DE1806566A1

DE1806566A1 - Lagerung fuer Raeder,insbesondere von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE1806566A1
Application number: DE19681806566
Authority: DE
Inventors: Karl Arnold; Ludwig Asel; Richard Hetmann; Erich Stotz
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 1968-11-02
Filing date: 1968-11-02
Publication date: 1970-05-21
Also published as: US3635303A; FR2022460A1; GB1274773A; JPS4829922B1; DE1806566C3; DE1806566B2

Description

Dr.-lng. h. c. F. PORSCHE K', ' SIUTrGART-ZUFFE N HAUSEN ■ PO^SCH E SIK Λ S 5 E 42

Lagerung für Räder, insbesondere von Kraftfahrzeugen.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Lagerung für Räder, insbesondere von Kraftfahrzeugen, bei welchen die Felge unter Vermittlung eines keilförmigen Spanngliedes mit einer zentrisch angeordneten Spannschraube am Radträger befestigt ist.

Zweck der Erfindung ist eine Lagerung für Räder von Kraftfahrzeugen in Leichtbauweise mit zentraler Radbefestigung.

Bei der bekannten Lagerung für Kraftfahrzeugräder nach der DAS 1 009 950 ist die Radfelge auf einer Nabe mit einer zentralen Befestigungsschraube gehalten. Bei dieser Ausführung besitzt die Radfelge eine topfartig ausgebildete Nabe mit einer mittig angebrachten Spannschraube, durch welche eine aufspreizbare Hülse mit konischer Innenwand in dem Topfteil verspannt wird. Diese zentrale Befestigung hat jedoch den Nachteil, daß die Radfelge ausschließlich mit einer einzigen Befestigungsschraube kraftschlüssig gehalten wird. Diese Radlagerung und Befestigung ist nur für die Übertragung relativ I geringer Antriebsleistungen geeignet, da bei größeren Antriebsmomenten die Gefahr eines Durchdrehens der Radfelge gegenüber der Radnabe besteht. Eine Verwendung von Leichtmetallfelgen ist bei der bekannten Radlagerung nicht möglich.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, eine für Leichtmetallfelgen geeignete Lagerung für Räder von Kraftfahrzeugen zu schaffen, die sich durch einfachen Aufbau, geringes Gewicht und sichere Übertragung der Antriebsleistung auszeichnet.

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Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß das in den Radträger eingesetzte Radlager zwischen einem, der Spannscheibe zugeordneten Radzapfen und einer Nabe gehalten ist, welche mit Abstand zur Radachse angeordnete schraubenlose Mitnehmer für die Felge besitzt. Vorteilhaft ist der Außenring des Wälzlagers in eine Ausnehmung des Radträgers eingesetzt, wobei der Innenring zwischen dem Radzapfen und der Nabe eingespannt ist. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß der Radzapfen unter Vermittlung einer sich in der Radachse erstreckenden Dehnschraube gegen den Innenring des Wälzlagers gespannt ist, wobei als Widerlager für die Dehnschraube eine konische Spannscheibe dient, die sich in der Felge abstützt. Ferner besitzt die mit dem Radzapfen umlaufende Nabe einen Flansch an dessen Umfang verteilt Mitnehmer für die Radfelge eingesetzt sind und der zugleich das dem Rad zugeordnete Bremsglied trägt. Die Anordnung ist vorzüglich derart gewählt, daß die Mitnehmer durch zylinderische Bolzen gebildet werden, die in der Radfelge angeordnete Führungshülsen einsteckbar sind. Die Mitnehmer können auch durch in die Radfelge eingesetzte rohrförmige Führungshülsen gebildet werden, deren Länge mindestens dem dreifachen ihres Durchmessers beträgt. Bei einer Lagerung für Räder von Kraftfahrzeugen bei welchen der Radträger lenkbar gehalten ist,ist vorteilhaft eine am Radträger angreifende Befestigungsmutter vorgesehen, welche zur Halterung der Nabe gegenüber dem Wälzlager dient und in einer Ausnehmung der Felge zwischen der Spannscheibe und der Nabe zu liegen kommt. Die Befestigungsmutter besitzt vorzüglich an ihrem äusserem Umfang eine Nut zur Aufnahme eines Sicherungsringes der mit geringem axialem Abstand gegenüber einer in der Felge angeordneten Anlagefläche zu liegen kommt. Dabei ist zweckmäßig die Anlagefläche zwischen dem Sicherungsring und der Stirnseite der Nabe angeordnet. Bei Fahrzeugrädern, bei welchen der Radzapfen mit einem Antriebsgelenk verbindbar ist das zum Antrieb des Rades dient ist von Vorteil, wenn der Radzapfen formschlüssig mit der Nabe verbunden ist und die Nabe eine Lagerbasis für den Innenring des mehrreihigen Wälzlagers besitzt.

