WO2019192648A1 - Gelenklager für ein radmodul eines kraftfahrzeugs - Google Patents

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WO2019192648A1
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cheek
hub
spacer
plug
bearing
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PCT/DE2019/100228
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Benjamin Wübbolt-Gorbatenko
Simon Mersmann
Andreas Wöllner
Christian Harkort
Manfred Kraus
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Schaeffler Technologies AG & Co. KG
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Definitions

  • the invention relates to a joint bearing, by means of which a rocker can be hinged to a fork leg of a wheel module for a motor vehicle.
  • a spherical plain bearing for articulation of a rocker on a fork leg of a wheel module for a motor vehicle, in particular multi-lane passenger cars provided with a, in particular formed by the fork leg, one, in particular of the rocker, coaxial with hub on one first axial side of the hub arranged first cheek, one, in particular of the rocker, coaxial with the hub on a wegwei- away from the first Axialseite second axial side of the hub arranged second cheek, one of the first cheek with the second cheek connecting through axle, a radially outside axially supported on the hub first rolling bearing for supporting the thru-axle in the hub, wherein the first roller bearing is radially inwardly axially supported on the axle and / or on the first cheek, and a radially outer axially supported on the hub second rolling bearing for storage the thru axle in the hub, with a fixing Means for fixing the second cheek with the plug-in axis presses a spacer in the
  • the fastening means used for this purpose can be pressed via the spacer to push the second rolling bearing onto the first rolling bearing.
  • the joint bearing can thereby absorb high forces not only in the radial direction but also in the axial direction.
  • the rocker of the wheel module is arranged in the axial direction next to a wheel of the wheel module to be steered and transverse forces which occur in a steering movement of the wheel between the rocker and the wheel in the axial direction of the joint bearing occur.
  • the fastening force of the fastening means can act on the spacer on the second rolling bearing to brace the rolling bearings in the axial direction against each other and to block an axial displacement of the thru axle to the hub, so that a precise steering of a motor vehicle is possible.
  • the spacer is designed as a sleeve plugged onto the plug-in axle, wherein the spacer in the radial direction between the plug-in axis and the second cheek is arranged.
  • apertures in the second cheek for example holes, through which one finger of the spacer can be passed in order to radially outwardly of a contact of the second cheek with the thru-axle the second rolling bearing to reach.
  • the spacer has an axially extending through slot for adjusting the outer diameter of the spacer.
  • the spacer can thus be configured as a slotted sleeve, which may have a slightly different outer diameter and / or inner diameter depending on the distance between the side surfaces of the slotted sleeve facing one another in the tangential direction. This makes it easier for the spacer to bridge and / or compensate for a radial distance of the second cheek to the plug-in axis in the axial region of the spacer. A radial clearance of the second cheek to the thru-axle can be reduced.
  • the spacer can be easily mounted even if a press fit is provided for the spacer in the radial direction. Through the slot designed as a slotted sleeve spacer can compensate for an excess during assembly.
  • the configured as a slotted sleeve spacer can thereby be plugged onto the plug-in axis and remain there during installation, when the second cheek is pushed, substantially fixed in position. Only when the second cheek is connected to the plug-in axis, the fastening force of the fastening means can overcome the clamping force of the spacer on the plug-in axis and eliminate axial play of the second rolling bearing and with the first Wälzlaa- tense. Since a drop of the spacer from the thru axle during assembly is not to be feared, the assembly is simplified. At the same time, sufficient axial displaceability still exists if the fastening means exerts an axial force on the spacer when the second cheek is attached to the plug-in axle.
  • the fastening means fixes a disk with the plug-in axis, wherein the disk presses in the axial direction against the spacer.
  • the disk can in particular be clamped between the spacer and the fastening means, in particular a screw head of the fastening means designed as a screw.
  • the fastening force of the fastening means can hereby act on the spacer via the disk in order to clamp the rolling bearings against one another.
  • the disc is spaced apart from an axial side of the plug axis facing the disc, so that the axial displaceability of the disc and the spacer supported on the disc is not limited by an abutment of the disc on the plug axis. This ensures complete elimination of axial play of the thru-axle to the hub.
  • the disk can be elastically deformed onto the plug-in axle by the fastening means, in particular coaxially with the plug-in axle and to the disk, so that the spacer can be elastically biased in the axial direction by the elastic deformation of the disk.
  • a spring element in particular a disc spring, is provided between an axial side of the thru axle and the disc facing the disc, such that excessive deformation of the disc and / or over-tightening of the attachment means into the thru-axle is caused by the spring force of the spring element can be avoided.
  • the disc is in the axial direction, in particular via a sealing element, supported on the second cheek.
