DE68908011T2 - Mit einem Pulsgenerator und Sensor ausgestattete nichtangetriebene Kraftfahrzeugnabe, um die Drehzahl des Rades zu messen. - Google Patents

Mit einem Pulsgenerator und Sensor ausgestattete nichtangetriebene Kraftfahrzeugnabe, um die Drehzahl des Rades zu messen.

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Description

  • Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau einer nicht angetriebenen Fahrradnabe, die mit einer Impulsgeber- und Sensoreinrichtung zur Messung der Drehzahl des Rades ausgestattet ist.
  • Ein solcher Aufbau wird bereits in der älteren, nicht publizierten europäischen Patentanmeldung EP-A-0 317 423 auf den Namen der Anmelderin beschrieben. Bei dieser älteren Einrichtung wird das eingebaute Wälzlager auf dem Achsrohr durch axiales Festspannen der inneren Ringe des Wälzlagers zwischen einer Schulter des Achsrohres und einer Blockiermutter axial unverrückbar befestigt, die an der Seite des Rades des Fahrzeugs im Inneren des Wälzlagers angeordnet ist. Diese Anordnung der Blockiermutter weist mehrere Nachteile auf, insbesondere denjenigen, daß ein erheblicher Platz im Inneren des verfügbaren Raumes innerhalb des Wälzlagers besetzt wird, was die Verwendung miniaturisierter Sensoren zur Messung der Geschwindigkeit des Rades erforderlich macht. Weiter müssen der Sensor und sein Anschluß sowie die Verschlußkappe notwendigerweise nach dem Festziehen der Blockiermutter installiert werden, also nach der Montage der Nabe auf dem Fahrzeug.
  • Die europäische Patentanmeldung EP-A 0 020 204 (RNUR) beschreibt einen Aufbau, bei dem das Achsrohr einen Kopf aufweist, der auf der Seite des Achsrohrträgers angeordnet ist. Die Montage erfolgt also in der Weise, daß zunächst das Achsrohr im Achsrohrträger angebracht wird; daß dann das Rad um das überstehende, mit Gewinde versehene Ende des Achsrohres geschoben wird; und daß anschließend die inneren Ringe des Wälzlagers durch eine auf seiten des Rades befindliche Mutter blockiert werden.
  • Das Patent US-A-3 928 780 beschreibt einen Radnabenaufbau, der mit einer außerhalb des Wälzlagers angeordneten Impulsgeber-Sensor-Einheit ausgerüstet ist, und bei der zunächst das Achsrohr in einen Achsrohrträger eingebaut wird, woraufhin das Rad auf das überstehende Ende des Achsrohres geschoben und in seiner Stellung durch eine Mutter gehalten wird, die auf seiten des Rades angeordnet ist und auf dem mit Gewinde versehenen Ende des Achsrohres aufgeschraubt ist.
  • Das Ziel der Erfindung besteht in der Beseitigung der Nachteile des Standes der Technik, und insbesondere darin, für den Sensor mehr verfügbaren Platz in der Nabe zu schaffen, und weiter die Montage des Sensors und der Verschlußkappe vor der Anbringung der gesamten Baueinheit am Fahrzeug zu ermöglichen.
  • So wie es beansprucht wird, umfaßt der nicht angetriebene Radnabenaufbau des Fahrzeuges, der mit einer Impulsgeber- und Sensoreinheit zur Erfassung der Geschwindigkeit des Rades gemäß der Erfindung ausgerüstet ist, ein integriertes Wälzlager mit zwei Reihen von Rollelementen zwischen zwei inneren Wälzlagerringen und einem äußeren Ring, die die Befestigungsnabe des Rades und gegebenenfalls der Bremsscheibe bilden. Der innere Freiraum der Nabe nimmt gleichzeitig einen Impulsgeber und einen Sensor auf, die im Freiraum durch eine Verschlußkappe eingeschlossen sind und umfaßt weiter ein Mittel zum Blockieren der beiden inneren Ringe auf dem Achsrohr.
  • Gemäß der Erfindung weist das Achsrohr an seinem auf seiten des Rades befindlichen Ende einen Schulterkragen, der sich an einen der beiden inneren Ringe anlegt, und an seinem anderen Ende einen Gewindeabschnitt auf, der es ermöglicht, mit Hilfe einer Blockiermutter gleichzeitig das Festspannen der beiden inneren Ringe gegen den Achsrohrträger und die Montage des Achsrohres im Achsrohrträger zu bewirken, nachdem das bereits mit ihrem Wälzlager ausgerüstete Achsrohr durch den Achsrohrträger eingeführt worden ist.
