DE102004053743A1

DE102004053743A1 - Lenkbare Achse mit Drehwinkelsensorelement für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102004053743A1
Application number: DE200410053743
Authority: DE
Inventors: Johann Dipl.-Ing.(FH) Sigl; Klaus Dipl.-Ing. Negele
Original assignee: MAN Nutzfahrzeuge AG
Current assignee: MAN Truck and Bus SE
Priority date: 2004-11-06
Filing date: 2004-11-06
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2024-11-07
Also published as: DE102004053743B4

Abstract

Beschrieben wird eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, die über wenigstens ein Drehwinkelsensorelement (4) verfügt, das mit einem Achsschenkelbolzen (8), der in einer einen Achsschenkel (2) und einen Achskörper (1) durchörternden Durchgangsbohrung gelagert ist, in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement (4) eine mit dem Achsschenkelbolzen (8) mittels wenigstens eines Verbindungselements (9, 10) verdrehsicher verbundene Trägereinheit (6) und eine mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel (2) oder am Achskörper (1) befestigte Sensoreinheit (5) aufweist. DOLLAR A Die beschriebene Achse zeichnet sich dadurch aus, dass der Achsschenkel (2) oder der Achskörper (1) über eine Ausnehmung (14) verfügt, innerhalb der die Sensoreinheit (5) mittels wenigstens eines Befestigungsmittels (11) befestigt ist.

Description

Technisches Gebiet:
Die Erfindung betrifft eine lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, die über wenigstens ein Drehwinkelsensorelement verfügt, das mit einem Achsschenkelbolzen, der in einer einen Achsschenkel und einen Achskörper durchörternden Bohrung gelagert ist, in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement eine mit dem Achsschenkelbolzen mittels wenigstens eines Verbindungselements verdrehsicher verbundene Trägereinheit und eine mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel oder am Achskörper befestigte Sensoreinheit aufweist.

Zur Erfassung des Lenkungseinschlages sind Lenkwinkelmesssysteme bekannt, die in gelenkten Achsen zum Einsatz kommen. Während bei Pkw derartige Messsysteme somit ausschließlich an der Vorderachse zum Einsatz kommen, werden bei Nutzfahrzeugen Lenkwinkelmessgeber auch im Bereich der Hinterachse, nämlich für die sogenannten Nachlauf- oder Vorlaufachsen eingesetzt. Die vorgenannten Achsen sind Bestandteil von Doppelachsaggregaten, bei denen eine Achse angetrieben ist, während die zweite Achse als lenkbare Achse vor oder hinter der angetriebenen Achse angeordnet ist und zu einer Verbesserung der Wendigkeit des Nutzfahrzeugs beitragen soll.

Grundsätzlich können Lenkwinkelmesssysteme sowohl bei Kraftfahrzeugen mit Einzelradaufhängung als auch mit einer Starrachse als Lenkachse eingesetzt werden. Hierbei können ggf. die Anzahl der zu verwendenden Sensoren variieren, da bei Fahrzeugen mit Einzelradaufhängung aufgrund der voneinander unabhängig ausgeführten Bewegungen der Räder oftmals an jedem gelenkten Rad Winkelmesssensoren angebracht werden.

Starrachsen als gelenkte Achse werden nur noch bei Lastkraftwagen und Omnibussen verwendet. Eine Starrachse besteht meist aus einem vergüteten Schmiedestück mit T-förmigem Querschnitt. Zur Aufnahme der Achsschenkel ist entweder eine Faust (Faustachse) oder eine Gabel (Gabelachse) angeschmiedet. Da die von der Achse geführten Räder keine voneinander unabhängigen Bewegungen ausführen können, wird einerseits bei derartigen Achse eine ungeteilte Spurstange eingebaut und andererseits üblicherweise lediglich ein Winkelmesssensor je gelenkter Achse benötigt. Bei Geländefahrzeugen wird darüber hinaus zum Antrieb der vorderen Räder ein Achsantrieb mit Differential in die Achse eingebaut.