  • the disc can thereby retain the second cheek and the spacer captive on the axle.
  • the hub is thereby axially secured between the first cheek and the second cheek.
  • a sealing element in particular an O-ring, in order to seal the interior of the spherical plain bearing.
  • the sealing element can be radially outward be provided to the designed as a sleeve spacer, so that the spacer piece can center the sealing element during assembly.
  • the disc is at least partially, in particular completely sunk in the axial direction in the second cheek.
  • the disk may, for example, be of circular design and be immersed in a corresponding recess of the second cheek with a portion of its axial material thickness or completely.
  • the axial space requirement can be kept low.
  • the second rolling bearing has an outer ring and an inner ring mounted on the outer ring via at least one rolling element, the spacer, in particular directly, pressing exclusively against the inner ring. A sliding relative rotation of the second rolling bearing on the spacer and thus associated wear is avoided.
  • the first Wälzläger and / or the second rolling bearing is designed as angular contact ball bearings or tapered roller bearings.
  • the bearings can withstand the axial tension against each other well.
  • the rolling bearings can remove axial forces occurring during the steering of the wheel of the wheel bearing, without the Lagerfunkti- on being impaired.
  • the invention relates to a wheel module for a motor vehicle, in particular multi-lane passenger cars, with a wheel for locomotion of the motor vehicle, a handlebar rotatably mounted on a support frame of the motor vehicle for transmitting a steering movement to the wheel, a fork leg connected to the handlebar for training An articulation point radially offset from the wheel, a rocker pivotally connected to the articulation point of the fork leg and to the wheel, and a shock absorber connected to the rocker arm and the wishbone for vibration damping of a relative movement of the wheel, the rocker being supported by a rocker arm.
  • a wheel module for a motor vehicle, in particular multi-lane passenger cars, with a wheel for locomotion of the motor vehicle, a handlebar rotatably mounted on a support frame of the motor vehicle for transmitting a steering movement to the wheel, a fork leg connected to the handlebar for training An articulation point radially offset from the wheel, a rocker pivotally connected to the articulation point
  • the fastening force of the fastening means can act on the second roller bearing via the spacer in order to brace the roller bearings against each other in the axial direction without play and to block an axial offset of the thru-axle to the hub in the spherical plain bearing, so that a precise steering of a motor vehicle is possible.
  • the articulation device can enable pivoting of the rocker relative to the wishbone when the shock absorber designed, for example, as a cylinder / piston unit, changes its axial extent for damping vertical vibrations of the wheel.
  • 1 is a schematic diagram of a wheel module
  • FIG. 3 shows a schematic sectional view of a spherical plain bearing of the wheel module from FIG. 2.
  • the wheel module 10 shown in FIG. 1 for a motor vehicle designed as a multi-lane passenger car has a steering rod 14 rotatable by a steering actuator 12.
  • the handlebar 14 may be mounted directly or indirectly rotatably via a steering head bearing 16 on a support frame 18 of the motor vehicle, in particular, the handlebar 14 is immovably mounted in the axial direction of the handlebar 14, for example by a thrust bearing.
  • a fork leg 20 With the steering rod 14, a fork leg 20 is fixed, which forms a pivot point 24 on the horizontal level of a rotation axis 38 of a wheel to be steered 22 of the wheel module 10.
  • a rocker 26 is connected pivotally mounted, wherein the rocker 26 is connected at its other end articulated and coaxial with the wheel 22.
  • a shock absorber 28 is attached, which is attached at its other end to the handlebar 14 and / or with the fork leg 20.
  • a level control device 30 is provided between the shock absorber 28 and the handlebar 14.
  • the wheel 22 can in particular be driven and / or braked by a wheel hub drive 32.
  • a fastening lug 34 can protrude radially from the handlebar 14 designed as a hollow shaft, with which the shock absorber 28 and, as appropriate, if also the fork leg 20 is attached. This makes it possible to arrange the shock absorber 28 and / or the fork leg 20 axially adjacent to the wheel 22.
  • a particularly substantially vertically extending steering axle 36 extends completely in front of the axis of rotation 38 of the wheel 22, so that even with different diameters of the wheel 22, the steering axle 22 extends in front of the axis of rotation 38 as a secant through the wheel 22. As a result, a positive caster for the wheel 22 is ensured.
  • the shock absorber 28 arranged in a space-saving manner next to the wheel 22 can be taken along, so that a steering angle of the steering rod 14 is not limited by the shock absorber 28.
  • the wheel 22 can thereby perform in principle any number of revolutions.