  • Aufgrund dieser Anordnungsweise und des größeren verfügbaren Platzes im Inneren des Nabe muß der Sensor nicht mehr miniaturisiert werden und kann mit seinem Anschlußende vorher in der Achse des Achsrohres montiert werden.
  • Die Verschlußkappe kann ebenfalls vorher in der Werkstatt montiert und vorteilhafterweise mit dem Impulsgeber zusammen eingebaut werden.
  • Weitere Merkmale der Erfindung gehen aus der nachfolgenden Beschreibung verschiedener, beispielshalber wiedergegebener und in der Zeichnung dargestellter Ausführungsformen hervor.
  • Fig. 1 stellt einen Axialschnitt durch eine erste Ausführungsform dar;
  • Fig. 2 stellt einen entsprechenden Axialschnitt durch eine zweite Ausführungsform dar;
  • Fig. 3 stellt eine Hinteransicht des entsprechenden Sensors dar;
  • Fig. 4 stellt einen Axialschnitt durch eine dritte Ausführungsform dar;
  • Fig. 5 stellt eine Hinteransicht des entsprechenden Sensors dar;
  • Fig. 6 stellt einen Axialschnitt durch eine letzte Ausführungsform dar;
  • Fig. 7 stellt eine Detailansicht eines Ausschnittes der Fig. 6 im vergrößerten Maßstab dar; und
  • Fig. 8 stellt eine vergrößerte Vorderansicht eines Ausschnittes des entsprechenden Impulsgebers dar.
  • In Fig. 1 sieht man das eingebaute Wälzlager, das vom gleichen Typ wie das der genannten Patentanmeldung ist, und es umfaßt insbesondere einen äußeren Ring 1, der eine Nabe bildet, und zwei innere Ringe 2 und 3 umfaßt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß gemäß der Erfindung das Achsrohr 4 an seinem Ende auf seiten des Rades 5 einen Schulterkragen 6 geringer Ausdehnung besitzt, der die aus den inneren Ringen 2 und 3 bestehende Baugruppe gegen den Achsrohrträger 7 anpreßt. Hierzu weist das andere Ende des Achsrohres 4 einen Gewindeabschnitt 8 auf, auf den eine Blockiermutter 9 aufgeschraubt werden kann. Um während des Festziehens der Mutter 9 die Blockierung des Achsrohres 4 gegen Drehung zu ermöglichen, kann man beispielsweise Abflachungen 10 benutzen.
  • Die erste Wirkung dieser Anordnung besteht darin, daß man im Inneren der Nabe 1 über einen sehr viel größeren Platz zur Unterbringung des Sensors 11 verfügt, der daher nicht mehr miniaturisiert sein muß, sondern im Gegenteil aus einem üblichen Sensor größerer Abmessungen bestehen kann, der beim gegenwärtigen Stande der Technik wesentlich billiger, weniger zerbrechlich und leichter montiert werden kann als miniaturisierte Sensoren.
  • Insbesondere kann der Sensor 11 vorteilhafterweise in einen Sensortragstopfen 12 aus Kunststoff eingettet sein, der sich in die Achse des Achsrohres hinein durch einen Zapfen 13 verlängert, in dessen Ende eine Steckhülse 14 für einen Anschlußstecker 15 integriert ist, was die Herstellung des elektrischen Anschlusses mit Hilfe eines Verbindungskabels 16, das in einem Stecker 15 endet, verbessert und erleichtert, wenn einmal der gesamte Aufbau am Fahrzeug montiert ist. Ein Stopfen 17 aus Elastomer, der um den Leiter 16 gegossen oder daran festgeklebt ist, ermöglicht es, die Befestigung zu verbessern und die Dichtheit herzustellen.
  • Weiter kann, ebenfalls dank dieser Anordnungsweise, die aus dem Achsrohr, dem Sensor 11 und dem Sensortragstopfen 11 mit seinem Anschluß 14 bestehende Einheit, und auch die Abschlußkappe 18 der Nabe, im voraus in die zur Montage am Fahrzeug bestimmte Baueinheit eingebaut werden, was zugleich die Herstellung und die endgültige Anbringung erleichtert.
