Die Erfindung betrifft einen Achsschenkel für Fahrzeuge, ins¬ besondere für die Vorderachse eines frontangetriebenen Kraft¬ fahrzeuges. Solche Achsschenkel werden heute auch als Schwenklager bezeichnet, wenn sie nur das Radlager aufnehmen und sich eine zugeordnete Antriebswelle des Fahrzeuges bis in ihr Zentrum erstreckt.

Im Kraftfahrzeugbau sind Achsschenkel üblicherweise gegossene oder geschmiedete, einstückige Stahlteile. An dem Achsschen¬ kel ist häufig ein Arm zur Befestigung eines Federbeines oder eines oberen Querlenkers ausgebildet, zusätzlich können fer¬ ner beispielsweise eine Spurstangenhalterung und/oder eine Querlenkeraufnahme am Achsschenkel ausgebildet sein, allge¬ mein gesprochen Bauteile, die zur Befestigung von Radaufhän- gungs- oder Lenkungselementen am Achsschenkel dienen. Bei den üblichen gegossenen, geschmiedeten oder geschweißten Achs¬ schenkeln sind diese Befestigungsbauteile einstückig mit dem Achsschenke1 ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Achsschenkel bereitzustellen, der gegenüber herkömmlichen Achsschenkeln gewichtssparend ausgebildet und dennoch hochstabil ist, und der darüber hinaus kostengünstig zu fertigen ist.

Diese Aufgabe ist ausgehend von einem Achsschenkel der ein¬ gangs genannten Art dadurch gelöst, daß der Grundkörper des Achsschenkels aus miteinander verbindbaren Blechformteilen gebildet ist, die im miteinander verbundenen Zustand einen umlaufenden Hohlraum umschließen, der zur Aufnahme entspre¬ chend angepaßter und den Achsschenkel versteifender Abschnit¬ te von Bauteilen vorbereitet ist, die der Befestigung von Radaufhängungs- oder Lenkungselementen oder einer Bremse am Achsschenkel dienen. Es handelt sich bei dem erfindungsgemä-

ßen Achsschenkel demnach um eine Verbundkonstruktion aus den genannten Blechformteilen und versteifend ausgebildeten Ab¬ schnitten der Befestigungsbauteile, die im montierten Zustand von den Blechformteilen umschlossen werden. Die Blechformtei¬ le sind kostengünstig herstellbar und der aus ihnen aufgebau¬ te, zumeist ringförmige Grundkörper des Achsschenkels erreicht im Verbund mit den versteifenden Abschnitten der er¬ wähnten Befestigungsbauteile seine Betriebsfestigkeit.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Achsschenkels füllen die ihn versteifenden Abschnitte der Be¬ festigungsbauteile den Hohlraum bezüglich seines Querschnit¬ tes zumindest annähernd vollständig und bezüglich seiner Umfangserstreckung zumindest etwa zur Hälfte, besser zu etwa zwei Drittel und bevorzugt zu drei Viertel oder mehr aus. Die Belastbarkeit des Achsschenkels steigt mit zunehmender Er¬ streckung der versteifenden Abschnitte in Umfangsrichtung, allerdings schrumpfen damit die gegenüber herkömmlichen Aus¬ führungen erzielbaren Gewichtsvorteile.

Die den Achsschenkel versteifenden Abschnitte können bei¬ spielsweise Teil eines Bremsträgers oder einer Spurstangen- halterung oder einer Querlenkeraufnahme sein. Ist der durch die Blechformteile gebildete Hohlraum des Achsschenkel- Grundkörpers ringförmig, dann haben die den Achsschenkel ver¬ steifenden Abschnitte der Befestigungsbauteile vorzugsweise die Gestalt eines Kreisringabschnitts. Die Blechformteile sind mit Aussparungen versehen, durch die die nicht in dem Hohlraum aufgenommenen Abschnitte der Befestigungsbauteile herausragen können.

Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfin¬ dungsgemäßen Achsschenkels ist der insbesondere ringförmig ausgeführte Grundkörper des Achsschenkels aus zwei Blechform¬ teilen gebildet, von denen das eine Blechformteil überwiegend einen U-förmigen Querschnitt aufweist und das andere Blech¬ formteil überwiegend eben gestaltet ist. Das überwiegend eben gestaltete Blechformteil schließt dabei im montierten Zustand

die offene Seite des Blechformteils mit U-förmigem Quer¬ schnitt. Der von beiden Blechformteilen umschlossene Hohlraum ist demnach torusförmig. Gemäß einer Weiterbildung hat das überwiegend eben gestaltete Blechformteil an seinem umlaufen¬ den, inneren Rand einen in den Hohlraum ragenden Kragen, der in die den Achsschenkel versteifenden Abschnitte der Befesti¬ gungsbauteile eingreifen kann. Dieser Kragen kann einfach durch Hochstellen des entsprechenden Randes des Blechform¬ teils hergestellt werden. Der in die versteifenden Abschnitte der Befestigungsbauteile eingreifende Kragen erhöht die Stei¬ figkeit der gesammten Achsschenkel-Verbundkonstruktion und hat darüberhinaus den fertigungstechnischen Vorteil, daß sich ein Feinstanzen erübrigt, welches bei einem vollkommen eben ausgeführten Blechformteil zur Erzielung der geforderten Pa߬ genauigkeit notwendig ist.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Achsschenkels sind die den Achsschenkel-Grundkörper bildenden Blechformtei¬ le durch Schrauben miteinander verbindbar, die sich durch die in dem genannten Hohlraum aufgenommenen und den Achsschenkel versteifenden Abschnitte der Befestigungsbauteile erstrecken. Diese Verbindungsart führt zum einen zu einer hohen Belast¬ barkeit der erfindungsgemäßen Achsschenkel-Verbundkon- truktion und ermöglicht andererseits ohne großen Aufwand eine Demontage der Befestigungsbauteile. Alternativ können nach dem Einsetzen der den Achsschenkel versteifenden Abschnitte der Befestigungsbauteile in den Hohlraum die Blechformteile auch miteinander verschweißt werden. Dies führt zu einer noch höheren Belastbarkeit der Achsschenkel-Verbund-konstruktion, hat jedoch den Nachteil, daß ein Auseinanderbau nicht mehr einfach möglich ist. Sind die Blechformteile miteinander ver¬ schraubt, enden die Schrauben bevorzugt in Gewindelöchern, welche im Außenring eines Radlagers ausgebildet sind, so daß die erfindungsgemäße Achsschenkel-Verbund-konstruktion mit dem Außenring eines Radlagers zu einer festen Einheit ver- schraubbar ist. Eine solche Ausführung eignet sich besonders für Radlager der sogenannten dritten Generation.

Gemäß einem bevorzugten Ausführungsbeispiel des erfindungsge¬ mäßen Achsschenkels weist dessen Grundkörper einen angeform¬ ten Arm zur Befestigung beispielsweise eines Federbeines oder eines oberen Querlenkers auf. Der genannte Arm ist einstückig mit dem Achsschenkel-Grundkörper ausgebildet und ist eben¬ falls hohl.

Bevorzugt bestehen die den Achsschenkel versteifenden Ab¬ schnitte der Befestigungsbauteile aus Vollmaterial. Sie könn¬ ten jedoch auch hohl ausgeführt sein. Das Blech der den Achsschenkel-Grundkörper bildenden Blechformteile hat bei ei¬ nem Ausführungsbeispiel eine Materialdicke von etwa 3 mm. Die Materialdicke kann in Abhängigkeit der geforderten Belastbar¬ keit jedoch kleiner oder größer gewählt werden.

Alle zuvor genannten Ausführungsbeispiele des erfindungsgemä¬ ßen Achsschenkels sind bevorzugt derart weitergebildet, daß derjenige Teil des im Grundkörper gebildeten, umlaufenden Hohlraumes, der nicht von den versteifenden Abschnitten der Befestigungsbauteile ausgefüllt ist, mit Kunststoff-, Kera¬ mik- oder Metallschaum zumindest teilweise ausgefüllt ist. Unter dem zuvor erwähnten Begriff "Metallschaum" werden hier Metalle und Legierungen mit zellularer Struktur verstanden, die eine Porosität von in der Regel über 50 % aufweisen. Das Ausschäumen erhöht die Steifigkeit erfindungsgemäßer Achs¬ schenkel weiter und führt außerdem zu einer verbesserten Ge¬ räuschdämpfung, so daß die Übertragung von Fahrbahngeräuschen auf die Fahrzeugkarosserie vermindert ist. Desweiteren führt das Ausschäumen des nicht von den versteifenden Abschnitten ausgefüllten Hohlraumes zu einer besseren Wärmeverteilung über den gesamten Achsschenkel. Schließlich wird durch ein solches Ausschäumen einer Korrosion im Hohlraum entgegenge¬ wirkt.

