DE102017112275B4 - Wheel hub, system of wheel hub and brake disc - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung schlägt eine Radnabe (1) zur unmittelbaren Anbindung einer Bremsscheibe (2) vor, wobei die Radnabe (1) einen zumindest teilweise hülsenförmigen Grundkörper (6) mit einem als Lagerinnenring vorgesehenen Lagerbereich (11) umfasst, wobei vom hülsenförmigen Grundkörper (6) Fingerelemente (5) zur Anbindung der Bremsscheibe (2) abstehen und wobei die Radnabe (1) einstückig geschmiedet ist.The present invention proposes a wheel hub (1) for the direct connection of a brake disk (2), wherein the wheel hub (1) comprises an at least partially sleeve-shaped base body (6) with a bearing area (11) provided as a bearing inner ring, wherein the sleeve-shaped base body (6 ) Finger elements (5) for connecting the brake disc (2) protrude and wherein the wheel hub (1) is forged in one piece.
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Radnabe, insbesondere eine geschmiedete Radnabe, und ein System aus einer Radnabe und einer Bremsscheibe.The present invention relates to a wheel hub, in particular a forged wheel hub, and a system comprising a wheel hub and a brake disk.
Solche Radnaben sind zentrale Bauteile von Radlagereinheiten, über die beispielsweise Fahrzeugräder rotierbar um eine Radachse an eine Fahrzeugkarosserie angebunden sind. Wesentliche Bestandteile der Radlagereinheiten sind dabei ein Lageraußenring und ein Lagerinnenring, zwischen denen Wälzkörper - bevorzugt in zwei oder mehr axial benachbarten Wälzkörpergruppen - angeordnet sind. Typischerweise ist das Radlager über die Radnabe mit einem Radflansch verbunden, an den wiederum eine Bremsscheibe und eine Radfelge montierbar ist.Such wheel hubs are central components of wheel bearing units, via which, for example, vehicle wheels are connected rotatably about a wheel axle to a vehicle body. Essential components of the wheel bearing units are a bearing outer ring and a bearing inner ring, between which rolling elements - preferably in two or more axially adjacent Wälzkörpergruppen - are arranged. Typically, the wheel bearing is connected via the wheel hub with a wheel flange to which in turn a brake disc and a wheel rim can be mounted.
Um eine möglichst kompakte Radlagereinheit bereitzustellen, hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, Radnabe, Radflansch und den Lagerinnenring als integrales Bauteil, d. h. als einstückige Radnabe, bereitzustellen. Dies ist beispielsweise in der Druckschrift
Ferner ist aus der
Aus der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Radnabe bereitzustellen, die gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radnaben weiter verbessert ist, insbesondere in Hinblick auf ihre Montage und ihr Gewicht.It is an object of the present invention to provide a wheel hub that is further improved over the prior art wheel hubs, particularly with regard to their mounting and weight.
Die Aufgabe wird gelöst mit einer Radnabe gemäß Anspruch 1 und einem System aus Radnabe und Bremsscheibe gemäß Anspruch 18. Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen sowie der Beschreibung und den beigefügten Figuren.The object is achieved with a wheel hub according to
Gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Radnaben ist es durch die Ausgestaltung mit den einzelnen Fingerelementen möglich, auf einen Bremstopf zu verzichten, wodurch wiederum in vorteilhafter Weise Gewicht eingespart werden kann. Gleichzeitig erlaubt es das ganzheitliche bzw. einstückige Schmieden der Radnabe, eine ausreichende Stabilität zu gewährleisten, mit der die Radnabe, insbesondere die Fingerelemente der Radnabe, auch im Betrieb auftretenden Belastungen dauerhaft standhalten kann. Vorzugsweise ist die Radnabe derart ausgestaltet, dass sie auf der im montierten Zustand der Bremsscheibe in axialer Richtung gegenüberliegenden Seite einen als Lagerinnenring dienenden Lagerbereich ausbildet. Beispielsweise schließt die Radnabe auf ihrer Lagerseite mit einem hülsenförmigen Teilbereich ab, dessen von der Radachse abgewandte Außenseite eine Lauffläche für Wälzkörper bildet. Besonders bevorzugt ist es vorgesehen, dass das Lager unmittelbar an den Lagerbereich angebunden ist, beispielsweise verpresst ist. In diesen Fall bildet der mit dem Lager verpresste Lagerbereich der Radnabe einen Teil des Lagerinnenrings. Weiterhin ist es vorstellbar, dass die Radnabe zur Ausbildung des Lagerinnenrings bzw. eines Antriebgelenks, zumindest einen radial abstehenden Vorsprung aufweist, der sich im montierten Zustand in axialer Richtung an die Laufbahn anschließt und den Lagerbereich der Radnabe als Anschlag für die Wälzkörper begrenzt. Weiterhin ist es denkbar, dass die Radnabe auf der Lagerseite tulpenförmig bzw. mit einer sich radial nach außen gewölbten Bordüre abschließt. Dadurch lässt sich mit der Radnabe eine Führungsbahn für die Wälzkörper bereitstellen. Insbesondere schließt der Gelenkbereich in axialer Richtung an den Lagerbereich an. Dabei ist es insbesondere vorgesehen, dass das Gelenk, d. h. das Antriebsgelenk, und die Radnabe zwei separate Bauteile sind, die im montierten Zustand zusammengefügt sind. Beispielsweise sind die Radnabe und das Antriebsgelenk über eine Hierth-Verzahnung oder über axial verlaufende Rillen miteinander verbunden.Compared to the known from the prior art hubs, it is possible by the design with the individual finger elements to dispense with a brake pot, which in turn can be saved in an advantageous manner weight. At the same time, the integral or one-piece forging of the wheel hub makes it possible to ensure sufficient stability with which the wheel hub, in particular the finger elements of the wheel hub, can withstand permanently occurring loads during operation. Preferably, the wheel hub is designed such that it forms on the opposite side in the assembled state of the brake disc in the axial direction serving as a bearing inner ring bearing area. For example, the wheel hub terminates on its bearing side with a sleeve-shaped portion whose