DE102004035690A1 - Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse - Google Patents

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Nabenumdrehungen, einer außen an der Abdeckkappe sichtbaren Anzeige (12) sowie Mitteln zur Umwandlung der erfaßten Nabenumdrehungen in einen auf der Anzeige 12 dargestellten Wert. Um eine preiswert herstellbare Abdeckkappe zu schaffen, bei der die Einstellung auf den maßgeblichen Radumfang auf einfache Weise vorgenommen werden kann, ist die erfindungsgemäße Ausgestaltung gekennzeichnet durch DOLLAR A - elektrische, magnetische oder optische Mittel (10) zur Erfassung der Nabenumdrehungen, bestehend aus einem Geber (17) und einem in der Abdeckkappe angeordneten und mit dieser umlaufenden Nehmer (18), DOLLAR A - eine elektronische Recheneinheit (11) zur Übertragung der mit den Erfassungsmitteln (10) erfassten Nabenumdrehungen in einen Anzeigewert und DOLLAR A - eine innen an der Abdeckkappe angeordnete Spannungsversorgung (13) für die Recheneinheit (11) und die Anzeige (12).

Description

• Die Erfindung betrifft eine Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Nabenumdrehungen, einer außen an der Abdeckkappe sichtbaren Anzeige, sowie Mitteln zur Umwandlung der erfaßten Nabenumdrehungen in einen auf der Anzeige dargestellten Wert.
• Eine Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse ist in ihrer Grundstruktur aus der EP 1 088 684 A2 bekannt. Die Kappe deckt das offene Ende der Radnabe sowie das Ende des Achsschenkels der Achse mit der darauf befestigten Achsmutter nach außen hin ab. Hierzu ist die Abdeckkappe auf einem Bund der Radnabe befestigt, so dass die Abdeckkappe im Betrieb zusammen mit der wälzgelagerten Radnabe umläuft.
• Bekannt sind derartige Abdeckkappen auch bereits mit einer zusätzlichen Einrichtung zur Erfassung der Nabenumdrehungen. Diese arbeiten mit einem zentral in der Abdeckkappe gelagerten Gewicht welches, anders als die Abdeckkappe, seine Winkellage immer beibehält. Aus der Relativbewegung wird mittels eines eingebauten Getriebes die Anzahl der Umdrehungen abgeleitet, und über einen ebenfalls durch ein Getriebe realisierten Umrechnungsfaktor wird an der Außenseite der Kappe die Kilometerleistung angezeigt. Zur Anzeige dient ein mechanisches Zahlenstellwerk, welches daher die aus der Umdrehungszahl des Rades sowie dessen Radumfang ermittelte Kilometerleistung anzeigt.
• Solche in die Abdeckkappe integrierten Kilometerzähler arbeiten zuverlässig, sie sind jedoch aufgrund der aufwendigen Mechanik teuer in der Herstellung. Von Nachteil ist auch, dass die Anzeige der gefahrenen Kilometer nur für einen ganz bestimmten Reifenumfang stimmt. Für einen anderen Reifenumfang des Fahrzeugrades muss das Zählwerk durch Austausch mechanischer Komponenten verändert werden.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine preiswerter herstellbare Abdeckkappe für Radnaben mit integriertem Kilometerzähler zu schaffen, bei der die Einstellung auf den maßgeblichen Radumfang auf einfache Weise vorgenommen werden kann.
• Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse mit den eingangs genannten Merkmalen gekennzeichnet durch
• – elektrische, magnetische oder optische Mittel zur Erfassung der Nabenumdrehungen, bestehend aus einem Geber und einem in der Abdeckkappe angeordneten und mit dieser umlaufenden Nehmer,
• – einer elektronischen Recheneinheit zur Übertragung der mit den Erfassungsmitteln erfassten Nabenumdrehungen in einen Anzeigewert und
• – einer innen an der Abdeckkappe angeordneten Spannungsversorgung für die Recheneinheit und die Anzeige.
• Mit einer Ausgestaltung der Abdeckkappe wird vorgeschlagen, außen daran ein Schaltelement zum vorübergehenden Einschalten der Anzeige anzuordnen. Die elektrische oder elektronisch arbeitende Anzeige ist daher nicht dauernd in Betrieb, was mit entsprechendem Stromverbrauch verbunden wäre, sondern sie wird durch Betätigung des Schaltelements nur vorübergehend aktiviert. Die Begrenzung der Aktivierungszeit der Anzeige erfolgt vorzugsweise über eine entsprechende Zeitschaltung.
