Schwenklager

Die Erfindung bezieht sich auf ein Schwenklager für eine Fahrzeugradaufhängung, umfassend einen Hülsenabschnitt mit einer Längsachse zur Aufnahme eines Dämpfers oder Federbeins, und einen an den Hülsenabschnitt angeformten Radlageranbindungsabschnitt, der eine Durchgangsöffnung und um die Durchgangsöffnung angeordnete Befestigungsöffnungen zur Festlegung eines Radlagers an dem Radlageranbindungsabschnitt aufweist.

Schwenklager, welche auch als Radträger oder Achsschenkel bezeichnet werden, stellen die Verbindung zwischen einem Dämpfer oder Federbein, einem Radlager sowie einem

Spurstange an der Vorderachse eines Kraftfahrzeugs her. Üblicherweise sind diese als Gussoder Schmiedeteile ausgebildet und im Hinblick auf die Verminderung der ungefederten Massen am Fahrzeug aus Leichtmetall hergestellt. Im Betrieb wird das Schwenklager u. a. durch die Dämpfer- und/oder Federkräfte beansprucht, welche über das Radlager abgestützt werden müssen. Zudem müssen im Schwenklager Bremsmomente aufgenommen werden.

Schwenklager der eingangs genannten Art sind aus EP 1 314 630 A2 und DE 102 12 873 A1 bekannt. Im Hinblick auf die vorgenannte Beanspruchung sind bei den bekannten

Schwenklagern von dem Hülsenabschnitt zu dem Radlageranbindungsabschnitt herabziehende Rippen vorgesehen, um einerseits den Festigkeitsanforderungen Rechnung zu tragen und andererseits eine leichtgewichtige Bauweise zu erzielen.

Davon ausgehend liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei Aufrechterhaltung der Strukturfestigkeit das Bauteilgewicht eines Schwenklagers weiter zu verbessern.

Diese Aufgabe wird durch ein Schwenklager gemäß Patentanspruch 1 gelöst. Das

erfindungsgemäße Schwenklager für eine Fahrzeugradaufhängung umfasst einen

Hülsenabschnitt mit einer Längsachse zur Aufnahme eines Dämpfers oder Federbeins, und einen an den Hülsenabschnitt angeformten Radlageranbindungsabschnitt, der eine

Durchgangsöffnung und um die Durchgangsöffnung angeordnete Befestigungsöffnungen zur Festlegung eines Radlagers an dem Radlageranbindungsabschnitt aufweist. Es zeichnet sich dadurch aus, dass der Radlageranbindungsabschnitt eine ungerade Anzahl von Befestigungsöffnungen, vorzugsweise drei Befestigungsöffnungen, um die Durchgangsöffnung aufweist, die sich jeweils in ihrer Lage in Bezug auf den Abstand von dem Hülsenabschnitt voneinander unterscheiden, und dass eine Diagonalrippe aus dem Außenumfang des

Hülsenabschnitts heraustritt, die die Längsachse des Hülsenabschnitts auf der Radseite querend zu der dem Hülsenabschnitt nächstliegenden Befestigungsöffnung des

Radlageranbindungsabschnitts leitet.

Durch eine Dreipunkt-Radlagerung wird in Kombination mit einer Diagonalrippe gegenüber den aus EP 1 314 630 A2 und DE 102 12 873 A1 bekannten Lösungen eine zusätzliche

Gewichtsersparnis erzielt, welche nicht auf Kosten der Struktursteifigkeit des Schwenklagers geht. Vielmehr wird über die Diagonalrippe eine optimale Kraftübertragung in Bezug auf Feder- und Dämpferkräfte zwischen einem Dämpfer oder Federbein und einem Radlager erzielt. Das erfindungsgemäße Schwenklager zeichnet sich insbesondere durch eine Steifigkeitssteigerung im Bereich des Hülsenabschnitts aus, welcher der Aufnahme des Dämpfers oder Federbeins dient.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in weiteren Patentansprüchen angegeben.

