CN103042878B - 可替换的车轮螺栓 - Google Patents

Abstract

一种车轮螺栓（11），其接收段（2）上具有外螺纹（5），其中车轮螺栓（11）的固定段（3）与车轮轮毂（8）连接。在固定段（3）上设置与外螺纹（5）的方向相反的外螺纹（12），其中车轮轮毂（8）的接收部孔（7）上具有对应于外螺纹（12）的内螺纹（13）。

Description

可替换的车轮螺栓

技术领域

本发明涉及一种车轮螺栓，例如连接车轮和轮毂的车轮螺栓，其中该车轮螺栓在其接收段（receiving segment）具有外螺纹并且其中该车轮螺栓的固定段（fixingsegment）可以与车轮轮毂连接。

背景技术

DE4101223A1涉及一种用于车辆轮轴的车轮压装（wheelmounting），其中在正面，支承板法兰连接到轮毂架上。DE4101223A1公开了一种具有内、外螺纹部的螺栓。该螺栓连同螺母一起用于固定壳体罩并且同时适用于轮辋凸缘。

DE4440240C1公开了一种车辆的车轮固定，其车轮螺母不会意外松开。为此，在车轮螺栓的中央具有可以拧紧螺帽锁定元件的螺纹孔。内螺纹具有与车轮螺栓的外螺纹相反的方向。

DE102008027137A1公开了一种车轮固定，其车轮螺栓可以在其与车轮螺栓接收部对应的接触区域接触的区域上具有外螺纹。由于车轮螺栓的各个接触区域的直径大于放置车轮的车轮螺栓的接收部的区域的直径，仅可以从后面将车轮螺栓拧紧至车轮螺栓接收部中，其中，在用于旋入的螺栓头上可以具有六角形或其它键面。

US5,042,880公开了一种被螺旋弹簧围绕的车轮螺栓。用锁紧螺钉将螺旋弹簧固定在适当的位置。US5,3452,944公开了一种车轮螺母与车辆车轮的粘附连接。US6,264,284B1公开了一种与DE4440240C1相似的车轮固定，其中，因为螺栓轴上有外螺纹，车轮螺母也通过螺母锁定元件固定。此外US2002/0067067A1公开了一种通过对应的孔中的压座（press seat）支承的车轮螺栓。

前面举例的车轮螺栓的类型是公知的并且例如用于机动车辆行业用于连接车轮与各自的车轮轮毂。在该实施方式中，车轮螺栓牢固地、不可拧扭并牢固地与车轮轮毂连接。车轮螺栓的接收段从车辆轮毂中突出以便可以容易地将车轮引导至车轮螺栓上。当然，要提供若干个车轮螺栓例如四个或五个。为了固定住车轮，将车轮螺母拧紧至车轮螺栓上。

通常是将前面举例的车轮螺栓从车辆的内侧插入车轮轮毂中，即，通过接收部孔（receiver bore）从车轮轮毂的内侧插入车轮轮毂中。为了将车轮螺栓不可拧扭且牢固地固定在车轮轮毂上，公知的是将车轮螺栓压入接收部孔中。由于对拉穿的保护或者实际上作为逆轴承（counter bearing），车轮螺栓的螺栓头的直径也大于接收部孔的直径，以便螺栓头在内侧抵靠车轮轮毂。为了进一步固定座圈（seat），固定侧可以具有仅先前压配合、通过准形态配合组件（quasi form-fit component）进一步增加固定段与接收部孔的内壁的接触的边齿（toothing）。这样固定的车轮螺栓有利地用作对将要安装的可以具有相当重量的车轮的安装辅助。

然而，车轮螺栓通过车轮轮毂的接收部孔从内侧有效地插入是必不可少的。一俟车轮螺栓与车轮轮毂连接，需要巨大努力，例如用专门的工具，才能松开该连接。除了会产生的由于受限的空间因素引起的不利条件以外，车轮螺栓不能从车轮轮毂中拔到内侧，因此，单个车轮螺栓的移除是完全不可能的。为此，整个单元，即，具有轴承的车轮轮毂，将不得不被移除。尤其是如果仅必须替换单个车轮螺栓时，这会花费大量时间而且还很昂贵。

还可以想到用例如锤这样的冲击工具不正确地松开车轮螺栓。通常对车轮螺栓的正面进行锤击，其中冲击能直接转移到车轮轴承。由于转移的冲击能，会实质上损坏对应的车轮轴承，其中已不能验证不正确的松开和任何随后的车轮轮轴损坏之间的直接联系。

