DE202006008313U1

DE202006008313U1 - Befestigungsanordnung für Kraftfahrzeugräder

Info

Publication number: DE202006008313U1
Application number: DE200620008313
Authority: DE
Original assignee: ABC Umformtechnik GmbH and Co KG
Current assignee: ABC Umformtechnik GmbH and Co KG
Priority date: 2006-05-26
Filing date: 2006-05-26
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2016-05-27
Also published as: WO2007138061A1; DE112007001204A5

Abstract

Befestigungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeugfelgen bzw. Kraftfahrzeugräder, bestehend aus einem Außengewindebolzen (1, 10) und einem an diesem einendig befestigten bzw. befestigbaren Kopfteil (2) mit einem Kraftangriff (4) für ein Drehwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindebolzen (1, 10) und/oder das Kopfteil (2) einen inneren in Richtung ihrer Längsachse (X-X) verlaufenden Hohlraum (6, 15) aufweist (aufweisen), der (die) vorzugsweise zumindest an einem Ende des Außengewindebolzens (1, 10) und/oder des Kopfteils (2) offen ist (sind).

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Befestigungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeugräder bzw. -felgen, bestehend aus einem Außengewindebolzen und einem an diesem einendig befestigten bzw. befestigbaren Kopfteil mit einem Kraftangriff für ein Drehwerkzeug.
Befestigungsanordnungen für Kraftfahrzeugräder bestehen entweder aus einer sogenannten Radschraube, die einen Schraubenschaft und einen Schraubenkopf aufweist, oder aus einem Außengewinde-Schraubbolzen und einer auf diesen aufschraubbaren Radmutter. Hierbei sind der Schraubenschaft und der Schraubbolzen als Vollteile ausgebildet.
Derartige Befestigungsanordnungen werden mit einem bestimmten Anzugs-Drehmoment angezogen, um einen sicheren und dauerhaften Halt der zu befestigenden Kraftfahrzeugräder zu gewährleisten. Auf Grund von Mikroverformung kommt es bei der bekannten Befestigungsanordnung zu einem sogenannten Setzen der Verbindung, wodurch die Anzugskraft, die in der Befestigungsanordnung aufgebaut worden ist, sich verringert. Auf Grund der auf die Befestigungsanordnung wirkenden starken dynamischen Belastungen kann es hierdurch zu einem Lösen und zu einer Zerstörung der Verbindung kommen.
Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, die vorstehenden Nachteile zu vermeiden und eine gattungsgemäße Befestigungsanordnung zu schaffen, die eine verbesserte Festigkeit der Verbindung des Kraftfahrzeugrades ermöglicht.
Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, dass der Außengewindebolzen und/oder das Kopfteil einen inneren in Richtung ihrer Längsachse X-X verlaufenden Hohlraum aufweisen, der/die vorzugsweise zumindest an einem Ende des Außengewindebolzens und/oder des Kopfteils offen ist/sind.
Die Erfindung basiert auf der Erkenntnis, dass durch die Verringerung des Materialquerschnitts die Auswirkungen des Setzens mit geringeren Vorspannkraftverlusten der Verbindung verringert werden, wodurch eine verbesserte Festigkeit erzielt wird. Zudem kann über den inneren Hohlraum des Schraubenschaftes bzw. des Schraubbolzens eine verbesserte Wärmeabfuhr nach außen erfolgen.
Vorteilhafte Ausführungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen enthalten und an Hand der in den beiliegenden Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele wird die Erfindung näher erläutert.
Es zeigen:
1 einen Teilquerschnitt durch eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
2 einen Teilquerschnitt durch eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung,
3 eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, teilweise geschnitten,
4 eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, teilweise geschnitten,
5 bis 8 alternative Ausführungsformen einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, zum Teil geschnitten.
In 1 ist eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung zum Teil geschnitten dargestellt. Diese erfindungsgemäße Befestigungsanordnung besteht aus einer Radschraube, die einen Außengewindebolzen 1 und ein Kopfteil 2 aufweist, wobei das Kopfteil 2 und der Außengewindebolzen 1 einteilig ausgebildet sind. Somit bildet das Kopfteil 2 den Schraubenkopf und der Außengewindebolzen 1 den Schraubenschaft. Auf dem Schraubenschaft ist ein Außengewinde 3 ausgebildet. An dem Kopfteil 2 ist ein äußerer Kraftangriff 4 vorhanden, der im dargestellten Ausführungsbeispiel als Außen-Sechskant ausgebildet ist. Dieser Kraftangriff 4 kann aber auch jede andere mögliche Ausführungsform aufweisen, und zwar in Anpassung an das jeweils verwendete Drehwerkzeug. Somit ist es ebenfalls möglich, diesen Kraftangriff 4 als Innenkraftangriff auszubilden. Im dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Kopfteil 2 eine konisch ausgebildete äußere Andruckumfangsfläche 5 auf, die mit einer entsprechend angepassten ausgebildeten Andruckfläche in der anzuziehenden Felge zusammenwirkt. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, an Stelle einer konisch ausgebildeten Andruckfläche eine kalottenartig gekrümmte äußere Andruckfläche vorzusehen. Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, an Stelle der vorstehend genannten Formen der äußeren Andruckfläche eine ebene senkrecht zur Längsachse X-X verlaufende Andruckfläche vorzusehen. Erfindungsgemäß ist es nun vorteilhaft, wenn im Innern des Außengewindebolzens 1 ein in Richtung der Längsachse X-X verlaufender Hohlraum 6 ausgebildet ist. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist der Hohlraum 6 als Durchgangsbohrung hergestellt, wobei diese Durchgangsbohrung 6 konzentrisch zur Längsachse X-X angeordnet ist und vorzugsweise einen kreisförmigen Querschnitt besitzt. Diese Durchgangsbohrung 6 ist sowohl im kopfseitigen Ende als auch im Ende des Außengewindebolzens 1 nach außen geöffnet.
