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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lenkkopflageranordnung zur Lagerung eines Radmoduls eines Fahrzeugs und ein Fahrzeug, umfassend ein Radmodul mit einer derartigen Lenkkopflageranordnung.
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Lenkkopflageranordnungen mit deren Hilfe eine Lenkstange eines Radmoduls für ein Fahrzeug drehbar gelagert werden können sind im Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Beispielsweise beschreibt die
CN 206679065 U ein Fahrzeug mit einem Radmodul, das einen Drehwinkel der Räder von 90° erlaubt.
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Dabei hat sich herausgestellt, dass insbesondere bei Radmodulen, die einen großen Drehwinkel der Räder bereitstellen sollen, ein weiterer Bedarf zur Verbesserung der Lenkkopflageranordnungen besteht.
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Vor diesem Hintergrund ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine verbesserte Lenkkopflageranordnung zur Lagerung eines Radmoduls anzugeben. Diese und andere Aufgaben, die beim Lesen der folgenden Beschreibung noch genannt werden oder vom Fachmann erkannt werden können, werden durch den Gegenstand der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche bilden den zentralen Gedanken der vorliegenden Erfindung in besonders vorteilhafter Weise weiter.
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Eine erfindungsgemäße Lenkkopflageranordnung zur Lagerung eines Radmoduls für ein Kraftfahrzeug, umfasst: eine mit einem Lenkungsaktuator und einem Gabelbein verbindbare Lenkstange; einen mittelbar oder unmittelbar mit einem Tragrahmen des Kraftfahrzeugs verbindbaren Lagerflansch zur Durchfuhr der Lenkstange; ein im Lagerflansch angeordnetes erstes Wälzlager zur Lagerung der Lenkstange im Lagerflansch; ein im Lagerflansch angeordnetes zweites Wälzlager zur Lagerung der Lenkstange im Lagerflansch; und zumindest eine am ersten Wälzlager und/oder am zweiten Wälzläger angeordnete Messeinrichtung zur Messung der am ersten Wälzlager und/oder am zweiten Wälzläger auftretenden Lagerkräfte.
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Mit anderen Worten schlägt die vorliegende Erfindung vor, die auftretenden Lagerkräfte in einem oder in beiden Wälzlager zu erfassen, sodass die auftretenden Lagerkräfte bzw. die Lagerbelastungen als mögliche Steuer- und Regelungsgröße zur Verfügung stehen. Beispielsweise besteht dadurch die Möglichkeit, die auftretende Lagerbelastungen in einer Speichereinheit zu erfassen und von dieser aus zu lesen, sodass beispielsweise im Lichte der Lagerbelastung die Serviceintervalle des Fahrzeugs bzw. der Lenkkopflageranordnung optimiert werden können. In diesem Zusammenhang besteht auch die Möglichkeit mögliche Lagerschäden frühzeitig detektieren zu können, sodass ein Totalausfall der Lenkkopflageranordnung während des Fahrbetriebs möglichst verhindert werden kann. Darüber hinaus kann anhand der erfassten Lagerbelastung, die Belastung am Fahrwerk des Fahrzeugs abgeleitet werden. Diese Kennwerte können beispielsweise in einer Steuer- und Regelungseinrichtung des Fahrzeugs eingesetzt werden, um den Fahrkomfort weiterhin zu erhöhen, indem beispielsweise entsprechende Stellgrößen am Fahrzeug/Fahrwerk im Rahmen der Fahrdynamikregelung angepasst werden. Darüber hinaus erlauben die auftretenden Lagerkräfte auch einen Rückschluss auf den Straßenzustand. Diese Straßenzustandsinformationen können beispielsweise mittels einer Kommunikationsschnittstelle, beispielsweise eine mobile Kommunikationsschnittstelle oder eine Cloud-Schnittstelle, zentral erfasst werden. Auch besteht die Möglichkeit diese Informationen an andere Fahrzeuge zu übermitteln, sodass beispielsweise auf einen schlechten bzw. gefährlichen Straßenzustand hingewiesen werden kann bzw. eine Steuer- und Regelungseinrichtung eines anderen Fahrzeugs beispielsweise eine Dämpfung und/oder andere Stellgrößen anpassen kann.