  • a pivot bearing 40 is formed at the articulation point 24, wherein in the illustrated embodiment, the fork leg 20 forms a hub 42 which is formed between a first cheek 44 formed by the rocker arm 44 and an integrally formed by the rocker arm 26 second cheek 46 is recorded coaxially. But it is also possible that the hub 42 of the rocker 26 and the cheeks 44, 46 are formed by the fork leg 20.
  • the first cheek 44 and the second cheek 46 are connected via a plug-in shaft 48, which is mounted in the hub 42 via a first rolling bearing 50 pressed into the hub 42 and a second rolling bearing 52 pressed into the hub 42, so that a captive rotatable connection of the rocker 26 is given to the fork leg 20.
  • the cheeks 44, 46 are in this case screwed to the respective axial end of the axle 48.
  • the first roller bearing 50 is supported with an outer ring 54 at a shoulder of the hub 42 and with an inner ring 56 at a shoulder of the stub axle 48 and clamped in the axial direction without play between the hub 42 and the axle 48.
  • the screw connection of the second cheek 46 to the plug-in axle 48 is designed such that a fastening screw 58 designed as a screw and screwed coaxially into the plug-in shaft 48 fastens a washer 60 at least partially sunk in the second cheek 46 to the second cheek 46 to connect with the thru axle 48.
  • the disk 60 can be supported on the second cheek 48, in particular via a sealing element 62 designed, for example, as an O-ring.
  • the disk 60 can act as a slotted sleeve spacer 64, which is arranged in a radial direction between the plug-in shaft 48 and the second cheek 46 with the fastening force of the fastening means 58 against the inner ring 56 of the second rolling bearing 52 press.
  • the second rolling bearing 52 can thereby be clamped free of play between a shoulder of the hub 42 and the spacer 64 in the axial direction and thereby be clamped against the first roller bearing 50, thereby providing an axially mounted, free-running support of the thru-axle 48 in the hub 42 is formed, which can also remove high axial forces, as they can occur during rotation of the wheel 22.
  • the interior of the hinge bearing 40 may also be sealed by sealing rings 66 provided between the first cheek 44 and the hub 42 and between the second cheek 46 and the hub 42.
  • a seal is also provided between the first cheek 44 and the stub axle 48.
  • a plate spring 68 in particular biased, is provided between an axial side of the sleeve 48 facing the disc 60 and the disc 60, and is preferably centered on the attachment means 58.

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Abstract

Gelenklager (40) zur Anlenkung einer Schwinge (26) an einem Gabelbein (20) eines Radmoduls (10) für ein Kraftfahrzeug vorgesehen mit einer Nabe (42), einer koaxial zu Nabe (42) an einer ersten Axialseite der Nabe (42) angeordneten ersten Wange (44), einer koaxial zu Nabe (42) an einer von der ersten Axialseite wegweisenden zweiten Axialseite der Nabe (42) angeordneten zweiten Wange (46), einer die erste Wange (44) mit der zweiten Wange (46) verbindenden Steckachse (48), einem radial außen axial an der Nabe (42) abgestützten ersten Wälzlager (50) zur Lagerung der Steckachse (48) in der Nabe (42), wobei das erste Wälzlager (50) radial innen axial an der Steckachse (48) und/oder an der ersten Wange (44) abgestützt ist, und einem radial außen axial an der Nabe (42) abgestützten zweiten Wälzlager (52) zur Lagerung der Steckachse (48) in der Nabe (42), wobei ein Befestigungsmittel (58) zur Befestigung der zweiten Wange (46) mit der Steckachse (48) ein Distanzstück (64) in axialer Richtung gegen das zweite Wälzlager (52) drückt. Die Befestigungskraft des Befestigungsmittels (58) kann über das Distanzstück (64) an dem zweiten Wälzlager (52) angreifen, um die Wälzlager (50, 52) in axialer Richtung spielfrei gegeneinander zu verspannen und einen axialen Versatz der Steckachse (48) zur Nabe (42) zu blockieren, so dass eine präzise Lenkung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist.

Description

Gelenklaqer für ein Radmodul eines Kraftfahrzeugs
Die Erfindung betrifft ein Gelenklager, mit dessen Hilfe eine Schwinge an einem Ga- belbein eines Radmoduls für ein Kraftfahrzeug angelenkt werden kann.
Aus DE 10 2015 104 656 A1 ist ein Elastomerlager zur Anlenkung eines Lenkerele- ments in einem Kraftfahrzeug bekannt.
Es besteht ein ständiges Bedürfnis ein Kraftfahrzeug präzise lenken zu können.
Es ist die Aufgabe der Erfindung Maßnahmen aufzuzeigen, die eine präzise Lenkung eines Kraftfahrzeugs ermöglichen.