outer side facing away from the wheel axle forms a running surface for rolling bodies. Particularly preferably, it is provided that the bearing is connected directly to the storage area, for example, is pressed. In this case, the bearing area of the wheel hub pressed together with the bearing forms part of the bearing inner ring. Furthermore, it is conceivable that the wheel hub to form the bearing inner ring or a drive joint, at least one radially projecting projection which connects in the assembled state in the axial direction of the track and limits the bearing area of the wheel hub as a stop for the rolling elements. Furthermore, it is conceivable that the wheel hub on the bearing side is tulip-shaped or with a radially outwardly curved border. This makes it possible to provide a guide track for the rolling elements with the wheel hub. In particular, the joint area in the axial direction adjoins the storage area. It is provided in particular that the joint, d. H. the drive joint, and the hub are two separate components that are assembled in the assembled state. For example, the hub and the drive joint via a Hierth teeth or via axially extending grooves are interconnected.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Ausdehnung der Fingerelemente, d. h. die Fingerlänge, in radialer Richtung gesehen, im Wesentlichen einem Durchmesser entspricht, der sich dem hülsenförmigen Grundkörper zuordnen lässt, oder größer ist als der Durchmesser des zumindest teilweise hülsenförmigen Grundkörpers. Vorzugsweise sind die Fingerelemente in dieser radialen Richtung 0,5- bis 1,4-mal, bevorzugt 0,8- bis 1,2-mal und besonders bevorzugt zwischen 1- und 1,5-mal so lang wie der Durchmesser des hülsenförmigen Grundkörpers. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass an die Fingerelemente sowohl eine Radfelge als auch die Bremsscheibe montierbar ist. Ferner ist es denkbar, dass der hülsenförmige Grundkörper auf seiner der Radachse zugewandten Seite eine Innenverzahnung oder mindestens einen Mitnehmer aufweist. Dadurch lässt sich ein Antriebs- bzw. Drehmoment auf die als Lagerinnenring dienende Radnabe übertragen. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass die Radnabe zu einer Radachse, um die die Radnabe im Betrieb rotiert, rotationssymmetrisch ausgestaltet ist.Preferably, it is provided that the extension of the finger elements, ie the finger length, seen in the radial direction, substantially corresponds to a diameter which can be assigned to the sleeve-shaped base body, or is greater than the diameter of the at least partially sleeve-shaped base body. Preferably, the finger elements in this radial direction 0.5 to 1.4 times, preferably 0.8 to 1.2 times, and more preferably between 1 and 1.5 times as long as the diameter of the sleeve-shaped body , Furthermore, it is preferably provided that both a wheel rim and the brake disc can be mounted on the finger elements. Furthermore, it is conceivable that the sleeve-shaped base body has an internal toothing or at least one driver on its side facing the wheel axle. Thereby can be a drive or torque transmitted to the serving as a bearing inner ring hub. Furthermore, it is preferably provided that the wheel hub to a wheel axle, around which the wheel hub rotates during operation, is configured rotationally symmetrical.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands. Einzelne Merkmale der einzelnen Ausführungsformen können dabei im Rahmen der Erfindung miteinander kombiniert werden.Further advantages and features will become apparent from the following description of preferred embodiments of the subject invention. Individual features of the individual embodiments can be combined with each other within the scope of the invention.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Radnabe zwischen vier und sechs, bevorzugt fünf, Fingerelemente aufweist. Entsprechend sind die Fingerelemente in vorteilhafter Weise auf die Anzahl der Anbindungspunkte, über die typischerweise eine Radfelge an die Radlagereinheit angebunden wird, abgestimmt. Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Fingerelemente in Umlaufrichtung gesehen äquidistant zueinander angeordnet sind, d. h. sternförmig vom Grundkörper abstehen. Insbesondere sind die Fingerelemente in Hinblick auf ihre Geometrie bzw. Form identisch ausgestaltet. Vorzugsweise nimmt in Umlaufrichtung gesehen das Verhältnis von Bereichen mit Fingerelement zum Gesamtumfang einen Wert zwischen 0,2 und 0,6, bevorzugt zwischen 0,25 und 0,5 und besonderes bevorzugt zwischen 0,3 und 0,4 an. Es hat sich dabei insbesondere herausgestellt, dass bei einer Kombination der genannten Anzahl von Fingerelementen und den oben genannten Bereichsanteilen, in denen ein Fingerelement entlang der Umlaufrichtung angeordnet ist, eine möglichst große Gewichtsreduktion möglich ist, ohne die Belastbarkeit der Radnabe kritisch zu beeinträchtigen.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the wheel hub has between four and six, preferably five, finger elements. Correspondingly, the finger elements are advantageously matched to the number of connection points via which a wheel rim is typically connected to the wheel bearing unit. It is particularly preferably provided that the finger elements are arranged in the direction of rotation equidistantly from each other, d. H. protrude in a star shape from the base body. In particular, the finger elements are designed identically with regard to their geometry or shape. Preferably, as viewed in the direction of rotation, the ratio of areas with finger element to the total circumference is between 0.2 and 0.6, preferably between 0.25 and 0.5 and more preferably between 0.3 and 0.4. In particular, it has been found that in the case of a combination of the stated number of finger elements and the abovementioned area portions in which a finger element is arranged along the direction of rotation, the greatest possible weight reduction is possible without critically impairing the load capacity of the wheel hub.