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Vorzugsweise umfasst die Lenkkopflageranordnung darüber hinaus einen auf der Lenkstange aufgeschraubten Haltering zum Verspannen des zweiten Wälzlagers gegen das erste Wälzlager. Durch den auf der Lenkstange aufgeschraubten Haltering kann das zweite Wälzlager auf das erste Wälzlager zu gedrückt werden, wodurch die Wälzlager eine angestellte Lagerung ausbilden, bei der die Wälzlager ohne ein axiales Spiel gegeneinander verspannt sind. Hierzu kann beispielsweise das erste Wälzlager mit einem Lageraußenring radial außen an einem Absatz des Lagerflanschs abgestützt sein, während ein Lagerinnenring des ersten Wälzlagers an einem Absatz der in den Lagerflansch eingesteckten Lenkstange abgestützt sein kann. Ein Lageraußenring des zweiten Wälzlagers kann an einem zum ersten Wälzlager in axialer Richtung weit genug beabstandeten Absatz radial außen abgestützt sein. Der, insbesondere in der Art einer Wellenmutter, aufgeschraubte Haltering kann nach einer gewissen Schraublänge an einem Lagerinnenring des zweiten Wälzlagers anstoßen und den Lagerinnenring des zweiten Wälzlagers bei einem weiteren Aufschrauben mitnehmen. Ein axiales Spiel zwischen den Wälzlagern kann dadurch eliminiert werden. Hierbei kann die Lenkstange, insbesondere auch entgegen der Schwerkraft, von dem Haltering in Richtung des Lagerflansches gezogen werden, wodurch das erste Wälzlager spielfrei zwischen der Lenkstange und dem Lagerflansch verklemmt werden kann. Besonders bevorzugt ist der Lagerflansch ausgestaltet mit dem Tragrahmen, insbesondere ein Längsträger und/oder ein Querträger des Tragrahmens, befestigt zu werden. Dadurch kann der Lagerflansch leicht eine axiale Erstreckung aufweisen, welche der Dicke des Tragrahmens entspricht oder die Dicke des Tragrahmens, insbesondere in vertikaler Richtung, übersteigt. Diese axiale Erstreckung des Lagerflanschs ermöglicht einen vergleichsweise großen axialen Abstand der Wälzlager zueinander. Durch den großen axialen Abstand der Wälzlager ist ein Verkippen der Lenkstange in dem Lagerflansch beispielsweise aufgrund eines radialen Spiels minimiert. Die Wälzlager sind hierzu insbesondere als Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder konisches Nadellager ausgestaltet. Durch das Verspannen der zueinander deutlich beabstandeten Wälzlager gegeneinander mit Hilfe des aufgeschraubten Halterings kann ein radiales und axiales Spiel der Lenkstange in dem Lagerflansch weitestgehend eliminiert werden, wodurch verschleißintensive Spitzenspannungen vermieden werden können und eine robuste Lagerung einer Lenkstange eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.
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Insbesondere ist an einer von den Wälzlagern wegweisenden Rückseite des Halterings ein Drehwinkelsensor zur Detektion eines Drehwinkels der Lenkstange angeordnet. Nachdem der aufgeschraubte Haltering ein axiales Spiel der Wälzlager eliminiert hat, verbleibt ein aus dem Haltering herausstehendes Wellenende der Lenkstange. Die axiale Erstreckung des Wellenendes der Lenkstange ist hierbei lang genug gewählt, um ein Aufschrauben des Halterings zu ermöglichen und vorzugsweise eine, insbesondere formschlüssige, Verbindung mit einem Lenkungsaktuator herbeiführen zu können. Diese freie axiale Strecke des Wellenendes der Lenkstange kann für das Vorsehen des Drehwinkelsensors genutzt werden. Der Drehwinkelsensor kann hierbei in einem Axialbereich der Lenkstange vorgesehen sein, der sowieso vorhanden ist und in dem in radialer Richtung ausreichend Bauraum für den Drehwinkelsensor vorgehalten ist. Der Drehwinkelsensor kann dadurch im Wesentlichen bauraumneutral verbaut sein. Der Drehwinkelsensor kann insbesondere optisch eine Drehwinkellage der drehbaren Lenkstange relativ zum feststehenden Lagerflansch detektieren. Der vom Rad des Radmoduls eingenommene Winkel relativ zu einer Geradeausstellung entspricht im Wesentlichen der Drehwinkellage der Lenkstange und/oder kann aus der Drehwinkellage der Lenkstange ermittelt werden. Dadurch ist es leicht möglich eine gewünschte Lenkstellung des Rads über die Lenkstange anzusteuern.