发明内容

在此背景下，本发明的目的是提供一种能够用简单的方法与车轮轮毂快速并很简单连接的前面举例的类型的车轮螺栓，而该车轮螺栓还可以快速并简单地被再次移除，同时提供对抗扭曲和损耗的必要保护，避免了对移除车轮轴承的损坏。

该目的由以下技术方案实现：

一种车轮螺栓，在其接收段上具有外螺纹，车轮螺栓的固定段与车轮轮毂连接，固定段上设置有与外螺纹的方向相反的外螺纹，车轮轮毂在其接收部孔上具有对应于外螺纹的内螺纹。

本发明的进一步尤其优选实施例由以下公开：

进一步地，接收段的外螺纹设计为右旋螺纹，固定段的外螺纹设计为左旋螺纹。

固定段和接收段之间设置有具有键面的止动元件。

通过自由端将接收段的外螺纹和固定段的外螺纹引导至设置在两个段之间的止动元件。

螺栓轴上的各个段中设置有环形槽。

固定段的直径大于接收段的直径。

固定段的外螺纹的螺距不同于接收段的外螺纹的螺距。

在这里指出，上述技术方案中分别列出的特征可以以任何技术上合理的方式接合，并且可以进一步示出本发明的实施例。说明书具体结合附图对本发明作出进一步说明和详述。

根据本发明，所提供的车轮螺栓在其固定段具有与接收段的外螺纹方向相反的外螺纹，车轮轮毂在其接收部孔上具有对应的内螺纹。在优选实施例中，固定段上设置有左旋螺纹，接收段上设置有右旋螺纹。适合在车轮螺栓上设置两个相反的外螺纹。由于在一个车轮螺栓上的相反螺纹的有利布置，实现了当接收段上的车轮螺母松开时，固定段固定在车轮轮毂中。如果车轮螺母拧紧至接收段上，这里没有说明的其它措施对抗固定段的松开。

利用本发明，车轮螺栓可以相对于车辆中心轴从外侧连接到或被拧紧到车轮轮毂。这里优选车轮螺栓具有可以产生最大收紧或拧紧力矩的止动元件。当车轮螺母从接收段上旋开因此接收段的扭转状态脱离固定段的扭转状态时，这样是尤其有利的。止动元件最好设置在这两个段，即固定段和接收段之间。在优选实施例中，设置止动元件以便在对应的接收部孔中的固定段的最大旋入深度由止动元件预先指定。这里最好可以根据车轮螺栓的最大收紧力矩和松开力矩选择最大旋入深度，使得固定段的自由端以与车轮轮毂的内侧齐平地终止，其中自由端有利地不超出接收部孔突出，这相对于受限的空间因素而言是尤其有利的。当然，固定段的自由端也可以设置在接收部孔的内侧。另外的优势也很明显，即之前需要的螺丝头的缺少，将在以下详细说明。

可以在两个外螺纹的各个段一侧将两个外螺纹引导至止动元件，其中，最好可以提供各个外螺纹从段的各个自由端引导连接至止动元件。当然，首先可以在接收段的最好是自由端提供无螺纹区域，固定段亦如此。

在另一优选实施例中，可以在两个车轮螺栓段的螺栓轴中制成环形槽。可以在车轮螺栓的固定段和接收段上都设置环形槽，在尤其适合的实施例中，在相关的螺纹和止动元件之间直接设置环形槽。

然而，止动元件也具有另外的功能以产生最大收紧力矩。可以在止动元件上提供键面，以便对应的转动工具可以在止动元件上夹紧从而将车轮螺栓拧紧至配有内螺纹的车轮轮毂的接收部孔中。键面可以成型为六边形或对应于梅花转动工具。键面和对应的转动工具的例子当然是非限制性的。在任何情况下，止动元件的多重功能是有利的：限定旋入深度，提供最大收紧力矩并且允许依靠传统转动工具的旋紧运动。

在本发明的意义上，优选车轮螺栓的两个段具有不同的直径，其中固定段的外螺纹的直径最好大于接收段的外螺纹的直径。在另外可能的设计中，固定段上的外螺纹的螺距可以不同于接收段上的外螺纹的螺距。当然，还可以将上述措施结合，这意味着固定段的直径大于接收段的直径，其中，两个外螺纹具有不同的螺距。结构性地选择这些措施之一或这些措施的结合，使得将车轮螺栓从车轮轮毂上松开所必需的扭矩大于可以产生以使车轮螺母附着的车轮螺母的最大螺纹摩擦力矩。因此避免了车轮螺栓从车轮轮毂上的不期望的松开，尤其是如果车轮螺母拧紧至接收段上的情况。因此当期望时车轮螺栓总是保持在车轮轮毂上。如果由于例如接收段上的外螺纹破损这样的原因导致车轮螺栓松开，止动元件的键面可以用于接合从而使车轮螺栓从轮毂上旋开。显然，本发明的进一步优点在于传统的扳手完全足够用于松开，其中也不需要像以前的现有技术中的车轮螺栓之前需要的那样移除整个车轮轮毂。这是因为朝外侧而不是朝内侧有利地移除车轮螺栓。

