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Die Erfindung betrifft einen Radträger für ein Fahrzeug, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Bei Kraftfahrzeugen sind die Räder normalerweise drehbar an Radträgern gelagert, die ihrerseits mit dem Fahrzeugaufbau verbunden sind. Der Radträger bildet dabei gewissermaßen eine stabile Aufnahme für die Achse des jeweiligen Rades. Die Verbindung zwischen dem Radträger und dem Fahrzeugaufbau kann insbesondere über verschiedene Lenker erfolgen, die einerseits beweglich mit dem Radträger und andererseits bspw. mit dem Chassis oder einem Hilfsrahmen verbunden sind. Die Art und Anzahl der Lenker pro Radträger können unterschiedlich sein, bspw. können ein oder mehrere Querlenker, Längslenker und/oder Schräglenker vorgesehen sein. Die Funktion der Lenker besteht in der Führung des Radträgers und somit des Rades sowie in einer beweglichen Verbindung mit dem Fahrzeugaufbau. Der Radträger ist normalerweise Teil der ungefederten Masse, während der Fahrzeugaufbau Teil der gefederten Masse ist. Federelemente sowie Dämpfer können einerseits am Fahrzeugaufbau und andererseits entweder am Radträger selbst oder an einem der Lenker angebunden sein.
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In vielen Fällen bestehen sowohl die Lenker als auch der Radträger aus Metall, bspw. Stahl, Grauguss oder Aluminium. Daneben kommen zum Teil auch Verbundstoffe wie faserverstärkter Kunststoff zum Einsatz. Generell wird die Materialwahl so getroffen, dass die für Sicherheit und Fahrkomfort notwendige Stabilität gewährleistet ist. Andererseits besteht insbesondere in jüngerer Zeit eine verstärkte Anforderung zur Gewichtsreduktion sämtlicher Fahrzeugkomponenten, um Treibstoff einzusparen und die CO2-Emissionen zu reduzieren.
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Die
US 9 855 806 B1 zeigt einen Radträger, der eine Mehrzahl von Lenkerarmen miteinander verbindet. Der Radträger weist einen Radlagermontageabschnitt auf, einen oberen Lenkerarmmontageabschnitt, welcher an einem oberen Abschnitt des Radlagermontageabschnitts ausgebildet ist und mit einem oberen Lenkerarm verbunden ist, sowie einen unteren Lenkerarmmontageabschnitt, welcher einstückig an einer ersten Seite in Richtung zu einer Rückseite des Fahrzeuges von einem unteren Abschnitt des Radlagermontageabschnitts ausgebildet ist. Ein Verstärkungsabschnitt erstreckt sich von dem Radlagermontageabschnitt zu einer Vorderseite des Fahrzeuges und ein Längslenkermontageabschnitt ist einstückig mit dem Verstärkungsabschnitt verbunden und an einem Längslenker befestigt. Ein Hilfslenkermontageabschnitt ist einstückig mit einem unteren Abschnitt des Verstärkungsabschnitts ausgebildet und mit einem Hilfslenker verbunden.
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Die
US 9 333 824 B2 offenbart eine unabhängige Radaufhängung, aufweisend einen Radträger, der an einem verwindungssteif ausgebildeten Querlenker mit zwei aufbauseitigen Lenkerlagern zur Anlenkung an einem Fahrzeugaufbau und zwei radträgerseitigen Lenkerlagern zur Anlenkung am Radträger und an wenigstens zwei weiteren Querlenkern mit jeweils einem aufbauseitigen Lenkerlager und einem radträgerseitigen Lenkerlager angelenkt ist. Weiterhin weist die Radaufhängung eine am Fahrzeugaufbau und am Radträger abgestützte Tragfeder auf, wobei in einer Längsrichtung des Fahrzeugs die Tragfeder vor der Radmittelachse und die beiden weiteren Querlenker hinter der Radmittelachse angeordnet sind.
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Aus der
DE 10 2015 202 373 A1 ist ein Radträger für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs bekannt, der wenigstens einen Außenring eines Radlagers oder ein Radlager umfasst, der oder das in den aus einer Leichtmetalllegierung oder aus einem eine Metallbeschichtung aufweisenden Kunststoff hergestellten Radträger integriert ist. Insbesondere kann der Radträger als Spritzgussteil ausgebildet sein und eine erste geschlossene Seite und eine der ersten Seite gegenüberliegende, Rippen aufweisende zweite Seite aufweisen. Optional können integrierte Befestigungspunkte zum Anbringen von Fahrwerkskomponenten vorgesehen sein.
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Die
US 4 618 159 A offenbart eine Einrichtung zur Montage einer Aufhängungskomponente, geeignet für die Befestigung einer Aufhängungskomponente an einer Achsschenkelanordnung, die ein Gehäuse mit einem sich von dem Gehäuse erstreckenden Umfangsrandflanschabschnitt aufweist, wobei die Aufhängungskomponente ein Kugelgelenk oder ein Lenkgestänge mit einem vorstehenden Befestigungsbolzen aufweist, der in eine Bohrung eingreift, die innerhalb des Umfangsrandflanschabschnittes ausgebildet ist. Die Aufhängungskomponente ist mittels einer halbkugelförmigen Aufnahme mit dem Achsschenkel verbunden, die in dem Randflanschabschnitt die Bohrung umgebend ausgebildet ist. Der Befestigungsbolzen weist einen mit einem Gewinde versehenen Bolzenabschnitt auf, eine erste, an dem Bolzen befestigte Scheibe, die eine halbkugelförmige Fläche bildet, die der halbkugelförmigen Aufnahme entspricht, ein zweites Scheibenelement, das auf den Bolzen aufgesetzt werden kann und eine halbkugelförmige Fläche aufweist, die der halbkugelförmigen Aufnahme entspricht, und eine Befestigungseinrichtung für ein Festklemmen der ersten und der zweiten Scheibeneinrichtung gegen das Achsschenkelgehäuse, wodurch der Befestigungsbolzen starr an der Achsschenkelanordnung befestigt werden kann.