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Vorzugsweise weist der Drehwinkelsensor eine in axialer Richtung der Lenkstange ausgerichtete Abtastrichtung auf. Der Drehwinkelsensor braucht dadurch nicht in radialer Richtung ausgerichtet zu sein, um eine Mantelfläche der Lenkstange optisch abzutasten. Abtastfehler des Drehwinkelsensors durch ein an der Mantelfläche der Lenkstange ausgebildetes Außengewinde für den Haltering können dadurch vermieden werden. Stattdessen kann der Drehwinkelsensor ein von der Lenkstange radial abstehendes Bauteil abtasten.
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Besonders bevorzugt ist der Drehwinkelsensor mit dem Lagerflansch verbunden, wobei der Drehwinkelsensor die Rückseite des Halterings optisch abtastet. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass der Haltering nach dem Verspannen der Wälzlager drehfest auf der Lenkstange aufgeschraubt ist, so dass die Winkellage des Halterings relativ zum Lagerflansch der Winkellage der Lenkstange relativ zum Lagerflansch entspricht. Zudem wird die Rückseite des Halterings für das Verspannen der Wälzlager nicht benötigt, so dass es problemlos möglich ist an der Rückseite des Halterings optische Markierungen anzubringen, die von der Abtastrichtung des Drehwinkelsensors erkannt werden können. Der Haltering kann dadurch gleichzeitig auch eine Funktion bei der Drehwinkelmessung erfüllen. Eine separate Sensorscheibe kann eingespart werden, wodurch Herstellungskosten und Bauraum eingespart werden können.
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Vorzugsweise ist die Lenkstange im Wesentlichen vertikal ausgerichtet, wobei insbesondere ein Lenkkopfwinkel α einer Lenkachse der Lenkstange zu einem horizontalen Untergrund 70° ≤ α ≤ 95°, insbesondere 75° ≤ α ≤ 93°, vorzugsweise 80° ≤ α ≤ 90° und besonders bevorzugt 85° ≤ α ≤ 88° beträgt. Durch die besonders steile Ausrichtung der Lenkachse können besonders große Lenkwinkel leicht erreicht werden. Dies ermöglicht das Fahren von besonders engen Kurven. Es ist sogar leicht möglich mit dem Kraftfahrzeug nicht nur im Wesentlichen in Längsrichtung, sondern sogar in Querrichtung zu fahren. Dadurch ist es möglich ohne einen Rangierabstand in Längsrichtung in eine besonders enge Parklücke einzuparken.
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Vorteilhafterweise umfasst die Messeinrichtung zumindest ein induktives oder kapazitives Sensorelement, eingerichtet zur Messung eines Abstandes zwischen einem Lageraußenring und einem Lagerinnenring des ersten Wälzlagers oder des zweiten Wälzlagers. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass das induktive oder kapazitive Sensorelement am Lageraußenring oder am Lagerinnenring angeordnet ist. Ein induktives oder kapazitives Sensorelement kann dabei an einem Lageraußenring oder an einem Lagerinnenring an einem oder beiden Wälzlagern vorgesehen sein, beispielsweise an einer Außenkante oder in einer Ausnehmung/Bohrung aufgenommen sein. In einer alternativen Ausführungsform kann ein induktives oder kapazitives Sensorelement auch integraler Bestandteil eines der Lagerringe sein. Von Bedeutung ist in diesem Zusammenhang lediglich, dass durch das induktive oder kapazitive Sensorelement der Abstand zwischen Lageraußenring und Lagerinnenring erfasst werden kann, sodass dadurch auf die Lagerkräfte geschlossen werden kann. Bei der induktiven Messung kann darüber hinaus auf die bewegten Teile ein Material aufgebracht werden, das die magnetische Induktion des induktiven Sensorelements verändert bzw. die beweglichen Teile selbst können aus einem entsprechenden Material bereitgestellt werden.