In 2 ist eine alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung dargestellt, und zwar wiederum teilweise geschnitten. Hierbei sind gleiche Teile wie in 1 mit denselben Bezugsziffern versehen. In Abweichung von der Ausführungsform in 1 ist der Hohlraum 6 hier nicht als Durchgangsbohrung ausgebildet, sondern als Sackloch, wobei dieses Sackloch zum Außengewindebolzenende nach außen offen ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kopfteil 2 als Vollmaterial ausgebildet. Das Sackloch ist wiederum konzentrisch zur Längsachse X-X angeordnet und besitzt einen kreisförmigen Querschnitt. Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, die Länge des Sackloches entsprechend den jeweiligen Belastungen zu bemessen.
In 3 ist wiederum eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung dargestellt. Gleiche Teile wie in den 1 und 2 sind mit denselben Bezugsziffern versehen. In Abänderung zu den Ausführungsformen in 1 und 2 ist hier der Hohlraum 6 als Sacklochbohrung ausgebildet, wobei jedoch diese Sacklochbohrung zum kopfseitigen Ende des Kopfteils 2 offen ist. Durch die Länge der Sacklochbohrung kann die Festigkeit der Anordnung beeinflusst werden.
4 zeigt eine weitere alternative Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Befestigungsanordnung, wobei wiederum gleiche Teile wie in den 1 bis 3 mit denselben Bezugsziffern versehen sind. In Abwandlung von den vorstehenden Ausführungsformen besitzt hier die Befestigungsanordnung im Innern des Außengewindebolzens 1 und des Kopfteils 2 zwei Sacklochbohrungen 6a, 6b, die durch einen Boden 7 getrennt sind. Die Sacklochbohrung 6a verläuft im Wesentlichen im Kopfteil 2 und die Sacklochbohrung 6b verläuft im Wesentlichen im Außengewindebolzen 1, so dass der Boden 7 im Übergangsbereich zwischen dem Kopfteil 2 und dem Außengewindebolzen 1 ausgebildet ist. Jedoch ist es auch möglich, die Länge der Sacklochbohrungen 6a, 6b zu variieren, so dass zum Beispiel der Boden 7 im Bereich des Außengewindebolzens 1 angeordnet ist. Bei der beschriebenen Ausführungsform ist die eine Sacklochbohrung 6a zum kopfseitigen Ende offen und die andere Sacklochbohrung 6b ist zum gewindebolzenseitigen Ende offen.
Die Länge der Sacklöcher 6a und 6b kann gleich oder auch unterschiedlich sein, und zwar entsprechend den jeweils gewünschten Festigkeitswerten. Auch können die Querschnitte der Sacklöcher 6a und 6b unterschiedlich groß sein.
In den dargestellten Ausführungsbeispielen besitzen die Sacklöcher bzw. die Durchgangsbohrung jeweils einen einheitlichen Durchmesser, es liegt jedoch ebenfalls im Rahmen der Erfindung, beispielsweise Stufenbohrungen vorzusehen, so dass die Sacklöcher bzw. die Durchgangsbohrung in Längsrichtung der Achse X-X gesehen ein Stufenbohrungsprofil aufweisen können. Auch können die Sacklöcher bzw. die Durchgangsbohrung nicht nur einen kreisförmigen Querschnitt, sondern auch einen ellipsenförmigen oder einen polygonalen Querschnitt besitzen.
In den 1 bis 4 ist jeweils die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung als Radschraube ausgebildet. Es liegt ebenfalls im Rahmen der Erfindung, diese Befestigungsanordnung nicht einstückig, sondern zweiteilig herzustellen, wobei diese dann aus einem Außengewindebolzen und einer Mutter mit Innengewinde gebildet ist, die auf den Außengewindebolzen einseitig aufschraubbar ist. In diesem Falle sind die Sacklochbohrungen bzw. die Durchgangsbohrung ausschließlich im Außengewindebolzen ausgebildet. Ausführungsbeispiele hierzu werden in den 5 bis 8 dargestellt.
In 5 ist ein sogenannter Stehbolzen dargestellt, der aus einem Außengewindebolzen 10 mit einem einseitig angeformten, im Durchmesser vergrößerten Anlagekopf 11 ausgebildet ist. An seinem dem Anlagekopf 11 gegenüberliegenden Ende weist der Außengewindebolzen 10 einen Außengewindeabschnitt 12 auf, auf den eine nicht dargestellte Mutter aufschraubbar ist. Hierbei kann es sich um eine Radmutter handeln, wobei bei dem Anwendungsfall der Kraftfahrzeugradbefestigung der Stehbolzen in einer Radnabe befestigt wird. Hierzu weist der Außengewindebolzen am anlagekopfnahen Bereich einen Abschnitt 13 mit einem Rändelung oder einer Rippung aus Langrippen auf, mit dem der Stehbolzen mit Presssitz in einer Bohrung der Radnabe befestigt wird. In 5 ist in dem Außengewindebolzen 10 vom Anlagekopf 11 aus konzentrisch ein Hohlraum 15 als Sacklochbohrung ausgebildet, die kurz vor dem Ende des Außengewindeabschnitts 12 endet.
In den 6 bis 8 sind gleiche Tele wie in 5 mit denselben Bezugsziffern gekennzeichnet.
In 6 ist der Hohlraum 15 vom Ende des Außengewindeabschnitts 12 aus als Sackloch in dem Außengewindebolzen 10 ausgebildet. Das Sackloch endet kurz vor dem Beginn des Anlagekopfes 11.
In 7 ist der Hohlraum 15 als Durchgangsloch bzw. -bohrung ausgebildet.
In 8 besteht der Hohlraum aus zwei Sacklochbohrungen 16a, 16b. Die Sacklochbohrung 16a verläuft vom anlagekopfseitigen Ende Stehbolzens aus in den Außengewindebolzen 10 hinein und die Sacklochbohrung vom außengewindeabschnittseitigen Ende aus. Zwischen den beiden Sacklochbohrungen 16a, 16b ist ein Bodensteg 17 ausgebildet. Über die Breite und die axiale Länge des Bodenstegs 17 kann die Festigkeit der Verbindung beeinflusst werden.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt, sondern umfasst auch hierzu äquivalente Ausführungen. So kann auch der zunächst bei der Herstellung einseitig offen ausgebildete Hohlraum durch einen weiteren Arbeitsgang verschlossen werden, ohne dass hierdurch die erfindungsgemäße Wirkung beeinträchtigt wird. Die erfindungsgemäße Befestigungsanordnung dient insbesondere zur Befestigung von Kraftfahrzeugfelgen bzw. Kraftfahrzeugrädern. Ihre Anwendung ist jedoch hierauf nicht beschränkt, sondern ihr Einsatzgebiet ist die Befestigung von dynamisch belasteten Bauteilen in der Antriebstechnik.