So kann beispielsweise der Hülsenabschnitt an seinem Außenumfang auf der Radseite zusätzlich zu der Diagonalrippe eine Vertikalrippe aufweisen, wodurch die Tragfähigkeit des Schwenklagers weiter erhöht wird, so dass dieses für höhere Achslasten einsetzbar ist.

In einer vorteilhaften Ausgestaltung läuft die Vertikalrippe in Richtung auf die dem

Hülsenabschnitt am nächsten liegende Befestigungsöffnung des Radlageranbindungsabschnitts zu. Hierdurch werden Biegemomente im Schwenklager vermieden.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung weist der Grundkörper einen auskragenden Spurstangenanbindungsarm auf. Gleichzeitig verläuft von dem Hülsenabschnitt eine Strebe zu dem Spurstangenanbindungsarm. Dabei bildet die Strebe zumindest an der Radseite eine weitere Rippe aus, welche mit der Diagonalrippe einen Dreiecksraum begrenzt, der eine einwärts gerichtete Wanne oberhalb des Radlageranbindungsabschnitts bildet.

Hierdurch ergibt sich ein versteifendes Fachwerk, das bei geringem Gewicht eine besonders hohe Steifigkeit bereitstellt. Gegebenenfalls kann zur weiteren Gewichtsverminderung im Bereich des Dreiecksraums ein Durchbruch in Form eines Fensters vorgesehen sein.

In einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung tritt die Rippe der Strebe unterhalb des Ansatzes der Diagonalrippe am Hülsenabschnitt aus dem Außenumfang des Hülsenabschnitts heraus, wodurch die primäre Abstützung auf die oberste Befestigungsöffnung des

Radlageranbindungsabschnitt zielt, gleichwohl die Abstützbasis verbreitert wird.

Vorzugsweise ist die Rippe der Strebe im Hinblick auf einen guten Kraftabfluss auf die am zweitweitesten von dem Hülsenabschnitt beanstandete Befestigungsöffnung des

Radlageranbindungsabschnitts hin ausgerichtet.

Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung weist das Schwenklager im Bereich des Hülsenabschnitts und des Radlageranbindungsabschnitts in Blickrichtung auf die Radseite eine Rippenstruktur in Form eines liegenden "S" auf. Hieraus resultiert bei minimalem Bauteilgewicht des Schwenklagers eine äußerst steife Abstützung des Dämpfers oder Federbeins am

Radlager.

Weiterhin können an dem Grundkörper zwei Nocken mit jeweils einem Anbindungspunkt zur Ankopplung eines Bremssattels ausbildet sein. Dabei verläuft die Verbindungslinie der

Bremssattelanbindungspunkte in Blickrichtung auf die Radseite im Wesentlichen parallel zu der Verbindungslinie zwischen den zwei Befestigungsöffnungen des Radlageranbindungsabschnitts mit größtem und kleinstem Abstand zum Hülsenabschnitt. Als im Wesentlichen parallel werden vorliegend Winkelabweichungen von maximal plus/minus 5° verstanden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten

Ausführungsbeispiels näher dargestellt. Die Zeichnung zeigt in:

Figur 1 eine räumliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels für ein Schwenklager nach der Erfindung,

Figur 2 eine weitere räumliche Ansicht des Schwenklagers nach Fig. 1 , und in Figur 3 eine Seitenansicht des Schwenklagers in Blickrichtung auf die Radseite. Das Ausführungsbeispiel zeigt ein Schwenklager 1 für eine Fahrzeugradaufhängung am

Beispiel einer Vorderachse eines Personenkraftfahrzeugs. Dabei stellt das Schwenklager 1 ein einstückiges Verbindungsglied zwischen einem Dämpfer oder Federbein, einem Radlager und einer Spurstange dar.

Das dargestellte Ausführungsbeispiel zeigt eine Ausführung aus Leichtmetall, wobei das Schwenklager 1 entweder ein Guss- oder Schmiedeteil ist.

Zur Ankopplung der genannten Komponenten bildet das Schwenklager 1 verschiedene

Anbindungsabschnitte aus, welche in ein gemeinsames Bauteil integriert sind.