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Vorzugsweise umfasst die Messeinrichtung zumindest einen Dehnungsmeßstreifen, der auf einem Lageraußenring oder einem Lagerinnenring des ersten Wälzlagers oder des zweiten Wälzlagers angeordnet ist, wobei der zumindest eine Dehnungsmeßstreifen derart angeordnet und eingerichtet ist, um eine Verformung des Lageraußenrings und/oder des Lagerinnenrings zu messen. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass der zumindest eine Dehnungsmeßstreifen eingerichtet ist, eine Verformung des Lageraußenrings oder des Lagerinnenrings in einer Richtung, vorzugsweise in zumindest zwei Richtungen und besonders bevorzugt in drei Richtungen zu messen. Aufgrund der durch den zumindest einen Dehnungsmeßstreifen gemessenen Verformung der Lagerringe kann wiederum auf die Lagerbelastung geschlossen werden. Alternativ oder zusätzlich kann neben einem Dehnungsmeßstreifen auch ein Piezo-Kraftaufnehmer-Element eingesetzt werden, das vorzugsweise am Lagerinnenring oder am Lageraußenring des ersten Wälzlagers und/oder des zweiten Wälzlagers angeordnet ist. Auch mit einem Piezo-Kraftaufnehmer-Element besteht die Möglichkeit, eine Druckbelastung, die auf einen Lagerring ausgeübt wird zu messen, sodass aufgrund der Druckbelastung auf die Lagerbelastung geschlossen werden kann.
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Ferner ist es bevorzugt, dass die Messeinrichtung zumindest einen Magnetfeldsensor umfasst, eingerichtet zur induktiven Wechselwirkung mit einem Magnetelement. In diesem Zusammenhang ist es bevorzugt, dass das Magnetelement als Magnetring ausgebildet ist, der vorzugsweise an einem Innendurchmesser eines Lagerinnenrings angeordnet ist. Der Magnetring kann dabei beispielsweise die komplette Lagerbreite oder auch nur einen Teil des Lagers ausfüllen. Der Magnetring kann beispielsweise mit dem Lagerinnenring einen Pressverband bilden, eingeclipst gegebenenfalls in einen Hinterschnitt, eingeklebt oder beispielsweise mit dem Lagerinnenring verschweißt werden. Der Magnetfeldsensor kann beispielsweise benachbart im Flansch mit der Hirth-Verzahnung oder an einer anderen geeigneten Stelle angeordnet werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein Magnetring allerdings auch am Außendurchmesser des Lageraußenrings vorgesehen werden, wobei in diesem Fall der zumindest eine Magnetfeldsensor vorzugsweise im Flansch zur Anbindung des Lenkaktuators/Hilfsrahmen angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann durch die Veränderung der Lage des Magnetrings, die durch den zumindest ein Magnetfeldsensor erfasst werden kann, auf eine korrespondierende Lageveränderung und damit auf die Lagerbelastung geschlossen werden.
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Schließlich ist es bevorzugt, dass das erste Wälzlager und/oder das zweite Wälzlager als Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder konisches Nadellager ausgebildet ist/sind
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Die vorliegende Erfindung betrifft ferner ein Fahrzeug, umfassend zumindest ein Radmodul mit einer oben beschriebenen Lenkkopflageranordnung.
