DE2624704B1 - One-piece swivel bearing designed as a cast part for a steered vehicle wheel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein einteiliges Schwenklager der im Oberbegriff des Hauptanspruchs genannten Ausbildung.The invention relates to a one-piece pivot bearing of the type mentioned in the preamble of the main claim Education.

Ein derartiges Schwenklager ist in der Einleitung der DE-OS 23 49 731 erwähnt, jedoch wird darauf hingewiesen, daß es sich um eine vereinfachte Form eines Schwenklagers handelt; Einzelheiten sind nicht angegeben. Such a pivot bearing is mentioned in the introduction of DE-OS 23 49 731, but it is pointed out that it is a simplified form of a pivot bearing; Details are not given.

Schwenklager finden in großem Umfang Einsatz für die Radaufhängung der lenkbaren Vorderräder von Fahrzeugen, und zwar unabhängig davon, ob die Fahrzeuge mit Vorderrad- oder Hinterradantrieb ausgerüstet sind. Außer den beiden im Rahmen der Erfindung primär interessierenden Fortsätze, die also teils einen Stützarm beispielsweise zum Angriff eines Federbeins und teils eine Lenkarmanlenkung bilden, weisen die bekannten Schwenklager drei weitere Fortsätze auf, von denen zwei zur Befestigung des Bremssattels und einer zur Befestigung des Querlenkers dient. Der letztgenannte Fortsatz und die beiden ersterwähnten Fortsätze schließen zwischen sich jeweils Winkel von 90° ein; die beiden Fortsätze zur Befestigung des Bremssattels liegen annähernd symmetrisch in dem verbleibenden Winkel von 180°.Swivel bearings are widely used for the suspension of the steerable front wheels of Vehicles, regardless of whether the vehicles are front-wheel or rear-wheel drive are equipped. Except for the two extensions that are primarily of interest in the context of the invention, that is to say partly form a support arm, for example to engage a shock absorber, and partly form a steering arm linkage, the known pivot bearings have three further extensions, two of which are used to attach the Brake caliper and one used to attach the wishbone. The latter extension and the two The first-mentioned extensions each enclose angles of 90 ° between them; the two appendages to the The fastening of the brake caliper are approximately symmetrical in the remaining angle of 180 °.

In der Regel sind die Schwenklager Schmiedeteile. Im Hinblick auf die aufgezeigte komplizierte Formgebung ist ihre Herstellung insbesondere mit Rücksicht darauf, daß sie in großen Serien hergestellt werden, sehr kompliziert. Wegen der komplizierten Form der Schwenklager müssen nämlich mehrere Gesenke nacheinander Einsatz finden, wodurch sich ein großer Zeit-, Platz- und Kostenaufwand bei der Fertigung ergibt. Hinzu kommt die Gefahr des Überhitzens des Ausgangsmaterials beim Schmiedeprozeß.As a rule, the pivot bearings are forged parts. in the With regard to the complicated shape shown, its production is particularly important with regard to that they are manufactured in large series is very complicated. Because of the complicated shape of the Swivel bearings have to find several dies one after the other, which results in a large one Time, space and costs involved in production result. There is also the risk of the Starting material in the forging process.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schwenklager gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs so auszubilden, daß es auch bei Ausbildung als relativ billiges Gußteil ohne zusätzlichen Materialaufwand die bei einem Schwenklager dieser Art um verschiedene Biegeachsen auftretenden Biegemomente ohne Gefahr der Zerstörung des Teils abbauen kann.The invention is based on the object of a pivot bearing according to the preamble of the main claim to be trained so that it is also when trained as a relatively cheap cast part without additional material costs the bending moments occurring around different bending axes in a pivot bearing of this type can dismantle without the risk of destroying the part.

Die erfindungsgemäße Lösung der Aufgabe ist durch die Merkmale des Hauptanspruchs gegeben.The inventive solution to the problem is given by the features of the main claim.

Während also die bekannten, als Schmiedeteile ausgebildeten einteiligen Schwenklager praktisch nichts anderes darstellen als einen zylindrischen Radnabenbereich mit im wesentlichen in radialen Richtungen weisenden Armen als Fortsätzen, weist das erfindungsgemäße als Gußteil ausgebildete Schwenklager gleichsam eine gewölbte, etwa kissenförmige Wand auf, und die Zipfel der diese Form besitzenden gewölbten Wand dienen zum Anschluß der Federbeinanordnung bzw. des Lenkarms.So while the known one-piece pivot bearings designed as forged parts have practically nothing represent other than a cylindrical wheel hub area with substantially in radial directions pointing arms as extensions, has the pivot bearing according to the invention, designed as a cast part, as it were an arched, approximately pillow-shaped wall, and the tips of the arched wall possessing this shape serve to connect the strut assembly or the steering arm.

