DE102007020877A1

DE102007020877A1 - Radnabe mit Befestigungsvorrichtung für Kraftfahrzeug-Räder

Info

Publication number: DE102007020877A1
Application number: DE200710020877
Authority: DE
Inventors: Werner Hasenmaier
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2007-05-04
Filing date: 2007-05-04
Publication date: 2008-11-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radnabe mit einer Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einer Trommelnabe, die mit einem Rad verbunden ist, und einer drehbar gelagerten Innennabe, wobei die Trommelnabe und die Innennabe jeweils korrespondierende, mit axialem Abstand angeordnete, gegensinnig geneigte konische Ringflächen aufweisen und ein Spannglied zur Erzeugung einer axialen Vorspannkraft zwischen den konischen Ringfläche angeordnet ist. Um eine Radnabe zu schaffen, die günstig herstellbar und einfach montierbar ist, wobei auch große Antriebsmomente sicher übertragen werden sollen, wird vorgeschlagen, dass eine der konischen Flächen an der Innennabe als gleichdick ausgebildet ist, ebenso die korresponierende konische Fläche an der Trommelnabe.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radnabe mit einer Befestigungsvorrichtung nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Aus der DE 38 23 442 C2 ist bereits eine Radnabe für Kraftfahrzeug-Räder bekannt, bei der eine Trommelnabe, die zur Befestigung eines Scheibenrades vorgesehen ist, über zwei mit axialem Abstand angeordnete, gegensinnig geneigte konische Ringflächen auf einer Innennabe axial verspannt ist. Die Innennabe ist dabei auf einer Radachse drehbar gelagert.
Die US 5,492,391 zeigt eine Radeinrichtung, bei der eine Trommelnabe eines Fahrzeugrades ebenfalls über zwei konische Ringflächen auf einer Innennabe axial verspannt gehalten ist. Eine der konischen Ringflächen ist dabei mit einem wellenförmigen Profil versehen, um die Drehbewegung des Rads sicher auf die Innennabe zu übertragen.
Bei den bekannten Radnaben ist jeweils ein zentrales Spannglied, meist eine auf einem Außengewinde der Innennabe gehaltene Mutter, vorgesehen, um zwischen den konischen Ringflächen eine axiale Vorspannkraft zu erzeugen.
Bei den bekannten Radnaben ist es nicht vorgesehen, Antriebsmomente über die Innennabe auf das Kraftfahrzeug-Rad zu übertragen. Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radnabe zu schaffen, die günstig herstellbar und einfach montierbar ist, wobei auch große Antriebsmomente sicher übertragen werden sollen.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass eine der konischen Flächen an der Innennabe als Gleichdick ausgebildet ist, ebenso die korrespondierende konische Fläche an der Trommelnabe.
Es sind verschiedene Formen von Gleichdicken bekannt; allen ist gemeinsam, dass sie innerhalb eines umschließenden Quadrates stets alle vier Seiten berühren. Das einfachste Gleichdick, dass hier vorzugsweise verwendet werden soll, ist ein gleichseitiges Dreieck mit Kreissegmenten anstelle der geraden Schenkel, wobei der zu Grunde liegende Kreis mit dem Radius der Seitenlänge des Dreieckes gebildet ist. Je nach baulichen Gegebenheiten kann es jedoch geboten sein, anstelle des Dreieckes ein Fünf- oder Siebeneck zu verwenden.
Mit der Erfindung ist der Vorteil erzielt, dass die als Gleichdick ausgebildete konische Ringfläche als Mitnehmerfläche wirkt, über die Antriebs- bzw. Bremsmomente übertragen werden können. Ein Gleichdick ist bspw. auf Drehmaschinen leicht herstellbar, zentriert sich beim Montieren von selbst und weist zudem keine scharfen Kanten auf, die durch ihre Kerbwirkung die Bauteilfestigkeit reduzieren würden.
Durch die Lagerung des Rades bzw. seiner Trommelnabe zwischen zwei konischen Ringflächen können vorteilhafter Weise Biegemomente vom Rad auf die Innennabe und damit auf die Radachse leicht übertragen werden.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben.
So wird vorgeschlagen, dass eine auf das Rad wirkende Bremseinrichtung (bspw. Bremsscheibe oder Bremstrommel) zwischen den als Gleichdick ausgebildeten konischen Ringflächen der Innennabe und der Trommelnabe eingespannt ist. Durch die Einspannung werden die Momente von der Innennabe auch auf die Bremseinrichtung übertragen.
