DE2624704A1

DE2624704A1 - Pivot bearing for steered or driven wheel - has one-piece casting with attachment points for steering arm, shock absorber and brake caliper

Info

Publication number: DE2624704A1
Application number: DE19762624704
Authority: DE
Inventors: Reinhard Ing Grad Boldt; Claus Ing Grad Homann; Joachim Ing Grad Kuehn; Gerhard Ing Grad Maescher; Fritz Mahnig; Karl-Heinz Dr Ing Marten; Werner Ing Grad Schink; Harald Ing Grad Schmidt; Hanspeter Walter
Original assignee: Georg Fischer AG; Volkswagen AG
Current assignee: Georg Fischer AG; Volkswagen AG
Priority date: 1976-06-02
Filing date: 1976-06-02
Publication date: 1977-12-08
Also published as: DE2624704B1

Abstract

The one piece wheel pivot bearing consists of a cushion shaped relatively thin wall part (1) curved towards the wheel. A cylindrical wheel hub region (2) passes vertically through the wall part to receive the wheel bearing. The wall is cast one piece with the hub and had radial or diagonal extensions (3, 4) to carry a suspension leg link point (5) and a steering arm point (6). Two further projections (8, 9) provide fixing points for a brake caliper and a final projection (10) has a fixing point for a cross arm. The bearing may be used for either front or rear wheel traction. The free edges of the neighbouring legs (12, 13) join into each other with a progressive curve and at a distance from the hub which is greater than the hub flat circular section which accommodates the brake back plate.

Description

Einteiliges Schwenklager für ein gelenktes Fahrzeugrad One-piece swivel bearing for a steered vehicle wheel

Die Erfindung betrifft ein einteiliges Schwenklager der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Ausbildung. Derartige Schwenklager finden in großem Umfange Einsatz für die Radaufhängung der lenkbaren Vorderräder von Fahrzeugen, und zwar unabhängig davon, ob die Fahrzeuge mit Vorderrad- oder Hinterradantrieb ausgerüstet sind.The invention relates to a one-piece pivot bearing in the preamble of the main claim mentioned training. Such pivot bearings can be found in large Extensive use for the suspension of the steerable front wheels of vehicles, regardless of whether the vehicles are front-wheel or rear-wheel drive are equipped.

Außer den beiden im Rahmen der Erfindung primär interessierenden Fortsätzen, die also teils einen Stützarm beispielsweise zum Angriff eines Federbeins und teils eine Lenkarmanlenkung bilden, weisen die bekannten Schwenklager drei weitere Fortsätze auf, von denen zwei zur Befestigung des Bremssattels und einer zur Befestigung des Querlenkers dient. Der letztgenannte Fortsatz und die beiden ersterwähnten Fortsätze schließen zwischen sich jeweils Winkel von 900 ein; die beiden Fortsätze zur Befestigung des Bremssattels liegen annähernd symmetrisch in dem verbleibenden Winkel von 1800.In addition to the two extensions that are primarily of interest in the context of the invention, So the partly a support arm for example to attack a strut and partly Form a steering arm articulation, the known pivot bearings have three further extensions on, of which two to attach the caliper and one to attach the Control arm is used. The last-mentioned extension and the two first-mentioned extensions each enclose angles of 900 between them; the two appendages for attachment of the brake caliper are approximately symmetrical in the remaining angle of 1800.

Die bekannten Schwenklager dieser Art sind Schmiedeteile.The known pivot bearings of this type are forged parts.

Im Hinblick auf die aufgezeigte komplizierte Formgebung ist ihre Herstellung insbesondere mit Rücksicht darauf, daß sie in großen Serien hergestellt werden, sehr kompliziert.In view of the complicated shape shown is their manufacture in particular with a view to the fact that they are manufactured in large series become very complicated.

