DE69203907T2

DE69203907T2 - Radnabeneinrichtung mit integrierter ABS-Erregerringdichtung.

Info

Publication number: DE69203907T2
Application number: DE69203907T
Authority: DE
Inventors: Alastair R Deane
Original assignee: Budd Co
Current assignee: Robert Bosch Technology Corp
Priority date: 1991-04-05
Filing date: 1992-04-03
Publication date: 1995-12-07
Anticipated expiration: 2012-04-04
Also published as: US5129741A; CA2065068C; EP0507340B1; EP0507340A1; DE69203907D1; CA2065068A1

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Nabenanordnung für ein ein Antiblockier-Bremssystem (ABS) aufweisendes Kraftfahrzeug nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Man findet neuerdings bei immer mehr Personenkraftfahrzeugen einschließlich leichter Lastkraftwagen Antiblockier-Bremssysteme. Das ABS stellt die Raddrehung fest und wirkt so, daß die auf die Fahrzeugräder ausgeübte Bresskraft aufgehoben wird, um das Auftreten eines Blockierzustands zu verhindern. Das Blockieren einer Radbremse ist deshalb unerwünscht, weil es zu längeren Anhaltewegen und zu einer Richtungsinstabilität des Fahrzeugs führen kann. Die am weitesten fortgeschrittenen ABS-Konstruktionen verwenden einen Sensor an Jedem Rad, welches der ABS-Steuerung unterliegt. Die Sensoren stellen die Raddrehung unter Verwendung unterschiedlicher Technologien fest, zu denen geschlitzte Lichtscheibensensorvorrichtungen, induktive Abnehmer, Hall-Effekt-Vorrichtungen, Sensoren mit variabler Reluktanz usw. gehören. In einen ABS-Rechner, welcher die Bremskraft moduliert, werden Signale von den Raddrehungssensoren eingeführt.
Vorhandene Sensoren verwenden gewöhnlich irgendeine Art von Erregerring, Schlitzscheibe oder ein anderes Bauteil, das sich bezüglich dem Sensor ansprechend auf die Raddrehung dreht. Der im folgenden benutzte Ausdruck "Erregerring" soll sich auf alle derartigen Vorrichtungen beziehen. Aufgrund der räumlichen Beschränkung, der die Nabe, der Rotor und der Bremssattel unterliegen, wird der Erregerring üblicherweise auf das Ende der Nabe gepreßt. Diese Stelle grenzt an das innere Lager und an eine Öldichtung. Der äußere Laufring des inneren Lagers, die Öldichtung und der Erregerring sind alles Preßsitzanordnungen, die zu Verwindungen der Nabe und der aufgepreßten Bauelemente führen können. Die Verwindung verursacht Montageprobleme, eine Variation von Teil zu Teil und eine Abmessungs instabilität in der Nabenanordnung. Die Variation von Teil zu Teil und die Abmessungsinstabilität können besondere Bedeutung erlangen, da viele ABS-Sensoren die Aufrechterhaltung eines äußerst genauen Spiels zwischen dem Erregerring und dem Sensor während der Raddrehung erforderlich machen. Außerdem beeinträchtigen Abmessungstoleranzen den Kontakt von Metall zu Metall zwischen der Öldichtung und der Nabe, der ein Paßsitz sein muß, um eine Fettleckage und ein Eindringen von Verunreinigungen in das Lager zu vermeiden.
Figur 2 ist eine Schnittansicht einer zum Stand der Technik gehörenden Nabenanordnung 110, die einen Ring 138 aufweist, dessen zylindrische Innenfläche nur einen Ringhalteabschnitt 140 einschließt. Der Ring 138 hat keine Dichtungshaltefläche für die Dichtungsanordnung 144. Stattdessen bildet der Stirnabschnitt 126 des Nabenelements 112 eine zylindrische Innenfläche 128 für den Lagerlaufring 132 und eine zweite zylindrische Innenfläche 170 für die Dichtungsanordnung 144. Dies hat zur Folge, daß mit dem Stirnabschnitt 126 drei Teile im Preßsitz verbunden sind, nämlich der äußere Laufring 132 der Lageranordnung, der Erregerring 138 und die Dichtungsanordnung 144.
Zur Schaffung der Dichtungshaltefläche 170 in der Nabe muß der Stirnabschnitt 126 axial nach innen von der Lageranordnung 118 aus zur Bildung eines Dichtungshalteabschnitts 172 an dem axialen inneren Ende der Nabe 112 verlängert werden. Der Erregerring 136 sitzt im Preßsitz über dem Dichtungshalteabschnitt 172 der Nabe, wodurch der Ring 136 am axialen inneren Ende des Nabenelements 112 gehalten ist. Das hat zur Folge, daß sich der Ring 138 axial im Abstand nach innen von dem Lagerlaufring 132 aus befindet, so daß keine Abstützung für die Nabe radial nach innen vom Erregerring 136 aus vorhanden ist. Das Fehlen Jeglicher radialen Abstützung unter dem Ring 138 und das Vorhandensein der drei Preßsitzelemente, nämlich des Lagerlaufrings, des Erregerrings und der Dichtung, die alle an dem Nabenelement-Stirnabschnitt 126 sitzen, führt zu der unerwünschten Verwindung, zu einer Variation von Teil zu Teil und einer Abmessungsinstabilität der Nabenanordnung.
