20 gegenüber der Vorderseite 6 auf der Seite der zweiten Seitenwand 12 und auf der dem Lenkarm 14 gegenüberliegenden Seite auskragend hervor, auch weil die Form des schalenförmigen Körpers 8 dieser Variante 1b von der des Körpers 8 des Aufhängungsmoduls 1 abweicht. Während letzteres eine asymmetrische Form in Bezug auf die Stoßdämpferstrebe 2 aufweist, indem es sich auf der Seite der Seitenwand 12 so erstreckt, dass es den Querteil der Laschen oder Vorsprünge 20 „abdeckt“, hat der schalenförmige Körper 8 im Falle des Aufhängungsmoduls 1b eine im Wesentlichen symmetrische Form in Bezug auf die Stoßdämpferstrebe 2, d.h. er erstreckt sich auf beiden Seiten der Stoßdämpferstrebe 2 um im Wesentlichen den gleichen Betrag.
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Auch bei dieser Variante 1b sind die Laschen oder Vorsprünge 20 so beschaffen, dass sie einstückig entsprechende Stifte 25 (von denen der Einfachheit halber nur einer dargestellt ist) zur Befestigung eines Bremssattels aufnehmen können, wobei die Stifte 25 senkrecht von den Laschen oder Vorsprünge 20 auf der dem schalenförmigen Körper 8 gegenüberliegenden Seite auskragen, wie im Fall des Moduls 1.
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Bei dieser Variante 1b werden die vom Bremssattel übertragenen Kräfte direkt nur auf den Außenring 4 abgeleitet, da die Nasen oder Bolzen 20 nicht in Kontakt mit der Fläche 6 sind.
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In jedem Fall ist bei allen Ausführungsbeispielen des erfindungsgemäßen Aufhängungsmoduls, wie zu sehen sein wird, die Bodenwand 10 des schalenförmigen Körpers 8 im Wesentlichen flach und immer mit der Durchgangsöffnung 24 versehen, um die herum eine Mehrzahl von gewindelosen Durchgangslöchern 26 angeordnet sind, die so beschaffen sind, dass sie auf der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 eine Mehrzahl von Verbindungselemente 22/22b, wie Bolzen oder Schrauben oder andere, aufzunehmen, die die Bodenwand 10 hindurchdringen, um mit den entsprechenden Befestigungselementen (dem Flansch 21 und, falls zutreffend, den Laschen oder Vorsprünge 20) des Außenrings 4 zu koppeln, um letzteren integral mit dem schalenförmigen Körper 8 an der Durchgangsöffnung 24 zu befestigen.
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Gemäß der ersten beschriebenen Ausführungsbeispiel umfasst der erwähnte zweite Sitz oder die Schnittstelle in Aufhängungsmodul 1 ein Durchgangsloch 18, das durch die dritte Seitenwand 13 des schalenförmigen Körpers 8 gebohrt ist und in das das als unabhängige Einheit hergestellte Kugelgelenk 7 durch Presspassung eingepasst ist, so dass es (3 und 4) von der Seitenwand 18 sowohl nach innen aus dem schalenförmigen Körper 8, innerhalb der Wölbung 9, als auch nach außen aus dem schalenförmigen Körper 8 auskragt, wobei ein Ende davon 27 so beschaffen ist, dass es mit dem erwähnten unteren Steuerarm des bekannten und nicht dargestellten Aufhängungssystems zusammenpasst.
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Gemäß dem Ausführungsbeispiel 1b (5 und 6) umfasst der zweite Sitz oder die zweite Schnittstelle hingegen eine Vertiefung 18b (im gezeigten Beispiel) oder eine Durchgangsöffnung (ähnlich der Bohrung 18 des Moduls 1), die in der dritten Seitenwand 13 ausgebildet ist und dazu dient, das Kugelgelenk 7 aufzunehmen, das als unabhängige Einheit hergestellt ist, so dass letzteres aus der Seitenwand 13 auf einer Seite auskragt, die der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 gegenüberliegt. In beiden Fällen ist die dritte Seitenwand 13 ferner mit einer Mehrzahl von Durchgangslöchern 28 versehen, die um die Vertiefung 18b oder um die Durchgangsöffnung 18 herum gebohrt und so gestaltet sind, dass sie eine Mehrzahl von Verbindungselementen 29, wie Schrauben oder Bolzen (von denen der Einfachheit halber nur eines dargestellt ist), aufnehmen können, um das Kugelgelenk 7 integral an der dritten Seitenwand 13 zu verbinden.