Wegen der komplizierten Form der Schwenklager müssen nämlich mehrere Gesenke nacheinander Einsatz finden, wodurch sich ein großer Zeit-, Platz- und tostenaufwand bei der Fertigung ergibt. Hinzu kommt die Gefahr des Überhitzens des Ausgangsmaterials beim Schmiedeprozeß.Because of the complicated shape of the swivel bearings, several The dies are used one after the other, which saves a lot of time, space and waste results in production. There is also the risk of the starting material overheating in the forging process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwenklager des genannten Aufbaus zu schaffen, das diese Nachteile nicht aufweist, insbesondere unter Verwendung nur einer Form hergestellt werden kann. Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist gekennzeichnet durch die im Hauptanspruch angegebenen Merkmale.The invention is based on the object of a pivot bearing of the above To create structure that does not have these disadvantages, especially using only one shape can be made. The inventive solution to this problem is characterized by the features specified in the main claim.

Bei der Erfindung handelt es sich also nicht einfach um die Auswahl eines anderen, bekannten Sormgebungsverfahrens, d.h.So the invention is not simply a matter of selection another known method of shaping, i. e.

den Übergang vom Schmieden zum Gießen; vielmehr war praktisch eine Neukonstruktion des Schwenklagers erforderlich, damit dieses auch bei Ausbildung als relativ billiges Gußteil ohne zusatzlichen Materialaufwand die bei einem Schwenklager dieser Art um verschiedene Biegeachsen auftretenden Biegemomente ohne Gefahr der Zerstörung des Teils abbauen kann. Diese Neukonstruktion läßt sich auch dahingehend charakterisieren, daß der erste und der zweite Fortsatz des ein Gußteil darstellenden Schwenklagers zumindest zum großen Teil durch mit im wesentlichen V-förmigen Querschnitten ausgeführte Diagonalbereiche einer in Draufsicht etwa kissenförmigen gewölbten Wand gebildet sind, die von dem Radnabenbereich senkrecht durchsetzt ist.the transition from forging to casting; rather it was practically one New design of the swivel bearing required so that this also applies to training as a relatively cheap cast part without additional material expenditure that of a pivot bearing this type of bending moments occurring around different bending axes without the risk of Destruction of the part can degrade. This redesign can also be used to that effect characterize that the first and the second extension of a casting constituting Swivel bearing at least in large part by having substantially V-shaped cross-sections executed diagonal areas of an approximately cushion-shaped arched wall in plan view are formed, which is penetrated perpendicularly by the wheel hub region.

Während also die bekannten, als Schmiedeteile ausgebildeten einteiligen Schwenklager praktisch nichts anderes darstellen als einen zylindrischen Radnabenbereich mit im wesentlichen in radialen Richtungen weisenden Armen als Fortsätzen, bildet den Ausgang einer Beschreibung des erfindungsgemäßen, als Gußteil ausgebildeten Schwenklagers gleichsam eine gewölbte, etwa kissenförmige Wand, und die "Zipfel" der diese Form besitzenden gewölbten Wand dienen zum Anschluß der Federbeinanordnung bzw. des Lenkarms.So while the known, designed as forged parts are one-piece Swivel bearings represent practically nothing more than a cylindrical wheel hub area with essentially arms pointing in radial directions as appendages, forms the starting point of a description of the inventive, designed as a cast part Swivel bearing, as it were, a curved, approximately cushion-shaped wall, and the "tips" the arched wall having this shape are used to connect the strut assembly or the steering arm.

Wichtig für die Aufnahme der Biegemomente, die durch die Neigung der Fortsätze gegen die Achse des Radnabenbereichs sowie durch die von den Lenkern und von der Bremse ausgeübten Kräfte erzeugt werden, ist also nicht nur ein stetig gekrümmer Übergang der einander zugekehrten Ränder verschiedener Fortsätze, sondern auch die gewählte Querschnittsform in den die Fortsätze bildenden Bereichen. Erst hierdurch wird es möglich, relativ dünne Materialstärken zu wählen, so daß man - abgesehen von den zum Anschluß der anderen Elemente dienenden Endbereichen der Fortsätze - überall von einer Wand sprechen kann, die nur entsprechend gewölbt ist, beispielsweise so, daß sich V-förmige Querschnittsbereiche ergeben.-Dies wiederum erweist sich - abgesehen von der Vermeidung der Gefahr von Einschlüssen (Lunkern) - als günstig für die zerstörungsfreie Prüfung der Schwenklager, da an sich bekannte Ultraschall- und Röntgenmethoden Einsatz finden können.Important for absorbing the bending moments caused by the inclination of the Extensions against the axis of the wheel hub area as well as by the links and Forces exerted by the brake are generated, is therefore not just a steadily curved Transition of the facing edges of different processes, but also the selected cross-sectional shape in the areas forming the extensions. Only then it becomes possible to choose relatively thin material thicknesses, so that one - apart of the end areas of the extensions used to connect the other elements - can speak of a wall that is only appropriately curved, for example so that there are V-shaped cross-sectional areas.-This in turn proves - apart from avoiding the risk of inclusions (cavities) - as favorable for the non-destructive testing of the swivel bearings, as known ultrasonic and X-ray methods can be used.