Das Ziel der vorliegenden Erfindung besteht deshalb darin, eine Nabenanordnung bereitzustellen, bei der die durch die Mehrfachpreßsitze in einem Bereich der Nabe verursachte Verwindung vermieden oder reduziert wird.
Ausgehend von der Nabenanordnung der gattungsgemäßen Art wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patentanspruchs 1 erreicht, dessen vorteilhafte Ausgestaltungen in den Patentansprüchen 2 und 3 beschrieben sind.
Die Nabenanordnung der vorliegenden Erfindung hat einen Erregerring, der, wenn er im Preßsitz über dem Ende der Nabe montiert ist, eine zylindrische Innenfläche bildet, die sich über das Ende der Nabe hinaus erstreckt. In der Innenfläche des Erregerrings ist im Preßsitz die Öldichtungsanordnung vorgesehen. Aus der Montage der Öldichtungsanordnung in dem Erregerring anstatt dem Nabenelement ergeben sich mehrere Vorteile. Ein Vorteil besteht darin, daß einer der drei Preßsitze auf der Nabe von der Nabe selbst entfernt und am Erregerring angeordnet ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Leitdurchmesser für den Erregerring nun zu einer Stelle radial außerhalb des inneren Lagers bewegt wurde, so daß eine zusätzliche Abstützung für die Nabe gegeben ist, wodurch die von dem Preßsitz des Erregerrings verursachte Verwindung reduziert wird. Diese beiden Vorteile wirken so, daß die bei bekannten Nabenanordnungen gefundene Verwindung reduziert ist.
Ein weiterer Vorteil der Anbringung der Öldichtung an dem Erregerring ist das Fehlen der Dichtungshaltefläche in der Nabe. Zum Gießen der Nabe wird weniger Material erforderlich, wodurch das Nabengewicht verringert wird und es nicht mehr länger erforderlich ist, einen Dichtungsdurchmesser an der Nabe spanabhebend zu bearbeiten. Dies verbessert die Produktivität und reduziert die Teilekosten. Bei der gezeigten erfindungsgemäßen Ausführungsform wird der Erregerring in einem Pulvermetallfertigungsprozeß hergestellt. Dies hat zur Folge, daß keine spanabhebende Bearbeitung erforderlich ist, um einen Dichtungshaltedurchmesser zu erzeugen. Aufgrund der verringerten Verwindung der Nabenanordnungsbauteile läßt sich die Abmessungsgenauigkeit verbessern, was zu einer gesteigerten ABS-Funktion aufgrund der reduzierten Änderung zwischen den Anordnungen führt.
Während bei der Nabe nach dem Stand der Technik der Dichtungshalteabschnitt weggelassen wird, wird der Erregerring bei der Nabenanordnung gemäß der Erfindung an dem Nabenelement radial außen von dem Lagerlaufring montiert, so daß wenigstens ein Abschnitt des Erregerrings über dem Laufring liegt. Die Lageranordnung bildet nun eine radiale Abstützung für den Nabenstirnabschnitt, wodurch die Verformung der Nabe verringert wird, die sich aufgrund des Preßsitzes des Erregerrings ergibt.
Die Zähne des Erregerrings sind von dem Radhalteflansch axial im gleichen Abstand wie die Zähne bei der Nabenanordnung nach dem Stand der Technik angeordnet. Somit ändern sich die Freiräume zwischen dem Ring und dem Rotor und dem Bremssattel nicht. Die Nabenanordnung gemäß der Erfindung erlaubt Jedoch, daß die axiale Position der Erregerringzähne sowohl axial als auch radial über einen weiten Bereich von Stellungen positionierbar ist.
Da das Nabenelement keinen Dichtungshalteabschnitt, wie er bei dem Nabenelement nach dem Stand der Technik vorhanden ist, aufweist, ist Jedoch die axiale Länge des Nabenelements gemäß der Erfindung kürzer. Die Zähne des Rings sind teilweise versetzt oder stehen vom Ende des Nabenelements über. Damit man einen ausreichend großen Flächenbereich für das Anbringen des Rings hat, ist der Ring mit einem sich axial erstreckenden Flansch versehen. Die Zähne sind ebenfalls zu der zylindrischen Haltefläche für den Ring versetzt.
