DE102017112077A1

DE102017112077A1 - Polrad eines Antiblockiersystems

Info

Publication number: DE102017112077A1
Application number: DE102017112077.7A
Authority: DE
Inventors: Wolfgang Pahle; Andre Kluftinger
Original assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Current assignee: Knorr Bremse Systeme fuer Nutzfahrzeuge GmbH
Priority date: 2017-06-01
Filing date: 2017-06-01
Publication date: 2018-12-06
Also published as: WO2018219894A1

Abstract

Ein aus Blech bestehendes Polrad eines Antiblockiersystems (ABS) eines Kraftfahrzeuges, mit einem eine Vielzahl in gleichem Winkelabstand zueinander stehende Fensteröffnungen (5) aufweisenden kreisrunden Kranz (4) und einer abgewinkelt dazu angeformten Halterung (6), die verdrehfest an einem in Funktion rotierenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Radnabe (1) oder einer Bremsscheibe (2) gehalten ist, ist so ausgebildet, dass zwischen den Fensteröffnungen (5) radial ausgerichtete, in die der Halterung (6) abgewandte Richtung offene Schlitze (8) vorgesehen sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Polrad eines Antiblockiersystems (ABS) eines Kraftfahrzeuges nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Zur Funktion des Antiblockiersystems wird in den Kraftfahrzeugen ein Drehzahlsignal mit Drehzahlsensoren erfasst, die in axialer Richtung zur Drehachse des Polrades oder unter einem Winkel dazu installiert sind und in Korrespondenz stehen mit dem zugeordneten Polrad bzw. dessen Fensteröffnungen.
Ein gattungsgemäßes Polrad ist in der DE 10 2004 034 361 B3 offenbart. Dabei ist der die Fensteröffnungen aufweisende Kranz radial ausgerichtet, der zugeordnete Drehzahlsensor hingegen in axialer Richtung oder unter einem Winkel dazu.
Dieses bekannte Polrad wird durch Tiefziehen einer Blechtafel zu einem Topf geformt, die Fensteröffnungen gestanzt und der bis dahin geschlossene Boden, der den inneren Bereich bildet, ausgestanzt, so dass sich das Polrad als Ring darstellt.
Allerdings ist mit dieser Fertigungsmethode ein erheblicher Materialverschnitt verbunden, der zu erheblichen Herstellungskosten des Polrades bzw. des Antiblockiersystems führt, zumal aus Gründen der Korrosionsbeständigkeit üblicherweise Blech aus einem nicht rostenden bzw. beschichteten Stahl Verwendung findet.
In der DE 10 2005 034 862 B3 wird vorgeschlagen, das Polrad aus einem Blechstreifen herzustellen, in den die Fensteröffnungen eingestanzt werden und dessen beide Enden bei der Befestigung am fahrzeugseitigen Bauteil, beispielsweise einer Radnabe oder einer Bremsscheibe, miteinander verschweißt werden.
Die Fensteröffnungen sind jedoch so angeordnet, dass der Drehzahlsensor ausschließlich radial positioniert sein kann, was aber aufgrund des beengten zur Verfügung stehenden Bauraums an der vorgesehenen Stelle vielfach nicht möglich ist, so dass nur das gattungsgemäße Polrad einsetzbar ist mit den geschilderten Kostennachteilen bezüglich der Herstellung.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Polrad der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass es einfacher und kostengünstiger herstellbar ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Polrad mit den Merkmalen des Anspruchs 1 oder des Anspruchs 4 gelöst.
Durch diese konstruktive Ausgestaltung kann das Polrad aus einem Blechband gefertigt werden, wobei zunächst die Fensteröffnungen und die Schlitze, die, gemäß der Erfindung zwischen den Fensteröffnungen angeordnet sind, durch Stanzen hergestellt werden.
Nach Anspruch 1 sind die Schlitze durchgehend bis zu einer der Längskanten des Blechbandes offen geführt, so dass die entsprechende Längskante in gleichmäßigen Abständen in ihrem Verlauf unterbrochen ist.
Bevorzugt sind die Schlitze in ihrer Länge so bemessen, dass ihr geschlossenes Ende mit den Fensteröffnungen fluchtet.