In einer vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fingerelemente in einem parallel zu einer Radachse verlaufendem Querschnitt einer topfförmigen Kontur folgen, wobei die Fingerelemente insbesondere einen im Wesentlichen radial erstreckenden Bodenbereich, einen im Wesentlichen axial erstreckenden Seitenbereich und einen im Wesentlichen radial erstreckenden Kragenbereich aufweisen, die Fingerelemente also im Wesentlichen s-förmig gebogen sind. Hierbei versteht der Fachmann, dass nur die Form der Fingerelemente der topfförmigen Kontur folgt, ohne dass die Fingerelemente selbst oder zusammen einen geschlossenen Topf ausbilden. Mit anderen Worten: die Fingerelemente sind derart geformt, dass sie sich entlang einer Außenseite eines gedachten Topfs erstrecken. Dadurch lassen sich erfindungsgemäß die Bremsscheibe und die Radfelge jeweils in zueinander axial versetzten Ebenen an die Fingerelemente anbinden. Insbesondere lassen sich die Bremsscheibe im Kragenbereich und die Radfelge im Bodenbereich montieren. Weiterhin ist es vorstellbar, dass der Kragenbereich derart gegenüber dem Bodenbereich in axialer Richtung versetzt ist, dass der Kragenbereich im Wesentlichen in radialer Richtung fluchtend mit der Stirnseite des hülsenförmigen Grundkörpers auf der Lagerseite der Radnabe abschließt. Ferner ist es bevorzugt vorgesehen, dass, in axialer Richtung gesehen, sich der Seitenbereich zwischen 0,5 und 1,5 mal so weit erstreckt wie die in axialer Richtung bemessene Dicke der montierten Bremsscheibe. Dadurch lässt sich eine in axialer Richtung gesehen vergleichsweise schmal bemessene Radlagereinheit realisieren.In an advantageous embodiment of the present invention, it is provided that the finger elements follow in a parallel to a wheel axis extending cross section of a cup-shaped contour, the finger elements in particular a substantially radially extending bottom portion, a substantially axially extending side portion and a substantially radially extending Have collar region, the finger elements are thus bent substantially s-shaped. In this case, the person skilled in the art understands that only the shape of the finger elements follows the pot-shaped contour without the finger elements themselves or together forming a closed pot. In other words, the finger elements are shaped to extend along an outside of an imaginary pot. As a result, according to the invention, the brake disk and the wheel rim can be connected to the finger elements in mutually axially offset planes. In particular, the brake disc can be mounted in the collar area and the wheel rim in the floor area. Furthermore, it is conceivable that the collar region is offset from the bottom region in the axial direction in such a way that the collar region terminates substantially flush in the radial direction with the end face of the sleeve-shaped base body on the bearing side of the wheel hub. Furthermore, it is preferably provided that, seen in the axial direction, the side region extends between 0.5 and 1.5 times as far as the thickness of the mounted brake disk measured in the axial direction. As a result, it is possible to realize a wheel bearing unit that is comparatively narrow in axial direction.
Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass der Kragenbereich Teil eines geschlossenen Rings oder von zueinander beabstandeten, insbesondere entlang der Umfangsrichtung zueinander beabstandeten, Ringsegmenten ist und/oder der Kragenbereich erste Anschlussausnehmungen zur unmittelbaren Anbindung an die Bremsscheibe aufweist. Durch den Ring oder die Ringsegmente wird die Stabilität der Fingerelemente in vorteilhafter Weise weiter erhöht. Die Ausgestaltung als Ring erlaubt es zudem in vorteilhafter Weise, die ersten Anschlussausnehmungen flexibel, vorzugsweise angepasst an Vorgaben der Bremsscheibe, zu verteilen. Insbesondere handelt es sich bei den ersten Anschlussausnehmungen um Durchgangsbohrungen, über die mittels eines Verbindungselements, wie z. B. über eine Schraube, die Bremsscheibe unmittelbar an die Radnabe anbindbar ist. Ferner ist es vorgesehen, dass die Bremsscheibe zumindest bereichsweise, vorzugweise vollständig, am Kragenbereich der Fingerelemente bzw. am Ring im Kragenbereich anliegt.It is expediently provided that the collar portion is part of a closed ring or of spaced apart, in particular along the circumferential direction spaced apart, ring segments and / or the collar portion has first connection recesses for direct connection to the brake disc. By the ring or the ring segments, the stability of the finger elements is further increased in an advantageous manner. The design as a ring also advantageously allows the first connection recesses to be distributed flexibly, preferably adapted to specifications of the brake disk. In particular, the first connection recesses are through holes, via which by means of a connecting element, such. B. via a screw, the brake disc is connectable directly to the wheel hub. It is further provided that the brake disc rests at least partially, preferably completely, on the collar region of the finger elements or on the ring in the collar region.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass eine Außenkontur des Rings oder der Ringsemente strukturiert ist, vorzugsweise periodisch, beispielsweise wellenförmig, strukturiert ist. Durch die wellenförmige Ausformung des Rings lässt sich nicht nur in vorteilhafter Weise Gewicht einsparen, sondern es lässt sich ein Wärmestau zwischen der Bremsscheibe und der Radnabe unterdrücken bzw. reduzieren. Statt einer wellenförmigen Ausformung sind auch andere Muster vorstellbar, wie z. B. ein Zägezahn- oder Rechtecksmuster. Weiterhin ist es denkbar, dass die ersten Anschlussausnehmungen in Umlaufrichtung gesehen auf Höhe einer maximalen in radialer Richtung bemessenen Breite des Rings bzw. des Ringsegments angeordnet sind. Weiterhin ist vorgesehen, dass die Periodizität der Strukturierung abgestimmt ist mit der Anzahl an Fingerelementen. Vorzugweise ist die Periodizität der Strukturierung ein ganzzahliges Vielfaches, beispielsweise das 2-fache, der Periodizität, mit der die Fingerelemente in Umlaufrichtung angeordnet sind. In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that an outer contour of the ring or the ring elements is structured, preferably periodically, for example wave-shaped, structured. The undulating shape of the ring not only saves weight in an advantageous manner, but also suppresses or reduces a build-up of heat between the brake disk and the wheel hub. Instead of a wave-shaped shape, other patterns are conceivable, such. B. a toothed or rectangular pattern. Furthermore, it is conceivable that the first connection recesses are arranged in the circumferential direction at the height of a maximum dimensioned in the radial direction width of the ring or the ring segment. Furthermore, it is provided that the periodicity of the structuring is coordinated with the number of finger elements. Preferably, the periodicity of the structuring is an integer multiple, for example twice, the periodicity with which the finger elements are arranged in the direction of rotation.