Schließlich ist vorgesehen, dass die Innennabe mit einer Antriebswelle des Fahrzeuges verbunden ist, wobei die Stirnflächen sowohl der Innennabe wie auch der Antriebswelle als korrespondierende Stirnverzahnung ausgebildet sind. Die zur Übertragung von Antriebsmomenten über die Stirnverzahnung notwendige Vorspannkraft wird durch eine zentrale Spannvorrichtung (bspw. eine Schraube) aufgebracht, die die Innennabe durchdringt und zwischen der Antriebswelle und der äußeren konischen Ringfläche wirksam ist. Die Spannvorrichtung kann vorzugsweise als Zentralschraube ausgebildet sein, deren Gewinde in die Antriebswelle eingereift und die sich an einem Keilring mit konischer Ringfläche abstützt.
Die Verwendung der zentralen Spannvorrichtung bei einer Radnabe mit konischen Ringflächen ist besonders vorteilhaft, weil mit einer einzigen Spannvorrichtung sowohl die zur Übertragung der Antriebsmomente über die konischen Ringflächen wie auch zur Übertragung der Antriebsmomente über die Stirnverzahnung notwendige Vorspannkraft aufgebracht wird.
Die Stirnverzahnung, die als Hirthverzahnung ausgeführt sein kann, weist den besonderen Vorteil auf, dass auch bei wechselnden Antriebsmomenten keine Bewegung zwischen der Innennabe und der Antriebswelle auftritt. Damit ist insbesondere dann, wenn die zentrale Spannvorrichtung mit einem Gewinde versehen ist (bspw. Spannschraube) ein Lösen dieser Verschraubung durch Bewegungen bei Wechselmomenten ausgeschlossen.
Die Erfindung ist nachstehend anhand des in den Fig. dargestellten Ausführungsbeispieles näher beschrieben. Es zeigen:
1 einen Hauptschnitt durch eine erfindungsgemäße Radnabe und
2 eine Draufsicht auf die innere konische Ringfläche nach der Linie II-II der 1.
1 zeigt eine in einem Radträger 1 drehbar gelagerte Innennabe 2. Hierzu ist außenseits der Innennabe 2 ein Radlager 3 auf einem Absatz 4 der Innennabe 2 gehalten. Das Radlager 3 wiederum ist im Radträger 1 fest aufgenommen.
Das freie Ende des Absatzes 4 der Innennabe 2 ist mit einer Stirnverzahnung versehen. Ein Endstück 6 einer Antriebswelle 7 weist eine korrespondierende Stirnverzahnung 8 auf. Dabei ist das Endstück innerhalb der Innennabe 2 durch einen Ringflansch 9 zentriert. Eine Stirnfläche 10 des Endstückes 6, die über die Stirnverzahnung 8 radial hinausragt, wirkt auf eine Wellscheibe 11 und hält somit im montierten Zustand das Radlager 3 in Position auf dem Absatz 4. Alternativ zur Wellscheibe 11 kann eine Tellerfeder vorgesehen sein oder eine Überwurfmutter montiert sein.
Das Endstück 6 und die Antriebswelle 7 sind über ein Antriebswellengelenk 12 miteinander verbunden.
Das Endstück 6 weist eine mittige Bohrung 13 mit einem Innengewinde auf, in das der Gewindeabschnitt einer Zentralschraube 14 eingreift. Die Zentralschraube 14 durchdringt den gesamten Innenraum der Innennabe 2 und ein Kopf 15 der Zentralschraube 14 reicht über den Außendurchmesser eines zweiten, zylindrisch ausgebildeten Absatzes 16 der Innennabe 2 hinaus. Dabei stützt sich der Kopf 15 an einem Keilring 17 ab.
Ein Kraftfahrzeug-Rad 18, das auf der Innennabe 2 montiert ist, weist eine Trommelnabe 19 auf, deren Innendurchmesser nur wenig größer als der Außendurchmesser des zweiten Absatzes 16 der Innennabe 2 ausgebildet ist. Auf diese Weise ist das Rad 18 auf den zweiten Absatz 16 aufschiebbar. Die Trommelnabe 19 ist an ihren Stirnflächen mit konischen Ringflächen 20, 22 versehen. Die erste konische Ringfläche 20 korrespondiert dabei mit einer konischen Ringfläche 21, die am Keilring 17 an dem der Rad 18 zugewandte Seite vorgesehen ist. An der Innennabe ist eine konische Ringfläche 23 ausgebildet, die einen Übergang zwischen dem ersten Absatz 4 und dem zweiten Absatz 16 der Innennabe 2 schafft. Die konischen Ringflächen 22 und 23 sind dabei als korrespondierende Gleichdicke ausgebildet, wie dies in 2 dargestellt ist.
Über die Zentralschraube 14, deren Kopf sich am Keilring 17 abstützt, werden einerseits die Ringflächen 20 bis 23 gegeneinander vorgespannt und gleichzeitig wirkt die gleiche Vorspannkraft auf die Stirnverzahnungen 5, 8. Durch Vorspannkraft können Antriebsmomente von der Antriebswelle 7 auf die Innennabe 2 und weiter über die als gleichdick ausgebildete Ringflächen 22, 23 auf das Rad 18 übertragen werden.
Eine im Ausführungsbeispiel als Bremsscheibe 24 ausgebildete Bremseinrichtung ist mit einem Flansch 25 versehen, der zwischen den als gleichdick ausgebildeten Ringflächen 22 und 23 eingespannt ist. Hierzu ist der Flansch 25 ebenfalls als gleichdick ausgebildet. Alternativ kann die Bremsscheibe, wie in 1 unten dargestellt, über einen an der Innennabe 2 ausgebildeten, radialen Flansch 26 über Schraubverbindungen 27 gehalten sein. Der radiale Flansch 26 ist dabei außerhalb der als gleichdick ausgebildeten Ringfläche 23 zwischen der Ringfläche 23 und dem ersten Absatz 4 ausgebildet.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