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Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, dem Ausführungsbeispiel und den Figuren. Darin zeigt:
- 1 eine schematische Ansicht einer bevorzugten Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Radmoduls;
- 2 eine schematische Ansicht des Radmoduls aus 1 ;
- 3 eine schematische Schnittansicht des Radmoduls aus 1 ;
- 4 eine schematische Ansicht eines Wälzlagers im unbelasteten und belasteten Zustand;
- 5 eine schematische Ansicht einer ersten Alternative einer Messeinrichtung mit einem induktiven oder kapazitiven Sensorelement;
- 6 eine schematische Ansicht einer zweiten Alternative einer Messeinrichtung mit einem Magnetfeldsensor und einem Magnetelement; und
- 7 eine schematische Ansicht einer dritten Alternative einer Messeinrichtung mit einem Dehnungsmeßstreifen oder einem Piezo-Kraftaufnehmer-Element.
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Das in 1 dargestellte Radmodul 10 für ein als mehrspuriger Personenkraftwagen ausgestaltetes Kraftfahrzeug weist eine von einem Lenkungsaktuator 12 drehbare Lenkstange 14 auf. Die Lenkstange 14 kann über eine Lenkkopflageranordnung 16 an einem Tragrahmen 18 des Kraftfahrzeugs direkt oder indirekt drehbar gelagert sein, wobei insbesondere die Lenkstange 14 in axialer Richtung der Lenkstange 14 beispielsweise durch ein Axiallager unbeweglich gelagert ist. Mit der Lenkstange 14 ist ein Gabelbein 20 befestigt, das auf dem horizontalen Niveau einer Drehachse 38 eines zu lenkenden Rads 22 des Radmoduls 10 eine Anlenkstelle 24 ausbildet. An der Anlenkstelle 24 ist eine Schwinge 26 schwenkbar gelagert angebunden, wobei die Schwinge 26 an ihrem anderen Ende gelenkig und koaxial mit dem Rad 22 verbunden ist. An dem Rad 22 und/oder an der Schwinge 26 ist ein Stoßdämpfer 28 befestigt, der an seinem anderen Ende mit der Lenkstange 14 und/oder mit dem Gabelbein 20 befestigt ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Stoßdämpfer 28 und der Lenkstange 14 eine Niveauregulierungseinrichtung 30 vorgesehen. Das Rad 22 kann insbesondere von einem Radnabenantrieb 32 angetrieben und/oder abgebremst werden.
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Wie in 2 dargestellt kann von der als Hohlwelle ausgestalteten Lenkstange 14 ein Befestigungsansatz 34 radial abstehen, mit dem der Stoßdämpfer 28 und gegebenenfalls auch das Gabelbein 20 befestigt ist. Dadurch ist es möglich den Stoßdämpfer 28 und/oder das Gabelbein 20 axial neben dem Rad 22 anzuordnen. Eine insbesondere im Wesentlichen vertikal verlaufende Lenkachse 36 verläuft vollständig vor der Drehachse 38 des Rads 22, so dass selbst bei unterschiedlichen Durchmessern des Rads 22 die Lenkachse 22 vor der Drehachse 38 als Sekante durch das Rad 22 verläuft. Dadurch ist ein positiver Nachlauf für das Rad 22 sichergestellt. Wenn der Lenkungsaktuator 12 das Rad 22 dreht, kann der neben dem Rad 22 bauraumsparend angeordnete Stoßdämpfer 28 mitgenommen werden, so dass ein Lenkwinkel der Lenkstange 14 nicht durch den Stoßdämpfer 28 begrenzt ist. Das Rad 22 kann dadurch prinzipiell eine beliebige Anzahl von Umdrehungen ausführen.