  • Der Impulsgeber 19 kann vorteilhafterweise in die Schutzkappe 18 spanabhebend eingearbeitet sein, falls diese aus ferromagnetischem Material besteht, indem in ihren zylindrischen Abschnitt einfach eine Reihe rechteckiger Öffnungen eingearbeitet werden, wie es die Beispiele der Fig. 1, 2 und 4 zeigen.
  • Weiter kann ein Verschlußteil 20 in die Nabe 1 eingesetzt sein, um einen nur engen Zwischenraum zwischen dem radialen Abschnitt und der Peripherie des inneren Ringes des Wälzlagers 2 zu belassen und um so ein besseres Zurückhalten des Schmierfettes des Lagers zu gewährleisten. Bei dem in Fig. 1 dargestellten Beispiel erfolgt die Befestigung des Sensorträgers 12, der wie erwähnt aus gegossenem Kunststoff besteht, und seines Zapfens 13 einfach durch Einsetzen in die innere Bohrung des Achsrohres 4.
  • Bei der in den Fig. 2 und 4 dargestellten Variante erfolgt diese Befestigung durch Einschrauben jeweils eines Gewindeabschnittes 21, der sich beim Beispiel der Fig. 2 in das Innere der Bohrung des Achsrohres 4 einschraubt, oder eines Gewindeabschnittes 22, der sich beim Beispiel der Fig. 4 auf die Außenseite des Kragens 6 aufschraubt.
  • Weiter kann bei diesen beiden Beispielen der Achsrohrträger 12 vorteilhafterweise eine umschließende Peripherie 23 aufweisen, die die gleiche Funktion wie das Rückhalteteil 20 der Fig. 1 besitzt, mit dem Unterschied, daß sich der die Zurückhaltung des Schmierfettes bewirkende enge Zwischenraum an der Außenseite befindet, weil sich dieser Abschnitt nicht dreht.
  • Um bei den beiden letzten Ausführungsbeispielen den Achsrohrträger 12 zu verschrauben, kann man beispielsweise einen Schlüssel mit Zapfen benutzen, die in Öffnungen 24 gemäß Fig. 3, oder in Ausschnitte 25 gemäß den Fig. 4 und 5 eindringen.
  • Weiter ist im Falle der Fig. 4 dargestellt, wie man die mechanische Befestigung des Abdichtungsstopfens 17 mit Hilfe einer Federringes 26 verbessern kann, der in einer in die innere Bohrung des Achsrohres 4 neben dem mit Gewinde versehenen Ende 8 eingearbeiteten Kehle sitzt. Diese Lösung ermöglicht es, faktisch jedes zufällige Herausreißen des Drahtes 16 zu vermeiden.
  • Schließlich ist bei dem in Fig. 6 dargestellten Ausführungsbeispiel der Impulsgeber nicht mehr in die Verschlußkappe 18 integriert, sondern im Gegenteil in das Verschlußteil 20, bei dem in diesem Falle ein parallel zur Achse des Achsrohrträgers 12 ausgerichteter Sensor 11 verwendet wird, der die in den radialen Abschnitt des Bauteiles 20 eingeschnittenen Schlitze 27 abtastet. Damit dieses Bauteil weiterhin seine Verschlußfunktion und das Zurückhalten des Schmierfettes gewährleistet, kann man ihm im vorliegenden Falle vorteilhafterweise einen Abschnitt 28 aus Elastomer anformen, der alle Schlitze 27 verschließt und darüber hinaus eine echte Abdichtungslippe 29 bildet, die über den inneren Ring 2 reicht, wie in Fig. 7 dargestellt ist.
  • In allen Fällen ermöglicht es die in der beschriebenen Weise ausgebildete Erfindung, zugleich sowohl die Herstellungs- und Montagekosten zu verringern, als auch die Zuverlässigkeit der einmal am Fahrzeug montierten Baugruppe zu verbessern.

