DE102020130414A1

DE102020130414A1 - Radnabenanordnung für ein Fahrzeugrad sowie Polring eines ABS-Sensors

Info

Publication number: DE102020130414A1
Application number: DE102020130414.5A
Authority: DE
Inventors: Andreas Schlimbach; Reiner Siebel
Original assignee: BPW Bergische Achsen KG
Current assignee: BPW Bergische Achsen KG
Priority date: 2020-11-18
Filing date: 2020-11-18
Publication date: 2022-05-19

Abstract

Vorgeschlagen wird eine Radnabenanordnung für ein Fahrzeugrad, mit einer über eine Nabenlagerung drehbar auf einem Achselement angeordneten Radnabe, die fahrzeuginnenseitig in einem Nabenhals endet, dessen Innenumfang eine Öffnung für den zentralen Durchtritt des Achselements definiert und auf dessen Außenumfang ein Befestigungsabschnitt (7) eines Polrings (8) eines ABS-Sensors montiert ist. Ein Impulsgeberabschnitt (10) erstreckt sich von dem Befestigungsabschnitt (7) zu der Radnabenachse (A). Um eine Lösung für eine vereinfachte und zerstörungsfreie Demontage des Polrings und ohne den Einsatz von Spezialwerkzeug zu schaffen, ist der Nabenhals (3) versehen- mit einem koaxial zu der Radnabenachse (A) sich erstreckendem Polringsitz (12), auf dem sich der Befestigungsabschnitt (7) mit seiner Innenseite radial abstützt,- und mit einem um den Nabenhals (3) herumführenden und gegenüber dem Polringsitz (12) zur Radnabenachse hin abgesenkten Werkzeugeingriffsbereich (13).Der Befestigungsabschnitt (7) weist Aussparungen (14) auf, die über den Umfang des Befestigungsabschnitts (7) verteilt angeordnet sind und uneinheitliche Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisen, wobei die dem Impulsgeberabschnitt (10) axial nächstgelegene Aussparung (14) den Werkzeugeingriffsbereich (13) zumindest teilweise radial überdeckt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radnabenanordnung für ein Fahrzeugrad, mit einer über eine Nabenlagerung drehbar auf einem Achselement angeordneten Radnabe, die fahrzeuginnenseitig in einem Nabenhals endet, dessen Innenumfang eine Öffnung für den zentralen Durchtritt des Achselements definiert und auf dessen Außenumfang ein Befestigungsabschnitt eines Polrings eines ABS-Sensors montiert ist, wobei Bestandteil des Polrings ein einstückig mit dem Befestigungsabschnitt ausgebildeter Impulsgeberabschnitt ist, der sich von dem Befestigungsabschnitt zu der Radnabenachse hin erstreckt.
Eine gattungsgemäße Radnabenanordnung mit Polring ist aus der DE 10 2011 084 261 A1 bekannt. Die Radnabe ist über eine Nabenlagerung drehbar auf einem drehfesten Achselement angeordnet und endet fahrzeuginnen in einem Nabenhals, dessen Innenumfang eine Öffnung für den zentralen Durchtritt des Achselements, auf dem die Radnabe drehgelagert ist, definiert. Der Außenumfang des Nabenhalses ist dazu ausgebildet, den Polring eines ABS-Sensors zu befestigen. Hierzu ist der Polring mit einem Befestigungsabschnitt versehen, der auf dem Außenumfang des Nabenhalses abgestützt, bzw. dort aufgeklemmt ist. Bestandteil des Polrings ist ferner ein zu dem Befestigungsabschnitt des Polrings einstückiger Impulsgeberabschnitt, der sich, ausgehend von dem Befestigungsabschnitt, zu der zentralen Achse der Radnabe hin erstreckt. Auf dem Impulsgeberabschnitt ist der Polring mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Schlitzen versehen. Der ABS-Sensor ist im Bereich des Achselements so befestigt, dass er den Schlitzen exakt gegenüberliegt, und so die Drehgeschwindigkeit des Polrings sensiert und in ein entsprechendes Steuersignal eines Antiblockiersystems einer Fahrzeugbremse oder, im Falle einer angetriebenen Fahrzeugachse, in ein Steuersignal einer Antriebsschlupfregelung überführt.
Eine ähnlich aufgebaute Anordnung aus einer Radnabe und einem daran befestigten Polring ist z. B. aus der DE 10 2014 106 519 A1 bekannt.
Gemeinsam ist den Radnabenanordnungen aus dem Stand der Technik, dass der Nabenhals jeweils einen Polringsitz aufweist, auf den der Polring durch entsprechende Vorrichtungen in axialer Bewegung aufgepresst wird. Folglich sind die Polringe ausschließlich reibschlüssig auf dem Nabenhals gehalten. Bei einer Demontage der Radnabenanordnung und einer einhergehenden Entfernung des Polrings von dem Nabenhals, wird eine entsprechende Vorrichtung benötigt, um eine zerstörungsfreie Demontage des Polrings zu ermöglichen. Beispielsweise kann eine speziell hierfür konstruierte Abziehvorrichtung axial an der Stirnseite des Befestigungsabschnitts oder an einer innenseitigen Umbördelung des Polrings angelegt werden, woraufhin der Polring von der Radnabe abgezogen werden kann.
Der Erfindung liegt die A u f g a b e zugrunde, eine Lösung für eine vereinfachte und zerstörungsfreie Demontage des Polrings und ohne den Einsatz von Spezialwerkzeug zu schaffen.
Zur Lösung wird zum einen eine einen Polring beinhaltende Radnabenanordnung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, und zum anderen ein Polring mit den Merkmalen des Anspruchs 10 vorgeschlagen.
