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Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art sowie ein Kraftfahrzeug gemäß dem Patentanspruch 9.
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Beim Rangieren und/oder Lenken treten häufig Knister- oder Knackgeräusche auf, die von Fahrzeugeigentümern beim fälligen Kundendienst oftmals als Mangel beanstandet werden. Die unerwünschten Geräusche entstehen an der Anlagefläche zwischen Radlagerflansch (Stahl) und Radträger (Aluminiumlegierung). Da diese Materialien verschiedene Materialeigenschaften haben, entstehen unter Verspannungen Mikrorelativbewegungen, die sich als Geräusche äußern können.
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Eine Möglichkeit zur Reduzierung der unerwünschten Geräusche ist, den Reibwert an dieser Stelle zu reduzieren, indem die Anlagefläche gefettet oder lackiert wird.
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Eine alternative Lösung zur Geräuschreduzierung sieht vor, die Reibung zu erhöhen, um das Auftreten von Mikrorelativbewegungen möglichst zu verhindern. Dies kann z.B. durch Unterlage eines Diamantfließes erreicht werden.
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Anstelle der Unterlage eines zusätzlichen Bauteils zur Reibungserhöhung, schlägt die gattungsgemäße
DE 10 2014 001 179 A1 vor, das Radlagergehäuse auf seiner den Radträger kontaktierenden Lagerkontaktfläche und/oder den Radträger auf seiner das Lagergehäuse kontaktierenden Trägerkontaktfläche zumindest bereichsweise mit einer Oberflächenstrukturierung bzw. Oberflächenrauigkeit zu versehen. Nach der Lehre der
DE 10 2014 001 179 A1 sind hierfür gleichmäßig über die jeweilige Kontaktfläche verteilte Strukturelemente mit Tiefen bzw. Höhen im einstelligen oder zweistelligen Mikrometerbereich vorgesehen. D.h. die die Strukturelemente aufweisende Kontaktfläche(n) bilden eine homogene Fläche mit sich wiederholenden Strukturelemente, die sich gleichmäßig über die jeweilige gesamte Kontaktfläche verteilen. Die vorgesehenen, im einstelligen oder zweistelligen Mikrometerbereich liegenden Strukturelemente haben den Effekt, dass beim Zusammenbau von Radlagergehäuse und Radträger sich diese verkrallen, wodurch unerwünschte Relativbewegungen zwischen Radträger und Radlagergehäuse reduziert werden. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass mittels des vorgeschlagenen Aufrauens der Oberfläche, eine vollständige Elimination der Geräusche in der Regel nicht zu erzielen ist. Nachteilig ist außerdem, dass die tragende Fläche durch die aufgeraute Struktur verringert wird, und es durch Betriebs- und Sonderlasten zu Setzeffekten kommen kann, wodurch wiederum der Verschraubungsfestsitz beeinträchtigt werden kann.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine verbesserte Reduktion der unerwünschten Knister- oder Knackgeräusche ermöglicht ist.
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Diese Aufgabe wird durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 in Verbindung mit seinen Oberbegriffsmerkmalen gelöst.
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Die Unteransprüche 2 bis 8 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung vor.
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In bekannter Art und Weise umfasst die Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs einen Radträger sowie ein am Radträger befestigbares Radlagergehäuse, wobei das Radlagergehäuse eine den Radträger kontaktierende, mehrere gehäuseseitige Bohrungen aufweisende gehäuseseitige Kontaktfläche und der Radträger eine das Radlagergehäuse kontaktierende, mehrere fluchtend angeordnete, radträgerseitige Bohrungen aufweisende radträgerseitige Kontaktfläche aufweist, wobei die gehäuse- oder radträgerseitige Kontaktfläche mehrere Strukturelemente aufweisen.
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Erfindungsgemäß ist nunmehr vorgesehen, dass die gehäuseseitige Kontaktfläche mehrere in Umfangsrichtung u betrachtet zwischen den gehäuseseitigen Bohrungen angeordnete, voneinander getrennte, d.h. segmentierte gehäuseseitige Kontaktflächenabschnitte aufweist.
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Die Formulierung „segmentierte gehäuseseitige Kontaktflächenabschnitte“ ist dabei insbesondere so zu verstehen, dass die gehäuseseitige Kontaktfläche mehrere in Umfangsrichtung u betrachtet voneinander getrennte Abschnitte aufweist, deren Oberflächen entsprechend - in Umfangsrichtung u betrachtet - bereichsweise voneinander getrennt sind.
