DE102014009454B4

DE102014009454B4 - Radnabe für eine Fahrzeugachse

Info

Publication number: DE102014009454B4
Application number: DE102014009454.5A
Authority: DE
Inventors: Gustavo PERINI
Original assignee: RANDON S/A IMPLEMENTOS E PARTICIPACOES
Current assignee: RANDON S/A IMPLEMENTOS E PARTICIPACOES
Priority date: 2013-07-09
Filing date: 2014-06-25
Publication date: 2021-05-06
Anticipated expiration: 2034-06-26
Also published as: DE102014009454A1; US20150015058A1; CL2014001811A1; US9783000B2; ZA201404991B; BR102013017572A2; AR096844A1

Abstract

Radnabe für eine Fahrzeugachse, umfassend einen zylindrischen Zentralkörper (1), wobei der Zentralkörper (1) die Lager aufnimmt, wobei der zylindrische Zentralkörper (1) von einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen (2) umgeben ist, die sich vertikal von dem Mittelbereich des Zentralkörpers (1) aus erstrekken und zwischeneinander Bereiche mit radialen Aussparungen (6) bilden, wobei jeder der Vorsprünge (2) mit einer Öffnung (3) am Ende mit einer Strukturierung durch Rippen (4, 5) versehen ist, die jeweils so in die Vorsprünge (2) integriert sind, dass sich die Rippen (4, 5) in einer axialen und radialen Richtung der Radnabe auf beiden Seiten des Vorsprungs (2) und in axialer Richtung derart erstrecken, dass die Rippen (4, 5) eine Verbindung zwischen Zentralkörper (1) und Vorsprung (2) herstellen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabe für eine Fahrzeugachse, die bei Lastwagen, Anhängern und Sattelauflegern verwendet wird, wobei die Radnabe aus einem Zentralkörper besteht, der von einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen umgeben ist, die mit Öffnungen an einem Ende zum Einführen von Bolzen versehen sind, die die Räder sichern, wobei die Vorsprünge Rippen auf beiden Seiten aufweisen, um den am stärksten beanspruchten Bereichen des Rades eine Struktur zu verleihen, was Festigkeit und eine Verringerung der Masse ermöglicht.
Bei der Radnabe für eine Fahrzeugachse der vorliegenden Erfindung weisen die Vorsprünge die Form von Speichen auf, wobei die Speichen über die Gehäuseöffnungen der Radbolzen verteilt sind, wodurch unter anderem radial offene Bereiche gebildet werden, wobei sich die Bereiche bis zum Erreichen des Zentralkörpers der Nabe erstrecken, wobei die offenen Bereiche dem Ziel der Verbesserung der Belüftung und Ableitung von Wärme, die intern in der Bremse erzeugt wird, dienen.
Hintergrund der Erfindung
Derzeitige Fahrzeugachsen für Lastwagen, Busse, Anhänger und Sattelaufleger nutzen grundsätzlich zwei Typen von Naben, nämlich entweder für Scheibenräder oder für Radfelgen.
Die für Radfelgen verwendeten Naben sind zumeist Speichen und weisen verschiedene Bauformen auf, wobei die Felge an den Enden der Nabenspeichen mittels Klemmen angebracht ist, die durch Bolzen gesichert sind. Es sind auch andere Fälle vorhanden, in denen eine Scheibennabe und ein Nabenadapter verwendet werden.
Die bei Scheibenrädern verwendeten Naben bestehen üblicherweise aus einem Zentralkörper und einem Flansch, wobei die Räder und die Bremstrommeln mittels Bolzen daran befestigt sind.
Die vorstehende Beschreibung erschließt sich besser durch die Patentdruckschrift BR 0 204 591 B1 .
Die Radnaben für Scheibenräder aus dem Stand der Technik weisen große Massekonzentrationen in demjenigen Bereich auf, in dem die Radbolzen und Bremstrommeln untergebracht sind, da ihre Bauform diejenige eines Flansches ist, wie in 5 und 6 dargestellt ist.
Die Radnaben sind ebenfalls entweder mit Scheiben- oder Trommelbremssystemen verbunden, wobei ein Teil der von der Bremse während des Bremsens erzeugten Wärme auf die Nabe und auf die Räder insbesondere bei Lastkraftwagen, bei denen die Wärmeerzeugung an den Achsen vergleichsweise hoch ist, übertragen wird.
Unter den bei Scheibenradnaben für die Fahrzeugachse aus dem Stand der Technik vorhandenen Nachteilen ist als relevantester die niedrige Effizienz bei der Wärmeableitung hervorzuheben, was eine Überhitzung in den Naben, Rädern und Reifen bewirkt, wobei sich eine nachteilige Folge hiervon an Komponenten mit niedriger Temperatur- bzw. Wärmebeständigkeit zeigt, wie dies bei Rädern, Fett bzw. Schmiermittel, Lagern und Halterungen der Fall ist.
Ein weiterer bei dieser Art von Nabe vorhandener Nachteil ist deren hohes Gewicht, das eine Überdimensionierung der anderen Achskomponenten und der Fahrzeugaufhängung bedingt, was zusätzlich zu einem höheren Gewicht des Fahrzeuges selbst und infolgedessen zu einer niedrigeren Frachtlast führt.
Eine Lösung zur Überwindung wenigstens eines Teiles dieses Problems wurde dadurch gefunden, dass die Masse der Radnabe verringert wird, wodurch deren Gewicht sowie die Herstellungskosten des Erzeugnisses als Ganzes verringert werden.
Die Druckschrift US 7 111 911 B2 beschreibt eine Radnabe, insbesondere eine Radnabe für kommerzielle Fahrzeuge zur Aufnahme einer Bremsscheibe, bei der ein Halsabschnitt am Radflansch zur Aufnahme der Bremsscheibe ausgebildet ist, wobei der Halsabschnitt mit einer Oberflächenstruktur, vorzugsweise Rippen, versehen ist, was die Menge der an die Umgebung abgegebenen Wärme erhöht. Es können zudem Kanäle zwischen den Rippen vorgesehen sein, um den Durchlauf von Kühlluft zwischen dem Radflansch und der Bremsscheibe zu ermöglichen, um die Menge der an die Umgebung abgegebenen Wärme weiter zu erhöhen.
Der Nachteil der vorgenannten Radnabe besteht darin, dass diese speziell zur Verwendung mit einem bestimmten Typ von Scheibenbremse konzipiert ist und somit keine Lösung für eine Verwendung mit einer Trommelbremse bietet.
Die Druckschrift US 6 866 345 B2 beschreibt eine Radnabe, die einen zylindrischen Hauptkörper, einen radialen Flansch und eine Mehrzahl von radialen Rippen umfasst. Der Hauptkörper weist ein Außenzonenende und ein Innenzonenende auf, und der radiale Flansch weist eine Außenzonenseite und eine Innenzonenseite auf.
Der radiale Flansch ist mit dem Hauptkörper verbunden und schließt diesen ein, wobei sich die radialen Rippen zwischen der Außenzonenseite des radialen Flansches und dem Außenzonenende des Hauptkörpers erstrecken. Zusätzlich ist das Profil der Innenzonenseite des radialen Flansches eine glatte bzw. stetige, kontinuierliche Kurve.
Die in dieser Druckschrift beschriebene Aufgabe besteht darin, eine Radnabe mit vergrößerter Beständigkeit gegenüber Druckkräften, einem verringertem Gewicht im Vergleich zum herkömmlichen Aufbau einer Radnabe und zusätzlich eine gegenüber Verformungen in der Zentralöffnung des Hauptkörpers beständige, robuste Radnabe bereitzustellen, wobei die Verformungen durch das Einwirken der Achse bewirkt werden.
US 2010 / 0 320 830 A1 beschreibt eine Radnabe mit drei sich radial erstreckenden Armen, die an einer Lasche enden.
DE 102 60 467 A1 offenbart ein Radlager mit Bremsscheibe mit Vermeidung eines Axialschlags beim Anschrauben einer Bremsscheibe.
DE 197 24 327 A1 offenbart eine Nabe für ein Speichenrad mit flanschartigen Nabenköpfen.
US 5 921 633 A offenbart eine Radmontage mit drehbarem Radflansch mit unterschiedlichen Anlageflächen.
JP 2006 / 341 751 A beschreibt eine Lagervorrichtung für ein Fahrzeugrad mit reduziertem Gewicht und Größe.
JP 2005 / 119 505 A beschreibt eine Lagervorrichtung für ein Rad mit verbesserter Haltbarkeit.
Der Nachteil der genannten Erfindung besteht darin, dass diese die Überhitzung in der Radnabe nicht verhindert, da kein Freiraum zur Wärmeableitung in der Bremse vorhanden ist (da der Flanschbereich vollständig geschlossen ist), was sich lebensdauerbeeinträchtigend auf Lager, Dichtungen und anderen Komponenten, die gegenüber hohen Temperaturen eine geringe Beständigkeit aufweisen, auswirkt.
Es besteht daher Bedarf an der Bereitstellung einer neuen Radnabe für eine Fahrzeugachse, wobei die Radnabe eine verringerte Masse aufweist, was zur Verringerung des Gewichtes und der Kosten der Aufhängungskomponenten, des Fahrzeuges und der Frachtlast beiträgt.
Die neue Radnabe verbessert darüber hinaus die Wärmeableitung, die durch das Wirken der Bremsen erzeugt wird, da ein größerer Freiraum vorhanden ist, der eine bessere Belüftung bereitstellt.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Radnabe für eine Fahrzeugachse zu konzipieren, wobei die Achse radiale Vorsprünge enthält, die in den Bereichen der Radbolzen befindlich sind, wobei die Bereiche Rippen aufweisen, die dem Bereitstellen einer Struktur für die am stärksten beanspruchten Bereiche der Nabe dienen, wodurch Festigkeit und eine Verringerung der Masse ermöglicht werden.
Eine weitere Aufgabe besteht in der Verbesserung der Belüftung und der Ableitung von durch das Wirken der Fahrzeugbremsen erzeugter Wärme.
Ein weiteres Ziel besteht in der Verringerung der Achsmasse, um das dynamische Verhalten der Aufhängung und des Fahrzeuges zu verbessern.
Figurenliste