Die Lösung der Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch ein Gelenklager mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen und der nachfolgenden Beschreibung angegeben, die jeweils ein- zeln oder in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können.
Erfindungsgemäß ist ein Gelenklager zur Anlenkung einer Schwinge an einem Gabel- bein eines Radmoduls für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriger Personen- kraftwagen, vorgesehen mit einer, insbesondere von dem Gabelbein ausgebildeten, Nabe, einer, insbesondere von der Schwinge ausgebildeten, koaxial zu Nabe an einer ersten Axialseite der Nabe angeordneten ersten Wange, einer, insbesondere von der Schwinge ausgebildeten, koaxial zu Nabe an einer von der ersten Axialseite wegwei- senden zweiten Axialseite der Nabe angeordneten zweiten Wange, einer die erste Wange mit der zweiten Wange verbindenden Steckachse, einem radial außen axial an der Nabe abgestützten ersten Wälzlager zur Lagerung der Steckachse in der Nabe, wobei das erste Wälzlager radial innen axial an der Steckachse und/oder an der ers- ten Wange abgestützt ist, und einem radial außen axial an der Nabe abgestützten zweiten Wälzlager zur Lagerung der Steckachse in der Nabe, wobei ein Befesti- gungsmittel zur Befestigung der zweiten Wange mit der Steckachse ein Distanzstück in axialer Richtung gegen das zweite Wälzlager drückt.
Wenn die zweite Wange mit der Steckachse verbunden, insbesondere verschraubt, wird, kann das hierfür verwendete Befestigungsmittel über das Distanzstück das zwei- te Wälzlager auf das erste Wälzlager zu drücken. Dadurch ergibt sich eine angestellte Lagerung, die in axialer Richtung verspannt und spielfrei ist. Das Gelenklager kann dadurch nicht nur in radialer Richtung, sondern auch in axialer Richtung hohe Kräfte aufnehmen. Hierbei wird die Erkenntnis ausgenutzt, dass die Schwinge des Radmo- duls in axialer Richtung neben einem zu lenkenden Rad des Radmoduls angeordnet ist und bei einer Lenkbewegung des Rads zwischen der Schwinge und dem Rad in axialer Richtung des Gelenklagers ausgerichtete Querkräfte auftreten. Durch diese Querkräfte könnten zwischengeschaltete Elastomerkörper einer Elastomerlagerung in axialer Richtung elastisch verformt und/oder die Steckachse in axialer Richtung ver- setzt werden. Durch die gegeneinander verspannten Wälzlager kann jedoch ein Ver- satz der Steckachse zur Nabe und somit ein Versatz der Schwinge zum Gabelbein vermieden werden. Ein eingangsseitig an einer Lenkstange des Radmoduls gemes- sener Lenkwinkel entspricht dadurch mit einer hohen Exaktheit dem vom Rad einge- nommenen Winkel relativ zu einer Geradeausstellung. Eine Abweichung der Winkel- stellung des Rads zum an der Lenkstange vorgegebenen Lenkwinkel durch einen axi- alen Versatz der Steckachse oder zwischengeschalteter Elastomerkörper ist dadurch vermieden. Zudem kann das Distanzstück leicht an der Steckachse vorbei durch die zweite Wange hindurchgeführt werden, um an dem zweiten Wälzlager anzugreifen.
Für die Verspannung der Wälzlager wird das sowieso zur Befestigung der zweiten Wange mit der Steckachse vorgesehene Befestigungsmittel verwendet, so dass die Bauteileanzahl gering bleibt und/oder die Verspannung der Wälzlager im Wesentli- chen bauraumneutral erfolgen kann. Die Befestigungskraft des Befestigungsmittels kann über das Distanzstück an dem zweiten Wälzlager angreifen, um die Wälzlager in axialer Richtung spielfrei gegeneinander zu verspannen und einen axialen Versatz der Steckachse zur Nabe zu blockieren, so dass eine präzise Lenkung eines Kraftfahr- zeugs ermöglicht ist.
Insbesondere ist das Distanzstück als auf die Steckachse aufgesteckte Hülse ausge- staltet, wobei das Distanzstück in radialer Richtung zwischen der Steckachse und der zweiten Wange angeordnet ist. Grundsätzlich ist es in einer allgemeinen Ausführungs- form möglich in der zweiten Wange Durchbrüche, beispielsweise Bohrungen, vorzu- sehen, durch die jeweils ein Finger des Distanzstücks hindurchgeführt werden kann, um radial außerhalb eines Kontakts der zweiten Wange mit der Steckachse das zwei- te Wälzlager zu erreichen. Durch die Anordnung des als Hülse ausgestalteten Dis- tanzstücks zwischen einer inneren Mantelfläche der zweiten Wange und einer äuße- ren Mantelfläche der Steckachse kann das Distanzstück vergleichbar zu einem Radi- algleitlager verbaut werden. Der Herstellungsaufwand und der Montageaufwand sind dadurch reduziert. Zudem ist eine axial außerhalb zum Distanzstück vorgesehene Ab- dichtung zwischen der Steckachse und der zweiten Wange ausreichend, um ein Aus- tritt von Schmiermittel für die Wälzlager zu vermeiden. Der Dichtungsaufwand kann dadurch gering gehalten werden.