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Erfindungsgemäß ist weiterhin vorgesehen, dass dabei die Strukturelemente derart dimensioniert und derart im Bereich der segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte oder derart in der radträgerseitigen Kontaktfläche angeordnet sind, dass bei der Montage von Radträgergehäuse und Radträger sich die Strukturelemente im Kontaktbereich zwischen den segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten und der radträgerseitigen Kontaktfläche in die gegenüberliegende, plan ausgebildete radträgerseitige Kontaktfläche oder in die gegenüberliegende, plan ausgebildete Oberfläche der segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte eingraben und damit einen Formschluss erzeugen und dass die Strukturelemente in axialer Richtung a betrachtet eine Höhe h und die radträgerseitigen Bohrungen oder die gehäuseseitigen Bohrungen ein Innengewinde mit einer Gewindetiefe T aufweisen, wobei die Strukturelemente bevorzugt so dimensioniert ist, dass für die Höhe h der Strukturelemente gilt:
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Die erfindungsgemäße Ausgestaltung erweist sich als besonders vorteilhaft, da nunmehr über die Strukturelemente ein Formschluss zwischen Radträger und Radlagergehäuse realisiert wird, wodurch Mikrorelativbewegungen zwischen den Bauteilen Radträger und Radlagergehäuse zuverlässig verhindert und damit das Auftreten unerwünschter Knister- oder Knackgeräusche erfolgreich vermieden werden. Da die Mikrorelativbewegungen und damit die Knister- oder Knackgeräusche tendenziell außerhalb des Druckkegels der Verschraubungen entstehen, erweist sich erfindungsmäße Ausgestaltung als besonders vorteilhaft, da nunmehr der Formschluss im Kontaktbereich zwischen den segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten und der radträgerseitigen Kontaktfläche, also außerhalb des Druckkegels der Verschraubungen, und damit in für das Entstehen von Mikrorelativbewegung kritischen Bereichen ausgebildet ist, sodass eine verbesserte Reduktion der unerwünschten Knister- oder Knackgeräusche sichergestellt ist.
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Die Dimensionierung der Strukturelemente gemäß der obigen Vorschrift erweist sich als besonders vorteilhaft, da durch die Vorgabe größer als 100 µm einerseits eine ausreichende Höhe zum Eingraben und damit Herstellung des gewünschten Formschlusses sichergestellt ist und andererseits durch die Begrenzung auf kleiner als 2x Gewindetiefe T gewährleistet ist, dass ein Klaffen bzw. Aufwerfen des Radträgermaterials vermieden wird.
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Bevorzugt sind dabei die gehäuseseitigen Bohrungen, d.h. die Bohrungen im Radlagergehäuse mit dem Innengewinde versehen; entsprechend sind die Bohrungen im Radträger als Durchgangsloch ausgebildet.
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Vorzugsweise sind dabei die Strukturelemente zahnförmig ausgebildet. Die Formulierung „zahnförmig“ ist dabei so zu verstehen, dass die Strukturelemente spitzzulaufend ausgebildet sind. Die spitzzulaufende Ausgestaltung der Strukturelemente hat den Effekt, dass ein vereinfachtes Eingraben bzw. Eindringen der Strukturelemente in die gegenüberliegende Kontaktfläche ermöglicht ist.
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Vorzugsweise sind die Bauteile Radträger und Radlagergehäuse aus Materialien unterschiedlicher Härte ausgebildet. Um bei der der Montage ein einfaches und vollständiges Eindringen der Strukturelemente in die gegenüberliegende Kontaktfläche zu gewährleisten, ist das die Strukturelemente aufweisende Bauteil aus dem härteren Material ausgebildet.
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Bevorzugt ist dabei der Radträger aus dem weicheren Material, insbesondere einer Aluminiumlegierung, und das Radlagergehäuse aus dem härteren Material, insbesondere Stahl, ausgebildet. D.h. die Strukturelemente sind auf den segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten des Radlagergehäuses ausgebildet bzw. die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten des Radlagergehäuses weisen die Strukturelemente auf.
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Um über die Strukturelemente einen für das Verhindern von Mikrorelativbewegungen ausreichenden Formschluss zwischen den Bauteilen Radträger und Radlagergehäuse sicherzustellen, ist bevorzugt vorgesehen, dass die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten des Radlagergehäuses jeweils zumindest ein Strukturelement aufweisend ausgebildet sind.
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Eine weitere bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten des Radlagergehäuses maximal drei, in radialer Richtung r in Reihe angeordnete Strukturelemente aufweisen. Die Beschränkung auf bis zu drei Strukturelemente pro gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitt erweist sich als vorteilhaft, da hierdurch beim Fügen eine hohe Flächenpressung im Bereich der Strukturelemente sichergestellt ist, sodass das Material der gegenüberliegenden Kontaktfläche leicht verformt werden kann.
