Radlaqeranordnunq an einem Fahrzeuqrad

eines Fahrzeugs

Die Erfindung betrifft eine Radlageranordnung an einem Fahrzeugrad eines Fahrzeugs.

Radlager zur Lagerung eines Fahrzeuges, insbesondere einer Radnabe eines Fahrzeugrades, sind allgemein bekannt. Für derartige Radlager werden in der Regel ein- oder mehrreihige Wälzlager, zum Beispiel Kegelrollenlager oder Kugellager, verwendet, die neben Radialkräften auch Axialkräfte aufnehmen können. Die Wälzlager weisen regelmäßig mehrere zwischen lagerseitigen Laufbahnen, insbesondere zwischen einem Innenring und einem Außenring abrollende Wälzkörper auf, die regelmäßig durch einen Käfig voneinander getrennt gehalten werden. Um die Reibung zwischen den Wälzkörpern und den Laufbahnen noch weiter zu reduzieren, werden die die Radlager ausbildenden Wälzlager mittels eines Schmiermittels, insbesondere mittels eines Schmierfettes geschmiert, dass in einem nach außen hin abgedichteten Zwischenraum zwischen den beiden gegenüberliegenden Laufbahnen des Außen- bzw. Innenrings, in dem auch die Wälzkörper umlaufen, aufgenommen ist. Die in Fahrzeugen eingesetzten Radlager sind so konstruiert, dass sie wartungsfrei sind. Dies wird mit einer Fettfüllung realisiert, die über die gesamte Lebensdauer des Radlagers eine ausreichende Schmierung der Wälzkörper gewährleistet. Dichtungen sorgen dafür, dass weder Wasser noch Schmutz in das Radlager eintreten kann. Für eine optimale Reibungsreduktion mittels des eingesetzten Schmiermittels ist es jedoch erforderlich, dass dieses Schmiermittel eine bestimmte Temperatur aufweist, um die Viskosität des Schmiermittels so weit herabzusetzen, dass eine bestmögliche Reibungsreduktion erzielt wird.

Hierzu ist es aus der JP 2011/058523 A bereits bekannt, in ein Radlager ein Heizelement zu integrierten, mittels dem das Schmiermittel erhitzt werden kann. Konkret ist hierzu ein Temperatursensor im Schmiermittelaufnahmeraum als dem Zwischenraum bzw. als dem Lagerinnenraum zwischen den beiden Laufbahnen angeordnet, der die Schmiermitteltemperatur auf eine bestimmte Temperatur einregelt. Die Energieeinspeisung für das elektrische Heizelement erfolgt über die Fahrzeugbatterie bzw. ein auf dem Fahrzeugdach positioniertes Solarpanel. Das Heizelement kann dabei sowohl außerhalb der Lagerschalen angeordnet sein als auch in einem die Wälzkörper und Schmiermittel aufnehmenden Lagerinnenraum angeordnet sein, wobei bei letzterer Anordnung die elektrische Kontaktierung schwierig durchzuführen und auch nicht weiter thematisiert ist.

Demgegenüber ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radlageranordnung an einem Fahrzeugrad eines Fahrzeugs zur Verfügung zu stellen, mit der ein im Lagerinnenraum angeordnetes elektrisches Heizelement auf einfache und funktionssichere Weise von außerhalb des Radlagers her elektrisch kontaktiert werden kann.

Diese Aufgabe wird gelöst mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der hierauf rückbezogenen Unteransprüche.

Gemäß Anspruch 1 wird eine Radlageranordnung an einem Fahrzeugrad eines Fahrzeugs vorgeschlagen, das ein Radlager aufweist, mit dem das Fahrzeugrad drehbar an dem Fahrzeug gelagert ist. Das Radlager ist als geschmiertes Wälzlager mit mehreren zwischen lagerseitigen Laufbahnen abrollenden Wälzkörper ausgebildet, wobei zwischen den Laufbahnen ein die Wälzkörper und ein Schmiermittel aufnehmender Lagerinnenraum vorgesehen ist, in dem wenigstens ein elektrisches Heizelement angeordnet ist, das zur Erwärmung des im Schmiermittelaufnahmeraum aufgenommenen Schmiermittels und/oder zur Erwärmung der im Schmiermittelaufnahmeraum enthaltenen Lagerluft mit einer außerhalb des Radlagers angeordneten Steuer- und/oder Regeleinrichtung elektrisch verbunden ist. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass das Heizelement durch eine der Laufbahnen hindurch mit einem elektrischen Steckkontakt elektrisch verbunden ist. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung hierzu ist vorgesehen, dass eine von der Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu dem Steckkontakt geführte und mit dem Steckkontakt elektrisch verbundene Steckkontakt-Verbindungsleitung wenigstens zum Teil innerhalb einer fahrzeugseitig angeordneten weiteren elektrischen Baueinheit geführt ist und/oder wenigstens zum Teil Bestandteil einer fahrzeugseitig angeordneten weiteren elektrischen Baueinheit ist.