Vom Gesichtspunkt der Fertigung ist die Nabenanordnung der vorliegenden Erfindung deshalb vorteilhaft, weil nur die zylindrische Innenfläche für das Lager und die zylindrische Außenfläche für den Ring spanabhebend in dem Nabenelement bearbeitet zu werden brauchen. Es entfällt die spanabhebende Bearbeitung einer Dichtungsfläche in dem Nabenelement. Der Erregerring kann unter Verwendung eines Metallpulververfahrens hergestellt werden, bei dem eine genaue Oberfläche zur Anbringung einer Dichtungsanordnung ausgebildet werden kann, ohne daß ein spanabhebender Arbeitsgang erforderlich ist.
Die Nabenanordnung gemäß der vorliegenden Erfindung reduziert die Anzahl der Preßsitzhalterungen an der Nabe und sorgt für eine direkte radiale Abstützung des Erregerrings. Außerdem verringern sich die Kosten für die spanabhebende Bearbeitung an der Nabe, da eine spanabhebend bearbeitete Dichtungshaltefläche fehlt. Mit der Nabenanordnung der vorliegenden Erfindung lassen sich die oben erwähnten Vorteile erreichen, ohne daß, verglichen mit den Nabenanordnungen nach dem Stand der Technik, die Lageranordnung modifiziert wird, so daß keine spezielle Lageranordnung benötigt wird. Außerdem wird der äußere Laufring des Lagers vollständig auf seiner axialen Länge durch das Nabenelement abgestützt.
Die Erfindung wird weiterhin unter Bezugnahme auf Fig. 1 erläutert, die eine Schnittansicht der Nabenanordnung nach der vorliegenden Erfindung ist.
Die Nabenanordnung 10, wie sie in Fig. 1 gezeigt ist, hat ein Nabenelement 12, welches einen hohlen Durchgang 14 für die Aufnahme eines Achsschenkels 16 bildet. Zum falten des Nabenelements an dem Achsschenkel in herkömmlicher Weise für eine Rotation um die Achse 17 des Achsschenkels werden eine innere Lageranordnung 18 und eine äußere Lageranordnung (nicht gezeigt) verwendet. Das Nabenelement 12 bildet einen radial vorstehenden Radhalteflansch 20, der eine Vielzahl von Bolzenlöchern 22 aufweist, in denen die Radbolzen 24 installiert werden.
Die Innenfläche des Durchgangs 14 bildet eine insgesamt zylindrische Innenfläche 28 für die Montage der Lageranordnung 18 an dem axialen Stirnabschnitt 26 des Nabenelements. Die Innenfläche des Durchgangs ist abgestuft, so daß eine Schulter 30 gebildet wird, an der der äußere Laufring 32 der Lageranordnung 18 angeordnet ist, während der äußere Laufring im Preßsitz in der zylindrischen Innenfläche 28 des Nabenelements sitzt. Ein Teil der Innenfläche 28 trägt den äußeren Laufring 32 des Lagers.
Der Stirnabschnitt 26 bildet eine zylindrische Außenfläche 34, auf der im Preßsitz ein Erregerring 36 sitzt. Der Erregerring 36 ist in der gezeigten Form ein Zahnrad, das eine Vielzahl von Zähnen 38 hat, die im Abstand um den Umfang des Rings angeordnet sind. In der Nähe der Zähne 38 ist ein ortsfester Sensor 37 so positioniert, daß er die Drehung des Nabenelements 12 durch die Bewegung der Zähne 38 an dem Sensor vorbei feststellt, wenn sich das Nabenelement und der Ring drehen.
Die zylindrische Innenfläche des Erregerrings 36 hat einen ersten Ringhalteabschnitt 40, der im Preßsitz über der zylindrischen Außenfläche 34 des Nabenelements sitzt, wodurch der Erregerring auf dem Nabenelement angebracht ist. Die zylindrische Innenfläche des Rings bildet auch einen zweiten Abschnitt oder Dichtungshalteabschnitt 42, in den eine ringförmige Öldichtungsanordnung 44 im Preßsitz eingesetzt ist. Die Dichtungsanordnung 44 hat eine flexible Lippe 46, die an der Oberfläche des Achsschenkels 16 angreift. Die innere Dichtungsanordnung 44 dichtet zusammen mit einer äußeren Dichtungsanordnung (nicht gezeigt) einen inneren Hohlraum ab, der zwischen dem Achsschenkel und der Nabe ausgebildet ist und das erforderliche Schmiermittel für die Lageranordnungen enthält.
Wie in Fig. 1 gezeigt ist, hat der Durchmesser des Dichtungshalteabschnitts 42 der Ringinnenfläche einen Durchmesser, der kleiner ist als der des Ringhalteabschnitts 40. Dadurch wird eine radiale Schulter 48 gebildet, die an die Stirnfläche 50 der Nabe anstößt, wenn der Ring im Preßsitz auf der Nabe sitzt. Die Schulter dient vorteilhafterweise als Anschlag, um den Ring auf der Nabe zu positionieren. Der Durchmesser des Dichtungshalteabschnitts 42 kann Jedoch dem Durchmesser des Ringhalteabschnitts 40 gewünschtenfalls entsprechen oder größer als dieser sein.