Die Radnabenanordnung ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenhals an seinem Außenumfang versehen ist

- mit einem koaxial zu der Radnabenachse sich erstreckendem Polringsitz, auf dem sich der Befestigungsabschnitt mit seiner Innenseite radial abstützt,
- und mit einem um den Nabenhals herumführenden und gegenüber dem Polringsitz zur Radnabenachse hin abgesenkten Werkzeugeingriffsbereich,

Der Polring ist dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt Aussparungen aufweist, die über den Umfang des Befestigungsabschnitts versetzt angeordnet sind und uneinheitliche axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt aufweisen, wobei die Aussparungen als in Umfangsrichtung sich erstreckende Schlitze ausgebildet sind.
Mit der erfindungsgemäßen Radnabenanordnung wird eine vereinfachte und zerstörungsfreie Demontage des Polring von dem Radnabenhals ermöglicht. Aufgrund der den Werkzeugeingriffsbereich zumindest teilweise überdeckenden Aussparung ist es möglich, ein Standartwerkzeug, beispielsweise einen Schlitzschraubendreher, durch die dem Impulsgeberabschnitt axial nächstgelegene Aussparung zu führen und die Werkzeugspitze im Werkzeugeingriffsbereich zu arretieren, wobei der Werkzeugschaft gegen die Aussparung anliegt. Durch eine Hebelbewegung des Werkzeugs ist es dann möglich, den Polring ein Stück von dem Polringsitz herunter zu drücken. Die über den Umfang des Befestigungsabschnitts versetzt angeordneten Aussparrungen weisen uneinheitliche axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt auf, so dass, wenn der Hebelweg einer Aussparung zum Werkzeugeingriffsbereich durch das axiale Verschieben des Polringes auf dem Radnabenhals ausgeschöpft ist, sich bereits mindestens eine weitere Aussparung optimal über dem Werkzeugeingriffsbereich befindet. Mithin überdeckt jetzt diese nächste Aussparung den Werkzeugeingriffsbereich zumindest teilweise radial, wobei das Hebelwerkzeug nun in diesen Bereich umgesteckt und der oben genannte Hebelvorgang wiederholt wird. Folglich sind dementsprechend viele Aussparungen in dem Befestigungsabschnitt ausgebildet, dass ein vollständiges Abhebeln des Polrings von dem Radnabenhals möglich ist.
Bevorzugt weist eine Aussparung jeweils eine ihr in Bezug auf die Polringachse gegenüberliegende Aussparung auf, wobei die Aussparungspaare untereinander uneinheitliche axiale Abstände zu den Impulsgeberabschnitt aufweisen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform sind zwei ein Aussparungspaar bildende Aussparungen in Bezug auf die Polringachse einander gegenüberliegend angeordnet und weisen denselben axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt auf, wobei dieser axiale Abstand geringer ist, als der anderer Aussparungen. Mit anderen Worten sind auch zwei Aussparungen mit identischer axialer Position, bezogen auf die Polringachse, gegenüberliegend auf der Umfangsfläche des Befestigungsabschnitts ausgebildet sein. Gemäß dieser Ausführungsform ist es möglich, beidseitig jeweils ein Hebelwerkzeug anzusetzen, wobei ein mögliches Verkanten des Polrings auf dem Radnabenhals gegenüber einem Hebel von nur einer Seite verringert wird.
Bevorzugt sind zwei weitere, ebenfalls ein einander gegenüberliegendes Aussparungspaar bildende und den geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt aufweisende Aussparungen vorhanden, wobei die Aussparungen der so vorhandenen beiden Aussparungspaare in 90°-Winkelabständen zueinander versetzt um die Polringachse herum angeordnet sind. Somit sind die Aussparungen mit identischen Winkelabständen zueinander auf dem Umfang des Befestigungsabschnitts gleichmäßig angeordnet. Wird die Anzahl der Aussparungspaare mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt erhöht, wird deren Verteilung dementsprechend angepasst, um eine gleichmäßige Anordnung der Aussparungen beizubehalten. Ferner ist jedoch auch eine Verteilung der Aussparungspaare mit verschiedenen Winkelabständen entlang des Befestigungsabschnitts denkbar.
Möglich ist auch, dass andere Aussparungspaare mit einem größeren axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt alternativ oder zusätzlich auch mehrpaarig ausgebildet sind.
Bevorzugt sind zwischen den zwei Aussparungspaaren mit dem identischen und geringsten axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt andere Aussparungspaare mit größeren axialen Abständen zu dem Impulsgeberabschnitt angeordnet. Auch diese Aussparungspaare sind mit gleichmäßigen Winkelabständen entlang des Befestigungsabschnitts verteilt, wobei auch hier eine Verteilung mit ungleichmäßigen Winkelabständen zwischen den Aussparungspaaren denkbar ist.
Vorzugsweise ist der Werkzeugeingriffsbereich als eine Stufe am fahrzeugseitigen Ende des Nabenhals ausgebildet. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Nabe im Bereich des Polringsitzes um ein rotationssymmetrisches Bauteil mit einer zylindrischen Außenfläche, an die sich nach fahrzeuginnen ein Absatz, also eine Umfangsfläche mit reduziertem Radius, anschließt.
Alternativ ist der Werkzeugeingriffsbereich als eine umlaufende Nut im Bereich des Polringsitzes ausgebildet, wobei sich hier der Werkzeugeingriffsbereich auf der zylindrischen Außenfläche des Polringsitzes befindet, allerdings nicht als ein Absatz, sondern als eine umlaufende Nut, welche den Polringsitz in zwei zylindrische Längsabschnitte unterteilt.
