DE4313624A1

DE4313624A1 - Achsschenkelanordnung

Info

Publication number: DE4313624A1
Application number: DE4313624A
Authority: DE
Inventors: William Lawrence Kozyra; Ronald Maurice Revyn; Victor Albert Utykanski
Original assignee: Budd Co
Current assignee: Robert Bosch Technology Corp
Priority date: 1992-05-18
Filing date: 1993-04-26
Publication date: 1993-11-25
Also published as: JP2523436B2; MX9302205A; JPH06171545A; US5366233A; CA2092208A1

Description

Die Erfindung betrifft Komponenten einer Kraftfahrzeugauf hängung, insbesondere eine Achsschenkelanordnung, die ein gestanztes Achsschenkelgehäuse aufweist, an dem eine Lenk hebelverbindung befestigt ist.

Achsschenkelanordnungen haben normalerweise einstückige geschmiedete oder gegossene Gehäuse. An diesen einteiligen Einheiten sind Radlagerträger, Torsionsstäbe, Sattel für Bremsscheiben, Kugelgelenke, Druckstangen, Lenkgestänge und andere Aufhängungskomponenten befestigt. Die bekannten Achsschenkel funktionieren zwar zufriedenstellend, es ist aber weiterhin erwünscht, die Produktionskosten zu senken und die baulichen Eigenschaften der Achsschenkelkonstruk tion zu verbessern.

Man möchte vor allem das Gewicht der Achsschenkelanordnung verringern. Gewichtsreduzierungen in diesem Bereich sind deswegen vorteilhaft, da sie sowohl das Fahrzeuggesamt gewicht als auch die ungefederte Masse der Aufhängung verringern. Durch eine Verringerung der ungefederten Masse werden die Fahreigenschaften und das Handling des Fahrzeugs deutlich verbessert. Eine Gewichtsreduzierung steigert so wohl die Leistung als auch den Kraftstoffwirkungsgrad des Fahrzeugs.

Ein Fortschritt zur Gewichtsreduzierung und zur Verein fachung des Aufbaus konnte erreicht werden, indem konkave schalenförmige Achsschenkelgehäuse vorzugsweise durch Metallstanzverfahren hergestellt wurden. Solche gestanzten Achsschenkelgehäuse sind in den US-Patenten 4 618 159 und 4 722 540 und in der US-Patentanmeldung 579 369 gezeigt, auf die vollinhaltlich Bezug genommen wird. Diese gestanzten Achsschenkelgehäuse sind wesentlich kostengünstiger herzu stellen als gegossene oder geschmiedete Achsschenkelgehäu se, da die erforderlichen Werkzeuge viel einfacher sind.

Die bekannten gestanzten Achsschenkelgehäuse werden aller dings oft mit einer oder mehreren innen angeordneten Plat ten verstärkt, um hohen Biege- und Torsionsbelastungen standhalten zu können. Außerdem sind sie mit Befestigungs buchsen für verschiedene Aufhängungskomponenten versehen. Die Verstärkungsplatten und die Befestigungsbuchsen sind häufig mit dem gestanzten Gehäuse verschweißt. Dies ist jedoch sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine konstruktiv einfache Achsschenkelanordnung zu schaffen, die hohen Biege- und Torsionsbelastungen standhält.

Diese Aufgabe wird durch eine Achsschenkelanordnung nach Patentanspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungsgemäßen Achsschenkelanordnung sind Gegenstand der Patentansprüche 2 bis 12.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Achsschenkelgehäuse einteilig durch Metallstanzverfahren hergestellt und hat die Form einer offenen Schale mit zwei insgesamt gegenüberliegenden Seitenwänden und einer sich zwischen diesen erstreckenden Querwand. Eine Lenkhebelver bindung ist an dem Achsschenkelgehäuse so angebracht, daß sie den Zwischenraum oder den Kanal zwischen den gegenüber liegenden Wänden überbrückt. Die Lenkhebelverbindung wirkt als Träger- oder Stützelement, das sich über den Zwischen raum erstreckt und sorgt dafür, daß die Achsschenkelanord nung einen kastenähnlichen, geschlossenen Aufbau hat, der die bauliche Integrität der Anordnung weiter verbessert. Um das Gewicht der Achsschenkelanordnung weiter zu verringern, ist die Lenkhebelverbindung einteilig aufgebaut. Die Lenk hebelverbindung ist insbesondere als massiver Draht ausge bildet.