• Vorzugsweise wird das Schaltelement durch zwei elektrisch getrennte, jedoch räumlich nahe beieinander liegende Kontaktelemente an der Außenseite der Abdeckkappe gebildet, die gemeinsam eine Kontaktbrücke bilden. Zum Abrufen der Anzeige der Kilometerleistung wird zwischen den nahe beieinander liegenden Kontaktelementen eine elektrische Verbindung hergestellt, was durch jede beliebige elektrisch leitende Metallbrücke erfolgen kann, zum Beispiel durch ein Werkzeug, durch einen metallischen Kugelschreiber, etc..
• Vorzugsweise umfassen der Geber und der Nehmer induktiv arbeitende Elemente, da diese zum einen preiswert sind, zum anderen berührungsfrei arbeiten, wodurch die Erfassung der Nabenumdrehungen auf zuverlässige Art und Weise erfolgt. Anstelle dieser induktiv arbeitenden Elemente sind natürlich auch kapazitiv arbeitende Elemente oder optische Elemente (z.B. unter Verwendung von Photodioden) denkbar.
• Mit einer weiteren Ausgestaltung wird vorgeschlagen, dass der Geber an einem Sicherungselement befestigt ist, welches eine zentrale Achsmutter der Fahrzeugachse gegen Losdrehen sichert.
• Des weiteren wird mit einer Ausgestaltung vorgeschlagen, dass die elektronische Recheneinheit an der Innenseite der Abdeckkappe angeordnet, und in eine Vergussmasse eingebettet ist. Die Vergussmasse verhindert das Eindringen von Feuchtigkeit in die elektronischen Elemente, des weiteren werden Manipulationen an der elektronischen Recheneinheit erschwert.
• Von Vorteil ist es, auch die Spannungsversorgung sowie auch den Nehmer zumindest teilweise in die Vergussmasse einzubetten.
• Um die Anzahl der gefahrenen Kilometer auch bei Dunkelheit sicher identifizieren zu können, ist die Anzeige vorzugsweise eine selbstleuchtende LED-Anzeige.
• Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der nachfolgenden Beschreibung erläutert, wobei auf die Zeichnungen Bezug genommen wird. Darin zeigen:
• 1 einen Schnitt durch das Ende eines Achsschenkels mit einem Radlager einer Nutzfahrzeug-Achse einschließlich der erfindungsgemäßen Abdeckkappe und
• 2 eine stirnseitige Draufsicht auf die Abdeckkappe.
• 1 zeigt in Übersichtsdarstellung das lagerseitige Ende einer Nutzfahrzeug-Achse und insbesondere der Achse eines gezogenen Fahrzeuganhängers. Dargestellt sind ein feststehender Achsschenkel 1 am Ende der Achse, mindestens ein Wälzlager 2, eine auf einem Endgewinde des Achsschenkels 1 festgeschraubte zentraler Achsmutter 3 mit ihrem Sicherungsbolzen 4, und schließlich die auf dem Wälzlager 2 drehbar gelagerte Achsnabe 5 der Achse. An ihrem äußeren, offenen Ende ist die Radnabe 5 mit einem umlaufenden Bund versehen, auf den mittels einer Schraub- oder Drehverriegelung eine Abdeckkappe 7 aufgesetzt ist. Die Abdeckkappe 7 kann auf ihrer Außenseite 8 mit einer Kennzeichnung zum Beispiel des Achsenherstellers versehen sein. Die Abdeckkappe 7 besteht vorzugsweise aus Kunststoff, zum Beispiel aus Polyamid.
• Die primäre Aufgabe der Abdeckkappe 7 besteht darin, ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in die Radnabe 5 und insbesondere in deren Wälzlagerung zu vermeiden. Im vorliegenden Fall dient die Abdeckkappe darüberhinaus der Aufnahme einer Einrichtung zur Erfassung der Nabenumdrehungen. Bei einem Nutzfahrzeug und insbesondere einem mehrachsigen Nutzfahrzeug-Anhänger reicht es aus, wenn eine der Abdeckkappen des Fahrzeuges mit einer solchen Einrichtung versehen ist, welche die bisher absolvierte Kilometerleistung des Fahrzeuges anzeigt.
• Die Einrichtung setzt sich in erster Linie zusammen aus elektrisch, magnetisch oder optisch arbeitenden Erfassungsmitteln 10, einer Leiterplatte 11 welche eine elektronische Steuereinheit mit Mikroprozessor aufnimmt, einer von außen sichtbaren Anzeige 12, einer Batterie 13 zur Spannungsversorgung sowie zwei Kontaktelementen 14a, 14b. Die meisten dieser Bauteile sind an der Innenseite der Abdeckkappe 7 angeordnet, und dort in einer Vergussmasse 15, zum Beispiel aus Kunstharz, dauerhaft eingebettet. Die Vergussmasse 15 verhindert ein Eindringen von Feuchtigkeit in die empfindlichen elektronischen Bauteile, insbesondere den Mikroprozessor auf der Leiterplatte 11. Außerdem verhindert die Einbettung der Bauteile in die Vergussmasse, dass die beim Fahren wirksamen Erschütterungen die Bauteile schwächen.
