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Die Erfindung betrifft eine Prüfmaschine für die Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs umfassend einen Radnabenadapter und einen Antrieb, wobei der Radnabenadapter an einem Radnabenflansch und/oder einer Bremsscheibe eines Kraftfahrzeugs befestigbar und mit dem Antrieb zur Drehung um eine Rotationsachse antreibbar ist. Unter der Inbetriebnahme wird hier insbesondere das Parametrieren und/oder die Justage und/oder eine Funktionsprüfung eines Kraftfahrzeuges verstanden.
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Die Erfindung betrifft weiterhin auch ein Verfahren zur Befestigung einer Prüfmaschine für die Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs an einem Radnabenflansch und/oder Bremsscheibe des Kraftfahrzeugs, wobei die Prüfmaschine einen Radnabenadapter und einen Antrieb umfasst und der Radnabenadapter an einem Radnabenflansch und/oder einer Bremsscheibe eines Kraftfahrzeugs befestigt und mit dem Antrieb zur Drehung um eine Rotationsachse angetrieben wird.
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Im Stand der Technik ist es bekannt bei der Inbetriebnahme eines Kraftfahrzeugs während der Produktion eine Belastung der Fahrzeugantriebe sowie eine Prüfung der ordnungsgemäßen Funktion und Einstellung der Fahrwerkgeometrie vorzunehmen.
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Üblicherweise ist die Endmontage von Automobilen so aufgebaut, dass in einem sogenannten Bandende - Bereich Tests vorgenommen werden, beispielsweise hinsichtlich der Antriebs- und Bremsenfunktion sowie eventueller Justagen. Solche Tests erfolgen beispielsweise auf Fahrwerkständen und Rollenprüfständen.
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Durch eine Vielzahl neuer Komponenten in modernen Fahrzeugen nimmt daher der Umfang solcher Tests im Bandendebereich immer mehr zu, so dass ein Bandendebereich in der Produktion auf Grund dieser Tests stark belastet wird und daraus hohe Investitions- und Betriebskosten resultieren.
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Um solche Überlastungen zu vermeiden wurden bereits Prüfmaschinen für die Funktionsprüfung eines Kraftfahrzeugs entwickelt, mit denen während der Produktion beispielsweise wenn ein Fahrzeug innerhalb eines Fahrzeuggehänges durch eine Produktionsstätte hindurch bewegt wird, bereits eine Prüfung möglich ist.
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Hierfür ist es vorgesehen, eine Prüfmaschine mit einem Antrieb und einem Radnabenadapter an einem Radnabenflansch oder sofern bereits eine Bremsscheibe montiert ist, an der Bremsscheibe oder dem Radnabenflansch und Bremsscheibe zu befestigen, um sodann mit dem Antrieb den Radnabenadapter und so die Radnabe des Fahrzeugs in Rotation zu versetzen und Tests durchzuführen.
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Hierfür ist es wesentlich, dass die für die Tests benötigten Drehmomente problemlos von dem Antrieb über den Radnabenadapter auf den Radnabenflansch übertragen werden können.
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Eine Prüfmaschine der vorgenannten gattungsgemäßen Art ist beispielsweise aus der Veröffentlichung
EP 1 760 446 A2 bekannt, wobei die dort beschriebene Prüfmaschine mit einem zweiteiligen Radnabenadapter an einem Radnabenflansch befestigt wird. Hierfür wird ein erstes scheibenförmiges Adaptionsteil an dem Radnabenflansch bzw. an der Bremsscheibe des Fahrzeugs befestigt, wobei das erste Teil eine stirnseitige Verzahnung aufweist, eine sogenannte Hirth-Stirnverzahnung und ein zweites Teil des Radnabenadapters direkt mit einem Antrieb verbunden ist und ebenso eine stirnseitige Verzahnung aufweist, wobei die beiden Radnabenadapterteile durch die stirnseitigen Verzahnungen miteinander in Eingriff gebracht werden können, um Drehmomente zu übertragen. Dabei erfolgt die Verbindung zwischen den beiden Teilen des Radnabenadapters durch einen sogenannten Nullpunktspanner.
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Hierbei ist es als nachteilig anzusehen, dass eines der beiden Radnabenadapterteile auf klassische Art und Weise mit einem Radnabenflansch verbunden werden muss, nämlich durch Befestigung mit dafür vorgesehenen Befestigungsschrauben in der gleichen Weise wie ansonsten die Felge eines Rades an dem Radnabenflansch beziehungsweise der Bremsscheibe befestigt würde.
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Es muss daher mit einer solchen zweigeteilten Radnabenadaptionseinheit ein hoher Verschraubungsaufwand in Kauf genommen werden. Um diesen zumindest teilweise zu reduzieren ist es vorgesehen, dass das eine Teil der Radnabenadaptionseinheit fest an den Radnaben verbleibt, bis das ein Fahrzeug den Produktionsabschnitt verlässt. So erhält jedes Fahrzeug innerhalb des Produktionsabschnitts seine eigenen ersten Radnabenadaptionsteile, welche am Ende des Produktionsabschnitts vom Fahrzeug entnommen und bei einem neuen Fahrzeug wieder zum Einsatz gebracht werden, so dass solche Radnabenadaptionsteile produktionstechnisch innerhalb der Produktion umlaufen, was zusätzlichen logistischen Aufwand verursacht.
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Es ist somit die Aufgabe der Erfindung, eine Prüfmaschine bereitzustellen, die auch bereits während der Produktion eines Kraftfahrzeuges, beispielsweise wenn dieses in einem Kraftfahrzeuggehänge durch einzelne Produktionsstätten geführt wird auf einfache Art und Weise Funktionstests durchgeführt werden können, ohne das hierfür eine aufwendige Verschraubung der Prüfmaschine oder eines damit verbundenen Radnabenadapters notwendig wird.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe mit einer Prüfmaschine der eingangs genannten gattungsgemäßen Art gelöst, bei welcher der Radnabenadapter eine Anlageplatte umfasst, die an den Radnabenflansch und/oder eine Bremsscheibe anlegbar ist, wobei an der Anlagenplatte mehrere Spreizelemente mit einer jeweiligen axialen Erstreckung parallel zur Rotationsachse vorgesehen sind und jedes Spreizelement in eine Gewindebohrung eines Radnabenflansches einsteckbar ist, wobei jedem Spreizelement wenigstens ein Aktor zugeordnet ist, mit dem das Spreizelement senkrecht zu seiner axialen Erstreckung spreizbar ist.
