Beschreibung

Die Erfindung betrifft einen Radträger eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Zur Gewichtseinsparung wird bei der Herstellung von Kraftfahrzeugen vermehrt dazu übergegangen, Einzelteile oder ganze Baugruppen aus Leichtmetallwerkstoffen herzustellen. Als Leichtmetallwerkstoffe kommen dabei zumeist Magnesium oder Aluminium zum Einsatz.

Aus der DE 10 2005 032 888 Al ist zum Beispiel ein Radträger bekannt, der insgesamt aus dem Leichtmetall Aluminium hergestellt wurde. Ein wesentliches Problem stellt dabei jedoch die Verbindung des Radlagers mit dem aus einem Leichtmetall hergestellten Radträger dar, weil die unterschiedlichen Materialien des Radträgers und des Radlagers verschiedene Wärmeausdehnungskoeffizienten haben und zudem unterschiedliche Festigkeitswerte aufweisen. Dies kann im Extremfall dazu führen, dass sich das Radlager in dem Radträger lockert und axial auswandert oder sich in Umfangsπchtung bewegt, was zumindest störende Geräusche im Bereich der Radaufhängung zur Folge hat. Um dies zu verhindern, ist es aus der DE 10 2005 032 888 Al bekannt, Sicherungsringe vorzusehen, die das Radlager in dem Radträger fixieren. Dabei geht die Lösung der Schrift dahin, wenigstens einen Sicherungsring vorzusehen, der unter einem Reibschluss und/oder einem Formschluss in den Außenring des Radlagers eingesetzt wird, wobei auch zwischen dem umgebenden Bauteil, also dem Radträger, und dem Sicherungsring ein Reibschluss vorhanden ist. Der Sicherungsring kann darüber hinaus eine Kegelform beziehungsweise eine mit Bezug zur Rotationsachse ansteigende oder gewölbte Kontur aufweisen, um durch die sich einstellende Keilwirkung zwischen Radlager und Radträger eine Relativbewegung des Radlagers zu vermeiden. Bei der aus der DE 10 2005 032 888 Al bekannten Lösung ist die Montage des Radlagers im Radträger dadurch erschwert, dass jeder Sicherungsring zunächst in den Außenring des Radlagers eingelegt werden muss, bevor das Radlager in den Radträger integrierbar ist. Praktisch lässt sich dieses Problem kaum ohne eine thermische Behandlung der Bauelemente umsetzen. Dies hat zur Folge, dass die Herstellung der Bauelemente und ihre Montage einen erheblichen Aufwand erfordern.

Radträger in einer aus Alumimumguss bestehenden und anschließend zusätzlich geschmiedeten Ausführung, bei denen zwischen dem Außenring des Radlagers und der Innenoberfläche der Ausnehmung ein Stahlzwischenring eingesetzt ist, sind bereits in Fahrzeugen im Einsatz. Dabei gestaltet sich jedoch das Gießen und das anschließende Schmieden des Radträgers sowie das Einsetzen des Stahlzwischenringes sehr aufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine möglichst einfache und fertigungstechnisch unkomplizierte Lösung für die Verbindung eines Radlagers mit einem Radträger eines Kraftfahrzeuges bereitzustellen, die eine zuverlässige Fixierung des Radlagers innerhalb des Radträgers gestattet, sodass keine Relativbewegungen zwischen Radlager und Radträger auftreten .

Die Erfindung löst diese Aufgabenstellung mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der sich anschließenden Unteransprüche.

Ein Radträger eines Kraftfahrzeuges aus einem leichtmetallischen Werkstoff wie Aluminium mit einer Ausnehmung zur Aufnahme des Außenringes eines Radlagers, in dessen Innenring eine Nabe eines Radflansches einer Fahrzeugachse einsetzbar ist, wurde erfindungsgemäß dahingehend weitergebildet, dass das Radlager unter zumindest partieller Umformung eines Randabschnittes der Ausnehmung in dem Radträger fixiert ist.