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Die in 3 detailliert dargestellte Lenkkopflageranordnung 16 weist einen mit dem Tragrahmen 18 befestigten Lagerflansch 40 auf, in dem die Lenkstange 14 drehbar gelagert ist. Hierzu ist ein unteres erstes Wälzlager 42 und ein oberes zweites Wälzlager 44 vorgesehen, die jeweils in den Lagerflansch 40 eingepresst sind. Am zum Lenkungsaktuator 12 weisenden Wellenende der Lenkstange 14 ist ein Haltering 46 aufgeschraubt, der das zweite Wälzlager 44 auf das erste Wälzlager 42 zu drückt und dadurch die Wälzlager 42, 44 gegeneinander spielfrei verspannt. Hierbei wird auch am unteren Ende des Lagerflanschs 40 ein Absatz der Lenkstange 14 auf den Lagerflansch 40 entgegen der Schwerkraft zugezogen, so dass das erste Wälzlager 42 zwischen der Lenkstange 14 und dem Lagerflansch 40 spielfrei verklemmt werden kann und der Lagerflansch 40 und die relativ verdrehbare Lenkstange 14 eine Labyrinthdichtung 48 ausbilden können. An einer von den Wälzlagern 42, 44 wegweisenden Rückseite des Halterings 46 ist etwas in axialer Richtung zum Haltering 46 beabstandet ein von einem Sensoraufnahmering 50 aufgenommener Drehwinkelsensor 52 vorgesehen. Der Drehwinkelsensor kann in axialer Richtung ausgerichtet sein und an der Rückseite des Halterings 46 angebrachte optische Markierungen, beispielsweise mit Hilfe eines Fotoelements, abtasten. Mit dem oberen Ende des Lagerflansch 40 ist ein Montageflansch 54 verschraubt, mit dessen Hilfe der Lenkungsaktuator 12 zentriert und/oder befestigt werden kann. Der Montageflansch 54 kann hierbei zumindest teilweise den Sensoraufnahmering 50 und den Drehwinkelsensor 52 in Art eines Deckels abdecken. Der Lenkungsaktuator 12 weist einen Elektromotor 56 auf, der über eine Getriebestufe 58 eine Ausgangswelle 60 antreiben kann, die wiederum über eine Hirth-Verzahnung 62 formschlüssig mit der Lenkstange 14 gekoppelt ist, um das Rad 22 des Radmoduls 10 um einen von dem Drehwinkelsensor 30 überwachten Lenkwinkel drehen zu können.
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4 zeigt eine schematische Ansicht des ersten oder zweiten Wälzlagers 42, 44 im unbelasteten (linke Ansicht) und belasteten Zustand (rechte Ansicht). Das Wälzlager 42, 44 umfasst dabei einen Lagerinnenring 70 und einen Lageraußenring 71 und einen dazwischen angeordneten Wälzkörper 72. Das Wälzlager 42, 44 dabei vorzugsweise als Schrägkugellager, Kegelrollenlager oder konisches Nadellager ausgebildet ist. Wie in 4 gut zu erkennen ist, können die während des Fahrbetriebs auftretenden Lagerbelastungen dazu führen, dass sich der Lagerinnenring 70 und der Lageraußenring 71 relativ zueinander verschieben bzw. können die Lagerringe 70, 71 verformt werden. Durch eine erfindungsgemäße Messeinrichtung soll diese Bewegung zueinander bzw. Verformung der Lagerringe 70, 71 erfasst werden, sodass auf die entsprechende Lagerbelastung geschlossen werden kann.
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Zur Erfassung der Lagerbelastung können erfindungsgemäß unterschiedliche Sensoren, Einrichtungen und Meßprinzipien eingesetzt werden, wobei die nachfolgend erläuterten Sensoren und Einrichtungen lediglich beispielhaft an einem Wälzlager 42,44 erläutert werden. Die nachfolgend erläuterten Sensoren und Einrichtungen können dabei beliebig am ersten Wälzlager 42 und/oder am zweiten Wälzlager 44, sowie am Lagerinnenring 70 und/oder am Lageraußenring 71 angeordnet werden.
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5 zeigt eine schematische Ansicht einer ersten Alternative einer Messeinrichtung mit einem induktiven oder einem kapazitiven Sensorelement 80, dass beispielhaft am Lageraußenring 71 derart angeordnet ist, dass dieses den Abstand zum Lagerinnenring 70 erfassen kann, der sich bei Belastung entsprechend verändert, sodass auf die Lagerbelastung geschlossen werden kann.