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In gleicher Weise zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren der eingangs genannten gattungsgemäßen Art dadurch aus, dass eine Anlageplatte des Radnabenadapters an einem Radnabenflansch und/oder an eine Bremsscheibe angelegt wird und an der Anlagenplatte vorgesehene Spreizelemente jeweils in eine Gewindebohrung des Radnabenflansches eingesteckt werden, wonach jedes Spreizelement mit einem zugeordneten Aktor senkrecht zu seiner axialen Erstreckung gespreizt wird.
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Gegenüber dem eingangs zitierten Stand der Technik hat die hier beschriebene Prüfmaschine den besonderen Vorteil, dass der Radnabenadapter als eine einzige Baugruppe ausgebildet ist, welche unmittelbar an dem Antrieb der Prüfmaschine angeordnet ist, so dass es mit der erfindungsgemäßen Prüfmaschine beziehungsweise dem erfindungsgemäßen Verfahren keines Umlaufteiles mehr bedarf.
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Vielmehr kann an einer jeweiligen Prüfstelle eine Prüfmaschine der erfindungsgemäßen Art vorgesehen sein, die einfach und schnell durch Anlegen der Anlageplatte an den Radnabenflansch beziehungsweise sofern eine Bremsscheibe bereits montiert ist an die Bremsscheibe erfolgt, wobei sodann gleichzeitig mit dem Anlegen oder durch einen separaten Verfahrensschritt die an der Anlagenplatte vorgesehenen Spreizelemente in die Gewindebohrungen des Radnabenflansches eingeführt werden und darin aufgespreizt werden, so dass sich die einzelnen Spreizelemente in den jeweiligen Gewindebohrungen befestigen, ohne dass es einer Schraubarbeit bedarf.
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Die hier an der Anlageplatte vorgesehenen mehreren Spreizelemente entsprechen dabei in ihrer Anzahl bevorzugter weise der Anzahl der Gewindebohrungen in einem Radnabenflansch, die ansonsten zur Befestigung einer Felge mittels Radschrauben vorgesehen sind.
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Demnach haben die Spreizelemente mit der bevorzugt gleichen Anzahl wie die Gewindebohrungen auch eine mit den Gewindebohrungen identische geometrische Anordnung, was bevorzugter weise bedeutet, dass diese in gleichmäßiger Winkelteilung um die Rotationsachse angeordnet sind und zwar auf dem selben Kreisdurchmesser, wie dies auch bei den Gewindebohrungen des Radnabenflansches der Fall ist.
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So können die Spreizelemente nach entsprechender Ausrichtung der Anlageplatte gegenüber dem Radnabenadapter beziehungsweise der Bremsscheibe in die Gewindebohrung des Radnabenflansches eingeführt werden, bei einer zuvor montierten Bremsscheibe zunächst durch die Ausnehmungen durch die Bremsscheibe hindurch.
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Die jeweiligen Spreizelemente haben hierbei eine axiale Erstreckung, d.h. eine Erstreckung die jeweils mit der Mittenachse einer Gewindebohrung übereinstimmt und damit parallel liegt zu einer Rotationsachse der jeweiligen Radnabe, zumindest in dem Fall, wenn die Befestigung des erfindungsgemäßen Radnabenadapters an dem Radnabenflansch stattgefunden hat.
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Unter der zuvor genannten Spreizung eines Spreizelementes senkrecht zu seiner axialen Erstreckung wird verstanden, dass ein solches benanntes Spreizelement zumindest in einer Richtung, bei bevorzugten Ausführungen gegebenenfalls auch in alle Richtungen senkrecht zu seiner axialen Erstreckung in seinen Ausmaßen vergrößert wird. Eine solche Vergrößerung entspricht somit einer Vergrößerung des Querschnitts senkrecht zur axialen Erstreckung.
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So hat ein erfindungsgemäßes Spreizelement in dem noch nicht gespreizten Zustand in allen Richtungen ein Querschnittmaß senkrecht zu seiner axialen Erstreckung, welches kleiner ist als der innere freie Gewindedurchmesser derjenigen Gewindebohrung des Radnabenflansches, in die das jeweilige Spreizelement eingesteckt werden soll. Das Aufspreizen eines Spreizelementes kann hingegen erfindungsgemäß zumindest bis auf das innere freie Querschnittsmaß, bevorzugt über das innere freie Querschnittmaß und somit den inneren freien Durchmesser einer solchen Gewindebohrung vergrößert werden, so dass das erfindungsgemäße Aufspreizen automatisch ein Befestigen des Spreizelementes in der Gewindebohrung bewirkt, zum Beispiel durch ein Verklemmen, Hintergreifen oder einen sonstigen Wirkschluss zwischen Spreizelement und Gewindebohrung.
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Somit ist es ersichtlich, das zur Befestigung des erfindungsgemäßen Radnabenadapters einer erfindungsgemäßen Prüfmaschine keinerlei Schraubarbeit nötigt ist. Eine solche Prüfmaschine kann demnach besonders schnell mit einem Radnabenadapter verbunden werden und auch wieder von dem Radnabenadapter entfernt werden. Somit können sich geringe Taktzeiten bei der Prüfung erzielen lassen.
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Hierbei ist es mit der erfindungsgemäßen Prüfmaschine problemlos möglich, hohe Drehmomente zu übertragen, da die Drehmomente zwischen Spreizelement und Gewindebohrung übertragen werden können und/oder durch den Reibschluss zwischen Anlageplatte und Radnabenflansch beziehungsweise Bremsscheibenoberfläche, sofern eine solche bereits montiert ist.
