DE10146685B4

DE10146685B4 - Radnabe

Info

Publication number: DE10146685B4
Application number: DE10146685A
Authority: DE
Inventors: Hubert Dipl.-Ing. Koschinat
Original assignee: SAUER ACHSENFAB; Otto Sauer Achsenfabrik Keilberg KG
Current assignee: SAF Holland GmbH
Priority date: 2000-09-22
Filing date: 2001-09-21
Publication date: 2006-09-21
Anticipated expiration: 2021-09-22
Also published as: DE10146685A1

Abstract

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 an dem jeweiligen Anlageabschnitt (12) erzeugte Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche (11) des jeweiligen Anlageabschnitts (12) für die Radschüssel (4), indem die an dem jeweiligen Anlageabschnitt (12) vorgesehene Anlagefläche (14) für den Radbolzenkopf (15) kleiner ist als die Anlagefläche (11) des jeweiligen Anlageabschnitts (12) für die Radschüssel (4).

Description

Die Erfindung betrifft eine Radnabe nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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.

Die aus der DE 197 04 353 A1 bekannte Radnabe weist zahnartige, in Umfangsrichtung voneinander getrennte, radiale Anlageabschnitte auf. Hierbei besteht eine höhere Bruchgefahr von an ihr montierten Rädern, weil die Länge der jeweiligen Anlagefläche in Umfangsrichtung der Radnabe 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.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, den Vorteil der Gewichtseinsparung, welche die zahnartigen Anlageabschnitte mit sich bringen, durch deren geeignete Gestaltung so zu nutzen, dass die Betriebsfestigkeit der Räder darunter nicht leidet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einer Radnabe der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Auf diese Weise bleibt die Verkehrssicherheit von mit derartigen Radnaben ausgestatteten Fahrzeugen trotz erheblicher Gewichtseinsparung erhalten, weil bei den üblichen Beanspruchungen im Betrieb eine Bruchgefahr nicht besteht. Bei der erfindungsgemäßen Lösung sind die Umfangslängen der Kontaktflächen für die Radschüssel 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 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 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 radschüsselseitige Anlagefläche der jeweiligen Anlageabschnitte abgerundete oder angefaste Kanten aufweist, wodurch die Bruchgefahr für die anliegende Radschüssel noch weiter verringert wird.

Zusätzlich ist es von Vorteil, wenn die radschüsselseitige Anlagefläche der jeweiligen Anlageabschnitte an ihren äußeren Umfangskanten mit großem Radius abgerundet ist. Der Radius ist dabei vorzugsweise so gewählt, dass sich die bei Seitenkräften durchbiegende Radschüssel an den Umfangskanten der Anlageabschnitte abwälzen kann.

In der nachfolgenden Beschreibung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.
Es zeigen:
1 (teilweise weggebrochen) eine bekannte Radnabe mit unterbrochener Anlagefläche am Außenrand in Ansicht auf die Anlageflächen für die Radschüssel
2 (teilweise weggebrochen) einen Schnitt durch eine die Erfindung aufweisende Radnabe, an welcher ein Rad befestigt ist,
3 einen Ausschnitt der Radnabe gemäß 2 in Ansicht auf die Anlageflächen für die Radschüssel,
4 einen Ausschnitt entsprechend 3 in Ansicht auf die Auflageflächen für die Radbolzenköpfe,
5A bis 5D Detailansichten verschiedener zahnartiger Anlageabschnitte erfindungsgemäßer Radnaben in Ansicht aus Richtung X gemäß 4,
6 einen Detailschnitt der erfindungsgemäßen Radnabe gemäß Ausschnitt Y von 2.
In 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.
Eine in 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 gegenüber liegenden Seite ist eine Bremsscheibe 8 an dem Nabenkörper 6 angebracht. Im Bereich der Radbefestigung 2 sind Durchgangsöffnungen 9 für die Aufnahme von Radbolzenköpfe 15 aufweisenden Radbolzen 10 zur Befestigung der Radschüssel 4 vorgesehen.
Wie insbesondere aus 3 ersichtlich, ist jede Durchgangsöffnung 9 in einem radial nach außen vorstehenden zahnartigen Anlageabschnitt 12 vorgesehen. Letztere bilden Anlageflächen 11 für die Radschüssel 4, 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 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 für die Radschüssel 4. 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 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 5A bis 5D zeigen verschiedene Formen des konischen Verlaufs der Umfangsflächen der Anlageabschnitte 12. 5A zeigt einen geradlinigen Zulauf, 5B einen konvexen Zulauf, 5C einen konkaven Zulauf mit im wesentlichen gleichförmiger Krümmung und 5D einen geschwungenen konischen Zulauf.
Wie aus den 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 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 Flanschrandes 3 der Radnabe 1
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 Flanschrandes der Radnabe
FB: umfangseitige Länge der Anlageflächen 11
FC: umfangseitige Länge der Auflageflächen 14
FD: umfangseitige Länge der Unterbrechungen 13

Claims

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 an dem jeweiligen Anlageabschnitt (12) erzeugte Druckbereich kleiner ist als die Anlagefläche (11) des jeweiligen Anlageabschnitts (12) für die Radschüssel (4), indem die an dem jeweiligen Anlageabschnitt (12) vorgesehene Anlagefläche (14) für den Radbolzenkopf (15) kleiner ist als die Anlagefläche (11) des jeweiligen Anlageabschnitts (12) für die Radschüssel (4).
Radnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Anlageabschnitte (12) von ihrer radschüsselseitigen Anlagefläche (11) zu ihrer bolzenkopfseitigen Auflagefläche (14) konisch verjüngen.
Radnabe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konizität geradlinig, konkav oder konvex ausgebildet ist.
Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radschüsselseitige Anlagefläche (11) der jeweiligen Anlageabschnitte (12) abgerundete oder angefaste Kanten (17) aufweist.
Radnabe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die radschüsselseitige Anlagefläche (11) der jeweiligen Anlageabschnitte (12) an ihren radial äußeren Umfangskanten (18) mit großem Radius abgerundet ist.