DE4338380A1 - Einteilige Naben-Erregerringanordnung für Kraftfahrzeuge mit ABS sowie Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine einteilige Naben-Erregerring­ anordnung für Kraftfahrzeuge mit ABS sowie ein Verfahren zu ihrer Herstellung.

Heutzutage werden immer mehr sogenannte ABS (Antibloc­ kierbremssysteme) in Kraftfahrzeuge eingebaut. Das Anti­ blockiersystem stellt eine Radrelativdrehung fest und verhindert das Eintreten des unmittelbar bevorstehenden Blockierens der Räder. Ein Blockieren der Fahrzeugsräder würde zu einer Richtungsinstabilität und zu einer Zunahme des Anhaltewegs des Fahrzeugs führen.

Moderne ABS-Anordnungen verwenden einen Sensor an jedem Rad für die ABS-Steuerung. Die Sensoren ermitteln auf verschiedene Art und Weise die Drehung des jeweiligen Rades. Solches Sensoren arbeiten beispielsweise mit variabler Reluktanz oder tasten induktiv ab. Die von den Sensoren erzeugten Signale werden in einen ABS-Rechner eingegeben, der feststellt, ob eine Radblockierung bevor­ steht, und der abhängig davon die auf die Fahrzeugsräder einwirkenden Bremskräfte moduliert, um eine Blockierung der Räder zu unterbinden.

Die Sensoren, welche mit variabler Reluktanz oder induk­ tiver Abtastung arbeiten, sind an stationären Teilen der Fahrzeugradanordnung angebracht. Sie wirken mit einem Signalrad oder Erregerring zusammen, der sich mit dem Rad dreht. Der weiterhin benutzte Ausdruck "Erregerring" soll alle solche Elemente umfassen, deren Drehung von den Sensoren festgestellt wird.

Es ist bereits ein aus einem Bandstahl oder aus einem anderen Material gefertigter zylindrischer Erregerring bekannt, der Perforationen in Form einer Anzahl von axial ausgerichteten Schlitzen aufweist. Das Band ist zu einem Ring gebogen, an seinen Enden stumpfgeschweißt und sitzt im Preßsitz auf der Zylinderfläche der Radnabe, so daß er sich mit ihr dreht. Der Sensor sitzt an einem nicht drehenden Bauteil der Fahrzeugaufhängung in einem Abstand von dem Erregerring.

Dabei ist es erforderlich, einen genau bestimmten Frei­ raum zwischen dem Sensor und dem Erregerring aufrecht­ zuerhalten, der in der Größenordnung von 0,7 bis 1,3 mm liegen soll. Dieser geringe eingestellte Abstand zwischen Sensor und Erregerring erzeugt ein stärkeres Sensoraus­ gangssignal für die ABS-Steuerung, was ein besseres Ansprechen des ABS-Systems bei niedriger Drehzahl ergibt. Wenn dieser Abstand nicht genau beibehalten wird, arbei­ ten der Sensor und somit das ABS nicht in der beabsich­ tigten Weise. Dadurch, daß der Erregerring im Preßsitz auf der Nabe sitzt, können sich Toleranzaufsummierungen einstellen, die ein radiales Auslaufen des Abstandes und eine Veränderung des Abstandes zwischen dem Erregerring und dem Sensor herbeiführen. Außerdem können an dem Erregerring aufgrund des Preßsitzes entstandene Ring­ spannungen zu einem Bruch der Stumpfverschweißung führen, was zu einem Abfallen und Verlustiggehen des Erregerrings führen kann. Schließlich kann an dem Erregerring und/oder an der Nabe Korrosion auftreten, wodurch eine Trennung zwischen Erregerring und Nabe stattfinden kann. Dies kann zu einer Fehlfunktion des ABS-Systems oder zu dessen völligem Ausfall führen.