Wie zuvor erwähnt sind die Werkzeugeingriffsbereiche dazu ausgebildet, die Spitze, bzw. ein Ende eines als Hebel dienenden Standartwerkzeugs aufzunehmen und als Fixpunkt für eine Hebelbewegung zu dienen, mit dem Zweck, den aufgepressten Polring zerstörungsfrei ein Stück weit von dem Radnabenhals herunter zu schieben.
Um eine Demontage, bzw. einen Austausch eins Polrings von einer Radnabe zu erleichtern, weisen die Aussparungen mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt eine zu allen anderen Aussparungen abweichende Kontur auf. Diese Aussparungen liegen bei montiertem Polring dem Werkzeugeingriffsbereich am nächsten, wobei sie diesen teilweise überdecken. Diese Aussparungen dienen als erster Eingriffsbereich für die Hebelwerkzeuge, um diese an der Anlagefläche des Nabenhalses abzustützen. Anhand der abweichenden Kontur der Aussparungen mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt, ist es für einem Monteur leicht erkennbar, in welche Aussparungen als erstes die beiden Hebelwerkzeuge eingeführt werden müssen, so dass ein zeitaufwändiges Ausprobieren, bzw. Suchen eingespart wird.
Bevorzugt weisen die Aussparungen mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt alternativ oder zusätzlich Markierungen auf, die unterschiedlich sind zu den Markierungen an allen anderen Aussparungen. Mit anderen Worten können die Aussparungen auch mit Markierungen versehen sein, die dem Monteur direkt zu erkennen geben, in welcher Reihenfolge das, bzw. die Hebelwerkzeuge in die verschiedenen Aussparungen einzuführen sind. Beispielsweise kann es sich bei diesen Markierungen um eine Nummerierung in arabischen oder lateinischen Zahlen oder um eine Buchstabenfolge handeln.
Bevorzugt ist der Polring auf den Polringsitz der Radnabe axial aufgepresst, und dort ausschließlich reibschlüssig gehalten. Vorzugsweise sind der Polringsitz und der Werkzeugeingriffsbereich spanend bearbeitet und mit einer Rostschutzschicht versehen. Da sowohl Staub, als auch Feuchtigkeit durch den Fahrbetrieb in den Bereich des Polringsitzes gelangen, wird die Aufbringung einer Rostschutzschicht auf mindestens dem Polringsitz vorgeschlagen, um die Langlebigkeit der Radnabe zu erhöhen, sowie ein Festrosten des Polrings an der Radnabe zu vermeiden, was eine Demontage erschweren würde.
Bevorzugt ist der Polring ein Stanz-Biegeteil aus Metallblech, wobei vorzugsweise die gestanzten Aussparungen entlang ihrer Kontur eine nach außen gerichtete Falzkante aufweisen. Mit anderen Worten ist die durch die Stanzung an der Aussparung ausgebildete Falzkante auf der von der Anlagefläche abgewandten Seite des Befestigungsabschnitts ausgebildet. Die Herstellung des Polrings aus Metallblech birgt sowohl den Vorteil einer kosteneffizienten Produktion, als auch dass der Polring verhältnismäßig flexibel ist und sich daher für eine entsprechende Presspassung anbietet. Mithin ist somit keine Umfangreiche Bearbeitung des Polringsitzes nötig, die über den oben genannten Arbeitsschritt hinaus geht. Ferner ist es von Vorteil, die bei der Stanzung entstehende Falzkante, abgewandt von der Anlagefläche des Polringsitzes auszubilden, um ein erleichtertes Gleiten bei der Montage oder Demontage des Polrings auf oder von dem Nabenhals zu ermöglichen. Mithin wird eine Beschädigung des Rostschutzes durch eine scharfkantige Falzkante so vermieden.
Mit weiteren Ausgestaltungen wird für den Polring vorgeschlagen, dass dessen axiale Abstützung ausschließlich an einer zwischen dem Innenumfang und dem Außenumfang des Nabenhalses ausgebildeten Stirnfläche erfolgt, und dass für eine hohe mechanische Festigkeit des Polrings dessen Impulsgeberabschnitt an seinem Innenrand mit einer verstärkenden Umbördelung versehen ist. Die Umbördelung ist, neben der für gröbere Partikel nicht mehr passierbaren Restöffnungsbreite des Polrings gegenüber dem Achselement, auch dazu eingerichtet, als Anlagefläche für ein Spezialwerkzeug zu dienen, um eine Demontage auch auf herkömmliche Weise ausführen zu können.
Vorzugsweise ist der Impulsgeberabschnitt mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Öffnungen, vorzugsweise Schlitzen, versehen, wobei zumindest einige der Öffnungen bzw. Schlitze eine Erstreckung nach außen hin aufweisen, die mindestens bis zum Radius des Innenumfangs des Nabenhalses reicht. Besonders bevorzugt weisen die Öffnungen, vorzugsweise Schlitze, unterschiedliche radiale Erstreckungen auf, wobei die Erstreckung die für die Sensierung durch den ABS-Sensor notwendige Erstreckung ist, wobei die Erstreckung nach außen hin zwischen 2 und 10mm größer ist, als die für den ABS-Sensor nötige Erstreckung.
Auf diese Weise wird erreicht, dass in den Bereich hinter dem Polring eingedrungenes Schmutzwasser oder auch kleine Partikel durch die nach außen hin verlängerten Öffnungen bzw. Schlitze auch wieder austreten kann, und zwar selbst dann, wenn sich der betreffende Umfangsabschnitt des Polrings bzw. der Radnabe unten befindet.