如已经说明的那样，本发明还适用于不需要车轮螺栓头的情况，螺栓头最初不得不存在，从而允许车轮螺栓或其头以凸缘方式变宽从而倚靠在车轮轮毂的内侧作为逆轴承，以便车轮螺栓在收紧时不会从车轮螺栓接收部中突出。对于螺栓头的缺少，相对于受限的空间因素而言，根据本发明的方案因此是有利的。

如果车轮螺栓的固定段拧紧至接收部孔，实现实际上压配合和形态配合连接，在不破坏一个或两个连接部的情况下，该连接不能抵抗轴向接合方向的松开。然而，如果施加目标转动方向并且克服松开力矩，可以刻意松开该连接。这里根据以上给出的标准有利地选择松开力矩。

在本发明意义上还优选可以用能够接合止动元件的简单的转动工具从连接上旋开车轮螺栓。因此有利地避免了用于松开的破坏冲击行为，例如，用锤或类似物。因此同时避免了对车轮轴承的破坏，对车轮轴承的破坏可以由用例如锤不正确地松开造成。因此，车轮轴承可以具有更长的寿命，这也是本发明的又一方面。

附图说明

图1表示根据现有技术的车轮螺栓，

图2是第一实施例的车轮螺栓，以及

图3是车轮螺栓的细节图。

具体实施方式

附图中，相同的部分始终采用相同的附图标记以便仅对这些部分进行一次说明。

图1表示根据现有技术的车轮螺栓1。车轮螺栓1具有接收段2和固定段3。在固定段3的自由端，车轮螺栓1具有螺栓头4，螺栓头4以凸缘的方式变宽。接收段2上设置有外螺纹5。固定段3上设置有边齿6，边齿6与螺栓纵轴平行并且在圆周方向上处于外围。

首先从内侧将车轮螺栓1的接收段2通过车轮轮毂8的接收部孔7推入或压入，直到车轮螺栓1的螺栓头4抵靠车轮轮毂8的内侧9。唯一的接合方向由箭头10表示。在一定程度上由于边齿6，车轮螺栓1因此与车辆轮毂8连接而不受扭转和损耗，这样可以将车轮螺母拧紧至接收段2的外螺纹5上从而固定住车轮。

在现有技术中，必须在接合方向将车轮螺栓1从内侧插入到车轮轮毂8或其接收部孔7中。很明显，因此在车轮轮毂8的内侧9上需要相当大的空间，该空间至少应当对应于车轮螺栓1的长度。为了松开车轮螺栓，必须逆着接合方向10将车轮螺栓拔出，这只有在巨大努力下才能实现，其中还需要专门的工具。由于受限的空间因素，移除单个车轮螺栓也只能通过例如轴承单元这样的别的组件的移除才能实现。还可以想到必须移除整个总成。

例如，如果接收段2上的外螺纹破损以至于不再能够适合地拧紧车轮螺母或者根本不能在外螺纹上拧紧车轮螺母，则可能需要更换单个车轮螺栓。

图2和3表示根据本发明的车轮螺栓11，其中，在其固定段3上具有与接收段2的外螺纹5的方向相反的外螺纹12。为了能够连接车轮螺栓11与车轮轮毂8，在车轮轮毂8的接收部孔7中适合地设置内螺纹13。内螺纹13可以是已经存在的或者可以在第一螺纹连接的产品上直接切割或铸模而成（例如，自攻螺纹（self-tapping thread））。

在优选实施例中，车轮螺栓11在其接收段2上具有右旋螺纹作为外螺纹5，其中固定段3的外螺纹12成型为左旋螺纹。这是优选方案。当然，也可以在接收段2上设置左旋螺纹。然后在固定段3上设置右旋螺纹。

在固定段3和接收段2之间设置有止动元件14，止动元件14例如在其外围具有键面15。仅作为例子，键面15成型为六边形，以便例如环形或开口扳手或简单的钳子这样的传统转动工具可以在其上夹紧。

车轮螺栓11因此可以凭借内螺纹13从车轮轮毂8的外侧16拧紧到接收部孔7中，因为在那里适合的转动工具简单地与键面15接合。轴向接合方向由箭头17表示，其中转动由转动箭头18表示。

