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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1. Aus dem Stand der Technik sind verschiedene Typen von Radaufhängungen bekannt. Hierbei gilt es, das Rad bzw. den Radträger mit der Kraftfahrzeugkarosserie und/oder einem Achshilfsrahmen derart zu koppeln, dass das Rad zur Aufnahme von dynamischen Radkräften Ein- und Ausfedern kann. Weiterhin ist eine elastokinematische Anbindung derart vorgesehen, dass Vibrationen sowie Geräusche, welche durch das Ein- und Ausfedern sowie das Abrollen des Rades entstehen, gedämpft werden.
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Hierzu sind insbesondere Mehrlenkerachsen bekannt, bei denen zwischen Karosserie bzw. Achshilfsrahmen mehrere Lenker angeordnet sind und den Radträger relativbeweglich gegenüber der Karosserie mit einer vorgegebenen Kinematik koppeln.
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Als Koppelungsstellen werden Kugelgelenke (Ball Joints) oder Gummimetalllager eingesetzt. Insbesondere letztere weisen eine äußere Hülse und eine innere Hülse auf sowie eine dazwischen befindliche Gummischicht. Zur Koppelung wird ein die innere Hülse durchgreifender Schraubbolzen eingesetzt und mit dem Radträger bzw. dem Achshilfsrahmen verschraubt. Da jedoch insbesondere bei Mehrlenkerachsen oftmals die Enden zweier verschiedener Lenker recht nah beieinander montiert werden, kann es sein, dass überstehende Schraubenköpfe, beispielsweise ein Außensechskant zur Montage eines Lenkers, die Montage des weiteren Lenkers erschweren oder gar behindern.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fahrwerkslager bereitzustellen, das eine einfache und effektive Montage ermöglicht und für angrenzende bzw. benachbarte Bauteile konstruktive Freiheitsgrade mit sich bringt.
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Die Aufgabe wird mit einer Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug mit den Merkmalen in Patentanspruch 1 gelöst.Vorteilhafte Ausgestaltungsvarianten der vorliegenden Erfindung sind in den abhängigen Patentansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung betrifft eine Radaufhängung für ein Kraftfahrzeug, welche mindestens einen Lenker sowie einen mit dem Lenker relativbeweglich gekoppelten Radträger aufweist. Die Radaufhängung zeichnet sich dadurch aus, dass in einem Auge des Lenkers formschlüssig die äußere Hülse des zuvor beschriebenen erfindungsgemäßen Fahrwerkslagers angeordnet ist sowie in dem Radträger formschlüssig der Schraubbolzenfortsatz angeordnet ist.
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Bei einem Versagen oder technischen Defekt des Lagers, was insbesondere durch ein Reißen der Gummischicht erfolgen kann, ist weiterhin vorgesehen, dass eine Kopfplatte in Form einer Tellerscheibe auf der der Mutter gegenüberliegenden Seite an dem Innenteil angeordnet ist. An der gegenüberliegenden Seite des Schraubbolzenfortsatzes weist das Innenteil bzw. der Kopfabschnitt eine Tellerscheibe auf. Diese Tellerscheibe weist einen Außendurchmesser auf, der größer ist als der Innendurchmesser des Auges. Der Außendurchmesser ist jedoch größer als der Innendurchmesser der äußeren Hülse, bevorzugt größer als der Außendurchmesser der äußeren Hülse. Kommt es bei der montierten Radaufhängung zu einem technischen Versagen der Gummischicht, kann der Lenker nicht in Axialrichtung des Bolzenabschnittes abscheren. Die Tellerscheibe hält diesen formschlüssig in seiner Position, so dass das Kraftfahrzeug mindestens abgebremst werden kann bzw. eine bedingte Weiterfahrt bis zur nächsten Werkstatt ermöglicht ist.
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Das Fahrwerkslager für eine Kraftfahrzeugradaufhängung ist als Gummimetalllager mit einer äußeren Hülse ausgebildet, in welcher radial innenseitig eine Gummischicht angeordnet ist sowie einem von der Gummischicht umfassten Innenteil. Das Fahrwerkslager zeichnet sich dadurch aus, dass das Innenteil einen einteilig verbundenen Schraubbolzenfortsatz zur Koppelung mit einem Achsbauteil aufweist.