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Die
US 7 270 340 B2 offenbart eine Einzelradaufhängung mit einem radführenden am Fahrzeugaufbau gelagerten Schräg-, Längs- oder Verbundlenker, der einen in mehreren elastischen Schwenklagern gelagerten Radträger aufweist, wobei die elastischen Schwenklager zumindest bereichsweise aus zwei konzentrischen Ringen oder einem Ring und einem Bolzen bestehen, zwischen denen wenigstens bereichsweise ein Elastomerkörper unlösbar integriert ist. Der Radträger ist vor der Raddrehachse über mindestens ein elastisches Steuerlager, dessen Lagerzapfen mit seiner Mittellinie in einer Vertikalebene liegt, die mit der Fahrtrichtung einen Winkel von 20° bis 50° einschließt, am Lenker abgestützt. Der Radträger ist hinter der Raddrehachse und oberhalb der horizontalen Radmittenquerebene über mindestens einen in Schwenklagern und mit in einer zumindest annähernd vertikalen Ebene liegenden Mittellinien angelenkten Pendelstützlenker am Lenker beweglich gelagert. Der Radträger ist hinter der Raddrehachse und unterhalb der horizontalen Radmittenquerebene über ein als Schwenklager mit zumindest annähernd zur Fahrtrichtung paralleler Mittellinie ausgeführtes Stützlager am Lenker beweglich gelagert.
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Aus der
US 9 643 647 B2 A ein Radträger für ein lenkbares Rad bekannt. Dieser weist einen Körperabschnitt auf, an welchem eine Achse befestigt ist, einen Armabschnitt, dessen eines Ende einstückig mit einer äußeren Peripherie des Körperabschnitts ausgebildet ist und sich vom Körperabschnitt entlang einer Streckungsachse nach außen erstreckt, sowie einen Verbindungsabschnitt zur Verbindung mit einer Fahrzeugkomponente. Der Armabschnitt weist einen ersten Bereich, einen zweiten Bereich sowie einen hohlen Bereich auf. Der erste Bereich weist eine randseitige Wand auf, die dazu eingerichtet ist, um die Erstreckungsachse geschlossen zu sein. Der zweite Bereich weist eine randseitige Wand auf mit einer Öffnung, die teilweise um die Erstreckungsachse geöffnet ist. In einem Querschnitt, der die Erstreckungsachse schneidet, weist ein Endabschnitt der randseitigen Wand des zweiten Bereichs auf Seiten der Öffnung einen vergrößerten Abschnitt auf, der in der Breite vergrößert ist im Vergleich zur Dicke von Seitenbereichen, die zum Endabschnitt benachbart sind.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Bereitstellung einer Radaufhängung, die hinsichtlich ihres Gewichts optimiert ist und dabei eine ausreichende Stabilität aufweist, noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine stabile, gewichtsoptimierte Radaufhängung zur Verfügung zu stellen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch einen Radträger mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird ein Radträger für ein Fahrzeug zur Verfügung gestellt. Der Radträger ist insbesondere für Kraftfahrzeuge wie Lkw oder Pkw vorgesehen. Allerdings ist auch bspw. eine Anwendung für Anhänger möglich. Der Radträger dient zur drehbaren Lagerung eines Rades und ist dazu vorgesehen, über einen oder mehrere Lenker beweglich mit einem Fahrzeugaufbau, bspw. einem Chassis oder einem Hilfsrahmen, verbunden zu werden. Er ist einstückig ausgebildet, was insbesondere die Möglichkeit einschließt, dass er einstückig gefertigt ist, insbesondere durch Urformen sowie ggf. eine anschließende spanende Bearbeitung. Er kann aus Metall gebildet sein, bspw. aus Stahl, Grauguss und/oder Aluminium. Insbesondere kann er einteilig gegossen sein. Alternativ könnte der Radträger auch aus einem Verbundstoff, bspw. faserverstärktem Kunststoff gefertigt sein.
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Der Radträger weist einen Rad-Anbindungsabschnitt für ein Rad auf, d.h. ein Rad bzw. Fahrzeugrad ist direkt oder normalerweise indirekt im Rad-Anbindungsabschnitt mit dem Radträger verbunden. Der Rad-Anbindungsabschnitt kann eine Radnaben-Ausnehmung aufweisen, in welcher eine Radnabe wenigstens teilweise aufgenommen werden kann. Das eigentliche Fahrzeugrad ist dabei drehbar auf der Radnabe gelagert. Um eine solche Radnaben-Ausnehmung herum können mehrere Bohrungen angeordnet sein, die zur Aufnahme von Verbindungsmitteln zwischen dem Radträger und der Radnabe dienen.
