Die Erfindung betrifft einen Radträger zur Erfassung von Kräften mit mindestens einem Radträgerelement zur Aufnahme eines Bremselements und/oder zur Verbindung eines Fahrwerkselements mit dem Radträger, mit einer Radlageraufnahme zur Aufnahme eines Radlagers und mit mindestens einem Sensorelement.

Aus dem Stand der Technik sind lediglich Radlager mit Sensorelementen bekannt, jedoch keine Radträger.

So ist aus der DE10228412B4 ein Radlager bekannt, mit dem Radkräfte eines Kraft- fahrzeugs (Aufstandskraft, Seitenkräfte und Längskräfte) erfasst werden können. In einer Ausführungsform des Radlagers können ferner Bremskräfte bestimmt werden. Alle Kräfte werden mithilfe von Dehnmessstreifen am Radlager gemessen.

An einem Radträger hingegen treten weitere fahrdynamischen Kräfte auf, wie Lenkoder Federkräfte. Diese Kräfte können für Sicherheitssysteme wie ABS, ESP oder z. B. adaptive Fahrwerke verwendet werden, um auf die aktuelle Fahrsituation den jeweils bestmöglichen Effekt zu bieten.

Daher ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Radträger sowie eine Radträgeranordnung anzugeben, mit dessen bzw. deren Hilfe möglichst viele fahrdynamisch relevante Kräfte, wie Bremskräfte und/oder Lenkkräfte am Fahrzeugrad eines Kraft- fahrzeugs und/oder Feder- / Dämpferkräfte, bestimmbar bzw. erfassbar sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Weitere vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Erfindungsgemäß umfasst bei einem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Radträger zur Erfassung von Kräften vorzugsweise mindestens ein Radträgerelement zur Aufnahme eines Bremselements und/oder zur Verbindung eines Fahrwerkselements mit dem Radträger.

Günstigerweise weist der Radträger ferner eine Radlageraufnahme zur Aufnahme eines Radlagers und vorzugsweise mindestens ein Sensorelement zur Erfassung von Kräften auf. Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Sensorelement derart zwischen dem mindestens einen Radträgerelement und der Radlageraufnahme angeordnet, dass vorzugsweise die Kraft, die zwischen dem mindestens einen Radträgerelement und der Radlageraufnahme übertragen wird, in Form einer Längenänderung erfassbar ist. Somit können auf einfache Weise Kräfte fahrdynamischer aber auch statischer Natur durch eine Längenänderung erfasst und zur Auswertung genutzt werden.

Auch ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Sensorelement an oder in einem Radlager, das vorzugsweise innerhalb der Radlageraufnahme angeordnet ist, angebracht bzw. integriert ist, sodass vorzugsweise die Kraft, die zwischen dem mindes- tens einen Radträgerelement und dem Radlager übertragen wird, in Form einer Längenänderung erfassbar ist.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Sensorelement derart am Radträger oder einem Radlager angeordnet, dass das mindestens eine Sensorelement die erfasste Längenänderung im Material des Radträgerelements im Kraftfluss zwischen dem min- destens einen Radträgerelement und der Radlageraufnahme bzw. dem Radlager misst. Somit ist es sehr genau möglich zu erfassen, mit welcher Intensität die Kräfte innerhalb des Radträgerelements aufgenommen und weitergeleitet werden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Radträgerelement als Aufnahme für ein Lenkelement zur Lenkung des Radträgers ausgebildet ist. Somit ist ein Lenkelement, wie z. B. eine Lenkstange, mit dem Radträger verbindbar. Die Anbin- dung für ein Lenkelement kann dabei auch am Radlager integriert sein.

Bevorzugterweise ist das mindestens eine Sensorelement an der Aufnahme angeordnet ist, um Lenkkräfte zu erfassen. Somit sind auch Lenkkräfte erfassbar.

Vorzugsweise ist die Aufnahme tassenförmig oder hohlzylindrisch ausgestaltet, um im Inneren das Lenkelement, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig, aufzunehmen.

Des Weiteren ist es bevorzugt, wenn das mindestens eine Radträgerelement als Aufnahme für ein Bremselement, insbesondere für einen Bremssattel, ausgebildet ist. Bevorzugterweise ist die Anbindung für das Bremselement im Radlager integriert. Günstigerweise ist das mindestens eine Sensorelement an der Aufnahme angeordnet ist, um Bremskräfte zu erfassen. Folglich sind mit dieser Ausgestaltung Bremskräfte erfassbar.

Vorzugsweise ist die Aufnahme zweiteilig ausgebildet. Dadurch können Bremskräfte z. B. eines Bremssattels mechanisch sicher aufgenommen und in den Radträger eingeleitet werden.

