DE19915633A1

DE19915633A1 - Schwenklager

Info

Publication number: DE19915633A1
Application number: DE1999115633
Authority: DE
Inventors: Thilo Zarm
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1999-04-07
Filing date: 1999-04-07
Publication date: 2000-10-12

Abstract

Es ist ein Schwenklager (15) für insbesondere die Vorderachse eines frontangetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Grundkörper aus miteinander verbindbaren Blechformteilen (1, 3) vorgesehen, an denen Bauteile für die Radaufhängung und Radführung und Radbremsung befestigt sind, wobei die Blechformteile (1, 3) und die vorgenannten Bauteile aus einem Titanlegierungswerkstoff hergestellt sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schwenklager für insbesondere die Vorderachse eines frontangetriebenen Kraftfahrzeugs nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Gattungsgemäße Schwenklager, die auch als Radträger bezeichnet werden, stellen die Verbindung zwischen einem Dämpfer oder Dämpferbein, dem Radlager und dem Querlenker an der Vorderachse eines Kraftfahrzeuges her. Die Koppelung des Querlenkers mit dem Schwenklager erfolgt dabei über eine am Schwenklager ausgebildete Führungsgelenkaufnahme.

Bei bekannten Schwenklagern handelt es sich um gegossene oder geschmiedete, einstückige Stahlteile, die beispielsweise aus einem Stahlgußwerkstoff oder auch aus Aluminium hergestellt werden. Es handelt sich dabei also um ein massives Bauteil, bei dem alle Funktionsflächen spanend nachgearbeitet werden müssen. Das Dämpferbein wird dabei meist über eine Schraub- oder eine Klemmverbindung mit dem Schwenklager verbunden.

Die vorstehende Beschreibung eines bekannten Schwenklagers macht deutlich, daß es sich bei diesem aufgrund seiner Ausbildung aus einem Vollmaterial um ein schweres Bauteil handelt, welches darüber hinaus nach seiner Formgebung an mehreren Funktionsflächen in einem spanenden Vorgang bearbeitet werden muß.

Der vorliegenden Erfindung liegt nun zur Beseitigung dieser Nachteile die Aufgabe zugrunde, ein Schwenklager zu schaffen, welches hohe Festigkeitswerte besitzt und trotzdem den Anforderungen des Leichtbaus gerecht wird, d. h. also gewichtssparend ausgebildet ist.

Die Erfindung weist zur Lösung dieser Aufgabe die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf. Vorteilhafte Ausgestaltungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.

Nach der Erfindung ist ein Schwenklager für insbesondere die Vorderachse eines frontangetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Grundkörper aus miteinander verbindbaren Blechformteilen vorgesehen, wobei an den Blechformteilen Bauteile für die Radaufhängung und die Radführung sowie für die Bremsung des Rades befestigt sind und sowohl die Blechformteile als auch die weiteren vorstehend beschriebenen Bauteile aus einem Titanlegierungswerkstoff hergestellt sind.

Die den Grundkörper bildenden Blechformteile werden dabei vorzugsweise mittels eines Tiefziehvorgangs hergestellt, so daß sie als zwei komplementär ausgebildete Blechformteile vorliegen, die über eine Schweißverbindung aneinander gefügt einen Hohlkörper mit mehreren Anbindungsflächen für die Aufnahme der vorstehend beschriebenen Bauteile bilden.

Als eines der Bauteile ist ein Lenkhebel mit einer Lenkstangenaufnahme vorgesehen, wobei der Lenkhebel aus einem Vollmaterial mittels eines Gießvorganges oder eines Schmiedevorganges geformt ist.

Ein weiteres der vorstehend beschriebenen Bauteile kann eine Führungsgelenkaufnahme zur gelenkigen Anordnung eines Querlenkers sein. Auch sind Bremszargen zur lösbaren Aufnahme eines Bremssattels vorgesehen.

In eine Öffnung des Grundkörpers aus den Blechformteilen ist eine rohrstückförmige Lageraufnahme einsetzbar und kann in dieser Öffnung mittels eines Schweißvorganges festgelegt werden.

An dem Grundkörper kann auch ein einseitig verschlossenes Dämpferrohr befestigt werden.

Es hat sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Titanlegierungswerkstoff eine Titan-Aluminium-Legierung, vorzugsweise TiAl6V4 ist, der sich durch hohe Festigkeitswerte und niedriges spezifisches Gewicht auszeichnet.

Die Erfindung wird im folgendem anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:

Fig. 1 ein Blechformteil zur Bildung des Grundkörpers des Schwenklagers;

Fig. 2 ein hierzu komplementär ausgebildetes Blechformteil;

Fig. 3 einen Lenkhebel zur Verbindung mit dem Grundkörper;

Fig. 4 eine Führungsgelenkaufnahme zur Verbindung mit dem Grundkörper;

Fig. 5 zwei Bremszargen, die der Aufnahme eines Bremssattels dienen;

Fig. 6 eine rohrstückförmige Radlageraufnahme;

Fig. 7 ein aus den einzelnen Bestandteilen zusammengesetztes Schwenklager; und

Fig. 8 eine Schnittdarstellung des Schwenklagers nach der Erfindung.