Die Lenkhebelverbindung ist an Flanschen befestigt, die sich von den gegenüberliegenden Seitenwänden des Achsschen kelgehäuses weg erstrecken und weist einen Seitenabschnitt auf, der sich zu einer Seite des Achsschenkelgehäuses erstreckt. Diese Erstreckung bildet einen Befestigungspunkt für den Lenkhebel. Da der Zwischenraum zwischen den Seiten wänden des gestanzten Achsschenkelgehäuses überbrückt wird, kann die erfindungsgemäße Achsschenkelanordnung erhöhten Torsions- und Biegebelastungen standhalten.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachstehend anhand von Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Achsschenkel anordnung in auseinandergezogener Darstellung und zugeordnete Komponenten;

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Abschnitt der Innenseite der Achsschenkelanordnung im wesentlichen entlang der Linie 2-2 von Fig. 1, die die Befestigung einer Lenkhebelverbindung an dem Achsschenkelgehäuse zeigt;

Fig. 3 den Schnitt 3-3 von Fig. 2, der die Befestigung der Lenkhebelverbindung an dem Achsschenkelgehäuse zeigt;

Fig. 4 eine auseinandergezogene Darstellung einer zweiten Ausführungsform einer Achsschenkelanordnung.

Die in Fig. 1 gezeigte Achsschenkelanordnung 10 weist als Hauptkomponenten ein Achsschenkelgehäuse 12, eine Naben- und Lageranordnung 14 und eine Bremsanordnung 16 auf. Die Achsschenkelanordnung 10 ist so konstruiert, daß sie ein Lager 22 für eine drehbare Befestigung einer Nabe 20 und einer Bremsscheibe 18 aufnimmt. Die Bremsanordnung 16 selbst weist zusätzlich zu der Scheibe 18 eine Drehmoment platte 24 mit Haltearmen 26 für einen Bremssattel auf, die eine genaue Positionierung einer Scheibenbremssattelanord nung 28 sicherstellen, die einen Bremssattel 30 und Brems schuhe 32 aufweist.

Die Achsschenkelanordnung 10 ist außerdem mit Befestigungs stellen für verschiedene Aufhängungskomponenten versehen, unter anderem für einen oberen Steuerhebel 34 mit einem oberen Kugelgelenk 38, für einen unteren Steuerhebel 36 mit einem unteren Kugelgelenk 40 und für einen Lenkhebel 42. Es ist aber auch die Befestigung von anderen Komponenten denkbar. Während die gezeigte Achsschenkelanordnung 10 für eine angetriebene Achse 44 beabsichtigt ist, können die neuen Merkmale der Erfindung auch für Ausgestaltungen mit nicht angetriebener Achse verwendet werden.

Die Drehmomentplatte 24 weist eine Mittelbohrung 46 auf, die so ausgelegt ist, daß sie den zylindrischen Abschnitt des Radlagers 22 aufnehmen kann. Obwohl auch andere Befe stigungssysteme verwendet werden können, ist der äußere Laufring des Radlagers 22 mit einem querverlaufenden Befe stigungsflansch oder einer Platte 48 mit Bohrungen 50 für eine Befestigung versehen oder ausgerüstet. Die Befesti gungsplatte 48 ist an der Drehmomentplatte 24 und einem Achsschenkelgehäuse 12 durch Befestigungselemente 49 befe stigt, die sich durch die Befestigungsbohrungen 50, 50′ und 50′′ erstrecken, die jeweils in der Befestigungsplatte 48, dem Achsschenkelgehäuse 12 bzw. der Drehmomentplatte 24 ausgebildet sind. Für diesen und für andere Zwecke ist eine ebene Fläche 52 an der Außenseite des unteren Endes 54 des Achsschenkelgehäuses 12 gebildet. Eine Mittelbohrung 46′ ist in einem Abschnitt der ebenen Fläche 52 ausgebildet, um das Lager 22 aufzunehmen.

Die Drehmomentplatte 24 weist, wie erwähnt, zwei einteilig ausgebildete, sich radial erstreckende winklig versetzte Sattelhaltearme 26 auf. Die Haltearme 26 sind so ausgebil det, daß sie die Scheibenbremssattelanordnung 28 aufnehmen. Die Sattelhaltearme 26 wirken als Reaktionsstellen, die es ermöglichen, daß die Scheibenbremssattelanordnung 28, insbesondere die Bremsbeläge 30, eine Reibverzögerungskraft auf die Bremsscheibe 18 ausüben können. Mit Gewinde ver sehene Befestigungselemente 56 erstrecken sich durch die Bremssattelhaltearme 26 und sind in ersten und zweiten Bohrungen 58 und 60 aufgenommen, um die Scheibenbremssat telanordnung 28 an den Haltearmen 26 zu befestigen.

