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Die Erfindung betrifft eine Radanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, und ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer solchen Radanordnung.
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Räder eines Kraftfahrzeugs können mittels eines Zentralverschlusses bspw. an der Radnabe eines Kraftfahrzeugs befestigt werden. Hierbei werden die Räder kraftschlüssig mittels einer Zentralverschlussmutter oder -schraube befestigt. Um die Räder formschlüssig in Umfangsrichtung zu sichern, können bolzenförmige Mitnehmer vorgesehen sein, über die ein Drehmoment zwischen Rad und Radnabe übertragen werden kann.
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Im Fahrbetrieb kann es aufgrund von Relativbewegungen zwischen einzelnen Komponenten, bspw. zwischen Radfelge und den Mitnehmern, zu unerwünschten Geräuschen kommen.
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EP 2 555 926 B1 lehrt das Spiel von Zentralverschlüssen und die damit entstehenden Geräusche im Betrieb durch eine Stirnradverzahnung zwischen Felge und Nabe zu reduzieren.
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WO 2007/121891 A1 lehrt eine Verdrehsicherung von Felgen mit Zentralverschluss, bei der eine Felge und ein Bremsscheibentopf zueinander korrespondierende Sternprofile aufweisen.
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DE 10 2017 115 071 B4 beschreibt ein Hybrid-Radlager, bei dem sich der Wärmeausdehnungskoeffizient des ersten Materials vom Wärmeausdehnungskoeffizient des zweiten Materials um +/- 10 % unterscheidet.
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EP 2 327 568 B1 beschreibt eine Nabenlager-Nabenträger-Einheit, wobei sich ein Wärmeausdehnungskoeffizient des Werkstoffs des Nabenträgers (2) von einem Wärmeausdehnungskoeffizienten des Werkstoffs der Lager (7) unterscheidet.
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Nachteilig dabei ist, dass eine Vermeidung von Relativbewegungen zwischen den einzelnen Komponenten eines mittels Zentralverschluss und Mitnehmer befestigten Rades nicht dauerhaft gewährleistet werden kann.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Radanordnung für ein Fahrzeug und ein Fahrzeug mit einer solchen Radanordnung bereitzustellen, wobei Relativbewegungen zwischen den einzelnen Komponenten eines mittels Zentralverschluss und Mitnehmer befestigten Rades und die damit zusammenhängenden Geräusche zuverlässig verhindert oder zumindest reduziert werden.
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Die erfindungsgemäße Radanordnung für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, umfasst eine Radnabe. Die Radnabe erstreckt sich entlang einer Axialrichtung. Insbesondere verläuft die Mittellängsachse der Radnabe entlang der Axialrichtung.
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Die Radanordnung umfasst weiter eine Bremsscheibe. Die Bremsscheibe weist einen Befestigungsabschnitt zur Befestigung der Bremsscheibe insbesondere an der Radnabe auf. Die Bremsscheibe kann als ein Bremsscheibentopf ausgebildet sein. Die Bremsscheibe kann weiter einen Scheibenabschnitt aufweisen, die bspw. mittels einer Bremszange zusammenwirkt, so dass eine Bremswirkung erreicht werden kann.
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Die Radanordnung umfasst weiter ein Rad mit einer Felge. Die Felge ist eingerichtet, um mittels eines Zentralverschlusses an der Radnabe kraftschlüssig befestigt zu werden. Die Felge kann als Zentralverschluss-Felge ausgebildet sein. Die Felge kann mittels einer Zentralverschlussmutter oder einer Zentralverschlussschraube an einem Befestigungsabschnitt der Radnabe befestigt werden. Der Befestigungsabschnitt der Radnabe kann ein zum Gewinde der Zentralverschlussmutter bzw. der Zentralverschlussschraube korrespondierendes Innengewinde oder Außengewinde aufweisen.
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Die Radanordnung umfasst weiter mehrere, insbesondere fünf, Mitnehmer. Mindestens zwei, insbesondere alle, Mitnehmer können identisch ausgebildet sein.