Mit einer derartigen erfindungsgemäßen Lösung lässt sich das wenigstens eine elektrische Heizelement auf montagetechnisch einfache, funktionssichere sowie bauraumfreundliche Weise von außerhalb des Radlagers her elektrisch kontaktieren. Zudem braucht die Steckkontakt- Verbindungsleitung nicht als frei liegende Leitung ausgebildet werden, sondern werden bereits ohnehin vorhandene Bauteile dazu ausgenutzt, um die Steckkontakt-Verbindungsleitung montage- und bauraumfreundlich nach außen hin abgedichtet zu verlegen.

Gemäß einer bevorzugten konkreten Ausgestaltung weist der Steckkontakt ein Kontaktgehäuse auf, in dem wenigstens ein Kontaktpin aufgenommen ist, wobei der wenigstens eine Kontaktpin das Kontaktgehäuse mit einem freien Kontaktpinende überragt und durch eine laufbahnseitige Durchführung hindurch zu dem, vorzugsweise unmittelbar im Anschluss an eine lagerinnen- raumseitige Mündungsöffnung der Durchführung im Lagerinnenraum angeordneten, Heizelement geführt ist. In einem derartigen Kontaktgehäuse kann ein Kontaktpin zuverlässig aufgenommen werden und zudem funktionssicher gegen äußere Einflüsse abgeschirmt werden. Zudem erlaubt ein derartiges Kontaktgehäuse eine besonders vorteilhafte dichte Anlageverbindung im Bereich der Durchführung des Kontaktpins durch die Laufbahn. Besonders bevorzugt ist hierbei eine konkrete Ausgestaltung, bei der das Kontaktgehäuse buchsenförmig mit in Kontaktpin- Längserstreckungsrichtung gegenüberliegenden Stirnflächen ausgebildet ist, wobei der Kontaktpin mit seinem freien Kontaktpinende an einer der Stirnflächen aus dem Kontaktgehäuses, dieses überragend, herausgeführt ist. Die Stirnflächen können dabei grundsätzlich jede gewünschte Formgebung aufweisen, also zum Beispiel auch gewölbt oder eben ausgebildet sein, solange gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung sichergestellt ist, dass diejenige Stirnfläche, an der der Kontaktpin herausgeführt ist, in einer flächigen Anlageverbindung um den Mündungsöffnungsbereich der Durchführung herum anliegt, um die gewünschte dichte Anlage zu schaffen. Dementsprechend ist das Kontaktgehäuse gemäß einer besonders bevorzugten Ausgestaltung auf einer dem Lagerinnenraum abgewandten Außenseite der Lagerschale aufgesetzt, und zwar insbesondere dicht und/oder unmittelbar an eine außenseitige Mündungsöffnung der Durchführung anschließend aufgesetzt.

Für eine noch bessere Abdichtung nach außen hin kann zudem vorgesehen sein, dass ein Dichtelement in die außenseitige Mündungsöffnung der Durchführung eingesetzt ist, durch die der Kontaktpin im Bereich der Mündungsöffnung dicht in die Durchführung einführbar ist. Dieses Dichtelement kann entweder durch ein separates Bauteil gebildet sein oder aber auch integraler Bestandteil des Kontaktgehäuses sein. Das Dichtelement kann sich dabei grundsätzlich lediglich über einen Teilbereich der Länge der Durchführung erstrecken oder sich aber auch über die gesamte Länge der Durchführung bis zum Heizelement erstrecken, so dass das Dichtelement gegebenenfalls auch einen besonders dichten Anschluss des Heizelementes an die Laufbahn im Lagerinnenraum ermöglicht. Das Dichtelement selbst kann aus jedem geeigneten Material hergestellt sein, zum Beispiel aus einem Elastomermaterial. Das Dichtelement kann zudem buchsenförmig ausgestaltet sein. Besonders bevorzugt ist eine Ausgestaltung, bei der das Dichtelement den Kontaktpin in einer Anlageverbindung form- und/oder konturangepasst umschließt, wodurch eine besonders dichte Durchführung des Kontaktpins ermöglicht wird.

Grundsätzlich können im Lagerinnenraum auch mehrere Heizelemente angeordnet sein, zum Beispiel zwei Heizelemente angeordnet sein, wobei dann jedem der Heizelemente jeweils ein separater Steckkontakt zugeordnet sein kann. In Verbindung mit einer derartigen, mehrere Steckkontakte und mehrere Heizelemente aufweisenden Ausgestaltung ist es besonders vorteilhaft, wenn die Kontaktgehäuse der einzelnen Steckkontakte durch einen Kontaktgehäuse-Verbindungskanal verbunden sind, in dem eine Kontaktpin- Verbindungsleitung geführt ist, die mit dem jeweiligen Kontaktpins der einzelnen Steckkontakte elektrisch verbunden ist. Dadurch ergibt sich ein besonders vorteilhafter und die elektrische Leitungsverbindung sowie die Kontaktpins nach außen abschirmender Aufbau, der zudem bauraumfreundlich kompakt ausgebildet ist. Grundsätzlich besteht aber auch die Möglichkeit, mehrere Kontaktpins in einem einzigen Kontaktgehäuse anzuordnen, dass dann entsprechend größer auszubilden ist, das heißt dass in diesem Fall dann anstelle von mehreren separaten Kontaktgehäusen ein einziges größeres Kontaktgehäuse vorgesehen ist, in dem die Kontaktpins entsprechend beabstandet voneinander aufgenommen sind. Gemäß einer ersten besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist die Steckkontakt-Verbindungsleitung Bestandteil eines, die weitere elektrische Baueinheit ausbildenden Kabelbaums des Fahrzeugs. Die elektrische Verbindung zwischen dem im Kontaktgehäuse aufgenommenen Kontaktpin mittels der kabelbaumseitigen Steckkontakt-Verbindungsleitung kann in diesem Fall dann zum Beispiel mittels einer elektrischen Steckverbindung hergestellt sein, um nur ein Beispiel zu nennen.

Gemäß einer weiteren besonders bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Steckkontakt-Verbindungsleistung für einen besonders kompakten Aufbau wenigstens zum Teil innerhalb eines Gehäuses eines fahrzeugachsseitig angeordneten weiteren elektrischen Bauteils geführt ist. Ein derartiges fahrzeugachsseitig angeordnetes elektrisches Bauteil ist bevorzugt unmittelbar benachbart zum Radlager angeordnet und bietet sich somit für eine kompakte, bauraumfreundliche Integration wenigstens eines Teilbereichs der Steckkontakt-Verbindungsleitung an.

Gemäß einer besonders bevorzugten konkreten Ausgestaltung ist die Steckkontakt-Verbindungsleitung wenigstens zum Teil in einem Gehäuse eines fahrzeugseitig, insbesondere unmittelbar anschließend und/oder benachbart zum Radlager, angeordneten Sensorelementes geführt. Ein derartiges Sensorelement kann zum Beispiel ein Raddrehzahlsensor und/oder ein Beschleunigungssensor und/oder ein Reifendruckkontrollsensor sein. Auch hier ermöglicht somit die wenigstens bereichsweise Führung der Steckkontakt- Verbindungsleitung einen besonders montagefreundlichen kompakten Aufbau in Verbindung mit einer elektrischen Kontaktierung von in das Wälzlager integrierten Heizelementen. Das heißt, dass die Steckkontakt- Verbindungsleitung bei einer derartigen Ausgestaltung besonders montage- und bauraumfreundlich nach außen hin abgedichtet verlegt werden kann. Das Kontaktgehäuse oder im Falle mehrerer Kontaktgehäuse wenigstens eines der Kontaktgehäuse kann dabei grundsätzlich integraler Bestandteil des Sensorelement-Gehäuses sein, zum Beispiel mit diesem materialeinheitlich und/oder einstückig verbunden sein. Das heißt konkret, dass zum Beispiel bei der Auslegung eines Sensorelement-Gehäuses bereits das Kontaktgehäuse mit in den Gehäuseaufbau integriert wird, um die gewünschte Leitungsverlegung zu ermöglichen. Eine derartige Ausführungsform ist herstellungstechnisch einfach zu bewerkstelligen und reduziert die Bauteilvielfalt. Gemäß einer hierzu alternativen Ausführungsform, die größere konstruktive Freiheitsgrade bietet, kann das Kontaktgehäuse oder im Falle mehrerer Kontaktgehäuse wenigstens eines der Kontaktgehäuse unmittelbar an dem Sensorelement-Gehäuse angeordnet sein, insbesondere mit diesem fest verbunden sein. Auch hier ergibt sich wiederum eine besonders kompakte und bauraumfreundliche Anordnung eines Kontaktgehäuses.