• Die Erfassungsmittel 10 bestehen beim Ausführungsbeispiel aus einem feststehenden, induktiv arbeitenden Geber 17 sowie einem in der Abdeckkappe befestigten und daher mit dieser umlaufenden, induktiven Nehmer 18. Der über eine Signalleitung mit der Leiterplatte 11 verbundene Induktionsnehmer 18 ist vorzugsweise ein sogenannter Reedkontakt. Er ist ebenfalls größtenteils in die Vergussmasse 15 eingebettet. Der Induktionsgeber 17 ist bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel an jenem Sicherungsbolzen 4 befestigt, welcher die zentrale Achsmutter 3 gegen Losdrehen sichert. Der Induktionsgeber 17 benötigt keine eigene Spannungsversorgung, es eignet sich zum Beispiel ein Permanentmagnet. Diesem liegt bei jeder Umdrehung mit einem geringen Spalt F der Induktionsnehmer 18 gegenüber, so dass bei jeder Umdrehung eine Signalabgabe an den Induktionsnehmer 18 erfolgt. Die Verarbeitung dieses elektrischen Signals erfolgt durch die elektronische Recheneinheit 11 der Leiterplatte. In der elektronischen Recheneinheit 11 ist zu diesem Zweck der Reifenumfang des jeweiligen Fahrzeugrades abgespeichert. Aus der Zahl der von dem Induktionsnehmer 18 erfassten Impulse sowie dem Reifenumfang ermittelt der Mikroprozessor der elektronischen Recheneinheit die Summe der gefahrenen Kilometer. Diese werden digital auf der in einer Öffnung der Abdeckkappe 7 angeordneten LED-Anzeige 12 angezeigt.
• Zur Aktivierung der LED-Anzeige 12 dienen die beiden außenliegenden Kontaktelemente 14a, 14b. Werden diese mittels eines metallischen Gegenstandes überbrückt, führt dies zu einem Aktivierungssignal, welches die LED-Anzeige 12 für eine Anzeigedauer von zum Beispiel 10 Sekunden einschaltet. Die Aktivierung der Anzeige über die Kontaktelemente 14a, 14b stellt eine Lösung dar, die den besten Kompromiss aus Alltagstauglichkeit und Vermeidung von Missbrauch darstellt. Die Abfrage der Kilometerleistung ist häufig bei Wartungsarbeiten erforderlich. Dann ist jedoch regelmäßig ein metallisches Werkzeug griffbereit, mit dem sich die aus den elektrischen Kontaktelementen 14a, 14b gebildete Kontaktbrücke schließen lässt. Die Aktivierung ist andererseits nicht so einfach, dass jedermann und zum Beispiel an dem Fahrzeug vorbeigehende Passanten versucht wären, die Anzeige einzuschalten. Hierzu trägt auch bei, dass die Bestimmung der beiden knopfförmigen Kontaktelemente für Nichtfachleute jedenfalls nicht offensichtlich ist.
• In besonders einfacher Weise ist es möglich, das Gerät auf den Abrollumfang des verwendeten Reifens einzustellen. Die hierbei verwendeten Einstellelemente sind der innen in der Abdeckkappe angeordnete Reedkontakt 18 sowie die aus den Kontaktelementen 14a, 14b gebildete Kontaktbrücke. Zur Programmierung des Abrollumfangs wird zum Beispiel wie folgt vorgegangen:
  Herstellerseitig vorgesehen ist eine Grundprogrammierung, welche dem in der Praxis am meisten verbreiteten Abrollumfang von Nutzfahrzeugreifen entspricht. Denn ca. 80 % der über die Straßen der Bundesrepublik Deutschland fahrenden LKW-Schwerlastanhänger weisen Reifen mit demselben Abrollumfang auf. Dieser Abrollumfang ist daher herstellerseitig vorprogrammiert. Zur Programmierung auf einen anderen Abrollumfang wird bei abgenommener Abdeckkappe 7 zunächst der Reedkontakt 18 aktiviert. Sodann wird durch entsprechendes mehrfaches Schließen der vorderseitigen Kontaktbrücke der auf der Anzeige 12 angezeigte Wert solange geändert, bis dort der richtige Abrollumfang erscheint. Die abschließende Bestätigung erfolgt wiederum durch Aktivierung des Reedkontaktes 18. Um hierbei Irrtümer auszuschließen, muss zum Beispiel eine mehrfache hintereinander folgende Betätigung des Reedkontaktes 18 vorgenommen werden, erst dann akzeptiert das System den zuletzt eingestellten Wert, der dann auch endgültig ist und nicht mehr verändert werden kann.

