DE19742740B4

DE19742740B4 - Vorrichtung zum Verbinden einer Radnabe mit einer Antriebswelle

Info

Publication number: DE19742740B4
Application number: DE1997142740
Authority: DE
Inventors: Bernhard Dipl.-Ing. Hammer (FH)
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 1997-09-27
Filing date: 1997-09-27
Publication date: 2006-12-21
Anticipated expiration: 2017-09-28
Also published as: DE19742740A1

Abstract

Vorrichtung zum Verbinden einer mit einem radial verlaufenden Befestigungsflansch versehenen Radnabe eines angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges mit einer Antriebswelle, mittels einer in eine zentrische Ausnehmung der Radnabe einragenden und mit der Antriebswelle verbundenen Schraube, wobei der Schraubenkopf im Übergangsbereich Befestigungsflansch zu Radnabe abgestützt ist dergestalt, dass die zentrische Ausnehmung im Übergangsbereich erweitert ist und der Schraubenkopf über ein Zwischenteil an einer Ringschulter im Übergangsbereich der zentrischen Ausnehmung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (18) über eine sich erweiternde Büchse (36) als Zwischenteil an der Ringschulter (34) abgestützt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Verbinden einer Radnabe eines angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges mit einer Antriebswelle, mittels einer in eine zentrische Ausnehmung der Radnabe einragenden Schraube, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.

Eine derartige Vorrichtung zeigt beispielsweise die DE 36 04 630 C2 oder die DE 36 36 243 A1 . Beiden Vorrichtungen gemeinsam ist eine relativ massive Materialanhäufung im Übergangsbereich zwischen Radnabe und angeformten Befestigungsflansch für das Rad, die sich aus der erforderlichen Führung und Abstützung der in die zentrische Ausnehmung der Radnabe einragende Schraube ergibt.

Aus der gattungsbildenden DE 34 30 067 C1 ist eine Vorrichtung zum Verbinden einer mit einem radial verlaufenden Befestigungsflansch versehenen Radnabe eines angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges mit einer Antriebswelle mittels einer in eine zentrische Ausnehmung der Radnabe einragenden und mit der Antriebswelle verbundenen Schraube bekannt. Der Schraubenkopf ist dabei im Übergangsbereich Befestigungsflansch zur Radnabe abgestützt dergestalt, dass die zentrische Ausnehmung im Übergangsbereich erweitert ist und der Schraubenkopf über ein Zwischenteil an einer Ringschulter im Übergangsbereich der zentrischen Ausnehmung abgestützt ist.

Konkret ist hier das Zwischenteil eine ebene Ringscheibe, so dass der Abstützbereich am Schraubenkopf und die Ringschulter als Gegenanlagefläche etwa in der gleichen Ebene liegen, wodurch eine bestimmte Dehnlänge der Dehnschraube festgelegt ist. Diese Dehnlänge des Schraubverbandes ist bei vorliegender Dimensionierung wesentlich für das Festigkeitsverhalten von Radlager und Radnabe.

Aufgabe der Erfindung ist es, bei gleicher Dimensionierung des Schraubverbandes das Festigkeitsverhalten von Radlager und Radnabe zu vergrößern.

Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.

Gemäß dem Kennzeichenteil von Anspruch 1 ist der Schraubenkopf über eine sich erweiternde Büchse als Zwischenteil an der Ringschulter abgestützt.

Mit dieser Maßnahme wird die zur Verfügung stehende Dehnlänge der Schraube deutlich vergrößert, da die abstützende Ringschulter und der Schraubenkopf nicht mehr in einer Abstützebene liegen sondern einen Längsversatz aufweisen. Zudem wirkt die sich konisch erweiternde Büchse selbst noch als zusätzliches Dehnelement ähnlich wie eine Tellerfeder. Damit ist bei einer Abstützung mit einer sich erweiternden Büchse im Vergleich zu einer Abstützung mit der Ringscheibe aus dem Stand der Technik bei sonst gleicher Dimensionierung das Festigkeitsverhalten von Radlager und Radnabe vergrößert. Damit sind vorteilhaft höhere Achslasten möglich, ohne dass diese Bauteile größer dimensioniert werden müssen.