Ferner ist es möglich, dass das mindestens eine Radträgerelement als Aufnahme für ein Dämpfer- und/oder Federbein ausgebildet ist.

Vorzugsweise ist das mindestens eine Sensorelement an der Aufnahme angeordnet, um Feder- und/oder Dämpferkräfte zu erfassen. In der Folge sind also Feder- und Dämpferkräfte, die während des Betriebes eines Fahrzeuges durch z. B. den Fahrbahnbelag hervorgerufen werden, erfassbar.

Günstigerweise ist die Aufnahme tassenförmig oder hohlzylindrisch ausgestaltet, um im Inneren das Dämpfer- und/oder Federbein, insbesondere kraftschlüssig und/oder formschlüssig, aufzunehmen.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Radträgerelement als Fahrwerkselement zum Anordnen eines Fahrwerkslenkers ausgebildet ist.

Vorteilhafterweise ist das mindestens eine Sensorelement an dem Fahrwerkselement angeordnet, um Seiten- und/oder Längs- und/oder Radaufstandskräfte zu erfassen. Vorzugsweise ist das Fahrwerkselement mit einem Fahrwerkslenker, insbesondere beweglich, verbunden.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Sensorelement als Dehnungsmessstreifen und/oder als magnetostriktiver Sensor ausgebildet ist. Somit können auf einfache Weise einwirkende Kräfte erfasst werden. Günstigerweise ist das mindestens eine Sensorelement am mindestens einen Radträgerelement angeordnet, vorzugsweise auf dessen Oberfläche oder in der Oberfläche versenkt. In der Konsequenz lassen sich auf das Radträgerelement einwirkende Kräfte einfach und schnell erfassen.

Des Weiteren ist es möglich, dass das mindestens eine Sensorelement in oder an ei- nem Radlager integriert ist. Des Weiteren kann vorgesehen sein, dass der Radträger ferner eine Auswerteelektronik zur Weiterverarbeitung von Daten des mindestens einen Sensorelements um- fasst. Die Auswertelektronik kann beispielsweise die erfassten Werte des mindestens einen Sensorelements in Kräfte umwandeln bzw. die erfassten Signale des mindes- tens einen Sensorelements zur Weiterleitung und Weiterverarbeitung aufbereiten. Diese Auswertelektronik kann beispielsweise auch einen Filter umfassen, um z. B. Messrauschen zu beseitigen.

Auch ist es von Vorteil, wenn die Auswertelektronik mit den mindestens einem Sensorelement verbunden ist, vorzugsweise zumindest mittelbar verbunden ist. Weiterhin kann das mindestens eine Sensorelement an einen Fahrzeug-BUS angeschlossen sein.

Vorzugsweise greift die Auswerteelektronik auf fahrzeug- und situationsabhängige Messgrößen aus einem Fahrzeug zurück, die vorzugsweise in einem Datenspeicher hinterlegt sind. Somit ist es z. B. möglich, die erfassten Signale bzw. Daten des min- destens einen Sensorelements zu plausibilisieren und/oder diese mit Vergleichsdaten zu vergleichen, um auf die aktuelle Fahrzeugsituation rückzuschließen.

Ferner ist es bevorzugt, dass die erfassten Daten bzw. Signale und/oder Kräfte des mindestens einen Sensorelements zu einem Fahrerassistenzsystem und/oder einem anderen sicherheitsrelevanten System innerhalb eines Fahrzeuges weiterleitbar sind. Somit können die Daten / Signale des mindestens einen Sensorelements weiterverarbeitet werden, um z. B. ein adaptives Fahrwerk auf die momentanen Untergrundeigenschaften, denen ein Rad ausgesetzt ist, bestmöglich einzustellen.

Auch ist es von Vorteil, wenn die erfassten Daten und/oder Kräfte zur verbesserten Regelung eines Aktuators im Fahrwerk und/oder zur Abstimmung eines adaptiven Fahrwerks nutzbar sind.

Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung umfasst eine Radträgeranordnung mit einem Radträger und mit einem Radlager.

Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die Merkmale des Radträgers, wie sie unter dem ersten Aspekt erwähnt werden, einzeln oder miteinander kombinierbar bei der Radträgeranordnung Anwendung finden können. Anders ausgedrückt, die oben unter dem ersten Aspekt der Erfindung genannten Merkmale betreffend einen Radträger können auch hier unter dem zweiten Aspekt der Erfindung mit weiteren Merkmalen kombiniert werden.

Vorteilhaftweise umfasst eine Radträgeranordnung einen Radträger, wie unter dem ersten Aspekt der Erfindung erwähnt, und ferner ein Radlager.