Bekannte Messsysteme zur Erfassung des Lenkwinkels an gelenkten Achsen von Kraftfahrzeugen nutzen üblicherweise Drehwinkelsensoren zur Winkelmessung, die über ein Gestänge mit dem Achsschenkel der Achse oder direkt mit dem Lenkgetriebe verbunden sind. Problematisch hierbei ist allerdings, dass ein offen liegendes Gestänge äußeren Einflüssen, wie Feuchtigkeit, Steinschlag oder Verschmutzung, unterliegt und darüber hinaus mit verhältnismäßig großem Aufwand justiert und kalibriert werden muss.

Ein Lenkwinkelmesssystem, das kein Gestänge zwischen dem Drehwinkelsensor und dem Achsschenkel bzw. dem Lenkgetriebe aufweist ist aus der EP 0 873 932 A2 bekannt. Das in dieser Druckschrift beschriebene System verfügt über einen Drehwinkelsensor, der einen Sensorschaft und einen Detektor aufweist. Der Sensorschaft ist in einem Sackloch, das sich mittig im Achsschenkelbolzen befindet, fest mit dem Achsschenkelbolzen verfügt, so dass sich der Sensorschaft, entsprechend den Drehbewegungen des Achsschenkelbolzens, relativ zum Detektor bewegt. Weiterhin wird beschrieben, dass ein Halteelement in Form einer Lochplatte vorgesehen ist, das am Achskörper angeschraubt wird und mit dem der Drehwinkelsensor in seiner Position fixiert wird. Nachteilig an der vorgenannt technischen Lösung ist vor allem, dass der Montageaufwand aufgrund der Vielzahl von Schraubverbindungen vergleichsweise hoch ist.

Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, einen Einbau eines Drehwinkelsensors in einer lenkbaren Achse eines Kraftfahrzeugs anzugeben, der eine verhältnismäßig einfache Montage ermöglicht. Insbesondere ist hierbei zu beachten, dass der Drehwinkelsensor derart montierbar ist, dass er während des Betriebs des Kraftfahrzeugs zuverlässig vor Feuchtigkeit, Steinschlägen und Verschmutzungen geschützt ist. Darüber hinaus soll es möglich sein, den Drehwinkelsensor auf einfache Weise nachzurüsten bzw. für unterschiedliche Fahrzeugtypen zu verwenden, ohne dass eine Vielzahl von verschieden dimensionierten Befestigungselementen bevorratet werden muss.

Die Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist im Patentanspruch 1 angegeben. Weitere, den Erfindungsgedanken vorteilhaft weiterbildende Merkmale sind Gegenstand der Unteransprüche sowie der Beschreibung, insbesondere unter Bezugnahme auf die Ausführungsbeispiele zu entnehmen.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einer lenkbaren Achse eines Kraftfahrzeugs gelöst, die über wenigstens ein Drehwinkelsensorelement verfügt, das mit einem Achsschenkelbolzen, der in einer einen Achsschenkel und einen Achskörper durchörtenden Bohrung gelagert ist, in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement eine mit dem Achsschenkelbolzen mittels wenigstens ein Befestigungselements verdrehsicher verbundene Trägereinheit und ein mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel oder am Achskörper befestigtes Sensorelement aufweist und die sich dadurch auszeichnet, dass der Achsschenkel oder der Achskörper über eine Ausnehmung verfügt, innerhalb der die Sensoreinheit mittels wenigstens eines Befestigungsmittels befestigt ist.