Gemäß einer konkreten Ausgestaltung kann dabei für kurze Verbindungsleitungen vorgesehen sein, dass die Steckkontakt-Verbindungsleitung vom Sensorelement-Gehäuse ausgehend durch einen Anlage- und/oder Verbindungsbereich des Sensorelement-Gehäuses mit dem Kontaktgehäuse hindurch zu dem im Kontaktgehäuse angeordneten Kontaktpin geführt ist. Zudem ist dadurch auf einfache Weise sichergestellt, dass die Steckkontakt- Verbindungsleitung dauerhaft innerhalb eines Gehäuseaufbaus und damit abgedichtet gegenüber der Außenumgebung verlaufend angeordnet ist.

Die Steckkontakt-Verbindungsleitung bildet bevorzugt zusammen mit wenigstens einer im ßensorelement-Gehäuse verlaufenden elektrischen Sensorleitung einen sensorelementseitigen Kabelstrang aus. Dies führt zu einer funktionsintegrierten, kostensparenden Lösung. Wie bereits zuvor erwähnt, kann die Verbindung zwischen der Steckkontakt- Verbindungsleitung und dem Kontaktpin als Steckkontaktverbindung ausgebildet, wenngleich selbstverständlich jede andere geeignete elektrische Kontaktierung ebenfalls grundsätzlich möglich ist.

Weiter ist bevorzugt vorgesehen, dass die Laufbahnen durch Lagerschalen gebildet sind, wobei bevorzugt vorgesehen ist, dass das wenigstens eine Heizelement durch eine stehende Lagerschale mit dem Steckkontakt elektrisch verbunden ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch eine perspektivische Schnittansicht durch ein Radlager an einem hier nicht gezeigten Fahrzeugrad eines Fahrzeugs mit einer beispielhaften erfindungsgemäßen Steckkontaktverbindung der im Lagerinnenraum aufgenommenen Heizelemente, und

Fig. 2 eine vergrößerte Prinzipskizze der Ausgestaltung gemäß der Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 ist lediglich beispielhaft und schematisch ein Radlager 2 einer Radlageranordnung 1 einer hier nicht gezeigten Radnabe eines ebenfalls nicht gezeigten Fahrzeugrades dargestellt. Das als Wälzlager ausgebildete Radlager 2 umfasst hier einen die beiden lagerseitigen Laufbahnen 3, 4 ausbildenden Innenring 5 und Außenring 6, wobei der Innenring 5 hier lediglich beispielhaft zweigeteilt ausgebildet ist. Zwischen den Laufbahnen 3, 4 ist ein die Wälzkörper 7, (lediglich schematisch und beispielhaft ist in der Fig. 2 ein einziger Wälzkörper 7 gezeigt) und ein hier nicht weiter dargestelltes Schmiermittel aufnehmender Zwischenraum als Lagerinnenraum 8 vorgesehen, der nach außen hin mit Dichtungen 9 abgedichtet ist, wobei in der schematischen Darstellung der Fig. 2 lediglich beispielhaft eine der Dichtungen 9 gezeigt ist.

Das Radlager 2 ist hier lediglich beispielhaft als zweireihiges Wälzlager mit zwei voneinander beabstandeten und durch die Wälzkörper gebildeten Wälzlagerreihen 10, 11 ausgebildet, wobei aus Übersichtlichkeitsgründen, wie zuvor bereits ausgeführt, in der Fig. 2 lediglich ein Wälzkörper 7beispielhaft dargestellt ist.

Wie dies weiter den Fig. 1 und 2 zu entnehmen ist, sind hier an der den Lagerinnenraum zugewandten Innenseite des als stehende Lagerschale ausgebildeten Außenrings 6 beispielhaft zwei voneinander beabstandete elektrische Heizelemente 12, 13 angeordnet, zum Beispiel in Form von sich von wenigstens bereichsweise bzw. abschnittsweise über den Außenring- Innenumfang erstreckenden elektrischen Heizelementen 12, 13.

Diese beiden elektrischen Heizelemente 12, 13 sind durch den stehenden Außenring 6 hindurch jeweils mit einem eigenen elektrischen Steckkontakt 14, 15 elektrisch verbunden.