Vorzugsweise besteht das Radlager aus drehendem Teil bzw. aus einem Innen- oder Außenring und stehendem Flansch bzw. einem Außen- oder Innenring und dazwischen angeordneten Wälzkörpern.

Günstigerweise ist am stehenden Flansch oder am drehenden Teil oder am drehen- den Innen- bzw. Außenring mindestens ein Sensorelement angeordnet, mit dessen Hilfe einwirkende Kräfte erfassbar sind.

Weiterhin kann das mindestens eine Sensorelement zwischen stehendem Flansch und Radträger angeordnet sein.

Des Weiteren ist es von Vorteil, wenn das mindestens eine Sensorelement als Sen- sorring innerhalb des Radlagers ausgestaltet ist. Somit können z. B. Kräfte auf einfache Weise erfasst werden.

Bevorzugterweise ist der stehende Flansch mit mindestens einem Radträgerelement über die Radlageraufnahme verbunden.

Auch kann vorgesehen sein, dass das mindestens eine Sensorelement eine ein- wirkende Kraft in Form einer Längenänderung im Material des stehenden Flansches im Kraftfluss zwischen dem mindestens einen Radträgerelement und dem drehendem Teil, der der Verbindung mit einer Radfelge dient, misst. Folglich sind die einwirkenden Kräfte zwischen stehendem Flansch und Radträgerelement erfassbar, wodurch z. B. auf die momentane Fahrzeugsituation von einer Auswerteelektronik rückgeschlos- sen werden kann.

Nachfolgend wird der oben dargestellte Erfindungsgedanke mit anderen Worten ausgedrückt.

Dieser Gedanke umfasst vorzugsweise - vereinfacht dargestellt - einen Radträger, insbesondere für Kraftfahrzeuge, wobei der Radträger mit Sensoren ausgestattet ist, die eine Erfassung von statischen und dynamischen Kräften ermöglichen. Anders ausgedrückt, weist der Erfindungsgedanke idealerweise eine radnahe Messanordnung auf, welche mindestens aus einem Sensorelement besteht.

Vorzugsweise ist mindestens ein Sensorelement an dem Radträger, welcher günstigerweise an einer Fahrzeugachse befestigt ist, angeordnet. Am Radträger werden di- verse Kräfte vom Fahrzeugrad in das Fahrwerk und somit den Radträger eingeleitet und können dort von dem mindestens einen Sensorelement erfasst werden.

Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit einer zugehörigen Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt schematisch:

Fig. 1 eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen

Radträgers.

Figur 1 zeigt eine dreidimensionale Ansicht eines erfindungsgemäßen Radträgers 1 zur Erfassung von Kräften. Genauer dargestellt zeigt Figur 1 eine Radträgeranordnung 20 mit einem Radträger 1 und mit einem Radlager 7.

Dabei umfasst das Radlager 7 einen drehenden Teil 21 und einen stehendem Flansch 22 sowie dazwischen angeordnete Wälzkörper (nicht dargestellt).

Am stehenden Flansch 22 ist ein Sensorelement 23 angeordnet. Der stehende Flansch 22 ist mit Radträgerelementen 2, 3, 4, 5 über eine Radlageraufnahme 6 verbunden. Betreffend die Radträgerelemente 2, 3, ,4, 5 wird weiter unten genauer ausgeführt.

Das Sensorelement 23 ist in der Lage, eine einwirkende Kraft in Form einer Längenänderung im Material des stehenden Flansches 22 im Kraftfluss zwischen mindes- tens einem Radträgerelement 2, 3, 4, 5 und dem drehendem Teil 21 , der der Verbindung mit einer Radfelge dient, zu messen.

Bei den einwirkenden Kräften kann es sich um Längs- und/oder Vertikal- und/oder Querkräfte und/oder um Drehmomente handeln, die auf ein Fahrzeugrad (nicht dargestellt) in Anordnung an dem drehenden Teil 21 des Radlagers 7 einwirken. Der Radträger 1 umfasst, wie bereits erwähnt, mindestens ein Radträgerelement 2, 3, 4, 5 zur Aufnahme eines Bremselements und/oder zur Verbindung eines Fahrwerk- selements mit dem Radträger 1 .

Ferner hat der Radträger 1 eine Radlageraufnahme 6 zur Aufnahme des Radlagers 7 sowie mindestens ein Sensorelement 8, 9, 10, 1 1 , 12.

