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Die Erfindung betrifft allgemein eine Radnabe, die in einem Radträger eines Kraftfahrzeug-Fahrwerks drehbar aufgenommen werden kann. Die Erfindung betrifft dabei insbesondere eine Radnabe, die mit einer Antriebswelle verbunden werden kann.
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Die Antriebswelle weist üblicherweise an ihren beiden Enden ein Gleichlaufgelenk auf, um eine Antriebsbewegung beispielsweise von einem Differenzialgetriebe gleichförmig zur Radnabe zu übertragen, selbst wenn die Drehachsen auf der Antriebs- und der Abtriebsseite der Antriebswelle zueinander versetzt und/oder schräg zueinander ausgerichtet sind, beispielsweise weil das entsprechende Rad gerade eingefedert ist und/oder während eines Lenkvorgangs verschwenkt ist.
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Um das Antriebsdrehmoment zuverlässig auf die Radnabe übertragen zu können, weist die Gelenkwelle auf der Abtriebsseite eine Gelenkwellen-Verzahnung auf, und die Radnabe ist mit einer dazu komplementären Radnaben-Verzahnung versehen.
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Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, die Flexibilität beim Verbinden einer Antriebswelle mit der Radnabe zu erhöhen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß eine Baugruppe vorgesehen, enthaltend eine Radnabe, die in einem Radträger eines Kraftfahrzeug-Fahrwerks drehbar aufgenommen werden kann, und einem Adapter, wobei die Radnabe mit einer Verzahnung versehen ist, um ein Antriebsdrehmoment von einer Antriebswelle auf die Radnabe übertragen zu können, und wobei der Adapter mit einer Antriebsverzahnung versehen ist, die dafür vorgesehen ist, mit einer Verzahnung der Gelenkwelle gekoppelt zu werden, und mit einer Abtriebsverzahnung, die drehfest mit der Radnaben-Verzahnung gekoppelt ist, wobei ein Haltering vorgesehen ist, mittels dem der Adapter an der Radnabe vormontiert ist. Die Erfindung beruht auf dem Grundgedanken, die Abtriebswelle nicht unmittelbar mit der Radnabe bzw. der an dieser vorgesehenen Radnaben-Verzahnung zu koppeln, sondern einen zwischengesetzten Adapter zu verwenden. Der Adapter bietet eine Vielzahl von Vorteilen. Beispielsweise kann die Radnabe mit einer standardisierten, von der Gelenkwellen-Verzahnung unabhängigen Verzahnung verwendet werden, sodass die Anzahl an unterschiedlichen Radnaben, die für unterschiedliche Fahrzeugtypen bereitgehalten werden muss, sinkt und dementsprechend, aufgrund der größeren Stückzahlen, auch die Kosten der Radnabe sinken. Weiterhin kann im Reparaturfall, beispielsweise wenn die Antriebswelle ersetzt werden muss, eine standardisierte Antriebswelle verwendet werden, die dann über den Adapter an die vorhandene Radnabe angeschlossen wird. Bei dem Adapter handelt es sich um ein vergleichsweise simples Bauteil, das mit den gewünschten Verzahnungen auf der Antriebs- und der Abtriebsseite bereitgestellt werden kann. Der Haltering gewährleistet dabei dass sich trotz des Adapters kein erhöhter Montageaufwand ergibt, da der Haltering den Adapter halten oder anderweitig korrekt positionieren kann, wenn das Gleichlaufgelenk der Antriebswelle mit der Radnabe verbunden wird.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Antriebsverzahnung sich hinsichtlich ihrer Geometrie und/oder ihrer Abmessungen von der Abtriebsverzahnung unterscheidet. In diesem Fall dient der Adapter dazu, das Drehmoment von einer Verzahnung eines ersten Typs, der auf Seiten der Antriebswelle verwendet wird, zu einer Verzahnung eines zweiten Typs zu gewährleisten, der auf der Seite des Radträgers verwendet wird. Falls dagegen die Antriebsverzahnung und die Abtriebsverzahnung identisch sind, dient der Adapter lediglich dazu, die „Schnittstelle“ zur Radnabe in axialer Richtung zu verlagern.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Radnaben-Verzahnung und die Abtriebsverzahnung jeweils Stirnverzahnungen sind. In diesem Fall kann der Adapter sehr kompakt aufgebaut sein, insbesondere in der Form eines scheibenförmigen Grundkörpers, der auf einer Stirnseite mit der Abtriebsverzahnung versehen ist.