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Die äußere Hülse ist insbesondere als Zylinderhülse ausgebildet und vollständig umlaufend. Radial innenseitig zumindest abschnittsweise umlaufend, insbesondere vollständig umlaufend, ist eine Gummischicht angeordnet. Das Innenteil weist insbesondere einen Kopfabschnitt auf, wobei der Schraubbolzenfortsatz als sich von dem Kopfabschnitt erstreckender Bolzenabschnitt ausgebildet ist. Der Kopfabschnitt ist insbesondere ebenfalls an seiner Außenmantelfläche zylinderförmig umlaufend ausgebildet und von der Gummischicht radial umlaufend zumindest teilweise, insbesondere vollständig, umfasst. Zur Herstellung wird insbesondere die Gummischicht mit der Innenmantelfläche der äußeren Hülse sowie der Außenmantelfläche des Kopfabschnittes vulkanisiert. Auch kann die Gummischicht zwischen den beiden vorgenannten Bauteilen eingegossen sein. Durch die Gummischicht wird es somit ermöglicht, Vibrationen und Stöße durch eine radiale elastokinematische Koppelung von äußerer Hülse und Innenteil zu dämpfen.
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Durch die weitere elastische Verformungsmöglichkeit der Gummischicht kann das Innenteil gegenüber der äußeren Hülse relativ bewegt werden, insbesondere relativ verschwenkt werden. Bei dem Achsbauteil kann es sich insbesondere um einen Radträger, jedoch auch um die Anbindungsstelle an der Karosserie bzw. dem Achshilfsrahmen eines entsprechenden mit dem Fahrwerkslager gekoppelten Lenkers handeln. Findet ein Ein- bzw. Ausfederungsvorgang statt, so wird das Innenteil gegenüber der äußeren Hülse verschwenkt.
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Der erfindungsgemäße Vorteil für insbesondere die Erstmontage bzw. bei einer Reparatur sieht vor, dass der Schraubbolzenfortsatz einteilig mit dem Innenteil verbunden ist. Es muss somit kein externer Schraubbolzen durch das Innenteil geführt werden. Bei der Montage kann somit die äußere Hülse bevorzugt in einen Lenker eingepresst sein, so dass der Lenker direkt mit dem Fahrwerkslager montiert wird. Hierzu wird der einteilig verbundene Schraubbolzenfortsatz durch eine Montageöffnung geführt und von der gegenüberliegenden Seite mit einer Mutter gekontert bzw. festgezogen.
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Damit nunmehr die Montage vereinfacht wird sowie eine ungewollte Verdrehung der Gummischicht vermieden wird, ist ferner vorgesehen, dass an einem Ende des Bolzenabschnittes und/oder in dem Kopfabschnitt eine Innenwerkzeugfläche, besonders bevorzugt ein Innensechskant, zum Eingriff eines Montagewerkzeuges ausgebildet ist. Dieses Montagewerkzeug, beispielsweise auch ein Torx oder ein sonstiges Spezialwerkzeug, kann dann formschlüssig in die Innenwerkzeugfläche vom Kopfabschnitt und/oder Ende des Bolzenabschnittes eingesteckt werden und es kann eine bei der Festziehbewegung der Mutter aufgebrachte Konterkraft über die Innenwerkzeugfläche aufgebracht werden.
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Eine alternative oder ergänzende Ausgestaltungsvariante sieht vor, dass unterhalb des Kopfabschnitts am Übergang zum Bolzenabschnitt und/oder über den gesamten Bolzenabschnitt ein Formschlusselement vorgesehen ist. Beispielweise ist dieses Formschlusselement nach der Art einer Passfeder ausgebildet, welches in eine entsprechende Vertiefung an dem Achsbauteil zum Eingriff kommt und bei Festziehen der Mutter eine Verdrehung des Fahrwerkslagers insbesondere des Innenteils aufgrund des formschlüssigen Eingriffs unterbunden ist.