当车轮螺栓11拧紧到车轮轮毂8中时，止动元件14的各个面位于车轮轮毂8的外侧。接收段2从车轮轮毂8中突出，以便可以以公知的方式拧上车轮轮辋。显然，为此需要多个车轮螺栓11，例如可以是三个、四个或五个，不对数量进行限制。通过单个车轮螺栓进行固定也是可以想到的。

如从图2和图3中可以尤其清楚的看到的那样，固定段3的直径大于接收段2的直径。

接收段2的外螺纹5可以通过其自由端19引导至止动元件14。固定段3的外螺纹12也可以通过其自由端20引导至止动元件14。在图3所示的实施例中，接收段2和固定段3上都设置有环形槽21。环形槽21嵌入螺栓轴中并且直接紧跟止动元件14之后，以便在每种情况下仅将各个外螺纹5和12引导至环形槽21。

还可以设计螺距不同于外螺纹5的螺距的固定段3的外螺纹12。固定段3中的螺距可以小于或等于接收段2中的螺距。如果固定段3的直径大于接收段2的直径，则固定段3的螺距也大于接收段2的螺距，其中优选固定段3的螺距小于或等于接收段2的螺距。

在这里固定段3可以具有轴长BL，轴长BL可以大致相当于接收段2的轴长AL的一半。止动元件14可以具有厚度AD，该厚度大致相当于总车轮螺栓长度RL的15%，其中可以将厚度AD设定为例如8mm的固定大小。各个环形槽21可以具有大约4%的总螺栓长度的轴向范围NL，或者可以恒定地设定为例如2mm的固定大小。可以将固定段3的外螺纹12设计为M14*1.5左旋螺纹，其中可以将接收段2的外螺纹5设计为M12*1.5右旋螺纹。可以将止动元件14设计为如具有键宽SW19的六边形这样的键面15。当然也可以对给出的仅作为例子的比例或大小作出偏离或改变。例如，车轮螺栓11的总长度RL可以是52mm的大小。然后固定段3可以是14mm的大小并且接收段2是30mm的大小。各个环形槽21可以是2mm的大小，其中止动元件14可以是8mm的厚度。总螺栓长度RL是各个段长度BL和AL加上止动元件的厚度AD的大小。

根据本发明的车轮螺栓11可以在生产之后容易地进行装配，然而，其中对应的内螺纹13必须在车轮轮毂8或接收部孔中制成。此外，本发明不限于车轮螺栓。其它根据本发明设计的具有两个相反螺纹的螺杆、其它固定任务也可以得到解决。从这个意义上来说，描述的车轮固定的实施例应当被认为是优选的但仅仅只作为一个例子。

Claims (11)

1.一种车轮螺栓，其特征在于，在其接收段(2)上具有外螺纹(5)，车轮螺栓(11)的固定段(3)与车轮轮毂(8)连接，固定段(3)上设置有与接收段(2)的外螺纹(5)的方向相反的外螺纹(12)，车轮轮毂(8)在其接收部孔(7)上具有对应于固定段(3)的外螺纹(12)的内螺纹(13)；

固定段(3)和接收段(2)之间设置有具有键面(15)的止动元件(14)；

所述接收段(2)的外螺纹(5)和所述固定段(3)的外螺纹(12)分别遍布所述接收段(2)和所述固定段(3)的整个长度延伸，直至所述止动元件(14)。

2.根据权利要求1所述的车轮螺栓，其特征在于，接收段(2)的外螺纹(5)设计为右旋螺纹，固定段(3)的外螺纹(12)设计为左旋螺纹。

3.根据权利要求1所述的车轮螺栓，其特征在于，通过自由端(19,20)将接收段(2)的外螺纹(5)和固定段(3)的外螺纹(12)引导至设置在两个段(2,3)之间的止动元件(14)。

4.根据权利要求2所述的车轮螺栓，其特征在于，通过自由端(19,20)将接收段(2)的外螺纹(5)和固定段(3)的外螺纹(12)引导至设置在两个段(2,3)之间的止动元件(14)。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的车轮螺栓，其特征在于，螺栓轴上的各个段(2,3)中设置有环形槽(21)。

6.根据权利要求1-4中任一项所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的直径大于接收段(2)的直径。

7.根据权利要求5所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的直径大于接收段(2)的直径。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的外螺纹(12)的螺距不同于接收段(2)的外螺纹(5)的螺距。

9.根据权利要求5所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的外螺纹(12)的螺距不同于接收段(2)的外螺纹(5)的螺距。

10.根据权利要求6所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的外螺纹(12)的螺距不同于接收段(2)的外螺纹(5)的螺距。

11.根据权利要求7所述的车轮螺栓，其特征在于，固定段(3)的外螺纹(12)的螺距不同于接收段(2)的外螺纹(5)的螺距。