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Die Mitnehmer sind an der Radnabe befestigt. Die Radnabe kann einen nach außen abragenden ringförmigen Abschnitt aufweisen, an dem die Mitnehmer befestigt sind. Die Mitnehmer können unmittelbar oder mittelbar über den Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe an der Radnabe befestigt sein. Mittels der Mitnehmer kann die Felge entlang der Umfangsrichtung der Radnabe formschlüssig, insbesondere an der Radnabe, befestigt (gekoppelt) werden bzw. sein. Mit Umfangsrichtung der Radnabe ist die Drehrichtung der Radnabe bzw. die Laufrichtung der Felge (des Rades) gemeint.
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Die Mitnehmer weisen jeweils einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf als die Radnabe, als der Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe und/oder als die Felge. Mit anderen Worten können die Radnabe, die Bremsscheibe bzw. deren Befestigungsabschnitt und/oder die Felge einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als die Mitnehmer.
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Hierdurch kann eine Verspannung bei Temperaturerhöhung, insbesondere im Fahrbetrieb, sichergestellt werden. Dadurch können Relativbewegungen und die damit verbundenen Geräusche vermieden bzw. reduziert werden. Dies erhöht den Fahrkomfort und das Fahrerlebnis.
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Ein Rad weist insbesondere eine Felge und einen (auf die Felge aufgezogenen) Reifen auf. Die Radanordnung kann weiter einen Radträger aufweisen. Das Rad kann an dem Radträger bspw. mittels der Radnabe befestigt werden. Die Radnabe kann mittels eines Radlagers an dem Radträger befestigt sein. Die Radnabe kann mittels des Radlagers um die Axialrichtung drehbar mit dem Radträger gekoppelt sein. Mit anderen Worten, die Radnabe kann mittels des Radlagers um die Axialrichtung drehbar an dem Radträger gelagert sein.
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Vorzugsweise können die Mitnehmer eingerichtet sein, um mittels jeweils einer Befestigungsschraube an der Radnabe befestigt werden zu können bzw. zu sein. Die Radnabe kann hierzu Öffnungen mit jeweils einem (Innen-)Gewinde aufweisen, das mit der jeweiligen Befestigungsschraube korrespondiert. Die Befestigungsschraube kann einen kleineren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als die Mitnehmer. Mit anderen Worten, die Mitnehmer können einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten aufweisen als die jeweiligen Befestigungsschrauben.
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Vorzugsweise können die Mitnehmer jeweils eine Durchgangsöffnung zur Durchführung der Befestigungsschraube durch den jeweiligen Mitnehmer aufweisen. Die Durchgangsöffnungen können jeweils als eine Durchgangsbohrung ausgebildet sein. Die Durchgangsöffnung kann (zentrisch) koaxial entlang der Mittellängsachse des jeweiligen Mitnehmers angeordnet sein.
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Vorzugsweise können die Mitnehmer jeweils einen proximalen axialen Abschnitt aufweisen und die Radnabe kann mehrere Aufnahmen zur Aufnahme jeweils eines proximalen axialen Abschnitts des jeweiligen Mitnehmers aufweisen. Der jeweilige proximale axiale Abschnitt erstreckt sich insbesondere entlang der Axialrichtung. Insbesondere stehen die proximalen axialen Abschnitte der Mitnehmer in Kontakt mit der Radnabe. Mit anderen Worten, die Mitnehmer sind mit ihren proximalen Abschnitten insbesondere in der Radnabe bzw. der jeweiligen Aufnahme der Radnabe angeordnet. Ebenso ist es denkbar, dass die Mitnehmer keinen proximalen axialen Abschnitt aufweisen und die Radnabe keine Aufnahmen aufweist. In diesem Fall können die Mitnehmer jeweils mit ihrer Stirnseite an die Radnabe angrenzen bzw. daran anliegen.