In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass mindestens ein Seitenbereich, vorzugsweise jeder Seitenbereich der Fingerelemente, mindestens eine Ausnehmung aufweist, wobei sich die Ausnehmung wahlweise auf den Seitenbereich beschränkt, sich vom Seitenbereich bis in den Kragenbereich erstreckt, sich vom Seitenbereich bis in den Bodenbereich erstreckt oder sich auf Kragen- und Bodenbereich erstreckt. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise weiter Gewicht einsparen. Dabei ist es vorstellbar, dass die Ausnehmung zur Bremsscheibenseite der Radnabe hin offen oder geschlossen ist. Beispielsweise handelt es sich um eine runde oder ovale Ausnehmung, die bevorzugt in axialer Richtung gesehen mittig in den Seitenbereich des Fingerelements eingelassen ist.In a further advantageous embodiment of the present invention, it is provided that at least one side region, preferably each side region of the finger elements, has at least one recess, the region optionally being limited to the side region, extending from the side region into the collar region, from the side region extends to the bottom area or extends to the collar and bottom area. As a result, further weight can be saved in an advantageous manner. It is conceivable that the recess to the brake disc side of the wheel hub is open or closed. For example, it is a round or oval recess, which is preferably embedded centrally in the side region of the finger element when viewed in the axial direction.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Ausnehmung im Seitenbereich zur Kraftverteilung einen gebogenen Ausnehmungsrandverlauf aufweist. Dadurch lassen sich die im Betrieb der Radnabe auftretenden Kräfte möglichst optimal auf die Radnabe verteilen, so dass sich eine besonders stabile Radnabe bereitstellen lässt.Preferably, it is provided that the recess has a curved recess edge profile in the lateral area for force distribution. As a result, the forces occurring during operation of the wheel hub can be distributed as optimally as possible to the wheel hub, so that a particularly stable wheel hub can be provided.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Radnabe im Bodenbereich zweite Anschlussausnehmungen zur unmittelbaren Anbindung eines Rads, insbesondere einer Radfelge, aufweist, wobei die ersten Anschlussausnehmungen und die zweiten Anschlussausnehmungen vorzugsweise in radialer Richtung zueinander deckungsgleich, d. h. fluchtend angeordnet sind. Durch die deckungsgleiche Ausrichtung der ersten und der zweiten Anschlussausnehmungen lässt sich in vorteilhafter Weise eine Radnabe mit einer möglichst geringen Anzahl an Anschlusspunkten bereitstellen. Dadurch wird die Montage in vorteilhafter Weise vereinfacht.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the wheel hub in the bottom region second connecting recesses for direct connection of a wheel, in particular a wheel rim, wherein the first connection recesses and the second connection recesses preferably in the radial direction congruent to each other, d. H. are arranged in alignment. Due to the congruent alignment of the first and the second connection recesses, a wheel hub with the smallest possible number of connection points can be provided in an advantageous manner. As a result, the assembly is simplified in an advantageous manner.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Anzahl der ersten Anschlussausnehmungen der Anzahl der zweiten Anschlussausnehmungen entspricht oder die Anzahl der ersten Anschlussausnehmungen größer, bevorzugt doppelt, so groß ist wie die Anzahl der zweiten Anschlussausnehmungen. Dadurch lassen sich die Anschlusspunkte möglichst gleichmäßig verteilen, so dass durch die erste Anschlussausnehmungen keine Unwuchten an der Radnabe entstehen können. Sofern die Anzahl der ersten Anschlussausnehmungen der Anzahl der zweiten Anschlussausnehmungen entspricht, lässt sich die Bremsscheibe vergleichsweise einfach und schnell montieren.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the number of first connection recesses corresponds to the number of second connection recesses or the number of first connection recesses is greater, preferably double, than the number of second connection recesses. As a result, the connection points can be distributed as evenly as possible, so that no unbalance can occur at the wheel hub through the first connection recesses. If the number of first connection recesses corresponds to the number of second connection recesses, the brake disk can be mounted comparatively easily and quickly.