Mit der Erfindung wird eine fertigungstechnisch sehr einfach herstellbare und damit kostengünstige Lösung bereitgestellt, ein Radlager in einem Radträger dauerhaft sicher zu fixieren. Werden zur Verbindung zwischen Radträger und Radlager entlang des Umfanges des Radlagers nur partiell Umformungen des Randabschnittes des Radträgers vorgenommen, kann dadurch eine Fixierung des Radlagers gegen ein axiales Auswandern aus dem Radträger erfolgen und es ist zudem möglich, Relativbewegungen in Umfangsπchtung des Radlagers, das heißt, unerwünschte Rotationsbewegungen des Radlagers innerhalb des Radträgers, zu vermeiden. Gedacht ist hierbei zum Beispiel an ein in Umfangsπchtung betrachtet, verzahnungsartiges Ineinandergreifen zwischen Radträger und Radlager. Es liegt jedoch ebenso im Bereich des Erfindungsgedankens, die Umformung am Radträger vollständig entlang des Radlagers umlaufen zu lassen. Durch die Erfindung kann der bei bekannten Lösungen erforderliche Schmiedevorgang des Radträgers entfallen, wodurch eine zusätzliche Vereinfachung gegeben ist.

Eine erste Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, dass der Außenring des Radlagers unter zumindest partieller Umformung eines Randabschnittes der Ausnehmung in dem Radträger fixiert ist. Die Befestigung des Außenringes eines Radlagers am Radträger über die partielle Umformung eines Teilbereiches eines Randabschnittes der Ausnehmung bietet sich deshalb an, weil der umgekehrte Fall, nämlich die Befestigung am Innenring des Radlagers mit einem höheren Aufwand verbunden ist. Deshalb stellt diese Lösung eine besonders einfache Befestigung des Radlagers in der Ausnehmung des Radträgers dar.

Neben der Möglichkeit, das Radlager unmittelbar in die Ausnehmung des Radträgers einzusetzen, sind Gegenstand der Erfindung auch Ausführungen, bei denen zwischen dem Außenring des Radlagers und der Innenoberfläche der Ausnehmung ein Zwischenring eingesetzt ist. Dieser Zwischenring sollte jedoch eine größere Breite aufweisen als das Radlager und somit das Radlager vollständig aufnehmen. Hier besteht ein ganz wesentlicher Unterschied zu den im Zusammenhang mit der Erläuterung des Standes der Technik erwähnten Ausführungen, bei denen Sicherungsringe zur Fixierung des Radlagers zum Einsatz kommen. Mit dieser sehr sinnvollen Ausgestaltung der Erfindung ist nämlich die Fertigung und die Montage des Radlagers im Radträger entscheidend vereinfacht worden. Zudem ermöglicht die Verwendung eines Zwischenringes als mittelbare Befestigung des Radlagers innerhalb des Radträgers die Fixierung des Radlagers über dessen gesamte Breite. Aber neben den bereits erwähnten Vorteilen bietet die Lösung auch die Möglichkeit eines sehr einfachen Austausches des Radlagers für den Reparaturfall. Das Radlager muss nicht aus dem Leichtmetall-Radträger herausgetrennt werden, was unter Umständen zu Zerstörungen der Innenoberfläche der Ausnehmung führen könnte, sondern kann in einfacher Weise aus dem Zwischenring entfernt werden. Ein wesentlicher Vorteil besteht also hierbei darin, dass nicht der gesamte Radträger inklusive des darin vorhandenen Radlagers ausgewechselt werden muss. Dies hat für den Kunden erhebliche Kostenvorteile und erleichtert zudem dem Werkstattpersonal die Austauschbarkeit der Radlager.