Die erfindungsgemäße Anordnung eines Lenkwinkelmessgebers zeichnet sich durch einen geschützten und abgedichteten Einbau des Drehwinkelsensorelements aus, das damit weitgehend vor Feuchtigkeit, Steinschlägen und Verschmutzungen geschützt ist. Darüber hinaus wird sicher gestellt, dass das eine Trägereinheit und eine Sensoreinheit aufweisende Drehsensorelement einfach zu befestigen ist in seiner Lage gegenüber dem Achsschenkelbolzen leicht zu fixieren ist. Vorzugsweise ist das Drehsensorelement koaxial – zentriert zum Achsschenkelbolzen, also in Bezug auf einen Mittelpunkt der Querschnittsfläche des Achsschenkelbolzens, zentriert, ausgerichtet und befestigt. In diesem Zusammenhang ist es sowohl denkbar, die Sensoreinheit bezogen auf ihren Außendurchmesser an den Wänden der Ausnehmung des Achsschenkels oder des Achskörpers einzupassen, als auch die Sensoreinheit bezogen auf einen Innendurchmesser in Bezug auf die Trägereinheit auszurichten. Auf diese Weise ist es beispielsweise möglich, die Trägereinheit koaxial zentriert an einem Ende des Achsschenkelbolzens zu befestigen etwa mittels einer Schraubverbindung, und die Sensoreinheit derart anzuordnen, dass diese zumindest teilweise zwischen der Trägereinheit und der Wand der Ausnehmung angeordnet und dort befestigt ist.

Bei einer besonderen Ausführungsform der Erfindung verfügt die Trägereinheit und/oder der Achsschenkelbolzen über wenigstens ein Arretierelement, mit dem eine Ausrichtung der Trägereinheit gegenüber dem Achsschenkelbolzen stufenweise veränderbar ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, an der Endfläche des Achsschenkelbolzens einen Stift und an der Unterseite der Trägereinheit eine Vielzahl von Bohrungen derart vorzusehen, dass der Stift in jede dieser Bohrungen einführbar ist und so die Trägereinheit jeweils in unterschiedlichen Ausrichtungen relativ zum Achsschenkelbolzen fixierbar ist. Vorzugsweise sind die Bohrungen kreisförmig mit einer Teilung von 5° bis 10° angeordnet, so dass die Trägereinheit stufenweise um 5° bis 10° in der von der Endfläche des Achsschenkelbolzens aufgespannten Ebene gegenüber dem eingespannten Achsschenkelbolzen verdreht und schließlich in der jeweiligen Position fixiert werden kann. Selbstverständlich kann der Stift auch an der Unterseite der Trägereinheit und die Bohrungen in der Endfläche des Achsschenkelbolzens vorgesehen werden.

Eine weitere Ausführungsform sieht vor, das wenigstens eine Arretierelement in Form einer Außen- bzw. Innenverzahnung an der Trägereinheit und/oder dem Achsschenkelbolzen vorzusehen. Für die konkrete Ausgestaltung sind hierbei eine Vielzahl von Varianten denkbar, die für den Fachmann aus dem Grundgedanken, der darin besteht, die Ausrichtung der Trägereinheit unter Ausnutzung der Verzahnung stufenweise gegenüber dem Achsschenkelbolzen verändern zu können, ableitbar sind.

Selbstverständlich ist der Einbau des Drehsensorelements nicht auf eine Seite des Achsschenkelbolzens beschränkt. Vielmehr kann das Drehsensorelement sowohl am oberen oder unteren Ende als auch an beiden Enden des Achsschenkelbolzens angeordnet werden. Ferner ist die erfindungsgemäße Anordnung eines Drehwinkelsensorelements bei Gabel- und auch bei Faustachsen einsetzbar.

Eine spezielle Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die lenkbare Achse als Faustachse ausgeführt ist, an deren Enden jeweils die Durchgangsbohrungen zur Aufnahme des Achsschenkelbolzens vorgesehen sind. Bei der Montage werden die Achsschenkel jeweils derart positioniert, dass die in den gabelförmig ausgebildeten Anschlussstücken der Achsschenkel befindlichen Durchgangsbohrungen und die in der Faustachse vorgesehene Durchgangsbohrung fluchten, so dass der Achsschenkelbolzen in diese Bohrungen einführbar ist. Vorzugsweise wird der Achsschenkelbolzen hierbei derart ausgeführt, dass er bei der Montage in die Durchgangsbohrungen der Faustachse jeweils mit Übermaß, also als Presssitz, eingeschnupft wird während er in den Gabelstücken des Achsschenkels drehbar gelagert ist.