Wird ein solcher Schaum zum Ausfüllen der verbleibenden Hohl¬ raumes im Grundkörper eingesetzt, dann ist besonders bevor¬ zugt dieser Schaum innig mit den Blechformteilen verbunden, aus denen der Grundkörper gebildet ist. Diese innige Verbin-

düng zwischen dem Schaum und den Blechformteilen führt zu ei¬ ner deutlichen Erhöhung der Festigkeit des erfindungsgemäßen Achsschenkels.

Im Rahmen einer besonders eleganten Methode der Herstellung erfindungsgemäßer Achsschenkel, deren im Grundkörper verblei¬ bender Hohlraum mit Metallschaum ausgefüllt ist, werden Ble¬ che verwendet, die auf einer Seite beispielsweise mit einer Mischung aus Aluminium- und Titanhydridpulver beschichtet sind. Aus diesen Blechen werden die den späteren Grundkörper bildenden Blechformteile erzeugt, derart, daß die beschichte¬ te Seite der Bleche nach innen weist, sich später also in dem umlaufenden Hohlraum befindet. Nach dem Zusammenfügen der Blechformteile mit den versteifenden Abschnitten wird der so gebildete Achsschenkel einer Wärmebehandlung unterzogen, die dazu führt, daß die aus Aluminium- und Titanhydridpulver be¬ stehende Beschichtung der Bleche aufschäumt und den vorhande¬ nen Hohlraum zumindest teilweise ausfüllt.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Achsschenkels wird im folgenden anhand der beigefügten Figuren näher erläu¬ tert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Baueinheit, die eine Antriebswelle, eine Radnabe, ein Radlager, eine Scheibenbremse und einen erfindungsgemäßen Achs¬ schenkel umfaßt,

Fig. 2 die Draufsicht auf das Radlager aus Figur 1,

Fig. 3 eine teilweise geschnitten dargestellte Draufsicht der erfindungsgemäßen Achsschenkel-Verbund- konstruktion aus Figur 1,

Fig. 4 die Schnitte A-A und B-B aus Figur 3,

Fig. 5 ein Blechformteil der erfindungsgemäßen Achsschen¬ kel-Verbundkonstruktion zusammen mit zwei Befesti¬ gungsbauteilen,

Fig. 6 ein weiteres Blechformteil der erfindungsgemäßen Achsschenkel-Verbundkonstruktion, und

Fig. 7 den aus den in Figur 5 und Figur 6 dargestellten Blechformteilen gebildeten Grundkörper des erfin¬ dungsgemäßen Achsschenkels im Schnitt.

In Figur 1 ist eine Baueinheit dargestellt, wie sie an der Vorderachse eines frontangetriebenen Pkw's zum Einsatz kommen kann. Gezeigt sind ein homokinetisches Gelenk 10 einer in Fi¬ gur 1 nur teilweise dargestellten, sich nach rechts fortset¬ zenden Antriebswelle 12, eine Radnabe 14, in die die Antriebswelle 12 gesteckt ist, und ein auf der Radnabe 14 be¬ festigtes Radlager 16 mit zwei Innenringen 18 und einem Au¬ ßenring 19, an dem ein Achsschenkel 20 in Verbundkonstruktion befestigt ist. Bei dem Radlager 16 handelt es sich um ein solches der sogenannten dritten Generation. Wie aus der in Figur 2 wiedergegebenen Draufsicht des Radlagers 16 besser hervorgeht, weist dessen Außenring 19 eine Anzahl (im darge¬ stellten Beispiel sechs) von verdickten, radial hervorsprin¬ genden Nasen 26 auf, die mit je einem Gewindeloch 28 versehen sind. Diese Gewindelöcher 28 dienen - wie später noch be¬ schrieben werden wird - zur Befestigung des Achsschenkels 20 am Außenring 19 des Radlagers 16. Desweiteren ist in Figur 1 eine Schwimmsattel-Scheibenbremse 22 dargestellt, deren Bremsscheibe 24 an der Radnabe 14 drehfest angebracht ist.