Weitere die Erfindung verbessernde Maßnahmen werden nachstehend gemeinsam mit der Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt:

1 einen Schnitt durch eine drehbar auf einem zentralen Achselement gelagerte Radnabe mit dem daran befestigtem Polring, wobei zusätzlich ein ABS-Sensor wiedergegeben ist;
1a eine vergrößerte Teildarstellung der Gegenstände nach 1 im Bereich des Nabenhalses der Radnabe;
2 eine perspektivische Ansicht des Polrings gemäß einer ersten Ausführungsform;
3 eine perspektivische Ansicht des Polrings gemäß einer zweiten Ausführungsform;
4 eine stark schematische Seitenansicht nur des Nabenhalses der Radnabe mit derart aufgepresstem Polring zur Verdeutlichung des Zusammenspiels von Aussparungen und darunter angeordnetem Werkzeugeingriffsbereich;
5 eine schematische Schnittdarstellung der Radnabe mit aufgepresstem Polring sowie dem arretierten Hebelwerkzeug, zur Darstellung des Hebelmechanismus;
6 eine perspektivische Ansicht des Polrings gemäß einer dritten Ausführungsform.

Gemäß der 1 und 1a, wobei die 1a eine vergrößerte Teildarstellung der Gegenstände nach 1 im Bereich des Nabenhalses 3 der Radnabe 2 darstellt, zeigen die Figuren einen Schnitt durch eine Radnabenanordnung, in montiertem Zustand, mit einer über eine Nabenlagerung drehbar auf einem Achselement 1 angeordneten Radnabe 2. Zwei solche Achselemente 1 befinden sich vorzugsweise an den Enden eines langgestreckten, von der einen bis zur anderen Fahrzeugseite reichenden Achskörpers.
Ferner ist das Achselement 1 als ein sich nach fahrzeugaußen hin verjüngendes Achselement gestaltet, auf dem Lagersitze für ein inneres Wälzlager 20a und ein äußeres Wälzlager 20b einer Wälzlagerung ausgebildet sind. Auf der so im Nabeninneren angeordneten Wälzlagerung ist die Radnabe 2 also frei drehbar gelagert.
An einem äußeren Flansch 21 der Radnabe 2 kann auf einer Seite eine Bremsscheibe 22, und auf der gegenüberliegenden Seite das nicht dargestellte Fahrzeugrad mittels Radbolzen 23 befestigt sein. Hierzu befinden sich in dem Flansch 21 der Radnabe 2 Befestigungen mit Bohrungen zum Hindurchstecken der Radbolzen 23. Eine solche Radbefestigung und -lagerung eignet sich vor allem für nichtangetriebene Fahrzeugachsen, z. B. mitlaufenden Achsen von Lkw-Anhängern.
Das Achselement 1 weist einwärts des inneren Wälzlagers 20a eine Stufe auf. Gegen die Stufe stützt sich der Innenring des Wälzlagers 20a unter axialer Zwischenlage eines Rings 24 ab. Der Ring 24 ist wegen seiner Abstützung gegen das Achselement feststehend ausgebildet. Der Außenrand des Rings 24 weist einen geringen radialen Abstand gegenüber dem Innenumfang 4 der Radnabe 2 auf.
Weiter fahrzeuginnenseitig ist am Innenumfang 4 der Radnabe 2 eine umlaufende Nut ausgebildet, in die ein Sicherungsring 25 eingesetzt ist. Dieser bildet einen radialen Vorsprung im Vergleich zum Innenumfang 4 der Radnabe 2, mit dessen Hilfe sich die Nabe 2 einschließlich der Nabenlagerung als Einheit nach außen hin von dem Achselement 1 herunterziehen lässt.
Fahrzeuginnenseitig, d. h. zur Fahrzeugmitte hin, ist die Wälzlagerung 20a, 20b durch eine in Verlängerung des Wälzlagers 20a angeordnete Dichtung 26 abgedichtet. Die Dichtung 26 umfasst den bereits erwähnten starren Ring 24 und außerdem eine zweiteilig aufgebaute Anordnung aus einem Innenring und einem Außenring. Innenring und Außenring sind so zueinander angeordnet, dass in axialer Richtung eine Verschachtelung erreicht wird.
Das innere Wälzlager 20a und das äußere Wälzlager 20b bilden gemeinsam mit der aus dem Ring 24, dem Innenring und dem Außenring bestehende Dichtung 26 die Nabenlagerung der Radnabe 2. Eine Besonderheit dieser Nabenlagerung besteht darin, dass sie sich gemeinsam mit der Radnabe 2 und der Wälzlagerung 20a, 20b nach fahrzeugaußen von dem Achselement 1 abziehen lässt. Das Grundprinzip hierzu ist in der EP 0 407 719 B1 beschrieben. Beim Abziehen wird die Dichtung 26 der Nabenlagerung durch den innen an der Radnabe 2 fixierten und als radialer Vorsprung dienenden Sicherungsring 25 hintergriffen. Dies ist möglich, da der Außendurchmesser der Dichtung 26 größer ist, als der Innendurchmesser des Sicherungsrings 25. Beim Abziehen der Radnabe 2 gelangt der Sicherungsring 25 gegen den Außenring, dieser überträgt die Zugkräfte seinerseits axial auf den Ring 24, wodurch wiederum der Ring 24 die Axialkraft auf das Wälzlager 20a überträgt, und alle diese Teile mitgenommen werden. Ist die Radnabe 2 von dem Achselement 1 abgezogen, lassen sich nach Lösen des Sicherungsrings 25 alle Teile der Nabenlagerung aus der Radnabe 2 herausziehen, d. h. die Wälzlagerung 20a, 20b, der Ring 24 und die mehrteilige Dichtung 26.
Als Bestandteil einer elektrischen Vorrichtung zur Drehzahl- und/oder Drehrichtungserkennung ist an dem Achselement 1 ein z. B. induktiv arbeitender ABS-Sensor befestigt. Der ABS-Sensor 6 sitzt relativ stramm in einer den Sensor umgebenden Montagehülse 27, die ihrerseits starr an oder in dem Achselement 1 befestigt ist.