Vorteilhafterweise ist es vorgesehen, dass die Bereiche zwischen mindestens zwei Fingerelementen in umlaufender Richtung mit einer topfförmigen Zwischenwandung gefüllt sind, wobei insbesondere das Verhältnis zwischen der Erstreckung der Fingerelemente und der Zwischenwandung, insbesondere entlang des vorgegebenen topfförmigen Verlaufs, einen Wert zwischen 0,3 und 0,8, bevorzugt zwischen 0,4 und 0,7 und besonders bevorzugt zwischen 0,5 und 0,6 annimmt. Es hat sich hierbei überraschenderweise herausgestellt, dass mit der Zwischenwandung eine zusätzliche Stabilisierung der Fingerelemente erzielt werden kann, wobei sich die Zwischenwandung ohne großen Mehraufwand schmieden lässt. Um gleichzeitigt die Gewichtszunahme durch die Zwischenwandung zu begrenzen, ist es von Vorteil, wenn die Zwischenwandung dünner als die Fingerelemente ausgestaltet ist. Vorzugsweise ist die Zwischenwandung 0,1 bis 0,5-mal, 0,1 bis 0,3-mal und besonders bevorzugt zwischen 0,05 und 0,15-mal so dick wie das Fingerelement. Dabei ist es besonders bevorzugt durch das Schmieden möglich, dass die Zwischenwandung ihre Dicke, beispielsweise in axialer Richtung, variiert, um einen bestmöglichen Kompromiss aus Gewichtsreduzierung und Stabilitätserhöhung, insbesondere individualisiert auf den jeweiligen Anwendungsfall, für die Fingerelemente zu realisieren.Advantageously, it is provided that the areas between at least two finger elements are filled in the circumferential direction with a cup-shaped intermediate wall, wherein in particular the ratio between the extension of the finger elements and the intermediate wall, in particular along the predetermined cup-shaped course, a value between 0.3 and 0 , 8, preferably between 0.4 and 0.7, and more preferably between 0.5 and 0.6. It has surprisingly been found that with the intermediate wall, an additional stabilization of the finger elements can be achieved, with the intermediate wall can forge without much additional effort. In order to simultaneously limit the increase in weight through the intermediate wall, it is advantageous if the intermediate wall is made thinner than the finger elements. Preferably, the intermediate wall is 0.1 to 0.5 times, 0.1 to 0.3 times, and more preferably between 0.05 and 0.15 times as thick as the finger element. It is particularly preferred by the forging possible that the intermediate wall its thickness, for example in the axial direction, varies in order to realize the best possible compromise of weight reduction and stability increase, in particular individualized to the particular application, for the finger elements.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Fingerelemente in Umlaufrichtung verdreht sind. Hierbei versteht der Fachmann unter dem Begriff „verdreht“ insbesondere, dass das Fingerelement im Kragenbereich gegenüber seinem Bodenbereich in Umlaufrichtung um einen Drehwinkel versetzt ist, d. h. ein seitlicher Randverlauf des Fingerelements sich nicht geradlinig radial nach außen erstreckt, sondern in Umlaufrichtung gebogen ist, bzw. zumindest teilweise schräg verläuft. Insbesondere ist zur Bestimmung des Drehwinkels eine Kante bzw. der seitliche Randverlauf des Fingerelements maßgeblich. Beispielsweise beträgt der Versatzwinkel zwischen 5° und 30°, bevorzugt zwischen 7,5° und 25° und besonders bevorzugt zwischen 10° und 15°. Hierbei ist die Richtung, in die der Kragenbereich gegenüber dem Bodenbereich versetzt ist, abhängig von einer Rotationsrichtung, mit der die montierte Radnabe im Einsatz, insbesondere bei der Vorwärtsfahrt, rotiert wird. Dabei sind die Kragenbereiche in Rotationsrichtung insbesondere vorversetzt, d. h. die Fingerelemente sind in Gegenrichtung der in einer Bremssituation auftretenden Bremskraft verdreht. Dadurch lässt sich die Stabilität der einzelnen Fingerelemente in vorteilhafter Weise auf Dauer weiter erhöhen. Zudem wirkt sich diese Ausgestaltung positiv auf das Erscheinungsbild der Radnabe aus, da die Fingerelemente im montierten Zustand auf der Sichtseite des Fahrzeugs zu erkennen sind.Preferably, it is provided that the finger elements are rotated in the direction of rotation. In this case, the skilled person understands by the term "twisted" in particular that the finger element is offset in the collar region with respect to its bottom portion in the circumferential direction by a rotation angle, d. H. a lateral edge profile of the finger element does not extend in a straight line radially outward, but is bent in the direction of rotation, or runs at least partially obliquely. In particular, an edge or the lateral edge profile of the finger element is decisive for determining the angle of rotation. For example, the offset angle between 5 ° and 30 °, preferably between 7.5 ° and 25 ° and particularly preferably between 10 ° and 15 °. In this case, the direction in which the collar region is offset from the bottom region depends on a direction of rotation with which the mounted wheel hub is rotated during use, in particular during forward travel. In this case, the collar regions are in particular offset in the direction of rotation, d. H. the finger elements are rotated in the opposite direction of the braking force occurring in a braking situation. As a result, the stability of the individual finger elements can advantageously be further increased over time. In addition, this design has a positive effect on the appearance of the wheel hub, since the finger elements can be seen in the assembled state on the visible side of the vehicle.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das Fingerelement in einem Wurzelbereich in den hülsenförmigen Grundkörper und/oder in einem Spitzenbereich in den Ring oder das Ringsegment übergeht, wobei ein Randverlauf des Fingerelements im Wurzelbereich und/oder Spitzenbereich kreisförmig, bogenförmig oder in einer durch Zugdreiecke festgelegten Geometrie ausgeformt ist. Unter einer durch Zugdreiecke festgelegte Geometrie versteht der Fachmann insbesondere, dass der Randverlauf durch die Methode der Zugdreiecke festgelegt ist. Die Methode der Zugdreiecke ist eine einfache grafische Methode zur Kerbformoptimierung, die in dem Buch „Verborgene Gestaltgesetze der Natur“ (Claus Mattheck, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 2006) beschreiben ist und auf deren Inhalt bezüglich der Zugdreiecke hiermit ausdrücklich Bezug genommen wird. Sofern es sich um einen kreisförmigen oder bogenförmigen Randverlauf handelt, lässt sich diesem Randverlauf ein Krümmungsradius zuordnen, wobei der Krümmungsradius vorzugsweise größer ist als der Abstand zwischen zwei benachbarten Fingerelementen in Umlaufrichtung. Durch die Ausgestaltung im Wurzelbereich und/oder Spitzenbereich werden die Fingerelemente in vorteilhafter Weise gestützt. Vorzugsweise nimmt der Krümmungsradius einen Wert zwischen 5 mm und 50 mm an, besonders bevorzugt zwischen 10 mm und 30 mm und besonders bevorzugt zwischen 10 mm und 15 mm.