DE10146685A1 - Radnabe - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung bezieht sich auf eine Radnabe mit einer Radbefestigung im Bereich ihres äußeren Flanschrandes zum Anschluss eines eine Radschüssel aufweisenden Rades, wobei der Flanschrand zahnartige in Umfangsrichtung durch Unterbrechungen voneinander getrennte radiale Anlageabschnitte aufweist, in welchen die jeweils eine Durchgangsöffnung für die Aufnahme eines Radbolzens vorgesehen ist, wobei der durch die Klemmkraft der Radbolzen um diese herum erzeugte Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche des jeweiligen Anlageabschnitts an der Radschüssel.
Description
Die Erfindung betrifft eine Radnabe mit einer Radbefestigung im Bereich ihres
äußeren Flanschrandes zum Anschluss eines eine Radschüssel aufweisenden
Rades, z. B. Fahrzeugrades, wobei der Flanschrand zahnartige, in
Umfangsrichtung durch Unterbrechungen voneinander getrennte radiale
Anlageabschnitte aufweist, in welchen jeweils eine Durchgangsöffnung für die
Aufnahme eines Radbolzens vorgesehen ist.
Gemäß DIN 74361 und ISO 7575 besteht für Radnaben von Nutzlastfahrzeugen
die Forderung nach einem Außendurchmesser zur Radanlage von mindestens
380 mm in nicht unterbrochener Form. Grund hierfür ist die höhere
Betriebssicherheit gegen Brüche der Radschüssel, welche bei unterbrochenen
Anlageflächen des Radnabenrandes wahrscheinlicher sind. Allerdings wird für
eine ununterbrochene Radanlage vergleichsweise viel Material benötigt, so dass
solche Radnaben insgesamt ein hohes Gewicht aufweisen. Die Anforderungen
nach immer höheren Nutzlasten verlangt jedoch Gewichtsreduzierungen aller
Fahrzeugteile ohne die Sicherheit zu beeinträchtigen. Hierzu gehört auch die
Radnabe, deren Eigengewicht, wie bei allen rotierenden Teilen, einen
besonderen Stellenwert einnimmt.
In Fig. 1 ist eine bekannte Radnabe 50 mit radialen Anlageabschnitten 51 für die
nicht dargestellte Radschüssel eines Rades dargestellt, welche zur
Gewichtsersparnis in Umfangsrichtung durch Unterbrechungen 52 voneinander
getrennt sind. Hierbei besteht eine höhere Bruchgefahr von an ihr montierten
Rädern, weil die Länge der jeweiligen Anlagefläche in Umfangsrichtung der
Radnabe 50 nur vergleichsweise kurz und damit ein schroffer Abriss der
Radschüssel-Unterstützung verbunden ist. Die an diesen Stellen entstehenden
hohen Flächenpressungen führen bei Betriebsfestigkeitsnachweisen zu deutlich
früheren Ausfällen der Radschüsseln an diesen Stellen im Vergleich zu Rädern,
welche an Naben mit ununterbrochener Anlagefläche montiert wurden.
Die ununterbrochenen Radanlageflächen an Radnaben haben jedoch den
Vorteil einer Gewichtseinsparung und sind bei entsprechender Gestaltung
hinsichtlich Betriebsfestigkeit der Radnabe selbst nicht von Nachteil.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Vorteil der Gewichtsoptimierung,
welche die zahnartigen Anlageabschnitte mit sich bringen zu nutzen, ohne dass
die Betriebsfestigkeit der Räder darunter leidet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Radnabe der eingangs
genannten Art z. B. dadurch gelöst, dass der durch die Radbolzen um diese
herum erzeugte Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche des jeweiligen
Anlageabschnitts an der Radschüssel. Auf diese Weise bleibt die
Verkehrssicherheit von mit derartigen Radnaben ausgestatteten Fahrzeugen
trotz erheblicher Gewichtseinsparung erhalten, weil die beim Stand der Technik
festgestellte Bruchgefahr nicht mehr besteht. Bei der erfindungsgemäßen
Lösung sind die Umfangslängen der Kontaktflächen am Außendurchmesser der
Radnabe im Vergleich zum Durchmesser des Radbolzenkopfes groß.
Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung verjüngen sich die
Anlageabschnitte von der radschüsselseitigen Anlagefläche zu der
bolzenkopfseitigen Anlagefläche im wesentlichen konisch. Auf diese Weise sind
die Kontaktflächen für die Radbolzenkopfauflage nicht größer als notwendig.
Trotz der langen Kontaktflächen der Radnabe zum Rad hin ist das Gewicht der
Radnabe verhältnismäßig gering und bringt gleichzeitig noch mehr Elastizität in
die Ecken der zahnartigen Anlageabschnitte, so dass ein punktueller Druck an
den Kontaktstellen am Außenrand der Anlageflächen der zahnartigen
Anlageabschnitte zur Radschüssel hin geringer ist.