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In einer möglichen Ausführung der Erfindung kann es vorgesehen sein, dass die einzelnen Spreizelemente an der vorgenannten Anlageplatte fest angeordnet sind, d.h. in jedem Zustand der Anlageplatte insbesondere in einem montierten und nicht montierten Zustand über die zum Radnabenflansch weisende Oberflächenebene der Anlageplatte in die Richtung zu einem Radnabenflansch vorspringen. Dies bedeutet, dass beim Anlegen der Anlageplatte an den Radnabenadapter beziehungsweise eine Bremsscheibe gleichzeitig mit dem Anlegevorgang die Spreizelemente in die Gewindebohrungen des Radnabenadapters, gegebenenfalls nachdem diese zuvor durch die Bremsscheibenausnehmungen hindurch geführt wurden, eingeführt werden.
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In einer anderen alternativen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass die Spreizelemente in einer erste Stellung bringbar sind, in der alle Spreizelemente vollständig hinter der zum Radnabenflansch weisenden Oberflächenebene der Anlageplatte angeordnet sind und auch in eine zweite Stellung bringbar sind, in der die Spreizelemente gegenüber dieser Oberfläche in Richtung zum Radnabenflansch vorspringend angeordnet sind.
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Beispielsweise kann eine Bewegung zwischen diesen beiden Stellungen mittels einer Aktorik vorgenommen werden, die auf alle Spreizelemente gleichzeitig wirkt, oder aber auch mit Einzelaktoren für jedes Spreizelement. Der Vorteil dieser Ausführung liegt darin, dass während des Anlegens der Anlageplatte an die Bremsscheibe bzw. den Radnabenflansch die Spreizelemente in einer hinter der Oberfläche zurückgezogenen Position sein können, so dass keinerlei Kräfte auf die Spreizelemente wirken und diese somit vor zerstörenden Kräften bei einem eventuellen nicht sanft ausgeführten Anlegevorgang geschützt sind.
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Erst wenn das Anlegen vollständig erfolgt ist, werden mittels der einen Aktorik oder den mehreren Aktoren die Spreizelemente in die ausgefahrene zweite Stellung bewegt, so dass bei diesem Bewegen die Spreizelemente automatisch in die Gewindebohrungen einfahren und anschließend gespreizt werden können.
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Hierbei kann für den Vorgang des Spreizens eine separate Aktorik verwendet werden oder gegebenenfalls auch derselbe oder dieselben Aktoren wie sie zuvor verwendet wurden, um Spreizelemente zwischen den beiden Stellungen zu bewegen.
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Insbesondere kann es auch beim Aufspreizvorgang vorgesehen sein, dass mittels eines einzigen, insbesondere zentral angeordneten Aktors der Spreizvorgang bei allen Spreizelementen gleichzeitig bewirkt wird oder aber auch das jedes Spreizelement seinen eigenen Aktor aufweist mit dem das Spreizelement individuell angesteuert und gespreizt werden kann.
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Besonders bei der zuletzt genannten Auführungsform, bei der die Spreizelemente zwischen zwei Stellungen relativ zur Oberflächenebene der Anlageplatte bewegt werden können, kann es weiterhin vorgesehen sein, dass auf der dem Radnabenflansch zuweisenden Seite der Anlageplatte ein Tastelement angeordnet ist, mit dem eine Befestigungsbohrung, mittels der üblicherweise eine Bremsscheibe an einer Radnabe befestigt werden kann, ertastbar ist.
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Beispielsweise kann es sich um einen in einer axialen Richtung vorgespannten Federzapfen handeln. So ist es ersichtlich, dass dann, wenn die Tastvorrichtung in die Befestigungsausnehmung eingreift eine korrekte Positionierung der Anlageplatte an der Bremsscheibe beziehungsweise an einem Radnabenadapter erfolgt ist, so dass sodann in diesem Zustand die Spreizelemente in die zweite Stellung bewegt werden können.
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Für den erfindungsgemäßen Grundgedanken ist es prinzipiell unerheblich, durch welche mechanische Art und Weise das Spreizen der Spreizelemente nach der Einführung in die Gewindebohrungen erfolgt. Für ein erfindungsgemäßes schnelles Befestigen und Lösen der Prüfmaschine in einer Radnabe bzw. deren Radnabenflansch sind somit eine Vielzahl von Spreizmechaniken geeignet, wobei jedoch die folgenden als bevorzugt beschrieben werden.
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So kann es in einer Ausführung eines Spreizelementes vorgesehen sein, das ein solches wenigstens zwei Hakenelemente umfasst, die um eine gemeinsame Mittenachse des Spreizelementes herum, insbesondere in einer gleichmäßigen Winkelteilung angeordnet sind. So kann es sich beispielsweise um genau zwei Hakenelemente handeln, die unter 180 Grad um die gemeinsame Mittenachse gegenüberliegend angeordnet sind, ebenso um drei Hakenelemente in 120 Grad Teilung oder auch vier Hakenelemente in 90 Grad Teilung etc.
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Solche Hakenelemente weisen bevorzugt ihrerseits eine axiale Erstreckung und an ihren jeweiligen vorderen zum Radnabenflansch weisenden Ende einen Hakenförmigen insbesondere radial nach außen weisenden Vorsprung auf. In einen um die Mittenachse angeordneten und von den Hakenelementen umgegebenen Bereich kann bei einem solchen erfindungsgemäßen Spreizelement ein Spreizstift eingeschoben werden, mit dem zumindest die vorderen Enden der Hakenelemente radial nach außen bewegbar sind. Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass die Hakenelemente mit ihren vorderen zum Radnabenflansch weisenden Hakenende zumindest in radialer Richtung beweglich sind, wohin gegen sie mit ihren vom Radnabenflansch wegweisenden Ende an dem erfindungsgemäßen Radnabenadapter befestigt sind.
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Auch hier muss gewährleistet sein, dass ein Spreizelement mit solchen Hakenelementen in einem nicht aufgespreizten Zustand ein Maß aufweist, so dass ein solches Spreizelement in den inneren freien Querschnitt einer Gewindebohrung des Radnabenflansches eingeführt werden kann. Erst durch das Einschieben des Spreizstiftes in den Bereich zwischen den Hakenelementen werden diese radial nach außen soweit verlagert, dass sich eine Befestigung am Radnabenflansch ergibt.
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Hierbei kann die Art der Befestigung insbesondere so ausgeführt sein, dass die Hakenelemente durch den Radnabenflansch und dessen Gewindebohrungen soweit eingeführt werden, dass die radial nach außen weisenden hakenförmigen Vorsprünge durch die Gewindebohrung und somit den Radnabenflansch hindurchgetreten sind. Durch das Aufspreizen wird sodann bewirkt, dass die hakenförmigen Vorsprünge die Gewindebohrung hintergreifen und somit an der Radnabenflanschrückseite mit dem Radnabenflansch in Kontakt geraten.
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Es kann sodann weiterhin vorgesehen sein, dass die Hakenelemente insbesondere zusammen mit einem dazwischen eingeschobenen Spreizstift relativ zur Anlageplatte bewegbar sind, insbesondere von dem Radnabenflansch mit einem Aktor wegziehbar sind. Auch hier kann wiederum für jedes Spreizelement ein eigener Aktor oder auch ein Aktor für alle Spreizelemente vorgesehen sein. Durch dieses Wegziehen wird bewirkt, dass der Radnabenflansch in Richtung auf die Anlageplatte gezogen wird, so dass neben dem Eingriff zwischen den Spreizelementen und den Gewindebohrungen gleichzeitig auch ein Reibschluss zwischen Radnabenflanschoberfläche und Anlageplattenoberfläche entsteht oder vergrößert wird..
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Um zu erleichtern, dass Spreizelemente, die mit solchen Hakenelementen ausgeführt sind, auf einfache Art und Weise im nicht aufgespreizten Zustand in eine Gewindebohrung eines Radnabenflansches eingeführt werden können, kann es vorgesehen sein, dass die Hakenelemente vor einem Einschieben des Spreizelementes in Richtung zu einem Radnabenflansch auf die gemeinsame Mittenachse zulaufend angeordnet sind. Beispielsweise können die zum Radnabenflansch weisenden Enden der Hakenelemente im nicht aufgespreizten Zustand mit ihren zur Mittenachse weisenden Seiten aneinander anliegen oder sich zumindest nahe kommen. Durch das Einschieben eines Spreizstiftes werden sodann die Hakenelemente und insbesondere deren zum Radnabenflansch weisenden Enden radial auseinander bewegt. Hier kann bei vollständig eingeschobenem Spreizstift eine Lage der Hakenelemente erreicht werden, bei welcher diese zumindest im Wesentlichen mit ihrer Erstreckung parallel zu der gemeinsamen Mittenachse angeordnet sind.
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Bei dieser Ausführung kann es vorgesehen sein, dass das Einschieben eines Spreizstiftes in den Zwischenbereich sowie auch das Herausziehen des Spreizstiftes mit einem Aktor oder einer Gruppe von Aktoren erfolgt, wobei die Bewegung der Hakenelemente, insbesondere zusammen mit dem dazwischen eingeschobenen Spreizelement relativ zur Anlageplatte mit einem anderen Aktor oder einer anderen Gruppe von Aktoren erfolgen kann.
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In einer anderen Ausführungsform eines Spreizelementes kann es auch vorgesehen sein, dass ein Spreizelement eine Zugstange, insbesondere koaxial zu dessen Mittenachse umfasst mit einem vorderen, insbesondere stufenförmig verdickten Kopf und mit einem die Zugstange umgebenden hülsenförmigen Gegenhalter, wobei um die Zugstange herum und zwischen Kopf und Stirnseite des Gegenhalters ein elastisch verformbares Ringelement angeordnet ist, das durch eine relative Bewegung zwischen Kopf und Stirnseite in axialer Richtung der Zugstange stauchbar und dadurch in radialer Richtung verdickbar ist. Bevorzugt wird die Bewegung derart sein, dass der Kopf der Zugstange in Richtung zu der Stirnseite des in der Anlageplatte festen Gegenhalters bewegt wird.
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Ein solches Spreizelement ist bevorzugt so ausgeführt, dass das elastisch verformbare Ringelement im ungestauchten und damit in radialer Richtung nicht verdickten Zustand einen Außendurchmesser aufweist, der kleiner ist als der innere freie Durchmesser der Gewindebohrung, so dass ein Spreizelement in einem solchen Zustand problemlos wie eingangs beschrieben in die Gewindebohrung eingeführt werden kann. Hierbei weist demnach auch der Kopf der Zugstange ein dafür entsprechend geeignetes Durchmessermaß auf.
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Wird nun nach dem Einführen eines solchen Spreizelementes in die Gewindebohrung z.B. die Zugstange betätigt, d.h. mittels eines Aktors in eine Richtung zur Anlageplatte gezogen, so wird mit dem Kopf dieser Zugstange das elastisch verformbare Ringelement an den in Zugrichtung liegenden Gegenhalter bzw. dessen Stirnseite gepresst und zwischen Kopf und Stirnseite gestaucht, wodurch der Ring sich radial verdickt und sich von innen an das Gewinde der jeweiligen Gewindebohrung anlegt.
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Dies erfolgt so, dass keinerlei Schaden an der Gewindebohrung entsteht, was insbesondere dadurch bewirkt ist, dass es sich bei dem Ring um ein elastisch verformbares Element handelt, was somit nur geringe Kräfte an die Gewindeflanken ausübt.
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Dabei kann ein vorteilhafter Effekt auftreten, der darin zu erkennen ist, dass beim Stauchen und der gleichzeitigen radialen Verdickung sich die axiale Länge des Ringelementes verkleinert, was bei einer zuvor erfolgten Verklemmung zwischen Ringelement und Gewinde der Gewindebohrung dazu führt, dass bei einem weiteren Ziehen mittels Zugstange und der weiteren Längenstauchung des Ringelementes gleichzeitig der Radnabenflansch und die Anlageplatte aufeinander zubewegt werden und einen Reibschluss erzielen.
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Dieser Reibschluss kann gegebenenfalls noch weiter erhöht werden, wenn das gesamte Spreizelement, insbesondere alle Spreizelemente nach Befestigung in der Gewindebohrung mit einem oder mehreren Aktoren in die Richtung zum Antrieb bzw. zur Anlageplatte gezogen werden. Diese Funktionalität ist grundsätzlich für alle Arten der Realisierung von Spreizelementen möglich.