Wichtig für die Aufnahme der Biegemomente, die durch die Neigung der Fortsätze gegen die Achse des Radnabenbereichs sowie durch die von den Lenkern und von der Bremse ausgeübten Kräfte erzeugt werden, ist also nicht nur ein stetig gekrümmter Übergang der einander zugekehrten Ränder verschiedener Fortsäzte, sondern auch die gewählte Querschnittsform in den die Fortsätze bildenden Bereichen. Erst hierdurch wird es möglich, relativ dünne Materialstärken zu wählen, so daß man — abgesehen von den zum Anschluß der anderen Elemente dienenden Endbereichen der Fortsätze — überall von einer Wand sprechen kann, die nur entsprechend gewölbt ist, beispielsweise so, daß sich V-förmige Querschnittsbereiche ergeben. Dies wiederum erweist sich — abgesehen von der Vermeidung der Gefahr von Einschlüssen (Lunkern) — als günstig für die zerstörungsfreie Prüfung der Schwenklager, da an sich bekannte Ultraschall- und Röntgenmethcden Einsatz finden können.Important for absorbing the bending moments caused by the inclination of the extensions against the axis of the Hub area as well as the forces exerted by the links and the brakes, is not only a continuously curved transition of the mutually facing edges of different processes, but also the selected cross-sectional shape in the areas forming the extensions. Only then does it become possible to choose relatively thin material thicknesses, so that - apart from those used to connect the other elements serving end areas of the appendages - everywhere can speak of a wall that only is correspondingly arched, for example so that there are V-shaped cross-sectional areas. this in turn proves - apart from avoiding the risk of inclusions (cavities) - to be favorable for the Non-destructive testing of the swivel bearings, as ultrasound and X-ray methods are known per se can find.

Weitere Merkmale der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Further features of the invention can be found in the subclaims.

Ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Schwenklagers wird im folgenden anhand der Figuren erläutert. Es zeigtAn embodiment of the pivot bearing according to the invention is described below with reference to the figures explained. It shows

F i g. 1 eine perspektivische Vorderansicht von der Radseite her,F i g. 1 is a perspective front view from the wheel side,

F i g. 2 eine perspektivische Ansicht von der Rückseite her wiedergegeben,F i g. 2 shows a perspective view from the rear,

Fig.3 den in Fig.2 mit III-III bezeichneten Querschnitt.Fig.3 denoted in Fig.2 with III-III Cross-section.

Prinzipiell besteht das erfindungsgemäße einteilige Schwenklager aus einer etwa kissenförmigen, in Richtung auf das nicht dargestellte Rad gewölbten, relativ dünnwandigen Wand 1 und einem sie senkrecht durchsetzenden zylindrischen Radnabenbereich 2, der zur Aufnahme des eigentlichen, ebenfalls nicht dargestellten Radlagers dient. Die Wand 1, die also einteilig mit dem Bereich 2 durch einen Gießvorgang hergestellt ist, besitzt radiale oder diagonale Fortsätze 3 und 4 zur Anlenkung einer Federbeinanordnung (Endbereich 5) bzw. zur Anlenkung eines Lenkarms (Endbereich 6) ausgebildet sind. Ehe auf die Ausbildung dieser Fortsätze 3 und 4 im einzelnen eingegangen wird, seiIn principle, the one-piece pivot bearing according to the invention consists of an approximately pillow-shaped, in Direction of the wheel, not shown, arched, relatively thin-walled wall 1 and a perpendicular to it penetrating cylindrical wheel hub area 2, which is for receiving the actual, also not shown Wheel bearing is used. The wall 1, which is thus made in one piece with the area 2 by a casting process is, has radial or diagonal extensions 3 and 4 for the articulation of a strut assembly (end area 5) or for the articulation of a steering arm (end area 6) are formed. Marriage to the training of this Proceedings 3 and 4 will be discussed in detail