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Des Weiteren weist der Radträger einen ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt und einen in Fahrzeuglängsrichtung hierzu beabstandeten zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt für einen unteren Querlenker auf. Es sind also zwei untere Lenker-Anbindungsabschnitte vorgesehen, die in Fahrzeuglängsrichtung (entlang der X-Achse) zueinander beabstandet sind und die beide zur Anbindung eines unteren Querlenkers ausgebildet sind. Ein solcher unterer Querlenker ist dabei normalerweise als Vierpunktlenker ausgebildet, d.h. er weist zwei fahrzeugseitige Anbindungsstellen und zwei radträgerseitige Anbindungsstellen auf. Üblicherweise wird die Führungsfunktion des unteren Querlenkers durch wenigstens einen, normalerweise zwei weitere Querlenker ergänzt, wie nachfolgend noch besprochen wird. Die Bezeichnungen „erster“ sowie „zweiter unterer Lenker-Anbindungsabschnitt“ dienen in diesem Zusammenhang lediglich zur begrifflichen Unterscheidung und definieren im Allgemeinen keinerlei Reihenfolge oder Anordnung bezüglich der X-Achse bzw. der Fahrtrichtung des Fahrzeugs. Bspw. kann der erste untere Lenker-Anbindungsabschnitt in Fahrtrichtung vor dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt liegen, es ist jedoch auch die umgekehrte Reihenfolge möglich.
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Die unteren Lenker-Anbindungsabschnitte sind in einem unteren Bereich des Radträgers angeordnet und normalerweise wenigstens überwiegend, insbesondere vollständig, tiefer angeordnet als der Rad-Anbindungsabschnitt. Jeder der unteren Lenker-Anbindungsabschnitte kann zur Aufnahme eines Lagers ausgebildet sein, über welches der Querlenker mit dem Radträger verbunden wird. Bei dem Lager kann es sich bspw. um ein Schwenklager oder um ein Kugelgelenk handeln. Insgesamt definieren die unteren Lenker-Anbindungsabschnitte eine Schwenkachse des unteren Querlenkers gegenüber dem Radträger. Der jeweilige untere Lenker-Anbindungsabschnitt weist in diesem Fall eine Ausnehmung zur Aufnahme des entsprechenden Lagers auf. Bezüglich der vorgesehenen Einbauposition des Radträgers können die Ausnehmungen der beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitte in Fahrzeuglängsrichtung miteinander fluchtend angeordnet sein, so dass die entsprechende Schwenkachse parallel zur X-Achse verläuft, sie können allerdings auch in Fahrzeugquerrichtung (entlang der Y-Achse) und/oder in Fahrzeughochrichtung (entlang der Z-Achse) zueinander versetzt sein.
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Der Radträger weist auch einen sich vom ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt nach innen zur Fahrzeugmitte hin erstreckenden Feder-Stützabschnitt für ein Federelement auf. Der Feder-Stützabschnitt geht vom Lenker-Anbindungsabschnitt aus und ist also unmittelbar mit diesem verbunden. Er erstreckt sich dabei vom ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt nach innen, also bezüglich der Fahrzeugquerrichtung (bzw. der Y-Achse) zur Fahrzeugmitte (bzw. zur Fahrzeugmittelebende) hin. Er kann insbesondere nach Art eines Auslegers ausgebildet sein, der vom ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt nach innen verläuft. Allgemein verläuft der Feder-Stützabschnitt nicht parallel zur Y-Achse, er kann aber bspw. innerhalb der X-Y-Ebene verlaufen. Der Feder-Stützabschnitt ist dazu ausgebildet, ein Federelement abzustützen, bspw. eine Schraubenfeder. Das Federelement ist somit einerseits am Radträger abgestützt und andererseits am Fahrzeugaufbau, wodurch die Federung des Fahrzeugrades realisiert wird. Das Federelement kann sich ggf. auch indirekt, bspw. über einen zwischengeordnetes elastisches Polster, am Feder-Stützabschnitt abstützen. Insbesondere wenn das Federelement eine Schraubenfeder ist, kann der Feder-Stützabschnitt wenigstens abschnittsweise tellerartig oder kreisscheibenartig ausgebildet sein. Des Weiteren kann er eine oder mehrere Ausnehmungen aufweisen, die bspw. zur Gewichtsersparnis dienen können oder dazu, einen Formschluss mit dem Federelement herzustellen bzw. mit zwischengeordneten Verbindungselementen. Der Feder-Stützabschnitt muss nicht in seiner Gesamtheit dazu ausgebildet sein, das Federelement abzustützen, vielmehr können Teile desselben auch der Verbindung mit dem ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt dienen bzw. dazu, einen vorgesehenen Abstand zwischen diesem und dem Federelement herzustellen.