1

Achsschenkel

2

Wälzlager

3

Achsmutter

4

Sicherungsbolzen

5

Radnabe

7

Abdeckkappe

8

Außenseite

10

Erfassungsmittel

11

elektronische Recheneinheit, Leiterplatte

12

Anzeige

13

Spannungsversorgung

14a

Kontaktelement

14b

Kontaktelement

15

Vergussmasse

17

Geber

18

Nehmer, Reedkontakt

S

Spalt

Claims (10)

1. Abdeckkappe für die Radnabe einer Fahrzeugachse, mit einer Einrichtung zur Erfassung der Nabenumdrehungen, einer außen an der Abdeckkappe sichtbaren Anzeige (12), sowie Mitteln zur Umwandlung der erfassten Nabenumdrehungen in einen auf der Anzeige (12) dargestellten Wert, gekennzeichnet durch – elektrische, magnetische oder optische Mittel (10) zur Erfassung der Nabenumdrehungen, bestehend aus einem Geber (17) und einem in der Abdeckkappe angeordneten und mit dieser umlaufenden Nehmer (18), – einer elektronischen Recheneinheit (11) zur Übertragung der mit den Erfassungsmitteln (10) erfassten Nabenumdrehungen in einen Anzeigewert und – einer innen an der Abdeckkappe angeordneten Spannungsversorgung (13) für die Recheneinheit (11) und die Anzeige (12).
2. Abdeckkappe nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch mindestens ein außen daran angeordnetes Schaltelement zum zumindest vorübergehenden Einschalten der Anzeige (12).
3. Abdeckkappe nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Zeitschaltung, welche die eingeschaltete Anzeige (12) nach einem vorgegebenen Zeitintervall abschaltet.
4. Abdeckkappe nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Schaltelement durch zwei elektrisch getrennte, jedoch räumlich nahe beieinander liegende Kontaktelemente (14a, 14b) an der Außenseite der Abdeckkappe gebildet wird, die gemeinsam eine Kontaktbrücke bilden.
5. Abdeckkappe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber (17) und der Nehmer (18) induktiv arbeitende Elemente umfassen.
6. Abdeckkappe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Geber (17) an einem Sicherungselement (4) befestigt ist, welches eine zentrale Achsmutter (3) der Fahrzeugachse gegen Losdrehen sichert.
7. Abdeckkappe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die elektronische Recheneinheit (11) an der Innenseite der Abdeckkappe angeordnet, und in eine Vergussmasse (15) eingebettet ist.
8. Abdeckkappe nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass auch die Spannungsversorgung (13) in die Vergussmasse (15) eingebettet ist.
9. Abdeckkape nach Anspruch 7 oder Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass auch der Nehmer (18) zumindest teilweise in die Vergussmasse (15) eingebettet ist.
10. Abdeckkappe nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzeige (12) eine selbstleuchtende LED-Anzeige ist.