Dem ABS-Sensor 6 direkt und mit sehr kurzem Abstand gegenüberliegend ist an der Radnabe 1 ein Polring 8 montiert, der also mit der Radnabe 1 umläuft und Bestandteil der Sensoranordnung und der Radnabenanordnung ist. Z.B. ist der Polring 8 ein Stanz-Biegeteil aus Metallblech.
Die Radnabe 2 weist zur Montage des Polrings 8 fahrzeuginnenseitig einen Nabenhals 3 mit einem gegenüber dem radseitigen Radnabenteil verringertem Radius auf.
Die 1a zeigt genauer, dass der Nabenhals 3 mit seinem Innenumfang 4 eine Öffnung 5 für den zentralen Durchtritt des Achselements 1 definiert, wobei der Außenumfang 11 des Nabenhalses 3 als ein Polringsitz 12, zur Aufnahme eines Befestigungsabschnitts 7 des Polrings 8 ausgebildet ist. Der Polring 8 ist auf den Polringsitz 12 durch axiales Aufschieben aufgepresst, und dort ausschließlich reibschlüssig gehalten.
Ein weiterer Bestandteil des Polrings 8 ist ein einstückig mit dem Befestigungsabschnitt 7 ausgebildeter Impulsgeberabschnitt 10, der sich von dem Befestigungsabschnitt 7 zu der Radnabenachse A hin erstreckt. An seinem radial inneren Rand ist der Impulsgeberabschnitt 10 mit einer Umbördelung 18 versehen, die zu einer Verstärkung des Polrings 8 gegenüber Biegebelastungen führt, was für den Montage- sowie den Demontageprozess der Radnabenanordnung von Vorteil ist.
Eine axiale Abstützung des Polrings 8 findet ausschließlich an einer zwischen dem Innenumfang 4 und dem Polringsitz 12, vorzugsweise spanend bearbeitet, ausgebildeten Stirnfläche 17 des Nabenhalses 3 statt. Dies führt zu einem sehr genauen Planlauf des Polrings 8, und damit zu einem exakten Sensorsignal. Zudem führt dieser Ort der axialen Abstützung zu einer verbesserten Festigkeit des Polrings 8, da dieser Biegebelastungen während des Montage- und Demontageprozesses besser aufnehmen bzw. aushalten kann.
Der Nabenhals 3 ist von solcher Länge, dass er innen zumindest Teile der mehrteiligen Nabenlagerung aufnimmt, nämlich die Dichtung 26, den Ring 24 sowie eventuell das innere Wälzlager 20a. Um die axiale Länge des Nabenhalses 3 und damit auch die axiale Gesamtlänge der Radnabe 2 trotzdem gering zu halten, wird der Polring 8 nicht am Innenumfang 4 des Nabenhalses 3 befestigt, wo bereits die Nabenlagerung und der Sicherungsring 25 angeordnet sind und entsprechend Platz beanspruchen. Stattdessen erfolgt die Befestigung des Polrings 8 auf dem Außenumfang 11 des Nabenhalses 3. Hierbei reicht, in Nabenlängsrichtung betrachtet, der Befestigungsabschnitt 7 bis über die Dichtung 26 der Nabenlagerung hinüber.
Der Nabenhals 3 ist an seinem Außenumfang 11 mit einem um den Nabenhals 3 herumführenden und gegenüber dem Polringsitz 12 zur Radnabenachse A hin abgesenkten Werkzeugeingriffsbereich 13 versehen. Insbesondere ist der Werkzeugeingriffsbereich 13 im Bereich des Polringsitzes 12 als eine Stufe am fahrzeugseitigen Ende des Nabenhals 3 ausgebildet. Mit anderen Worten reduziert sich der Außenradius des Nabenhalses 3 vom Polringsitz 12 zum Werkzeugeingriffsbereich 13 um einen bestimmten Wert.
Ferner, aber nicht dargestellt, kann der Werkzeugeingriffsbereich 13 auch als eine umlaufende Nut im axialen Bereich des Polringsitzes 12 ausgebildet sein, wobei dann an der fahrzeugseitigen Stirnseite nur eine schräge Fase ausgebildet ist.
Sowohl der Polringsitz 12 als auch der Werkzeugeingriffsbereich 13 sind ebenfalls spanend bearbeitet und mit einer Rostschutzschicht versehen, da beide Bereiche den Umwelteinflüssen, insbesondere der Feuchtigkeit ausgesetzt sind.
In den 2 und 3 sind jeweils ausschließlich die Polringe 8 der Radnabenanordnung dargestellt wobei in 2 eine erste Ausführungsform und in 3 eine zweite Ausführungsform eines Polrings 8 vorgeschlagen werden. Gemäß den beiden Figuren, ist der Impulsgeberabschnitt 10 mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Öffnungen, vorzugsweise Schlitzen 19, 19L, versehen. Einige der Öffnungen bzw. Schlitze 19, 19L weisen zumindest eine Erstreckung RL nach außen hin auf, die mindestens bis zum Radius des Innenumfangs 4 des Nabenhalses 3 reicht. Dabei ist die Erstreckung R, die für die Sensierung durch den ABS-Sensor die notwendige Erstreckung, wobei die Erstreckung RL nach außen hin zwischen 2 und 10mm größer ist, als die Erstreckung R.