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the finger element merges in a root area into the sleeve-shaped base body and / or in a tip area into the ring or the ring segment, wherein an edge profile of the finger element in the root region and / or tip region is formed in a circular, arcuate or in a geometry defined by tensile triangles. A geometry defined by tensile triangles is understood by the person skilled in the art in particular to mean that the edge profile is determined by the method of the tensile triangles. The method of the train triangles is a simple graphical method for notch shape optimization, which is described in the book "Hidden gestalt laws of nature" (Claus Mattheck, Forschungszentrum Karlsruhe GmbH, 2006) and their contents with respect to the train triangles are hereby incorporated by reference. If it is a circular or arcuate edge profile, this edge course can be assigned a radius of curvature, wherein the radius of curvature is preferably greater than the distance between two adjacent finger elements in the circumferential direction. Due to the configuration in the root area and / or tip area, the finger elements are supported in an advantageous manner. Preferably, the radius of curvature assumes a value between 5 mm and 50 mm, more preferably between 10 mm and 30 mm and particularly preferably between 10 mm and 15 mm.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass die Fingerelemente ihre in Umlaufrichtung bemessene Breite ändern. Insbesondere ändern die Fingerelemente ihre Breite in Längsrichtung der Fingerelemente bzw. in radialer Richtung. Dadurch lässt sich die Breite in vorteilhafter Weise derart anpassen, dass die Fingerelemente gegenüber den im Betrieb zu erwartenden Belastungen, beispielsweise in einer Bremssituation, möglichst stabil sind. Vorzugsweise sind die Fingerelemente, der Ring und/oder die Ringsegmente in den Bereichen mit der ersten Anschlussausnehmung und/oder der zweiten Anschlussausnehmung breiter als in den Bereichen ohne erste und/oder zweite Anschlussausnehmung.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the finger elements change their width measured in the direction of rotation. In particular, the finger elements change their width in the longitudinal direction of the finger elements or in the radial direction. As a result, the width can advantageously be adjusted such that the finger elements are as stable as possible in relation to the loads to be expected during operation, for example in a braking situation. Preferably, the finger elements, the ring and / or the ring segments are wider in the regions with the first connection recess and / or the second connection recess than in the regions without the first and / or second connection recess.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass an der einstückig geschmiedeten Radnabe ein Gelenk, insbesondere einen ein Gleichlaufgelenk oder Antriebsgelenk, angebunden ist.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that a joint, in particular a constant velocity joint or drive joint, is connected to the integrally forged wheel hub.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die einstückig geschmiedete Radnabe einen Gelenkbereich, insbesondere einen ein Gleichlaufgelenk oder Antriebsgelenk umfassenden Gelenkbereich, umfasst. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine besonders kompakte Radnabe bereitstellen, in die das Gleichlaufgelenk oder das Antriebsgelenk bereits integriert ist. Zudem vereinfacht es die Montage der gesamten Radlagereinheit, da in vorteilhafter Weise die Anzahl der zu verbauenden Bauteile reduziert wird gegenüber einer Radlagerung, bei der das Gleichlaufgelenk oder das Antriebsgelenk und die Radnabe jeweils als Einzelteile bereitgestellt werden.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the integrally forged wheel hub comprises a joint region, in particular a joint region comprising a constant velocity joint or drive joint. As a result, a particularly compact wheel hub can be provided in an advantageous manner, in which the constant velocity joint or the drive joint is already integrated. In addition, it simplifies the assembly of the entire wheel bearing unit, since advantageously the number of components to be installed is reduced compared to a wheel bearing, in which the constant velocity joint or the drive joint and the wheel hub are each provided as individual parts.
Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass der Grundkörper auf der Lagerseite, insbesondere im Lagerbereich, ein Außengewinde aufweist. Mittels des Außengewindes lässt sich eine Mutter auf die Radnabe aufschrauben, mit der wiederum ein Lager im Lagerbereich der Radnabe in axialer Richtung fixiert bzw. verspannt werden kann. Das Außengewinde erlaubt es dabei, dass die Mutter festgezogen werden kann. Vorzugsweise ist das Lager zwischen dem radnabenseitigen Vorsprung bzw. einem radnabenseitigen Absatz einerseits und der Mutter andererseits in axialer Richtung gesehen verspannt. Das Verspannen mittels der Mutter hat den Vorteil, dass das Fixieren des Lagers unabhängig von Fertigungstoleranzen anderer Bauteile, wie z. B. eines Gleichlaufgelenks erfolgen kann. Stattdessen erfolgt die Verspannung allein über die Radnabe und die auf die Radnabe aufgeschraubte Mutter.It is expediently provided that the base body has an external thread on the bearing side, in particular in the bearing area. By means of the external thread, a nut can be screwed onto the wheel hub, with which in turn a bearing in the bearing area of the wheel hub can be fixed or clamped in the axial direction. The external thread allows it, that the nut can be tightened. Preferably, the bearing between the wheel hub side projection or a hub side paragraph on the one hand and the mother on the other hand clamped in the axial direction is braced. The bracing by means of the mother has the advantage that the fixing of the bearing regardless of manufacturing tolerances of other components, such. B. a constant velocity joint can be done. Instead, the bracing is done solely on the wheel hub and screwed onto the hub nut.
Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Radnabe im Bodenbereich
- -- eine Erhebung, insbesondere eine zylinderförmige Erhebung, zur Ausbildung einer Zentrierhilfe oder
- -- einen Absatz zum Einsetzen einer lösbaren Zentrierhilfe, insbesondere einer zylinderförmigen lösbaren Zentrierhilfe,
- a survey, in particular a cylindrical survey, to form a centering or
- a shoulder for inserting a releasable centering aid, in particular a cylindrical releasable centering aid,
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist vorgesehen, dass die Radnabe einen Encoderring für ein ABS-System umfasst. Dadurch lässt sich in vorteilhafter Weise eine weitere Funktion in die Radnabe integrieren.According to a further embodiment of the present invention, it is provided that the wheel hub comprises an encoder ring for an ABS system. As a result, another function can advantageously be integrated into the wheel hub.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System aus einer Bremsscheibe und der erfindungsgemäßen Radnabe, wobei die Bremsscheibe an die Radnabe angepasst ist, insbesondere an deren Fingerelemente. Alle für die erfindungsgemäße Radnabe beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße System aus der Radnabe und dem Lager übertragen und andersherum.Another object of the present invention is a system of a brake disc and the wheel hub according to the invention, wherein the brake disc is adapted to the wheel hub, in particular at their finger elements. All features described for the wheel hub according to the invention and their advantages can be analogously also transferred to the system according to the invention from the wheel hub and the bearing and vice versa.
Ein weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein System aus einer erfindungsgemäßen Radnabe und einem Lager, wobei das Lager im Lagerbereich der Radnabe mit der Radnabe verpresst ist. Insbesondere handelt es sich um ein Lager mit Wälzkörpern. Alle für die erfindungsgemäße Radnabe beschriebenen Merkmale und deren Vorteile lassen sich sinngemäß ebenfalls auf das erfindungsgemäße System aus der Radnabe und dem Lager übertragen und andersherum. Vorzugsweise umfasst das Lager zwei Lagerinnenteile, die im montierten Zustand in axialer Richtung zueinander benachbart angeordnet sind und gegen einen Bereich der Radnabe, vorzugsweise einen Vorsprung oder einen radnabenseitigen Absatz verpresst sind. Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass das Lager zwischen dem Träger und der Radnabe eingesetzt ist. Beispielsweise ist der Radlageraußenring über ein Gewinde, einen Seegering, einen Sicherungsring und/oder ein Sprengring am Träger befestigt bzw. gegenüber ein axiales Verschieben abgesichert.Another object of the present invention is a system comprising a wheel hub according to the invention and a bearing, wherein the bearing is pressed in the bearing area of the wheel hub with the wheel hub. In particular, it is a bearing with rolling elements. All features described for the wheel hub according to the invention and their advantages can be analogously also transferred to the system according to the invention from the wheel hub and the bearing and vice versa. Preferably, the bearing comprises two bearing inner parts, which are arranged in the mounted state in the axial direction adjacent to each other and pressed against a portion of the wheel hub, preferably a projection or a hub side paragraph. Furthermore, it is preferably provided that the bearing is inserted between the carrier and the wheel hub. For example, the wheel bearing outer ring via a thread, a Seegering, a retaining ring and / or a snap ring attached to the carrier or secured against axial displacement.
Zweckmäßig ist es vorgesehen, dass das Lager mit einem an der Radnabe montierbaren und in axialer Richtung versetzbaren Fixiermittel, beispielsweise einer Mutter, verpresst ist. Beispielsweise lässt sich die Mutter über ein Außengewinde der Radnabe, vorzugsweise mit einem festgelegten Anzugsmoment, so auf die Radnabe aufziehen, dass die Mutter gegen das Lager in axialer Richtung drückt und so das Lager verpresst. Dabei ist das Lager in axialer Richtung gesehen vorzugsweise zwischen dem Vorsprung oder einer Seitenfläche der Radnabe und der Mutter angeordnet. Insbesondere erlaubt es die Nutzung einer an der Radnabe montierten Mutter, dass beispielsweise die Verspannung des Lagers nicht über weitere Bauteile, wie z. B. ein Gleichlaufgelenk, erfolgen muss. Entsprechend ist die erzeugte Vorspannkraft, die auf das Lager wirkt, weniger abhängig von der Fertigungstoleranz anderer Bauteile. Bevorzugt bildet sich zwischen dem Gleichlaufgelenk und der Mutter in axialer Richtung ein Toleranzfreiraum aus.It is expediently provided that the bearing is pressed with a fixable on the wheel hub and displaceable in the axial direction fixing means, such as a nut. For example, the nut can be threaded over an external thread of the wheel hub, preferably with a specified torque, on the wheel hub so that the nut presses against the bearing in the axial direction and so presses the bearing. In this case, the bearing is preferably arranged between the projection or a side surface of the wheel hub and the nut in the axial direction. In particular, it allows the use of a mounted on the hub nut that, for example, the tension of the bearing does not have other components such. B. a constant velocity joint, must be done. Accordingly, the generated preload force acting on the bearing is less dependent on the manufacturing tolerance of other components. Preferably, a tolerance clearance is formed between the constant velocity joint and the nut in the axial direction.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist es vorgesehen, dass das System ein Verschlusselement, ein Dichtelement und/oder Seegering aufweist. Mittels des Verschlusselements, das sich vorzugsweise zwischen der Radnabe bzw. der Mutter einerseits und dem Träger anderseits erstreckt, ist es in vorteilhafter Weise möglich, das Lager vor Schmutz oder anderen schädlichen Einflüssen von außen zu schützen. Mittels des Dichtelements kann dabei vorzugsweise mitberücksichtigt werden, dass sich die Radnabe und der Träger im Betrieb gegeneinander verdrehen. Der Seegering ist vorzugsweise am Träger, insbesondere in einer Nut des Trägers befestigt und verhindert in vorteilhafter Weise, dass das Lager, insbesondere der Radlageraußenring sich in axialer Richtung verschiebt.In a further embodiment of the present invention, it is provided that the system comprises a closure element, a sealing element and / or Seegering. By means of the closure element, which preferably extends between the wheel hub or the nut on the one hand and the carrier on the other hand, it is advantageously possible to protect the bearing from dirt or other harmful influences from the outside. By means of the sealing element can preferably be taken into account that the wheel hub and the carrier rotate during operation against each other. The Seegering is preferably attached to the carrier, in particular in a groove of the carrier and advantageously prevents the bearing, in particular the wheel bearing outer ring moves in the axial direction.