Die Steckkontakte 14, 15 weisen jeweils ein separates buchsenförmiges Kontaktgehäuse 16, 17 auf, in dem jeweils ein Kontaktpin 18, 19 aufgenommen ist, wobei die Kontaktpins 18, 19 jeweils mit ihren freien Kontaktpinenden 20, 21 an einer dem Außenring 6 zugewandten Kontaktgehäuse-Stirnfläche 22, 23 aus dem Kontaktgehäuse 16 bzw. 17 herausgeführt sind. Wie dies weiter aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2 entnommen werden kann, sind die freien Kontaktpinenden 20, 21 im gezeigten montierten Zustand der Kontaktgehäuse 16, 17 jeweils durch eine außenringseitige Durchführung 24, 25 hindurch zu den hier unmittelbar im Anschluss an eine lagerinnenraumseitige Mündungsöffnung 26, 27 der Durchführungen 24, 25 im Lagerinnenraum 8 angeordneten Heizelemente 12, 13 geführt und mit diesem elektrisch gekoppelt bzw. verbunden.

Wie dies aus der Zusammenschau der Fig. 1 und 2 zudem weiter ersichtlich ist, ist somit jedes der Kontaktgehäuse 16, 17 auf einer dem Lagerinnenraum 8 abgewandten Außenseite des Außenrings 6 aufgesetzt, und zwar dicht bzw. unmittelbar an eine außenseitige Mündungsöffnung 28, 29 der Durchführungen 24, 25 anschließend aufgesetzt.

Für eine besonders vorteilhafte Abdichtung ist in die außenseitige Mündungsöffnung 28, 29 jeweils ein hier beispielhaft durch ein separates Bauteil gebildetes Dichtelement 30, 31 eingesetzt, das zum Beispiel aus einem Elastomermaterial hergestellt ist. Durch diese Dichtelemente 30, 31 werden die Kontaktpins 18, 19 in optimierter Weise durch die Durchführungen 24, 25 dicht hindurchgeführt, wobei die Dichtelemente 30, 31 die Kontaktpins 18, 19 vorzugsweise in einer Anlageverbindung form- und/oder konturangepasst dicht umschließen.

Die beiden Kontaktgehäuse 16, 17 der Steckkontakte 14, 15 sind hier durch einen Kontaktgehäuse-Verbindungskanal 32 kommunizierend miteinander verbunden, wobei in dem Kontaktgehäuse-Verbindungskanal 32 eine Kontaktpin-Verbindungsleitung 33 geführt ist, die mit den beiden Kontaktpins 18, 19 der Steckkontakte 14, 15 elektrisch verbunden ist.

Die Radlageranordnung 1 umfasst desweiteren ein Sensorelement 34, zum Beispiel einen Raddrehzahlsensor, einen Beschleunigungssensor oder einen Reifendruckkontrollsensor, mit einem Sensorelement-Gehäuse 35, in dem zur elektrischen Kontaktierung des Sensorelementes eine elektrische Sensorleitung verläuft bzw. aufgenommen ist. Diese elektrische Sensorleitung 36 ist zusammen mit einer wenigstens zum Teil im Sensorelement-Gehäuse verlaufenden Steckkontakt-Verbindungsleitung 37 Bestandteil eines sensorelementseitigen Kabelstrangs 38. Das Kontaktgehäuse 16 des Steckkontakts 14 ist hier unmittelbar an dem Sensorelement-Gehäuse 35 angeordnet und mit diesem bevorzugt fest verbunden, so dass die Steckkontakt-Verbindungsleitung 37 vom Sensorelement-Gehäuse 35 ausgehend durch den Anlage- und/oder Verbindungsbereich 39 des Sensorelement-Gehäuses 35 mit dem Kontaktgehäuse 16 hindurch zu dem in Kontaktgehäuse 16 angeordneten Kontaktpin 18 geführt werden kann. Damit ist sichergestellt, dass eine, von einer nicht gezeigten Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu den jeweiligen Steckkontakten geführte und mit diesen elektrisch verbundene Steckkontakt- Verbindungsleitung 37 wenigstens zum Teil innerhalb einer ohnehin fahrzeugseitig angeordneten weiteren elektrischen Baueinheit geführt ist bzw. wenigstens zum Teil Bestandteil einer derartigen ohnehin fahrzeugseitig angeordneten weiteren elektrischen Baueinheit bildet, im gezeigten Beispielfall ein Sensorelement 34 als weiterer elektrischer Baueinheit. Der Kontaktgehäuse-Verbindungskanal 32 kann sich dabei, wie in der Fig. 1 und 2 gezeigt, bis in das Sensorelement-Gehäuse 35 hinein erstrecken. Weiter kann auch die Kontaktpin-Verbindungsleitung 33 Bestandteil der elektrischen Steckkontakt-Verbindungsleitung 37 bilden. Mit einer derartigen beispielhaft aufgezeigten erfindungsgemäßen Lösung wird somit ein bereits bestehender Sensor in vorteilhafter Weise zur Leitungsführung für eine elektrische Kontaktierung von innenliegenden Heizelementen verwendet.