Die längeren Öffnungen bzw. Schlitze 19L weisen eine solche radiale Erstreckung RL nach außen hin auf, dass sie bis zu dem größten Radius des stirnseitig ausgebildeten Werkzeugeingriffsbereich 13 oder bis zu der nicht dargestellten stirnseitigen Fase reichen. Im Nabeninneren angesammeltes Schmutzwasser und kleinere Schmutzpartikel können daher in jedem Fall durch die nach außen hin verlängerten Abschnitte der Öffnungen bzw. Schlitze 19L wieder austreten, was im Fahrbetrieb durch die Zentrifugalkräfte begünstigt wird. Alle anderen Öffnungen bzw. Schlitze 19 hingegen weisen, damit der Polring 8 eine möglichst hohe mechanische Festigkeit beibehält, nur eine Länge und insbesondere eine Erstreckung R nach außen auf, die nicht größer ist, als dies für die sichere Sensierung durch den Sensor 6 technisch erforderlich ist. Über die kürzeren Öffnungen bzw. Schlitze 19 erfolgt keine nennenswerte Entwässerung des Nabeninneren.
Beide Ausführungsformen weisen auf ihren Befestigungsabschnitten 7 Aussparungen 14, in Form von radialen Schlitzen auf, die über den Umfang des Befestigungsabschnitts 7 verteilt angeordnet sind und uneinheitliche, axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt 10 aufweisen. Gemäß der 2 und 3 sind jeweils sechs Aussparungen 14 pro Polring 8 ausgebildet, wobei deren Anzahl, je nach Anwendungsfall, auch höher oder niedriger sein kann. Ferner sind gemäß den Figuren, die radialen Abstände der Aussparungen 14 zueinander identisch, wobei diese auch verschieden beabstandet ausgebildet sein können.
Gemäß der 2, die eine perspektivische Ansicht des Polrings 8 nach einer ersten Ausführungsform wiedergibt, sind die Aussparungen 14 jeweils paarweise ausgebildet, wobei eine Aussparung 14 jeweils eine ihr in Bezug auf die Polringachse A gegenüberliegende Aussparung 14 aufweist. Die Aussparungspaare weisen untereinander uneinheitliche axiale Abstände zu den Impulsgeberabschnitt 10 auf, wobei ein Paar am unteren Rand des Befestigungsabschnitts 7 hin zum Flansch 21, ein zweites entgegengesetzt, am oberen Rand, hin zum Impulsgeberabschnitt 10 und das dritte Paar dazwischenliegend ausgebildet ist.
Die Aussparungen 14 der zweiten Ausführungsform, gemäß 3, die ebenfalls eine perspektivische Ansicht des Polrings 8 darstellt, zeigt eine von 2 abweichende Verteilung der Aussparungen 14. In dieser Ausführungsform sind die Aussparungen 14 jeweils mit einem eignen axialen Abstand über die Außenumfangsfläche des Befestigungsabschnitts 7 verteilt. Daraus ergeben sich somit sechs Aussparungen 14 mit jeweils einer eigenen axialen Position zwischen dem oberen und unteren Rand. Dabei sind die Aussparungen 14 so zueinander angeordnet, dass die jeweils benachbarten Aussparungen 14 den jeweils geringsten axialen Abstand zu der mittigen Aussparung 14 aufweisen. Folglich kann von einer Spiralform, in der die Aussparungen 14 auf dem Befestigungsabschnitt 7 angeordnet sind, gesprochen werden.
4 offenbart eine schematische Seitenansicht der Radnabe 2 mit aufgepresstem Polring 8, zur Verdeutlichung des Zusammenspiels von axial versetzt ausgebildeten Aussparungen 14 und dem am stirnseitigen Ende des Nabenhalses 3 ausgebildeten Werkzeugeingriffsbereich 13. Zu erkennen sind drei Aussparungen 14, 14a mit jeweils unterschiedlicher axialer Position auf dem Befestigungsabschnitt 7, wobei nur die dem Impulsgeberabschnitt 10 axial nächstgelegene Aussparung 14a den Werkzeugeingriffsbereich 13 zumindest teilweise radial überdeckt. Die Überdeckung ist in axialer Richtung so groß, dass der insoweit noch zugängliche Werkzeugeingriffsbereich 13 genügend Platz bietet, um ein Ende eines Hebelwerkzeugs 28 aufzunehmen.
5 zeigt eine schematische Schnittdarstellung der Radnabe 2 mit aufgepresstem Polring 8 sowie einem arretierten Hebelwerkzeug 28, zur besseren Darstellung des Hebelmechanismus. Das Hebelwerkzeug 28 ist mit seinem Ende in die Aussparung 14a geführt und kommt zugleich an dem Werkzeugeingriffsbereich 13 und an einer stirnseitigen Anlage 32 des Werkzeugeingriffsbereichs 13 zum Anliegen. Wird nun das Hebelwerkzeug 28 angezogen, wobei es an der Anlage 32 aufliegt und um diesen Bereich schwenkt, kommt das Hebelwerkzeug 28 fahrzeugseitig ebenfalls mit seinem Hebelarm 29 an der Wand 31 der Aussparung 14a zum Anliegen. Mit anderen Worten handelt es sich bei der Wand 31 um die dem Impulsgeberabschnitt 10 nächstliegende Längskante der Aussparung 14,14a. Wird die Hebelbewegung des Hebelarms 29 fortgesetzt, wird eine Kraft auf den Polring 8 ausgeübt, die die Kraft des Reibschlusses zwischen dem Polring 8 und dem Polringsitz 12 übersteigt, sodass sich dieser in Fahrzeugrichtung zumindest etwas verschiebt.
Ist der Hebelweg ausgereizt, hat sich eine zweite Aussparung 14, gemäß 4, optimal zum Werkzeugeingriffsbereich 13 positioniert, um den zuvor genannten Schritt zu wiederholen. Die Aussparungen 14, 14a sind in ihrer Position und Anzahl so gewählt, dass spätestens bei Ausführen des oben genannten Vorgangs in der letzten Aussparung 14, die auch die am nächsten zum unteren Rand des Befestigungsbereiches 7 ist, der Polring 8 von dem Polringsitz 12 gleitet.