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Durch die gekennzeichnete Ausführung wird bei geringen Wälzlagerabmessungen eine kompakte Radlagerung geschaffen, die sich bei geringem Gewicht, durch eine einfache und insbesondere für Leichtmetallfelgen geeignete Antriebsverbindung mit dem Radzapfen auszeichnet, wobei der Vorteil einer zentralen Befestigung in der Radachse gewahrt wird. Durch die Verwendung einer Dehnschraube für die zentrale Befestigung werden keine weiteren Sicherungsmittel benötigt und ein satter Sitz der Radfelge unter allen Betriebsbedingungen erhalten. Die in die Nabe bzw. in die Felge eingesetzten schraubenlosen Mitnehmer gewährleisten eine einwandfreie Aufnahme der Felge, wobei mit Sicherheit ein ungewolltes Verdrehen der Felge gegenüber der Nabe vermieden wird. Der Sicherungsring verhindert bei einem Bruch der Dehnschraube,daß die Felge sich von der Nabe löst, wodurch eine zusätzliche Sicherheit bei zentral befestigten Rädern gegeben ist. Desweiteren kann der Radzapfen nach Lösen der Dehnschraube jederzeit schnell und kostensparend ausgewechselt werden, wodurch zusätzlich eine einfache Montage der Achswellen ermöglicht wird, ohne das gesamte Fahrzeugrad demontieren zu müssen.

In den Zeichnungen, welche zwei beispielsweise Ausführungsformen der Erfindung zeigen sind;

Fig. 1 ein Längsschnitt durch die Lagerung eines angetriebenen Kraftfahrzeugrades gemäß der Erfindung, wobei oberhalb der Radachse X-X die Mitnehmer der Felge als Bolzen und unterhalb derselben als Führungshülsen ausgeführt sind und

Fig. 2 ein Längsschnitt durch die Lagerung eines lenkbaren Kraftfahrzeugrades gemäß der Erfindung.

Die in Fig. 1 gezeigte Lagerung für das im einzelnen nicht vollständig dargestellte Fahrzeugrad besteht im wesentlichen aus einer aus Leichtmetall bestehenden Felge 1, einer Nabe 2 und einem am Fahrgestell befestigten Radträger 5· Der Radträger 5 besitzt eine in der Radachse X-X angeordnete Ausnehmung 4 in welche ein mehrreihiges Wälzlager 5 eingesetzt ist. Das Wälzlager 5 ist mit seinem Außenring β gegen

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axiales Verschieben an einem Bund 7 des Radträgers 3 und auf der gegenüberliegenden Seite 8 durch einen mit Schrauben 9 am Radträger 3 befestigten Lagerdeckel 10 gehalten. Der Innenring 11 des Wälzlagers 5 ist auf einem Lagerhals 12 der Nabe 2 gelagert. Die Nabe 2 enthält eine in der Radachse X-X verlaufende Bohrung 13 die eine Verzahnung 14 zur formschlüssigen Verbindung mit einem in der Bohrung 13 sich erstreckenden Radzapfen 15 besitzt. Der Radzapfen 15 liegt mit einem Bund 16 versehen an der Stirnseite des Innenringes 11 des Wälzlagers 5 an. Die Nabe 2 ist mit einem Flansch 17 versehen, welcher mehrere mit Abstand von der Radachse X-X verteilt angeordnete Bohrungen 18, besitzt. Die Bohrungen 18, 19 dienen zur Aufnahme und Befestigung von schraubenlosen Mitnehmern 20. Der auf der Zeichnung oberhalb der Radachse X-X gezeigte Mitnehmer 20 besteht aus zylinderischen Bolzen 21, die in dem Plansch der Nabe 2 unter Vermittlung von Befestigungsmuttern 22 eingesetzt sind. Zur Montage der Bolzen 21 ist am FUhrungsteil ein Zweikant 23 angebracht. In die den Mitnehmerbolzen 21 zugeordneten Felgenbohrungen 24 sind Führungshülsen 25 aus Stähl eingesetzt. Eine weitere Ausführungsform des Mitnehmers 20 ist in der Zeichnung unterhalb der Radachse X-X gezeigt. Dieser besteht aus rohrförmigen Führungshülsen 26 die in Bohrungen 27 der Felge 1 eingesetzt sind. Bei dieser Ausführung besitzt der Flansch 17 an seiner Vorderseite 28 eine Zentrierfläche 29 auf der eine Bremsscheibe 20 zwischen der Felge 1 und der Nabe 2 gehalten wird. An der Rückseite 31 des Flansches 17 ist eine Zentrierfläche 29¹ zur Halterung einer Bremsscheibe 30^! angebracht. Die Bremsscheibe 30' wird durch die eingeschraubten Mitnehmerbolzen 21 am Flansch der Nabe 2 gehalten. Die Felge 1 besitzt in der Radachse X-X eine konische Stützfläche 32 an welcher eine konische Spannscheibe 33 zur Anlage kommt. Die Spannscheibe 33 besitzt einen Zentrieransatz 34 für die Zentrierung auf einem Hals 35 des Radzapfens 15· Eine in der Spannscheibe 33 angebrachte Bohrung 36 dient für die Aufnahme einer Dehnschraube 37 die sich in einer Ausnehmung 38 des Radzapfens 15 erstreckt und mit diesem durch ein Gewinde 39 verbunden ist. Der Radzapfen