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Vorzugsweise können die Mitnehmer jeweils einen mittleren axialen Abschnitt aufweisen und der Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe mehrere Mitnehmeröffnungen aufweisen. Die Mitnehmer können sich durch die Mitnehmeröffnungen des Befestigungsabschnitts der Bremsscheibe hindurch erstrecken. Die Mitnehmeröffnungen können als Durchgangsöffnungen ausgebildet sein. Der jeweilige mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer erstreckt sich insbesondere in Axialrichtung. Der jeweilige mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer kann an den jeweiligen proximalen axialen Abschnitt der Mitnehmer angrenzen. Insbesondere stehen die mittleren axialen Abschnitte der Mitnehmer in Kontakt mit dem Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe. Mit anderen Worten, die Mitnehmer sind mit ihren mittleren axialen Abschnitten insbesondere in dem Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe angeordnet.
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Vorzugsweise können die Mitnehmer jeweils einen distalen axialen Abschnitt aufweisen und die Felge mehrere Mitnehmeraufnahmen zur Aufnahme jeweils eines distalen axialen Abschnitts des jeweiligen Mitnehmers aufweisen. Der jeweilige distale axiale Abschnitt der Mitnehmer erstreckt sich insbesondere entlang der Axialrichtung. Der jeweilige distale axiale Abschnitt der Mitnehmer kann an den jeweiligen mittleren axialen Abschnitt der Mitnehmer angrenzen. Insbesondere stehen die distalen axialen Abschnitte der Mitnehmer in jeweils Kontakt mit der Felge. Mit anderen Worten, die Mitnehmer sind mit ihren distalen Abschnitten insbesondere in der Felge bzw. der jeweiligen Mitnehmeraufnahme der Felge angeordnet.
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Der proximale axiale Abschnitt der Mitnehmer kann als ein erster axialer Abschnitt der Mitnehmer ausgebildet sein. Der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer kann als ein zweiter axialer Abschnitt der Mitnehmer ausgebildet sein. Der distale axiale Abschnitt der Mitnehmer kann als ein dritter Abschnitt der Mitnehmer ausgebildet sein.
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Vorzugsweise kann der distale axiale Abschnitt der Mitnehmer einen Endabschnitt aufweisen. Der Endabschnitt kann sich in Richtung zur Felge hin bzw. zum freien Ende hin, insbesondere konisch, verjüngen. Der Endabschnitt kann jeweils an einem axialen Ende, insbesondere der Felge zugewandtem axialen Ende, der Mitnehmer angeordnet sein. Damit lässt sich das Einführen der Mitnehmer in die Mitnehmeraufnahmen der Felge erleichtern. Damit kann das Aufsetzen der Felge auf die Radnabe vereinfacht werden.
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Vorzugsweise kann der proximale axiale Abschnitt der Mitnehmer einen geringeren Querschnitt als der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer aufweisen. Zusätzlich oder alternativ kann der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer einen geringeren Querschnitt als der distale axiale Abschnitt der Mitnehmer aufweisen.
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Mit anderen Worten kann der proximale axiale Abschnitt der Mitnehmer eine kleinere Radialerstreckung als der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer aufweisen. Alternativ oder zusätzlich hierzu kann der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer eine kleinere Radialerstreckung als der distale axiale Abschnitt der Mitnehmer aufweisen. Mit einer Radialerstreckung ist die Erstreckung entlang einer orthogonal zur Axialrichtung orientierten Richtung gemeint.
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Anders ausgedrückt, der proximale axiale Abschnitt der Mitnehmer kann eine kleinere Dicke aufweisen als der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer. Alternativ oder zusätzlich kann der mittlere axiale Abschnitt der Mitnehmer eine kleinere Dicke aufweisen als der distale axiale Abschnitt der Mitnehmer.