Fig. 1 der Zeichnung zeigt ein mittels Tiefziehen hergestelltes Blechformteil 1 zur Bildung des Grundkörpers des Schwenklagers. Das Blechformteil 1 weist eine als Auskragung ausgebildete Hälfte einer Anbindungsfläche 2 für den in Fig. 3 dargestellten Lenkhebel auf. Diese Anbindungsfläche für den Lenkhebel wird dadurch vervollständigt, daß das in Fig. 1 dargestellte Blechformteil 1 beispielsweise mittels eines Schweißvorganges mit dem in Fig. 2 dargestellten Blechformteil 3, welches zu dem in Fig. 1 dargestellten Blechformteil 1 komplementär ausgebildet ist, verbunden wird. Zur Verbindung der beiden Blechformteile 1, 3 werden das als Außenschale dienende Blechformteil 1 und das als Innenschale dienende Blechformteil 3 so aufeinandergesetzt, daß die kanalförmig ausgebildeten Anbindungsflächen 4 aufeinander zu liegen kommen und die sich so einstellende Stoßfläche mittels beispielsweise eines Laserstrahlschweißvorganges verbunden wird, so daß die kanalförmigen Anbindungsflächen 4 einen Hohlraum ausbilden. Hierdurch wird die Anbindungsfläche 2 für den Lenkhebel zu einer weitgehend kreisförmigen Anbindungsfläche ausgebildet, in die eine Anbindungsfläche 5 des Lenkhebels 6 form- und flächenkomplementär eingesetzt werden kann.

In ähnlicher Weise wird durch das vorstehend beschriebene Aufeinandersetzen der beiden Blechformteile 1, 3 eine Anbindungsfläche für eine in Fig. 4 dargestellte Führungsgelenkaufnahme 7 geschaffen, wobei die Führungsgelenkaufnahme über die Anbindungs- oder Auflagefläche 8 in eine Anbindungsfläche des Grundkörpers eingesetzt werden kann, der sich durch das Aneinanderfügen der beiden Blechformteile 1, 3 an der Unterseite des Grundkörpers bildet und mit dem Bezugszeichen 9 versehen ist.

In Fig. 5 der Zeichnung dargestellte Bremszargen 10 können über Auflageflächen oder Anbindungsflächen 11 in an eine dem Grundkörper ausgebildete form- und flächenkomplementäre Anbindungsfläche 12 eingesetzt werden, die sich in zu einer der Bildung der vorstehend bereits beschriebenen Anbindungsflächen ähnlichen Weise dadurch einstellt, daß die komplementär zueinander ausgebildeten Blechformteile 1, 3 zur Bildung des Grundkörpers aufeinander gesetzt und mittels einer Schweißverbindung miteinander verbunden werden.

Die beiden den Grundkörper des Schwenklagers ausbildenden Blechformteile 1, 3 weisen jeweils eine kreisscheibenförmige Öffnung 13 auf, die sich bei einem Aneinanderfügen der beiden Blechformteile 1, 3 zu einem rohrstückförmigen Aufnahmeraum ergänzen, in den eine in Fig. 6 dargestellte rohrstückförmige Radlageraufnahme 14 eingesetzt werden kann.

Fig. 7 der Zeichnung zeigt ein durch den Zusammenbau der vorstehend beschriebenen einzelnen Bauteile des Schwenklagers geschaffenes erfindungsgemäßes Schwenklager 15 mit dem Lenkhebel 6, der Führungsgelenkaufnahme 7, den beiden Bremszargen 10 und dem Aufnahmeraum 21, in den noch die in Fig. 6 dargestellte rohrstückförmige Radlageraufnahme 14 eingesetzt werden kann.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Lenkhebel 6 handelt es sich um ein Gußbauteil, welches über die Anbindungsfläche 5 in die Anbindungsfläche 2 des Grundkörpers eingesetzt und dort mittels eines Schweißverbunds festgelegt werden kann. Über eine als Durchgangsbohrung ausgebildete Aufnahmebohrung 16 kann am Lenkhebel 6 eine nicht dargestellte Lenkstange angelenkt werden. Der als Gußbauteil ausgebildete Lenkhebel 6 weist eine über einen Kernzug in der Gußform ausgebildete Vertiefung 17 auf, die der Gewichtsersparnis des Lenkhebels 6 dient.

Die in Fig. 4 dargestellte Führungsgelenkaufnahme 7 ist als Schmiedebauteil ausgebildet und dient der Abstützung des gesamten Schwenklagers 15 an einem Querlenker.

