DE10212873B4 - Schwenklager - Google Patents
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Abstract
Schwenklager für eine Radaufhängung, umfassend:
einen Basiskörper,
eine an dem Basiskörper ausgebildeten Radlageranbindung (1) zur Anbindung einer Radlagerung, wobei die Radlageranbindung (1) eine Durchgangsöffnung (5) mit einer Mittelachse aufweist,
eine Federbeinanbindung (2) zur Anbindung eines Federbeinabschnittes, die einen Federbeinaufnahmeabschnitt aufweist,
einen Lenkerarm (3), der integral mit dem Basiskörper ausgebildet ist,
eine Führungsgelenkanbindung (23) zur schwenkbewegbaren Anbindung des Basiskörpers an einen Lenker,
einen ersten Rippenbogen (12), der sich auf der Seite des Lenkerarms (3) aus dem Bereich der Federbeinanbindung (2) in den Bereich der Radlageranbindung (1) hinein erstreckt,
einen zweiten Rippenbogen (13), der sich auf einer dem ersten Rippenbogen (12) abgewandten Seite der Federbeinanbindung (2) in den Bereich der Radlageranbindung (1) hinein erstreckt, und
eine Querwand (11), die sich zwischen den beiden Rippenbögen (12, 13) erstreckt und einen in Einbauposition unteren Bereich des Federbeinaufnahmeabschnitts (10) mit einem in Einbauposition oberen Bereich der Radlageranbindung...
einen Basiskörper,
eine an dem Basiskörper ausgebildeten Radlageranbindung (1) zur Anbindung einer Radlagerung, wobei die Radlageranbindung (1) eine Durchgangsöffnung (5) mit einer Mittelachse aufweist,
eine Federbeinanbindung (2) zur Anbindung eines Federbeinabschnittes, die einen Federbeinaufnahmeabschnitt aufweist,
einen Lenkerarm (3), der integral mit dem Basiskörper ausgebildet ist,
eine Führungsgelenkanbindung (23) zur schwenkbewegbaren Anbindung des Basiskörpers an einen Lenker,
einen ersten Rippenbogen (12), der sich auf der Seite des Lenkerarms (3) aus dem Bereich der Federbeinanbindung (2) in den Bereich der Radlageranbindung (1) hinein erstreckt,
einen zweiten Rippenbogen (13), der sich auf einer dem ersten Rippenbogen (12) abgewandten Seite der Federbeinanbindung (2) in den Bereich der Radlageranbindung (1) hinein erstreckt, und
eine Querwand (11), die sich zwischen den beiden Rippenbögen (12, 13) erstreckt und einen in Einbauposition unteren Bereich des Federbeinaufnahmeabschnitts (10) mit einem in Einbauposition oberen Bereich der Radlageranbindung...
Description
- Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenklager für eine Radaufhängung nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Derartige Schwenklager koppeln einen unteren Abschnitt eines Federbeins mit einer Radlagerung.
- Aus der
EP 10 55 584 A2 ist ein Schwenklager für eine Vorderradaufhängung bekannt. Dieses Schwenklager ist aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt und umfaßt neben einem Radlageranbindungsabschnitt und einem Aufnahmebereich zur Aufnahme eines Federbeinendabschnitts auch einen integral mit dem Radlageranbindungsabschnitt ausgebildeten Lenkschenkel. Durch die Verwendung von Leichtmetall zur Ausbildung des Schwenklagers wird der Anteil der ungefederten Massen in einer Radaufhängungsanordnung reduziert. Aus Leichtmetall gefertigte Schwenklager erweisen sich jedoch gegenüber herkömmlichen, aus einem hochfesten Stahlwerkstoff gefertigten Schwenklagern als vergleichsweise raumfordernd und führen insoweit zu konstruktiven Einschränkungen. - Ein Schwenklager der eingangs genannten Art ist ferner aus der
DE 26 24 704 B1 bekannt. Das Schwenklager ist dabei derart ausgebildet, dass man überall von einer Wand sprechen kann, die nur entsprechend gewölbt ist, beispielsweise so, dass sich V-förmige Querschnittsprofile ergeben. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein hochbelastbares Schwenklager zu schaffen das sich bei hoher Strukturfestigkeit durch ein geringes Eigengewicht auszeichnet.
- Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Schwenklager mit den Merkmalen von Patentanspruch 1 gelost.
- Dadurch wird es auf vorteilhafte Weise möglich, ein für die Verbindung des Federbeinaufnahmeabschnittes mit der Radlageranbindung hochfestes Schwenklager zu schaffen, das sich durch eine günstige Werkstoffbelastung und einen geringen Bauraumbedarf auszeichnet.
- Der Verlauf der Querwand ist derart abgestimmt, daß die Querwand zwischen den beiden Rippenbögen im Zusammenspiel mit einem Außenflächenabschnitt des Federbeinaufnahmeabschnitts eine zu einem Radfelgenbereich hin offene Außenwanne begrenzt. Auf einer der Außenwanne abgewandten Rückseite des Schwenklagers begrenzt die Querwand im Zusammenspiel mit den beiden Rippenbögen und der Radlageranbindung eine zu einem Antriebswellenbereich nach unten offene Innenwanne.
- Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung durchsetzt die Querwand den zwischen den beiden Rippenbögen begrenzten Zwischenraum im wesentlichen diagonal. Dadurch ergibt sich eine besonders hohe Struktursteifigkeit.
- Das Schwenklager weist im Bereich der Radlageranbindung eine zentrale Durchgangsöffnung sowie eine diese umsäumende Flanschfläche auf. Die Flanschfläche ist von mehreren Schraubendurchgangsöffnungen durchsetzt. Wenigstens zwei der Schraubendurchgangsöffnungen befinden sich in Einbauposition oberhalb der Durchgangsöffnung in Nachbarschaft zu der Querwand im Bereich der Innenwanne. Durch diese Anordnung werden neben einer günstigen Übertragung der im Bereich der oberen Schraubendurchgangsöffnungen eingeleiteten Kräfte in das Schwenklager auch eine Aussteifung des Schwenklagers durch eine an die Radlageranbindung angeschraubte Nabenträgeranordnung erreicht.
- Die Rippenbögen sind vorzugsweise derart ausgebildet, daß die in Einbauposition des Schwenklagers unteren Kanten der Rippenbögen sich bis auf einen in Radachshöhe liegenden Bereich der Radlageranbindung erstrecken. Das erfindungsgemäße Schwenklager bildet in vorteilhafter Weise Teil einer Vorderradaufhängung eines Fahrzeugs mit Vorderradantrieb. Gemäß einem besonderen Aspekt der Erfindung ist das Schwenklager aus einem Leichtmetallwerkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung gefertigt.
- In vorteilhafter Weise zweigt von dem ersten Rippenbogen im Bereich der Radlageranbindung eine Lenkerarmrippe ab. Im Bereich dieser Verzweigungsstelle beträgt die Höhe der Bogenrippe vorzugsweise wenigstens 12 mm.
- Der Lenkerarm ist in seinem der Radlageranbindung abgewandten Endbereich mit einer Spurstangenanbindung versehen. Vorzugsweise ist an dem Lenkerarm auch eine Bodenrippe ausgebildet, die sich von der Spurstangenanbindung ausgehend in den unteren Bereich der Radlageranbindung hinein erstreckt.
- Das Schwenklager ist vorzugsweise durch ein Gieß- oder Gesenkschmiedeverfahren aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt. Im Bereich der Radlageranbindung, des Federbein-Aufnahmebereiches und insbesondere im Bereich der Spurstangenanbindung ist das erfindungsgemäße Schwenklager vorzugsweise spanabhebend überarbeitet. Eine besonders hohe Festigkeit des Schwenklagers insbesondere im Bereich der Radlageranbindung kann durch lokale Wärmebehandlung, insbesondere durch lokales Abschrecken erreicht werden.
- Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit der Zeichnung. Es zeigen:
-
1 eine perspektivische Ansicht des erfindungsgemäßen Schwenklagers von außen; -
2 eine perspektivische Ansicht des Schwenklagers nach1 von innen; -
3 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Schwenklagers; und -
4 eine weitere perspektivische Ansicht des Schwenklagers nach3 . - Das in
1 dargestellte Schwenklager ist aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt und umfaßt eine Radlageranbindung1 , eine Federbeinanbindung2 , einen Lenkerarm3 und eine Bremszangenanbindung4 . Im Bereich der genannten Anbindungen ist das Schwenklager spanabhebend überarbeitet und durch Wärmebehandlung gefügeverfestigt. - Im Bereich der Radlageranbindung
1 ist eine zentrale Durchgangsöffnung5 zur Durchführung des Antriebswellenzapfens einer Gelenk-Antriebswelle ausgebildet. Im Bereich der Durchgangsöffnung5 ist eine Ringschulter6 ausgebildet, die eine Schutzwand für ein ABS-Sensororgan bildet. Die Ringschulter6 ist in ihrem in Einbauposition unteren Bereich mit einer Ablauföffnung7 zur Ableitung von Schmutz- oder Kondenswasser versehen. Im Bereich der Radlageranbindung1 ist eine spanabhebend überarbeitete Aufspannfläche8 zum Aufspannen einer Radlagerung ausgebildet. Die Ringschulter6 bildet bei der Montage einer Antriebswelle einen zuverlässigen Schutz des ABS-Sensors. Im Bereich der Aufspannfläche8 sind mehrere Schraubendurchgangsöffnungen9 zur Durchführung von Schraubenbolzen ausgebildet. - Die Federbeinanbindung
2 umfaßt einen Federbeinaufnahmeabschnitt10 , der hier als kreiszylindrische Bohrung ausgebildet ist. Die Federbeinanbindung2 ist durch einen buchsenartigen Abschnitt des Basiskörpers gebildet, dessen axiale Länge größer ist als der Innen-Durchmesser des Federbeinaufnahmeabschnitts10 . - Die Federbeinanbindung
2 ist mit der Radlageranbindung1 durch eine untere Querwand11 sowie durch einen ersten Rippenbogen12 und einen zweiten Rippenbogen13 verbunden. Die Querwand11 erstreckt sich in Einbauposition im wesentlichen horizontal von einem unteren Endabschnitt der Federbeinanbindung2 ausgehend zu einem oberen Bereich der Radlageranbindung1 . Die Querwand11 durchquert dabei einen zwischen den beiden Rippenbögen12 ,13 begrenzten Bogenraum. Die Querwand11 bildet im Zusammenspiel mit den beiden Rippenbögen12 ,13 sowie mit dem zwischen den beiden Rippenbögen verlaufenden Außenflächenabschnitt14 der Federbeinanbindung2 eine zu einer Bremsscheibenlauffläche hin offene Außenwanne. - Der sich von der Federbeinanbindung
2 zur Radlagerlageranbindung1 hin erstreckende erste Rippenbogen12 geht auf Höhe der Mittelachse der Durchgangsöffnung5 in einen Lenkerarmrippenbogen12a über, der sich bis zu einer Spurstangenanbindung15 des Lenkerarmes3 erstreckt. - An dem Lenkerarm
3 ist eine untere Bodenrippe16 ausgebildet, die sich von der Spurstangenanbindung15 zum unteren Bereich der Radlageranbindung1 hin erstreckt. Die Bremszagenanbindung4 grenzt an die Radlageranbindung1 an und befindet sich auf einer dem Lenkerarm3 abgewandten Seite des Schwenklagers. Die Bremszangenanbindung4 umfaßt eine obere Aufnahmebohrung17 und ein untere Aufnahmebohrung18 . Die beiden Aufnahmebohrungen17 ,18 sind in spanabhebend überarbeiteten Nasenabschnitten ausgebildet. Zwischen diesen beiden Nasenabschnitten erstreckt sich eine Versteifungsrippe19 , die die beiden Nasenabschnitte gegeneinander abstützt und zugleich die Radlageranbindung1 in radialer Richtung aussteift. - In