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6 zeigt eine schematische Ansicht einer zweiten Alternative einer Messeinrichtung mit einem Magnetfeldsensor 85 und einem Magnetelement 86. Das Magnetelement 86 ist als Magnetring 86 ausgebildet und am Innendurchmesser eines Lagerinnenrings 70 angeordnet. Der Magnetring 86 füllt dabei die komplette Lagerbreite aus. Der Magnetring 86 kann beispielsweise mit dem Lagerinnenring 70 einen Pressverband bilden, eingeclipst gegebenenfalls in einen Hinterschnitt, eingeklebt oder beispielsweise mit den Lagerinnenring 70 verschweißt werden. Der Magnetfeldsensor 85 ist in der gezeigten bevorzugten Ausführungsform benachbart im Flansch mit der Hirth-Verzahnung angeordnet. Alternativ oder zusätzlich kann ein Magnetring 86 allerdings auch am Außendurchmesser des Lageraußenrings 71 vorgesehen werden, wobei in diesem Fall der zumindest eine Magnetfeldsensor 85 vorzugsweise im Flansch zur Anbindung des Lenkaktuators/Hilfsrahmen angeordnet ist. In diesem Ausführungsbeispiel kann durch die Veränderung der Lage des Magnetrings 86, die durch den Magnetfeldsensor 85 erfasst werden kann, auf eine korrespondierende Lageveränderung und damit auf die Lagerbelastung geschlossen werden.
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7 zeigt eine schematische Ansicht einer dritten Alternative einer Messeinrichtung mit einem Dehnungsmeßstreifen 90 oder einem Piezo-Kraftaufnehmer-Element 100. Wie in 7 exemplarisch gezeigt, kann ein oder mehrere Dehnungsmeßstreifen 90 am Lagerinnenring 70 bzw. am Lageraußenring 71 angeordnet werden, um eine entsprechende Verformung der Lagerringe 70,71 bzw. eine auf diese wirkende Druckbelastung erfasst werden, um dadurch auf die Lagerbelastung schließen zu können. In 7 ist dabei in den beiden linken Abbildungen beispielhaft eine mögliche Anbringung eines Dehnungsmeßstreifens 90 und in den beiden rechten Abbildungen beispielhaft eine mögliche Anbringung eines Piezo-Kraftaufnehmer-Elements 100 gezeigt.
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Die vorliegende Erfindung ist dabei allerdings nicht auf das vorhergehend bevorzugte Ausführungsbeispiel beschränkt, solange sie vom Gegenstand der folgenden Ansprüche umfasst ist. Insbesondere können die in den 5 bis 7 gezeigten Sensoren/Einrichtungen beliebig miteinander kombiniert werden, wobei insbesondere mehrere der Sensoren/Einrichtungen eine erfindungsgemäße Messeinrichtung bilden können, wobei die Sensoren/Einrichtungen auch an unterschiedlichen Positionen am bzw. im ersten Wälzlager 42 und/oder am bzw. im zweiten Wälzlager 44 angeordnet sind.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Radmodul
- 12
- Lenkungsaktuator
- 14
- Lenkstange
- 16
- Lenkkopflageranordnung
- 18
- Tragrahmen
- 20
- Gabelbein
- 22
- Rad
- 24
- Anlenkstelle
- 26
- Schwinge
- 28
- Stoßdämpfer
- 30
- Niveauregulierungseinrichtung
- 32
- Radnabenantrieb
- 34
- Befestigungsansatz
- 36
- Lenkachse
- 38
- Drehachse
- 40
- Lagerflansch
- 42
- erstes Wälzlager
- 44
- zweites Wälzlager
- 46
- Haltering
- 48
- Labyrinthdichtung
- 50
- Sensoraufnahmering
- 52
- Drehwinkelsensor
- 54
- Montageflansch
- 56
- Elektromotor
- 58
- Getriebestufe
- 60
- Ausgangswelle
- 62
- Hirth-Verzahnung
- 70
- Lagerinnenring
- 71
- Lageraußenring
- 72
- Wälzkörper
- 80
- kapazitives oder induktives Sensorelement
- 85
- Magnetfeldsensor
- 86
- Magnetelement
- 90
- Dehnungsmeßstreifen
- 100
- Piezo-Kraftaufnehmer-Elements
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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