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Erfindungsgemäß verbindet ein erster Versteifungsabschnitt den zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt mit dem Feder-Stützabschnitt. D.h., durch den ersten Versteifungsabschnitt ist eine sich in Fahrzeuglängsrichtung erstreckende Verbindung zwischen dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt und dem Feder-Stützabschnitt hergestellt. Letzterer ist seinerseits mit dem ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt verbunden, der in Fahrzeuglängsrichtung vom zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt beabstandet ist. Somit ist durch den ersten Versteifungsabschnitt auch eine wenigstens indirekte Verbindung zwischen den beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitten gegeben. Es wird somit insgesamt eine strukturelle Versteifung des unteren Teils des Radträgers erreicht, während die Integration des Feder-Stützabschnitts gleichzeitig den Zusammenbau vereinfacht und in der Regel auch zu geringeren Produktionskosten führt, insbesondere dann, wenn der Radträger einschließlich des Feder-Stützabschnitts urgeformt wird. Zur Gewichtsersparnis ist es dabei bevorzugt, dass der erste Versteifungsabschnitt eine geringere Dicke aufweist als der Feder-Stützabschnitt. Die Dicke ist dabei selbstverständlich senkrecht zur Erstreckungsrichtung des ersten Versteifungsabschnitts zu messen, bspw. in Z-Richtung. Bei einer typischen Ausgestaltung kann der erste Versteifungsabschnitt auch als flächig bezeichnet werden.
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Zur Gewichtsersparnis kann vorteilhaft randseitig des Rad-Anbindungsabschnitts wenigstens eine sich von außen nach innen erstreckende Ausnehmung ausgebildet sein. Die entsprechende Ausnehmung ist randseitig des Rad-Anbindungsabschnitts angeordnet, ist also entweder am Rand desselben oder in einer Umgebung des Randes. Die entsprechende Ausnehmung kann auch als Auskehlung oder Vertiefung angesehen werden, die zur Außenseite hin offen ist und sich nach innen (also zur Fahrzeugmitte hin) erstreckt. Normalerweise handelt es sich um eine nichtdurchgehende Ausnehmung.
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Bevorzugt weist der Querlenker einen oberhalb des Rad-Anbindungsabschnitts angeordneten Sturzstangen-Anbindungsabschnitt für eine Sturzstange auf. Der Sturzstangen-Anbindungsabschnitt ist zur Anbindung einer Sturzstange vorgesehen. Die Sturzstange kann auch als oberer Querlenker bezeichnet werden, wobei bspw. die Länge der Sturzstange einstellbar sein kann, um den Sturz des Fahrzeugrades zu verändern. Der Sturzstangen-Anbindungsabschnitt kann einen Teil eines Lagers bilden oder er kann bspw. als Buchse ausgebildet sein, in die ein Lager eingepresst werden kann, über welches die Sturzstange beweglich am Radträger gelagert ist. Allgemein kann sich der Sturzstangen-Anbindungsabschnitt mittelbar oder unmittelbar oberhalb des Rad-Anbindungsabschnitts anschließen. Er ist bezüglich der Fahrzeughochachse (Z-Achse) höher angeordnet als der Rad-Anbindungsabschnitt, wobei er zusätzlich entlang der X-Achse und/oder der Y-Achse zum Rad-Anbindungsabschnitt versetzt sein kann. Durch die einstückige Integration des Sturzstangen-Anbindungsabschnitts wird die Produktion weiter vereinfacht und die Kosten werden weiter gesenkt. Zur Gewichtsersparnis kann insbesondere im Bereich des Übergangs vom Rad-Anbindungsabschnitt zum Stoßstangen-Anbindungsabschnitt eine sich von außen nach innen erstreckende Ausnehmung bzw. Auskehlung oder Vertiefung angeordnet sein.
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Weiter ist es bevorzugt, dass der Radträger einen in Fahrzeuglängsrichtung zum Rad-Anbindungsabschnitt versetzt angeordneten Spurstangen-Anbindungsabschnitt für eine Spurstange aufweist. Der Spurstangen-Anbindungsabschnitt kann bezüglich der X-Achse) entweder vor oder hinter dem Rad-Anbindungsabschnitt angeordnet sein. Je nachdem kann die Spurstange auch als vorderer bzw. hinterer Querlenker bezeichnet werden. Ihre Länge kann einstellbar sein, um die Spur des Fahrzeugrades einzustellen. Bezüglich der Z-Achse kann der Spurstangen-Anbindungsabschnitt wenigstens teilweise auf Höhe des Rad-Anbindungsabschnitts angeordnet sein. Auch der Spurstangen-Anbindungsabschnitt kann eine oder mehrere Ausnehmung aufweisen, die einen Teil eines Lagers bilden, oder zur Aufnahme eines Lagers ausgebildet sind, über welches die Spurstange beweglich am Radträger gelagert ist.
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Vorteilhaft weist der Radträger auch einen Bremssattel-Anbindungsabschnitt für einen Bremssattel auf. Dieser ist also zur Verbindung mit einem Bremssattel ausgebildet. Es können eine oder mehrere Ausnehmungen bzw. Bohrungen ausgebildet sein, die der Verbindung des Bremssattels mit dem Radträger dienen. Der Bremssattel-Anbindungsabschnitt ist normalerweise bezüglich des Rad-Anbindungsabschnitts gegenüberliegend des Spurstangen-Anbindungsabschnitts angeordnet. D.h., wenn der Spurstangen-Anbindungsabschnitt vor dem Rad-Anbindungsabschnitt angeordnet ist, ist der Bremssattel-Anbindungsabschnitt dahinter angeordnet und umgekehrt.