ergänzend darauf hingewiesen, daß die gewölbte Wand ferner die ebene Kreisringfläche 7 zum Angriff eines Bremsträgerbleches sowie drei weitere Fortsätze aufweist, von denen die beiden Fortsätze 8 und 9 zur Befestigung eines Bremssattels und der Fortsatz 10 zum Angriff eines Querlenkers dienen. Bezüglich Zahl und Anordnung der Fortsätze entspricht die figürlich dargestellte Anordnung bekannten Schwenklagern dieser Art, wie die Erfindung überhaupt den Vorteil bietet, daß hinsichtlich der mit dem Schwenklager zusammenarbeitenden Teile beispielsweise der Lenkung oder der Bremse des Fahrzeugs keinerlei Änderungen vorgenommen zu werden brauchen. Grundsätzlich ist es also auch möglich, ein Fahrzeug mit Schwenklagern gemäß der Erfindung nachzurüsten. Auch ist der Einsatz der Erfindung unabhängig davon, ob es sich um ein angetriebenes Rad handelt oder nicht.additionally pointed out that the curved wall also has the flat circular ring surface 7 to attack a Brake carrier plate and three other extensions, of which the two extensions 8 and 9 for Attachment of a brake caliper and the extension 10 are used to attack a wishbone. Regarding number and The arrangement of the extensions corresponds to the arrangement shown in the figures of known pivot bearings of this kind, as the invention offers the advantage that in terms of the pivot bearing cooperating parts, for example the steering or the brakes of the vehicle Changes need to be made. In principle, it is also possible to have a vehicle with Retrofit pivot bearings according to the invention. The use of the invention is also independent of whether it is a driven wheel or not.

Betrachtet man nun die Ausbildung der Querschnitte der Fortsätze 3 und 4, so weisen sie jeweils ein Paar gewölbter Schenkel i 1 und 12 bzw. 13 und 14 auf, wobei die jeweils ein Paar bildenden Schenkel 11,12 und 13,14 in F i g. 1 in Richtung nach hinten aufeinander zulaufen. Diese Richtung ist identisch mit der Richtung der axialen Komponenten der Ausrichtung der Fortsätze, die ja nicht nur radial bezüglich der Achse des Radnabenbereichs 2 verlaufen, sondern auch etwas in Fig. 1 nach hinten geneigt sind, so daß sie dort mit der genannten Achse einen Winkel einschließen, der kleiner als 90° ist.If you now consider the formation of the cross-sections of the extensions 3 and 4, they each have a pair arched leg i 1 and 12 or 13 and 14, the legs 11, 12 and 13, 14 each forming a pair in Fig. 1 towards each other towards the rear. This direction is identical to the direction of the axial components of the alignment of the extensions, which are not only radial with respect to the axis of the Wheel hub area 2 run, but are also slightly inclined backwards in Fig. 1, so that they are there with the Include said axis at an angle that is smaller than 90 °.

Wichtig für die Erfindung ist ferner, daß die freien Ränder einander benachbarter Schenkel 12 und 13 unterschiedlicher Paare, wie bei 15 angedeutet, stetig gekrümmt ineinander übergehen, und zwar in einem Abstand von dem Radnabenbereich 2, der größer ist als der Durchmesser der Kreisringformfläche 7. Auch hier erkennt man wieder das erfindungsgemäße Grundkonzept einer gewölbten Wand, die durch entsprechende Querschnittsgestaltung in ihren die beiden ersten Fortsätze darstellenden radialen oder diagonalenIt is also important for the invention that the free edges of adjacent legs 12 and 13 of different pairs, as indicated at 15, merge continuously curved into one another, namely in one Distance from the wheel hub area 2, which is greater than the diameter of the circular ring-shaped surface 7. Here too one recognizes again the basic concept according to the invention of a curved wall, which by corresponding Cross-sectional design in its radial or diagonal lines representing the first two extensions

^r> Bereichen mit geringer Materialstärke hergestellt werden kann, ohne daß ihre Festigkeit gegenüber den bekannten Schmiedeteilen leidet. ^r > Areas with low material thickness can be produced without their strength suffering compared to the known forgings.

Wie bei 16 und 17 angedeutet, geben die Ränder einander abgekehrter Schenkel 11 und 14 verschiedenerAs indicated at 16 and 17, the edges of legs 11 and 14 facing away from each other are different

in Schenkelpaare ebenfalls unter stetiger Krümmung über in die jeweils benachbarten weiteren Fortsätze 8 bzw. 10. Da auch hier auf einen erheblichen Abstand der Ränder 16 und 17 vom Radnabenbereich 2 geachtet ist, bleibt eine praktisch geschlossene gewölbte Ringwandin pairs of legs also under constant curvature over in each of the adjacent further extensions 8 and 10. Since here, too, at a considerable distance from the Edges 16 and 17 of the wheel hub area 2 is respected, a practically closed arched ring wall remains

ι ^r> um den Radnabenbereich 2 herum stehen.ι ^r > stand around the wheel hub area 2.