Als Dämpfer- oder Federbeinaufnahme dient ein im Wesentlichen zylindrischer Hülsenabschnitt 10 mit in etwa konstanter Wanddicke. Der Hülsenabschnitt 10 weist an der einem Fahrzeugrad abgewandten Seite einen Längsschlitz 11 sowie eine an den Außenumfang 12 des

Hülsenabschnitts 10 angeformte Klemmeinrichtung 13 auf. Letztere ermöglicht ein Verspannen der Hülsenhälften zur Festlegung beispielsweise eines Endabschnitts eines Behälterrohres eines Dämpfers. Die Längsachse des Hülsenabschnitts 10 ist in Figur 3 mit "A" gekennzeichnet. Sie verläuft bei einem am Fahrzeug montierten Schwenklager in etwa in Vertikalrichtung. Der Winkel zur Vertikalrichtung beträgt dabei bis zu 10 Grad.

An den Hülsenabschnitt 10 schließt ein Radlageranbindungsabschnitt 20 an. Dieser weist an der Radseite eine topfartige Vertiefung 21 zur Aufnahme eines stationären Abschnitts eines Radlagers auf. Innerhalb der Vertiefung ist eine Durchgangsöffnung 22 ausgebildet, deren Mittelachse B der Drehachse eines zu lagernden Fahrzeugrads entspricht. Die Mittelachse B schließt dementsprechend mit der Längsachse A des Hülsenabschnitts einen Winkel von etwa 80 bis 90 Grad ein. Um die topfartige Vertiefung 21 erstreckt sich an der Radseite des

Radlageranbindungsabschnitts 20 eine bearbeitete Abstützfläche 22, gegen die der stationäre Abschnitt des Radlagers axial verspannt wird. In der Abstützfläche 22 befinden sich drei Befestigungsöffnungen 23 zur Festlegung des Radlagers an dem Radlageranbindungsabschnitt 20. Die Befestigungsöffnungen 23 sind dabei zueinander gleichbeabstandet um die Mittelachse B bzw. die zentrale Durchgangsöffnung 22 herum angeordnet. Sie bilden ein gleichzeitiges Dreieck, das so angeordnet ist, dass in Einbaulage am Fahrzeug eine der Seiten des Dreiecks im Wesentlichen in Vertikalrichtung verläuft. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die Befestigungsöffnungen 23 Durchgangsöffnungen, durch welche jeweils ein Befestigungsbolzen hindurchgeführt werden kann. Es ist jedoch auch möglich, die Befestigungsöffnungen 23 jeweils mit einem Innengewinde zu versehen, um einen Befestigungsbolzen unmittelbar in diese einzuschrauben.

Weiterhin bildet das Schwenklager 1 einen Spurstangenanbindungsarm 30 aus, der, bezogen auf die Vertikalrichtung in Einbaulage, unterhalb der Mittelachse B der Durchgangsöffnung 22 des Radlageranbindungsabschnitts 20 von letzterem absteht und eine Befestigungseinrichtung 31 zur Ankopplung einer Spurstange aufweist.

An der dem Spurstangenanbindungsarm 30 gegenüberliegenden Seite sind

an den Radlageranbindungsabschnitt 20 zwei Nocken 40 zur Befestigung eines Bremssattels angeformt. An jedem der Nocken 40 befindet sich eine Befestigungseinrichtung 41 zur

Bremssattelankopplung.

Die Befestigungseinrichtungen 41 zur Bremssattelankopplung sind benachbart zu jeweils einer der Befestigungsöffnungen 23 des Radlageranbindungsabschnitts angeordnet. Die

Verbindungslinie der in Bremssattelanbindungspunkte 41 verläuft, in Blickrichtung auf die Radseite, in etwa parallel zu der Verbindungslinie zwischen den zwei Befestigungsöffnungen 23 des Radlageranbindungsabschnitts 20 mit größtem und kleinstem Abstand zum

Hülsenabschnitt 10. Dabei sind kleine Winkelabweichungen von bis zu 5 Grad zulässig.