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Während das o.g. Federelement grundsätzlich für eine Federung des Fahrzeugaufbaus gegenüber dem Fahrzeugrad sorgt, ist in aller Regel ein vom Federelement separater Stoßdämpfer bzw. Schwingungsdämpfer vorgesehen, um unnötig lange Schwingungsvorgänge zu unterbinden. Hierzu kann der Radträger einen Dämpfer-Anbindungsabschnitt für einen Stoßdämpfer aufweisen, welcher mit dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt verbunden und innenseitig desselben angeordnet ist (also bezüglich der Y-Achse zur Fahrzeugmitte hin versetzt). Man könnte somit sagen, der Dämpfer-Anbindungsabschnitt ist dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt zugeordnet, während der Feder-Stützabschnitt dem ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt zugeordnet ist. In aller Regel sind der Feder-Stützabschnitt sowie der Dämpfer-Anbindungsabschnitt entlang der X-Achse voneinander beabstandet und diesbezüglich auf gegenüberliegenden Seiten des Rad-Anbindungsabschnitts angeordnet. Somit können sich beim Einfedern die seitens des Federelements sowie seitens des Stoßdämpfers einwirkenden Kräfte wenigstens teilweise kompensieren, was einer unerwünschten Drehung des Radträgers um die Y-Achse entgegenwirkt. Der Dämpfer-Anbindungsabschnitt kann mittelbar oder unmittelbar mit dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt verbunden sein. Am Dämpfer-Anbindungsabschnitt kann eine Bohrung zur Verbindung mit einem Schwenklager für den Stoßdämpfer ausgebildet sein.
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Wenn der Dämpfer-Anbindungsabschnitt nicht unmittelbar mit dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt verbunden, sondern zu diesem beabstandet ist, ist es bevorzugt, dass zwischen diesen beiden Abschnitten wenigstens eine Ausnehmung bzw. Auskehlung ausgebildet ist. Hierdurch kann eine stabile Verbindung bei gleichzeitiger Gewichtsersparnis erreicht werden. Die genannte Ausnehmung ist in der Regel (in Fahrzeuglängsrichtung) nicht durchgehend ausgebildet. Oberhalb bzw. unterhalb der Ausnehmung kann jeweils ein Rippenabschnitt bzw. Flanschabschnitt ausgebildet sein, welcher den zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt mit dem Dämpfer-Anbindungsabschnitt verbindet.
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Wie oben beschrieben verbindet der erste Versteifungsabschnitt primär den Feder-Stützabschnitt mit dem zweiten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform verbindet er darüber hinaus die unteren Lenker-Anbindungsabschnitte miteinander. Durch die Verbindung der unteren Lenker-Anbindungsabschnitte wird der Radträger insgesamt weiter strukturell stabilisiert. Die Verbindung kann insbesondere unterseitig bzw. an einem unteren Rand der jeweiligen Lenker-Anbindungsabschnitte gegeben sein, wodurch oberhalb des ersten Versteifungsabschnitt ein Freiraum bleibt, in welchem in zusammengebautem Zustand der Querlenker angeordnet ist. Üblicherweise ist der erste Versteifungsabschnitt dabei auch vom Feder-Stützabschnitt zum ersten unteren Lenker-Anbindungsabschnitt durchgehend ausgebildet. Insbesondere kann der erste Versteifungsabschnitt dabei flächig, ggf. eben, ausgebildet sein. Je nach Art der zu erwartenden Belastungen wäre es aber auch denkbar, dass der erste Versteifungsabschnitt bspw. wenigstens eine Krümmung bzw. Wölbung aufweist. Neben der stabilisierenden Wirkung kann der erste Versteifungsabschnitt insbesondere bei dieser Ausgestaltung als Schutz gegenüber Feuchtigkeit, Schmutz und hochgeschleuderten kleinen Objekten (Sand oder dergleichen) dienen, wodurch bspw. Teile des Querlenkers oder andere Komponenten geschützt werden.
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Bevorzugt geht der erste Versteifungsabschnitt in einen zweiten Versteifungsabschnitt über, der die beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitte verbindet und sich vom ersten Versteifungsabschnitt aufwärts erstreckt. Im Querschnitt in der Y-Z-Ebene betrachtet können beiden Versteifungsabschnitte zusammen eine annähernd L-förmige Struktur bilden. Der erste Versteifungsabschnitt kann sich im Wesentlichen waagerecht, also in der X-Y-Ebene erstrecken, während sich der zweite Versteifungsabschnitt aufwärts erstreckt, also entlang der Z-Achse (wenn auch nicht zwangsläufig parallel zu dieser). Auch der zweite Versteifungsabschnitt kann bevorzugt - wenigstens teilweise - flächig ausgebildet sein, um Gewicht einzusparen. Alternativ oder zusätzlich kann außenseitig am zweiten Versteifungsabschnitt wenigstens eine Ausnehmung bzw. Auskehlung ausgebildet sein, die sich von außen nach innen erstreckt, allerdings bevorzugt nicht durchgehend ausgebildet ist. Bevorzugt erstreckt sich der zweite Versteifungsabschnitt aufwärts bis zum Rad-Anbindungsabschnitt, so dass letzterer durch den zweiten Versteifungsabschnitt mit dem ersten Versteifungsabschnitt verbunden ist. Der zweite Versteifungsabschnitt kann gegenüber dem ersten Versteifungsabschnitt abgewinkelt sein, bevorzugt allerdings geht der erste Versteifungsabschnitt in Form einer Krümmung in den zweiten Versteifungsabschnitt über. Neben einer weiteren strukturellen Stabilisierung des Radträgers verbessert der zweite Versteifungsabschnitt auch die oben erwähnte Schutzwirkung.