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Ist beispielsweise die Vertiefung 18b vorhanden, kann das Kugelgelenk 7 von einer geformten Platte 30 getragen werden, die formschlüssig mit der Vertiefung 18b verbunden und anschließend durch Schrauben 29 gesichert ist. Gemäß eines weiteren möglichen Ausführungsbeispiels, das der Einfachheit halber nicht dargestellt ist, kann das Kugelgelenk 7 integral ein Flanschelement aufweisen, das mittels Schrauben oder Nieten mit der Wand 13 verbunden werden kann, wobei die zweite Schnittstelle durch die Wand 13 selbst mit den jeweiligen Durchgangslöchern für die Schrauben oder Nieten beschaffen ist.
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In den 7 bis 10 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel 1c des erfindungsgemäßen integrierten Lenkungsaufhängungsmoduls der Erfindung dargestellt.
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Einzelheiten, die den bereits beschriebenen ähnlich oder gleich sind, werden der Einfachheit halber mit denselben Nummern bezeichnet.
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Die Variante 1c, die der Einfachheit halber ohne Teile, wie z. B. den mit dem Lenker 14 versehenen Außenring 4, dargestellt ist, ähnelt dem bereits beschriebenen Aufhängungsmodul 1, mit Ausnahme der Art und Weise, wie die Stoßdämpferstrebe 2 eingespannt ist. Die bereits beschriebene Variante 1b unterscheidet sich von dem beschriebenen Aufhängungsmodul 1 nicht nur in der Art und Weise, wie das Kugelgelenk 7 eingespannt ist, sondern auch in der Art und Weise, wie das Stoßdämpferbein 2 eingespannt ist.
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Wie in den 1-4 dargestellt, umfasst die Stoßdämpferstrebe 2 des Lenkungsmoduls 1 aus einem röhrenförmigen Metallelement 31 und einer halbringförmigen Metallhülse 32, die so geformt ist, dass sie in einer Umfangsrichtung elastisch verformbar ist.
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Die halbringförmige Hülse 32 ist radial auf der Außenseite des rohrförmigen Elements 31 angebracht und wird auf dem röhrenförmigen Metallelement 31 durch mindestens ein Verriegelungselement 33, wie z.B. eine Schraube oder einen Bolzen, festgezogen, das in die jeweiligen Durchgangslöcher eines Paars von Flügeln 32b eingreift, die vom Rest der Hülse 32 quer auskragt.
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Die halbringförmige Hülse 32 ist mit einem Paar einander gegenüberliegender Seiten 34 eines U-förmigen Abschnitts 35 des schalenförmigen Körpers 8, der dessen Oberseite 15 bildet, integral verschweißt und einstückig mit der Bodenwand 10 und den ersten und zweiten Seitenwänden 11 und 12 ausgebildet.
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Die halbringförmige Hülse 32 und der U-förmige Teil 35 des schalenförmigen Körpers 8 bilden den bereits erwähnten ersten Sitz bzw. die erste Schnittstelle 16.
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Wie in den 5 und 6 dargestellt, umfasst der erste Sitz 16 des Lenkungsaufhängungsmoduls 1b einen U-förmigen Abschnitt 35 des schalenförmigen Körpers 8, der dessen Oberseite 15 bildet und einstückig mit der Bodenwand 10 und den ersten und zweiten Seitenwänden 11 und 12 ausgebildet ist.
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Die Stoßdämpferstrebe 2 umfasst ein erstes rohrförmiges Metallelement 31 wie in Ausführungsbeispiel 1, das in beliebiger Weise innerhalb des U-förmigen Abschnitts 35 befestigt ist.