Im folgenden werden lediglich der hier interessierende Achs¬ schenkel 20 sowie die mit ihm in Verbundbauweise zusammenwir¬ kenden Bauteile näher erläutert. Wie am besten aus den Figuren 1 und 3 in Verbindung mit Figur 7 hervorgeht, hat der Achsschenkel 20 einen kreisringförmigen Grundkörper 30, der aus zwei Blechformteilen 32 und 34 gebildet ist, deren Ge¬ stalt insbesondere aus Figur 5 und Figur 6 gut hervorgeht. Das eine Blechformteil 32 hat einen im wesentlichen U-förmi¬ gen Querschnitt (siehe Figur 7) , während das andere Blech¬ formteil 34 weitgehend eben gestaltet ist. Das Blech der

Blechformteile 32, 34 hat im dargestellten Ausführungsbei¬ spiel eine Dicke von etwa 3 mm.

Die beiden Blechformteile 32 und 34 begrenzen zusammen einen inneren, im wesentlichen torusförmigen Hohlraum 36, dessen Funktion anschließend näher erläutert werden wird. An dem ei¬ nen Blechformteil 32 ist ein angeformter, im wesentlichen ra¬ dial nach außen vom Grundkörper 30 wegragender Arm 38 einstückig ausgebildet, der von zwei Büchsen 40 durchsetzt wird, so daß mittels nicht gezeigter Schrauben ein ebenfalls nicht dargestelltes Federbein an dem Arm 38 des Achsschenkels 20 befestigt werden kann. Solche Federbeine, die einen Sto߬ dämpfer und eine diesen konzentrisch umgebende Schraubenfeder umfassen, sind auch unter dem Begriff McPherson-Aufhängung bekannt. Die offene, der Fahrzeugmitte zugewandte Seite des hohl ausgeführten Armes 38 wird durch eine entsprechend ge¬ formte Lasche 41 verschlossen, die einstückig an dem anderen Blechformteil 34 ausgebildet ist (siehe insbes. Figuren 6 und 7) . Die Büchsen 40 haben Endabschnitte mit etwas verringertem Durchmesser, so daß an beiden Enden der Büchse 40 umlaufende Schultern gebildet sind, gegen die sich die Blechseitenwände des Armes 38 abstützen können, wenn das nicht dargestellte Federbein am Arm 38 festgeschraubt wird.

Der im Grundkörper 30 gebildete, umlaufende Hohlraum 36 ist dazu bestimmt, mit Bauteilen zusammenzuwirken, die der Befe¬ stigung von Radaufhängungs- oder Lenkungselementen oder einer Bremse am Achsschenkel 20 dienen. Im gezeigten Ausführungs¬ beispiel sind zwei solcher Befestigungsteile vorhanden, von denen das eine ein Bremsträger 42 der Scheibenbremse 22 und das andere eine kombinierte Spurstangenhalterung und Querlen¬ keraufnahme 45 ist. Zum Zusammenwirken mit dem Hohlraum 36 ist am Bremsträger 42 ein stegförmiger Abschnitt 43 vorhan¬ den, der in den Hohlraum 36 paßt und ihn in dem entsprechen¬ den Bereich zumindest annähernd ausfüllt (siehe Figur 3 und 4) . Der nicht im Hohlraum 36 aufgenommene Teil des Bremsträ¬ gers 42 ragt durch eine Aussparung 44 im Blechformteil 32 nach außen. In analoger Weise ist an der kombinierten Spur-

stangenhalterung und Querlenkeraufnähme 45 ein Abschnitt 46 vorhanden, der die Gestalt eines sich über etwa 190° in Um¬ fangsrichtung erstreckenden Kreisringabschnitts hat und der, wie aus Figur 3 ersichtlich ist, ebenfalls in den Hohlraum 36 des Grundkörpers 30 paßt und diesen im entsprechenden Bereich im wesentlichen ausfüllt. Von dem Abschnitt 46 erstreckt sich eine einstückig damit ausgebildete, häufig auch Lenkhebel ge¬ nannte Spurstangenhalterung 47 durch eine Aussparung 48 in der Außenumfangswand des Blechformteils 32 nach außen. Eine ebenfalls einstückig mit dem Abschnitt 46 ausgebildete Auf¬ nahme 49 für einen unteren Querlenker der Vorderradaufhängung erstreckt sich durch eine weitere Aussparung 50 im Blechform¬ teil 32 und durch eine Aussparung 51 im Blechformteil 34 nach außen. Es versteht sich, daß die im gezeigten Ausführungsbei¬ spiel kombinierte Spurstangenhalterung und Querlenkeraufnahme 45 auch zweiteilig ausgebildet werden kann, wobei dann die Spurstangenhalterung und die Querlenkeraufnähme je einen ver¬ steifenden Abschnitt aufweisen, der in den Hohlraum 36 paßt.