2 ist insbesondere die Innenseite, d. h. die in Einbauposition der Radkasteninnenwand zugewandte Seite des erfindungsgemäßer Schwenklagers erkennbar. Der aus dem Bereich der Federbeinanbindung2 in die Radlageranbindung1 übergehende erste Rippenbogen12 verzweigt sich auf Höhe der Mittelachse der Durchgangsöffnung5 in den zur Spurstangenanbindung15 hin ausfließenden Rippenbogenabschnitt12a . Die untere Bodenrippe16 des Lenkerarmes3 geht im unteren Bereich der Radlageranbindung1 in eine Vertlikalrippe20 über, die die Radlageranbindung1 ähnlich wie die Versteifungsrippe19 in radialer Richtung aussteift und sich bis zu dem die untere Aufnahmebohrung18 aufnehmenden Nasenabschnitt21 der Bremszangenanbindung4 erstreckt. Durch die die Radlageranbindung1 umlaufenden Rippen ergibt sich unter Einschluß einer Führungsgelenkanbindung23 eine hohe Strukturfestigkeit. - Auf der dem Lenkerarm
3 gegenüberliegenden Seite des Schwenklagers erstreckt sich der zweite Rippenbogen13 aus dem Bereich der Federbeinanbindung2 zur Radlageranbindung1 hin. Die sich von der Unterkante des Federbeinaufnahmeabschnitts10 zum oberen Bereich der Radlageranbindung1 erstreckende Querwand11 bildet im Zusammenspiel mit den hier erkennbaren Innenflächenabschnitten der Rippenbogen12 ,13 und der Innenfläche der Radlageranbindung1 eine zu einem Antriebswellengelenk (hier nicht dargestellt) hin nach unten offene Innenwanne. Der Abstand zwischen den beiden Rippenbögen12 ,13 nimmt vom Bereich der Federbeinanbindung2 ausgehend wenigstens bis auf Höhe der oberen Durchgangsbohrungen9 zu. Das dargestellte Schwenklager kann in vorteilhafter Weise alternativ zu einem Thixogußverfahren als Kokillengußbauteil gefertigt werden. Es ist möglich, das Schwenklager aus einer kaltaushärtenden Legierung zu fertigen und durch lokale Abschreckung des Bauteils im Bereich der spanabhebend überarbeiteten Flächen eine erhöhte Gefügefestigkeit herbeizuführen. - Die zusätzliche Anbindung des Lenkerarms
3 an die Radlageranbindung1 über die seitlich in den Randbereich der Radlageranbindung ausfließenden Rippen12a ,16 führt zu einer hohen Strukturfestigkeit des Lenkerarms3 . - Durch die integral mit dem Schwenklager ausgebildete Ringschulter
6 wird ein besonders zuverlässiger Schutz der ABS-Sensororgane erreicht. Durch die Ablauföffnung7 kann etwaigen Wasseransammlungen im Bereich des ABS-Sensors zuverlässig vorgebeugt werden. Der im Bereich der Federbeinanbindung2 ausgebildete Federbeinaufnahmeabschnitt ist mit einer Klemmschraubenaufnahme22 versehen. Die Geometrie des Federbeinaufnahmeabschnittes10 , des darin aufgenommenen Federbeinabschnitts sowie die Klemmschraubenaufnahme22 sind derart abgestimmt, daß sich im Klemmzustand eine vorteilhafte, insbesondere spannungsoptimierte Spannungsverteilung im Bereich der Federbeinanbindung2 ergibt. - Im unteren Bereich der Radlageranbindung
1 ist in der Rippe20 eine Aufnahmebohrung23 ausgebildet, um einen unteren Quer- oder Dreieck-Lenkers über ein Gelenkorgan, insbesondere einen Achsschenkelbolzen anzukoppeln. - Für das in den
3 und4 dargestellte Ausführungsbeispiel gelten die vorausgegangen Ausführungen sinngemäß. Die Strukturbereiche des Schwenklagers nach den3 und4 sind durch die gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet wie die hierzu korrespondierenden Strukturbereiche in dem Ausführungsbeispiel nach den1 und2 . - Bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel stehen diese Rippenbögen
12 ,13 auf Höhe der Radlagerachse X in Richtung dieser Radlagerachse X noch weiter von der Innenwandung der Radlageranbindung1 nach innen hervor. Zudem sind die Rippenbögen12 ,13 in ihrem oberen Bereich jeweils mit einem Randwulst12b ,13b versehen. - Bezugszeichenliste
-
- 1
- Radiageranbindung
- 2
- Federbeinanbindung
- 3
- Lenkerarm
- 4
- Bremszangenanbindung
- 5
- Durchgangsöffnung
- 6
- Ringschulter
- 7
- Ablauföffnung
- 8
- Aufspannfläche
- 9
- Durchgangsbohrungen
- 10
- Federbeinaufnahmeabschnitt
- 11
- Querwand
- 12
- erster Rippenbogen
- 12a
- Lenkerarmrippenbogen
- 12b
- Randwulst
- 13
- zweiter Rippenbogen
