DE4110165A1 - Naben- und lageranordnung fuer ein antiblockiersystem aufweisende kraftfahrzeuge - Google Patents

Naben- und lageranordnung fuer ein antiblockiersystem aufweisende kraftfahrzeuge

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Description

Die Erfindung betrifft eine Naben- und Lageranordnung für ein Antiblockiersystem (ABS) aufweisende Kraftfahrzeuge.
In den letzten Jahren hat man Antiblockiersysteme in eine steigende Anzahl von Personenkraftfahrzeugen einschließ­ lich leichter Lastkraftwagen eingebaut. Das ABS stellt die Raddrehung fest und bewirkt die Freigabe der auf die Fahr­ zeugräder ausgeübten Bremskraft, um zu verhindern, daß ein Blockierzustand auftritt. Das Blockieren der Radbremse ist unerwünscht, da es längere Bremswege und mangelnde Rich­ tungsstabilität des Fahrzeugs zur Folge hat. Typische ABS- Konstruktionen verwenden einen der ABS-Steuerung unter­ liegenden Sensor an jedem Fahrzeugrad. Die Sensoren können die Raddrehung unter Verwendung verschiedener Techniken, wie Schlitzscheiben-Lichtsensorvorrichtungen, induktiver Aufnehmer, Halleffektvorrichtungen, variabler Reluktanzsen­ soren u. s. w., feststellen. Signale von den Raddrehungssenso­ ren werden in einen ABS-Computer eingespeist, der die Bremskraft reguliert.
Zusammen mit den heutzutage üblichen Sensoren werden ge­ wöhnlich Erregerringe, Schlitzscheiben oder andere Kom­ ponenten verwendet, die sich relativ zu dem Sensor ent­ sprechend der Raddrehung drehen. Für die meisten Sensorar­ ten und insbesondere für die mit einer Magnetfeldkoppelung zwischen dem Sensor und dem Erregerring, ist es wesentlich, eine vorherbestimmte Beziehung oder einen Freiraum zwischen dem sich mit dem Rad drehenden Teil und dem Sensor während der Raddrehung aufrechtzuerhalten. Viele Ausführungen der bekannten ABS-Sensoren erfordern, daß die Sensoreinheit nach Befestigung der Naben- und Radanordnung an dem Fahr­ zeug geeicht wird, was sehr aufwendig ist.
Bekannt ist ferner eine Naben- und Lageranordnung, bei welcher der ABS-Sensor an einer getrennten Sensorplatte befestigt ist, die mit dem Befestigungsflansch des Lagers verbunden ist. Dieses zusätzliche Befestigungsplattenteil für den Sensor erfordert die Herstellung eines zusätzli­ chen Teils und dessen Montage an dem Befestigungsflansch des Lagers, was das Ausrichten und Einstellen der Positio­ nierung des Sensors während des Einsatzes kompliziert macht.
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine Naben- und Lageranordnung für mit ABS versehene Kraftfahrzeuge zu schaffen, bei welcher die Ausrichtung oder der Einstellungszwischenraum zwischen den Teilen des Sensorsystems genau festgelegt ist und mit wenig oder keiner Anpassung nach der Montage eingestellt werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den in den Patent­ ansprüchen beschriebenen Naben- und Lageranordnungen für ABS aufweisende Kraftfahrzeuge gelöst.
Die erfindungsgemäße Naben- und Lageranordnung ist ins­ besondere für den Einsatz in leichten Lastkraftwagen ge­ eignet, wobei integrierte Einrichtungen für die Befestigung des ABS-Sensors vorgesehen sind, und ermöglicht eine sehr genaue Festlegung der Beziehung zwischen dem ABS-Sensor und dem Erregerring während der Montage der Naben- und Lager­ einheit. Dadurch, daß ein genauer und kleiner Freiraum zwischen dem Sensor und dem Erregerring vorgesehen wird, wird ein starker elektrischer Ausgang für den Sensor be­ reitgestellt. Dieser Freiraum wird während der Montage der Naben- und Lagereinheit eingestellt; eine spätere Justie­ rung ist nicht nötig. Der erfindungsgemäße Aufbau vermin­ dert auch die Zahl der getrennten montierten Teile, die den radialen Freiraum und die Beziehung zwischen dem Erreger­ ring und dem Sensor beeinflussen.
Wesentlich für die erfindungsgemäße Auslegung ist, daß der Erregerring direkt an die sich drehende Nabe der Anordnung und der Sensor direkt an den Befestigungsflansch der an einem Aufhängungsteil montierten Lagereinheit befestigt ist.