Um die Verbindung des Zwischenringes mit dem Radträger zu vereinfachen und damit auch die Montage zu erleichtern, geht ein Vorschlag dahin, dass der Zwischenring aus einem im Vergleich zu dem leichtmetallischen Werkstoff des Radträgers höherfesteren Material besteht. Geeignet könnten hierzu beispielsweise Werkstoffe wie Stahl sein, so dass der Zwischenring aus einem Stahlwerkstoff und der Radträger beispielsweise aus Aluminium erzeugt wird.

Zur mittelbaren Befestigung des Radlagers im Radträger ist es von Vorteil, wenn der Zwischenring durch die Umformung des Randabschnittes der Ausnehmung fixiert ist. Dies ermöglicht beispielsweise den Zwischenring zusammen mit dem Radlager als vormontierte Baueinheit herzustellen und den Zwischenring zusammen mit dem bereits integrierten Radlager in die korrespondierende Ausnehmung des Radträgers einzusetzen. Bei dieser Lösung wird demnach nicht das Radlager oder der Außenring des Radlagers, sondern der Zwischenring durch die Umformung fixiert. Ein wesentlicher Vorteil einer vormontierbaren Baueinheit zeigt sich in der Möglichkeit, bauteilbedingte Toleranzen, insbesondere zwischen Radlager und Zwischenring, ausgleichen zu können, was zu einer verbesserten Qualität erfindungsgemäßer Radträger führt.

Aus Sicherheitsgründen kann es erfindungsgemäß gefordert oder gewünscht sein, dass das Radlager zusätzlich durch einen Sicherungsring in dem Radträger beziehungsweise in dem Zwischenring fixiert wird. Zwar ist diese Maßnahme für die sichere Fixierung des Radlagers nicht erforderlich, sie kann jedoch einen zusätzlichen Sicherheitsaspekt mit sich bringen.

Zur Vermeidung von Relativbewegungen zwischen dem Zwischenring und dem diesen aufnehmenden Radträger ist es von Vorteil, wenn der Zwischenring mittels einer Passung in die Ausnehmung des Radträgers eingesetzt ist. Bei dieser Passung ist es erfindungsgemäß möglich, Übergangspassungen oder bevorzugt Presspassungen vorzusehen und den Zwischenring mittels einer dieser Passungen in die Ausnehmung des Radträgers einzuführen.

Um den Festsitz des Zwischenringes in der Ausnehmung des Radträgers zu verbessern, geht ein Vorschlag dahin, dass der Zwischenring an seiner Außenmantelfläche eine Rändelung aufweist. Entsprechend einer Ausgestaltung kann diese Rändelung quer zur Umfangsπchtung des Zwischenringes ausgerichtet sein. Eine Kombination dieser Rändelung mit einer weiteren, beispielsweise längs und/oder schräg zur Umfangsπchtung verlaufenden Rändelung ist möglich und liegt im Bereich des Erfindungsgedankens. Durch die Rändelung wird einerseits eine optimale Fixierung des Zwischenringes im Radträger ermöglicht und andererseits über die gesamte Lebensdauer hinweg ein sicherer und zuverlässiger Halt gewährleistet. Diese Fixierungsmöglichkeit ist geeignet zur Vermeidung axialer Ausweichbewegungen des Zwischenringes und zur Vermeidung von Bewegungen in Umfangsπchtung . Zudem ist ein Vorteil darin zu sehen, dass auch hohe Temperaturen im Bereich des Radträgers keinen nennenswerten Einfluss auf den Festsitz der Bauteile haben.

Die Rändelung kann dabei gemäß einer weiteren vorteilhaften Lösung aus verschiedenen Abschnitten bestehen, die sich sowohl in Umfangsπchtung des Zwischenringes betrachtet, als auch quer zur Umfangsπchtung abwechseln können. So ist vorgesehen, dass zusätzlich zu der nur auf einem Teil der Außenmantelfläche des Zwischenringes angeordneten und quer zur Umfangsπchtung des Zwischenringes verlaufenden Rändelung auf einem weiteren Teil der Außenmantelfläche eine längs- und/oder schräg zur Umfangsπchtung des Zwischenringes verlaufende Rändelung vorhanden ist.