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besitzt einen Flansch 40 für die Befestigung eines nicht dargestellten Antriebsgelenkes. Zum Verschließen der Ausnehmung 4l der Felge 1 ist ein Deckel 42 vorgesehen.

Zum Zusammenbau der. Radlagerung wird zunächst das Wälzlager 5 in den Radträger 3 soweit eingesetzt bis der Außenring β am Bund 7 des Radträgers 3 zur Anlage kommt. Danach wird auf der gegenüberliegenden Seite 8 des Radträgers 3 der Lagerdeckel 10 mit den Schrauben 9 befestigt. Auf die an der Rückseite 31 des Flansches 17 der Nabe 2 angebrachte Zentrierfläche 29' wird die Bremsscheibe 30' aufgesetzt und durch in die Bohrungen 18 des Flansches 17 eingesetzte Mitnehmerbolzen 21 unter Vermittlung von Befestigungsmuttern 22 gehalten. Die so vorbereitete Nabe 2 wird nun mit ihrem Lagerhals 12 in den Innenring 11 des Wälzlagers 5 eingesetzt. I Der Radzapfen 15 wird von der Rückseite des Radträgers 3 in die mit der Verzahnung 14 versehene Bohrung 13 der Nabe 2 soweit eingeschoben, bis der Bund 16 am Innenring 11 des Wälzlagers 5 zur Anlage kommt. Die Felge 1 wird nun auf die Mitnehmerbolzen 21 geschoben, wobei diese über die in die Bohrung 24 eingebrachten FührungshUlsen 25 gehalten und vorzentriert wird. Durch Einlegen der Spannscheibe 33 in der Radachse X-X wird diese durch den angebrachten Zentrieransatz 34 auf dem Hals 35 des Radzapfens 15 zentriert und gegen die Stützfläche 32 angelegt. Zur Befestigung der Felge 1 auf der Nabe 2 wird die Dehnschraube 37, die in die Bohrung 36 der Spannscheibe 33 und in das Gewinde 39 der Ausnehmung 38 des Radzapfens 15 eingesetzt bzw. festgezogen. Beim Anziehen der " Dehnschraube 37 stützt sich die Spannscheibe 33 an der Stützfläche 32 der Felge 1 ab, wodurch die Felge 1 und die Nabe 2 gegen den Innenring 11 des Wälzlagers 5 gespannt wird. Als Widerlager für den Innenring 11 dient der Bund 16 am Flansch 40 des Radzapfens 15·

Bei der Ausführung der Mitnehmer 20 als Führungshülsen wie in der Zeichnung unterhalb der Radachse X-X dargestellt, wird nach Montage des Wälzlagers 5 im Radträger 3 und der Nabe 2 die Bremsscheibe 30 auf die Zentrierfläche 29 des Flansches 17 der Nabe 2 aufgesetzt. Nun wird die Felge 1 mit ihren eingesetzten Führungshülsen 26 in die Bohrungen

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19 des Flansches 17 eingesteckt und unter Vermittlung der Spannscheibe 33 und der Dehnschraube 37 wie vorgehend beschrieben befestigt. Dadurch wird die Bremsscheibe 30 zwischen Felge 1 und Nabe 2 eingespannt und gegen Verdrehen durch die Führungshülsen 26 gehalten. Um die Ausnehmung 41 der Felge 1 vor Staub und Beschädigungen zu schützen wird durch den Deckel 42 die Ausnehmung 4l verschlossen.