Zusammenfassend ausgedrückt, ist das mindestens eine Sensorelement 8, 9, 10, 1 1 , 12 derart zwischen dem mindestens einen Radträgerelement 2, 3, 4, 5 und der Radlageraufnahme 6 angeordnet, dass die Kraft, die zwischen dem mindestens einen Radträgerelement 2, 3, 4, 5 und der Radlageraufnahme 6 übertragen wird, in Form ei- ner Längenänderung erfassbar ist.

Genauer dargestellt, ist das mindestens eine Sensorelement 8, 9, 10, 1 1 , 12 derart am Radträger 1 angeordnet, dass das mindestens eine Sensorelement 8, 9, 10, 1 1 , 12 die erfasste Längenänderung im Material des Radträgerelements 2, 3, 4, 5 im Kraftfluss zwischen dem mindestens einen Radträgerelement 2, 3, 4, 5 und der Rad- lageraufnahme 6 misst.

Hierbei ist im Ausführungsbeispiel nach Figur 1 das mindestens eine Radträgerelement 2, 3, 4, 5 realisiert:

- als Aufnahme 2 für ein Dämpfer- und/oder Federbein,

- als Aufnahme 3 für ein Lenkelement, - als Fahrwerkselement 4 zum Anordnen eines Fahrwerkslenkers, und

- als Aufnahme 5 für ein Bremselement.

An der Aufnahme 2 für ein Dämpfer- und/oder Federbein (nicht dargestellt) ist ein Sensorelement 1 1 angeordnet, um Feder- und/oder Dämpferkräfte zu erfassen.

Dabei ist die Aufnahme 2 hohlzylindrisch ausgestaltet, um im Inneren das Dämpfer- und/oder Federbein kraftschlüssig aufzunehmen.

An der Aufnahme 3 für ein Lenkelement (nicht dargestellt) zur Lenkung des Radträgers 1 ist ein Sensorelement 8 angeordnet, um Lenkkräfte zu erfassen. Damit die Aufnahme 3 die Lenkkräfte auch auf den Radträger 1 weiterleiten kann, ist diese hohlzylindrisch ausgestaltet, um im Inneren das Lenkelement kraftschlüssig aufzunehmen.

Auch an dem Fahrwerkselement 4 zum Anordnen eines Fahrwerkslenkers (nicht dar- gestellt) ist ein Sensorelement 12 angeordnet, um Seiten- und/oder Längs- und/oder Radaufstandskräfte zu erfassen.

Hierbei ist das Fahrwerkselement 4 mit einem Fahrwerkslenker, insbesondere beweglich, verbunden.

Ferner sind an der Aufnahme 5 für ein Bremselement, insbesondere für einen Brems- sattel, zwei Sensorelemente 9, 10 angeordnet, um Bremskräfte zu erfassen, die auf ein Rad (nicht dargestellt) einwirken.

Wie Figur 1 zeigt, ist die Aufnahme 5 zweiteilig ausgebildet, um auftretende Bremskräfte eines Bremssattels mechanisch sicher aufzunehmen und in den Radträger 1 einzuleiten. Alle vorgenannten Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 sind als Dehnungsmessstreifen ausgebildet. Eine Ausgestaltung der Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 als magne- tostriktive Sensoren ist ebenfalls denkbar sowie der Einsatz unterschiedlicher Sensorelemente an dem Radträger 1 .

Des Weiteren sind die Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 auf der Oberfläche der einzel- nen Radträgerelemente 2, 3, 4, 5 angeordnet. Jedoch ist es auch möglich, dass die Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 in der Oberfläche eines Radträgerelements versenkt angeordnet sind.

Selbstverständlich ist auch es auch denkbar, dass die einen Sensorelemente auf der Oberfläche und andere wiederrum in der Oberfläche versenkt angeordnet sind. Des Weiteren zeigt Figur 1 , dass der Radträger 1 bzw. die Radträgeranordnung 20 eine Auswerteelektronik 13 zur Weiterverarbeitung von Daten der Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 umfasst. Zwar ist lediglich eine Verbindung der Auswertelektronik 13 mit dem Radträger 1 allgemein dargestellt, jedoch ist es von Vorteil, wenn jedes einzelnen Sensorelement 8, 9, 10, 1 1 , 12 separat mit der Auswertelektronik 13 verbunden ist. Weiterhin können die Sensorelemente an einen Fahrzeug-BUS angeschlossen sein. Dabei kann die Auswerteelektronik 13 auf fahrzeug- und situationsabhängige Messgrößen aus einem Fahrzeug zurückgreifen, die in einem Datenspeicher (nicht separat dargestellt) hinterlegbar sind.

Auch können die erfassten Daten und/oder Kräfte der einzelnen Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 zu einem Fahrerassistenzsystem und/oder einem anderen sicherheitsrelevanten System innerhalb eines Fahrzeuges weitergeleitet werden.