An dieser Stelle sei eingefügt, daß unter einem V-förmigen Querschnitt oder einem Querschnitt mit aufeinander zulaufenden Schenkeln auch ein solcher zu verstehen ist, bei dem die Schenkel im Querschnitt gewölbt sind, und zwar gegenläufig konvex. Weiterhin soll diese Bezeichnungsweise auch einen im wesentlichen U-förmigen Querschnitt, gegebenenfalls wieder mit gewölbten Schenkeln, umfassen, also einen Querschnitt, bei dem die Schenkel nicht spitz, sondern unter B dung einer Abrundung oder eines Basisbereichs zusammenstoßen.At this point it should be added that under a V-shaped cross-section or a cross section with legs converging towards one another is understood in which the legs are arched in cross section, in opposite directions convex. Furthermore, this notation should also be essentially U-shaped Cross-section, possibly again with arched legs, include, so one Cross-section in which the legs are not pointed, but rounded off or of a base area.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwenklagers wird im folgenden anhand der Figuren erläutert, von denen Figur 1 eine perspektivische Vorderansicht von der Radseite her, dagegen Figur 2 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite her wiedergibt, während Figur 3 den in Figur 2 mit III-III bezeichneten Querschnitt zeigt.An embodiment of the pivot bearing according to the invention is in explained below with reference to the figures, of which Figure 1 is a perspective front view from the wheel side, while FIG. 2 is a perspective view from the rear reproduces, while FIG. 3 shows the cross-section designated in FIG. 2 with III-III shows.

Prinzipiell besteht das erfindungsgemäße einteilige Schwenklager aus einer etwa kissenförmigen, in Richtung auf das nicht dargestellte Rad gewölbten, relativ dünnwandigen Wandpartie 1 und einem sie senkrecht durchsetzenden zylindrischen Radnabenbereich 2, der zur Aufnahme des eigentlichen, ebenfalls nicht dargestellten Radlagers dient. Die Wand 1, die also einteilig mit dem Bereich 2 durch einen Gießvorgang hergestellt ist, besitzt radiale oder diagonale Bereiche 3 und 4, die als Fortsätze zur Anlenkung einer Federbeinanordnung (Endbereich 5) bzw. zur Anlenkung eines Lenkarms (Endbereich 6) ausgebildet sind. Ehe auf die Ausbildung dieser Diagonalbereiche 3 und 4 und damit der Fortsätze zum angriff des Federbeins bzw. dzs Lenkarms im einzelnen eingegangen wird, sei ergänzend darauf hingewiesen, daß die gewölbte Wand ferner die ebene Kreisringfläche 7 zum Angriff eines Bremsträgerblechs sowie drei weitere Fortsätze aufweist, von denen die beiden Fortsätze 8 und 9 zur Befestigung eines Bremssattels und der Fortsatz 10 zum Angriff eines Querlenkers dienen. Bezüglich Zahl und Anordnung der Fortsätze entspricht die figürlich dargestellte Anordnung bekannten Schwenklagern dieser Art, wie die Erfindung überhaupt den Vorteil bietet, daß hinsichtlich der mit dem Schwenklager zusammenarbeitenden Teile beispielsweise der Lenkung oder der Bremse des Fahrzeugs keinerlei Änderungen vorgenommen zu werden brauchen. Grundsätzlich ist es also auch möglich, ein Fahrzeug mit Schwenklagern gemäß der Erfindung nachzurüsten. Auch ist der Einsatz der Erfindung unabhängig davon, ob es sich um ein angetriebenes Rad handelt oder nicht.In principle, the one-piece pivot bearing according to the invention consists of an approximately cushion-shaped, arched in the direction of the wheel, not shown, relatively thin-walled wall section 1 and a cylindrical section extending vertically through it Wheel hub area 2, which is to accommodate the actual, also not shown Wheel bearing is used. The wall 1, which is thus in one piece with the area 2 by a casting process is made, has radial or diagonal areas 3 and 4 as extensions for the articulation of a suspension strut arrangement (end area 5) or for the articulation of a steering arm (End region 6) are formed. Marriage on the training of these diagonal areas 3 and 4 and thus the extensions to attack the strut or dzs steering arm in individual is entered, it should also be noted that the arched wall also the flat circular ring surface 7 for attack by a brake carrier plate and three has further extensions, of which the two extensions 8 and 9 for attachment a brake caliper and the extension 10 are used to attack a wishbone. In terms of The number and arrangement of the extensions corresponds to the arrangement shown in the figures known pivot bearings of this type, as the invention offers the advantage at all, that with regard to the parts cooperating with the pivot bearing, for example No changes are made to the steering or the brakes of the vehicle to need. So basically it is also possible to use a vehicle Retrofit pivot bearings according to the invention. Also is the use of the invention regardless of whether it is a driven wheel or not.