Die in Fig. 2 gezeigte Lagerung besteht aus einer aus Leichtmetall bestehenden Felge 43, einer Bremsscheibe 44 und einem Radträger 45, der mit einem Federbein 46 um dessen Achse Y-Y lenkbar angeordnet ist. In der Radachse X-X ist eine Ausnehmung 47 im Radträger 45 angebracht, in welcher ein mehrreihiges Wälzlager 48 eingesetzt ist. Das Wälzlager 48 ist mit seinem Aussenring 49 zwischen einem Bund 50 der Ausnehmung 47 und einem mit Schrauben 51 befestigten Lagerdeckel 52 im Radträger 45 eingespannt. Im Innenring des Wälzlagers 48 ist ein Radzapfen 54 eingesetzt. Der Radzapfen 5^ ist mit einem Bund 55 versehen am Innenring 53 angelegt und erstreckt sich in die Radachse X-X. Die Bremsscheibe 44 besitzt eine Nabe 56 mit welcher dieselbe zwischen der Felge 43 und dem Wälzlager 48 auf dem Radzapfen 54 gelagert ist. Zur Befestigung der Bremsscheibe 44 auf dem Radzapfen 54 ist eine Befestigungsmutter 57 auf dem Radzapfen 54 angeordnet. Die Befestigungsmutter 57 besitzt eine am Umfang angebrachte Nut 58 in die ein Sicherungsring 59 eingesetzt ist. Zwischen dem Sicherungsring 59 und der Stirnfläche 60 der Nabe 56 der Bremsscheibe 44 ist die Ausnehmung 61 der Felge 43 so gestaltet, daß eine Anlagefläche 62 entsteht die bei Montage der Felge 43 auf die Bremsscheibe 44 mit geringem Abstand zum Sicherungsring 59 zu liegen kommt. Die Bremsscheibe 44 und die Felge 43 besitzen mehrere mit Abstand zur Radachse X-X verteilt angeordnete Bohrungen 63, 64 wobei in die Bohrung 63 der Felge 43 Führungshülsen 65 eingesetzt sind. Die Führungshülsen 65 sind soweit in die Bohrung 63 eingesetzt, daß sie mit dem,Maß a das etwa dem Durchmesser der Führungshülsen 65 entspricht, vorstehen. Die Felge 43 besitzt in der Radachse X-X eine konische Stützfläche 66 an welcher eine konische Spannscheibe 67 zur Anlage kommt. Die Spannscheibe 67 besitzt eine Bohrung 68, die zur Aufnahme einer Dehnschraube 69 dient. Die Dehnschraube 69 erstreckt sich in eine Aus-

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nehmung 70 des Radzapfens 54 und ist rait diesem durch ein Gewinde 71 verbunden.

Zur Montage dieser Radlagerung wird zunächst das Wälzlager 48 auf den Radzapfen 54 soweit aufgesetzt, bis der Innenring 53 am Bund 55 des Radzapfens 54 anliegt. Der so vormontierte Radzapfen 54 wird nun mit dem Aussenring 49 des Wälzlagers 48 in die Ausnehmung 47 des Radträgers 49 bis zu dem Bund 50 eingesetzt und mit dem Lagerdeckel 52 durch die Schrauben 51 gehalten. Nun wird die Bremsscheibe 44 mit ihrer Nabe 56 auf den Radzapfen 54 aufgesetzt· und durch die Befestigungsmutter 57 festgespannt und zwar soweit, daß die Nut 58 der Befestigungsmutter 57 mit geringem axialem Abstand zur Anlagefläche 62 der Ausnehmung 6l der. Felge 43 zu liegen kommt. Die Felge 43 wird mit λ ihren FUhrungshülsen 65 an der Bremsscheibe 44 gehalten. In der Nut 58 der Befestigungsrautter 57 wird der Sicherungsring 59 eingesetzt. Die konische Spannscheibe 67 wird an der Stützfläche 66 der Ausnehmung 61 der Felge 43 angelegt. Die Dehnschraube 69 wird durch die Bohrung 68 der Spannscheibe 67 in die Bohrung 70 des Radzapfens 54 eingesetzt und mit dem Gewinde 71 des Radzapfens 54 verbunden. Dadurch wird die Felge 43 gegen die Bremsscheibe 44 gespannt. Bei einem Bruch der Dehnschraube 69 im Fahrbetrieb des Kraftfahrzeuges wird durch den Sicherungsring 59 der Befestigungsmutter 57 über die Anlagefläche 62 der Felge 43 verhindert, daß die Felge 43 sich von der Bremsscheibe 44 löst.' (