Claims

Befestigungsanordnung, insbesondere für Kraftfahrzeugfelgen bzw. Kraftfahrzeugräder, bestehend aus einem Außengewindebolzen (1, 10) und einem an diesem einendig befestigten bzw. befestigbaren Kopfteil (2) mit einem Kraftangriff (4) für ein Drehwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass der Außengewindebolzen (1, 10) und/oder das Kopfteil (2) einen inneren in Richtung ihrer Längsachse (X-X) verlaufenden Hohlraum (6, 15) aufweist (aufweisen), der (die) vorzugsweise zumindest an einem Ende des Außengewindebolzens (1, 10) und/oder des Kopfteils (2) offen ist (sind).
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) konzentrisch zur Längsachse (X-X) ausgebildet ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) als Durchgangsbohrung ausgebildet ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) als Sackloch ausgebildet ist.
Befestigungsanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) aus zwei Sacklöchern (6a, 6b, 16a, 16b) gebildet ist, die durch einen gemeinsamen Boden (7, 17) im Innern des Außengewindebolzens (1, 10) getrennt sind.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) einen kreisförmigen, ellipsenförmigen oder polygonalen Querschnitt aufweist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (2) mit dem Außengewindebolzen (1) materialschlüssig, vorzugsweise einstückig verbunden ist und einen Schraubenkopf bildet.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (2) als Mutter mit Innengewinde ausgebildet ist, das zu einem auf dem Außengewindebolzen (10) befindlichen Außengewindeabschnitt (12) passend ist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Kopfteil (2) eine konische oder kalottenartig gekrümmte äußere Andruckfläche (5) aufweist.
Befestigungsanordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (6, 15) in Längsrichtung stufenförmig ausgebildet ist.
Außengewindebolzen zur Verwendung bei einer Befestigungsanordnung nach den Ansprüchen 1 bis 10, gekennzeichnet durch die Merkmale der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10.
Außengewindebolzen nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass er als Teil eines Stehbolzens mit endseitigem Anschlagkopf (12) ausgebildet ist, mit einer im anlagekopfnahen Bereich ausgebildetem Einpressabschnitt (13) mit äußerer Rändelung oder Rippung.
Außengewindebolzen nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf dem anlagekopffernen Endbereich des Außengewindebolzens (10) ein Außengewindeabschnitt (12) ausgebildet ist.