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Die Breite der Antriebsverzahnung und/oder der Abtriebsverzahnung kann sich nach außen hin verbreitern, so dass sich eine erhöhte Tragfähigkeit ergibt.
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Der Adapter weist dann vorzugsweise einen scheibenförmigen Grundkörper auf, der auf einer Stirnfläche mit der Antriebsverzahnung und auf der entgegengesetzten Stirnfläche mit der Abtriebsverzahnung versehen ist. Ein solcher Adapter, der sehr kompakt ist und mit geringem Aufwand hergestellt werden kann, kann immer dann eingesetzt werden, wenn die Radnaben-Verzahnung eine Stirnverzahnung ist.
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Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Adapter einen flanschartigen Antriebsabschnitt aufweist, der mit der Antriebsverzahnung versehen ist, und einem zylindrischen Abtriebsansatz, der mit der Abtriebsverzahnung versehen ist.
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In dieser Ausgestaltung ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Radnaben-Verzahnung und die Abtriebsverzahnung jeweils Radialverzahnungen sind. Dies ermöglicht es, die Schnittstelle vom Adapter zur Radnabe in das Innere der Radnabe zu verlegen und dadurch axialen Bauraum einzusparen.
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Die Antriebsverzahnung ist vorzugsweise eine Axialverzahnung, um mit den üblichen Gelenkwellen-Verzahnungen kompatibel zu sein.
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Vorzugsweise ist die Antriebsverzahnung und/oder die Abtriebsverzahnung koaxial zur Radnaben-Verzahnung angeordnet, wodurch sich eine kompakte Gestaltung realisieren lässt.
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Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Radnabe einen Radnaben-Körper und einen Radlager-Innenring aufweist, der mit dem Radnaben-Körper verbunden ist, wobei die Radnaben-Verzahnung am Radlager-Innenring vorgesehen ist. Da der Radlager-Innenring üblicherweise aus einem hochfesten Material besteht, kann hier ohne besondere Maßnahmen die Radnaben-Verzahnung mit ausreichender Festigkeit vorgesehen werden.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Radnabe einen Radnaben-Körper und einen Radlager-Innenring aufweist, der mit dem Radnaben-Körper verbunden ist, wobei die Radnaben-Verzahnung am Radnaben-Körper vorgesehen ist. Dabei kann die Radnaben-Verzahnung abhängig von den jeweiligen Gegebenheiten entweder an einer Stirnseite der Radnabe oder im Inneren der Radnabe vorgesehen sein. Hier steht dann eine ausreichend große Fläche zur Verfügung, um die Radnaben-Verzahnung mit ausreichender Tragfähigkeit unterzubringen.
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Der Haltering kann aus Gummi oder einem Elastomer bestehen und zwischen der Radnabe und dem Adapter abdichten, sodass auf eine separate Dichtung an dieser Stelle verzichtet werden kann.
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Dabei kann vorgesehen sein, dass der Haltering einen Grundkörper aus Blech aufweist, der zumindest abschnittsweise mit Gummi oder einem Elastomer beschichtet ist. Ein solcher Haltering zeichnet sich durch eine hohe Festigkeit aus.
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Es kann dabei vorgesehen sein, dass der Haltering sich von der Radnabe axial über den Adapter und die Antriebsverzahnung hinaus erstreckt. In diesem Fall kann der Haltering auch zwischen dem Gleichlaufgelenk der Antriebswelle und dem Adapter abdichten, sodass mit einem einzigen Bauteil beide Schnittstellen abgedichtet sind.
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Wenn ein Abtriebsteil eines Gleichlaufgelenks über den Adapter drehfest mit der Radnabe verbunden ist, ist vorzugsweise eine Spannschraube vorgesehen, die einen Schraubenkopf aufweist, der sich an der Radnabe abstützt, und einen Gewindeschaft, der in das Abtriebsteil eingeschraubt ist. Auf diese Weise wird der Adapter durch die sowieso vorhandene Schraube festgespannt, die zum Verbinden des Abtriebsteils des Gleichlaufgelenks mit der Radnabe verwendet wird.