Nach der EP 0 507 339 A1 werden Nabe und Erregerring in einem Stück hergestellt. Dabei werden ein Stahlring und die Nabe dadurch verbunden, daß der Ring in die Nabe eingegossen wird. Nach dem Gießen wird dann die Nabe spanabhebend bearbeitet, bis der Ring als in der Ober­ fläche der Nabe liegend freigelegt ist. Dann werden Nabe und Ring spanabhebend bearbeitet, um den erforderlichen Abstand zwischen Nabenoberfläche und Sensor herzustellen. Schließlich werden noch Nuten in den Ring gefräst, um um die Nabe herum im Abstand Zähne auszubilden. Das Ein­ gießen des Rings in die Nabe und die nachfolgenden Be­ arbeitungen sind sehr aufwendig.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht deshalb darin, eine auf einfache Weise herstellbare einteilige Naben-Erregerringanordnung für Kraftfahrzeuge mit ABS zu schaffen, die eine sichere Funktion gewähr­ leistet.

Diese Aufgabe wird durch die Anordnung nach Anspruch 1 gelöst, deren Weiterbildungen in den Ansprüchen 1 bis 7 beschrieben sind, während das Verfahren zur Herstellung dieser Anordnung Gegenstand des Anspruchs 8 ist und Verfahrensmodifizierungen in den Ansprüchen 9 bis 12 angegeben sind.

Die anhand des Standes der Technik beschriebenen Begren­ zungen der herkömmlichen ABS-Anordnungen werden bei der Erfindung dadurch ausgeschlossen, daß der Erregerring als Teil der Nabe selbst einstückig bzw. in einem Teil ausge­ bildet wird. Der Erregerring ist also kein gesondertes Bauteil mehr, das auf der Nabe angebracht oder in sie eingegossen werden muß.

Gemäß der Erfindung werden Erregerring und Nabe in einem Stück dadurch hergestellt, daß der Erregerring direkt spanabhebend in die Nabenoberfläche eingearbeitet wird. Die Nabe wird zunächst als Ganzes gegossen, ohne daß Zähne für den Erregerring vorgesehen werden. Gemessen von den Lagern aus, die in der inneren Zylinderfläche der Nabe montiert sind, wird dann die zylindrische Außen­ fläche der Nabe spanabhebend gefertigt, wodurch der richtige Abstand zwischen Nabenfläche und ABS-Sensor erreicht wird. Dann wird erneut das Maß von den Lagern aus benutzt, um Nuten in die äußere Zylinderfläche der Nabe zu schneiden, wodurch im Abstand angeordnete Zähne gebildet werden. Eine weitere spanabhebende Bearbeitung ist nicht erforderlich.

Durch Nutzung der Lager bzw. Lagerschalen und ihre mit Minimaltoleranzen fixierte Zentrierung als Bemessungs­ grundlage für die spanabhebende Bearbeitung der Zähne und die zylindrische Außenfläche erhält man genaue Toleranzen für die Positionierung des Sensors bezüglich der äußeren Zylinderfläche. Durch Ausnutzung der genauen Achszen­ trierung der verwendeten Lager läßt sich insgesamt die Oberflächenzentrierung der Nabenfläche und speziell des Erregerringabschnitts erreichen.

Anhand von Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht eine Ausführungsform der einstückigen Naben- und Erregerringanordnung,

Fig. 2 den Schnitt II-II von Fig. 1 und

Fig. 3 den Schnitt III-III von Fig. 2.

Die in Fig. 1 gezeigte, einteilige Naben-Erregerring­ anordnung hat eine Nabe 10 mit einem zylindrischen Körper 12, in welchem ein zentraler innerer Durchgang 14 ausge­ bildet ist. Der Durchgang 14 ist im wesentlichen zylin­ drisch und mit Sitzen 15 versehen, die für die Aufnahme eines oder mehrerer Lager 16 ausgebildet sind. Die Lager 16 ermöglichen eine drehbare Lagerung der Nabe 10 auf einer Spindel oder einer anderen Aufhängungskomponente (nicht gezeigt) für eine Drehung um eine Nabenachse 17. Von dem Körper 12 der Nabe 10 aus erstreckt sich radial ein Radbefestigungsflansch 18, der die Nabe 10 in eine innere Trommel 20 und eine äußere Trommel 22 bzw. in einen inneren Ansatz und einen äußeren Ansatz teilt. In dem Flansch 18 sind Öffnungen 19 für die Aufnahme von Radbefestigungsbolzen (nicht gezeigt) ausgebildet, die zum Befestigen der Nabe 10 an einer nicht gezeigten Rad- Reifen-Anordnung dienen. Wie in Fig. 1 gezeigt ist, sind die innere Trommel 20 und die äußere Trommel 22 ebenfalls im wesentlichen zylindrisch geformt, wobei die innere Trommel 20 eine im wesentlichen zylindrische Außenfläche 24 hat.