Das Achsschenkelgehäuse 12 ist vorzugsweise aus Metallblech gebildet, das bei einem Metallstanzverfahren verwendet wird, durch das Metallrohteile ohne weiteres in fertige Teile umgewandelt werden. Da die Ausbildung des Achsschen kelgehäuses 12 einen beträchtlichen Verformungsgrad des Me talls erfordert, ist Weichstahl als Material vorzuziehen.

Das Achsschenkelgehäuse 12 kann insgesamt als konkave Schale beschrieben werden, die zwei gegenüberliegende Seitenwände 62 und eine sich zwischen diesen erstreckende Querwand 64 aufweist, die die gegenüberliegenden Seiten wände 62 verbindet. Somit ist ein Zwischenraum oder Kanal 63 zwischen den Seitenwänden 62 ausgebildet. Das Achsschen kelgehäuse 12 hat ein oberes Ende 66 und ein unteres Ende 54. Das obere Ende 66 ist mit einer Befestigungsstelle für den oberen Steuerhebel 34 versehen. Auf ähnliche Weise ist das untere Ende 54 mit einer Befestigungsstelle für den unteren Steuerhebel 36 versehen. Der obere und der untere Steuerarm 34 bzw. 36 kann an dem Achsschenkelgehäuse 12 durch verschiedene Verfahren angebracht werden, die für eine Befestigung der Kugelgelenke 38 und 40 bekannt sind. In den Figuren ist jedoch nur die Verschraubung des Achs schenkelgehäuses 12 an Komponenten gezeigt.

Von den Innenseiten der gegenüberliegenden Seitenwände 62 erstrecken sich ebene Flansche 68 im wesentlichen quer nach außen. Wie es gezeigt ist, erstrecken sich die Flansche 68 längs den Seitenwänden 62. Es können jedoch auch Flansche 68 verwendet werden, die sich weniger als die Länge der Seitenwände 62 erstrecken. Die Flansche 68 bilden Befesti gungsstellen für eine Lenkhebelverbindung 70.

Die Lenkhebelverbindung 70 ist eine drahtförmige oder stangenähnliche Konstruktion mit Befestigungsbohrungen 72, die im wesentlichen quer durch sie hindurchgehen. Die Bohrungen 72 sind so ausgelegt, daß sie mit Befestigungs bohrungen 74 übereinstimmen, die in den Flanschen 68 ausge bildet sind. Um die Lenkhebelverbindung 70 an den Flanschen 68 zu befestigen, sind die Bohrungen 72 der Lenkhebelver bindung 70 mit Gewinde versehen, um die mit Gewinde ver sehenen Befestigungselemente 76 aufzunehmen, die sich durch die Befestigungsbohrungen 74 in den Flanschen 68 erstrek ken.

Die Lenkhebelverbidnung 70 ist an dem Achsschenkelgehäuse 12 und insbesondere an den Flanschen 68 ungefähr in dem mittleren Drittel der senkrechten Höhe des Achsschenkelge häuses 12 zwischen dem oberen und dem unteren Ende 66 bzw. 54 befestigt, die als oberes bzw. unteres Drittel der vertikalen Höhe betrachtet werden können. Abhängig von der speziellen Verwendung des Fahrzeugs kann es wünschenswert sein, die Lenkhebelverbindung 70 ungefähr in der Mitte der vertikalen Höhe an den Flanschen 68 anzubringen. Die Stelle kann jedoch nach oben oder nach unten abhängig von der speziellen Anordnung des Lenkhebels 42 variieren.

Wie es in den Fig. 2 und 3 gezeigt ist, überbrückt die Lenkhebelverbindung 70 den Zwischenraum 63 zwischen den gegenüberliegenden Seitenwänden 62, wenn sie an dem Achs schenkelgehäuse 12 befestigt ist. Der kastenähnliche Aufbau der Achsschenkelanordnung 10 mit der Lenkhebelverbindung 70 erhöht die bauliche Integrität der Anordnung 10 und ihren Widerstand gegen Biege- und Torsionsbelastungen, die wäh rend des Betriebs des Fahrzeugs auftreten können. Ein Befestigungsarm 78 erstreckt sich von einem Ende der Lenk hebelverbindung 70 aus und ist so ausgebildet, daß er den Lenkhebel 42 aufnimmt. Der Befestigungsarm 78 ist an seinem Ende mit einer Befestigungseinrichtung 80 versehen, die es ermöglicht, daß der Lenkhebel 42 an ihm angeschraubt oder auf andere Weise befestigt werden kann. Wie es in Fig. 1 zu sehen ist, kann der Befestigungsarm 78 gekrümmt oder anders ausgestaltet sein, um eine einfachere Befestigung und Funktionsweise des Lenkhebels 42 zu ermöglichen.