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Weiterhin besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass das Innenteil einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet ist. Das Innenteil kann somit beispielsweise als massives Bauteil in einem Gussverfahren oder spanabhebendem Verfahren hergestellt sein.
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Alternativ ist es vorstellbar, dass der Kopfabschnitt und der Bolzenabschnitt getrennt voneinander hergestellte Bauteile sind, die jedoch einteilig miteinander gekoppelt sind. Als Koppelungsverfahren kommen beispielsweise ein thermisches Fügeverfahren und/oder ein Einpressen in Frage. Somit kann beispielsweise der Kopfabschnitt als Hülsenbauteil in einem Kaltfließpressverfahren hergestellt werden und der Bolzenabschnitt als Schmiedebauteil oder aber spanabhebendes Bauteil.
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Insbesondere ist der Kopfabschnitt als Hülsenbauteil mit einem Hülsenboden ausgebildet, wobei der Bolzenabschnitt mit dem Hülsenboden gekoppelt ist. Der Bolzenabschnitt kann den Hülsenboden durchgreifen und/oder insbesondere in den Hülsenboden eingepresst sein.
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Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung. Bevorzugte Ausgestaltungsvarianten werden in den schematischen Figuren dargestellt. Diese dienen dem einfachen Verständnis der Erfindung. Es zeigen:
- 1 eine Radaufhängung in Rückansicht,
- 2 eine Radaufhängung mit einem Fahrwerkslager,
- 3 die Radaufhängung gemäß 2 in Draufsicht,
- 4a) bis f) verschiedene Ausgestaltungsvarianten des Innenteils eines Fahrwerkslagers,
- 5 eine erfindungsgemäße Radaufhängung mit Tellerscheibe und
- 6a) und b) das Innenteil mit zwei verschiedenen Ausgestaltungsvarianten des Innenteils mit Tellerscheibe.
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In den Figuren werden für gleiche oder ähnliche Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, auch wenn eine wiederholte Beschreibung aus Vereinfachungsgründen entfällt.
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1 zeigt eine Radaufhängung 1 in Rückansicht. Ein Rad 2 ist drehbar an einem Radträger 3 gekoppelt. Der Radträger 3 selbst ist über Lenker 4 mit einer nicht näher dargestellten Kraftfahrzeugkarosserie bzw. einem Achshilfsrahmen gekoppelt. Die Lenker 4 sind relativbeweglich mit dem Radträger 3 gekoppelt. Hierzu sind die Lenker 4 mit dem Radträger 3 über Fahrwerkslager 5 relativbeweglich und insbesondere elastokinematisch gekoppelt.
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Ein solches aus dem Stand der Technik bekanntes Fahrwerkslager 5 ist in Schnittdarstellung in 2 gezeigt. Der Lenker 4 weist ein Auge 6 auf, in welchem das erfindungsgemäße Fahrwerkslager 5 formschlüssig eingesetzt, insbesondere eingepresst ist. Dazu ist eine äußere Hülse 7 des Fahrwerkslagers 5 mit ihrer Außenmantelfläche 8 in das Auge 6 eingepresst. In dem Fahrwerkslager 5 ist ein Innenteil 9 vorgesehen, welches einen Kopfabschnitt 10 sowie einen einstückig mit dem Kopfabschnitt 10 verbundenen Bolzenabschnitt 11 aufweist. Eine Außenmantelfläche 12 des Kopfabschnittes 10 ist radial umlaufend von einer Gummischicht 13 umfasst, wobei die Gummischicht 13 ebenfalls radial umlaufend an der Innenmantelfläche 14 der äußeren Hülse 7 angeordnet ist.
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Von dem Kopfabschnitt 10 erstreckt sich in der Ausgestaltungsvariante gemäß 2 einstückig und werkstoffeinheitlich der Bolzenabschnitt 11. Der Bolzenabschnitt 11 durchgreift dabei eine Montageöffnung 15 des Radträgers 3, so dass eine Unterseite 16 des Kopfabschnitts 10 formschlüssig an einer Oberseite 17 der Montageöffnung 15 zur Anlage kommt.