Die dabei vorgesehene Konizität kann geradlinig, konkav, konvex oder dgl. sein.
Mit der Erfindung wird ferner vorgeschlagen, dass die radschüsselseitigen
Anlageflächen der Anlageabschnitte abgerundete oder angefaste Kanten
aufweisen, wodurch die Bruchgefahr für die anliegende Radschüssel noch
weiter verringert wird.
Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die radschüsselseitigen Anlageflächen der
Anlageabschnitte an ihren äußeren Umfangskanten mit großem Radius
abgerundet sind. Der Radius ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass die sich
bei Seitenkräften durchbiegende Radschüssel an den Umfangskanten der
Anlageabschnitte abwälzen kann.
Weitere Ziele, Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der Erfindung
ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen
anhand der Zeichnung. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich
dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand
der Erfindung, auch unabhängig von ihrer Zusammenfassung in einzelnen
Ansprüchen oder deren Rückbeziehung.
Es zeigen:
Fig. 1 (teilweise weggebrochen) eine bekannte Radnabe mit unterbrochener
Anlagefläche am Außenrand in Ansicht auf die Anlagefläche,
Fig. 2 (teilweise weggebrochen) einen Schnitt durch eine die Erfindung
aufweisende Radnabe, an welcher ein Rad befestigt ist,
Fig. 3 einen Ausschnitt der erfindungsgemäßen Radnabe gemäß Fig. 2 in
Ansicht auf die Anlagefläche für die Radschüssel,
Fig. 4 einen Ausschnitt entsprechend Fig. 3 in Ansicht auf die Auflageflächen für
die Radbolzenköpfe,
Fig. 5a bis 5d Detailansichten verschiedener zahnartiger Anlageabschnitte der
erfindungsgemäßen Radnabe in Ansicht aus Richtung X gemäß Fig. 4,
Fig. 6 einen Detailschnitt der erfindungsgemäßen Radnabe gemäß Ausschnitt Y
von Fig. 2.
Die in Fig. 2 dargestellte erfindungsgemäße Radnabe 1 weist eine
Radbefestigung 2 im Bereich des äußeren Flanschrandes 3 der Radnabe 1 für
die in diesem Bereich flanschartige Radschüssel 4 auf, an welcher eine
Radfelge 5 eines Fahrzeugrades befestigt ist. An dem Übergang von der
Radbefestigung 2 zu dem Nabenkörper 6 sind Belüftungsöffnungen 7
vorgesehen, derart dass der Flanschrand 3 der Radnabe 1 lediglich über
speichenartige Verbindungsstege 16 mit dem Nabenkörper 6 in Verbindung
steht. An der der Radbefestigung 2 der Radnabe 1 gegenüberliegenden Seite ist
eine Bremsscheibe 8 an dem Nabenkörper 6 angebracht. Im Bereich der
Radnabenbefestigung 2 sind Durchgangsöffnungen 9 für die Aufnahme von
Radbolzenköpfe 15 aufweisende Radbolzen 10 zur Befestigung der
Radschüssel 4 vorgesehen.
Wie insbesondere aus Fig. 3 ersichtlich, ist jede Durchgangsöffnung 9 in einem
radial nach außen vorstehenden zahnartigen Anlageabschnitt 12 vorgesehen,
welcher Anlageflächen 11 für die Radschüssel 4 bilden, welche zur
Gewichtsersparnis in Umfangsrichtung durch Unterbrechungen 13 voneinander
getrennt sind. Dabei ist die umfangseitige Länge FB der Anlageflächen 11
jeweils größer als die umfangseitige Länge FD der Unterbrechungen 13, so
dass eine vergleichsweise große Anlagefläche 11 für die Radschüssel 4 zur
Verfügung steht. Wie aus Fig. 4 ersichtlich, sind die an den zahnartigen
Anlageabschnitten 12 vorgesehenen Auflageflächen 14 für die Radbolzenköpfe
15 kleiner als die Anlageflächen 11 der jeweiligen Anlagenabschnitte 12 für die
Radschüssel 4. Auf diese Weise wird erreicht, dass der durch die Radbolzen 10
um diese herum erzeugte Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche 11 des
jeweiligen Anlageabschnitts 12. Die Auflagefläche 14 für einen Radbolzenkopf
15 weist eine umfangseitige Länge FC auf, welche wesentlich kleiner ist als die
umfangseitige Länge FB der Anlagefläche 11 der Anlageabschnitte 12 für die
Radschüssel 4.
Entsprechend den Darstellungen in Fig. 5a bis 5d sind die zahnartigen
Anlageabschnitte 12 von der Anlagefläche 11 für die Radschüssel 4 zu der
Auflagefläche 14 für den Radbolzenkopf 15 im wesentlichen konisch
ausgebildet, d. h. zum Radbolzenkopf 15 hin konisch verjüngt. Auf diese Weise
wird Material für die Radnabe 1 eingespart, was zu einer erheblichen
Gewichtsreduzierung führt. Außerdem sind die zahnartigen Anlageabschnitte 12
in ihrem jeweiligen Randbereich der Anlagefläche 11, in welchem sie aufgrund
der konischen Form eine geringere Materialstärke aufweisen, elastisch. Die
Elastizität verringert die Bruchgefahr der Radschüssel 4 in diesem besonders
beanspruchten Bereich noch zusätzlich.