Vorzugsweise weist das Distanzstück einen in axialer Richtung verlaufenden durch- gängigen Schlitz zur Anpassung des Außendurchmessers des Distanzstücks auf. Das Distanzstück kann dadurch als geschlitzte Hülse ausgestaltet sein, die je nach dem Abstand der in tangentialer Richtung aufeinander zu weisenden Seitenflächen der geschlitzten Hülse einen leicht unterschiedlichen Außendurchmesser und/oder Innen- durchmesser aufweisen kann. Dies erleichtert es dem Distanzstück einen radialen Abstand der zweiten Wange zur Steckachse im axialen Bereich des Distanzstücks zu überbrücken und/oder auszugleichen. Ein radiales Spiel der zweiten Wange zur Steckachse kann dadurch reduziert werden. Zudem kann das Distanzstück auch dann leicht montiert werden, wenn für das Distanzstück in radialer Richtung eine Presspas- sung vorgesehen ist. Durch den Schlitz kann das als geschlitzte Hülse ausgestaltete Distanzstück ein Übermaß bei der Montage ausgleichen.
Besonders bevorzugt ist zwischen dem Distanzstück und der Steckachse eine
Presspassung und zwischen dem Distanzstück und der zweiten Wange eine Spiel- passung ausgebildet. Das als geschlitzte Hülse ausgestaltete Distanzstück kann dadurch auf die Steckachse aufgesteckt werden und dort während der Montage, wenn die zweite Wange aufgeschoben wird, im Wesentlichen lagefest verbleiben. Erst wenn die zweite Wange mit der Steckachse verbunden wird, kann die Befestigungskraft des Befestigungsmittels die Klemmkraft des Distanzstücks an der Steckachse überwinden und ein axiales Spiel des zweiten Wälzlagers eliminieren und mit dem ersten Wälzla- ger verspannen. Da ein Abfallen des Distanzstücks von der Steckachse während der Montage nicht zu befürchten ist, ist die Montage vereinfacht. Gleichzeitig ist eine aus- reichende axiale Verschiebbarkeit noch gegeben, wenn das Befestigungsmittel bei der Befestigung der zweiten Wange mit der Steckachse eine Axialkraft auf das Distanz- stück ausübt.
Insbesondere befestigt das Befestigungsmittel eine Scheibe mit der Steckachse, wo- bei die Scheibe in axialer Richtung gegen das Distanzstück drückt. Die Scheibe kann insbesondere zwischen dem Distanzstück und dem Befestigungsmittel, insbesondere einem Schraubenkopf des als Schraube ausgestalteten Befestigungsmittels, ver- klemmt werden. Die Befestigungskraft des Befestigungsmittels kann hierbei über die Scheibe an dem Distanzstück angreifen, um die Wälzlager gegeneinander zu ver- spannen. Vorzugsweise ist die Scheibe zu einer zur Scheibe weisenden Axialseite der Steckachse beabstandet, so dass die axiale Verschiebbarkeit der Scheibe und dem an der Scheibe abgestützten Distanzstück nicht durch ein Anschlägen der Scheibe an der Steckachse begrenzt ist. Dadurch wird eine vollständige Eliminierung eines axia- len Spiels der Steckachse zur Nabe sichergestellt. Besonders bevorzugt kann die Scheibe von dem, insbesondere koaxial zur Steckachse und zur Scheibe angeordne- ten, Befestigungsmittel elastisch auf die Steckachse zu verformt sein, so dass das Distanzstück durch die elastische Verformung der Scheibe elastisch in axialer Rich- tung vorgespannt sein kann. Besonders bevorzugt ist zwischen einer zur Scheibe weisenden Axialseite der Steckachse und der Scheibe ein Federelement, insbesonde- re eine Tellerfeder, vorgesehen, so dass eine zu starke Verformung der Scheibe und/oder ein zu starkes Einschrauben des Befestigungsmittels in die Steckachse durch die Federkraft des Federelements vermieden werden kann.
