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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Lagervorrichtung,
die für die Lagerung einer Antriebswelle eines Automobils
verwendet wird, und die einen Drehzahldetektor besitzt,
welcher die Drehzahl der mit der Welle verbundenen Räder
ermittelt, um die Bremsen entsprechend der ermittelten
Drehzahl zu steuern, so daß die Räder nicht durch
plötzliches Bremsen blockieren.
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Ein bekannte Lagervorrichtung dieser Art wird in Fig. 5
gezeigt (entsprechend der japanischen Offenlegung Nr. 63-
166601). Diese Lagervorrichtung besitzt ein zylindrisches
Außenteil 50, das am Chassis des Automobils (nicht gezeigt)
befestigt ist, ein zylindrisches Innenteil 51, welches eine
Antriebswelle umfaßt und welches koaxial im Innern des
Außenteils 50 angeordnet ist, Wälzkörper 52 in einer
doppelten Reihe, welche zwischen einer Laufbahnfläche 50a des
Außenteiles 50 und einer Laufbahnfläche 51f des Innenteils
51 abwälzen, und Käfige 53, welche die Wälzkörper 52
halten. Das Innenteil 51 besitzt an seinem einen Ende 51a
einen Flansch 51b an welchem ein Rad (nicht gezeigt)
montiert ist, und an dem anderen Ende 51c ein Abtastelement
51e; das besagte Abtastelement 51e besitzt in
Umfangsrichtung in gleichmäßigen Abständen eine Vielzahl von
Vorsprüngen 51d. Ein einseitig geschlossener zylindrischer Deckel
54 ist an dem einen Ende 50b des Außenteils 50 in der Weise
angeordnet, daß er das Abtastelement 51e umschließt. Am
besagten Deckel 54 ist ein Drehzahldetektor 55 befestigt und
in der Weise gehalten, daß er dem besagten Abtastelement 51
in einem bestimmten Abstand gegenübersteht.
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Die Montage des Drehzahldetektor 55 in den Deckel 54 wird
ausgeführt, indem zuerst der Deckel 54 an das Ende 50b des
Außenteils 50 montiert wird und dann wird der Drehzahl
detektor 55 in ein Loch 54a des Deckels 54 durch Druck
eingepaßt. Bei diesem Montageverfahren für den
Drehzahldetektor 55 ist es unmöglich, einen Anschlag, der eine
Anlagefläche innerhalb des Deckels 54 besitzt, zu plazieren und
den Drehzahldetektor durch Druck einzupassen bis er an die
Anlagefläche anstößt, wenn der Drehzahldetektor 55 montiert
wird. Deshalb kann der Drehzahldetektor 55 nicht schnell
und genau bezüglich des Abtastelementes 51e positioniert
werden. Es könnte möglich sein, das Einsetzen des
Drehzahldetektors 55 durch die Beeinflussung der Abmessung (Abmaß d
in Fig. 5) eines Teiles des Drehzahldetektors zu steuern,
das in axialer Richtung vom Deckel 54 nach außen
vorspringt. Es können jedoch Abweichungen in der besagten
Abmessung in axialer Richtung vorhanden sein. Deshalb kann
eine exakte Positionierung des Drehzahldetektors 55
bezüglich des Abtastelementes 51e selbst mit dieser Methode
nicht durchgeführt werden.
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Da folglich bei der Positionierung des Drehzahldetektors 55
bezüglich des Abtastelementes 51e keine hinreichend hohe
Präzision erhalten werden kann, zeigen konventionelle
Lagervorrichtungen das Problem einer geringen Präzision der
Drehzahl-Detektion.
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Weiterhin ist, weil der Drehzahldetektor 55 durch
Preßpassung im Deckel 54 besfestigt ist, die Ausführung der
Dichtung des Deckels an den eingepaßten Teilen minderwertig und
Wasser und andere Fremdkörper können ins Innere des Deckels
eindringen. Ein zusätzliches Problem betrifft die
allmähliche Lockerung des Deckels an den eingepaßten Teilen infolge
von Vibrationen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Deshalb ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die
oben erwähnten Probleme aufzulösen und eine
Lagervorrichtung für eine Antriebswelle mit einein Drehzahl-Detektor
bereitzustellen, welche in der Lage ist, eine genaue
Positionierung des Drehzahl-Detektors zum Abtastelement, sowie
eine gute Abdichtung und einen hohen Vibrationswiderstand
erreichen kann, wodurch ermöglicht wird, eine hochgenaue
Drehzahl-Detektion für eine lange Zeitdauer zu erhalten.