Claims (11)

1. Nabenaufbau eines nicht angetriebenen Fahrzeugrades, das mit einer Anordnung, bestehend aus einem Impulsgeber und einem Sensor zur Erfassung der Raddrehzahl ausgestattet ist, wobei der Aufbau eine eingebautes Wälzlager (1, 2, 3) mit zwei Reihen von Rollelementen zwischen zwei inneren Wälzlagerringen (2, 3) und einem äußeren Ring (1) umfaßt, die die Befestigungsnabe des Rades und gegebenenfalls der Bremsscheibe bilden, wobei der innere Freiraum der Nabe (1) zugleich einen Impulsgeber (19, 20) und einen Sensor (11) aufweist, die im Freiraum durch eine Verschlußkappe (18) eingeschlossen sind, und wobei der Aufbau weiter ein Mittel (9) zum Blockieren der aus den beiden inneren Ringen (2, 3) bestehenden Baueinheit auf dem Achsrohr (4) umfaßt,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Achsrohr (4) an seinem auf seiten des Rades (5) befindlichen Ende einen Schulterkragen (6), der sich an einen (2) der beiden inneren Ringe anlegt, und an seinem anderen Ende einen Gewindeabschnitt (8) aufweist, der es ermöglicht, mit Hilfe einer Blockiermutter (9) gleichzeitig das Festspannen der beiden inneren Ringe (2, 3) gegen den Achsrohrträger (7) und die Montage des Achsrohres (4) im Achsrohrträger (7) zu bewirken, nachdem das bereits mit ihrem Wälzlager ausgerüstete Achsrohr (4) durch den Achsrohrträger (7) eingeführt worden ist.
2. Aufbau nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) radial oder achsparallel in einem Sensorträger (12) angeordnet ist, der direkt auf dem Achsrohr in der Verlängerung desselben befestigt ist.
3. Aufbau nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensorträger (12) durch einen Zapfen (13) verlängert ist und dazu dient, in die innere Bohrung des Achsrohres (4) eingebaut zu werden, wobei der Zapfen (13) an seinem Ende in einer elektrischen Steckerhülse (14) für einen Anschlußstecker (15) endet, der am Ende eines Verwindungskabels (16) befestigt ist.
4. Aufbau nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein Stopfen (17) aus Elastomer an das Verbindungskabel (16) angegossen oder angeklebt ist und seinen Platz in der Bohrung des Achsrohres (4) einnimmt, vorzugsweise mit Hilfe eines axialen Rückhaltemittels (26).
5. Aufbau nach den Ansprüchen 2, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigung des Sensorträgers (12) am Achsrohr (4) durch Einstecken seines Zapfens (13) in die Bohrung des Achsrohres, oder auch durch Einschrauben der Baugruppe in das Achsrohr oder auf das Ende desselben bewirkt wird.
6. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er ein umlaufendes (20) oder feststehendes (23) Verschlußkeil umfaßt, das den Raum zwischen der Nabe (1) und dem inneren Ring (2) der entsprechenden Seite ausfüllt, mit Ausnahme eines kleinen Zwischenraumes, der die relative Drehung der Elemente bei gleichzeitige Gewährleistung der Zurückhaltung des Schmierfettes des Wälzlagers ermöglicht.
7. Aufbau nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verschlußteil (23) integrierender Bestandteil des Sensorträgers (12) ist.
8. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) ein Radialsensor ist, und daß der Impulsgeber (19) und die die Nabe (1) umchließende Verschlußkappe (18) nur ein einziges Teil bilden.
9. Aufbau nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (11) ein achsparalleler Sensor und sein Impulsgeber (27) Bestandteil des Verschlußteils (20) ist, das dann ein umlaufendes Bauelement bildet.
10. Aufbau nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das metallische Verschlußstück (20), in welches die Schlitze (27) zur Bildung des Impulsgebers eingeschnitten sind, in ein Bauteil (28) aus angegossenem Elastomer eingefügt ist, welches die Kontinuität des Abschlusses bewirkt und vorzugsweise eine Dichtungslippe (29) aufweist, die in Berührung mit dem inneren Ring (2) des Wälzlagers steht.
11. Aufbau nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Montgeeinheit einschließlich des Achsrohres (4), des Sensors (11) und des Sensorträgers (12) sowie der Verschlußkappe (18) und weiterer möglicher Montageteile zum raschen Anbringen auf dem Stutzenträger (7) des Fahrzeugs mit Hilfe der Blockiermutter (9) im voraus zusammengebaut wird, wobei dann das Gewindeende (8) vorteilhafterweise ein Blockiermittel gegen Drehen aufweist, das beispielsweise aus Abflachungen (10) besteht.
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