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Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung, insbesondere eine Radlageranordnung für ein Kraftfahrzeug, gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art.
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Entsprechende Radlageranordnungen für Kraftfahrzeuge sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt. Lediglich beispielhaft wird auf die gattungsbildende
DE 10 2017 110 119 A1 verwiesen.
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Es ist weiterhin grundsätzlich bekannt, ein im Bereich der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs verbautes Wälzlager mit Wärme zu beaufschlagen, um in der Anlaufphase des Wälzlagers, d.h. wenn das Lager seine optimale Betriebstemperatur noch nicht erreicht hat und daher aufgrund der temperaturabhängigen Viskosität des im Wälzlager befindlichen Lagerfetts, die Wälzkörper sich sehr viel schwerer durch das Lagerfett bewegen, die Lagerreibung zu reduzieren:
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So offenbart die
DE 10 2013 001 114 A1 ein Radlager für die rotatorische Lagerung einer Radnabe eines Fahrzeugs, aufweisend eine innere Lagerschale mit wenigstens einer inneren Laufbahn, eine äußere Lagerschale mit wenigstens einer äußeren Laufbahn und im Lagerraum zwischen den beiden Lagerschalen angeordnete Wälzkörper, die auf den Laufbahnen abrollen, wobei zumindest ein Heizelement innerhalb des Materials wenigstens einer der beiden Lagerschalen angeordnet ist, um den Lagerraum zu erwärmen. Als nachteilig erweist sich hierbei, dass die vorgeschlagene Integration eines Heizelements in eine Lagerschale eine aufwändige und kostenintensive bauliche Änderung am Wälzlager erforderlich macht. Eine alternative Lösung zur Beaufschlagung eines im Bereich der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs verbauten Wälzlagers ist aus der
DE 10 2015 015 848 A1 bekannt. Die
DE 10 2015 015 848 A1 offenbart eine Radträgeranordnung für ein Fahrzeug, umfassend einen Radträger mit einer Aufnahme, in der ein Radlager aufgenommen ist, wobei der Radträger im Bereich um die Aufnahme mindestens ein Heizelement aufweist, das thermische Energie bedarfsweise unmittelbar nur an den Radträger abgibt. Aus energetischer Sicht erweist sich dies als nachteilig, da aufgrund der indirekten Erwärmung des Radlagers über den Radträger mit größeren Wärmeverlusten zu rechnen ist.
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Eine gattungsgemäße Radlageranordnung ist aus der
JP 2011 -
58 523 A bekannt. Die gattungsgemäße Radlagerung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass das Radlagerträgergehäuse den Außenring des als Wälzlager ausgebildeten Radlager bildet, wobei das Heizelement den Außenring und damit das Radlagerträgergehäuse außen umschließend angeordnet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde eine Radlageranordnung gemäß der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 angegebenen Art derart weiterzubilden, dass eine baulich einfach zu realisierende, verlustarme Erwärmung eines in der Radlageranordnung angeordneten Radlagers ermöglicht wird.
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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 stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
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In bekannter Art und Weise umfasst die Radlageranordnung ein Radlagerträgergehäuse, das an einem Radträger - bzw. wenn es sich um eine gelenkte Achse handelt - an einem Achsschenkel oder Schwenklager positionsfest befestigbar ist. Die Radlageranordnung umfasst ferner ein im Radlagerträgergehäuse verbautes Radlager, sowie eine über das Radlager in Bezug zum Radlagerträgergehäuse drehbar gelagerte Radnabe, an die in bekannter Art und Weise eine Radfelge befestigbar ist.
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Ferner ist im Bereich des Radlagerträgergehäuses ein Heizelement angeordnet. Diese Ausgestaltung erweist sich als vorteilhaft, da aufgrund der Anordnung des Heizelements im Bereich des Radlagerträgergehäuses bauliche Änderungen am eigentlichen Radlager nicht erforderlich sind, sodass eine konstruktiv einfach zu realisierende und damit kostengünstige Möglichkeit zur Erwärmung des Radlagers zu Verfügung gestellt ist. Da das Heizelement aufgrund seiner Anordnung im Radlagerträgergehäuse in unmittelbarer Nähe zum Radlager angeordnet ist, ist im Vergleich zur
DE 10 2015 015 848 A1 , die eine Anordnung des Heizelements am Radträger vorsieht, eine direktere und damit verlustärmere Erwärmung des Radlagers ermöglicht.
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Das Radlagerträgergehäuse der Radlageranordnung umfasst darüber hinaus einen Befestigungsflansch und einen zylindrischen Gehäuseabschnitt. Während über den Befestigungsflansch das Radlagerträgergehäuse in bekannter Art und Weise an einen Radträger befestigbar, insbesondere verschraubbar ist, ist im zylindrischen Gehäuseabschnitt des Radlagerträgergehäuses das eigentliche Radlager aufgenommen bzw. angeordnet. Dabei ist das Heizelement im Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts angeordnet. Hierdurch ist ein deutlich besserer Wirkungsgrad ermöglicht, da nahezu keine Wärmeverluste auftreten. Zudem ist am zylindrischen Gehäuseabschnitt ausreichend Bauraum vorhanden ist, sodass eine aufwandlose Anordnung des Heizelements ermöglicht ist.
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Insbesondere ist dabei das Heizelement außen, die äußere Mantelfläche des zylindrischen Gehäuseabschnitts kontaktierend und dabei den zylindrischen Gehäuseabschnitt vollständig konzentrisch umschließend, angeordnet.
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Erfindungsgemäß weist die äußere Mantelfläche eine umlaufende Ringnut auf, in der das Heizelement angeordnet ist. Das hat den Effekt, dass das Heizelement formschlüssig auf der äußeren Mantelfläche des zylindrischen Gehäuseabschnitts des Radlagerträgergehäuses gehalten ist. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Heizelements in der Ringnut ist, dass eine bessere Wärmeübertragung und damit ein besserer Wirkungsgrad gewährleistet ist.
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Gemäß einer besonders einfachen Ausführungsform ist dabei das Heizelement die äußere Mantelfläche klemmend umschließend, angeordnet. D.h. das Heizelement ist lediglich kraftschlüssig auf der äußeren Mantelfläche gehalten.
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Zur Vermeidung eines ungewollten Verrutschens des Heizelements, ist vorzugsweise das Heizelement über ein zusätzliches Sicherungselement, wie z.B. einer Schraube, auf der äußeren Mantelfläche gehalten. Bei dem Sicherungselement kann es sich beispielsweise auch um eine bereits vorhandene, für die Befestigung des Befestigungsflansches am Radträger vorgesehene Befestigungsschraube handeln.
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Vorzugsweise ist dabei das Heizelement als ein elektrisches Heizelement ausgebildet ist. Aufgrund der schnellen Ansprechzeit des elektrischen Heizelements, ist eine besonders schnelle Erwärmung des Radlagers ermöglicht.
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Eine alternative Ausführungsform sieht vor, dass das Heizelement als eine von einem Wärmefluid durchströmbare Schlauchleitung ausgebildet. Hierdurch kann z.B. die Abwärme des Motors für das Erwärmen des Fluids genutzt werden, mit dem Effekt, dass weniger elektrische Energie benötigt wird.
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Bei dem im Radlagerträgergehäuse angeordneten Radlager handelt es sich bevorzugt um ein Wälzlager, dessen Außenring positionsfest im Radlagerträgergehäuse bzw. im zylindrischen Abschnitt des Radlagerträgergehäuses angeordnet ist.
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Weitere Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden 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 erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radlageran-ordnung, und
- 2 eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Radlageranordnung.
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In der nachfolgenden Beschreibung und in den Figuren werden zur Vermeidung von Wiederholungen gleiche Bauteile und Komponenten mit gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet, sofern keine weitere Differenzierung erforderlich oder sinnvoll ist.
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1 und 2 zeigen eine insgesamt mit der Bezugsziffer 10 bezeichnete Radlageranordnung. Die Radlageranordnung 10 umfasst in bekannter Art und Weise ein Radlagerträgergehäuse 12, ein im Radlagerträgergehäuse 10 angeordnetes - hier nicht sichtbares - Radlager sowie eine über das Radlager in Bezug zum Radlagerträgergehäuse 12 drehbar gelagerte Radnabe 14.
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Wie 1 und 2 weiter zeigen, umfasst das Radlagerträgergehäuse 12 einen Befestigungsflansch 12-1, über den das Radlagerträgergehäuse 12 mittels Schraubverbindungen positionsfest mit einem - hier nicht dargestellten - Radträger bzw. Achsschenkel oder Schwenklager verbindbar ist und einen zylindrischen Gehäuseabschnitt 12-2, in dem das eigentliche Radlager angeordnet ist. Die äußere Mantelfläche des zylindrischen Gehäuseabschnitts 12-2 ist nachfolgend mit dem Bezugszeichen F bezeichnet.
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Bei dem Radlager handelt es sich um ein Wälzlager, dessen Außenring positionsfest im zylindrischen Gehäuseabschnitt 12-1 gehalten ist und über dessen Innenring die Radnabe 14 drehbar gelagert ist.
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Wie 1 und 2 weiter zu entnehmen ist, umfasst auch die Radnabe 14 einen Flanschbereich 14-1, über den eine Radfelge in bekannter Art und Weise mit der Radnabe 14 befestigbar ist.
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Die in 1 und 2 dargestellten Radlageranordnungen zeichnen sich insbesondere dadurch aus, dass im Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts 12-2 ein, die äußere Mantelfläche F kontaktierendes Heizelement 16 angeordnet ist, welches den zylindrischen Gehäuseabschnitt 12-2 vollständig konzentrisch umschließt.
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Mittels des Heizelements 16 kann das Wälzlager mit Wärme beaufschlagt werden, um in der Anlaufphase des Wälzlagers, d.h. vor Erreichen der optimalen Betriebstemperatur, wenn sich die Wälzkörper aufgrund der temperaturabhängigen Viskosität des Lagerfetts schwerer bewegen, die Lagerreibung zu reduzieren.
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Aufgrund der Anordnung des Heizelements 16 im Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts 12-2 und damit in unmittelbarer Nähe zum Wälzlager, ist eine direkte, effektive, d.h. verlustarme, Erwärmung des Wälzlagers ermöglicht. Ein weiterer Vorteil der Anordnung des Heizelements 16 im Bereich des zylindrischen Gehäuseabschnitts 12-2 ist, dass weder am Radlager bzw. Wälzlager noch am Radlagerträgergehäuse 12 kostenintensive bauliche Veränderungen nötig sind.
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Gemäß der in 1 dargestellten Ausführungsform ist dabei das Heizelement 16 kraftschlüssig, d.h. die äußere Mantelfläche F klemmend umschließend, auf dem zylindrischen Gehäuseabschnitt 12-2 gehalten.
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Die in 2 dargestellte Ausführungsform entspricht im Wesentlichen der bereits unter 1 beschriebenen Ausführungsform. Im Gegensatz zur ersten Ausführungsform ist in die äußere Mantelfläche F des zylindrischen Gehäuseabschnitts 12-2 eine Nut 18 eingebracht, in der das Heizelement 16 angeordnet ist. Neben einem verrutschsicheren Halt des Heizelements 16 in der Nut, ist aufgrund der größeren Kontaktfläche eine bessere Wärmeübertragung und damit ein besserer Wirkungsgrad ermöglicht.
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Das Heizelement 16 ist vorliegend jeweils als ein elektrisches Heizelement ausgebildet. Alternativ kann das Heizelement 16 aber auch als eine von einem Wärmefluid durchströmbare Schlauchleitung ausgebildet sein.