Vorzugsweise ist die Scheibe in axialer Richtung, insbesondere über ein Dichtele- ment, an der der zweiten Wange abgestützt. Die Scheibe kann dadurch die zweite Wange und das Distanzstück verliersicher an der Steckachse zurückhalten. Die Nabe ist dadurch zwischen der ersten Wange und der zweiten Wange axial gesichert. Ins- besondere ist es möglich in axialer Richtung zwischen der Scheibe und der zweiten Wange ein Dichtelement, insbesondere ein O-Ring vorzusehen, um das Innere des Gelenklagers abzudichten. Vorzugsweise kann das Dichtelement radial außerhalb zum als Hülse ausgestalteten Distanzstück vorgesehen sein, so dass das Distanz- stück das Dichtelement bei der Montage zentrieren kann.
Besonders bevorzugt ist die Scheibe zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in axialer Richtung in der zweiten Wange versenkt angeordnet. Die Scheibe kann bei- spielsweise kreisförmig ausgestaltet sein und in eine entsprechende Vertiefung der zweiten Wange mit einem Anteil ihrer axialen Materialdicke oder vollständig eintau- chen. Der axiale Bauraumbedarf kann dadurch gering gehalten werden.
Insbesondere weist das zweite Wälzlager einen Außenring und einen über mindes- tens einen Wälzkörper an dem Außenring gelagerten Innenring auf, wobei das Dis- tanzstück, insbesondere unmittelbar, ausschließlich gegen den Innenring drückt. Eine schleifende Relativdrehung des zweiten Wälzlagers an dem Distanzstück und ein da- mit verbundener Verschleiß ist dadurch vermieden.
Vorzugsweise ist das erste Wälzläger und/oder das zweite Wälzlager als Schrägku- gellager oder Kegelrollenlager ausgestaltet. Dadurch können die Wälzlager die axiale Verspannung gegeneinander gut ertragen. Zudem können die Wälzlager beim Lenken des Rads des Radlagers auftretende Axialkräfte abtragen, ohne dass die Lagerfunkti- on beeinträchtigt wird.
Die Erfindung betrifft ein Radmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriger Personenkraftwagen, mit einem Rad zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs, einem an einem Tragrahmen des Kraftfahrzeugs drehbar lagerbaren Lenkstange zur Übertra- gung einer Lenkbewegung an das Rad, einem mit der Lenkstange verbundenen Ga- belbein zur Ausbildung einer zum Rad radial versetzten Anlenkstelle, einer mit der An- lenkstelle des Gabelbeins und mit dem Rad gelenkig verbundenen Schwinge und ei- nem mit der Schwinge und dem Gabelbein verbundenen Stoßdämpfer zur Schwin- gungsdämpfung einer Relativbewegung des Rads, wobei die Schwinge über ein Ge- lenklager, das wie vorstehend beschrieben aus- und weitergebildet sein kann, an der Anlenkstelle an dem Gabelbein angelenkt ist. Die Befestigungskraft des Befesti- gungsmittels kann über das Distanzstück an dem zweiten Wälzlager angreifen, um die Wälzlager in axialer Richtung spielfrei gegeneinander zu verspannen und einen axia- len Versatz der Steckachse zur Nabe in dem Gelenklager zu blockieren, so dass eine präzise Lenkung eines Kraftfahrzeugs ermöglicht ist. Gleichzeitig kann das Gelenkla- ger ein Schwenken der Schwinge relativ zum Gabelbein ermöglichen, wenn der, bei- spielsweise als Zylinder/Kolben-Einheit ausgestalte, Stoßdämpfer zum Dämpfen von vertikalen Schwingungen des Rads seine axiale Erstreckung ändert.
Nachfolgend wird die Erfindung unter Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen anhand bevorzugter Ausführungsbeispiele exemplarisch erläutert, wobei die nachfol- gend dargestellten Merkmale sowohl jeweils einzeln als auch in Kombination einen Aspekt der Erfindung darstellen können. Es zeigen:
Fig. 1 : eine schematische Prinzipdarstellung eines Radmoduls,
Fig. 2: eine schematische perspektivische Ansicht einer Ausführungsform des Rad- moduls aus Fig. 1 und
Fig. 3: eine schematische Schnittansicht eines Gelenklagers des Radmoduls aus Fig. 2.
Das in Fig. 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 ein Lenkkopflager 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 ande- ren Ende mit der Lenkstange 14 und/oder mit dem Gabelbein 20 befestigt ist. Im dar- gestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem Stoßdämpfer 28 und der Lenkstange 14 eine Niveauregulierungseinrichtung 30 vorgesehen. Das Rad 22 kann insbesonde- re von einem Radnabenantrieb 32 angetrieben und/oder abgebremst werden.