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In einer wiederum anderen Ausführungsform kann es auch vorgesehen sein, dass ein Spreizelement ein Zugstange, insbesondere koaxial zur Mittelachse des Spreizelementes umfasst mit einem sich in Richtung zum Radnabenflansch erweiternden, insbesondere konisch erweiternden Kopf, wobei um die Zugstange herum ein hülsenförmiger Gegenhalter angeordnet ist, insbesondere der den Kopf teilweise umgibt und der Kopf eine radial aufweitbare Hülse trägt, die in axialer Zugrichtung an einer Stirnseite des Gegenhalters anliegt.
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Eine solche radial aufweitbare Hülse kann beispielsweise als Schlitzring ausgebildet werden, wobei die Hülse bzw. der Schlitzring einen Innenquerschnitt aufweisen kann, der an den erweiternden Kopf formschlüssig angepasst ist und zu diesem korrespondiert. Beispielsweise kann demnach der Kopf einen Außenkonus und die Hülse bzw. der Schlitzring einen Innenkonus aufweisen.
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Auch hier wird in ähnlicher Weise wie bei der vorherigen Ausführung eines Spreizelementes bewirkt, dass durch das Ziehen der Zugstange mittels eines Aktors und der dadurch erfolgten Bewegung des Kopfes in Richtung zur Anlageplatte und dem Gegenhalter die radial aufweitbare Hülse an dem Gegenhalter axial festgelegt ist und somit der sich erweiternde Kopf der Zugstange mit fortschreitendem Ziehen in die radial aufweitbare Hülse eindringt und diese hierbei aufweitet. Es erfolgt also auch bei diesem Spreizelement ein Anlegen der hier radial aufweitbaren Hülse innen an das Gewinde der Gewindebohrungen des Radnabenflansches.
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Es kann demnach auch hier vorgesehen sein, die radial aufweitbare Hülse aus einem Material zu wählen, welches weicher ist als das Material des Radnabenflansches, um eine Beschädigung des Gewindes zu vermeiden. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die radial aufweitbare Hülse metallisch ausgefertigt ist und beispielsweise auf seiner Außenseite ein Außengewinde aufweist, welches mit dem Innengewinde einer Gewindebohrung des Radnabenflansches beim Aufweisen in Eingriff kommt.
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Bei den beiden zuvor genannten Ausführungsformen, bei denen ein Aufspreizen mittels einer Zugstange erfolgt, insbesondere einer solchen, die auf einer Mittenachse eines jeweiligen Spreizelementes angeordnet ist, kann es vorgesehen sein, dass der bei diesen Ausführungen vorgesehene Gegenhalter entweder komplett oder zumindest bis zu einer Grenzzugkraft in axialer Richtung relativ zur Anlageplatte ortsfest ist.
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Bei einer Ortsfestigkeit bis zu einer bestimmten Grenzzugkraft bedeutet dies, dass in einem solchen Fall, wenn diese Grenzzugkraft durch das Ziehen an der Zugstange mittels eines Aktors noch nicht erreicht ist, der Gegenhalter seine Position relativ zur Anlageplatte beibehält und somit bis zu dieser Grenzzugkraft das Aufspreizen des Spreizelementes, also mit Bezug auf die vorgenannten Ausführungen, das Verformen des elastisch verformbaren Ringelementes oder der radial aufweitbaren Hülse erfolgt.
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Erst nach Überschreiten der Grenzzugkraft wird der Gegenhalter in axialer Richtung, nämlich hier in Richtung der gezogenen Zugstange, mitbewegt, so dass hierdurch der durch die Aufspreizung an den Spreizelementen befestigte Radnabenflansch in Richtung zur Anlageplatte gezogen wird und mit dieser einen erhöhten Reibschluss erhält.
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Hierfür kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass der Gegenhalter in der Anlageplatte axial verschieblich angeordnet ist und an der Anlageplatte oder an einem damit fest verbundenen Element über wenigstens eine Feder, beispielsweise ein Tellerfederpaket, in axialer Richtung abgestützt ist. Hier kann die Feder bzw. ein Tellerfederpaket z.B. um die Zugstange und/oder einen Gegenhalter angeordnet sein und so gewählt sein, dass der Gegenhalter bis zu der vorgenannten Grenzzugkraft seine axiale Lage beibehält und nach Überschreiten der Grenzzugkraft axial verschoben wird.
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Alle zuvor genannten Ausführungsformen haben gemeinsam, dass der Spreizvorgang zur Maßvergrößerung des Spreizelementes in zumindest einer radialen Richtung mittels eines Elementes bewirkt wird, das entlang einer Mittenachse eines Spreizelementes geführt ist und mit einem jeweils für jedes Spreizelement eigenen Aktor oder einem für alle gemeinsamen Aktor bewegt werden kann. Das Spreizen kann dabei sowohl bei einem Ziehen als auch einem Schieben des Elementes erfolgen, ist also in beiden Richtungen möglich. In jedem Fall sind um das bewegbare die Spreizung bewirkende Element andere spreizbare Elemente insbesondere koaxial angeordnet, die durch die Bewegung des Elementes entlang der Mittelachse gespreizt werden. Die Mittenachse eines Spreizelementes ist dabei diejenige, die in einem Zustand, wenn die Anlageplatte am Radnabenflansch befestigt ist, mit der Mittenachse der jeweiligen Gewindebohrung übereinstimmt, in die das Spreizelement eingreift.
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Um hier eine Zentrierung und Ausrichtung zu erzielen, kann es bei allen Ausführungsformen der verschiedenen möglichen Spreizelemente vorgesehen sein, dass die Anlageplatte eine mittlere, insbesondere kreisrunde Ausnehmung aufweist, um die herum die Spreizelemente angeordnet sind und die angepasst ist, die Radnabe des Radnabenflansches zentriert aufzunehmen.
