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