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Um die obige Aufagbe zu erreichen, ist eine
Lagervorrichtung der vorliegenden Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß
der Deckel, der Drehzahldetektor und der Verbinder fest
miteinander derart durch einen Kunststoffblock, der mittels
Kunststoff-Gießtechnik hergestellt wird, verbunden sind,
daß der Deckel, der Drehzahldetektor und der Verbinder eine
Einheit bilden. Genauer enthält die Lagervorrichtung der
vorliegenden Erfindung ein zylindrisches Außenteil, welches
am Chassis des Automobils befestigt ist; ein zylindrisches
Innenteil, welches die Antriebswelle einschließt und welche
durch das Außenteil über Wälzkörper drehbar gehalten wird,
welche von einem Käfig gehalten werden und zwischen einer
Laufbahnfläche des Außenteils und einer Laufbahnfläche des
Innenteils abwälzen, wobei ein Ende des Innenteils einen
Flansch für die Montage eines Rades daran besitzt, und das
andere Ende des Innenteiles ein kreisförmiges Abtastelement
besitzt, welches eine Vielzahl von Vorsprüngen aufweist,
die in gleichen Abständen in Umfangsrichtung des
Abtastelements angeordnet sind; einen Drehzahldetektor, welcher für
das Detektieren einer Drehzahl des Abtastelements, die
äquivalent zu der der Räder ist, gegenüberliegend zum
Abtastelement positioniert ist und ein Drehzahl-Signal
erzeugt, welches über einen Verbinder einem Antiblockier-
Bremssystem oder einer ähnlichen Einrichtung im Automobil
zugeführt wird; und einen Deckel, der an dem Außenteil für
die Abdeckung mindestens derjenigen Teile des
Abtastelements und des Drehzahl-Detektors eingepaßt ist, welche
einander gegenüberstehen, wobei der Drehzahl-Detektor am
Dekkel befestigt ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Deckel,
der Drehzahldetektor und der Verbinder fest miteinander
verbunden sind durch einen mittels Kunststoff-Gießtechnik
hergestellten Kunststoffblock, so daß der Deckel, der
Drehzahldetektor und der Verbinder eine Einheit bilden.
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Entsprechend diesen kennzeichnenenden Merkmalen der
vorliegenden Erfindung bilden der Deckel, der Drehzahl-Detektor
und der Verbinder eine Baugruppe mit einer einstückigen
Konstruktion und können deshalb als eine einzelne Einheit
behandelt werden.
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Der Deckel, der Drehzahl-Detektor und der Verbinder, welche
normiert werden, werden in einem einzigen Arbeitsschritt
durch einfache Montage des Deckels am Außenteil installiert
und positioniert. Folglich ist es im Unterschied zur
konventionellen Lagervorrichtung nicht erforderlich, sie in
mehreren Schritten zu installieren.
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Da der Drehzahl-Detektor durch den Harzblock fest mit dem
Deckel verbunden ist, so daß vorbestimmte Positionen
bezüglich jeden Teils mit einer vorgeschriebenen Präzision
entsprechend der vorliegenden Erfindung gehalten werden
können, wird der Drehzahl-Detektor zum Abtastelement mit einer
bedeutend höheren Präzision positioniert, als es mit einem
konventionellen Gerät möglich ist. Folglich detektiert der
Drehzahl-Detektor genau den Durchgang der Vorsprünge am
Umfang des Abtastelementes, und ist somit in der Lage die
Drehzahl des Innenteils, und damit der Räder, genau zu
ermitteln. Der Drehzahl-Detektor gibt ein Drehzahl-Signal
aus, welches genau mit der Drehzahl des Innenteils
übereinstimmt. Das Drehzahl-Signal vom Drehzahl-Detektor wird
durch den Verbinder, welcher mit dem Deckel und dem
Drehzahl-Detektor
eine Einheit bildet, einem Antiblockier-
Bremssystem oder einer ähnlichen Einrichtung zugeführt.