In 6 wird eine weitere, dritte Ausführungsform des Polrings 8 vorgeschlagen, die teilweise aus dem Polring der ersten Ausführungsform abgeleitet ist. Gemäß der dritten Ausführungsform sind sowohl die Aussparungen 14a als auch die weiteren Aussparungen 14 jeweils paarweise in dem Befestigungsabschnitt 7 ausgebildet, wobei jeweils die eine Aussparung des Paars der anderen Aussparung des Paars in Bezug auf die Polringachse A genau gegenüberliegt. Bei dieser Ausführungsform werden bevorzugt zwei Hebelwerkzeuge 28 gleichzeitig angesetzt, wodurch jegliches Verkanten des Polrings bei dessen Abziehen von der Radnabe 2 ausgeschlossen ist.
Die zwei Aussparungen jedes Aussparungspaars weisen denselben axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt 10 auf. Dabei ist mindestens ein und sind vorzugsweise zwei Aussparungspaare, die aus Aussparungen 14a zusammengesetzt sind, am oberen Rand des Befestigungsabschnitts 7 nahe zum Impulsgeberabschnitt 10 angeordnet. Ein weiteres Aussparungspaar ist nahe des anderen, unteren Randes des Befestigungsabschnitts 7, und ein nochmals weiteres Aussparungspaar ist in einer axialen Position zwischen den genannten Aussparungspaaren angeordnet.
Natürlich können noch zusätzliche Aussparungspaare mit jeweils weiteren axialen Positionen am Befestigungsabschnitt 7 angeordnet sein.
Die Aussparungen 14a des Aussparungspaars und vorzugsweise der zwei Aussparungspaare, die nahe zum oberen Rand und damit nahe zum Impulsgeberabschnitt 10 ausgebildet sind, weisen den geringsten axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt 10 auf, im Vergleich zu allen anderen Aussparungen 14.
In der besonders bevorzugten Ausgestaltung sind die vier Aussparungen 14a der zwei Aussparungspaare mit dem geringsten axialen Abstand zum Impulsgeberabschnitt in 90°-Winkelabständen zueinander um die Polringachse A herum angeordnet. In dieser besonders bevorzugten Ausgestaltung befinden sich die vier auf zwei Paare verteilten Aussparungen 14a auf Umfangspositionen, die zum Beispiel 0°, 90°, 180° und 270° betragen. Das erste weitere Aussparungspaar befindet sich dann auf Umfangspositionen von 45° und 225° und das nochmals weitere Aussparungspaar auf Umfangspositionen von 135° und 315°.
Die Aussparungen 14a der ein oder zwei Aussparungspaare mit dem geringsten axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt 10 können eine gegenüber allen anderen Aussparungen 14 abweichende Form bzw. Kontur aufweisen. Die Kontur erstreckt sich bei 6 mit ihrer vom Impulsgeberbereich 10 abgewandten Seite keilförmig oder anderweitig verjüngend hin zum anderen Rand des Befestigungsabschnitts 7, und erlaubt so aufgrund der größeren Öffnungsfläche einen besseren Blick auf den darunter angeordneten Werkzeugeingriffsbereich 13. Außerdem signalisiert die abweichende Form bzw. Kontur dem Bediener, dass dies jene Aussparungen 14a sind, an denen die beiden Hebelwerkzeuge 28 als erstes angesetzt werden müssen.
Um die Reihenfolge festzulegen, in denen ein Monteur die Hebelwerkzeuge 28 durch die Aussparungen 14, 14a an die frei liegende Anlage 32 führen kann, weisen die vier Aussparungen 14a der zwei Aussparungspaare mit dem geringsten axialen Abstand zum Impulsgeberabschnitt 10 Markierungen 33 auf, die anders sind als etwaige Markierungen 33 an den anderen Aussparungen 14 der anderen Aussparungspaare mit größerem axialen Abstand zum Impulsgeberabschnitt 10. Beispielsweise handelt es sich bei den Markierungen 33, gemäß 6, um die römischen Zahlen „I“ bis „III“, die die neben sich angeordneten Aussparungen 14, 14a kennzeichnen, entsprechend der Einführungsreihenfolge der Hebelwerkzeuge 28 in die Aussparungen 14, 14a.
Bezugszeichenliste

1: Achselement
2: Radnabe
3: Nabenhals
4: Innenumfang
5: Öffnung
6: Sensor
7: Befestigungsabschnitt
8: Polring
9: ABS-Sensor
10: Impulsgeberabschnitt
11: Außenumfang
12: Polringsitz
13: Werkzeugeingriffsbereich
14: Aussparung
14a: Aussparung
15: Hebelwerkzeug
17: Stirnfläche
18: Umbördelung
19: Öffnung, Schlitz
19L: verlängerter Schlitz, Öffnung
20a: inneres Wälzlager
20b: äußeres Wälzlager
21: Flansch
22: Bremsscheibe
23: Radbolzen
24: Ring
25: Sicherungsring
26: Dichtung
27: Montagehülse
28: Hebelwerkzeug
29: Hebelarm
31: Wand
32: Anlage
33: Markierung
A: Radnabenachse
A: Polringachse
RL: Erstreckung
R: Erstreckung

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102011084261 A1 [0002]
DE 102014106519 A1 [0003]
EP 0407719 B1 [0032]

Claims

Radnabenanordnung für ein Fahrzeugrad, mit einer über eine Nabenlagerung drehbar auf einem Achselement (1) angeordneten Radnabe (2), die fahrzeuginnenseitig in einem Nabenhals (3) endet, dessen Innenumfang (4) eine Öffnung (5) für den zentralen Durchtritt des Achselements (1) definiert und auf dessen Außenumfang (11) ein Befestigungsabschnitt (7) eines Polrings (8) eines ABS-Sensors montiert ist, wobei Bestandteil des Polrings (8) ein einstückig mit dem Befestigungsabschnitt (7) ausgebildeter Impulsgeberabschnitt (10) ist, der sich von dem Befestigungsabschnitt (7) zu der Radnabenachse (A) hin erstreckt, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenhals (3) an seinem Außenumfang (11) versehen ist - mit einem koaxial zu der Radnabenachse (A) sich erstreckendem Polringsitz (12), auf dem sich der Befestigungsabschnitt (7) mit seiner Innenseite radial abstützt, - und mit einem um den Nabenhals (3) herumführenden und gegenüber dem Polringsitz (12) zur Radnabenachse (A) hin abgesenkten Werkzeugeingriffsbereich (13), und dass der Befestigungsabschnitt (7) Aussparungen (14) aufweist, die über den Umfang des Befestigungsabschnitts (7) verteilt angeordnet sind und uneinheitliche axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisen, wobei die dem Impulsgeberabschnitt (10) axial nächstgelegene Aussparung (14) den Werkzeugeingriffsbereich (13) zumindest teilweise radial überdeckt.
Radnabenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeingriffsbereich (13) als eine Stufe am fahrzeugseitigen Ende des Nabenhalses (3) ausgebildet ist.
Radnabenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkzeugeingriffsbereich (13) als eine umlaufende Nut im Bereich des Polringsitzes (12) ausgebildet ist.
Radnabenanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (8) ein Stanz-Biegeteil aus Metallblech ist.
Radnabenanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Polringsitz (12) und der Werkzeugeingriffsbereich (13) spanend bearbeitet und mit einer Rostschutzschicht versehen sind.
Radnabenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Polring (8) auf den Polringsitz (12) der Radnabe (2) axial aufgepresst, und dort ausschließlich reibschlüssig gehalten ist.
Radnabenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine axiale Abstützung des Polrings (8) ausschließlich an einer zwischen dem Innenumfang (4) und dem Polringsitz (12) ausgebildeten Stirnfläche (17) des Nabenhalses (3) erfolgt.
Radnabenanordnung nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeberabschnitt (10) an seinem Innenrand mit einer Umbördelung (18) versehen ist.
Radnabenanordnung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeberabschnitt (10) mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Öffnungen (19, 19L), vorzugsweise Schlitzen, versehen ist, und dass zumindest einige der Öffnungen bzw. Schlitze (19, 19L) eine Erstreckung (RL) nach außen hin aufweisen, die mindestens bis zum Radius des Innenumfangs (4) des Nabenhalses (3) reicht.
Polring eines ABS-Sensors zur Drehsensierung eines Fahrzeugrades, mit einem Befestigungsabschnitt (7) zur Montage des Polrings an einer Radnabe des Fahrzeugrades, und mit einem einstückig mit dem Befestigungsabschnitt (7) ausgebildeten Impulsgeberabschnitt (10), der sich, ausgehend von dem Befestigungsabschnitt (7), zu der Polringachse (A) hin erstreckt und mit in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Öffnungen (19, 19L), vorzugsweise Schlitzen, versehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Befestigungsabschnitt (7) Aussparungen (14) aufweist, die über den Umfang des Befestigungsabschnitts (7) verteilt angeordnet sind und uneinheitliche axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisen, wobei die Aussparungen (14) als in Umfangsrichtung sich erstreckende Schlitze ausgebildet sind.
Polring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine Aussparung (14) jeweils eine ihr in Bezug auf die Polringachse (A) gegenüberliegende Aussparung (14) aufweist, wobei die Aussparungspaare untereinander uneinheitliche axiale Abstände zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisen.
Polring nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zwei ein Aussparungspaar bildende Aussparungen (14a) in Bezug auf die Polringachse (A) einander gegenüberliegend angeordnet sind und denselben axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisen, wobei dieser axiale Abstand geringer ist, als der anderer Aussparungen (14).
Polring nach Anspruch 12, gekennzeichnet durch zwei weitere, ebenfalls ein einander gegenüberliegendes Aussparungspaar bildende und den geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt (10) aufweisende Aussparungen (14a), wobei die Aussparungen (14a) der beiden Aussparungspaare in 90 °-Winkelabständen zueinander versetzt um die Polringachse (A) herum angeordnet sind.
Polring nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den zwei Aussparungspaaren mit dem identischen und geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt (10) andere Aussparungspaare mit anderen axialen Abständen zu dem Impulsgeberabschnitt (10) angeordnet sind.
Polring nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (14a) mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt (10) eine zu allen anderen Aussparungen (14) abweichende Kontur aufweisen.
Polring nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen (14a) mit dem geringen axialen Abstand zu dem Impulsgeberabschnitt (10) Markierungen (33) aufweisen, die unterschiedlich sind zu den Markierungen (33) an allen anderen Aussparungen (14).
Polring nach einem der Ansprüche 10 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Öffnungen (19, 19L) in dem Impulsgeberabschnitt (10) unterschiedliche radiale Erstreckungen (R, RL) aufweisen, wobei die Erstreckung (R) die für die Sensierung durch den ABS-Sensor notwendige Erstreckung ist, wobei die Erstreckung (RL) nach außen hin zwischen 2 und 10 mm größer ist, als die Erstreckung (R).
Polring nach einem der Ansprüche 10 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Impulsgeberabschnitt (10) an seinem Innenrand mit einer Umbördelung (18) versehen ist.
Polring nach einem der Ansprüche 10 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die gestanzten Aussparungen (14, 14a) entlang ihrer Kontur eine nach außen gerichtete Falzkante aufweisen.