Betrachtet man nun die Ausbildung der Querschnitte der Bereiche 3 und 4, so weisen sie jeweils ein Paar gewölbter Schenkel 11 und 12 bzw. 13 und 14 auf, wobei die jeweils ein Paar bildenden Schenkel 11,12 und 13,14 in Figur 1 in Richtung nach hinten aufeinander zuaufen. Diese Richtung ist identisch mit der Richtung der axialen Komponenten der Ausrichtung der Fortsätze, die ja nicht nur radial bezüglich der Achse des Radnabenbereichs 2 verlaufen, sondern auch etwas in Figur 1 nach hinten geneigt sind, so daß sie dort mit der genannten Achse einen Winkel einschließen, der kleiner als 9o° ist.If one now considers the formation of the cross-sections of the areas 3 and 4, they each have a pair of arched legs 11 and 12 or 13 and 14 on, the legs 11, 12 and 13, 14 in each case forming a pair in FIG. 1 in Towards each other towards the rear. This direction is identical to the direction the axial components of the alignment of the extensions, which are not only radially with respect to the axis of the wheel hub area 2, but also somewhat to the rear in FIG are inclined so that they form an angle there with said axis, which is smaller than 9o °.

Wichtig für die Erfindung ist ferner, daß die freien Ränder einander benachbarter Schenkel 12 und 13 unterschiedlicher Paare, wie bei 15 angedeutet, stetig gekrümmt ineinander übergehen,und zwar in einem Abstand von dem Radnabenbereich 2, der größer ist als die Breite des ebenen kreisringförmigen Bereichs 7. Auch hier erkennt man wieder das erfindungsgemäße Grundkonzept einer gewölbten Wand, die durch entsprechende Querschnittsgestaltung in ihren die beiden ersten Fortsätze darstellenden radialen oder diagonalen Bereichen mit geringer Materialstärke hergestellt werden kann, ohne daß ihre Festigkeit gegenüber den bekannten Schmiedeteilen leidet.It is also important for the invention that the free edges meet one another adjacent legs 12 and 13 of different pairs, as indicated at 15, merge continuously curved into one another, namely at a distance from the wheel hub area 2, which is greater than the width of the flat circular area 7. Here too one recognizes again the basic concept according to the invention of a curved wall that goes through corresponding cross-sectional design in their showing the first two extensions radial or diagonal areas can be produced with a low material thickness can, without their strength suffers compared to the known forgings.