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Weil der Deckel, der Drehzahl-Detektor und der Verbinder in
einem Harzblock miteinander verbunden sind, der durch
Verwendung einer Plastik-Gießtechnik hergestellt wird, werden
die eingepaßten Teile desselben dicht von dem Harzblock
bedeckt. Das gegossene Harz besitzt dabei eine hinreichende
Dicke, so daß es diese Teile integriert. Deshalb bieten die
monolithisch eingegossenen Deckel, Drehzahl-Detektor und
Verbinder eine hohe Abdichtung und das Eindringen von
Wasser oder anderen Fremdkörpern in die sich
gegenüberstehenden Teile des Abtastelementes und des Drehzahl-Detektors
wird gründlich verhindert. Außerdem sind diese Teile mit
hoher Stabilität integriert, so daß die Position des
Drehzahl-Detektors zum Deckel nicht verschoben, der Drehzahl-
Detektor wegen der Vibationseinwirkungen nicht vom Deckel
getrennt, und folglich die Abdichtung nicht verschlechtert
wird. Demzufolge kann über eine ausgedehnte Zeitdauer eine
hochgenaue Detektion des Drehzahl-Detektors erhalten
werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Diese und andere Aufgaben und Merkmale der vorliegenden
Erfindung sollen durch die folgende Beschreibung deutlicher
werden, die in Verbindung mit den bevorzugten
Ausführungsbeispielen derselben mit Hinweis auf die beiliegenden
Zeichnungen erfolgt, in welchen überall gleiche Teile durch
gleiche Referenznummern gekennzeichnet sind, und in
welchen:
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Fig. 1 eine Schnittansicht darstellt, die in axialer
Richtung eines wesentlichen Teils eines bevorzugten
Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung erhalten wird,
und einen Deckel, einen Drehzahl-Detektor und einen
Verbinder, welche in einem Harzblock eingebettet sind, zeigt;
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Fig. 2 und Fig. 3 perspektivische Ansichten darstellen, die
in den Richtungen I beziehungsweise II des Deckels, des
Drehzahl-Detektors und des Verbinders der Fig. 1 gesehen
sind, welche in einem Harzblock eingebettet sind;
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Fig. 4 ein Diagramm darstellt, das eine Modifikation des
Abtastelementes zeigt; und
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Fig. 5 eine Schnittansicht darstellt, die in axialer
Richtung einer konventionellen Achslagervorrichtung mit
Drehzahl-Detektor erhalten wird.
DETATLLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSBEISPIELE
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In Fig. 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein zylindrisches
Außenteil, das an einem Aufhängeteil 'a' des Chassis des
Automobils (nicht gezeigt) montiert ist, und 2 stellt ein
zylindrisches Innenteil dar, welches eine Antriebswelle 2d
umfaßt, die sich an der Innenseite des Außenteils 1 in
axialer Richtung, die durch X angezeigt wird, erstreckt; an
einem Ende (übereinstimmend mit 51a in Fig. 5) des
Innenteils 2, welches an der linken Seite der Fig. 1 sein würde,
welches aber in dieser Figur nicht gezeigt wird, ist ein
Flansch, ähnlich wie in Fig. 5, vorhanden, an welchen ein
Rad zu montieren ist, und an dem anderen Ende 2b des
Innenteils 2 ist ein ringförmiges Abtastelement 3 angeordnet.
Dieses Abtastelement 3 mit einem U-förmigen Querschnitt
besitzt eine Vielzahl von Vorsprüngen 3a (nur zwei von ihnen
sind gezeigt), die am Innenumfang in gleichmäßigen
Abständen angeordnet sind. Die Montage des Abtastelements 3 an
das Ende 2b wird durch Preßpassung des Abtastelements 3 an
ein rundes nachgeformtes Paßteil 2a durchgeführt.