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Der Adapter kann aus legiertem Stahl bestehen, um die nötige Festigkeit zu haben.
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Abhängig von den Belastungen und der Geometrie kann der Adapter durchgehärtet oder induktionsgehärtet sein. Das Durchhärten bietet sich insbesondere dann an, wenn der Adapter einen scheibenförmigen Grundkörper aufweist.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand verschiedener Ausführungsformen beschrieben, die in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. In diesen zeigen:
- - 1 in einer teilgeschnittenen Explosionsansicht eine erfindungsgemäße Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform;
- - die 2a bis 2c einen bei der Baugruppe von 1 verwendeten Adapter in einer ersten perspektivischen Ansicht, einer Seitenansicht und einer zweiten perspektivischen Ansicht;
- - 3 in einer teilgeschnittenen Ansicht eine Baugruppe gemäß der ersten Ausführungsform, wobei der Radträger geringfügig anders ausgeführt ist;
- - 4 eine erste Variante zur ersten Ausführungsform;
- - 5 eine zweite Variante zur ersten Ausführungsform;
- - 6 in einer teilgeschnittenen Ansicht eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,
- - 7 die zweite Ausführungsform in einer Schnittansicht; und
- - 8 eine Ausführungsvariante zur zweiten Ausführungsform.
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In den 1 bis 3 ist eine Baugruppe gemäß einer ersten Ausführungsform gezeigt. Die Hauptbestandteile dieser Baugruppe sind eine Radnabe 1 und ein Adapter 30.
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Weiterhin ist ein Abtriebsteil 50 eines Gleichlaufgelenks zu sehen, das zu einer nicht weiter dargestellten Antriebswelle gehört. Wenn das Abtriebsteil 50 mit der Radnabe 1 gekoppelt ist, ist es ebenfalls Teil der Baugruppe.
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Die Radnabe 1 weist einen Körper 2 auf, an dem ein Flansch 3 vorgesehen ist, der mit mehreren Radbolzen 5 versehen ist.
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Die Radnabe 1 ist drehbar in einem Radträger 7 gelagert, der über verschiedene Fahrwerkbauteile mit der Fahrzeugkarosserie verbunden werden kann. Die Lagerung ist hier durch ein zweireihiges Wälzlager mit Wälzkörpern 9, 11 gebildet. Die Außenringe des Wälzlagers sind im Radträger 7 ausgebildet, während der Innenring für die Wälzkörper 9 unmittelbar auf einer Außenfläche der Radnabe 1 gebildet ist. Die Lagerbahn für die Wälzkörper 11 ist auf einem Radlager-Innenring 13 vorgesehen, der ein separates, mit der Radnabe 1 verbundenes Bauteil ist. In axialer Richtung wird es durch einen umgebördelten Rand 15 gehalten, der Teil des Körpers 2 der Radnabe 1 ist.
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Auf seiner vom Flansch 3 abgewandten Stirnseite ist der Radlager-Innenring 13 mit einer Verzahnung 17 versehen, die hier als Stirnverzahnung ausgeführt ist. Da der Radlager-Innenring 13 drehfest mit der Radnabe 1 verbunden ist, ist auch die Verzahnung 17 drehfest mit der Radnabe 1 verbunden. Sie wird daher zur Vereinfachung nachfolgend als Radnaben-Verzahnung 17 bezeichnet.
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Der Adapter 30 ist ringförmig und weist einen scheibenförmigen Grundkörper 32 auf, der auf entgegengesetzten Seiten jeweils mit Verzahnungen versehen ist. Die dem Abtriebsteil 50 des Gleichlaufgelenks zugeordnete Verzahnung ist hier mit dem Bezugszeichen 34 versehen und wird als Antriebsverzahnung bezeichnet. Auf der entgegengesetzten Seite ist eine Abtriebsverzahnung 36 vorgesehen, die komplementär zur Radnaben-Verzahnung 17 ausgeführt ist.