In einer weiteren speziellen Ausführungsform ist das Drehwinkelsensorelement als berührungslos arbeitender Winkelgeber ausgeführt, wobei die Trägereinheit und die Sensoreinheit voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise ist in diesem Fall die Trägereinheit und/oder die Sensoreinheit derart ausgeführt, dass bei der Messung der sogenannte Hall-Effekt nutzbar ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, sowohl die Trägereinheit als auch die Sensoreinheit als Magnetträger auszuführen, während die jeweils andere Einheit die Funktion eines Detektors, mit dem eine Magnetfeldänderung erfasst wird, übernimmt. Sobald der Achsschenkelbolzen bei einer Lenkbewegung eine Drehbewegung ausführt, dreht sich auch der Magnetträger, so dass es zu einer Relativbewegung zwischen dem Magnetträger und dem Detektor kommt. Die Größe dieser Relativbewegung wird anhand der Veränderung der Parameter eines magnetischen Feldes detektiert und in einer Auswerteeinheit ausgewertet.

Zur Übermittlung der ermittelten Daten verfügt das Drehwinkelsensorelement vorzugsweise über eine Datenschnittstelle, über die die ermittelten oder gegebenenfalls schon zumindest teilweise aufbereiteten Daten an einen Fahrzeugführungsrechner, an einen Datenspeicher und/oder an ein Diagnosesystem übertragbar sind. Die Übertragung der Daten in Form von elektrischen Signalen erfolgt über eine entsprechende Datenleitung. Genauso ist es allerdings auch denkbar, die Daten berührungslos, bspw. über eine als Infrarot- oder Funkschnittstelle ausgebildete Datenschnittstelle, zu übertragen. Die Übertragung der Daten erfolgt in Abhängigkeit der gewählten Ausführung der Datenschnittstelle über Lichtleiter-, Leiter zur Übertragung elektromagnetischer Wellen oder über eine Funkdatenstrecke.

In einer weiteren speziellen Ausführungsform der Erfindung ist das Verbindungselement zur Befestigung der Trägereinheit am Achsschenkelbolzen als Schraubverbindung ausgeführt. Vorzugsweise wird die Trägereinheit koaxial zur Längsrichtung und zentriert auf der Endfläche des Achsschenkelbolzens mit dem Achsschenkelbolzen verschraubt und zusätzlich mit Hilfe von Passstiften verstiftet. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Trägereinheit verdrehsicher mit dem Achsschenkelbolzen verschraubt ist. Darüber hinaus ist es besonders geeignet, die Sensoreinheit derart beabstandet zur Trägereinheit zu montieren dass die Sensoreinheit die Trägereinheit vollumfänglich umgibt und rotationssymmetrisch zur Längsmittenachse des Achsschenkelbolzens angeordnet ist.

Eine weitere besondere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Achse sieht vor, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel zur Befestigung der Sensoreinheit innerhalb der Ausnehmung des Achsschenkels oder des Achskörpers als Klemmring ausgeführt ist. Vorzugsweise ist hierbei eine Nut in der Ausnehmung vorgesehen, in die der Klemmring wenigstens teilweise derart einführbar ist, das die Sensoreinheit sicher fixiert bzw. zumindest leicht in Richtung auf den Achskörper oder den Achsschenkel, je nachdem ob es sich bei der lenkbaren Achse um eine Gabel- oder eine Faustachse handelt, drückt.