- DE 3823442 C2 [0002]
- US 5492391 [0003]

Claims

Radnabe mit einer Befestigungsvorrichtung, bestehend aus einer Trommelnabe (19), die mit einem Rad (18) verbunden ist, und einer drehbar gelagerten Innennabe (2), wobei die Trommelnabe (19) und die Innennabe (2) jeweils korrespondierende, mit axialem Abstand angeordnete, gegensinnig geneigte konische Ringflächen (20, 21, 22, 23) aufweisen und ein Spannglied (14) zur Erzeugung einer axialen Vorspannkraft zwischen den konischen Ringflächen angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwei korrespondierend gegenüberstehende konische Ringflächen (22, 23) an der Innennabe (2) und der Trommelnabe (19) als Gleichdick ausgebildet sind.
Radnabe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine auf das Rad (18) wirkende Bremseinrichtung (24) zwischen den als Gleichdick ausgebildeten und korrespondierend gegenüberstehenden konischen Ringflächen (22, 23) eingespannt ist.
Radnabe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Innennabe (2) mit einer Antriebswelle (7) verbunden ist, wobei die gegenüberstehenden Stirnflächen sowohl der Innennabe (2) wie auch der Antriebswelle (7) als korrespondierende Stirnverzahnungen (5, 8) ausgebildet sind und das Spannglied (14) auch eine axiale Vorspannkraft zwischen den korrespondierenden Stirnverzahnungen (5, 8) erzeugt.