Weiterhin besteht eine Lösung nach der Erfindung darin, dass der Außendurchmesser des Zwischenringes auf der beim Einsetzen des Zwischenringes in den Radträger dem Radträger zugewandten Seite geringer ist, als auf der dem Radträger abgewandten Seite. Dies hat den entscheidenden Vorteil, dass beim Einpressen des Zwischenringes in den Radträger entstehende Mateπalverschiebungen in den Bereich des geringeren Durchmessers des Zwischenringes ausweichen können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Die gezeigten Ausführungsbeispiele stellen keine Einschränkung auf die dargestellten Varianten dar, sondern dienen lediglich der Erläuterung des Prinzips der Erfindung. Um die erfindungsgemäße Funktionsweise veranschaulichen zu können, sind in den Figuren nur stark vereinfachte Darstellungen gezeigt, bei denen auf die für die Erfindung nicht wesentlichen Bauteile oder Elemente verzichtet wurde. Dies bedeutet jedoch nicht, dass derartige Bauteile oder Elemente bei einer erfindungsgemäßen Lösung nicht vorhanden sind. Es zeigen: Figur 1: einen Teilschnitt durch eine erste Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Radträgers, Figur 2 : einen vereinfachten Stadienplan der Montage eines Radlagers in einem Radträger nach der Erfindung für eine zweite

AusführungsVariante Figur 3: ausschnittsweise einen in ein Kraftfahrzeug eingebauten

Radträger .

Der in der Figur 1 dargestellte Radträger 6 besteht vorliegend aus einem leichtmetallischen Werkstoff, nämlich aus Aluminium. Er weist eine Ausnehmung 1 auf, in die eine Nabe 15 eines Radflansches 12 einer Fahrzeugachse einsetzbar ist, was anschaulicher aus der Figur 3 hervorgeht. In die Ausnehmung 1 des Radträgers 6 ist ein Radlager 3 eingesetzt. Dieses Radlager 3 weist in an sich bekannter Weise einen Außenring 2 und einen Innenring 4 auf, die hier über zwei Reihen mit jeweils mehreren Wälzkörpern 13, 14 miteinander verbunden sind, so dass eine Rotationsbewegung des Innenringes 4 relativ zum Außenring 2 ermöglicht ist. Als Wälzkörper 13, 14 dienen im gezeigten Beispiel Kugeln. Das Radlager 6 wurde bei der Ausführungsvariante gemäß Figur 1 über einen Presssitz in die Ausnehmung 1 des Radträgers 6 eingesetzt. Hierzu werden der Radträger 6 und das darin einzusetzende Radlager 3 vor dem Zusammenbau thermisch behandelt. Der Außenring 2 des Radlagers 3 liegt nunmehr unmittelbar an der Innenoberfläche 7 der Ausnehmung 1 des Radträgers 6 an. Nach der exakten Positionierung des Radlagers 3 in der Ausnehmung 1 des Radträgers 6 wird der bis dahin bezogen auf die Rotationsachse des Radlagers 3 axial abstehende Randabschnitt 5 des Radträgers 6 umgeformt, so dass er den Außenring 2 des Radlagers 3 gegen eine Ausweichbewegung in axialer Richtung fixiert. Der Umformvorgang des Randabschnittes 5 des Radträgers 6 kann durch ein einfaches Umformverfahren, beispielsweise ein Rollverfahren, erfolgen. Insofern ist der Einbau des Radlagers 3 in den Radträger 6 auf diese Weise sehr einfach gestaltet. Auf der dem Randabschnitt 5 gegenüberliegenden Seite stützt sich der Außenring 2 des Radlagers 3 an einer korrespondierenden Schulter des Radträgers 6 ab.