1 ist eine perspektivische Ansicht der Außenzonenseite der Radnabe für eine Fahrzeugachse entsprechend der vorliegenden Erfindung.
2 ist eine perspektivische Ansicht der Innenzonenseite der in 1 gezeigten Radnabe entsprechend der vorliegenden Erfindung.
3 ist eine Ansicht der Außenzonenseite der in 1 gezeigten Radnabe entsprechend der vorliegenden Erfindung.
4 ist eine Ansicht der Innenzonenseite der in 1 gezeigten Radnabe der vorliegenden Erfindung.
5 ist eine perspektivische Ansicht der Außenzonenseite einer Radnabe aus dem Stand der Technik.
6 ist eine perspektivische Ansicht der Außenzonenseite einer weiteren Radnabe aus dem Stand der Technik.

Detailbeschreibung der Erfindung
Entsprechend den beigefügten Darstellungsfiguren besteht die vorliegende Erfindung einer Radnabe für eine Fahrzeugachse, die bei Lastwagen, Bussen, Anhängern und Sattelauflegern verwendet wird, aus einem zylindrischen Zentralkörper (1), wobei der Zentralkörper die Lager aufnimmt und von einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen (2) umgeben ist, die sich vertikal von dem Mittelbereich des Zentralkörpers (1) aus erstrecken, wobei jeder der Vorsprünge (2) mit einer Öffnung (3) am Ende mit einer Strukturierung durch Rippen (4, 5) versehen ist, die jeweils in die Vorsprünge (2) integriert sind.
Die radialen Vorsprünge (2) sind speichenförmig und in die Öffnungen (3) verteilt, wobei Radbolzen in den Öffnungen aufgenommen sind, und bilden zwischeneinander Bereiche (6), wobei die Bereiche radiale Aussparungen sind und sich zu dem Zentralkörper der Nabe oder in die Nähe des Zentralkörpers (1) erstrecken. Die Bereiche dienen dem Verbessern der Belüftung und der Ableitung der intern durch die Bremse erzeugten Wärme, wodurch verhindert wird, dass Wärme zu den Reifen und Achskomponenten gelangt.
Zusätzlich sind wenigstens drei Rippen (4) mit Führungen (7) versehen, um ein Einpassen der Fahrzeugräder in die Radnaben zu unterstützen.
Die Rippen (4, 5), die auf den Seiten eines jeden radialen Vorsprunges (2) verteilt sind, bilden eine strukturelle Anordnung, die dafür gedacht ist, die am stärksten beanspruchten Bereiche der Nabe zu strukturieren, um auf diese Weise Festigkeit und verringerte Masse zu ermöglichen und zudem zur Ableitung der durch die Bremsen erzeugten Wärme beizutragen, da die Fläche für die Wärmeübertragung vergrößert wird.
Zusätzlich können die Bereiche (6) Schmutzaufnahmevorrichtungen enthalten, da es bei bestimmten Anwendungen notwendig sein kann, den Durchgang dieser Elemente in beiden Richtungen zu beschränken.
In der Praxis bietet die Radnabe für eine Fahrzeugachse eine merkliche Verringerung des Gewichtes und eine verbesserte Festigkeit infolge der verbesserten Verteilung der Masse in den am meisten beanspruchten Bereichen zusätzlich zur Verringerung der Wärmeübertragung auf die Reifen, was im Ergebnis zur Verbesserung des dynamischen Verhaltens / der Leistung des Fahrzeuges dadurch beiträgt, dass das Gewicht der Achse, der Aufhängung und des Fahrzeuges als Ganzes verringert wird.
Es sollte sich einem Fachmann auf dem einschlägigen Gebiet ohne Weiteres erschließen, dass Abwandlungen an dieser Erfindung vorgenommen werden können, ohne von den in der vorstehenden Beschreibung dargelegten Prinzipien abzuweichen. Diese Abwandlungen sollen als im Umfang der Erfindung beinhaltet betrachtet werden. Im Ergebnis sind die vorbeschriebenen bestimmten Errungenschaften im Detail nur illustrativ und nicht beschränkend hinsichtlich des Umfangs der Erfindung, der das volle Ausmaß der beigefügten Ansprüche und beliebiger oder aller Äquivalente hiervon zugemessen werden sollte.

Claims

Radnabe für eine Fahrzeugachse, umfassend einen zylindrischen Zentralkörper (1), wobei der Zentralkörper (1) die Lager aufnimmt, wobei der zylindrische Zentralkörper (1) von einer Mehrzahl von radialen Vorsprüngen (2) umgeben ist, die sich vertikal von dem Mittelbereich des Zentralkörpers (1) aus erstrekken und zwischeneinander Bereiche mit radialen Aussparungen (6) bilden, wobei jeder der Vorsprünge (2) mit einer Öffnung (3) am Ende mit einer Strukturierung durch Rippen (4, 5) versehen ist, die jeweils so in die Vorsprünge (2) integriert sind, dass sich die Rippen (4, 5) in einer axialen und radialen Richtung der Radnabe auf beiden Seiten des Vorsprungs (2) und in axialer Richtung derart erstrecken, dass die Rippen (4, 5) eine Verbindung zwischen Zentralkörper (1) und Vorsprung (2) herstellen.
Radnabe für eine Fahrzeugachse nach Anspruch 1, wobei wenigstens drei der Rippen (4, 5) mit Führungen (7) für die Räder ausgestattet sind.
Radnabe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei die Rippen (4, 5) mittig an dem Vorsprung (2) angeordnet sind.
Radnabe nach einem der vorherigen Ansprüche, wobei zehn Vorsprünge (2) im gleichen Winkelabstand am Aussenumfang des Zentralkörpers (1) angeordnet sind.