Die Montage des Achsschenkels 20 ist denkbar einfach: Der Ab¬ schnitt 43 des Bremsträgers 42 und der Abschnitt 46 der kom¬ binierten Spurstangenhalterung und Querlenkeraufnahme 45 werden in das Blechformteil 32 mit U-förmigem Querschnitt so eingelegt, daß Bohrungen 52 im Abschnitt 43 bzw. Bohrungen 54 im Abschnitt 46 mit entsprechenden Bohrungen 56 im Blechform¬ teil 32 fluchten. Die Abschnitte 43 und 46 passen mit gerin¬ gem radialem Spiel in den Hohlraum 36. Dann wird das andere Blechformteil 34 so mit dem Blechformteil 32 zusammengefügt, daß die an ersterem ausgebildete Lasche 41 die offene Seite des an letzterem angeformten Armes 38 schließt. Bohrungen 56' im Blechformteil 34 fluchten dann automatisch mit den Bohrun¬ gen 52, 54 und 56. Zum festen Verspannen der Blechformteile 32, 34 sowie der im durch sie gebildeten Hohlraum 36 aufge¬ nommenen Abschnitte 43 und 46 miteinander und zum Befestigen dieser Achsschenkel-Verbund-konstruktion am Außenring 19 des Radlagers 16 werden Schrauben 58 durch die Bohrungen 52, 54, 56 und 56' gesteckt. Jede Schraube 58 weist einen Gewindeen¬ dabschnitt 60 auf, der in das entsprechende Gewindeloch 28 im

Außenring 19 geführt wird, woraufhin die Schrauben 58 festge¬ zogen werden können. Beim Festziehen greift - wie insbesonde¬ re aus Figur 4 ersichtlich - ein am Innenumfang des Blechformteils 34 ausgebildeter Kragen 62 in eine entspre¬ chende Ausnehmung des Abschnitts 43 bzw. des Abschnitts 46 ein, so daß ein Paßsitz des Blechformteils 34 erreicht wird.

Der Bremsträger 42 und die kombinierte Spurstangenhalterung und Querlenkeraufnahme 45 sind bei dem dargestellten Ausfüh¬ rungsbeispiel aus dafür üblichen Metallegierungen herge¬ stellt, wobei insbesondere die Abschnitte 43 und 46 der vorgenannten Teile aus Vollmaterial bestehen. Wie der Figur 3 zu entnehmen ist, füllen die Abschnitte 43 und 46 mehr als drei Viertel der Umfangserstreckung des Hohlraumes 36 aus. Auf diese Weise versteifen die Abschnitte 43 und 46 den Grundkörper 30 des Achsschenkels 20 derart, daß im verspann¬ ten Zustand für den vorgesehenen Einsatzzweck völlig ausrei¬ chende Belastbarkeitswerte des Achsschenkels 20 erzielt werden. Die Gewichtsersparnis gegenüber herkömmlich ausge¬ führten Achsschenkeln beträgt hier etwa 20 %.

Zur Demontage der Scheibenbremse 22 brauchen nur die den Ab¬ schnitt 43 des Bremstragers 42 durchsetzenden Schrauben 58 gelöst zu werden; der Bremsträger 42 kann dann durch die Aus¬ sparung 44 radial herausgezogen werden. Zur Festigkeitserhö¬ hung kann alternativ die Außenumfangswand des Blechformteils 32 den Bremsträger 42 im mittleren Bereich übergreifen; zum Ausbau des Bremstragers 42 müssen dann jedoch alle Schrauben 58 gelöst werden.

Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist der Abschnitt 46 der kombinierten Spurstangenhalterung und Querlenkeraufnahme 45 eine radiale Durchgangsausnehmung 64 auf, die mit entspre¬ chenden Ausnehmungen in den Umfangswandungen des Blechform¬ teiles 32 fluchtet und durch die sich ein Drehzahlmeßfühler 66 erstreckt, der Meßwerte für ein Antiblockiersystem und/oder eine Antriebsschlupfregelung liefert. 1543