Die Demontage der gezeigten Ausfuhrungen von Radlagern für Kraftfahrzeuge erfolgt sinngemäß in umgekehrter Reihenfolge.

Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten AusfUhrungsbeispiele beschränkt, so kann z.B. die Befestigung der Nabe durch eine zusätzliche Befestigungsmutter auch bei angetriebenen Fahrzeugrädern verwendet werden.

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Claims

Patentansprüche

1. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen bei welchen die Felge unter Vermittlung eines keilförmigen Spanngliedes mit einer zentrisch angeordneten Spannschraube am Radträger befestigt ist, der das Radlager trägt, dadurch gekennzeichnet, daß das in den Radträger (3, 45) eingesetzte Radlager ( 5, 48) zwischen einem der Spannscheibe (33, 67) zugeordneten Radzapfen ( 15, 54) und einer Nabe (2, 56) gehalten ist, welche mit Abstand zur Radachse ( X - X) angeordnete schraubenlose Mitnehmer (20) für die Felge (1, 43 ) besitzt.

2. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1, bei welcher das Radlager durch ein mehrreihiges Wälzlager gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, das der Außenring ( 6, 49) des Wälzlagers ( 5* 48) in eine Ausnehmung ( 4, 47) des Radträgers (3» 45) eingesetzt ist und der Innenring (11, 53) zwischen dem Radzapfen (15* 54) und der Nabe (2, 56) eingespannt ist.

3. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Radzapfen (15, 54) unter Vermittlung einer sich in der Radachse (X-X)' erstreckenden Dehnschraube (37, 69) gegen den Innenring (11, 53) des Wälzlagers (5, 48) gespannt ist, wobei als Widerlager für die Dehnschraube ( 37» 69) eine konische Spannscheibe (33, 67) dient, die sich in der Felge (1, 43) abstützt.

4. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit dem Radzapfen (15, 54) umlaufende Nabe (2) einen Flansch (17) besitzt, an dessen Umfang verteilt Mitnehmer (20) für die Radfelge (1) eingesetzt sind und der das dem Rad zugeordnete Bremsglied (30, 30') trägt.

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5. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mitnehmer (20) durch zylinderische Bolzen (21) gebildet werden die in der Radfelge (1) angeordnete PührungshUlsen (25) einsteckbar sind.

6. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die in die Radfelge (1, 43) eingesetzten Mitnehmer (20) durch rohrförmige Führungshülsen (26, 65) gebildet werden, deren Länge mindestens dem dreifachen ihres Durchmessers beträgt.

7. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen

nach Anspruch 3 bei welchem der Radträger lenkbar gehalten i ist, gekennzeichnet durch eine am Radzapfen (54) angreifende Befestigungsmutter (57) welche zur Halterung der Nabe (56) gegenüber dem Wälzlager (48) dient und in eine Ausnehmung (6l) der Felge (43) zwischen der Spannscheibe (67) und der Nabe (56) zu liegen kommt.

8. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 7> dadurch gekennzeichnet, daß die Befestigungsmutter (57) an ihrem äußeren Umfang eine Nut (58) zur Aufnahme eines Sicherungsringes (59) besitzt, der mit geringem axialen Abstand gegenüber einer in der . Felge (45) angeordneten Anlagefläche (62) zu liegen kommt.

9. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Anlagefläche (62) zwischen dem Sicherungsring (59) und einer Stirnfläche (60) der Nabe (56) angeordnet ist.

10. Lagerung für Räder insbesondere von Kraftfahrzeugen nach Anspruch 1, bei welchen der Radzapfen mit einem Antriebsgelenk verbindbar ist das zum Antrieb des Rades dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Radzapfen (15) formschlüssig mit der Nabe (2) verbunden ist und die Nabe (2) eine Lagerbasis (12) für den Innenring (11) des mehrreihigen Wälzlagers (5) besitzt.

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