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Durch die unterschiedlichen Dicken (bzw. Querschnitte und/oder Radialerstreckungen) der jeweiligen Abschnitte der Mitnehmer kann entlang der Axialrichtung jeweils ein stufenartiger Verlauf der Mitnehmer erzielt werden. Hierdurch kann insbesondere die Bremsscheibe bzw. der Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe in Axialrichtung formschlüssig mit der Radnabe verbunden (gekoppelt) werden. Es ist ebenso denkbar, dass der proximale axiale Abschnitt und der mittlere axiale Abschnitt gleich dick (bzw. gleich dünn), mit gleichem Querschnitt und/oder mit gleicher Radialerstreckung ausgebildet sein können. Ebenso können der mittlere axiale Abschnitt und der distale axiale Abschnitt gleich dick (bzw. gleich dünn), mit gleichem Querschnitt und/oder mit gleicher Radialerstreckung ausgebildet sein.
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Vorzugsweise können die Radnabe und/oder die Bremsscheibe jeweils einteilig, insbesondere materialeinheitlich, ausgebildet sein. Die Radnabe und/oder die Bremsscheibe können alternativ jeweils mehrteilig, insbesondere zweiteilig, ausgebildet sein. Insbesondere kann der Befestigungsabschnitt der Bremsscheibe als ein separates Teil relativ zum Scheibenabschnitt der Bremsscheibe ausgebildet sein. Die separat ausgebildeten Teile der Radnabe können jeweils materialeinheitlich oder materialuneinheitlich ausgebildet sein. Die separat ausgebildeten Teile der Bremsscheibe können jeweils materialeinheitlich oder materialuneinheitlich ausgebildet sein.
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Erfindungsgemäß wird ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, mit mindestens einer Radanordnung, insbesondere vier Radanordnungen, gemäß obiger Ausführungen vorgeschlagen. Hinsichtlich der damit erzielbaren Vorteile wird auf die diesbezüglichen Ausführungen zur Radanordnung verwiesen. Zur weiteren Ausgestaltung des Fahrzeugs können die im Zusammenhang mit der Radanordnung beschriebenen und/oder die nachfolgend noch erläuterten Maßnahmen dienen.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der folgenden Beschreibung und der Zeichnung. In der Zeichnung zeigt
- 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäßen Radanordnung.
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Die Radanordnung trägt in 1 insgesamt das Bezugszeichen 10. Die Radanordnung 10 weist eine Radnabe 12 auf, die sich entlang einer Axialrichtung 14 erstreckt.
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Die Radnabe 12 ist mittels eines Radlagers 11 drehbar mit einem Radträger 13 gekoppelt. Die Radnabe 12 ist um die Axialrichtung 14 drehbar gelagert. Die Radnabe 12 weist einen abragenden ringförmigen Abschnitt 12' auf.
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Die Radanordnung 10 weist weiter eine Bremsscheibe 16 auf. Die Bremsscheibe 16 weist einen Befestigungsabschnitt 18 zur Befestigung der Bremsscheibe 16 an der Radnabe 12 auf.
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Die Radanordnung 10 weist zudem ein Rad 20 mit einer Felge 22 auf. Die Felge 22 ist eingerichtet, um mittels eines Zentralverschlusses 24 an der Radnabe 12 kraftschlüssig befestigt zu werden. Die Radnabe 12 weist hierzu einen Befestigungsabschnitt 15 mit einem Innengewinde auf. Der Zentralverschlusses 24 umfasst eine Zentralverschlussschraube 17, die ein mit dem Innengewinde des Befestigungsabschnitts 15 der Radnabe 12 korrespondierendes Außengewinde aufweist.
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Des Weiteren weist die Radanordnung 10 mehrere Mitnehmer 26 auf (in 1 ist lediglich ein Mitnehmer 26 gezeigt). Mittels der Mitnehmer 26 wird die Felge 22 in Umfangsrichtung formschlüssig mit der Radnabe 12 gekoppelt.
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Die Mitnehmer 26 sind mittels jeweils einer Befestigungsschraube 28 an der Radnabe 12 befestigt. Die Radnabe 12 weist hierzu insbesondere im Abschnitt 12' Öffnungen mit einem Innengewinde auf, in die die Befestigungsschrauben 28 eingeschraubt sind.
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Die Mitnehmer 26 weisen jeweils eine bezüglich ihrer jeweiligen Mittellängsachse zentrierte Durchgangsöffnung 30 zur Durchführung der Befestigungsschrauben 28 auf.
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Die Mitnehmer 26 weisen jeweils einen proximalen (ersten) axialen Abschnitt 32 auf. Die Radnabe 12 weist mehrere Aufnahmen 34 auf, in denen die proximalen axialen Abschnitte 32 der Mitnehmer 26 aufgenommen sind. Mit anderen Worten, die Mitnehmer 26 sind mit ihren axialen Abschnitten 32 in der Radnabe 12 bzw. deren Aufnahmen 34 angeordnet.
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Die Mitnehmer 26 weisen jeweils einen mittleren (zweiten) axialen Abschnitt 36 auf. Der Befestigungsabschnitt 18 der Bremsscheibe 16 weist mehrere Mitnehmeröffnungen 38 auf, in denen die mittleren axialen Abschnitte 36 der Mitnehmer 26 aufgenommen sind. Mit anderen Worten, die Mitnehmer 26 sind mit ihren mittleren axialen Abschnitten 36 in dem Befestigungsabschnitt 18 der Bremsscheibe 16 angeordnet.
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Die Mitnehmer 26 weisen jeweils einen distalen (dritten) axialen Abschnitt 40 auf. Die Felge 22 weist mehrere Mitnehmeraufnahmen 42 auf, in denen die distalen axialen Abschnitte 40 der Mitnehmer 26 aufgenommen sind. Mit anderen Worten, die Mitnehmer 26 sind mit ihren distalen axialen Abschnitten 40 in der Felge 22 angeordnet.
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Die axialen Abschnitte 32, 36, 40 der Mitnehmer 26 weisen vorliegend einen in der genannten Reihenfolge jeweils größer werdenden Querschnitt (größer werdende Dicke) auf. Damit ergibt sich ein stufenartiger Verlauf der Mitnehmer 26 entlang der Axialrichtung 14. Hierdurch kann der Befestigungsabschnitt 18 der Bremsscheibe 16 formschlüssig in Axialrichtung 14 mit der Radnabe 12 verbunden werden.
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Der distale (dritte) axiale Abschnitt 40 der Mitnehmer 26 weist jeweils einen Endabschnitt 44 auf, der im Beispiel in Richtung zur Felge 22 hin konisch verjüngend ausgebildet ist. Der Endabschnitt 44 bildet das axiale, der Felge 22 zugewandte, Ende der jeweiligen Mitnehmer 26. Aufgrund der konisch verjüngenden Form des Endabschnitts 44, kann das Einführen der Mitnehmer 26 in die Mitnehmeraufnahmen 42 der Felge 22 erleichtert werden. Entsprechend kann das Aufsetzen der Felge 22 (bzw. des Rades 20) auf die Radnabe 12 vereinfacht werden.
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Die Mitnehmer 26 weisen vorliegend einen größeren Wärmeausdehnungskoeffizienten auf, als die Radnabe 12, als der Befestigungsabschnitt 18 der Bremsscheibe 16 und als die Felge 22. Somit dehnen sich die Mitnehmer 26 bei Erwärmung, bspw. im Fahrbetrieb, am schnellsten bzw. stärksten aus und verspannen zwischen der Radnabe 12, dem Befestigungsabschnitt 18 der Bremsscheibe 16 und der Felge 22. Durch eine derartige Verspannung der Mitnehmer 26 wird eine Relativbewegung zwischen diesen Komponenten verhindert oder zumindest reduziert. Dadurch kann die Entstehung unerwünschter Geräusche durch Relativbewegungen dieser Komponenten verhindert werden.