Anhand von Zeichnungen werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 die Naben- und Lageranordnung im Querschnitt, und
Fig. 2 perspektivisch die Lagereinheit und den ABS-Sensor getrennt von deren Befestigungsflansch.
Die in Fig. 1 gezeigte Naben- und Lageranordnung 10 für ein Kraftfahrzeug hat eine Nabe 12, eine Lagereinheit 14, einen ABS-Sensor 15 und einen Erregerring 50.
Die Nabe 12 hat einen hohlen Durchgang 16 mit einem mit einem Keilprofil versehenen zylindrischen Abschnitt 18 für die Aufnahme einer Keilwelle für den Antrieb, die in der Regel mit Kardan- oder Gleichlaufgelenken versehen ist, damit die Naben- und Lageranordnung 10 den Aufhängungshub und Steuerbewegungen ausführen kann. Die in Fig. 1 gezeigte Naben- und Lageranordnung 10 ist hauptsächlich für den Einsatz in allradgetriebenen Fahrzeugen und insbesondere für die vordere Antriebsachse eines derartigen Fahrzeugs bestimmt. Die Nabe 12 hat ferner einen radial vorstehenden Radbefestigungsflansch 20 mit einer Vielzahl von Bolzenlö­ chern 22 für die Aufnahme von Schraubenbolzen 24 für die Radbefestigung. Die äußere zylindrische Oberfläche der Nabe 12 ist innerhalb des Radbefestigungsflansches 20 abgestuft und weist ein Teil 26 mit verringertem Durchmesser und eine Schulter 29 zwischen diesem und einer Montagefläche 28 für die Lagereinheit 14 mit einem noch kleineren Durchmesser auf.
In Fig. 1 ist die Lagereinheit 14 auf der Nabe 12 instal­ liert gezeigt. Die Lagereinheit 14 weist ein Paar Kegelrol­ lenlager (Kegel) 30 mit Innenringen 32 mit Kegelrollen­ elementen 36 auf. Eine Schale 38 für die Lagereinheit bildet die äußere Lauffläche für die Rollenelemente 36 und weist ferner einen radial vorstehenden Flansch 40 mit Befestigungslöchern 42 auf, wodurch die Lagereinheit 14 an einen Achsschenkel oder einer anderen Aufhängungsanordnung befestigt werden kann. Die Lagereinheit 14 ist eine abge­ dichtete Einheit, die anfänglich bei der Herstellung mit Schmierfett gefüllt wird und dieses in der Lagereinheit 14 aufgrund von Schmiermitteldichtungen 44 und 46 hält. Wie in Fig. 1 gezeigt, kann die Lagereinheit 14 auf der Montage­ fläche 28 der Nabe 12 im Preßsitz angrenzend an die Schul­ ter 29 der Nabe 12 angeordnet werden.
Die Naben- und Lageranordnung 10 weist einen ABS-Sensor 15 und einen Erregerring 50 auf. Der Erregerring 50 ist auf den zylindrischen Teil 26 der Nabenoberfläche aufgepreßt dargestellt. Je nach Art des benutzten Sensors 15 kann der Erregerring 50 verschieden ausgeführt sein. Für das Sen­ sorsystem der beschriebenen Ausführungsform ist der Erre­ gerring 50 ein Eisenring mit einer Vielzahl von Zähnen entlang seines Außenumfangs. Der Sensor 15 ist eine varia­ ble Reluktanzvorrichtung mit einem Dauermagneten, der eine in Kunststoff eingebettete Kupferwicklung aufweist. Wenn sich der Erregering 50 relativ zu dem Sensor 15 dreht, wird in ihm eine Elektromotorische Kraft EMK induziert. Die Frequenz der induzierten EMK ist proportional zur Fahr­ zeugraddrehzahl. Alternativ kann eine induzierte EMK bei sich Null nähernden Raddrehzahlen durch den Einsatz aktiver Sensoren, wie Halleffektwandlern, erzeugt werden.