Die hinsichtlich ihrer Anordnung am Grundkörper in Fig. 7 ersichtlichen Bremszargen 10 sind in Fig. 5 einzeln dargestellt und weisen einen jeweils L-förmigen Körper auf mit einem Ansatz 19, der von einer Bohrung 20 zur Aufnahme einer Schraube durchsetzt ist, mittels der ein nicht dargestellter Bremssattel lösbar an den Bremszargen befestigt werden kann.

Fig. 6 der Zeichnung zeigt eine rohrstückförmige Radlageraufnahme 14, die von einem nahtlos geformten Rohrstück gebildet wird und in die in Fig. 7 dargestellte Aufnahme 21 des Schwenklagers 15 eingesetzt werden kann und dort mittels eines Schweißvorganges festgelegt werden kann. An der sich durch das Aneinanderfügen der beiden Blechformteile 1, 3 ergebenden Anbindungsfläche 22 kann ein Dämpferrohr 23 eines Stoßdämpfers des Kraftfahrzeugs über eine Schweißverbindung festgelegt werden.

Fig. 8 der Zeichnung schließlich zeigt eine Schnittdarstellung des Schwenklagers 15 mit der Führungsgelenkaufnahme 7, dem Bremszargen 10, der Radlageraufnahme 14 und dem Dämpferrohr 23. Bei der in Fig. 8 gewählten Schnittdarstellung des Schwenklagers 15 ist der in der Zeichnungsebene vorne liegende Lenkhebel 6 nicht sichtbar.

Das erfindungsgemäße Schwenklager i 5 zeichnet sich durch hohe Festigkeitswerte und niedriges Gewicht aus. Dies wird durch den als Hohlkörper ausgebildeten Grundkörper des Schwenklagers erreicht, der sich durch das Aneinanderfügen der beiden Blechformteile 1, 3 mittels eines Schweißvorgangs, insbesondere eines Laserstrahlschweißvorgangs ergibt und dadurch, daß alle zur Bildung des Schwenklagers eingesetzten Bauteile aus einer Titan-Aluminium-Legierung gebildet sind, vorzugsweise aus TiAl6V4.

Der Einsatz dieser Titan-Aluminium-Legierung ermöglicht die Bildung der hinsichtlich der Fläche größten Bestandteile des Schwenklagers, nämlich der Blechformteile 1, 3 aus einem Blech mit einer geringen Wandstärke von etwa 2 mm, was zu einer deutlichen Gewichtsreduzierung des erfindungsgemäßen Schwenklagers verglichen mit bekannten Schwenklagern führt.

Hinsichtlich vorstehend im einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im übrigen ausdrücklich auf die Ansprüche und die Zeichnung verwiesen.

BEZUGSZEICHENLISTE

1

Blechformteil

2

Anbindungsfläche

3

Blechformteil

4

Anbindungsfläche

5

Anbindungsfläche

6

Lenkhebel

7

Führungsgelenkaufnahme

8

Anbindungsfläche

9

Anbindungsfläche

10

Bremszargen

11

Anbindungsfläche

12

Anbindungsfläche

13

Öffnung

14

Radlageraufnahme

15

Schwenklager

16

Aufnahmebohrung

17

Vertiefung, Ausnehmung

18

Aufnahmebohrung

19

Ansatz

20

Bohrung

21

Aufnahme

22

Anbindungsfläche

23

Dämpferrohr

Claims

1. Schwenklager für insbesondere die Vorderachse eines frontangetriebenen Kraftfahrzeugs mit einem Grundkörper aus miteinander verbindbaren Blechformteilen (1, 3), an denen Bauteile für die Radaufhängung und Radführung und Radbremsung befestigt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechformteile (1, 3) und die Bauteile aus einem Titanlegierungswerkstoff hergestellt sind.

2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechformteile (1, 3), mittels Tiefziehen geformt sind.

3. Schwenklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blechformteile (1, 3) und die Bauteile Anbindungsflächen (2, 4, 5, 8, 9, 12, 22) aufweisen, an denen sie über eine Schweißverbindung aneinander festlegbar sind.

4. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch einen Lenkhebel (6) mit einer Lenkstangenaufnahme (16), wobei der Lenkhebel (6) aus einem Vollmaterial mittels eines Gießvorganges oder Schmiedevorganges geformt ist.

5. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Führungsgelenkaufnahme (7) zur gelenkigen Anordnung eines Querlagers über eine Aufnahme (18).

6. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch Bremszargen (10) zur lösbaren Aufnahme eines Bremssattels.

7. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine rohrstückförmige Radlageraufnahme (14), die in eine Öffnung (21) des Grundkörpers aus den Blechformteilen (1, 3) einsetzbar ist.

8. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch ein einseitig verschlossenes rohrstückförmiges Stoßdämpferrohr (23).

9. Schwenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Titanlegierungswerkstoff eine Titan-Aluminium-Legierung, vorzugsweise TiAl6V4 ist.