Die Büchse kann bevorzugt eine konisch rohrförmige Büchse mit einheitlicher Wandstärke, insbesondere eine Stahlbüchse, sein. Eine derartige Büchse ist fertigungstechnisch einfach und kostengünstig herstellbar, weist eine hohe Festigkeit zur Erzielung des erforderlichen Schrauben-Anzugsmomentes auf und ermöglicht aufgrund ihrer geometrischen Ausbildung bzw. konstruktiv festgelegten Länge eine definierte Länge der Schraube, die bevorzugt eine Dehnschraube sein kann. Durch die Anordnung der Büchse kann ggf. anstelle einer Spezialschraube eine handelsübliche Dehnschraube verwendet sein.

Ferner kann die Büchse an der Ringschulter und/oder am Schraubenschaft und Schraubenkopf in radialer und axialer Richtung abgestützt sein, wobei die Stirnflächen der Büchse L-förmig mit einem radialen und einem axialen Ringabschnitt ausgebildet sind. Die Büchse kann dabei in die Ringschulter im Übergangsbereich eingepresst und in dieser unverlierbar gehalten sein. Diese Merkmale ergeben eine präzise Positionierung der Büchse und der Schraube in dem Radnaben-Antriebswellen-Verbund bei entsprechender Montageerleichterung und günstiger Kraftübertragung.

Durch die Merkmale des Anspruches 7 schließlich ergibt sich eine bevorzugte geometrische Positionierung der Büchse und der Schraube bei günstiger Dehnungslänge zur Erzielung einer dauerhaltbaren, zuverlässigen Verbindung bei einer hohen Schraubenvorspannung.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist im folgenden mit weiteren Einzelheiten näher erläutert. Die schematische Zeichnung zeigt den oberen Abschnitt eines Längsschnittes durch eine Radnaben-Antriebswellen-Verbindung eines angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges.
Die gezeigte Vorrichtung 10 weist eine mit 12 bezeichnete Radnabe mit einem radial verlaufenden Befestigungsflansch 14 auf, die mittels einer Dehnschraube 16 mit einem Schraubenkopf 18 mit einer nur teilweise dargestellten Antriebswelle 15 verbunden ist.
Die rotationssymmetrische Radnabe 12 ist mit ihrem zylindrischen Abschnitt 12a über eine nicht dargestellte Wälzlagerung in einem Radträger einer Radaufhängung eines Kraftfahrzeuges drehbar gelagert und wird über die Antriebswelle 15 über eine allgemein mit 20 bezeichnete Keilverzahnung als formschlüssige Drehverbindung angetrieben. Das nicht dargestellte Rad ist auf einem ringförmigen Fortsatz 12a der Radnabe 12 zentriert und mittels mehrerer in Gewindebohrungen 14a eingeschraubte Schrauben befestigt.
Die Antriebswelle 15 ragt mit ihren keilverzahnten Stummel in eine zentrische, rotationssymmetrische Ausnehmung 22 ein, die sich aus einem ersten Abschnitt geringeren Durchmessers, einem in etwa konischen zweiten Abschnitt 26 und schließlich einem erweiterten, dritten Abschnitt 28 zusammensetzt. Der Abschnitt 24 weist dabei über einen Teilbereich die Innenverzahnung der Keilverzahnung 20 auf, die mit einer korrespondierenden Außenverzahnung auf der Antriebswelle 15 zusammenwirkt.
Im Übergangsbereich (etwa bei 30) zwischen der Radnabe 12 und den Befestigungsflansch 14 und etwa in der Rotationsmittelebene (strichpunktierte Linie 32) des Befestigungsflansches 14 ist in den Abschnitt 26 der zentrischen Ausnehmung 22 eine Ringschulter 34 eingearbeitet, an der eine sich am Schraubenkopf 18 anliegende, sich in die zentrische Ausnehmung 22 hinein erweiternde Büchse 36 abgestützt ist.
Die Büchse 36 aus Stahl ist konisch rohrförmig mit einheitlicher Wandstärke ausgebildet und an der Ringschulter 34 sowie am Schraubenkopf 18 bzw. Schraubenschaft 16a in radialer und axialer Richtung abgestützt. Dabei sind die Stirnflächen der Büchse L-förmig mit einem radialen Ringabschnitt 36a und einem axialen Ringabschnitt 36b ausgeführt. Die Büchse 36 ist dabei über den Ringabschnitt 36b durch geringfügige Überdeckung in der Ringschulter 34 durch Einpressen gehalten.
Die Länge der Büchse 36 ist derart, dass der Schraubenkopf 18 in etwa mit der Stirnseite 28a der Radnabe 12 in einer radialen Flucht bzw. bündig zu dieser liegt, während die Ringschulter 34 bzw. der radial verlaufende Ringabschnitt 36a etwa in der Rotationsmittelebene 32 des Befestigungsflansches 14 positioniert ist. Dadurch ergibt sich eine ausreichende Länge 1 des Dehnungsabschnittes der im übrigen ein Außengewinde aufweisenden Schraube 16, die in ein korrespondierendes Innengewinde der Antriebswelle 15 eingeschraubt ist.
Es versteht sich, dass anstelle der im Ausführungsbeispiel dargestellten Schraube 16 an der Antriebswelle 14 auch ein entsprechender Bolzen eingeschraubt oder angeformt sein kann, wobei der Schraubenkopf 18 dann durch eine Gewindemutter gebildet wäre.