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Gemäß einer ersten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlageranordnung weist die gehäuseseitige Kontaktfläche des Radlagergehäuses mehrere, sich radial nach außen erstreckende, die gehäuseseitigen Bohrungen aufweisende Flanschabschnitte auf, wobei in Umfangsrichtung u betrachtet zwischen zwei benachbarten Flanschabschnitten jeweils zumindest eine, sich radial nach außen erstreckende Auskragung ausgebildet ist, deren Oberflächen die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte bilden.
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Eine alternative, zweite Ausführungsform der erfindungsgemäßen Radlageranordnung weist - entsprechend zur ersten Ausführungsform - wiederum mehrere, sich in radialer Richtung r nach außen erstreckende, die gehäuseseitigen Bohrungen aufweisende Flanschabschnitte auf. Zur Ausbildung der segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte ist vorgesehen, dass im Bereich zwischen zwei benachbarten Flanschabschnitten, die gehäuseseitige Kontaktfläche jeweils zumindest zwei in Umfangsrichtung u betrachtet beabstandet angeordnete, in axialer Richtung a vertieft ausgebildete Abschnitte aufweist, sodass die Oberflächen der zwischen zwei vertieft ausgebildeten Abschnitten verbleibenden gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten, die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte bilden.
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Die Ausgestaltung gemäß der ersten und zweiten Ausführungsform erweisen sich als vorteilhaft, da zur Herstellung lediglich Anpassungen an den Schmiedewerkzeugen und des Drehprogramms vorzunehmen sind, d.h. dass kein zusätzlicher Fertigungsschritt erforderlich ist, sodass eine kostengünstige Realisierung ermöglicht ist.
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Bevorzugt sind der Radträger und das Radlagergehäuse über vier Schraubbolzen miteinander verbunden. D.h., die gehäuseseitige Kontaktfläche des Radlagergehäuses weist entsprechend bevorzugt vier, sich in radialer Richtung r außen erstreckende Flanschabschnitte auf, die entsprechend jeweils eine Bohrung für die Aufnahme eines Schraubbolzens aufweisen. Vorzugsweise sind dabei in Umfangsrichtung u betrachtet zwischen zwei benachbarten Flanschabschnitten mindestens zwei segmentierte Kontaktflächenabschnitte ausgebildet sind. D.h. die gehäuseseitige Kontaktfläche des Radlagergehäuses weist insgesamt mindestens 8 segmentierte gehäuseseitige Kontaktflächenabschnitte auf.
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Der Erfindung liegt des Weiteren die Aufgabe zu Grunde ein Kraftfahrzeug, welches eine Radlageranordnung umfasst, derart weiterzubilden, dass beim Rangieren und/oder Lenken das Auftreten von unerwünschten Knister- oder Knackgeräuschen verhindert wird.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Radlageranordnung nach einem der Patentansprüche 1 bis 8 ausgebildet ist.
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Sämtliche Ausführungen zu der erfindungsgemäßen Radlageranordnung lassen sich analog auf das erfindungsgemäße Kraftfahrzeug übertragen, sodass mit diesem auch die zuvor genannten Vorteile erzielt werden.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung in Verbindung mit dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel.
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In der Zeichnung bedeutet:
- 1 eine einen Radträger und ein Radlagergehäuse umfassende Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs;
- 2 der Radträger aus 1 in einer Seitenansicht;
- 3 ein Radlagergehäuse mit erfindungsmäßen segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten gemäß einer ersten Ausführungsform;
- 4 einen vergrößerten Ausschnitt aus 3;
- 5 eine zweite Ausführungsform eines Radlagergehäuses mit erfindungsgemäßen segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten, und
- 6 einen vergrößerten Ausschnitt aus 5.
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1 zeigt eine insgesamt mehr Bezugsziffer 10 bezeichnete Radlageranordnung eines Kraftfahrzeugs. Die Radlageranordnung 10 umfasst einen aus einer Aluminiumlegierung ausgebildeten Radträger 12 sowie ein am Radträger 12 befestigtes, aus Stahl ausgebildetes Radlagergehäuse 14.
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Wie aus 1 und 2 ersichtlich, erfolgt die Verschraubung von Radlagergehäuse 14 und Radträger 12, mittels vier - hier aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellter - Schraubbolzen, die in entsprechende Bohrungen im Radträger 12 und Radlagergehäuse 14 einschraubbar sind. Während die radträgerseitigen Bohrungen mit der Bezugsziffer 12-1 bezeichnet sind, vgl. 2, sind die gehäuseseitigen Bohrungen, d.h. die Bohrungen im Radlagergehäuse 14 mit der Bezugsziffer 14-1 bezeichnet, vgl. 1,.
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In bekannter Art und Weise weist dabei das Radlagergehäuse 14 entsprechend vier, sich in radialer Richtung r nach außen erstreckende, jeweils eine Bohrung 14-1 aufweisende Flanschabschnitte 14-3 auf. Vorliegend sind die gehäuseseitigen Bohrungen 14-1 in den Flanschabschnitte 14-3 jeweils mit einem eine Gewindetiefe T aufweisenden Innengewinde versehen, während die radträgerseitigen Bohrungen 12-1 als gewindelose Durchgangslöcher ausgebildet sind. Somit kann über die - hier nicht dargestellten - durch die radträgerseitigen Bohrungen 12-1 durchsteckbare, in die gehäuseseitigen Bohrungen 14-1 einschraubbare Schraubbolzen, das Radlagergehäuse 14 an den Radträger 12 befestigt werden.
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Wie aus 2 ersichtlich, weist dabei der Radträger 12 eine dem Radlagergehäuse 14 zugewandte, plan ausgebildete radträgerseitige Kontaktfläche 12-2 auf.
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Entsprechend weist das Radlagergehäuse 14 eine der radträgerseitigen Kontaktfläche 12-2 gegenüberliegend angeordnete, gehäuseseitige Kontaktfläche 14-2.
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Ein bekanntes Problem einer derartigen Radlageranordnung 10 ist, dass aufgrund von Mikrorelativbewegungen zwischen Radträger 12 und Radlagergehäuse 14, unerwünschte Knister- oder Knackgeräusche auftreten können.
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Genau hier setzt nun die Erfindung ein:
- Wie aus 3 bis 6 ersichtlich, weist hierzu die gehäuseseitige Kontaktfläche 14-2 mehrere in Umfangsrichtung u betrachtet zwischen den die gehäuseseitigen Bohrungen 14-1 aufweisenden Flanschabschnitte 14-3 angeordnete, segmentierte gehäuseseitige Kontaktflächenabschnitte 14-4 auf, die jeweils ein sich in axialer Richtung a erstreckendes Strukturelement 16 aufweisen.
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Wie insbesondere aus
4 und
6 ersichtlich, sind die Strukturelemente 16 sind zahnförmig, d.h. spitzzulaufend ausgebildet und so dimensioniert, dass in axialer Richtung a betrachtet die Strukturelemente 16 eine Höhe h aufweist, für die gilt:
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Die erfindungsmäße Ausgestaltung hat den Effekt, dass beim Fügen von Radlagergehäuse 14 und Radträger 12, die auf den gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten 14-4 ausgebildeten Strukturelemente 16 sich in die gegenüberliegende, plan ausgebildete radträgerseitige Kontaktfläche 12-2 eingraben und dadurch einen Formschluss erzeugen.
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Aufgrund des während des Fügevorgangs von Radlagergehäuse 14 und Radträger 12 sich nunmehr ausbildenden Formschlusses, werden Relativbewegungen zwischen den Bauteilen Radträger 12 und Radlagergehäuse 14 zuverlässig verhindert, mit dem Effekt, dass auch Knister- oder Knackgeräusche beim Lenken und/oder Rangieren erfolgreich vermieden werden.
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Da die Mikrorelativbewegungen und damit die Knister- oder Knackgeräusche tendenziell außerhalb des Druckkegels der Verschraubungen entstehen, erweist sich die erfindungsmäße Ausgestaltung als besonders vorteilhaft, da nunmehr der Formschluss im Kontaktbereich zwischen den segmentierten gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten 14-4 und der radträgerseitigen Kontaktfläche 12-2, also außerhalb des Druckkegels der Verschraubungen, und damit in für das Entstehen von Mikrorelativbewegung kritischen Bereichen ausgebildet ist, sodass ein besonders effektive Geräuschreduktion sichergestellt ist.
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Gemäß der in 3 und 4 dargestellten ersten Ausführungsform sind in Umfangsrichtung u betrachtet zwischen zwei benachbarten Flanschabschnitten 14-3 mehrere, sich in radialer Richtung r nach außen erstreckende Auskragungen 18 ausgebildet, deren Oberflächen die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte 14-4 bilden.
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Gemäß der in 5 und 6 dargestellten zweiten Ausführungsform weist die gehäuseseitige Kontaktfläche 14-2 im Bereich zwischen zwei benachbarten Flanschabschnitten 14-3 mehrere axial vertieft ausgebildete Abschnitte 20 auf, sodass die Oberflächen der zwischen zwei vertieft ausgebildeten Abschnitten 20 verbleibenden gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitten, die segmentierten, gehäuseseitigen Kontaktflächenabschnitte 14-4 bilden.