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Bei den oben geschilderten Ausführungsformen liegt besonderes Augenmerk darauf, einen unterseitigen Schutz gegenüber Schmutz, Feuchtigkeit etc. bereitzustellen. Die hiermit verbundene großflächige Ausbildung des ersten Versteifungsabschnitts, ggf. kombiniert mit dem zweiten Versteifungsabschnitt, sorgt zwangsläufig für ein höheres Gewicht des gesamten Radträgers. Insbesondere dann, wenn der Gewichtsminimierung eine höhere Priorität eingeräumt wird, ist es bevorzugt, dass außenseitig des ersten Versteifungsabschnitts zwischen den unteren Lenker-Anbindungsabschnitten eine durchgehende Ausnehmung ausgebildet ist. Optional kann bei dieser Ausführungsform der sich aufwärts erstreckende zweite Versteifungsabschnitt vorhanden sein, er ist allerdings durch die genannte Ausnehmung vom ersten Versteifungsabschnitt getrennt, d.h. die beiden Versteifungsabschnitte gehen nicht ineinander über.
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Vorteilhaft ist der Spurstangen-Anbindungsabschnitt durch einen ersten Verbindungsabschnitt mit dem Rad-Anbindungsabschnitt verbunden, der quer zur Fahrzeuglängsrichtung einen gegenüber dem Spurstangen-Anbindungsabschnitt reduzierten Querschnitt aufweist. Der erste Verbindungsabschnitt kann sich insbesondere entlang der X-Achse erstrecken. Er kann wenigstens abschnittsweise flächig ausgebildet sein. Der Spurstangen-Anbindungsabschnitt ist gegenüber dem Rad-Anbindungsabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung (entlang der X-Achse) versetzt angeordnet, womit sich der erste Verbindungsabschnitt in Fahrzeuglängsrichtung erstreckt. Sein Querschnitt quer zur Fahrzeuglängsrichtung, d.h. innerhalb der Y-Z-Ebene, ist dabei gegenüber dem Spurstangen-Anbindungsabschnitt reduziert. Dies dient vorrangig zur Gewichtsreduzierung. Der erste Verbindungsabschnitt kann dabei wenigstens teilweise flächig oder rippenförmig ausgebildet sein.
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Insbesondere kann der erste Verbindungsabschnitt von einem unteren Rand und/oder einem äußeren Rand des Spurstangen-Anbindungsabschnitts ausgehen. Der untere Rand des Spurstangen-Anbindungsabschnitts ist dabei derjenige Rand, der bezüglich der Z-Achse unten angeordnet ist, während der äußere Rand bezüglich der Y-Achse außen, also zur Fahrzeugaußenseite hin, angeordnet ist. Insbesondere kann der erste Verbindungsabschnitt sowohl von dem unteren Rand als auch von dem äußeren Rand ausgehen und eine im Querschnitt L-förmige Struktur aufweisen. Durch diese Struktur kann bei einem geringen Gewicht eine hohe strukturelle Stabilität erreicht werden.
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Alternativ oder normalerweise zusätzlich zum ersten Verbindungsabschnitt kann der Spurstangen-Anbindungsabschnitt mit dem Rad-Anbindungsabschnitt wenigstens indirekt durch einen zweiten Verbindungsabschnitt verbunden sein, der sich vom Spurstangen-Anbindungsabschnitt schräg aufwärts erstreckt. Der zweite Verbindungsabschnitt geht vom Spurstangen-Anbindungsabschnitt aus und erstreckt sich bezüglich der X-Achse in Richtung auf den Rad-Anbindungsabschnitt. Wenn der Spurstangen-Anbindungsabschnitt also bspw. vor dem Rad-Anbindungsabschnitt angeordnet ist, erstreckt sich der zweite Verbindungsabschnitt bezüglich der X-Achse nach hinten. Darüber hinaus erstreckt er sich in Richtung auf den Rad-Anbindungsabschnitt aufwärts. Der zweite Verbindungsabschnitt ist bevorzugt gewichtssparend ausgelegt und kann bspw. rippenartig oder stegartig ausgebildet sein. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist der zweite Verbindungsabschnitt vom ersten Verbindungsabschnitt getrennt. Gemäß einer anderen Ausgestaltung können die beiden Verbindungsabschnitte auch miteinander verbunden sein. Hierbei kann angrenzend an den Spurstangen-Anbindungsabschnitt ein Freiraum ausgebildet sein, der nach unten und nach außen durch den ersten Verbindungsabschnitt begrenzt ist und nach oben durch den zweiten Verbindungsabschnitt. Dieser Freiraum ist nach innen geöffnet, so dass bspw. die Spurstange von innen in diesen Freiraum hineinragen kann.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen
- 1 eine erste perspektivische Darstellung einer ersten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radträgers;
- 2 eine zweite perspektivische Darstellung des Radträgers aus 1;
- 3 eine Draufsicht des Radträgers aus 1;
- 4 eine Untersicht des Radträgers aus 1;
- 5 eine erste perspektivische Darstellung einer zweiten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radträgers;
- 6 eine zweite perspektivische Darstellung des Radträgers aus 5;
- 7 eine Draufsicht des Radträgers aus 5; sowie
- 8 eine Untersicht des Radträgers aus 5.