Um das Eindringen von Feuchtigkeit in die Lager des Achsschenkelbolzens zu verhindern, ist es ferner denkbar, ein Dichtelement vorzusehen, das zwischen der Sensoreinheit und dem Achsschenkel bzw. Achskörper eingebracht wird. Bei einer speziellen Ausführungsform wird das Dichtelement von der Sensoreinheit gegen den Achsschenkel bzw. den Achskörper gedrückt, sobald der Klemmring in der vorgesehenen Position in der Nut eingerastet ist. Auf diese Weise wird eine einfach zu montierende und trotzdem zuverlässige sowie die Lager am Achsschenkelbolzen abdichtende Anordnung aus Dichtelement, Sensoreinheit und Klemmring geschaffen.

Eine besonders geeignete Ausführungsform der Erfindung sieht vor, dass die Sensoreinheit über einen der Befestigung der Sensoreinheit dienenden Steg verfügt, der absatzartig ausgebildet ist und der sich in eingebautem Zustand des Drehwinkelsensor vorzugsweise innerhalb der Ausnehmung des Achskörpers bzw. des Achsschenkels befindet. In einer besonders geeigneten Ausführungsform umgibt der Steg die Sensoreinheit vollumfänglich. Der vorgenannte Steg ist derart ausgeführt, dass auf der dem Klemmring zugewandten Seite eine zumindest annähernd ebene bzw. plane Fläche vorgesehen ist, auf der der Klemmring nach der Montage unter Bildung einer ausreichend großen Kontaktfläche mit der ebenen Fläche satt aufliegt. Für die gegenüberliegende, dem Dichtelement zugewandte Seite des Stegs ist es geeignet, eine Oberflächenstruktur vorzusehen, die an die Form des zwischen Sensoreinheit und Achskörper bzw. Achsschenkel eingesetzten Dichtelements angepasst ist. In diesem Zusammenhang ist es denkbar, auf der Seite des Absatzes der Sensoreinheit, die dem Dichtelement zugewandt ist, eine Fase vorzusehen, so dass sich das Dichtelement in einem zwischen der umlaufenden Fase und dem Achskörper bzw. Achsschenkel gebildeten Hohlraum in leicht gedrücktem Zustand befindet und so eine zuverlässige Abdichtung der Lager des Achsschenkelbolzens sicher stellt.

Die vorstehende Beschreibung macht deutlich, dass die erfindungsgemäße Anordnung zur Integration eines Drehwinkelsensors in eine lenkbare Achse grundsätzlich in jedem Fahrzeug, das über zumindest eine lenkbare Achse verfügt, einsetzbar ist.

Ein ganz besonders geeignetes Anwendungsgebiet für die Erfindung stellt allerdings der Nutzfahrzeugsektor dar, da gerade auf diesem Gebiet zur Zeit noch fast ausschließlich Starrachsen als Lenkachsen verwendet werden, für die zur Erfassung eines korrekten Lenkwinkels der Einsatz lediglich eines Drehwinkelsensors pro Achse ausreichend ist. Trotzdem ist es auch in diesem Fall denkbar, auf jeder Seite einer lenkbaren Achse Drehwinkelsensoren vorzusehen, um beispielsweise eine Fehlerberechnung für den ermittelten Lenkwinkel durchzuführen. Eine spezielle Verwendung der erfindungsgemäßen lenkbaren Achse sieht schließlich den Einsatz in Nutzfahrzeugen, insbesondere Lastkraftwagen und Omnibussen vor, die ein zulässiges Gesamtgewicht von 7500 kg und mehr aufweisen. Derartige Kraftfahrzeuge verfügen oftmals neben den ein oder zwei lenkbaren Vorderachsen über Doppelhinterachsaggregate mit einer lenkbaren Vor- oder Nachlaufachse. Um eine optimale Fahrstabilität bei gleichzeitig hoher Wendigkeit der Fahrzeug zu erreichen, ist die Kenntnis des momentanen Lenkwinkels von besonderer Bedeutung. Entsprechende Daten können etwa an einen Fahrzeugführungsrechner übermittelt, dort ausgewertet und schließlich zu einer automatischen, aktiven Steuerung bestimmter Fahrparameter, wie etwa Fahrstabilität oder zur Korrektur des Lenkeinschlags genutzt werden.