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Das Bezugszeichen 4 bezeichnet Wälzkörper, welche zwischen
einer Laufbahnfläche 1a des Außenteils 1 und einer
Laufbahnfläche 2c des Innenteils 2 abwälzen (wie in Fig. 5
gezeigt wird, ist eine doppelte Reihe von Wälzkörpern
vorgesehen,
obwohl die Laufbahnfläche 1a des Außenteils 1, die
Laufbahnfläche 2c des Innenteils 2 und die Wälzkörper 4,
welche an der linken Seite angeordnet werden würden, wie in
Fig. 5 zu sehen ist, die aber nicht in Fig. 1 gezeigt
werden). Das Innenteil 2 ist durch das Außenteil 1 über die
doppelte Reihe von Wälzkörpern 4 drehbar gehalten.
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Mit 5 ist ein Käfig bezeichnet, welcher die Wälzkörper 4 in
einem gleichmäßigen Abstand in Umfangsrichtung des
Innenteils 2 hält (natürlich wird für das Halten der anderen
Reihe der Wälzkörper an der linken Seite ein anderer Käfig
5 vorgesehen).
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Ein ringförmiges Laufbahnteil 2h, das eine Laufbahnfläche
2c an seiner äußeren Peripherie besitzt, ist an der
Antriebswelle 2d mittels einer Mutter 2i befestigt, welche
auf ein Gewindeteil 2g der Antreibswelle 2d aufgeschraubt
ist. Die Mutter 2i wird an der Antriebswelle 2d durch
Abwinkeln einer Nase 2i-1 befestigt, die von der Mutter 2i in
einen Ausschnitt vorspringt, der an einer speziellen
Position des Gewindeteils 2g vorgesehen ist. Auf diese Weise
wird die Mutter 2i gehindert, sich von der Antreibswelle 2d
zu lösen.
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Bezugszeichen 6 bezeichnet einen Deckel, der am Außenteil 1
montiert wird und der eine halbgeschlossene zylindrische
Form besitzt. An einer speziellen Position in seinem Boden
6a senkrecht zur axialen Richtung, wie in der Figur durch X
gezeigt wird, ist ein Paßloch 6b vorgesehen und am offenen
Ende 6c ist eine Passung 6e vorhanden, die einen auswärts
in radialer Richtung vorspringenden Rand 6d besitzt. Der
Rand 6d liegt an der Endfläche 1b des Außenteils 1 an, wenn
der Deckel 6 am Außenteil 1 montiert wird.
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Bezugszeichen 7 bezeichnet einen Drehzahl-Detektor, welcher
in das Einpaßloch 6b des Deckels 6 eingepaßt wird. Der
Drehzahl-Detektor 7 besitzt einen Grundkörper 7b und einen
Detektorteil 7a, welcher in axialer Richtung X ausgerichtet
ist. Der Drehzahl-Detektor 7 ist in Bezug auf den Deckel 6
genau positioniert, so daß das Detektorteil 7a in einem
speziellen Abstand d1 zum Vorsprung 3a an der Spitze des
Abtastelementes 3 in radialer Richtung gehalten wird, wenn
der Deckel montiert wird.
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Der Deckel 6 und der Drehzahl-Detektor 7 werden durch einen
Harzblock 10 miteinander verbunden, der durch Verwendung
der Harz-Gießtechnik um sie herum gebildet wird. Mit
anderen Worten, beide werden in einen Harzblock 10 eingebettet.
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Bezugszeichen 8 bezeichnet einen in einer speziellen
Position bezüglich des Deckels 6 und des Drehzahl-Detektors 7
in einen Harzblock 10 integriert vergossenen Verbinder dar.
Folglich sind der Deckel 6, der Drehzahl-Detektor 7 und der
Verbinder 8 mit Hilfe des Harzblockes 10 in einer Baugruppe
mit einem einstückigen Aufbau ausgebildet. Der Verbinder 8
besteht aus einem Verbindergehäuse und einem Anschlußpaar 9
(siehe Fig. 3). Das Verbindergehäuse wird durch Verwendung
einer Gießform der entsprechenden Form hergestellt. Deshalb
ist es nicht erforderlich, ein getrenntes Verbindergehäuse
zu verwenden. Ein Loch oder eine Öffnung 8a, die in dem
Verbindergehäuse 8a ausgebildet ist, ersteckt sich
senkrecht zur axialen Richtung X. Das Anschlußpaar 9 ist an
einem Teil angeordnet, das eine Basis des Verbindergehäuses
für die Gewinnung eines Drehzahl-Detektor-Signals vom
Drehzahl-Detektor 7 definiert. Das besagte Drehzahl-Detektor-
Signal wird durch den Verbinder 8 einem
Antiblockier-Bremssystem zugeführt, welches in der Figur nicht gezeigt ist.