Claims

Vorrichtung zum Verbinden einer mit einem radial verlaufenden Befestigungsflansch versehenen Radnabe eines angetriebenen Rades eines Kraftfahrzeuges mit einer Antriebswelle, mittels einer in eine zentrische Ausnehmung der Radnabe einragenden und mit der Antriebswelle verbundenen Schraube, wobei der Schraubenkopf im Übergangsbereich Befestigungsflansch zu Radnabe abgestützt ist dergestalt, dass die zentrische Ausnehmung im Übergangsbereich erweitert ist und der Schraubenkopf über ein Zwischenteil an einer Ringschulter im Übergangsbereich der zentrischen Ausnehmung abgestützt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Schraubenkopf (18) über eine sich erweiternde Büchse (36) als Zwischenteil an der Ringschulter (34) abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (36) konisch rohrförmig mit einheitlicher Wandstärke ausgebildet ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (36) an der Ringschulter (34) und/oder am Schraubenschaft (16a) und Schraubenkopf (18) in radialer und axialer Richtung abgestützt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Stirnflächen der Büchse (36) L-förmig mit einem radialen Ringabschnitt (36a) und einem axialen Ringabschnitt (36b) ausgebildet sind.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (36) in die Ringschulter (34) im Übergangsbereich (bei 30) der zentrischen Ausnehmung (22) eingepresst und in dieser unverlierbar gehalten ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Büchse (36) aus Stahl hergestellt ist.
Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zentrische Ausnehmung (22) der Radnabe (12) einen die Antriebswelle (15) aufnehmenden ersten Abschnitt (24), einen etwa konisch sich erweiternden, die Ringschulter (34) aufweisenden zweiten Abschnitt (26) und einen im Durchmesser wesentlich größeren, dritten Abschnitt (28) aufweist und dass die Länge der Büchse (36) derart ausgelegt ist, dass der Schraubenkopf (18) etwa bündig mit der an den dritten Abschnitt (28) anschließenden Stirnseite (28a) der Radnabe (12) endet.