Im Folgenden wird die Erfindung ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert. Es zeigen:
1 Lenkbare Achse mit integriertem Drehwinkelsensorelement
2 Detailansicht des Drehwinkelsensorelements und seiner Anordnung im Achsschenkel
3 Draufsicht auf die Radaufhängung einer lenkbaren Achse
In der 1 ist eine lenkbare Achse eines Nutzfahrzeugs mit einem Drehwinkelsensorelement 4 dargestellt. Um eine verbesserte Anschaulichkeit zu Gewähr leisten, ist lediglich die Radaufhängung auf der in Fahrtrichtung gesehen linken Seite dargestellt. Auf der rechten Seite der Achse befindet sich eine spiegelbildlich aufgebaute Radaufhängung. Bei der Achse handelt es sich um eine Starrachse mit einem Achskörper 1, der an seinen beiden gegenüberliegenden Enden jeweils eine Achsfaust 3 aufweist. Daher wird eine derart ausgeführte Achse auch als Faustachse bezeichnet.
An der Achsfaust 3 ist der Achsschenkel 2 befestigt, der einen oberen 2a und einen unteren Teil 2b aufweist und der schwenkbar um die Längsmittelachse des Achsschenkelbolzens (in dieser Aussicht nicht dargestellt) gelagert ist. An dem Achsschenkelbolzen ist ein Drehwinkelsensorelement 4 befestigt, dessen Aufbau anhand der 2 näher erläutert werden wird. Dargestellt in der 1 ist ein Anschlusselement 7, über das das Sensorelement 4 einerseits mit Energie versorgbar ist und das andererseits als Schnittstelle zum Anschluss einer Datenleitung dient. Über diese Schnittstelle können Daten, die Informationen über den Lenkwinkel enthalten, an eine externe Auswerteeinheit bzw. eine in der Regel als Fahrzeugführungsrechner ausgebildete Datenverarbeitungsanlage übermittelt werden. Ferner ist in der 1 noch eine Schutzkappe 15 zu sehen, die das Drehwinkelsensorelement 4 vor direkter Feuchtigkeitseinwirkung und Verschmutzung schützen soll.
Die 2 zeigt eine Schnittdarstellung des Drehwinkelsensorelements 4 in eingebautem Zustand. Das Drehwinkelsensorelement 4 verfügt über eine als Magnetträger ausgeführte Trägereinheit 6 sowie eine Sensoreinheit 5 und ist derart ausgebildet, dass eine Verdrehung der Trägereinheit 6 gegenüber der Senoreinheit 5 detektierbar ist. Die Trägereinheit 6 ist hierzu mit Hilfe einer Befestigungsschraube sowie Passstiften verdrehsicher mit dem Achsschenkelbolzen 8, der im Achsschenkel 2 gelagert ist, verbunden. Die Sensoreinheit 5 ist zur Trägereinheit 6 beabstandet angeordnet und mittels eines Klemmrings 11 innerhalb einer im Achsschenkel 2 vorgesehenen Ausnehmung 14 befestigt. Um die Sensoreinheit 5 innerhalb der Ausnehmung 14 befestigen zu können, weist die Sensoreinheit 5 einen Steg 12 auf, der zumindest auf der dem Klemmring 11 zugewandten Seite über eine plane