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In den Figuren ist zu sehen, dass die Antriebsverzahnung 34 und die Abtriebsverzahnung 36 unterschiedlich ausgeführt sind. Sie unterscheiden sich hier hinsichtlich ihres Durchmessers, und auch die Zahngeometrie kann unterschiedlich sein.
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Die Antriebsverzahnung 34 des Adapters 30 ist komplementär zu einer Gelenkwellen-Verzahnung 52, die am Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 vorgesehen ist.
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Um das Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 und damit die Antriebswelle insgesamt mit der Radnabe 1 zu verbinden, wird eine Spannschraube 60 verwendet, die einen Schraubenkopf 62 und einen Gewindeschaft 64 aufweist. Der Schraubenkopf 62 stützt sich im Inneren der Radnabe 1 an einem entsprechenden Absatz ab, und der Gewindeschaft ist in das Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 eingeschraubt. Hierdurch ist der Adapter 30 zwischen dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 und der Radnabe 1 eingespannt, konkret zwischen der Gelenkwellen-Verzahnung 52 und der Radnaben-Antriebsverzahnung 17. Somit kann zuverlässig das gewünschte Antriebsmoment vom Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 auf die Radnabe 1 übertragen werden.
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Im Bereich des Adapters 30 ist ein Haltering 70 angeordnet, der hier einen Grundkörper 72 aus Blech aufweist.
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Der Haltering 70 ist gestuft ausgeführt und weist auf einer Seite einen Abschnitt auf, der der Radnabe 1 zugeordnet ist (konkret der Außenfläche des Radlager-Innenrings 13 in der Nähe der Verzahnung 17) sowie einen zweiten Abschnitt, der dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 zugeordnet ist (konkret der Außenfläche des Gelenkwellen-Abtriebsteils 50 im Bereich der Gelenkwellen-Verzahnung 52).
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Der Haltering 70 ist auf der Innenseite zumindest in den Bereichen, in denen er mit der Radnabe 1 und dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 zusammenwirkt, mit einem elastischen Material 74 beschichtet, beispielsweise Gummi oder einem Elastomer.
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Die Abmessungen des Halterings 70 sind so gewählt, dass er reibschlüssig auf dem Radlager-Innenring 13 hält und dadurch den Adapter 30 in einem vormontierten Zustand an der Radnabe 1 fixieren kann.
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Weiterhin wirkt die Beschichtung 74 als Dichtung, die die Schnittstelle zwischen dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 und dem Adapter 30 sowie zwischen dem Adapter 30 und der Radnabe 1 gegenüber der Umgebung abdichtet.
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Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann auf einen separaten Grundkörper des Halterings 70 verzichtet werden, und die nötige Stabilität wird durch eine ausreichende Wandstärke des elastischen Materials erzielt.
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Als Material für den Adapter 30 kommt grundsätzlich jedes Material infrage, das eine ausreichende Festigkeit hat, um das gewünschte Drehmoment von der Gelenkwelle zur Radnabe zu übertragen. Es kann sich insbesondere um Lagerstahl oder hochlegierten Stahl handeln.
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Es kann auch vorgesehen sein, dass der Adapter 30 durchgehärtet ist, um die gewünschte Festigkeit zu erzielen.
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Die gesamte Baugruppe ist rotationssymmetrisch zu einer Mittel- oder Drehachse R.
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In 4 ist eine Variante zur ersten Ausführungsform gezeigt. Für die von den 1 bis 3 bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Ein Unterschied zwischen der Ausführungsvariante und der in den 1 bis 3 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass bei der Ausführungsvariante der Haltering 70 zweiteilig ausgeführt ist und somit aus einem ersten Teil 70A und einem zweiten Teil 70B besteht.
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Der Teil 70A dient dazu, den Adapter 30 an der Radnabe 1 vorzumontieren und dort abzudichten. Der getrennt davon ausgeführte Teil 70B dient dazu, zwischen dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 und dem Adapter 30 abzudichten. Dieser weist zu diesem Zweck eine umlaufende Außenfläche auf, auf der der Teil 70B aufliegt.
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Auch hier können die Halteringe 70A, 70B einstückig aus Gummi oder einen Elastomer ausgeführt sein.