Wie in Fig. 2 dargestellt kann von der als Hohlwelle ausgestalteten Lenkstange 14 ein Befestigungsansatz 34 radial abstehen, mit dem der Stoßdämpfer 28 und gegebenen- falls 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 Dreh- achse 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 Lenkungs- aktuator 12 das Rad 22 dreht, kann der neben dem Rad 22 bauraumsparend ange- ordnete Stoßdämpfer 28 mitgenommen werden, so dass ein Lenkwinkel der Lenk- stange 14 nicht durch den Stoßdämpfer 28 begrenzt ist. Das Rad 22 kann dadurch prinzipiell eine beliebige Anzahl von Umdrehungen ausführen.
Wie in Fig. 3 dargestellt ist an der Anlenkstelle 24 ein Gelenklager 40 ausgebildet, bei dem im dargestellten Ausführungsbeispiel das Gabelbein 20 eine Nabe 42 ausbildet, die zwischen einer von der Schwinge 26 ausgebildeten ersten Wange 44 und einer von der Schwinge 26 einstückig ausgebildeten zweiten Wange 46 koaxial aufgenom- men ist. Es ist aber auch möglich, dass die Nabe 42 von der Schwinge 26 und die Wangen 44, 46 von dem Gabelbein 20 ausgebildet sind. Die erste Wange 44 und die zweite Wange 46 sind über eine Steckachse 48, die über ein in der Nabe 42 einge- presstes erstes Wälzlager 50 und ein in der Nabe 42 eingepresstes zweites Wälzlager 52 in der Nabe 42 gelagert ist, verbunden, so dass eine verliersichere drehbare Ver- bindung der Schwinge 26 mit dem Gabelbein 20 gegeben ist. Die Wangen 44, 46 sind hierbei an dem jeweiligen axialen Ende der Steckachse 48 verschraubt. Das erste Wälzlager 50 ist mit einem Außenring 54 an einem Absatz der Nabe 42 und mit einem Innenring 56 an einem Absatz der Steckachse 48 abgestützt und in axialer Richtung spielfrei zwischen der Nabe 42 und der Steckachse 48 verklemmt. Hierzu ist die Ver- schraubung der zweiten Wange 46 mit der Steckachse 48 derart ausgeführt, dass ein als Schraube ausgestaltetes und in die Steckachse 48 koaxial eingeschraubtes Befes- tigungsmittel 58 eine in die zweite Wange 46 zumindest teilweise versenkte Scheibe 60 verklemmt, um die zweite Wange 46 mit der Steckachse 48 zu verbinden. Hierbei kann die Scheibe 60 insbesondere über ein beispielsweise als O-Ring ausgestaltetes Dichtelement 62 an der zweiten Wange 48 abgestützt sein. Die Scheibe 60 kann hier- bei gleichzeitig ein als geschlitzte Hülse ausgestaltetes Distanzstück 64, das in radia- ler Richtung zwischen der Steckachse 48 und der zweiten Wange 46 angeordnet ist, mit der Befestigungskraft des Befestigungsmittels 58 gegen den Innenring 56 des zweiten Wälzlagers 52 drücken. Das zweite Wälzlager 52 kann dadurch zwischen ei- nem Absatz der Nabe 42 und dem Distanzstück 64 in axialer Richtung spielfrei ver- klemmt sein und dadurch gegen das erste Wälzlager 50 verspannt sein, wodurch eine in axialer Richtung spielfreie angestellte Lagerung der Steckachse 48 in der Nabe 42 ausgebildet wird, die auch hohe Axialkräfte, wie sie beim Verdrehen des Rads 22 auf- treten können, abtragen kann.
Das Innere des Gelenklagers 40 kann zudem durch zwischen der ersten Wange 44 und der Nabe 42 und zwischen der zweiten Wange 46 und der Nabe 42 vorgesehene Dichtringe 66 abgedichtet sein. Gegebenenfalls ist auch zwischen der ersten Wange 44 und der Steckachse 48 eine Dichtung vorgesehen. Im dargestellten Ausführungs- beispiel ist zudem zwischen einer zur Scheibe 60 weisenden Axialseite der Steckach- se 48 und der Scheibe 60 eine, insbesondere vorgespannte, Tellerfeder 68 vorgese- hen, die vorzugsweise an dem Befestigungsmittel 58 zentriert ist.