Fläche verfügt. Ferner ist innerhalb der Ausnehmung 14 des Achsschenkels 2 eine Nut 16 vorgesehen, in die der Klemmring 11 derart einführbar ist, dass er schließlich in die Nut 16 einrastet. Auf diese Weise kann bei der Montage des Drehwinkelsensorelements 4 mit verhältnismäßig einfachen Mitteln eine zuverlässige Befestigung der Sensoreinheit 5 am Achsschenkel 2 realisiert werden. Darüber hinaus ist es möglich, durch einfaches Verdrehen der Sensoreinheit 5 das Drehwinkelsensorelement 4 zu justieren bzw. zu kalibrieren. Bei der vorbeschriebenen Anordnung zentriert sich somit die Sensoreinheit 5 mit ihrem Gehäuse an der Trägereinheit 6, die, wie bereits erläutert, die Funktion eines Sensorgebers übernimmt und mit dem Achsschenkelbolzen 8 verschraubt ist. Genauso ist es in diesem Fall allerdings auch denkbar, die Sensoreinheit 5 mit der umlaufenden Außenfläche des Stegs 12 an der Mantelfläche der im Achsschenkel 2 vorgesehenen Ausnehmung 14 zu zentrieren.
Zwischen der Sensoreinheit 5 und dem Achsschenkel ist weiterhin ein Dichtelement 13 vorgesehen. Sobald der Klemmring 11 in der Nut 16 eingerastet ist, wird die dem Dichtelement 13 zugewandte Fläche des Stegs 12 gegen das Dichtelement 13 gedrückt, so dass eine sichere Abdichtung verwirklicht wird. Auf diese Weise wird sicher gestellt, dass der Achsschenkelbolzen 8 sowie die entsprechenden Lager zuverlässig vor Feuchtigkeit und Schmutz geschützt sind.
In der 3 ist eine Draufsicht auf eine Radaufhängung, die ein erfindungsgemäß angeordnetes Drehwinkelsensorelement 4 aufweist, dargestellt. Der Achsschenkel 2 ist wiederum um den Achsschenkelbolzen, der in den als Fausachse ausgeführten Achskörper 1 eingeschrumpft ist, schwenkbar gelagert. Als Bauteile des Drehwinkelsensorelements 4 sind in der Draufsicht lediglich die Schutzkappe 15 sowie das Anschlußelement 7 sichtbar. Darüber hinaus ist innerhalb der Ausnehmung 14 der Klemmring 11 zu sehen, mit dem das Drehwinkelsensorelemet innerhalb der Ausnehmung 14, wie in der Beschreibung der 2 erläutert, befestigt ist. Deutlich zu erkennen ist vor allem, dass sich der Klemmring 11 zumindest teilweise innerhalb einer im Achsschenkel 2 vorgesehenen Nut befindet.
Mit der beschriebenen Anordnung für ein Drehwinkelsensorelement 4 ist es mit verhältnismäßig einfachen Mitteln und unter geringem Aufwand möglich, einen Sensor zur Erfassung des Lenkwinkels, zu montieren. Die beschriebene Anordnung, die neben der einfachen Montage vor allem sicher stellt, dass das Drehwinkelsensorelement weitgehend vor Umweltein flüssen, wie Steinschlägen und Verschmutzung, geschützt ist, ist besonders zur Verwendung für lenkbare Achsen in Nutzfahrzeugen geeignet.