Die genaue Positionierung des Sensors 15 bezüglich des Erregerrings 50 wird bei der direkten Anbringung des Sen­ sors 15 an dem Befestigungsflansch 40 der Lagereinheit 14 festgelegt. Wie in Fig. 2 gezeigt ist, hat der Befesti­ gungsflansch 40 der Lagereinheit 14 ein Paar dünner Stege 54 und 56 und eine dazwischen ausgebildete Ausnehmung 58, die als Befestigungsfläche für den Sensor 15 dient. Wie ebenfalls in Fig. 2 gezeigt ist, weist der Sensor 15 eine Anschlußleitung 48 und ein Paar vorstehender rohrförmiger Vorsprünge 60 mit Innengewinde auf. Die rohrförmigen Vor­ sprünge 60 sind in einem spanabhebend genau bearbeiteten Loch 62 und in einem leicht in die Länge gezogenen Loch 64 aufgenommen. Zweck des langgezogenen Loches 64 ist es, kleine Toleranzvariationen in den Abmessungen zwischen den Mitten der Löcher 62 und 64 und zwischen den rohrförmigen Vorsprüngen 60 des Sensors 15 aufzunehmen. Zur genauen Positionierung des Sensors 15 paßt einer der Vorsprünge 60 genau in das Loch 62. Das Loch 64 ist vorzugsweise in Richtung entlang eines Umfangssegments eines um das Rota­ tionszentrum der Nabe 12 gezogenen Kreises in die Länge gezogen. Der Sensor 15 wird durch Haltebolzen 66, die durch die Löcher 62 und 64 gehen und in die rohrförmigen Vor­ sprünge 60 eingeschraubt sind, in Position gehalten. Die Höhe der rohrförmigen Vorsprünge 60, die sich von einer Klemmfläche 68 des Sensors 15 aus erstrecken, ist kleiner als die Dicke der Stege 54 und 56, wodurch die Haltebolzen 66 den Sensor 15 in festen Kontakt mit den Stegen 54, 56 ziehen können.
Aufgrund der Auslegung der Naben- und Lageranordnung 10 ist der Sensor 15 relativ zu dem Erregerring 50 genau positio­ niert. Bei dieser Ausgestaltung sind die einzigen Teile, die den kritischen radialen Freiraum zwischen dem Erreger­ ring 50 und dem Sensor 15 beeinflussen, diese beiden Teile selbst zusammen mit der Lagereinheit 14 und der Nabe 12. Bei den Ausführungsformen des Stands der Technik sind zusätzliche Teile vorhanden, die den radialen Freiraum beeinflussen. Im allgemeinen wird es bei zunehmender Zahl von miteinander verbundenen Teilen, die eine gegebene Tole­ ranz oder ein gegebenes Spiel beeinflussen, umso schwie­ riger, dieses Spiel bzw. einen solchen Freiraum genau einzustellen und aufrechtzuerhalten. Bei der vorliegenden Ausführung der Naben- und Lageranordnung 10 wird der radia­ le Freiraum zwischen dem Erregerring 50 und dem Sensor 15 während der Montage und Herstellung der Anordnung 10 einge­ stellt. Da diese Einheit dem Fahrzeughersteller als vor­ montiertes Teil geliefert wird, ist gewährleistet, daß der Sensorfreiraum vorher eingestellt wurde und durch die nach­ folgende Fahrzeugmontage nicht beeinflußt wird. Dadurch, daß der Sensor 15 direkt an der Lagereinheit 14 angebracht ist, kann ein genauer radialer Freiraum zwischen dem Erre­ gerring 50 und dem Sensor 15 bei einer minimalen Anzahl von montierten, den radialen Freiraum begrenzenden Teilen vorgesehen werden. Dies ergibt eine sehr gute Kontrolle des radialen Sensorfreiraums, ermöglicht die Aufrechterhaltung des radialen Freiraums über lange Zeiträume hinweg und erlaubt eine Einstellung des radialen Freiraums für die vormontierte Naben- und Lageranordnung 10, die keine nach­ folgende Justierung durch den Kraftfahrzeughersteller erfordert.

Claims (7)

1. Naben- und Lageranordnung (10) für ein Antiblockiersy­ stem aufweisende Kraftfahrzeuge
  • - mit einer Nabe (12), die Einrichtungen (22, 24) zur Befestigung eines Rades und eine zylindrische äußere Oberfläche aufweist,
  • - mit einem Erregerring (50), der an der Nabe (12) befe­ stigt und an einem zylindrischen Teil (26) ihrer äußeren Oberfläche angeordnet ist,
  • - mit einem Sensor (15) für das Antiblockiersystem zur Bereitstellung eines auf die Drehung des Rades und der Nabe (12) bezogenen Ausgangssignals, und
  • - mit einer Lagereinheit (14) zur drehbaren Lagerung der Nabe (12), die Rollenlagerelemente (36) zwischen wenigstens einem mit der Nabe (12) verbundenen Innen­ ring (32) und wenigstens einem mit einem Befestigungs­ flansch (40) verbundenen Außenring (38) aufweist, wobei
  • - der Befestigungsflansch (40) Einrichtungen (42) zur Befestigung der Lagereinheit (14) an einer Aufhän­ gungsanordnung und Einrichtungen (54, 56, 62, 64) für einen direkten Eingriff und die Halterung des Sensors (15) zur Schaffung eines gewünschten radialen Frei­ raums zwischen dem Erregerring (50) und dem Sensor (15) aufweist.