Zur Herstellung des Polrades wird das Blechband zu einem Ring gerundet, der umfänglich geschlossen ausgebildet sein kann oder mit daran angeformten Laschen, die der Verbindung mit dem fahrzeugseitigen Bauteil dienen, beispielsweise durch Formschluss, indem sich diese Laschen in einer Nut des Bauteiles, bevorzugt mit einem Hinterschnitt, verklammern.
Nach der Ringbildung wird die Halterung gegenüber dem Kranz abgewinkelt, wobei sich ein Umfangsunterschied zwischen dem Außendurchmesser und dem Innendurchmesser des Kranzes ergibt, der sich in seiner Breite radial erstreckt. Dieser Längenunterschied wird durch die Schlitze ausgeglichen. Voraussetzung dafür, dass das Polrad überhaupt aus einem Blechband gefertigt werden kann.
Dass in dieser Form in seinem Umfang sozusagen geöffnete Polrad, bei dem die beiden benachbarten Enden noch nicht miteinander verbunden sind, wird auf das zylindrische Bauteil, wie die besagte Radnabe oder Bremsscheibe, aufgeschoben, wobei die beiden Enden form- oder stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen, miteinander verbunden werden. Denkbar ist jedoch auch, das Polrad insoweit vorzufertigen, also vor dem Anbringen am Bauteil zu komplettieren, d.h. die beiden Enden miteinander zu verbinden, so dass das Polrad als geschlossener Ring auf das Bauteil aufgeschoben werden kann und daran reibschlüssig oder mittels der erwähnten Laschen befestigt wird.
Der Abstand der Schlitze bzw. der Fensteröffnungen, die im Übrigen eine wahlweise Grundrissform aufweisen können, beispielsweise als Rechtecke, Polygone oder Kreise, ist vom gewünschten Durchmesser des Polrades abhängig. Je nach Vorgabe werden so 2 x 40, 2 x 45 oder 2 x 50 Ausstanzungen entsprechend einer Polradzahl 80, 90 oder 100 vorgenommen, wobei diese Anzahl beispielhaft zu sehen ist, insbesondere da auch Polräder zum Einsatz kommen, deren Anzahl an Fensteröffnungen deutlich größer ist. Eine Beschränkung der Anzahl ist bei dem neuen Polrad nicht gegeben.
Durch die Anordnung der Schlitze wird zwischen jeweils zweien eine Zunge gebildet, in der die Fensteröffnung vorgesehen ist. Die Zungen in ihrer Gesamtheit bilden somit den Kranz.
Nach einem Rundformen des Blechbands werden die entstandenen Zungen unter einem Winkel zur Rotationsachse hin gebogen, wobei die relativ schmalen Zungen nur in einem geringen Umfang in Umfangsrichtung plastisch verformt werden, außer in Biegerichtung zur Rotationsachse hin.
Die Abstände der Zungen zueinander verändern sich nur unwesentlich. Der jeweilige Schlitz wird in einer Form in das Blechband eingebracht, in der er sich vor dem Abwinkeln zur offenen Längsseite des Blechbandes hin erweitert. Nach einem Umbiegen der Zungen sind die beiden den Schlitz begrenzenden Seiten dann im Wesentlichen parallel ausgerichtet.
Im Übrigen können die Fensteröffnungen ebenso wie die Schlitze zur entsprechenden Längskante des Blechbandes offen sein, so dass sich nach einer Stanzung des Blechbandes eine kammartige Konturierung ergibt, mit gebildeten Zinken.
Die geschlossene Kontur der Fensteröffnungen bietet demgegenüber jedoch eine größere Steifigkeit der gebildeten Zunge.
Eine Alternativlösung der gestellten Aufgabe besteht darin, bei einem Polrad, dessen Schlitze eine geschlossene Umfangskontur aufweisen, einen Steg, der den der Halterung abgewandten Endbereich des jeweiligen Schlitzes begrenzt, schmaler und/oder dünner auszubilden als die benachbarten Materialbereiche. Bei einer Rundung des Kranzes wird dieser Steg derart verformt, dass sich eine radiale Ausbauchung ergibt, wodurch der Innenumfang des Kranzes gegenüber der gestreckten Länge des Blechbandes entsprechend verkürzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Es zeigen:

1 ein montiertes Polrad nach dem Stand der Technik in einer geschnittenen perspektivischen Ansicht
2 ein Polrad gemäß Anspruch 1 in einer ebenfalls montierten Stellung
3 einen Teilausschnitt des Polrades nach 2 bzw. das Polrad als Einzelheit
4 einen vergrößerten Ausschnitt des Polrades nach 3
5 ein weiteres Ausführungsbeispiel des Polrades nach Anspruch 1 in einer geschnittenen Seitenansicht bzw. einer Rückansicht auf das Polrad als Einzelheit
6 eine Vorstufe des Polrades in einer Draufsicht
7 ein Polrad gemäß Anspruch 4 in einer Vorderansicht bzw. einer vergrößerten Teilansicht
8 eine Vorstufe des Polrades nach 7 in einer Draufsicht.

In der 1 ist ein an einer Radnabe 1 eines Kraftfahrzeuges befestigtes Polrad 3 nach dem Stand der Technik abgebildet, wobei mit der Radnabe 1 überdies eine Bremsscheibe 2 verbunden ist, gemäß der 1a), während die 1b) einen vergrößerten Ausschnitt des montierten Polrades 3 wiedergibt.
Das Polrad 3 weist einen radial zur Rotationsachse X der Radnabe 1 ausgerichteten Kranz 4 auf, der unter gleichem Winkelabstand zueinander angeordnete, umfänglich verteilte Fensteröffnungen 5 aufweist.
Abgewinkelt zum Kranz 4 ist eine Halterung 6 angeformt, die mit dem zugeordneten Endbereich der Radnabe 1 verbunden ist, beispielsweise reibschlüssig. Wie bereits eingangs zum Stand der Technik erwähnt, wird ein solches Polrad 3 aus einer Blechtafel hergestellt mit den sich daraus ergebenden Nachteilen.
In der 2 ist in perspektivischer Ansicht das gemäß der Erfindung ausgebildete Polrad 3 dargestellt, das in diesem Beispiel ebenfalls mittels der ringförmigen Halterung 6 an der Radnabe 1 gehalten ist. In der 2, ebenso aber auch in den 3 bis 6 ist erkennbar, dass jede Fensteröffnung 5 in eine Zunge 7 eingebracht ist, die beidseitig durch Schlitze 8 begrenzt ist, wobei diese Schlitze 8 zu der der Halterung 6 gegenüberliegenden Umfangskante offen sind.
In der 3a) ist ein Teilausschnitt des montierten Polrades 3 abgebildet, während die 3b) das Polrad 3 als Einzelheit wiedergibt.
Die Herstellung des Polrades 3 erfolgt derart, dass, wie in der 6 erkennbar, in ein Blechband, das von einem Coil abgelängt werden kann, die Schlitze 8 und die Fensteröffnungen 5 ausgestanzt werden unter Beibehaltung eines Streifens, der in Funktion die Halterung 6 bildet.
Im weiteren Verlauf wird das abgelängte und gestanzte Blechband zu einem Ring gebogen.
Danach wird der durch die Schlitze 8 und die Fensteröffnungen 5 definierte Kranz 4 radial abgewinkelt, wobei die Ausrichtung des Kranzes 4 radial nach außen oder radial nach innen vorgesehen sein kann, letzteres in den abgebildeten Beispielen.
In der 6a) ist die gestreckte Länge des Blechbandes dargestellt und in der 6b) ein Abschnitt davon.
Darin ist zu erkennen, dass durch die Fensteröffnung 5, die eine geschlossene Kontur aufweist, eine Zunge 7 gebildet ist, die beidseitig der Fensteröffnung 5 durch Längsstege 12, 13 begrenzt ist, die auf der der offenen Seite des Schlitzes 8 durch einen Verbindungssteg 14 miteinander verbunden sind.
Weiter ist in der 6b) deutlich erkennbar, dass sich der Schlitz 8 zur offenen Seite hin, bezogen auf die Längskante des Kranzes 4 unter einem Winkel α erweitert, während die Fensteröffnung 5 sich gegensinnig, also zur Halterung 6 hin erweitert.
Nach einem Rundformen des Blechbandes werden die Zungen 7 unter einem Winkel zur Rotationsachse X gebogen, so kommt es bei den relativ schmalen Stegen 12, 13 nur zu geringen plastischen Verformungen außer in der gewünschten Biegerichtung. Dadurch verändern sich die Abstände der Stege 12, 13 nur unwesentlich, so dass der Winkel β nahezu unverändert bleibt.
Der entgegengesetzt sich erweiternde Winkel α innerhalb des Schlitzes 8 wird dabei deutlich verkleinert.
Die Geometrie der Ausstanzungen der Schlitze 8 einerseits und der Fensteröffnungen 5 andererseits sind dabei so ausgelegt, dass nach dem Umformen gleiche Winkel erreicht werden und die Öffnungen eine äquidistante Breite haben.
Dadurch weisen auch alle Teilungen, definiert durch die Fensteröffnungen 5 und die Schlitze 8, die gleiche Länge auf einem Teilkreis auf. Im Übrigen kann der Winkel β auch den Winkel Null annehmen. Allerdings haben in diesem Fall die Stege 12, 13 jeweils keine parallelen Kanten, sondern weisen in sich einen Winkel auf. Wichtig dabei ist lediglich, dass in diesem Fall nach einem Umformen der Winkel α ebenfalls Null ist.
Bei dem in der 5 gezeigten Beispiel des Polrades 3, dessen gestrecktes Vorprodukt in der 6 abgebildet ist, sind an die ringförmige Halterung 6 Laschen 9 angeformt, die formschlüssig in die Nabe 1 eingreifen, wozu hier eine Nut 11 vorgesehen ist.
Die Verbindung der beiden Enden des zu einem Ring gebogenen Polrades 3 erfolgt stoffschlüssig, beispielsweise durch Schweißen, entsprechend der Angabe einer Schweißnaht 10 in der 4, die einen vergrößerten Ausschnitt des fertigen Polrades 3 wiedergibt.
In der 7 ist ein Polrad gemäß dem Anspruch 4 dargestellt, bei dem die Schlitze 8 eine geschlossene Umfangskontur aufweisen.
Um die sich beim Runden des Kranzes 4 ergebende geringere Länge des Innenumfangs gegenüber der Länge in gestreckter Lage des Blechbandes ausgleichen zu können, ist ein den der Halterung 6 abgewandten Endbereich des Schlitzes 8 begrenzender Steg 15 schmaler und/oder dünner ausgebildet als der benachbarte Materialbereich. Bei der Rundung des Kranzes ergibt sich durch die Materialverformung des Steges 15 eine radiale Ausbauchung 16, wobei die sozusagen gestauchte Länge des Steges 15 in der Summe aller Stege 15 der verkürzten Länge des Innenumfangs entspricht.
Die 7a) zeigt das Polrad 3 in seiner Gesamtheit, während die 7b) einen vergrößerten Teilausschnitt des Polrades 3 zeigt.
In der 8 ist das gestreckte Vorprodukt des Polrades 3 dargestellt, das aus einem Blechband gebildet ist mit den Ausstanzungen zu den Fensteröffnungen 5 und den Schlitzen 8. Die 8b zeigt einen vergrößerten Teilausschnitt des Vorproduktes nach 8a.
Bezugszeichenliste

1: Radnabe
2: Bremsscheibe
3: Polrad
4: Kranz
5: Fensteröffnung
6: Halterung
7: Zunge
8: Schlitz
9: Lasche
10: Schweißnaht
11: Nut
12: Längssteg
13: Längssteg
14: Verbindungssteg
15: Steg
16: Ausbauchung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102004034361 B3 [0003]
DE 102005034862 B3 [0006]

Claims

Aus Blech bestehendes Polrad eines Antiblockiersystems (ABS) eines Kraftfahrzeuges, mit einem eine Vielzahl in gleichem Winkelabstand zueinander stehende Fensteröffnungen (5) aufweisenden kreisrunden Kranz (4) und einer abgewinkelt dazu angeformten Halterung (6), die verdrehfest an einem in Funktion rotierenden Bauteil des Kraftfahrzeuges, insbesondere einer Radnabe (1) oder einer Bremsscheibe (2) gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Fensteröffnungen (5) radial ausgerichtete, in die der Halterung (6) abgewandte Richtung offene Schlitze (8) vorgesehen sind.
Polrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass jede Fensteröffnung (5) in eine Zunge (7) eingebracht ist, die beidseitig durch Schlitze (8) begrenzt ist.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das geschlossene Ende der Schlitze (8) mit den Fensteröffnungen (5) fluchtet.
Polrad nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1, wobei die Schlitze (8) eine geschlossene Umfangskontur aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Halterung (6) abgewandter, den jeweiligen Endbereich der Schlitze (8) begrenzender Steg (15) schmaler und/oder dünner ist als die benachbarten Bereiche.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) als umfänglich geschlossener Ring ausgebildet ist.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halterung (6) an der dem Kranz (4) abgewandten Umfangskante angeformte Laschen (9) aufweist, die reibschlüssig oder formschlüssig am fahrzeugseitigen Bauteil gehalten sind.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laschen (9) in einer umfänglichen Nut (11) des Bauteils einliegen.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die umfängliche Nut (11) mit einer Hinterschneidung versehen ist.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranz (4) radial zu einer Rotationsachse (X) ausgerichtet ist oder entgegengesetzt dazu.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Schlitze (8) vor einer Abwinklung des Kranzes (4) zum dem der Halterung abgewandten Ende hin erweitern.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Fensteröffnungen (5) in Richtung der Halterung (6) erweitern.
Polrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch die Herstellung aus einem Blechband.