1: Achskörper
2: Achsschenkel
2a: oberer Teil des Achsschenkels
2b: unterer Teil des Achsschenkels
3: Achsfaust
4: Drehsensorelement
5: Sensoreinheit
6: Trägereinheit
7: Anschluss für Datenleitung/Energieversorgung
8: Achsschenkelbolzen
9: Schraube
10: Passstift
11: Klemmring
12: Steg der Sensoreinheit
13: Dichtelement
14: Ausnehmung
15: Schutzkappe
16: Nut

Claims

Lenkbare Achse eines Kraftfahrzeugs, die über wenigstens ein Drehwinkelsensorelement (4) verfügt, das mit einem Achsschenkelbolzen (8), der in einer einen Achsschenkel (2) und einen Achskörper (1) durchörternden Durchgangsbohrung gelagert ist, in Wirkverbindung steht, wobei das Drehwinkelsensorelement (4) eine mit dem Achsschenkelbolzen (8) mittels wenigstens eines Verbindungselements (9) verdrehsicher verbundene Trägereinheit (6) und eine mittelbar oder unmittelbar am Achsschenkel (2) oder am Achskörper (1) befestigte Sensoreinheit (5) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkel (2) oder der Achskörper (1) über eine Ausnehmung (14) verfügt, innerhalb der die Sensoreinheit (5) mittels wenigstens eines Befestigungsmittels (11) befestigt ist.
Lenkbare Achse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (6) innerhalb der Ausnehmung (14) in Bezug auf einen Mittelpunkt einer Querschnittsfläche des Achsschenkelbolzens (8) zentriert befestigt ist.
Lenkbare Achse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (5) in Bezug auf die Trägereinheit (6) zentrisch angeordnet ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Achskörper (1) als Faustachse ausgeführt ist, an deren Enden jeweils die Durchgangsbohrungen zur Aufnahme des Achsschenkelbolzens (8) vorgesehen sind.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkelbolzen (8) mit Übermaß als Presspassung in der den Achskörper (1) durchörternden Durchgangsbohrung eingepasst ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwinkelsensorelement (4) ein Sensor ist, der ein berührungsloses Messprinzip nutzt.
Lenkbare Achse nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwinkelsensorelement (4) als Sensor ausgeführt ist, der den Hall-Effekt nutzt.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (6) als Magnetträger ausgeführt ist und die Sensoreinheit (5) eine Detektoreinheit ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Semsoreinheit (5) als Magnetträger ausgeführt ist und die Trägereinheit (6) eine Detektoreinheit ist
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwinkelsensorelement (4) eine Datenschnittstelle (7) aufweist, über die Daten an einen Fahrzeugführungsrechner, an einen Datenspeicher und/oder an ein Diagnosesystem übertragbar sind.
Lenkbare Achse nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass Daten drahtlos über die Datenschnittstelle (7) übertragbar sind.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Verbindungselement (9) als Schraubverbindung ausgeführt ist, durch die die Trägereinheit (6) koaxial verdrehsicher mit dem Achsschenkelbolzen (8) verbunden ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Drehwinkelsensorelement (4) koaxial zum Achsschenkelbolzen (8) angeordnet ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das wenigstens eine Befestigungsmittel (11) zur Befestigung der Sensoreinheit als Klemmring ausgeführt ist, der vollumfänglich innerhalb der Ausnehmung (14) angeordnet ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (5) zumindest abschnittsweise mittelbar oder unmittelbar gegen den Achsschenkel (2) oder den Achskörper (1) gespannt ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Sensoreinheit (5) und dem Achsschenkel (2) oder dem Achskörper (1) zumindest abschnittsweise ein Dichtelement (13) vorgesehen ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Achsschenkel (2) oder der Achskörper (1) über eine Nut (16) verfügt, in die der Klemmring (11) wenigstens teilweise einführbar ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (5) durch Bewegen des Klemmrings (11) in ihrer Lage koaxial zum Achsschenkelbolzen (8) einstellbar ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Trägereinheit (6) und/oder der Achsschenkelbolzen (8) wenigstens ein Arretierelement aufweist, durch das eine Ausrichtung der Trägereinheit (4) gegenüber dem Achsschenkelbolzen stufenweise veränderbar ist.
Lenkbare Achse nach einem der Ansprüche 14 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Sensoreinheit (5) wenigstens einen Steg (12) mit einer Auflagefläche aufweist, auf der der Klemmring (11) wenigstens abschnittsweise plan aufliegt.
Lenkbare Achse nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine Steg (12) zwischen dem Klemmring (11) und dem Dichtelement (13) angeordnet ist.
Verwendung der lenkbaren Achse nach einen der Ansprüche 1 bis 21 in einem Nutzfahrzeug.
Verwendung der lenkbaren Achse nach einem der Ansprüche 1 bis 21 in einem Lastkraftwagen oder in einem Omnibus, der ein zulässiges Gesamtgewicht von wenigstens 7500 kg aufweist.