Das Schwenklager 1 weist femer einen Führungsgelenkanbindungsabschnitt 50 zur

Ankopplung eines Radführungslenkers auf. Der Führungsgelenkanbindungsabschnitt 50 ist bezogen auf die Einbaulage am Fahrzeug unterhalb des Radlageranbindungsabschnitts 20 angeordnet und weist eine Befestigungseinrichtung 51 zur Ankopplung eines entsprechenden Gelenks des Radführungslenkers auf.

Zur Erzielung eines geringen Bauteilgewichts bei gleichzeitiger Gewährleistung einer hohen Struktursteifigkeit sind an dem vorstehend erläuterten Schwenklager-Grundkörper die nachfolgend näher erläuterten Maßnahmen getroffen. Insbesondere ist die Verbindung zwischen dem Hülsenabschnitt 10 und dem Radlageranbindungsabschnitt 20 durch eine besondere Verrippung versteift.

Wie in Figur 3 gezeigt, tritt eine Diagonalrippe 14 aus dem zylindrischen Außenumfang 12 des Hülsenabschnitts 10 heraus und verläuft an der Radseite zu der dem Hülsenabschnitt 10 nächstliegenden Befestigungsöffnung 23 des Radlageranbindungsabschnitts 20. Dabei quert die Diagonalrippe 14 die Längsachse A des Hülsenabschnitts 10. Insbesondere wächst die Diagonalrippe 14 aus einem von der Oberkante 15 des Hülsenabschnitts 10 zumindest um die Rippenbreite beabstandeten Bereich des Außenumfangs 12 heraus. Sie schließt, in

Blickrichtung auf die Radseite des Schwenklagers 1 , mit der Längsachse A des

Hülsenabschnitts 10 einen Winkel im Bereich von 35 bis 55 Grad, vorzugsweise 40 bis 50 Grad ein. Der Verlauf der Diagonalrippe 14 ist entweder geradlinig oder aber nach unten gekrümmt. Die maximale Höhe der Rippe 14 beträgt weniger als 12 Millimeter. Die Breite der Diagonalrippe 14 auf halber Höhe ihrer Flanken liegt im Bereich von 5 bis 15 Millimetern. Wie Figur 3 weiter entnommen werden kann, ist die Diagonalrippe 14 zwischen ihren Enden 16 und 17

kreuzungsfrei.

Weiterhin weist der Hülsenabschnitt 10 an seinem Außenumfang 12 auf der Radseite eine Vertikalrippe 18 auf. Durch diese wird eine weitere Erhöhung der Tragfähigkeit bzw. der zulässigen Achslasten erzielt. Bei geringerer Belastung kann diese Vertikalrichtung 18 auch weggelassen werden. Die Vertikalrippe 18 läuft in Richtung auf die dem Hülsenabschnitt 10 am nächsten liegende Befestigungsöffnung 23 des Radlageranbindungsabschnitts 20 zu. Sie setzt weiter oben als die Diagonalrippe 14 am Außenumfang 12 des Hülsenabschnitts 10 an und endet etwas oberhalb vor dem radlagerseitigen Ende 17 der Diagonalrippe 14. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Vertikalrippe 18 eine kleinere Höhe und eine kleinere Breite als die Diagonalrippe 14 auf. Zudem kann ihr Verlauf, in Blickrichtung auf die Radseite, von der Vertikalrichtung etwas abweichen. Insbesondere schließt der Verlauf der Vertikalrippe 18 mit der Längsachse A des Hülsenabschnitts 10 einen Winkel im Bereich von plus/minus 10 Grad ein.

Von dem Hülsenabschnitt 10 leitet eine Strebe 60 zu dem Spurstangenanbindungsarm 30. Die Strebe 60 tangiert dabei den Radlageranbindungsabschnitt 20 oberhalb derjenigen

Befestigungsöffnung 23, welche an zweitweitesten von dem Hülsenabschnitt 10, insbesondere dessen Oberkante 15 entfernt ist. Die Strebe 60 bildet zumindest an der Radseite des

Schwenklagers 1 eine weitere Rippe 61 aus. Diese weitere Rippe 61 setzt etwas unterhalb des dämpferseitigen Endes 16 der Diagonalrippe 14 am Außenumfang 12 des Hülsenabschnitts 10 an und ist auf die am zweitweitesten von dem Hülsenabschnitt 10 beanstandete

Befestigungsöffnung 23 des Radlageranbindungsabschnitts 20 hin ausgerichtet.