Dadurch, daß die Lenkhebelverbindung 70 als massiver Draht ausgebildet ist, werden während der Herstellung verschiede ne Kosteneinsparungen erreicht, weshalb die Kosten der gesamten Achsschenkelanordnung 10 verringert sind. Durch den einheitlichen Aufbau der Lenkhebelverbindung 70 wird ihr Gewicht und gleichzeitig das Gesamtgewicht der Achs schenkelanordnung 10 verringert.

Das Achsschenkelgehäuse 12 und die drahtförmige Lenkhebel verbindung 70 können bei der erfindungsgemäßen Achsschen kelanordnung 10 unterschiedliche Formen und Ausbildungen haben. Wie es in Fig. 4 gezeigt ist, kann der Abschnitt der ungefähr in der Mitte der vertikalen Höhe des Gehäuses 12 angebrachten Lenkhebelverbindung 70, der den Zwischenraum 63 zwischen den Seitenwänden 62 überspannt, zur Anpassung an andere Komponenten des Fahrzeugs, wie z. B. einer An triebsachse, gekrümmt sein. Außerdem ist die Lenkhebelver bindung 70 an dem Achsschenkelgehäuse durch eine Mutter 82 befestigt, die an dem mit einem Gewinde versehenen Befesti gungselement 76 eingreift. Der Befestigungsarm 78 kann für eine Anpassung an verschiedene Fahrzeuganforderungen ohne weiteres anders ausgebildet werden.

Claims

1. Achsschenkelanordnung für ein Kraftfahrzeug, die Befestigungsmöglichkeiten für Aufhängungskomponenten, einschließlich eines Lenkhebels (42) aufweist, mit

- einem einteilig ausgebildeten gestanzten Achsschen kelgehäuse (12), das ein oberes Ende (66), einen Mittelabschnitt, eine unteres Ende (54), zwei ins gesamt gegenüberliegende Seitenwände (62) und eine Querwand (64) aufweist, die sich zwischen den Sei tenwänden (62) erstreckt und diese verbindet, wobei das Achsschenkelgehäuse (12) einen Kanal (63) bil det, dessen horizontaler Querschnitt insgesamt U-förmig ist und der an einer Seite offen ist, da ein Zwischenraum zwischen den Seitenwänden (62) gegen über der Querwand (64) gebildet ist,
- einer einheitlich ausgebildeten Lenkhebelverbindung (70), die einen Abschnitt (78) aufweist, an dem der Lenkhebel (42) befestigt werden kann, und
- einer an dem Mittelabschnitt des Gehäuses vorgesehe nen Befestigungseinrichtung (68), die eine Befesti gungsstelle (74) für die Lenkhebelverbindung (70) bildet, wobei die Lenkhebelverbindung (70) an der Befestigungseinrichtung (68) des Achsschenkelge häuses (12) in dem Mittelabschnitt befestig ist und sich quer über den Zwischenraum zwischen den Seiten wänden (62) erstreckt, um die bauliche Integrität des Achsschenkelgehäuses (12) zu erhöhen.

2. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungseinrichtung Flansche (68) aufweist.

3. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 2, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flansche (68) im wesentlichen quer zu den Seitenwänden (62) ausgebildet sind und sich von diesen aus erstrecken.

4. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flansche (68) eben sind und sich von den Seitenwänden (62) insgesamt nach außen erstrecken.

5. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenkhebelverbindung (70) an den Flanschen (68) durch Befestigungselemente (76) befe stigt ist.

6. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Flansche (68) Abschnitte mit durch gehenden Bohrungen aufweisen, wobei die Befestigungs elemente (76) sich durch die Bohrungen (74) erstrek ken.

7. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 5, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenkhebelverbindung (70) Abschnitte mit Befestigungsbohrungen (72) aufweisen, die sich im wesentlichen quer durch sie erstrecken, wobei die Befestigungselemente (76) sich durch die Befestigungs bohrungen (72) erstrecken.

8. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Befestigungsbohrungen (72) mit einem Gewinde versehen sind.

9. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenkhebelverbindung (70) drahtförmig ist.

10. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß das Achsschenkelgehäuse (12) aus ge stanztem Metall gebildet ist.

11. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 10, dadurch ge kennzeichnet, daß die Lenkhebelverbindung (70) im wesentlichen stangenähnlich ist.

12. Achsschenkelanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet, daß die Lenkhebelverbindung (70) ungefähr in der Mitte der senkrechten Höhe des Achsschenkelgehäu ses (12) befestigt ist.