Die Fig. 5a bis 5d zeigen verschiedene Formen des konischen Verlaufs der
Umfangsflächen der Anlageabschnitte 12. Fig. 5a zeigt einen geradlinigen
Zulauf, Fig. 5b einen konvexen Zulauf, Fig. 5c einen konkaven Zulauf mit im
wesentlichen gleichförmiger Krümmung und Fig. 5d einen geschwungenen
konischen Zulauf.
Wie aus den Fig. 3 und 5a bis 5d ersichtlich, weisen die radschüsselseitigen
Anlageflächen 11 der Anlageabschnitte 12 abgerundete Kanten 17 auf, um die
Bruchgefahr der anliegenden Radschüssel 4 zu verringern. Zusätzlich sind die
radschüsselseitigen Anlageflächen 11 der Anlageabschnitte 12 an ihren radial
äußeren Umfangskanten 18 mit großem Radius R abgerundet, wie
insbesondere aus Fig. 6 ersichtlich. Auf diese Weise kann sich die Radschüssel
4 bei durch Einwirkung von Seitenkräften hervorgerufener Durchbiegung an den
Anlageabschnitten 12 abwälzen, wodurch die Bruchgefahr noch weiter
verringert wird.
1
Radnabe
2
Radbefestigung
3
Flanschrand der Radnabe
1
4
Radschüssel
5
Radfelge
6
Nabenkörper
7
Belüftungsöffnungen
8
Bremsscheibe
9
Durchgangsöffnungen
10
Radbolzen
11
Anlageflächen der Anlageabschnitte
12
für die Radschüssel
4
12
zahnartige Anlageabschnitte
13
Unterbrechungen des Radnabenflanschrandes
3
14
Auflageflächen der Anlageabschnitte
12
für die Radbolzenköpfe
15
15
Radbolzenköpfe
16
speichenartige Verbindungsstege
17
Kanten
18
Umfangskanten
50
Radnabe
51
Anlageflächen
52
Unterbrechungen des Radnabenflanschrandes
FB umfangseitige Länge der Anlagefläche
FB umfangseitige Länge der Anlagefläche
11
FC umfangseitige Länge der Auflagefläche
14
FD umfangseitige Länge der Unterbrechungen
13
Claims (5)
1. Radnabe mit einer Radbefestigung (2) im Bereich ihres äußeren
Flanschrandes (3) zum Anschluss eines eine Radschüssel (4) aufweisenden
Rades, wobei der Flanschrand (3) zahnartige in Umfangsrichtung durch
Unterbrechungen (13) voneinander getrennte radiale Anlageabschnitte (12)
aufweist, in welchen die jeweils eine Durchgangsöffnung (9) für die Aufnahme
eines Radbolzens (10) vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, dass der
durch die Klemmkraft der Radbolzen (10) um diese herum erzeugte
Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche (11) des jeweiligen
Anlageabschnitts (12) an der Radschüssel (4).
2. Radnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die
Anlageabschnitte (12) von ihrer radschüsselseitigen Anlagefläche (11) zu ihrer
bolzenkopfseitigen Auflagefläche (14) im Wesentlichen konisch verjüngen.
3. Radnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität
geradlinig, konkav oder konvex ausgebildet ist.
4. Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die radschüsselseitigen Anlageflächen (11) der
Anlageabschnitte (12) abgerundete oder angefaste Kanten (17) aufweisen.
5. Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, dass die radschüsselseitigen Anlageflächen (11) der
Anlageabschnitte (12) an ihren radial äußeren Umfangskanten (18) mit großem
Radius abgerundet sind.
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE10146685B4 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE10359645A1 (de) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Fag Kugelfischer Ag | Radlagermodul in einem Radträger |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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DE19704353A1 (de) * | 1996-02-06 | 1997-09-11 | Fischer Georg Verkehrstechnik | Fahrzeugfelgen- und Bremsscheibenanordnung an einer Radnabe |
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2001
- 2001-09-21 DE DE10146685A patent/DE10146685B4/de not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE10359645A1 (de) * | 2003-12-18 | 2005-07-28 | Fag Kugelfischer Ag | Radlagermodul in einem Radträger |
DE10359645B4 (de) * | 2003-12-18 | 2015-02-05 | Schaeffler Technologies Gmbh & Co. Kg | Radlagermodul in einem Radträger |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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DE10146685B4 (de) | 2006-09-21 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8364 | No opposition during term of opposition | ||
8327 | Change in the person/name/address of the patent owner |
Owner name: SAF-HOLLAND GMBH, 63856 BESSENBACH, DE |
|
R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |