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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Zentrierring zum Zentrieren eines Rades auf einer Nabe.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Bei Kraftfahrzeugen erfolgt die Anbringung ein Rades an einer drehbaren Nabe mittels Ansatzbolzen und -muttern. In der Mitte weist das Rad herkömmlicherweise eine Öffnung auf, welches über das Ende der Nabe passt, so dass das Rad im Hinblick auf das Anziehen der Ansatzmuttern montagebereit auf der Nabe zentriert wird. Die präzise Zentrierung des Rades auf der Nabe ist somit von den Fertigungstoleranzen bei der Größe und Form der Öffnung in dem Rad und von den Fertigungstoleranzen bei der Größe und Form des Nabenendes abhängig. Aufgrund von Fertigungstoleranzen kann es schwierig sein, zuverlässig zu gewährleisten, dass die Radöffnung und die Nabe in Größe und Form derart präzise zusammenpassen, dass die gewünschte Zentrierung des Rades auf der Nabe erzielt werden kann.
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Es wäre wünschenswert, eine verbesserte Vorrichtung zum Zentrieren eines Rades auf einer Nabe bereitzustellen, um dadurch optimale Fahreigenschaften des Kraftfahrzeugs zu gewährleisten.
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KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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Ein kranzförmiger Zentrierring zentriert ein Rad auf einer Nabe. Die Nabe weist eine kreisrunde Außenfläche und eine äußere Stirnfläche auf. Das Rad weist eine Mittenöffnung auf, die durch eine kreisrunde Wand definiert ist. Der kranzförmige Zentrierring verfügt über eine kranzförmige Befestigungsflanschstruktur, die auf der kreisförmigen Außenfläche und der äußeren Stirnfläche der Nabe aufsitzt, sowie über eine Zentriereinfassungsstruktur, die von der kreisförmigen Wand des Rades in Eingriff genommen wird, wenn das Rad auf die Nabe aufgesetzt wird. Die Zentriereinfassungsstruktur wird gebogen und nimmt den Ringraum zwischen der kreisrunden Außenfläche der Nabe und der Mittenöffnung des Rades ein, um dadurch das Rad montagebereit für die Anbringung einer Mehrzahl von Ansatzmuttern auf der Nabe zu zentrieren. Die Zentriereinfassungsstruktur ist in einer Presspassungsbeziehung zwischen dem Rad und der Nabe eingefasst oder kann im Zuge der Anbringung des Rades auf der Nabe weggepresst [engl.: ”extruded way”] werden.
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Weitere Anwendungsbereiche der vorliegenden Erfindung werden aus der nachfolgenden, detaillierten Beschreibung ersichtlich. Es versteht sich, dass die detaillierte Beschreibung und die spezifischen Beispiele zwar beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung angeben, jedoch nur Veranschaulichungszwecken dienen sollen und den Umfang der Erfindung keineswegs einschränken.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Die vorliegende Erfindung wird aus der detaillierten Beschreibung und anhand der beigefügten Zeichnungen besser verständlich, in denen:
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1 ein Fahrzeugrad zeigt, welches zur Anbringung an einer Radnabe eines Kraftfahrzeugs bereit ist;
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2 ein vergrößertes Fragment eines Abschnitts aus 1 ist;
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3 eine Perspektivansicht des erfindungsgemäßen kranzförmigen Zentrierrings ist;
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4 eine Ansicht ähnlich jener aus 1 ist, die jedoch das Rad an der Nabe angebracht zeigt;
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5 ein vergrößertes Fragment eines Abschnitts aus 4 ist;
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6 eine Ansicht ähnlich jener aus 3 ist, die jedoch eine andere Ausführungsform des erfindungsgemäßen kranzförmigen Zentrierrings zeigt.
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7 eine Ansicht ähnlich jener aus 2 ist, die den kranzförmigen Zentrierring aus 6 an einer Radnabe des Fahrzeugs angebracht zeigt.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die nachfolgende Beschreibung bestimmter beispielhafter Ausführungsformen ist lediglich beispielhafter Natur und es sollen dadurch die Erfindung bzw. deren Anwendung oder deren Nutzungsbereiche nicht eingeschränkt werden.
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In 1, auf welche nun Bezug genommen wird, dient eine Nabe 10 der Anbringung eines Rades 14 und eines Bremsrotors 16 an einem Kraftfahrzeug. Die Nabe 10 ist durch eine hier nicht gezeigte Lageranordnung an einer Achse oder einem Achsschenkel angebracht.
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Die Nabe 10 weist eine mit 17 bezeichnete Mittellinie auf und umfasst einen Wellenabschnitt 18 und einen Nabenflansch 22, der von einer kreisrunden Außenfläche 20 des Wellenabschnitts 18 nach außen vorsteht. Wie in 1 ersichtlich, weist die Nabenwelle 18 eine äußere Stirnfläche 26 auf. Ein Hohlraum 24 ist in der äußeren Stirnfläche 26 vorgesehen, wodurch eine axial vorstehende Randstruktur 28 definiert wird. Der Hohlraum 24 weist eine Hohlraum-Bodenwand 27 und eine Hohlraum-Innenseitenwand 29 auf. Die kreisrunde Außenfläche 20 weist einen Durchmesser DH auf. Die kreisrunde Außenfläche 20 ist dergestalt maschinell bearbeitet, dass sie eine zylindrische Form und einen gleichförmigen Außendurchmesser aufweist und sich ohne jegliche Rillen oder sonstige Oberflächenmerkmale axial erstreckt.
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Eine Mehrzahl von Ansatzbolzen 30 erstreckt sich durch Löcher 32, die in dem Nabenflansch 22 vorgesehen sind. Ein jeder der Ansatzbolzen 30 umfasst einen Kopf 36 und einen Gewindebolzen 38. Der Bremsrotor 16 weist eine Mittenöffnung 42 auf, die über die kreisrunde Außenfläche 20 der Nabe 10 passt. Der Bremsrotor 16 weist außerdem eine Mehrzahl von Bolzenlöchern 46 auf, die über die Gewindebolzen 38 passen.
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Das Fahrzeugrad 14 weist eine Mittenöffnung 50 auf, die über die kreisrunde Außenfläche 20 der Nabe 10 passt. Die Mittenöffnung 50 ist durch eine kreisrunde Wand 52 mit einem Durchmesser DW definiert, welcher größer als der Durchmesser DH der kreisrunden Außenfläche 20 der Nabe 10 ist. Durch die Differenz zwischen dem Durchmesser DH der kreisrunden Außenfläche 20 der Nabe 10 und dem Durchmesser DW der Mittenöffnung 50 des Rades 14 wird ein ringförmiger Freiraum S bereitgestellt. Das Fahrzeugrad 14 weist eine Mehrzahl von Bolzenlöchern 54 auf, so dass das Fahrzeugrad über die Gewindebolzen 38 passen kann. Nachdem das Fahrzeugrad 14 auf die Gewindebolzen 38 aufgesetzt worden ist, werden die Ansatzmuttern 58 an den Gewindebolzen 38 angebracht, um das Rad 14 und den Bremsrotor 16 auf der Nabe 10 festzuhalten. Im Besonderen wird, wie in 4 ersichtlich, durch das Anziehen der Ansatzmuttern 58 das Rad 14 gegen den Bremsrotor 16 gedrückt und wird der Bremsrotor 16 gegen den Nabenflansch 22 der Nabe 10 gedrückt. Die Ansatzmuttern 58 weisen vorzugsweise eine Konusfläche 60 auf, die in eine konische Ausnehmung 62 in dem Rad 14 passt.
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Wie in 1 ersichtlich, ist an der Nabe 10 ein allgemein unter 68 angegebener kranzförmiger Zentrierring zum Zentrieren des Rades 14 auf der Nabe 10 vorgesehen. In 2 und 3, auf welche nun Bezug genommen wird, ist ersichtlich, dass der kranzförmige Zentrierring 68 eine allgemein unter 74 angegebene, kranzförmige Befestigungsflanschstruktur zum Aufsetzen auf die axial vorstehende Randstruktur 28 der Nabe 10, und eine Zentriereinfassungsstruktur 76, die einstückig mit der Befestigungsflanschstruktur 74 ausgebildet ist und sich von dieser erstreckt, umfasst. Bei dem kranzförmigen Zentrierring 68 handelt es sich um eine Kunststoffkonstruktion. Im Besonderen umfasst die kranzförmige Befestigungsflanschstruktur 74 eine Stirnwand 78, die auf der Stirnfläche 26 der Nabe 10 aufsitzt, eine Innenwand 80, die sich entlang der Hohlraum-Innenseitenwand 29 erstreckt, und eine Versteifungswand 82, die sich radial zu der Mittellinie 17 der Nabe 10 hin erstreckt. Die Zentriereinfassungsstruktur 76, welche an die Befestigungsflanschstruktur 74 angeformt ist, umfasst eine flexible Einfassungswand 86, die radial nach außen abgewinkelt ist, um sich in beabstandeter Beziehung von der kreisförmigen Außenfläche 20 der Nabe 10 zu erstrecken, wie dies in 2 ersichtlich ist.
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In 2 ist der kranzförmige Zentrierring 68 auf dem Ende der Nabenwelle 18 angebracht gezeigt. Während der Anbringung hat die nach außen weisende Abwinkelung der flexiblen Einfassungswand 86 die Funktion einer Abschrägung, um die Anbringung des kranzförmigen Zentrierrings 68 auf der Nabenwelle 18 zu erleichtern. Da die flexible Einfassungswand 86 radial nach außen abgewinkelt ist, gerät sie während der Anbringung insbesondere nicht mit der kreisrunden Außenfläche 20 der Nabe 10 in Eingriff, wodurch eine Reibung oder eine Behinderung vermieden wird, welche die Anbringung erschweren würde. Die Innenwand 80 des kreisrunden Zentrierrings 68 überdeckt die Hohlraum-Seitenwand 29 und sitzt auf dieser auf. Die Versteifungswand 82 steht von der Innenwand 80 zu der Mittellinie 17 der Nabe 10 hin vor und dient dazu, die Innenwand 80 zu versteifen und die Innenwand 80 gegen die Hohlraum-Innenseitenwand 29 zu drücken, um dadurch zu gewährleisten, dass der Zentrierring 68 nach dessen in 2 gezeigter Anbringung auf der Nabenwelle 18 während des Versands und der weiteren Handhabung auf dieser verbleibt. In 2 ist außerdem gezeigt, dass die Einfassungswand 86 der Einfassungsstruktur 76 die kreisrunde Außenfläche 20 der Nabe 10 überdeckt, jedoch etwas von dieser beabstandet ist.
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In 4 und 5, auf welche nun Bezug genommen wird, ist das Rad 14 auf der Nabenwelle 18 angebracht worden und es ist ersichtlich, dass die kreisrunde Wand 52 der Mittenöffnung 50 des Rades mit der Einfassungsstruktur 76 des kranzförmigen Zentrierrings 68 in Eingriff getreten ist und dadurch eine Zentrierung des Rades 14 auf der Außenfläche 20 der Nabenwelle 18 bewirkt hat, da sich die Einfassungswand 86 nach innen zu der Mittellinie 17 der Nabe 10 hin biegt. Die Beziehung zwischen dem Durchmesser DH der kreisrunden Außenfläche 20 und dem Durchmesser DW der kreisrunden Wand 52 des Rades 14 und der Dicke der Einfassungswand 86 des Zentrierrings 68 ist dergestalt, dass die Einfassungswand 86 in einer Presspassungsbeziehung zwischen der kreisrunden Außenfläche 20 der Nabenwelle 18 und der kreisrunden Wand 52 des Rades 14 eingefasst ist. Beim Einnehmen der Presspassungsbeziehung kann die Einfassungswand 86 in ihrer Dicke zusammengedrückt werden. Zusätzlich oder alternativ dazu wird in dem Ausmaß, in welchem die Dicke der Einfassungswand 86 den Raum S zwischen der kreisrunden Außenfläche 20 der Nabenwelle 18 und der kreisrunden Wand 52 des Rades 14 übersteigt, die überschüssige Dicke der Einfassungswand 86 während der Anbringung des Rades 14 durch die Kraft der herangeschobenen, kreisrunden Wand 52 des Rades 14 weggepresst. Dieses Wegpressen kann insofern erfolgen, als die überschüssige Dicke beiseite gedrückt und nach vorne verschoben wird, soweit dies durch die Verformbarkeit des Kunststoffmaterials, aus welchem der kranzförmige Zentrierring 68 gebildet ist, ermöglicht wird. Oder aber es kann ein Teil oder die Gesamtheit der überschüssigen Dicke während der Anbringung des Rades 14 tatsächlich abgeschabt werden. Das Ergebnis dieses Einsatzes des kranzförmigen Zentrierrings 58 ist darin zu sehen, dass der kranzförmige Zentrierring 68 die Funktion erfüllt hat, das Rad 14 präzise auf der Nabe 10 zu positionieren und zu zentrieren. Somit ist beim Festziehen der Ansatzmuttern 36 das Rad 14 bereits präzise auf der Nabe 10 zentriert, wodurch Exzentrizitätsprobleme, die in weiterer Folge zu Problemen mit den Fahreigenschaften führen könnten, aus dem Weg geschafft sind. Die gleichförmige und genaue Dicke der Einfassungswand 86 vereinfacht die Funktion des kranzförmigen Zentrierrings 68 und es ist daher vorzuziehen, dass der kranzförmige Zentrierring 68 durch Vakuumformen des kranzförmigen Zentrierrings 68 aus einem Kunststoffplattenmaterial von gleichförmiger und genauer Dicke geformt wird.
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Somit ist festzustellen, dass die vorangehend beschriebene Kombination eines in der Stirnwand der Nabe vorgesehenen Hohlraums gemeinsam mit der hier offenbarten, speziellen Struktur des Zentrierrings das präzise Zentrieren des Fahrzeugrads 14 auf der Nabe 18 ermöglicht, ohne dass dafür irgendein zusätzliches Gerät oder eine maschinelle Bearbeitung entweder des Rades 14 oder der Nabenwelle 18 erforderlich ist. Demgemäß lässt sich durch den spezifischen, erfindungsgemäßen, kranzförmigen Zentrierring 86 eine wirtschaftliche Fertigung erzielen und es können zugleich Probleme mit den Fahreigenschaften vermieden werden.
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In 3 ist die Versteifungswand 82 als mit der Bodenwand 27 des Hohlraums in Eingriff stehend gezeigt. Es versteht sich jedoch, dass die Versteifungswand 82 an jeder beliebigen Stelle entlang der Hohlraum-Innenseitenwand 29 gelegen sein kann, beispielsweise an der durch die gestrichelte Linie in 2 gezeigten Position 82a. Zusätzlich kann die Versteifungswand 82, wie am besten in 3 der Zeichnungen ersichtlich, einen mittigen Leerraum 90 aufweisen. Es versteht sich jedoch, dass die Versteifungswand 82 alternativ dazu auch durchgehend über den kranzförmigen Zentrierring 68 hinweg ausgebildet sein kann und sich demgemäß durchgehend über den gesamten von der Hohlraum-Innenseitenwand 29 umgrenzten Raum erstrecken kann.
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In der in 1–5 gezeigten Ausführungsform der Erfindung macht sich der kranzförmige Zentrierring 68 den Hohlraum 24 zunutze, der in dem Ende der Nabe 10 vorgesehen ist. In manchen Fällen weist jedoch die Nabe eines Fahrzeugs keinen solchen Hohlraum 24 auf. 6 und 7 zeigen eine andere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein kranzförmiger Zentrierring 168 auf einer Nabe 110 angebracht ist, die keinen Hohlraum aufweist. Im Besonderen weist, wie in 7 ersichtlich, die Nabe 110 eine Stirnwand 126 auf, die über keinen darin ausgebildeten Hohlraum verfügt. Der kranzförmige Zentrierring 168 umfasst einen Befestigungsabschnitt 174 und eine flexible Einfassungsstruktur 176. Die Befestigungsstruktur 174 umfasst einen Stirnwandabschnitt 178, der die Stirnwand 126 überdeckt und mit ihr in Eingriff tritt, und eine Lippenstruktur 179, die einstückig mit der Stirnwand 178 ausgebildet ist und sich von dieser in einem 90°-Winkel erstreckt, um die Außenfläche 120 der Nabenwelle 118 zu überdecken. Somit wirken der Stirnwandabschnitt 178 und die Lippenstruktur 179 zusammen, um den kranzförmigen Zentrierring 168 auf wirksame Weise auf dem Ende der Nabenwelle 118 festzuhalten. Die Einfassungsstruktur 176 umfasst eine Einfassungswand 186, die in Bezug auf die Lippenstruktur 179 abgewinkelt oder nach außen erweitert ist, so dass die Einfassungswand während der Anbringung von der Außenfläche 120 beabstandet ist, wodurch jegliche Behinderung oder Reibung vermieden wird, die für die Anbringung des kranzförmigen Zentrierrings 168 an dem Ende der Nabenwelle 118 ein Hemmnis darstellen könnte.
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Es ist festzustellen, dass während der Anbringung des Rades 14 die Einfassungswand 186 nach innen gedrückt wird und dadurch dieselbe Funktion wie die weiter oben in Bezug auf die Ausführungsform aus 1–5 beschriebene Einfassungswand 86 erfüllt. Darüber hinaus kann der kranzförmige Zentrierring 168, wie in 6 ersichtlich, eine Mehrzahl von Entlastungsschlitzen 187 aufweisen, die in Abstandsintervallen dem Umfang der Einfassungswand 186 entlang vorgesehen sind. Diese Entlastungsschlitze 187 erleichtern die radiale Einwärtsbewegung der Einfassung 186 während der Anbringung des Rades 14. Zusätzlich dienen diese Entlastungsschlitze 187 dazu, Wasser abzuführen, das während der Benutzung des Fahrzeugs zwischen das Rad 14 und die Nabe 10 gelangen könnte. Wie im Fall der Ausführungsform aus 1 bis 5 wird die Einfassung 186 in einer Presspassungsbeziehung eingefasst und/oder während der Anbringung des Rades weggepresst, um eine verlässliche Zentrierung des Rades auf der Nabe 110 zu erzielen. Falls erwünscht kann sich der Stirnwandabschnitt 178 der Befestigungsstruktur 174 über die gesamte Ausdehnung der Stirnwand 126 hinweg erstrecken, wie dies durch die Bezugszahl 181 aus 7 angezeigt ist.