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Auch kann jedes Spreizelement von einem Zentrierkonus koaxial umgeben sein, der mit den Ausnehmung einer ggfs. auf der Radnabe montierten Bremsscheibe beim Anlegen in Eingriff gerät. Ein solcher Konus kann gegen eine Federkraft axial verschieblich gelagert sein.
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Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend näher beschrieben. Es zeigen:
- 1A, 1B einen Radnabenadapter der erfindungsgemäßen Art
- 2 die Ausführung eines Spreizelementes mit aufspreizbaren Hakenelementen
- 3 die Ausführung eines Spreizelementes mit Zugstange und konischem Kopfende
- 4 die Ausführung eines Spreizelementes mit Zugstange und stufenförmig erweitertem Kopf
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Die 1A und 1B zeigen in zwei leicht geänderten perspektivischen Ansichten einen Teil einer erfindungsgemäßen Prüfmaschine, bei welcher hier im Wesentlichen nur der Radnabenadapter mit seiner Anlageplatte 1 und einer zugehörigen Aktorik A zur Bestätigung der Spreizelemente 2 dargestellt ist.
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Die 1A und 1B zeigen hier eine Anlageplatte 1 mit einer zu einem nicht gezeigten Radnabenflansch weisenden Oberflächenebene 1a, wobei hier die Anlageplatte 1 eine zentrische kreisrunde Ausnehmung 1b aufweist, die zentriert über eine Radnabe führbar ist, wobei die Oberfläche 1 a der Anlageplatte 1 mit dem Radnabenflansch in Kontakt gerät oder, sofern bereits eine Bremsscheibe montiert ist, an der Bremsscheibenflanschfläche zur Anlage kommt.
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Der Unterschied zwischen den Darstellungen der 1A und 1B ist neben der leicht geänderten perspektivischen Darstellung nur darin zu sehen, dass in der 1A die einzelnen Spreizelemente 2 in einer hinter/unter die Oberfläche 1a zurückgezogenen Stellung dargestellt sind, wohingegen in der 1B die Spreizelemente 2 in einer ausgefahrenen zweiten Stellung dargestellt sind, in welcher diese von der Oberfläche der Fläche 1a in Richtung zu dem hier nicht dargestellten Radnabenflansch vorspringen.
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Unabhängig von der hier dargestellten konkreten Art der Spreizelemente 2 weisen diese bei allen möglichen Ausführungen eine im Wesentlichen stiftförmige Ausgestaltung auf, d.h. sie haben eine Längserstreckung entlang einer Mittenachse M, die jeweils zu der Bohrungsachse einer Gewindebohrung am Radnabenflansch korrespondiert. Dementsprechend gibt es eine Anzahl von Spreizelementen 2, die der Anzahl der Gewindebohrungen entspricht, wobei die geometrische Anordnung zwischen Spreizelementen 2 an der Anlageplatte 1 und Gewindebohrungen am Radnabenflansch zueinander korrespondierend sind.
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Die 1A und 1B zeigen weiterhin, dass in einer solchen Ausführung mit in axialer Richtung beweglichen Spreizelementen 2 in der Oberfläche der zum Radnabenflansch weisenden Fläche 1a ein Taster 3 angeordnet sein kann, mit dem die Befestigungsausnehmung für eine Bremsscheibe ertastbar ist, so dass nach dem zentrierten Aufsetzen der Anlageplatte 1 auf die Radnabe mittels der inneren freien kreisförmigen Ausnehmung durch eine Rotation der Anlageplatte 1 auf einfache Art und Weise die richtige Gegenüberlage von Spreizelement 2 und Gewindebohrung erzielt werden kann. Die richtige Lage ist insbesondere dann erreicht, wenn der Taster 3 in die Befestigungsausnehmung eingreift, was beispielsweise bei einem Rotieren der Anlageplatte durch das Eingreifen des Tasters festgestellt werden kann, z.B. manuell oder auch automatisch.
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So kann beispielsweise mittels einer automatischen Zustellvorrichtung die erfindungsgemäße Prüfmaschine und hier insbesondere die Anlageplatte 1 an den Radnabenflansch bzw. eine Bremsscheibe herangefahren werden, bis dass diese auf der Radnabe in radialer Richtung zentriert angeordnet ist, wobei sodann automatisiert eine Drehung der Anlageplatte 1 erfolgt, bis dass durch den Taster eine korrekte Winkelstellung angezeigt wird, bei welcher ein jeweiliges Spreizelement an der jeweiligen Gewindebohrung gegenüberliegt, wonach die Rotation der Anlageplatte 1 gestoppt wird, um sodann die Spreizelemente 2 automatisiert in die Gewindebohrung einzufahren und sodann aufzuspreizen.
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Zwar zeigen die 1A und 1B konkrete Ausführungen der Spreizelemente aus Hakenelementen, die vorherigen Ausführungen gelten jedoch grundsätzlich für jede beliebige Art der mechanischen Ausgestaltung der Spreizelemente 2. Dabei können mehrere Aktoren A zum Spreizen und/oder axialen Bewegen von Spreizelementen 2 auf der dem Radnabenflansch abgewandten Seite der Anlageplatte 1 vorgesehen sein oder alternativ auch nur ein einziger Aktor, der zentral für alle Spreizelemente die Aufgabe des Spreizens und/oder des axialen Bewegens übernimmt.
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Die 2 - 4 zeigen bevorzugte verschiedene Ausführungsformen der Spreizelemente 2, unabhängig davon, ob diese gegenüber der Anlageplatte 1 zwischen zwei Stellungen bewegbar sind, wie es zuvor beschrieben wurde, also in eine Stellung, bei welcher die Spreizelemente vollständig unterhalb der Oberflächenebene der Oberfläche 1a zu liegen kommen und in eine zweite ausgefahrene Stellung.