Wenn die Nabe 10 im Rohguß fertiggestellt ist, wird der innere Durchgang 14 mit den gewünschten Abmessungen spanabhebend ausgebildet, ebenso die darin vorgesehenen Sitze 15 für die Aufnahme der Lager 16 zum Anbringen der Nabe 10 am Fahrzeug.

Durch die Nutzung der Lager 16 als Bemessung und somit der Drehachse 17 der Nabe 10 kann die zylindrische Außen­ fläche 24 durch spanabhebende Bearbeitung auf die richti­ ge Abmessung gebracht werden, wodurch der gewünschte Abstand zwischen der Außenfläche 24 und dem ABS-Sensor erreicht wird. Durch Nutzung der Lager 16 als Bemessungs­ grundlage bzw. als Kalibrierung während der spanabheben­ den Bearbeitung wird die Rundheit und Konzentrizität der Außenfläche 24 bezogen auf die Nabenachse 17 gewährlei­ stet. Wenn die Außenfläche 24 spanabhebend bearbeitet ist, wird eine Vielzahl von axialen Nuten 26 in die Außenfläche 24 der inneren Trommel 20 spanabhebend einge­ arbeitet oder eingeschnitten, wofür wiederum die Kali­ brierung über die Lager 16 genutzt wird. Die Nuten 26 bilden zwischen sich im gleichen Abstand angeordnete Zähne 30, wovon sich jeweils einer zwischen zwei benach­ barten Nuten 26 befindet, wodurch ein Erregerring 31 als ein Teil und ein Stück mit der Nabe 10 geschaffen wird. Zur Verdeutlichung der Darstellung sind in Fig. 1 nur ein Teil der Nuten 26 und der Zähne 30 gezeigt. Der Erreger­ ring 31 wird so vorzugsweise angrenzend an das innensei­ tige Ende 28 der Nabe 10 ausgebildet.

Die Tiefen der Nuten 26 sind geringer als die radiale Stärke der innenseitigen Trommel 20 und bilden so eine Basis 34 am Boden jeder Nut, welche die benachbarten Zähne 30 verbindet. Diese Basis 34 trägt zur Schaffung eines Magnetflußwegs von einem Zahn 30 zum anderen bei. Die Tiefe einer jeden Nut 26 reicht jedoch aus, um ein Ausgangssignal des ABS-Sensors zu erzeugen, wenn dieser darüberläuft. Der ABS-Sensor stellt somit abwechselnd Zähne 30 und die Nuten 26 fest. Die Länge jeder Nut 26 ist geringer als die innenseitige Trommel 20 und ent­ spricht insgesamt der Größe des ABS-Sensors.

Wenn die Außenfläche 24 der Nabe 10 bereits spanabhebend bearbeitet ist, um den richtigen Abstand zwischen ihr und dem ABS-Sensor zu schaffen, besteht keine Notwendigkeit für eine maschinelle Nachbearbeitung dieser Teile, welche nun die radialen Oberflächen der Zähne 30 bilden. Der Erregerring 31 hat also die geeignete Rundheit und Kon­ zentrizität. Da die radialen Oberflächen der Zähne 30 mit der Außenfläche 24 der Nabe 10 zusammenfallen, sorgt der Erregerring 31 gemäß der Erfindung für einen äußerst kompakten ABS-Aufbau. Dies ist äußerst günstig in dem Bereich der Radnabe 10 eines Kraftfahrzeugs, wo nur sehr wenig Raum zur Verfügung steht. Da der Erregerring 31 in einem Stück mit der Nabe 10 ausgebildet ist, sind Tole­ ranzaufsummierungen und ein Radialauslauf zwischen der Nabe 10 und dem Erregerring 31 unterbunden oder wesent­ lich reduziert.