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Die Passung (siehe 'b' in Fig. 1) des Loches 6b des Deckels
6 für den Drehzahl-Detektor 7 ist mit Hilfe der
vollständigen Abdeckung im Harzblock 10 in einer bestimmten Dicke
vollständig abgedichtet. Die Passung des Paßteiles 6e des
Deckels 6 zum Außenteil 1 ist ebenfalls dicht ausgebildet.
Deshalb wird, wenn einmal der integriert vergossene Deckel,
Drehzahl-Detektor und Verbinder am Außenteil 1 montiert
wurde, wie in Fig. 1 gezeigt, das Eindringen von Wasser und
anderen Fremdkörpern in das Innere des Deckels 6, wie es
zum Beispiel bei einer konventionellen Lagervorrichtung
auftreten kann, in die ein Drehzahl-Detektor durch
Preßpassung in den Deckel eingepreßt ist, wirksam verhindert.
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Außerdem wird die Außenfläche des Grundkörpers 7b des
Drehzahl-Detektors 7 an dem Ende 7c geriffelt, und die
Außenfläche 6b-1 des Paßloches 6b des Deckels 6 wird in gleicher
Weise geriffelt. Diese geriffelten Oberflächen helfen eine
bessere Verankerung und eine geeignete Festigkeit im Harz
10 sichern, wenn der Deckel 6, der Drehzahl-Detektor 7 und
der Verbinder 8 zusammen vergossen werden. Deshalb wird
selbst dann, wenn Vibrationen oder andere äußere Faktoren
am Deckel 6 wirken, die Position des Drehzahl-Detektor 7
zum Deckel 6 nicht in axialer Richtung verschoben, und der
Drehzahl-Detektor 7 wird nicht in Bezug auf die Achse X
verspannt. Kurz gesagt, es wird ein hoher
Vebrationswiderstand gesichert.
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In den Formen, die für das Gießen des Harzblockes 10
verwendet werden, wird eine Referenzfäche (A), die zur
Positionierung der Auflage 6d des Deckels 6 verwendet wird, und
eine Referenzfläche (B), die zur Positionierung eines Endes
7d des Grundkörpers des Drehzahl-Detektor 7 verwendet wird,
in einem speziellen Abstand L von einander vorgesehen.
Durch das Aufsetzen des Randes 6d des Deckels 6 auf die
Referenzfläche A und durch das gleichzeitige Aufsetzen des
Endes 7d des in das Einpaßloch 6b des Deckels 6 eingepaßten
Drehzahl-Detektor 7 an die Referenzfläche B, werden der
Deckel 6, der Drehzahl-Detektor 7 und die Anschlüsse 9 des
Verbinders 8 in dem integrierten Teil mit dem
Drehzahl-Detektor 7, der mit hoher Präzision zum Deckel 6 positioniert
ist, vergossen. Wie oben beschrieben wird, wird das
Verbindergehäuse 10a während dieses Gießprozesses gebildet. Wenn
das integrierte Teil 6, 7, 8 nur durch die Montage des
Dekkels 6 an der richtigen Stelle an das Außenteil montiert
wird, wird das Abtastelement 3 präzise mit den
Zwischenräumen d2 und d3 in radialer beziehungsweise axialer Richtung
zum Deckel 6 positioniert.
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Zusätzlich zu dieser präzisen Positionierung wird die
Montage des integrierten Teils sehr einfach, es ist dazu nicht
notwendig, im Montage-Prozeß der Lagervorrichtung eine
Vielzahl von Schritten zu machen, um den Drehzahl-Detektor
an dem Außenteil zu montieren, wie es in der
konventionellen Achs-Lagervorrichung erforderlich ist, in welcher
zuerst der Deckel an das Außenteil montiert wird und dann
durch Preßpassung ein Drehzahl-Detektor getrennt vom Deckel
in den Deckel eingepaßt wird.