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Die 2 zeigt hier eine Ausführung, bei der ein Spreizelement 2 zwei Hakenelemente 20 aufweist, die hier in einer gleichmäßigen Winkelteilung um eine gemeinsame Mittenachse M, d.h. unter 180 Grad einander gegenüberliegend angeordnet sind. Die beiden Hakenelemente 2 sind bezogen auf die 2 in ihrem unteren Bereich und damit bezogen auf die erfindungsgemäße Prüfmaschine in einem vom Radnabenflansch fernen Bereich an der erfindungsgemäßen Vorrichtung derart befestigt, dass die Haken 20 mit einem Aktor, der hier nicht dargestellt ist, in axialer Richtung entlang der Mittenachse M verschieblich sind, wobei hierbei nicht zwingend eine Verschieblichkeit zwischen den beiden eingangs genannten Stellungen zu verstehen ist, sondern auch eine Verschieblichkeit in axialer Richtung zwischen zwei gegenüber der Oberfläche 1a der Anlageplatte 1 vorspringenden, also ausgefahrenen Stellungen.
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Erkennbar ist es in dem hier dargestellten Schnitt, dass das Spreizelement 2 mit den beiden Hakenelementen 20 und einem in einem Bereich zwischen diesen angeordneten Spreizstift 21 durch eine Bremsscheibe 4 und eine Gewindebohrung 5a eines Radnabenflansches 5 hindurchgesteckt ist. Durch den entlang der Mittenachse M des Spreizelementes 2 zwischen die beiden Hakenelemente 20 geschobenen Spreizstift 21 sind die beiden vorderen Enden 20a, die jeweils radial nach außen weisende hakenförmige Vorsprünge aufweisen, in radialer Richtung auseinanderbewegt, so dass die hakenförmigen Vorsprünge 20a die Gewindebohrung 5 und somit den Radnabenflansch 5 hintergreifen.
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Nach dem Einschieben des Spreizstiftes 21 in den Bereich zwischen die Hakenelemente 20 mittels eines Aktors kann sodann mittels eines anderen oder auch desselben Aktors die Gesamtanordnung aus den Hakenelementen 20 und dem Spreizstift 21, bezogen auf die 2 nach unten gezogen werden, d.h. in Richtung zum Antrieb bzw. von dem Radnabenflansch 5 weg, so dass der Radnabenflansch 5 zusammen mit der Bremsscheibe 4 an die Anlageplatte 1 herangezogen wird und ein Reibschluss zusätzlich zu der Befestigung zwischen Spreizelement 2 und Radnabenflansch entsteht.
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Die Ausführung kann hier derart gewählt sein, dass erst durch das Einschieben des Spreizstiftes 21 eine Lage der Hakenelemente 20 erreicht wird, in welcher diese etwa parallel zur Mittenachse M in ihrer Längserstreckung liegen. Ist hingegen der Spreizstift 21 noch nicht in den Bereich zwischen die Hakenelemente 20 eingeschoben, so kann es hier vorgesehen sein, dass diese in ihrer Erstreckung in Richtung zum hakenförmigen Ende 20a auf die Mittenachse M zulaufen, wobei die hakenförmigen Enden 20a auch aneinander anliegen können. Hierdurch wird am hakenförmigen Ende 20a eine Abmessung des Spreizelementes 2 erreicht, die kleiner ist als eine Gewindebohrung im Radnabenflansch, so dass die hakenförmigen Enden 20a durch diese Gewindebohrung hindurch gesteckt werden können.
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Um ein Lösen der erfindungsgemäßen Vorrichtung von einer Radnabe nach einem Zurückziehen des Spreizstiftes 21 zu erzielen, insbesondere dann, wenn die hakenförmigen Enden 20a nicht durch eigene Federkräfte in die ungespreizte Stellung zurückgehen, kann es vorgesehen sein, dass - beispielsweise mittels eines separaten Aktors - hier nicht gezeigte Rückholstifte von außen, z.B. radial oder auch schräg von außen an die Hakenelemente 20 angestellt werden, um die Hakenelemente 20 in Richtung auf die Mittenachse M zuzubewegen und so den Abstand zwischen den hakenförmigen Enden 20a zu verringern, so dass das Spreizelement 2 wiederum aus der Gewindebohrung herausgezogen werden kann.
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Es kann hier ebenso vorgesehen sein, die Hakenelemente 20 aus einem Federstahl auszuführen, der automatisch dazu tendiert, mit einer ausreichend hohen Kraft die hakenförmigen Enden 20a auf die Mittenachse M zuzustellen, so dass die hakenförmigen Enden 20a automatisch nach dem Zurückziehen des Spreizstiftes 21 diese zurückgestellte Lage einnehmen.
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Die 3 zeigt eine alternative Ausführung eines Spreizelementes 2, bei welcher das Spreizelement 2 eine Zugstange 22 aufweist, die koaxial zur Mittenachse M des Spreizelementes 2 liegt. Die Zugstange 22 weist an ihren zum hier nicht gezeigten Radnabenflansch weisenden Ende einen Kopf 22a auf, der sich in Richtung zum Radnabenflansch bei dieser Ausführung konisch erweitert.
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Um die Zugstange 22, die mit einem hier nicht dargestellten Aktor, bezogen auf die 3 nach unten und somit vom Radnabenflansch weggezogen werden kann, ist ein Gegenhalter 23 angeordnet, der die Zugstange 22 koaxial umgibt und dessen zum Radnabenflansch weisendes axiales Ende in zumindest dieser Darstellung den konischen Kopf 22a teilweise umgibt. Hierzu kann ein zum Kopf weisender Teil des Gegenhalters eine an die äußere Konizität des Kopfes 22a angepasste eigenen innere Gegenkonizität aufweisen.
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In axialer Richtung zum Radnabenflansch ist vor dem Gegenhalter 23 eine radial aufspreizbare Hülse 24 um den konischen Kopf 22a angeordnet, die eine innere konische Ausnehmung aufweist, deren Innen-Konus an den Außenkonus des Kopfes 22a angepasst ist. Beispielsweise kann es sich um einen Schlitzring handeln, dessen Schlitzbreite sich vergrößert mit zunehmendem Durchmesser des Schlitzrings.