Die Querschnittsform der Fortsätze wird besonders deutlich beim Fortsatz 4, so daß für diesen der Querschnitt in F i g. 3 herausgezeichnet ist. Der Endbereich 5 des ersten Fortsatzes 3 erstreckt sichThe cross-sectional shape of the extensions is particularly clear in the extension 4, so that the Cross-section in FIG. 3 is drawn out. The end region 5 of the first extension 3 extends

jo weiter in Richtung auf die Achse des Schwenklagers als der Endbereich 6 des zweiten Fortsatzes 4. Dessen ungeachtet besitzt aber auch der Fortsatz 3 eine Querschnittsform mit zwei aufeinander zulaufenden gewölbten Schenkeln 11 und 12.jo further in the direction of the axis of the pivot bearing than the end region 6 of the second extension 4. Its Regardless, however, the extension 3 also has a cross-sectional shape with two converging arched legs 11 and 12.

»Ι Durch die erfindungsgemäße Formgebung wird also nicht nur eine gießgerechte Konstruktion geschaffen, sondern zugleich eine solche, die die speziellen Biegebeanspruchungen bei einem Schwenklager ohne zusätzlichen Materialaufwand (gegenüber entsprechen-»Ι The shape according to the invention is therefore not only created a construction suitable for casting, but also one that is special Bending loads in a swivel bearing without additional material expenditure (compared to corresponding

•ii den Schmiedeteilen) aufnimmt.• ii the forgings).

Als Materialien kommen vor allem Temperguß, Stahlguß, Kugelgraphitguß und Aluminiumguß (vor allem warmaushärtbare Legierungen mit Zink und Magnesium bzw. mit Zink, Magnesium und Kupfer) inMalleable cast iron, cast steel, spheroidal graphite cast iron and cast aluminum are the main materials especially thermosetting alloys with zinc and magnesium or with zinc, magnesium and copper) in

r> Frage.r> question.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (3)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Einteiliges, als Gußteil ausgebildetes Schwenklager für ein gelenktes Rad eines Fahrzeuges mit sich von einem Radnabenbereich nach außen erstrecken- ■-, den Fortsätzen, von denen ein erster als eine Verbindung mit einer stoßdämpfenden Einrichtung nach Art eines Federbeins herstellender Stützarm und ein zweiter als Lenkarmanlenkung dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Fortsät- in ze (3 und 4) in gleicher Richtung gegen die Achse des Radnabenbereichs (2) geneigt sind und zwischen sich einen unterhalb 180° liegenden Winkel einschließen und daß der erste und der zweite Fortsatz (3 und 4) des Schwenklagers zumindest über nahe dem r> Radnabenbereich (2) liegende Bereiche ihrer Längen Querschnitte mit jeweils einem Pr\ar in der Richtung aufeinander zulaufender schräger Schenkel (Ii und 12; 13 und 14) aufweisen, von denen die einander zugekehrten Schenkel (12 und 13) verschiedener _>o Paare (U und 112; 13 und 14) unter Bildung einer gewölbten Teilringwand um den Radnabenbereich (2) mit stetig gekrümmten Rändern (15) ineinander übergehen.1. One-piece swivel bearing designed as a cast part for a steered wheel of a vehicle with it extending outward from a wheel hub area- ■ -, the projections, a first of which as one Connection to a shock-absorbing device in the manner of a spring strut producing support arm and a second serves as a steering arm linkage, characterized in that the continuation in ze (3 and 4) are inclined in the same direction against the axis of the wheel hub area (2) and between them enclose an angle below 180 ° and that the first and second extensions (3 and 4) of the pivot bearing at least over areas of their lengths that are close to the r> wheel hub area (2) Cross-sections each with a pr \ ar in the direction of converging sloping legs (Ii and 12; 13 and 14), of which the mutually facing legs (12 and 13) of different _> o Pairs (U and 112; 13 and 14) to form a curved partial ring wall around the wheel hub area (2) merge into one another with continuously curved edges (15). 2. Schwenklager nach Anspruch 1, dadurch ge- _>■-. kennzeichnet, daß die Schenkel (11 und 12; 13 und 14) jedes Paares einander zugekehrte, gegenläufig konvex gewölbte Oberflächen aufweisen.2. Pivot bearing according to claim 1, characterized in that -. indicates that the legs (11 and 12; 13 and 14) of each pair are facing each other, in opposite directions have convex surfaces. 3. Schwenklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die einander abgewandten in Schenkel (11 und 14) verschiedener Paare (11 und 12; 13 und 14) unter Bildung weiterer Teilringwände um den Radnabenbereich (2), die in Fortsetzung der gewölbten Teilringwand verlaufen, mit stetig gekrümmten Rändern (16 und 17) in zumindest einen r> weiteren Fortsatz (8,9 und 10) übergehen.3. Pivot bearing according to claim 1 or 2, characterized in that the mutually remote in Legs (11 and 14) of different pairs (11 and 12; 13 and 14) to form further partial ring walls the wheel hub area (2), which run in continuation of the curved partial ring wall, with continuously curved Edges (16 and 17) merge into at least one further extension (8, 9 and 10).