Claims

1. Nabenanordnung (10) für ein ein Antiblockier-Bremssystem aufweisendes Kraftfahrzeug

- mit einem Nabenelement (12), welches Einrichtungen (20, 24) zum Festlegen eines Rades an ihm und eine zylindrische Außenfläche (34) sowie eine zylindrische Innenfläche (28) an einem axialen Ende (26) hat,

- wobei die zylindrische Innenfläche einen Lageraufnahmeabschnitt aufweist,

- mit einem Erregerring (36), der mit seiner zylindrischen Innenfläche im Preßsitz an der zylindrischen Außenfläche (34) des Nabenelements (12) sitzt und

- mit einer Dichtungsanordnung (44), welche eine Dichtungslippe (46) für den Kontakt mit einem Achsschenkel (16) des Kraftfahrzeugs aufweist und außen durch Preßsitz gehalten ist,

dadurch gekennzeichnet,

- daß die zylindrische Innenfläche des Erregerrings (36) einen ersten axialen Abschnitt (40) und einen zweiten axialen Abschnitt (42) mit einem Durchmesser, der kleiner ist als der des ersten axialen Abschnitts (40) aufweist, wodurch zwischen ihnen eine radiale Schulter (48) gebildet wird,

- daß nur der erste axiale Abschnitt (40) im Preßsitz auf der zylindrischen Außenfläche (34) des Nabenelements (12) sitzt,

- daß der zweite axiale Abschnitt (42) sich radial über das axiale Ende (26) des Nabenelements (12) hinaus erstreckt, an dem die radiale Schulter (48) sitzt und

- daß die Dichtungsanordnung im Preßsitz in den zweiten axialen Abschnitt eingesetzt ist.

2. Nabenanordnung nach Anspruch 1, bei welcher der erste axiale Abschnitt (40) teilweise über einem Lagerhalteabschnitt der zylindrischen Innenfläche (28) des Nabenelements (12) liegt.

3. Nabenanordnung nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher der radiale Außenrand des Erregerrings (36) mit einer Vielzahl von axial ausgerichteten Zähnen (38) versehen ist, wobei wenigstens ein Teil dieser Zähne (28) sich axial über das axiale Ende (26) des Nabenelements (12) hinaus erstreckt.