Die erfassten Daten und/oder Kräfte sind beispielsweise zur verbesserten Regelung eines Aktuators im Fahrwerk und/oder zur Abstimmung eines adaptiven Fahrwerks nutzbar. Nachfolgend wird ein Radträger 1 bzw. eine Radträgeranordnung 20 nach Figur 1 nochmals, jedoch mit anderen Worten, erklärt.

So ist in Figur 1 ein Radträger 1 , insbesondere für Kraftfahrzeuge, dargestellt, wobei der Radträger 1 mit Sensoren 8, 9, 10, 1 1 , 12 bzw. Sensorelementen 8, 9, 10, 1 1 , 12 ausgestattet ist, die eine Erfassung von statischen und dynamischen Kräften ermögli- chen.

Dabei zeigt Figur 1 eine räumliche Darstellung des Radträgers 1 . Der Radträger 1 verfügt über eine Aufnahme 2 für ein Dämpfer- und/oder Federbein, die Aufnahme 3 bzw. eine Anbindung für ein Lenkelement, ein Fahrwerkselement 4 bzw. eine Anbindung zum Anordnen eines Fahrwerkslenkers, eine Aufnahme 5 für ein Bremselement bzw. für einen Bremssattel sowie eine Bohrung bzw. eine Radlageraufnahme 6 zur Aufnahme eines Radlagers 7.

Mithilfe von Sensorelementen 8, 9, 10, 1 1 , 12 können die eingeleiteten Kräfte gemessen werden. Für die Erfassung der Kräfte sind mehrere Varianten denkbar:

- In einer ersten Variante verfügt der Radträger 1 über das Radlager 7, welches die Radaufstandskräfte, Seitenkräfte und Längskräfte erfassen kann. Darüber hinaus ist im Bereich der Aufnahme 3 für ein Lenkelement ein Sensorelement 8 zur Erfassung der Lenkkräfte integriert. Weiterhin befinden sich an der Aufnahme 5 für einen Bremssattel zwei Sensorelemente 9, 10 zur Erfassung der Bremskräfte. Zusätzlich werden Feder- und Dämpferkräfte über das Sensorel- ement 1 1 erfasst. - In einer zweiten, alternativen Variante können durch das Radlager 7 die Bremskräfte erfasst werden. Hierdurch können vorzugsweise die Sensorelemente 9, 10 am Radträger 1 entfallen, alle weiteren vorgenannten Sensorelemente aus der ersten Variante werden wie zuvor beschrieben angeordnet. - In einer dritten Variante können die Seiten-und Längskräfte, sowie die Radauf- standskraft über ein zusätzliches Sensorelement 23 erfasst werden. Zur Erfassung der üblichen Kräfte werden die Sensorelemente, wie in der ersten Variante beschrieben, angeordnet.

- Bei einer vierten Variante ist es möglich, durch eine alternative Ausgestaltungs- form des Radträgers 1 die relevanten Kräfte über weniger Sensorelemente zu erfassen. Hierzu wird wenigstens ein Sensorelement im Bereich aller Kraftpfade benötigt.

- Selbstverständlich sind weitere Anordnungen von Sensorelementen 8, 9, 10, 1 1 , 12 denkbar, insbesondere Kombinationen der vorgenannten Varianten.

Wie bereits angedeutet, werden die Kräfte am Radträger 1 bevorzugt über Dehnungsmessstreifen und/oder magnetostriktive Sensoren bzw. Sensorelemente 8, 9, 10, 1 1 , 12 erfasst und vorzugsweise über eine zusätzliche Auswerteelektronik 13 weiterverarbeitet. Die Auswerteelektronik 13 greift dabei vorzugsweise auf andere fahrzeug- und situationsabhängige Messgrößen aus dem Fahrzeug zurück.

Die erfassten Kräfte werden vorzugsweise zu Fahrerassistenzsystemen und anderen sicherheitsrelevanten Systemen weitergeleitet. Weiterhin können diese Daten zur verbesserten Regelung von Aktuatoren im Fahrwerk und zur Abstimmung adaptiver Fahrwerke dienen. Bezugszeichenliste Radträger

Aufnahme für ein Dämpfer- und/oder Federbein

Aufnahme für ein Lenkelement

Fahrwerkselement zum Anordnen eines Fahrwerkslenkers Aufnahme für ein Bremselement

Radlageraufnahme

Radlager

Sensorelement

Sensorelement

Sensorelement

Sensorelement

Sensorelement

Auswerteelektronik Radträgeranordnung

drehender Teil des Radlagers

stehender Flansch des Radlagers

Sensorelement