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Wie in den 7 bis 10 dargestellt, umfasst der erste Sitz oder die erste Schnittstelle 16 beim Lenkungsaufhängungsmodul 1c wiederum einen U-förmigen Abschnitt 35 des schalenförmigen Körpers 8, der dessen Oberseite 15 bildet und einstückig mit der Bodenwand 10 und den ersten und zweiten Seitenwänden 11 und 12 ausgebildet ist.
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In diesem Fall umfasst die Stoßdämpferstrebe 2 ein erstes röhrenförmiges Metallelement 31, das in einem röhrenförmigen Aufnahmerohrelement 38 einstückig (z.B. durch Verpressen) befestigt und verriegelt ist, das in Umfangsrichtung zum schalengförmigen Körper 8 hin offen ist, und zwar in Übereinstimmung mit zwei gegenüberliegenden ersten Flügeln 39, die quer nach außen davon auskragen und die mittels Verbindungselementen 40 (7), z. B. Schrauben oder Bolzen, innerhalb des U-förmigen Abschnitts 35 des schalenförmigen Körpers 8 einstückig gekoppelt sind.
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Zwischen den ersten Flügeln 39 ist ein U-förmiger Bügel 41 eingefügt, der eine quer verlaufende Basis 42 (7 und 9) aufweist, die das röhrenförmige Element 31 gegen eine Seitenwand des Aufnahmeelements 38 klemmt, sowie zwei zweite Flügel 43, die in Kontakt mit den ersten Flügeln 39 zusammenwirken und die von den Verbindungselementen 40 durchdringt werden.
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Das Aufnahmeelement 38 umfasst vorzugsweise auch (8) einen Fuß 44, der sich innerhalb der Wölbung 9 des schalenförmigen Körpers 8 erstreckt und mittels eines weiteren Verbindungselements 45, beispielsweise einer Schraube oder eines Bolzens, das durch den Fuß 44 und ein Durchgangsloch der Bodenwand 10 hindurch befestigt ist, gegen die Bodenwand 10 geklemmt wird und mit dieser fest verbunden ist.
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Aus dem Beschriebenen wird deutlich, dass das erfindungsgemäße integrierte Lenkungsaufhängungsmodul die Verwendung von Blech mit geringerer Wandstärke (3-f-4 mm) zur Herstellung eines vereinfachten Aufhängungsträgers (einschließlich des Kugelgelenks 7) ermöglicht. Der Grund dafür ist, dass die Schnittstellen zwischen Lenkarm und Bremssattel, für die eine hohe Fertigungsgenauigkeit und lokale Steifigkeit erforderlich sind, nicht vorhanden sind. Der vereinfachte Träger hat nur drei Hauptschnittstellen, die je nach den Anforderungen des Benutzers (Fahrzeugherstellers) montiert oder entfernt werden können. Sie wird in die Gesamtarchitektur eines bekannten Aufhängungssystems, z. B. der McPherson-Architektur, mit Hilfe der folgenden Schnittstellen eingefügt:
- - Schnittstelle Stoßdämpfer/Träger; das Stoßdämpferrohr kann mit dem Blechträger durch Befestigen, Schweißen oder Klemmen verbunden werden;
- - Schnittstelle Kugelgelenk/Träger: Der Träger der Aufhängung aus Blech hat ein eigenes Gehäuse, in das der Kopf des Kugelgelenks eingepresst wird; alternativ kann das Kugelgelenk auch durch Verschrauben oder Nageln montiert werden.
- - Schnittstelle Außenring/Träger: Der Träger wird mit dem Außenring und gegebenenfalls mit dem Bremssattel durch gewindelose Befestigungslöcher verbunden. Der Träger aus Blech und der äußere Lenkungsring können durch Verschraubung, Vernietung oder plastische Verformung zusammengefügt werden.
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Der vereinfachte Träger aus Blech hat eine einfache Form, die durch einen Standard-Zeichen-/Formvorgang leicht bearbeitet werden kann. Schnittstellen, für die eine hohe lokale Steifigkeit erforderlich ist (Bremssattel und Lenkhebel), werden dem Außenring 4 zugeordnet.