Weitere Vorteile und Merkmale ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Gegenstands mit Bezug auf die beigefügten Figuren. Es zeigt:
-
1 : eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer ersten beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
2 eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
3a und3b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
4a und4b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
5a und5b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
6a bis6c eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
7a bis7c eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
8a und8b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
9a und9b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
10a bis10c eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer zehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
11a und11b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer elften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
12a und12b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer zwölften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung -
13a und13b eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer dreizehnten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung - Flig. 14 ein System aus einer Radnabe und einem Lager gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung
-
15 ein System aus einer Radnabe und einem Lager gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform der vorliegende Erfindung -
16 eine Radlagereinheit mit einer Radnabe gemäß einer vierzehnten Äusführungsform der vorliegenden Erfindung
-
1 A wheel bearing unit having a wheel hub according to a first exemplary embodiment of the present invention -
2 a wheel bearing unit with a wheel hub according to a second embodiment of the present invention -
3a and3b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a third embodiment of the present invention -
4a and4b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a fourth embodiment of the present invention -
5a and5b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a fifth embodiment of the present invention -
6a to6c a wheel bearing unit with a wheel hub according to a sixth embodiment of the present invention -
7a to7c a wheel bearing unit with a wheel hub according to a seventh embodiment of the present invention -
8a and8b a wheel bearing unit with a wheel hub according to an eighth embodiment of the present invention -
9a and9b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a ninth embodiment of the present invention -
10a to10c a wheel bearing unit with a wheel hub according to a tenth embodiment of the present invention -
11a and11b a wheel bearing unit with a wheel hub according to an eleventh embodiment of the present invention -
12a and12b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a twelfth embodiment of the present invention -
13a and13b a wheel bearing unit with a wheel hub according to a thirteenth embodiment of the present invention - Flig. 14 illustrates a system of a wheel hub and a bearing according to an exemplary embodiment of the present invention
-
15 a wheel hub and bearing system according to another exemplary embodiment of the present invention -
16 a wheel bearing unit having a wheel hub according to a fourteenth embodiment of the present invention
In
Auf einer der Lageseite
In der
Die folgenden Ausführungsformen für die Radnaben
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In den
In
In
In den
Dadurch wird mit Vorteil durch die Innenseitenaussparungen
Für die Ausführungsformen in den
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Radnabewheel hub
- 22
- Bremsscheibebrake disc
- 33
- Zentrierhilfecentering
- 44
- Wälzkörperrolling elements
- 55
- Fingerelementfinger member
- 66
- Grundkörperbody
- 77
- RadlageraußenringWheel bearing outer ring
- 88th
- Absatzparagraph
- 99
- Vorsprunghead Start
- 1010
- Radlagereinheitwheel bearing unit
- 1111
- Lagerbereichstorage area
- 2121
- erste Anbindungsauslassungfirst connection omission
- 2222
- zweite Anbindungsauslassungsecond connection omission
- 3131
- BremscheibenseiteBremscheibenseite
- 3232
- Lagerseitebearing side
- 3535
- Zugdreiecketensile triangle
- 4141
- Bodenbereichfloor area
- 4242
- Seitenbereichpage range
- 4343
- Kragenbereichcollar region
- 4444
- Zwischenwandungintermediate wall
- 4545
- Ringring
- 4646
- Bohrlochwell
- 4848
- Einwölbungconcavity
- 4949
- Ausnehmungrecess
- 5151
- Wurzelbereichroot area
- 5252
- Spitzenbereichtip area
- 5555
- Außenkonturouter contour
- 5656
- Randverlaufedge profile
- 56'56 '
- AusnehmungsrandverlaufAusnehmungsrandverlauf
- 6060
- Lagercamp
- 6161
- Trägercarrier
- 6262
- Seegeringcirclip
- 6363
- Muttermother
- 6464
- Verschlusselementclosure element
- 6565
- Dichtelementsealing element
- 6666
- GleichlaufgelenkConstant velocity joint
- 6767
- ToleranzfreiraumTolerance clearance
- 6868
- Außengewindeexternal thread
- 6969
- LagerinnenteilBearing inner part
- 7070
- Mitnehmertakeaway
- 7272
- InnenseitenaussparungInside recess
- DD
- Durchmesserdiameter
- LL
- Längelength
- RR
- Radachsewheel axle
- αα
- Versatzwinkeloffset angle
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Legal Events
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R012 | Request for examination validly filed | ||
R123 | Application deemed withdrawn due to non-payment of filing fee | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R409 | Internal rectification of the legal status completed | ||
R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
R020 | Patent grant now final |