Bezuqszeichenliste Radmodul
Lenkungsaktuator
Lenkstange
Lenkkopflager
Tragrahmen
Gabelbein
Rad
Anlenkstelle
Schwinge
Stoßdämpfer
Niveauregulierungseinrichtung
Radnabenantrieb
Befestigungsansatz
Lenkachse
Drehachse
Gelenklager
Nabe
erste Wange
zweite Wange
Steckachse
erstes Wälzlager
zweites Wälzlager
Außenring
Innenring
Befestigungsmittel
Scheibe
Dichtelement
Distanzstück
Dichtring
Tellerfeder

Claims

Patentansprüche
1. Gelenklager zur Anlenkung einer Schwinge (26) an einem Gabelbein (20) eines Radmoduls (10) für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriger Personenkraftwa- gen, mit
einer, insbesondere von dem Gabelbein (20) ausgebildeten, Nabe (42),
einer, insbesondere von der Schwinge (26) ausgebildeten, koaxial zu Nabe (42) an einer ersten Axialseite der Nabe (42) angeordneten ersten Wange (44),
einer, insbesondere von der Schwinge (26) ausgebildeten, koaxial zu Nabe (42) an einer von der ersten Axialseite wegweisenden zweiten Axialseite der Nabe (42) ange- ordneten zweiten Wange (46),
einer die erste Wange (44) mit der zweiten Wange (46) verbindenden Steckachse (48),
einem radial außen axial an der Nabe (42) abgestützten ersten Wälzlager (50) zur La- gerung der Steckachse (48) in der Nabe (42), wobei das erste Wälzlager (50) radial innen axial an der Steckachse (48) und/oder an der ersten Wange (44) abgestützt ist, und
einem radial außen axial an der Nabe (42) abgestützten zweiten Wälzlager (52) zur Lagerung der Steckachse (48) in der Nabe (42),
wobei ein Befestigungsmittel (58) zur Befestigung der zweiten Wange (46) mit der Steckachse (48) ein Distanzstück (64) in axialer Richtung gegen das zweite Wälzlager (52) drückt.
2. Gelenklager nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (64) als auf die Steckachse (48) aufgesteckte Hülse ausgestaltet ist, wobei das Dis- tanzstück (64) in radialer Richtung zwischen der Steckachse (48) und der zweiten Wange (46) angeordnet ist.
3. Gelenklager nach Anspruch 2 dadurch gekennzeichnet, dass das Distanzstück (64) einen in axialer Richtung verlaufenden durchgängigen Schlitz zur Anpassung des Außendurchmessers des Distanzstücks (64) aufweist.
4. Gelenklager nach Anspruch 2 oder 3 dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Distanzstück (64) und der Steckachse (48) eine Presspassung und zwischen dem Distanzstück (64) und der zweiten Wange (46) eine Spielpassung ausgebildet ist.
5. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 4 dadurch gekennzeichnet, dass das Befestigungsmittel (58) eine Scheibe (60) mit der Steckachse (48) befestigt, wo- bei die Scheibe (60) in axialer Richtung gegen das Distanzstück (64) drückt.
6. Gelenklager nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, dass die Scheibe (60) in axialer Richtung, insbesondere über ein Dichtelement (62), an der der zweiten Wange (46) abgestützt ist.
7. Gelenklager nach Anspruch 5 oder 6 dadurch gekennzeichnet, dass die Schei- be (60) zumindest teilweise, insbesondere vollständig, in axialer Richtung in der zwei- ten Wange (46) versenkt angeordnet ist.
8. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass das zweite Wälzlager (52) einen Außenring (54) und einen über mindestens einen Wälzkörper an dem Außenring (54) gelagerten Innenring (56) aufweist, wobei das Dis- tanzstück (64), insbesondere unmittelbar, ausschließlich gegen den Innenring (56) drückt.
9. Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass das erste Wälzläger (50) und/oder das zweite Wälzlager (52) als Schrägkugellager oder Kegelrollenlager ausgestaltet ist.
10. Radmodul für ein Kraftfahrzeug, insbesondere mehrspuriger Personenkraftwa- gen, mit
einem Rad (22) zur Fortbewegung des Kraftfahrzeugs,
einem an einem Tragrahmen (18) des Kraftfahrzeugs drehbar lagerbaren Lenkstange (14) zur Übertragung einer Lenkbewegung an das Rad (22),
einem mit der Lenkstange (14) verbundenen Gabelbein (20) zur Ausbildung einer zum Rad (22) radial versetzten Anlenkstelle (24), einer mit der Anlenkstelle (24) des Gabelbeins (20) und mit dem Rad (22) gelenkig verbundenen Schwinge (26) und
einem mit der Schwinge (26) und dem Gabelbein (20) verbundenen Stoßdämpfer (28) zur Schwingungsdämpfung einer Relativbewegung des Rads (22),
wobei die Schwinge (26) über ein Gelenklager (40) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 an der Anlenkstelle (24) an dem Gabelbein (20) angelenkt ist.
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