Wie bei 16 und 17 angedeutet, gehen die Ränder einander abgekehrter Schenkel 11 und 14 verschiedener Schenkelpaare ebenfalls unter stetiger Krümmung über in die jeweils benachbarten weiteren Fortsätze 8 bzw. lo. Da auch hier auf einen erheblichen Abstand der Ränder 16 und 17 von Radnabenbereich 2 geachtet ist, bleibt eine praktisch geschlossene gewölbte Ringwand um den Radnabenbereich 2 herum stehen.As indicated at 16 and 17, the edges are facing away from each other Legs 11 and 14 of different pairs of legs also with constant curvature via into the respective adjacent further extensions 8 or lo. Since here too a significant one Distance of the edges 16 and 17 from the wheel hub area 2, a practically closed, arched ring wall remains around the wheel hub area 2 stand around.

Die Querschnittsform der Fortsätze wird besonders deutlich beim Fortsatz 4, so daß für diesen der Querschnitt in Figur 3 herausgezeichnet ist. Der Endbereich 5 des ersten Fortsatzes 3 erstreckt sich weiter in Richtung auf die Achse des Schwenklagers als der Endbereich 6 des zweiten Fortsatzes 4. Dessen ungeachtet besitzt aber auch der Bereich 3 eine Querschnittsform mit zwei aufeinander zulaufenden gewölbten Schenkeln 11 und 12.The cross-sectional shape of the extensions is particularly clear in the extension 4, so that the cross section for this is drawn out in FIG. The end area 5 of the first extension 3 extends further in the direction of the axis of the pivot bearing than the end region 6 of the second extension 4. However, it also has the area 3 has a cross-sectional shape with two curved legs tapering towards one another 11 and 12.

Durch die erfindungsgemäBe Formgebung wird also nicht nur eine gießgerechte Konstruktion geschaffen, sondern zugleich eine solche, die die speziellen Biegebeanspruchungen bei einem Schwenklager ohne zusätzlichen I{alUerialauflJand (gegenüber entsprechenden Schmiedeteilen) aufnimmt.The shaping according to the invention therefore not only results in a casting-compatible Construction created, but at the same time one that can cope with the special bending stresses in the case of a swivel bearing without additional aluminum support (compared to the corresponding Forgings).

Als Materialien kommen vor allem Temperguß, Stahlguß, Kuge1-graphitguß und Aluminiumguß (vor allem warmaushärtbare Legierungen mit Zink und Magnesium bzw. mit Zink, Magnesium und Kupfer) in Frage.The main materials used are malleable cast iron, cast steel, Kuge1 graphite cast iron and cast aluminum (especially thermosetting alloys with zinc and magnesium or with zinc, magnesium and copper) in question.

Claims

CLAIMS 1. One-piece swivel bearing for a steered wheel of a Vehicle with itself from a cylindrical wheel hub area to the outside and in the same Direction inclined towards the axis of the wheel hub area extending between them below 1800 lying angles enclosing appendages, of which a first as a connection with a shock-absorbing device in the manner of a spring strut producing support arm and a second serving as a steering arm linkage, characterized in that that the first and second extensions (3, 4) of the pivot bearing, which is a cast part Cross-sections at least over areas of their lengths that are close to the wheel hub area (2) each with a pair of sloping legs converging in the direction of one another (11,12; 13,14), of which the mutually facing legs (12,13) are different Pairs (11,12; 13,14) with the formation of a curved partial ring wall around the wheel hub area (2) merge into one another with continuously curved edges (15).

2. Pivot bearing according to claim 1, characterized in that the legs (11,12; 13,14) of each pair are convex in opposite directions.

3. Pivot bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the legs (11,14) facing away from each other of different pairs (11,12; 13,14) below Formation of further partial ring walls around the wheel hub area (2), which in continuation of the arched Deilringxfand run, with steadily curved edges (16,17) in at least pass over another extension (8,10).

4. One-piece swivel bearing for a steered wheel of a vehicle with a cylindrical wheel hub area outwards and in the same direction extending inclined towards the axis of the wheel hub area, between them below 1800 lying angles enclosing appendages, a first of which as a connection with a shock-absorbing device in the manner of a strut producing support arm and a second serves as a steering arm linkage, characterized in that the first and the second extension (3, 4) of the pivot bearing, which is a cast part, at least largely through diagonal areas with essentially V-shaped cross-sections (3, 4) an approximately cushion-shaped curved wall (1) in plan view are formed, which is traversed vertically by the wheel hub area (2).