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Auf ein Außengewinde 18 des Bolzenabschnittes 11, welches sich zumindest teilweise über die Länge des Bolzenabschnittes 11 erstreckt, ist eine Mutter 19 aufgeschraubt. Auf der dem Bolzenabschnitt 11 gegenüberliegenden Seite S des Fahrwerkslagers 5 ist kein überstehender Gegenstand oder Mittel, insbesondere kein Außensechskant, angeordnet ist. Insbesondere muss nicht zusätzlich das Fahrwerkslager 5 durchgreifend ein Bolzen angeordnet werden, der auf der der Mutter 19 gegenüberliegenden Seite S gekontert wird. Das Fahrwerkslager 5 kann somit vor der Erstmontage in den Lenker 4 gepresst werden und dann direkt an dem Radträger 3 bzw. auf der gegenüberliegenden Seite des Lenkers 4 an der Kraftfahrzeugkarosserie oder dem Achshilfsrahmen gekoppelt werden.
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3 zeigt die Anordnung gemäß 2 mit Blickrichtung auf die Bildebene von 2 bezogen von oben auf die Oberseite O des Kopfabschnittes 10. Zu erkennen ist, dass die äußere Hülse 7 außenseitig umfasst in das Auge 6 des Lenkers 4 eingepresst ist und innenseitig radial umlaufend die Gummischicht 13 angeordnet ist. Die Gummischicht 13 umfasst ebenfalls radial außenseitig umgreifend die Außenmantelfläche 12 des Kopfabschnittes 10.
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4 zeigt verschiedene Ausgestaltungsvarianten des Innenteils 9. Das Innenteil 9 gemäß 4a) ist dabei einteilig und werkstoffeinheitlich massiv ausgebildet. Der Kopfabschnitt 10 ist somit einteilig mit dem Bolzenabschnitt 11 ausgebildet. Beispielsweise kann ein solches Bauteil mit einem spanabhebenden Verfahren hergestellt sein.
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In Abwandlung dazu ist der Kopfabschnitt 10 gemäß Ausführungsvariante von 4b) hohl ausgebildet, so dass, wie dargestellt in 4f), ein Konterwerkzeug 20, beispielsweise ein Außensechskant, in den Hohlraum 21 des Kopfabschnittes 10 eingeführt werden kann und an einer Innenwerkzeugfläche 22, beispielsweise in Form eines Innensechskants, formschlüssig zum Eingriff kommt. Beim Festziehen der in 4a -f nicht näher dargestellten Mutter kommt es somit nicht zu einem Verdrehen um die Hochachse 23 des Innenteils 9, was zu einem ungewollten Verdrehen der mit der Außenmantelfläche 12 verklebten oder vulkanisierten Gummischicht 13 führen kann.
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Gemäß Ausgestaltungsvariante von 4c) ist der Kopfabschnitt 10 als Hülsenbauteil mit einem Hülsenboden 24 ausgebildet, wobei der Bolzenabschnitt 11 davon als separates Bauteil ausgebildet ist und den Hülsenboden 24 durchgreift. Beispielsweise kann der Bolzenabschnitt 11 in den Hülsenboden 24 eingepresst sein. Der Kopfabschnitt 10 und der Bolzenabschnitt 11 können jedoch auch miteinander verschweißt sein. Insbesondere können somit die beiden Bauteile separat voneinander hergestellt werden und anschließend gefügt werden.
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Bei der Ausgestaltungsvariante gemäß 4d) ist an der Unterseite 16 des Kopfabschnittes 10 ein zusätzliches Formschlusselement 25 beispielsweise nach Art einer Passfeder ausgebildet. Dieses Formschlusselement 25 würde zumindest teilweise in eine nicht näher dargestellte Vertiefung der Oberseite 17 gemäß 2 eingreifen und somit ein Verdrehen um die Hochachse 23 des Innenteils 9 während des Festziehvorganges der Mutter 19 gemäß 2 kontern.