Sie weist eine kleinere Höhe und Breite als die Diagonalrippe 14 auf. Im Bereich des

Hülsenabschnitts 10 schließt sie, in Blickrichtung auf die Radseite gemäß Figur 3, mit der Längsachse A des Hülsenabschnitts 10 einen Winkel im Bereich von 15 bis 35° ein. Der anfänglich geradlinige Verlauf geht dabei in eine leichte Krümmung nach oben über. Ferner begrenzt die weitere Rippe 61 gemeinsam mit der Diagonalrippe 14 einen Dreiecksraum 70, der eine einwärts gerichtete Wanne oberhalb des Radlageranbindungsabschnitts 20 bildet. Zur weiteren Gewichtsersparnis kann, wie in Figur 3 dargestellt, im Bereich des Dreiecksraums 70 ein Durchbruch in Form eines Fensters 71 ausgebildet sein. Das Fenster 71 erstreckt sich im unteren Drittel des Dreiecksraums 70, das heißt in dem dem Radlageranbindungsabschnitt 20 benachbarten Bereich desselben.

Sind alle drei Rippen, nämlich die Vertikalrippe 18, die Diagonalrippe 14 und die weitere Rippe 61 vorgesehen, ergibt sich an dem Schwenklager 1 im Bereich des Hülsenabschnitts 10 und des Radlageranbindungsabschnitts 20 in Blickrichtung auf die Radseite eine Rippenstruktur in Form eines liegenden "S". Eine weitere Verrippung im Übergangsbereich vom Hülsenabschnitt 10 zum Radlageranbindungsabschnitt 20 ist auf der Radseite nicht vorgesehen. Die S-förmige Rippenstruktur lässt sich sowohl gießtechnisch als auch schmiedetechnisch einfach und kostengünstig herstellen.

Die Diagonalrippe 14 ist so ausgestaltet, dass über einen Bogenschenkel die Kräfte vom Radlager und vom Dämpfer bzw. Federbein direkt durchgeleitet werden können. Weiterhin werden darüber eingeleitete Bremsmomente aufgenommen.

Insgesamt zeichnet sich das vorstehend erläuterte Schwenklager 1 bei kompakter Bauweise durch eine über die Längsachse A des Hülsenabschnitts 10 hohe Steifigkeit aus.

Gleichzeitig besitzt das Schwenklager 1 im Vergleich zu herkömmlichen Schwenklagern mit Vierpunkt-Radlageranbindung ein verringertes Bauteilgewicht.

Die Erfindung ermöglicht somit eine leichtgewichtige Lösung für eine Dämpfer- bzw.

Federbeinaufnahme an einem Schwenklager.

Die Erfindung wurde vorstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Sie ist jedoch nicht auf das Ausführurigsbeispiel beschränkt, sondern umfasst alle durch die

Patentansprüche definierten Ausgestaltungen. Bezugszeichenliste

I Schwenklager

10 Hülsenabschnitt

I I Längsschlitz

12 Außenumfang

13 Klemmeinrichtung

14 Diagonalrippe

15 Oberkante des Hülsenabschnitts

16 dämpferseitiges Ende der Diagonalrippe

17 radlagerseitiges Ende der Diagonalrippe

18 Vertikalrippe

20 Radlageranbindungsabschnitt

21 topfförmige Vertiefung

22 zentrale Durchgangsöffnung

23 Befestigungsöffnung

30 Spurstangenanbindungsarm

31 Befestigungseinrichtung

40 Nocken

41 Befestigungseinrichtung zur Bremssattelankopplung

50 Führungsgelenkanbindungsabschnitt

51 Befestigungseinrichtung zur Führungsgelenkankopplung

60 Strebe

61 weitere Rippe

70 Dreiecksraum

71 Fenster

A Längsachse des Hülsenabschnitts

B Mittelachse der Durchgangsöffnung bzw. des Radlageranbindungsabschnitts