- 13b
- Randwulst
- 14
- Außenflanschabschnitt
- 15
- Spurenstangenanbindung
- 16
- Bogenrippe
- 17
- obere Aufnahmebohrung
- 18
- untere Aufnahmebohrung
- 19
- Versteifungsrippe
- 20
- Vertikalrippe
- 21
- Nasenabschnitt
- 22
- Klemmschraubenaufnahme
- 23
- Führungsgelenkanbindung
Claims (8)
- Schwenklager für eine Radaufhängung, umfassend: einen Basiskörper, eine an dem Basiskörper ausgebildeten Radlageranbindung (
1 ) zur Anbindung einer Radlagerung, wobei die Radlageranbindung (1 ) eine Durchgangsöffnung (5 ) mit einer Mittelachse aufweist, eine Federbeinanbindung (2 ) zur Anbindung eines Federbeinabschnittes, die einen Federbeinaufnahmeabschnitt aufweist, einen Lenkerarm (3 ), der integral mit dem Basiskörper ausgebildet ist, eine Führungsgelenkanbindung (23 ) zur schwenkbewegbaren Anbindung des Basiskörpers an einen Lenker, einen ersten Rippenbogen (12 ), der sich auf der Seite des Lenkerarms (3 ) aus dem Bereich der Federbeinanbindung (2 ) in den Bereich der Radlageranbindung (1 ) hinein erstreckt, einen zweiten Rippenbogen (13 ), der sich auf einer dem ersten Rippenbogen (12 ) abgewandten Seite der Federbeinanbindung (2 ) in den Bereich der Radlageranbindung (1 ) hinein erstreckt, und eine Querwand (11 ), die sich zwischen den beiden Rippenbögen (12 ,13 ) erstreckt und einen in Einbauposition unteren Bereich des Federbeinaufnahmeabschnitts (10 ) mit einem in Einbauposition oberen Bereich der Radlageranbindung (1 ) verbindet, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (11 ) und die beiden Rippenbögen (12 ,13 ) sowohl eine zu einer Bremsfläche hin offene Außenwanne als auch eine zu einem Antriebswellenbereich hin nach unten offene Innenwanne bilden, wobei der erste Rippenbogen (12 ) auf Höhe einer Mittelachse der Durchgangsöffnung (5 ) von der Innenwandung der Radlageranbindung (1 ) nach innen hervorsteht. - Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Querwand (
11 ) den zwischen den Rippenbögen (12 ,13 ) liegenden Bogenraum durchsetzt. - Schwenklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radlageranbindung (
1 ) eine die Durchgangsöffnung (5 ) umsäumende Flanschfläche umfaßt, wobei die Flanschfläche von mehreren Schraubendurchgangsöffnungen (9 ) durchsetzt ist und wenigstens zwei der Schraubendurchgangsöffnungen (9 ) in Nachbarschaft zu der Querwand (11 ) sich in die Innenwanne hinein erstrecken. - Schwenklager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die in Einbauposition unteren Rippenkanten der Rippenbögen (
12 ,13 ) sich bis in einen auf Radachsenhöhe liegenden Bereich der Radlageranbindung (1 ) erstrecken. - Schwenklager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Schwenklager aus einem Leichtmetallwerkstoff gefertigt ist.
- Schwenklager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß von dem ersten Rippenbogen (
12 ) im Bereich der Radlageranbindung eine Lenkerarmrippe (12a ) abzweigt. - Schwenklager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkerarm (
3 ) auf seinem der Radlageranbindung (1 ) abgewandten Endbereich in eine Spurstangenanbindung (19 ) ausläuft. - Schwenklager nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Lenkerarm (
3 ) eine Bodenrippe (16 ) aufweist, die sich von der Spurstangenanbindung (19 ) in einen unteren Bereich der Radlageranbindung (1 ) hinein erstreckt.
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Legal Events
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OM8 | Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law | ||
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R008 | Case pending at federal patent court | ||
R034 | Decision of examining division/federal patent court maintaining patent in limited form now final | ||
R206 | Amended patent specification | ||
R071 | Expiry of right |