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Die Gesamtsteifigkeit des Pfostens wird durch das Vorhandensein von Blechwänden, wie den Seitenwänden 11 und 12, gewährleistet, die in der Ebene des Kippmoments liegen. Darüber hinaus können dem Flansch 21 am Außenring der Lenkung einige spezielle Rippen hinzugefügt werden, um die Steifigkeit der gesamten Baugruppe zu erhöhen.
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Die Reduzierung des Gesamtgewichts wird schließlich durch die Verringerung der Anzahl der zu verwendenden Schrauben oder Bolzen erreicht.
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Um beispielsweise den Bremssattel und die Radnabeneinheit (HBU) 5 mit dem Träger 3 aus Blech zu verbinden, wird im Stand der Technik eine HBU der dritten Generation (mit zwei Flanschen) verwendet, und es werden zwei Schrauben für die Befestigung des Bremssattels und mindestens drei Schrauben für die Befestigung des Außenrings verwendet, also insgesamt fünf Schrauben. Erfindungsgemäß werden jedoch zwei Schrauben für die Befestigung des Bremssattels zusammen mit dem mit einem Lenkhebel versehenen Außenring (1-4) und nur zwei Schrauben für die Befestigung des Lenkungsaußenrings verwendet. Diese beiden Schrauben können gegebenenfalls durch Nieten oder durch plastische Verformung, z. B. des Randes 23, ersetzt werden, so dass insgesamt nur zwei bis vier Schrauben vorhanden sind, was im Vergleich zum Stand der Technik Gewicht und Kosten spart.
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Darüber hinaus ist es durch die Entkopplung des Teils der Gelenkfunktionen und insbesondere der oberen und unteren Verbindungen in Abhängigkeit von den umgebenden Bauteilen im Allgemeinen möglich, eine einzige Links-Rechts-Konstruktion zu erhalten.
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Im Falle des Außenrings 4 kann eine einzige Konstruktion des einzigen Schmiedeteils (mit einer unterschiedlichen L/R-Bearbeitung) oder sogar eine vollständig symmetrische Konstruktion (Schmieden und Bearbeitung) erreicht werden, was erhebliche Einsparungen bei den Ausrüstungen ermöglicht. Auch der vereinfachte Träger oder das Gelenk aus Blech kann immer als eine einzige L/R-Konstruktion ausgeführt werden.
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Letztlich erfüllt das erfindungsgemäße integrierte Aufhängungsmodul den Bedarf an einer Leichtbaulösung für eine McPherson-Vorderradaufhängung, und die Gewichtsreduzierung ist der Faktor, der eine größere Autonomie von Elektrofahrzeugen und einen geringeren Kraftstoffverbrauch im Falle von Standardverbrennungsmotoren ermöglicht.
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Sie kommt auch dem Bedürfnis der Fahrzeughersteller entgegen, die Bauteilkosten so gering wie möglich zu halten. Die bisher bekannten Lösungen sind nicht symmetrisch für Links-/Rechtsaufhängungen, so dass zwei Codes für die Ausstattung einer gesamten Achse benötigt werden, das erfindungsgemäße integrierte Fahrwerkmodul kann dagegen so ausgelegt werden, dass es für L/R (links/rechts)-Anwendungen symmetrisch ist, was einen reduzierten Ausrüstungsaufwand und damit geringere Bauteilkosten ermöglicht.
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Weitere Vorteile sind:
- - Gewichtseinsparung insgesamt;
- - Potenzielle Kosteneinsparungen (Optimierung der Werkzeugkosten) aufgrund der Symmetrie zwischen linken und rechten Komponenten.
- - Erhöhte lokale Steifigkeit für die Verbindung von Lenker und Bremssattel durch Beseitigung separater Schnittstellen.
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Damit sind alle Ziele der Erfindung erreicht.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- IT 102021000004076 [0001]
- US 2009010581 [0003]
- US 20050077128 A1 [0004]