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Die Ausführung ist hier dergestalt, dass durch das Ziehen an der Zugstange 22 der konische Kopf 22a ggfs. Zunächst zusammen mit der radial erweiterbaren Hülse 24 in Zugrichtung bewegt werden, wobei jedoch die Hülse 24 zumindets nach einer vorherigen Bewegung an der axialen Stirnfläche des Gegenhalters 23, die zum Kopf weist, axial festgelegt ist, so dass durch die Zugkraft der konische Kopf 22a in axialer Richtung weiter in die Hülse 24 hineingezogen wird und sich diese dadurch radial aufweitet und somit in einer Gewindebohrung eines hier nicht dargestellten Radnabenflansches verklemmt. Insbesondere nämlich dadurch, dass sich die Hülse 24 von innen an das Gewinde anlegt.
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Die Ausführung ist hier weiterhin dergestalt, dass der Gegenhalter 23 über ein Tellerfederpaket 25, welches den Gegenhalter 23 und die Zugstange 22 koaxial umgibt, an einem Element der Anlageplatte 1 federnd abgestützt ist, so dass ab einer bestimmten Grenzzugkraft der Gegenhalter 23 in axialer Richtung in Zugrichtung mitgezogen wird gegen die rückstellende Kraft des Tellerfederpaketes 25, wodurch insgesamt die Anordnung aus Gegenhalter 23, Zugstange 22, Kopf 22a und Hülse 24 in Richtung auf die Anlageplatte 1 zubewegt werden, wodurch der Reibschluss zwischen Anlageplatte 1 und Radnabenflansch und/oder Bremsscheibe erhöht wird.
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Hier ist der besondere Vorteil gegenüber der 2, dass mit ein- und derselben Zugbewegung in einer ersten Bewegungsphase des Ziehens das Aufspreizen der Hülse und somit das Befestigen des Spreizelementes in der Gewindebohrung erfolgt und in einer zweiten Phase derselben Ziehbewegung ab Erreichen der Grenzzugkraft zusätzlich der Radnabenflansch auf die Anlageplatte zubewegt wird.
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Die 4 zeigt eine wiederum alternative Ausführung eines Spreizelementes, wobei auch hier eine Zugstange 22 vorgesehen ist, jedoch im Gegensatz zur 3 nicht mit einem sich konisch erweiternden Kopf 22a, sondern mit einem Kopf 22a, der sich stufenförmig im Durchmesser erweitert, so dass dieser Kopf 22a eine vom Radnabenflansch wegweisende ringförmige Stirnfläche 22b ausbildet.
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Auch hier ist die Zugstange 22 koaxial von einem hülsenförmigen Gegenhalter 23 umgeben, der so, wie auch der Gegenhalter der 3 eine zum Radnabenflansch weisende Stirnfläche 23a aufweist. Um die Zugstange 22 herum liegt zwischen den Stirnflächen 22b des Kopfes 22a und der Stirnfläche 23a des Gegenhalters 23 ein in diesem Fall elastisch verformbarer geschlossener Ring 24, der durch eine relative Bewegung zwischen Gegenhalter und Kopf stauchbar ist zur axialen Erstreckung. Bei der hier beschriebenen Ausführung wird hierfür die Zugstange vom nicht gezeigten Radnabenflansch in Richtung zur ebenso nicht gezeigten Anlageplatte bewegt, wohingegen der Gegenhalter 23 ortsfest verbleibt, zumindest bis zu einer bestimmten Grenzkraft, bezogen auf die zuvor beschriebene Ausführung, die auch hier angewendet werden kann.
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Durch die Stauchung ergibt sich eine Längenverkürzung in axialer Richtung des Rings 24 und somit eine radiale Verdickung desselben Rings 24, so dass sich dieser wiederum von innen ebenso wie bei der 3 an das Gewinde der Gewindebohrung im Radnabenflansch anlegt und eine Befestigung zwischen Spreizelement 2 und Radnabenflansch erzielt wird. Hier bewirkt nach dieser Befestigung, die gleichzeitig weitere Verkürzung der axialen Länge des Rings 24, dass der Radnabenflansch in Richtung zur Anlageplatte 1 gezogen wird.
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Sofern der hierdurch bewirkte Reibschluss nicht ausreichend ist, kann es vorgesehen sein, in ähnlicher Weise wie bei der zuvor beschriebenen Ausführung, dass der Gegenhalter 23 axial verschieblich gegen eine wirkende Federkraft verschoben werden kann.
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Alle hier zuvor beschriebenen Ausführungen der 1 - 4 und ebenso eventuelle hier nicht beschriebene, jedoch mögliche Ausführungen können einen erfindungswesentlichen Vorteil darin haben, dass ein zur Mittenachse eines Spreizelementes koaxial angeordnetes Betätigungselement vorgesehen ist, mit denen die Betätigung eines Spreizelementes, insbesondere das Aufspreizen und/oder eine axiale Bewegung des Spreizelementes bewirkt werden kann. Es ist daher besonders vorteilhaft, bei diesen Ausführungen, dass ein solches zentrales Betätigungselement, was beispielsweise als Zugstange oder auch als Spreizstift ausgeführt sein kann, aus einem hochfesten Material, beispielsweise Metall gefertigt ist, so dass auch über dieses Betätigungselement eine Drehmomenteinleitung in den Radnabenflansch erreicht werden kann.
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Durch dieses zentrale stabile Element erweisen sich somit die erfindungsgemäßen Spreizelemente insgesamt als stabil und ausreichend für die Drehmomentübertragung, selbst wenn an einem äußeren Bereich der Spreizelemente für die Befestigung in den Gewindebohrungen gegebenenfalls elastische oder allgemein weichere Materialien zum Einsatz kommen.
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Alle Ausführungen der hier gezeigten Art können weiterhin gemeinsam haben, dass um die Spreizelemente 2 oder die Gegenhalter 23 der 3 und 4 koaxiale axiale Vorsprünge 26 mit konischen verjüngenden Ende angeordnet sind, so dass diese eine in axialer Richtung zum Radnabenflansch weisende Anlaufschräge aufweisen.
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Solche Vorsprünge können auf der zum Radnabenflansch weisenden Oberfläche 1a der Anlageplatte weisenden Seite bei jedem Spreizelement 2 vorgesehen sein. Die Vorsprünge können direkt fest an der Anlageplatte angeordnet sein oder durch ein separates koaxiales Element, dass gegen eine Federkraft axial verschieblich gelagert ist.