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 - 4 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radträgers 1 eines Fahrzeugs, bspw. eines PKWs. Zur besseren Orientierung sind in den Figuren die X-, Y- und Z- Achse des Fahrzeugs der vorgesehenen Einbauposition des Radträgers 1 eingezeichnet. 1 zeigt den Radträger 1 in einer Perspektive von innen oben hinten, während 2 ihn von außen oben vorne zeigt. Der Radträger 1 ist einstückig aus Metall gegossen, bspw. Stahl, Grauguss oder Aluminium. Alternativ wäre auch eine Fertigung aus Verbundstoff, bspw. faserverstärktem Kunststoff denkbar.
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Der Radträger 1 weist einen Rad-Anbindungsabschnitt 10 auf, an dem eine Radnabe eines Fahrzeugrades mit dem Radträger 1 verbunden werden kann. Eine Radnaben-Ausnehmung 11 dient zur Aufnahme eines Teils der Radnabe, während vier erste Bohrungen 12 zur Aufnahme von Schrauben dienen, mittels welcher die Radnabe am Rad-Anbindungsabschnitt 10 angeschraubt wird. Der verwendete Begriff „Bohrung“ ist jetzt und im Folgenden nicht einschränkend dahingehend auszulegen, dass die entsprechende Ausnehmung durch Bohren hergestellt sein muss, vielmehr kann sie auch vollständig im Zuge der Urformung des Radträgers 1 hergestellt sein. Entlang der X-Achse rückwärtig schließt sich an den Rad-Anbindungsabschnitt 10 ein Bremssattels-Anbindungsabschnitt 50 an, der zweite Bohrungen 51 zum Anschrauben eines Bremssattels aufweist. Unterhalb des Rad-Anbindungsabschnitts 50 sind zwei untere Lenker-Anbindungsabschnitte 15, 16 ausgebildet, die zur Verbindung mit einem unteren Querlenker, bspw. einem Vierpunktlenker, vorgesehen sind. Ein vorderer unterer Lenker-Anbindungsabschnitt 15 weist eine Buchse auf, in die ein Schwenklager eingepresst werden kann, während ein hinterer unterer Lenker-Anbindungsabschnitt 16 eine weitere Buchse zur Aufnahme eines Kugelgelenks aufweist. Die beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitte 15, 16 sind entlang der X-Achse voneinander beabstandet. Bezüglich der Y-Achse innenseitig des vorderen unteren Lenker-Anbindungsabschnitts 15 ist ein Feder-Stützabschnitt 20 ausgebildet, an welchem sich eine Schraubenfeder abstützen kann, die zur Federung eines Fahrzeugaufbaus gegenüber dem Radträger 1 dient. Der Feder-Stützabschnitt 20 ist teilweise tellerartig ausgebildet und weist eine zentrale Durchgangsöffnung 37 auf, die der Gewichtsreduzierung dienen kann oder dem Formschluss mit einem zwischen der Schraubenfeder und dem Feder-Stützabschnitt 20 zwischengeordneten Element, bspw. einem elastomeren Kissen.
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Ein flächiger erster Versteifungsabschnitt 21 verbindet den hinteren unteren Lenker-Anbindungsabschnitt 16 mit dem Feder-Stützabschnitt 20 sowie mit dem vorderen unteren Lenker-Anbindungsabschnitt 15. Dieser erste Versteifungsabschnitt 21 geht in Form einer Krümmung in einen sich aufwärts erstreckenden zweiten Versteifungsabschnitt 22 über, der die beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitte 15, 16 miteinander verbindet und sich bis zum Rad-Anbindungsabschnitt 10 erstreckt. Durch die beiden ineinander übergehenden Versteifungsabschnitte 21, 22 ist ein Bereich zwischen den unteren Lenker-Anbindungsabschnitten 15, 16 nach unten sowie nach außen gegen Feuchtigkeit, Schmutz und hochgeschleuderte Partikel geschützt. Zur Gewichtsersparnis ist außen am zweiten Versteifungsabschnitt 22 eine erste Ausnehmung 23 vorgesehen. Diese ist ebenso wie eine zweite Ausnehmung 24 und eine dritte Ausnehmung 25 randseitig des Rad-Anbindungsabschnitts 10 ausgebildet. Die genannten Ausnehmungen 23, 24, 25 dienen zur Gewichtsreduzierung. Oberhalb des Rad-Anbindungsabschnitts 10 ist ein Sturzstangen-Anbindungsabschnitt 35 ausgebildet, der dritte Bohrungen 36 aufweist, durch die bspw. ein Achsbolzen für eine schwenkbare Lagerung einer Sturzstange geführt werden kann.
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Bezüglich der X-Achse vor dem Rad-Anbindungsabschnitt 10 ist ein Spurstangen-Anbindungsabschnitt 40 ausgebildet, der eine vierte Bohrung 41 aufweist, welche sich ebenso wie die dritten Bohrungen 36 exakt oder zumindest annähernd parallel zur X-Achse erstreckt. In dieser vierten Bohrung 41 kann bspw. ein Achsbolzen zur schwenkbaren Verbindung einer Spurstange mit dem Radträger angeordnet werden. Der Spurstangen-Anbindungsabschnitt 40 ist durch einen ersten Verbindungsabschnitt 45 mit dem Rest des Radträgers 1 verbunden. Insbesondere ist hierdurch eine wenigstens indirekte Verbindung zum Rad-Anbindungsabschnitt 10 gegeben. Der erste Verbindungsabschnitt 45 geht von einem unteren Rand sowie von einem äußeren Rand des Spurstangen-Anbindungsabschnitts aus. Er weist somit quer zur X-Achse einen im Vergleich zum Spurstangen-Anbindungsabschnitt 40 reduzierten, in etwa L-förmigen Querschnitt auf. Hierdurch wird einerseits eine Gewichtsminimierung erreicht, während andererseits eine hohe strukturelle Stabilität für die Anbindung des Spurstangen-Anbindungsabschnitts 40 gegeben ist. Letztere wird weiter dadurch verbessert, dass ein arm- oder stegförmiger zweiter Verbindungsabschnitt 46 von einem oberen Rand des Spurstangen-Anbindungsabschnitts 40 ausgeht und sich schräg nach hinten oben erstreckt. Der erste 45 und der zweite Verbindungsabschnitt 46 sind durch Zwischenräume voneinander getrennt, wodurch eine verhältnismäßig hohe Gewichtsersparnis erreicht wird.