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Wegen der verschiedenen Merkmale, die oben beschrieben
werden, kann die Lagervorrichtung dieses Ausführungsbeispiels
eine hohe Präzision bei der Detektierung der Drehzahl der
Räder sichern und kann diese hohe Präzision für eine
längere Zeitdauer aufrecht erhalten.
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Es ist anzumerken, daß einige Veränderungen und
Modifikationen des obigen Ausführungsbeispiels möglich sind. Einige
von ihnen sind die folgenden.
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Der Verbinder ist nicht auf einen der obigen eingeschränkt,
in welchen sich die Öffnung in Richtung senkrecht zur
axialen Richtung befindet; der Verbinder kann auch in axialer
Richtung oder unter irgendeinem speziellen Winkel zur
axialen Richtung offen sein. Außerdem kann der Verbinder ein
vorgeformter Verbinder sein, welcher mit dem Deckel und dem
Drehzahl-Detektor durch den Gießprozeß integriert sein
kann.
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Der Zustand und die Dicke des Harzes, welches zum
gemeinsamen Vergießen oder Verbinden des Deckels, des
Drehzahl-Detektor und des Verbinders verwendet wird, soll ebenfalls
nicht auf den Zustand und die Dicke beschränkt sein, wie
oben beschrieben wird, sondern sie können wie gewünscht zur
Sicherung einer guten Abdichtung und eines hohen
Vibrationswiderstandes ausgewählt werden.
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Das Abtastelement kann auch eines sein, bei welchem eine
Vielzahl von Vorsprüngen, die in radialer Richtung nach
außen gerichtet sind, in gleichmäßigen Abständen rund um
den Außenumfang des Abtastelementes vorgesehen sind. In
diesem Fall soll der Drehzahl-Detektor so in den Deckel
integriert werden, daß er an der Außenseite des
Abtastelements in radialer Richtung und dem Abtastelement in
radialer Richtung gegenüberstehend positioniert ist. Weiterhin
kann das Abtastelement auch eines sein, bei welchem eine
Vielzahl von Vorsprüngen in gleichmäßigen Abständen am
Umfang in axialer Richtung vorspringen (siehe Fig. 4). In
diesem Fall soll der Drehzahl-Detektor in dem Deckel so
integriert werden, daß er dem Abtastelement in axialer
Richtung gegenüber steht. Außerdem kann das Abtastelemnet auch
eines sein, bei welchem eine Vielzahl von Vorsprüngen unter
einem speziellen Winkel in axialer Richtung vorhanden sind.
In diesem Fall soll der Drehzahl-Detektor natürlich mit dem
Deckel unter dem speziellen Winkel zur axialen Richtung
integriert werden. Auf jeden Fall soll der Deckel mindestens
solche Teile des Abtastelementes und des Drehzahl-Detektor
abdecken, welche sich gegenüber stehen.
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Weiterhin soll die Montage des Abtastelementes zur Welle
nicht auf eine Preßpassung beschränkt sein. Wie in Fig. 4
gezeigt wird, kann an der Antriebswelle 2d des Innenteiles
2 ein kegelförmiges Element 2t vorgesehen sein und ein
kegelförmiges Loch 13t kann in der Mitte des Abtastelementes
13 mit einem spitzen Winkel entsprechend des Winkels des
kegelförmigen Teils ausgebildet sein; während die Achswelle
2d in Richtung des Pfeiles R gedreht wird, wird das
Abtastelement in Richtung des Pfeiles X gedrückt, um durch
Reibungsschweißung an dem kegelförmigen Teil 2t befestigt zu
werden.
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Zusätzlich kann in Bezug auf die Sperrung der Mutter 2i an
der Antreibswelle 2d, dies auch durch Befestigung eines
Ringelementes (nicht gezeigt) an die Antriebswelle in
axialer Richtung angrenzend an die Mutter durch
Reibungsschweißen erreicht werden. In diesem Fall kann das
Abtastelement, das viele Vorsprünge besitzt, nahe an oder um das
Ringelement positioniert werden.
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Es ist naheliegend, daß die so beschriebene Erfindung auf
viele Arten variiert werden kann. Derartige Modifikationen,
die dem Fachmann naheliegen, sollen im Umfang der folgenden
Ansprüche enthalten sein.