Die Figur 2 zeigt einen Stadienplan der Montage einer zweiten Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Radträgers eines Kraftfahrzeuges aus Aluminium. Bei dieser Variante ist zwischen dem Außenring 2 des Radlagers 3 und der Innenoberfläche 7 der Ausnehmung 1 ein Zwischenring 8 aus Stahl eingesetzt.

Im Bildteil a) der Figur 2 ist der Vormontagezustand dargestellt. Hier ist der Zwischenring 8 bereits in die Ausnehmung 1 des Radträgers 6 eingefügt. Bei dem Zwischenring 8 handelt es sich um einen einfachen Stahlring. Seine Außenmantelfläche 10 befindet sich dabei in unmittelbarem Berührungskontakt mit der Innenoberfläche 7 der Ausnehmung 1 des Radträgers 6. Eine Rändelung in diesem Bereich unterstützt den Festsitz und die Fixierung des Zwischenringes 8 in der Ausnehmung 1. In dem entgegen der Montagerichtung des Radlagers 3 äußeren Abschnitt des Zwischenringes 8 weist dieser eine Nut 11 auf, deren Bedeutung nachfolgend erläutert wird.

In dem in Bildteil b) der Figur 2 gezeigten Arbeitsschritt ist das Radlager 3 in den Zwischenring 8 eingefügt worden. Dabei liegt der Außenring 2 des Radlagers 3 unmittelbar an der Innenmantelfläche des Zwischenringes 8 an. Die Nut 11 nimmt einen Sicherungsring 9 auf, der das Radlager 3 zusätzlich im Zwischenring 8 fixiert und zusätzlich ein axiales Auswandern des Radlagers 3 vermeidet.

Im Bildteil c) der Figur 2 ist schließlich der fertig montierte Zustand des erfindungsgemäßen Radträgers dargestellt. Im Unterschied zu dem vorherigen Bildteil b) wurde hier der Randabschnitt 5 des Radträgers 6 derart umgeformt, dass er den Zwischenring 8 in der Ausnehmung 1 des Radträgers 6 fixiert. Zur Umformung kommt ein Rollvorgang zum Einsatz, so dass sich er Umformvorgang vollautomatisch umsetzen lässt. Der Vorteil der Lösung mit einem Zwischenring 8 besteht darin, dass das Radlager 3 jederzeit ausgewechselt werden kann, ohne dass eine Zerstörung des Radträgers 6 zu befürchten ist. Hierzu muss lediglich der Sicherungsring 9 gelöst werden und das Radlager 3 kann aus dem Zwischenring 8 entfernt werden, um es durch ein neues Radlager 3 zu ersetzen.

Die Figur 3 veranschaulicht ausschnittsweise einen montierten Radträger 6. Dieser nimmt in der bereits im Zusammenhang mit der Figur 1 erläuterten Weise ein Radlager 3 auf, dessen Außenring 2 in dem aus Aluminium gefertigten Radträger 6 mittels des umgeformten Randabschnittes 5 fixiert ist. Der Innenring 4 des Radlagers 3 ist passend auf eine Nabe 15 aufgesetzt, die ihrerseits zusammen mit dem Radlager 3 innerhalb der Ausnehmung 1 des Radträgers 6 angeordnet ist. Die Nabe 15 bildet dabei einen einstückigen Bestandteil eines Radflansches 12 und kann in einer hierfür geeigneten Mittenbohrung 16 beispielsweise die Antriebswelle eines Radantriebes aufnehmen.

Bezugszeichenliste

1. Ausnehmung

2. Außenring

3. Radlager

4. Innenring

5. Randabschnitt

6. Radträger

7. Innenoberfläche

8. Zwischenring

9. Sicherungsring

10. Außenmantelfläche

11. Nut

12. Radflansch

13. Wälzkörper (Kugel)

14. Wälzkörper (Kugel)

15. Nabe

16. Mittenbohrung