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Innenseitig des hinteren unteren Lenker-Anbindungsabschnitts 16 ist ein Dämpfer-Anbindungsabschnitt 30 ausgebildet, der eine fünfte Bohrung 31 aufweist, welche sich ebenfalls in etwa in Richtung der X-Achse erstreckt. Sie kann einen Achsbolzen aufnehmen, der zur schwenkbaren Verbindung eines Stoßdämpfers mit dem Radträger 1 dient. Der Dämpfer-Anbindungsabschnitt 30 ist durch einen dritten Verbindungsabschnitt 26 mit dem hinteren unteren Lenker-Anbindungsabschnitt 16 verbunden. Zur Gewichtsersparnis ist am dritten Verbindungsabschnitt 26 eine weitere Ausnehmung 29 ausgebildet, die oberseitig durch einen ersten Stegabschnitt 28 und unterseitig durch einen zweiten Stegabschnitt 29 begrenzt ist. Die beiden Stegabschnitte 28, 29 sorgen für eine hohe Steifigkeit des dritten Verbindungsabschnitts 26 bei gleichzeitig geringem Gewicht.
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5 - 8 zeigen eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radträgers 1, dessen grundsätzliche Aufbau weitgehend mit der ersten Ausführungsform identisch ist und insofern nicht nochmals erläutert wird. Ein erster Unterschied besteht darin, dass der Dämpfer-Anbindungsabschnitt 30 nahezu unmittelbar an den hinteren unteren Lenker-Anbindungsabschnitt 16 angrenzt, womit der dritte Verbindungsabschnitt 26 entfällt. Des Weiteren weist der Sturzstangen-Anbindungsabschnitt 35 bei dieser Ausgestaltung eine Buchse auf, in die ein Lager eingepresst werden kann.
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Bei der hier gezeigten Ausführungsform wird zugunsten einer größeren Gewichtsersparnis auf den unter- und außenseitigen Schutz des Bereichs zwischen den unteren Lenker-Anbindungsabschnitten 15, 16 verzichtet, d.h. außenseitig des ersten Versteifungsabschnitts 21 ist eine durchgehende Ausnehmung 32 ausgebildet. Der erste Versteifungsabschnitt 22 verbindet somit bei dieser Ausführungsform nicht die beiden unteren Lenker-Anbindungsabschnitte 15, 16, da der zweite Versteifungsabschnitt 22 fehlt.
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Der Spurstangen-Anbindungsabschnitt 40 ist auch bei dieser Ausführungsform durch einen ersten Verbindungsabschnitt 45 mit L-förmigen Querschnitt sowie einen zweiten, sich schräg nach oben erstreckenden Verbindungsabschnitt 46 mit dem Rest des Radträgers 1 verbunden. Allerdings sind in diesem Fall der erste Verbindungsabschnitt 45 und der zweite Verbindungsabschnitt 46 untereinander verbunden, was im Allgemeinen die Stabilität auf Kosten einer (allerdings begrenzten) Gewichtszunahme erhöht. Insgesamt ist allerdings zu beachten, dass der erste Verbindungsabschnitt 45 und der zweite Verbindungsabschnitt 46 eine vergleichsweise große Ausnehmung 48 randseitig begrenzen, welche sich positiv auf das Gesamtgewicht des Radträgers 1 auswirkt.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Radträger
- 10
- Rad-Anbindungsabschnitt
- 11
- Radnaben-Ausnehmung
- 12, 31, 36, 41, 51
- Bohrung
- 15
- vorderer unterer Lenker-Anbindungsabschnitt
- 16
- hinterer unterer Lenker-Anbindungsabschnitt
- 20
- Feder-Stützabschnitt
- 21, 22
- Versteifungsabschnitt
- 23, 24, 25
- Ausnehmung
- 26
- Verbindungsabschnitt
- 27
- Ausnehmung
- 28, 29
- Stegabschnitt
- 30
- Dämpfer-Anbindungsabschnitt
- 35
- Sturzstangen-Anbindungsabschnitt
- 37
- Durchgangsöffnung
- 40
- Spurstangen-Anbindungsabschnitt
- 45, 46
- Verbindungsabschnitt
- 48
- Ausnehmung
- 50
- Bremssattels-Anbindungsabschnitt
- X
- X-Achse
- Y
- Y-Achse
- Z
- Z-Achse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 9855806 B1 [0004]
- US 9333824 B2 [0005]
- DE 102015202373 A1 [0006]
- US 4618159 A [0007]
- US 7270340 B2 [0008]
- US 9643647 B2 [0009]