Obwohl die magnetische Permeabilität der Nabe 10 aus Gußeisen oder duktilem Eisen nicht so groß wie bei eini­ gen anderen Materialien ist, zeigt sich, daß der extrem geringe Abstand, wie er erfindungsgemäß zwischen dem ABS- Sensor und dem Erregerring 31 möglich ist, jede Beschrän­ kung der magnetischen Permeabilität ausgleicht. Unter­ suchungen der Stärke des bei Einsatz der Erfindung er­ zeugten Sensorsignals ergaben, daß bei bestimmten Anwen­ dungen die Stärke für einige Sensorsysteme beim Einsatz zu hoch ist, so daß eine entsprechende Justierung der Spannungen in den Detektorsystemen erforderlich wird. Dies ist ebenfalls als Vorteil der Erfindung anzusehen.

Claims (12)

1. Einteilige Naben-Erregerringanordnung für ein Kraft­ fahrzeug mit ABS, welche eine gegossene Nabe (10) mit einem im wesentlichen zylindrischen Körper (12), mit einer Außenfläche (24) und mit einem inneren Durchgang (14), in dem Einrichtungen (16) für eine Zentrierung zur spanabhebenden Flächenbearbeitung und für eine Drehmontage der Nabe (10) an einer Auf­ hängung des Kraftfahrzeugs vorgesehen sind, und einen mit dem Körper (12) der Nabe (10) in einem Stück ausgebildeten Erregerring (31) aufweist, der von einer Vielzahl von axialen Nuten (26) gebildet wird, die in dem Körper (12) ausgebildet sind, sich nur teilweise radial durch den Körper (12) der Nabe (10) erstrecken und eine Vielzahl von Zähnen (30) bilden, die am Umfang im gleichen Abstand um den Körper (12) der Nabe (10) herum angeordnet sind.

2. Anordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten (26) in der Außenfläche (24) ausgebildet sind.

3. Anordnung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten (26) in der Außenfläche (24) durch spanabhebende Bearbeitung ausgebildet sind.

4. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß an einem axialen Ende (28) des Körpers (12) der Nabe (10) Zähne (30) ausgebildet sind.

5. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Nabe (10) aus Guß­ eisen hergestellt ist.

6. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zähne (30) radiale Oberflächen haben, die zu der Außenfläche (24) koinzident sind.

7. Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Montageeinrichtungen (16) in dem Durchgang (14) angeordnet sind und mit dem Durchgang (14) so zusammenwirken, daß eine Drehachse (17) definiert wird.

8. Verfahren zur Herstellung einer einteiligen Naben- Erregerringanordnung für Kraftfahrzeuge mit ABS, insbesondere zur Herstellung einer Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei welchem

• - ein Formhohlraum zum Gießen einer Kraftfahrzeug­ nabe ausgebildet wird, die einen im wesentlichen zylindrischen Körper hat,
• - zur Bildung der Gußnabe geschmolzenes Material in den Hohlraum gegossen wird und
• - eine Innenbohrung in der Nabe spanabhebend aus­ gearbeitet wird,
  dadurch gekennzeichnet,
• - daß in der Innenbohrung Lager angebracht werden, die mit der Innenbohrung zusammenwirken und eine Drehachse für die Nabe bilden,
• - daß eine äußere zylindrische Oberfläche der gegossenen Nabe durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt wird, wobei relativ zu der Drehachse gemessen wird, und
• - daß eine Vielzahl von axialen Nuten in der ge­ gossenen Nabe durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt wird, während wiederum relativ zu der Drehachse gemessen wird, wobei die Nuten eine Vielzahl von im gleichen Abstand am Umfang um die gegossene Nabe herum angeordnete Zähne bilden.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung der äußeren Zylin­ derfläche ausgeführt wird, wobei von den Lagern aus gemessen wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die spanabhebende Bearbeitung der Vielzahl von axialen Nuten der gegossenen Nabe ausgeführt wird, wobei von den Lagern aus gemessen wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten spanabhebend in der äußeren Zylinderfläche der Nabe ausgebildet werden.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die axialen Nuten in der äußeren Zylinderfläche angrenzend an das eine axiale Ende der Nabe span­ abhebend ausgearbeitet werden.