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Eine weitere Ausgestaltungsvariante ist in 4e) dargestellt, wonach ein Ende 26 des Bolzenabschnittes 11 ebenfalls eine angedeutete Innenwerkzeugfläche, insbesondere einen Innensechskant, zum formschlüssigen Aufnehmen eines entsprechenden Konterwerkzeuges 20 aufweist. Alle in 2 und 4 gezeigten Ausgestaltungsvarianten können beliebig untereinander kombiniert werden mit den jeweils damit einhergehenden Vorteilen.
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5 zeigt eine Ausführungsvariante analog zu 2 mit dem erfindungsgemäßen Unterschied, dass auf die Vertikalrichtung V bezogen eine Tellerscheibe 27 oberhalb des Kopfabschnittes 10 angeordnet ist. Die Tellerscheibe 27 bildet sogleich auch dann die Oberseite O des Kopfabschnittes 10 aus. Die Tellerscheibe 27 weist einen Außendurchmesser AD auf, der mindestens größer ist als der Innendurchmesser ID7 der äußeren Hülse 7. Bevorzugt ist der Außendurchmesser AD der Tellerscheibe 27 größer als der Innendurchmesser ID6 des Auges 6. Somit wird ein Abscheren des Lenkers 4 in Vertikalrichtung V nach oben bei einem Reißen der Gummischicht unterbunden.
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6a) und b) zeigen zwei alternative Ausgestaltungsvarianten des erfindungsgemäßen Innenteils 9 jeweils mit Tellerscheibe 27. Gemäß 6a) ist das Innenteil 9 bzw. der Kopfabschnitt 10 sowie der Bolzenabschnitt 11 des Innenteils 9 einstückig und werkstoffeinheitlich massiv ausgebildet. Demgegenüber ist im Unterschied zu 5 dann nicht einstückig und werkstoffeinheitlich auch die Tellerscheibe 27 ausgebildet, sondern die Tellerscheibe 27 ist als externes Bauteil mit der Oberseite O des Kopfabschnittes 10 gekoppelt. Dies kann beispielsweise durch thermisches Fügen, Kleben oder auch ein Formschluss in Form von Nieten erfolgen. Gemäß 5 kann das Innenteil 9 mit Tellerscheibe 27 auch einstückig und werkstoffeinheitlich ausgebildet sein.
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6b) zeigt eine Ausgestaltungsvariante des Innenteils 9, bei welcher der Kopfabschnitt 10 als Hülsenbauteil ausgebildet ist und folglich die Tellerscheibe 27 entsprechend dem Hohlraum 21 auch innen hohl ist. Entsprechende Ausführungen zu 5 betreffend des Außendurchmessers AD der Tellerscheibe 27 in Bezug auf Innendurchmesser ID7 der äußeren Hülse bzw. Innendurchmesser ID6 des Auges gelten analog.
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Bezugszeichenliste
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- 1 -
- Radaufhängung
- 2 -
- Rad
- 3 -
- Radträger
- 4 -
- Lenker
- 5 -
- Fahrwerkslager
- 6 -
- Auge zu 4
- 7 -
- äußere Hülse
- 8 -
- Außenmantelfläche zu 7
- 9 -
- Innenteil
- 10-
- Kopfabschnitt
- 11 -
- Bolzenabschnitt
- 12 -
- Außenmantelfläche zu 10
- 13 -
- Gummischicht
- 14 -
- Innenmantelfläche zu 7
- 15 -
- Montageöffnung
- 16 -
- Unterseite zu 10
- 17 -
- Oberseite zu 15
- 18 -
- Außengewinde
- 19 -
- Mutter
- 20 -
- Konterwerkzeug
- 21 -
- Hohlraum zu 10
- 22 -
- Innenwerkzeugfläche
- 23 -
- Hochachse
- 24 -
- Hülsenboden
- 25 -
- Formschlusselement
- 26 -
- Ende zu 11
- 27 -
- Tellerscheibe
- O -
- Oberseite zu 10
- S -
- Seite
- V -
- Vertikalrichtung
- AD -
- Außendurchmesser zu 27
- ID7 -
- Innendurchmesser zu 7
- ID6 -
- Innendurchmesser zu 6