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In 5 ist eine zweite Variante gezeigt. Auch hier werden für die von den vorhergehenden Figuren bekannten Bauteile dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Ein Unterschied zwischen der in 5 gezeigten Variante und der in 4 gezeigten Variante besteht darin, dass in 5 der Haltering lediglich den Bereich zwischen dem Adapter 30 und dem Radlager-Innenring 13 abdichtet. Auf der Seite des Gelenkwellen-Abtriebsteils 50 ist kein Haltering vorhanden.
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Das Teil 70A dient auch hier dazu, den Adapter 30 vorzumontieren. Es kann zu diesem Zweck entweder auf dem Radlager-Innenring 13 angebracht sein, so dass es den Adapter 30 am Radlager-Innenring 13 fixiert, wenn dieser dort aufgesteckt wird. Alternativ kann das Teil 70A auf der dem Radlager-Innenring 13 zugewandten Seite des Adapters 30 angebracht sein, so dass es den Adapter 30 am Radlager-Innenring 13 fixiert, wenn der Adapter 30 auf den Radlager-Innenring 13 aufgesteckt wird.
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In den 6 und 7 ist eine Baugruppe gemäß einer zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von der ersten Ausführungsform bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Ein Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, dass bei der zweiten Ausführungsform die Abtriebsverzahnung 42 des Adapters 30 nicht mehr als Stirn- oder Axialverzahnung ausgeführt ist, sondern als Radialverzahnung 42.
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Der Adapter 30 ist hier mit einem flanschartigen Antriebsabschnitt 38 versehen, der auf seiner dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 zugewandten Seite mit der Antriebsverzahnung 34 versehen ist. Auf der entgegengesetzten Seite ist ein zylindrischer Abtriebsansatz 40 vorgesehen, der mit der Abtriebsverzahnung 42 versehen ist. Die Abtriebsverzahnung 42 greift in eine komplementäre Radnaben-Antriebsverzahnung 44 ein, die im Inneren der Radnabe 1 vorgesehen ist.
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Der Adapter ist bei dieser Ausführungsform vorzugsweise induktiv gehärtet.
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Ähnlich wie bei der ersten Ausführungsform ist auch hier eine Spannschraube 60 vorgesehen, die sich mit ihrem Schraubenkopf 62 an einer Anlageschulter der Radnabe 1 abstützt und mit ihrem Gewindeschaft 64 in das Gelenk-Abtriebsteil 50 eingeschraubt ist. Dabei erstreckt sich der Gewindeschaft 64 durch den Adapter 30 hindurch, insbesondere durch den Abtriebsansatz 40, der auf seiner Außenseite mit der Radialverzahnung 42 versehen ist.
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Ähnlich wie bei der in 4 gezeigten Ausführungsvariante werden hier zwei Halteringe 70A, 70B verwendet, um zwischen der Radnabe und dem Adapter 30 (hier dem flanschartigen Antriebsabschnitt 38) und zwischen dem Adapter 30 und dem Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 abzudichten. Der Haltering 70A muss hier, da der Adapter 30 in die Radnabe 1 eingesteckt ist, nicht die Funktion einer Vorfixierung übernehmen.
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Im montierten Zustand stützt sich die vom Gelenkwellen-Abtriebsteil 50 abgewandte Seite des flanschartigen Antriebsabschnittes 38 des Adapters am umgebördelten Rand 15 der Radnabe 1 ab, mit dem der Radlager-Innenring 13 an der Radnabe 1 befestigt ist.
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In 8 ist eine Ausführungsvariante der zweiten Ausführungsform gezeigt. Für die von den vorhergehenden Figuren bekannten Bauteile werden dieselben Bezugszeichen verwendet, und es wird insoweit auf die obigen Erläuterungen verwiesen.
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Ein Unterschied zwischen der in 8 gezeigten Variante und der in den 6 und 7 gezeigten Ausführungsform besteht darin, dass sich bei der in 8 gezeigten Variante der Antriebsabschnitt 38 des Adapters 30 nicht am Körper der Radnabe 1 abstützt, sondern am Radlager-Innenring 13. Dieser ist zu diesem Zweck mit einer ringförmigen Anlagefläche 14 versehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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