2. Naben- und Lageranordnung (10) nach Anspruch 1, bei welcher der Erregerring (50) aus Eisen besteht und Zähne entlang seines äußeren Umfangs aufweist und der Sensor (15) ein variabler Reluktanzsensor ist, der eine indu­ zierte EMK als Reaktion auf die Drehung der Nabe (12) mit einer auf die Drehzahl der Nabe (12) bezogenen Frequenz erzeugt.
3. Naben- und Lageranordnung (10) nach Anspruch 1, bei welcher die Einrichtungen für einen direkten Eingriff und die Halterung des Sensors (15) ein Paar getrennter Stege (54, 56) aufweisen, die eine Aussparung (58) zwischen sich bilden, wobei jeder der Stege (54, 56) zur Aufnahme von Befestigungseinrichtungen (66) für den Sensor (15) ein oder mehrere Löcher (62, 64) aufweist.
4. Naben- und Lageranordnung (10) nach Anspruch 3, bei welcher der Sensor (15) ein Paar vorstehender rohrförmi­ ger Vorsprünge (60) aufweist, wobei wenigstens einer der Vorsprünge (60) von wenigstens einem der Löcher (62, 64) im Paßsitz aufgenommen ist.
5. Naben- und Lageranordnung (10) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher die Teile, die den radialen Frei­ raum zwischen dem Erregerring (50) und dem Sensor (15) bilden, nur den Erregerring (50), den Sensor (15), die Nabe (12) und die Lagereinheit (14) aufweisen.
6. Naben- und Lageranordnung (10) für ein Antiblockiersy­ stem aufweisende Kraftfahrzeuge
  • - mit einer Nabe (12), die Einrichtungen (22, 24) zur Befestigung eines Rades und eine zylindrische äußere Oberfläche aufweist,
  • - mit einem Erregerring (50), der an der Nabe (12) befe­ stigt und an einem zylindrischen Teil (26) ihrer äuße­ ren Oberfläche angeordnet ist, wobei der Erregerring (50) Zähne enlang seines Außenumfangs aufweist,
  • - mit einem variablen Reluktanzsensor (15) für das Anti­ blockiersystem, der, wenn er den Erregerringzähnen während einer Drehung des Erregerrings (50) relativ zum Sensor (50) ausgesetzt ist, ein elektrisches Ausgangssignal erzeugt, das auf die Drehzahl des Rades und der Nabe (12) bezogen ist,
  • - mit einer Lagereinheit (14) zur drehbaren Lagerung der Nabe (12), wobei die Lagereinheit (14) Rollenlager­ elemente (36) zwischen wenigstens einem mit der Nabe (12) verbundenen Innenring (32) und wenigstens einem mit einem Befestigungsflansch (40) verbundenen Außen­ ring (38) aufweist,
  • - wobei der Befestigungsflansch (40) Einrichtungen (42) zur Befestigung der Lagereinheit (14) an einer Auf­ hängungsanordnung und ein Paar von Stegen (54, 56) mit durch diese hindurchgehenden Löchern (62, 64) sowie einer Aussparung (58) zwischen ihnen zur Aufnahme des Sensors (15) aufweist, und
  • - mit Befestigungselementen (66), die durch die Löcher (62, 64) der Stege (54, 56) zur Festlegung des Sensors (15) an dem Befestigungsflansch (40) für die Nabe (12) hindurchgehen, wodurch der radiale Freiraum zwischen dem Erregerring (50) und dem Sensor (15) nur durch den Sensor (15), den Erregerring (50), die Nabe (12) und die Lagereinheit (14) gebildet wird.
7. Naben- und Lageranordnung (10) nach Anspruch 6, bei welcher der Sensor (15) ein Paar vorstehender rohrför­ miger Vorsprünge (60) aufweist, wobei wenigstens einer der Vorsprünge (60) von wenigstens einem der Löcher (62, 64) im Paßsitz aufgenommen ist.
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