DE2818512B2

DE2818512B2 - Zentralverschluß fur Scheibenrader

Info

Publication number: DE2818512B2
Application number: DE2818512A
Authority: DE
Inventors: Bernd Ing. Loeper (Grad.), 7054 Korb; Dieter Ing.(Grad.) 7324 Rechberghausen Renz; Hermann Dipl.- Ing. 7012 Fellbach Schobbe
Original assignee: Daimler Benz AG
Current assignee: Daimler Benz AG
Priority date: 1978-04-27
Filing date: 1978-04-27
Publication date: 1980-06-04
Also published as: DE2818512A1; FR2424137B1; IT7948854A0; FR2424137A1; GB2020784B; US4299425A; IT1116871B; GB2020784A; DE2818512C3

Description

Die Erfindung betrifft einen Zentralverschluß für Scheibenräder gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Ein derartiger Zentralverschluß ist durch die FR-PS 456992 bekannt, und zwar in einer Ausgestaltung, bei der die Mutter gegenüber der Nabenbuchse kaum axial verschiebbar ist, und bei der weiter die Naben-

buchse über die Mutter auch auf einen konischen Führungsteil des Tragkörpers aufgespannt wird, der zwischen der einerends vorgesehenen Mutter und dem anderenends vorgesehenen Zahnprofil liegt. Diese Gestaltung bedingt eine derartige Verspannung zwischen Nabenbuchse und Tragkörper, daß zum Abziehen der Nabenbuchse vom Tragkörper praktisch die gleichen Kräfte wie zum Aufziehen notwendig sind. Die Mutter bildet hier also auch das Element, über das auf- und abgezogen wird. Einer der wesentlichen Vorteile des Zentralverschlusses, nämlich die schnelle Montage, dürfte damit nicht erreichbar sein, zumal wenn auch nur geringste Korrosionserscheinungen hinzukommen. Des weiteren ist bei der bekannten Konstruktion die Mutter praktisch auch nicht unabhängig vom Rad bzw. der Nabenbuchse aufzuschrauben, so daß also Nabenbuchse und Rad zusammen mit de· Mutter exakt auf denTragkörper ausgerichtet sein müssen, wenn das Gewinde der Mutter greifen können soll.

Demgegenüber liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Zentralverschluß zu schaffen, bei dem es möglich ist, bei gelöster Mutter das Rad ohne gleichzeitige Verschraubung der Mutter auf den Tragkörper aufzusetzen oder von diesem abzuziehen und bei dem die Mutter unabhängig von einer exakten Ausrichtung des Rades auf den Tragkörper aufschraubbar ist.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.

Neben der Vereinfachung in der Montage und der Handhabung wird bei dem erfindungsgemäß ausgebildeten Zentralverschluß zugleich auch eine Zentrierung ohne die Demontage behindernde Verspannungen erreicht. Letzteres deshalb, weil die Zentrierung einerseits an dem einen Ende der Nabenbuchse über die Verzahnung und andererseits am anderen Ende über die Mutter vorgenommen wird, so daß beim Lösen der Mutter auch selbsttätig die Zentrierung entfällt und ein leichtes Abnehmen des Rades möglich wird. Darüber hinaus wird auch das Aufstecken des Rades wesentlich vereinfacht, da beim Aufschieben desselben auf den Tragkörper aufgrund der trichterförmigen Erweiterung der vorgesehenen Führungshülse Verhakungen gegenüber dem Tragkörper an dessen Gewinde ausgeschlossen sind und da weiter wegen der Längsverschiebbarkeit der Mutter gegenüber der Nabenbuchse diese nach Aufsetzen des Rades auf den Tragkörper ohne weiteres feinfühlig aufgeschraubt werden kann, zumal die Grundausrichtung der Mutter gegenüber dem Tragkörper und dem diesem zugeordneten Gewinde über die Führungshülse bereits erreicht ist.

Bei einer weiteren bekannten Ausführungsform eines Zentralverschlusses für Scheibenräder mit unverlierbar an der Nabenbuchse des Rades befestigter Mutter sind Zentrierung und zur Drehmomentübertragung notwendige Verzahnung voneinander getrennt und es wird die Zentrierung über einen der Nabenbuchse zugeordneten Bund einerseits und einen der Mutter zugeordneten Bund andererseits erreicht, während die der Drehmomentübertragung dienende Verzahnung in einem dazwischenliegenden, zylindrischen Bereich von Nabenbuchse und Scheibenrad vorgesehen ist. Bei einer derartigen Lösung ist ein gewisses Zahnspiel unvermeidlich, und zwar nicht nur im Hinblick auf Fertigungstoleranzen, sondern auch

wegen der notwendigen axialen Aufschiebbarkeit des Scheibenrades auf die Nabenbuchse. Dieses Zahnspiel ist aber von der Verspannung des Scheibenrades über die Mutter unabhängig und damit nicht auszuschalten. Ein Zentralverschluß dieser Art ist damit für die Praxis praktisch unbrauchbar, auch wenn wegen der Unverschiebbarkeit der Mutter gegenüber der Nabenbuchse ein Abziehen bzw. Aufstecken des Scheibenrades mit Hilfe der Mutter auch bei engem Spiel möglich sein könnte. Wird die Mutter aber in diesem Sinne eingesetzt, so stellt, abgesehen von den bereits angesprochenen Nachteilen, ein solcher Verschluß keinen Schnellverschluß mehr dar (FR-PS 535 865).

In Ausgestaltung der Erfindung erweist es sich als vorteilhaft, als Zahnprofile sogenannte Sinusprofile zu verwenden, da bei derartigen Profilen ein wechselseitiges Verklemmen oder Verspannen trotz einfacher Fertigung praktisch ausgeschlossen ist. Zudem eignen sich derartige Verzahnungen auch im besonderen dazu, das Zahnprofil des Tragkörper» mit einer Aufbauzone zu versehen, in der die Verzahnungshöhe in Aufsteckrichtung ansteigt, so daß beim Aufstecken des Rades gleichzeitig eine selbsttätige Ausrichtung über die ineinandergreifenden Profile zustande kommt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles eines Zentralverschlusses für Scheibenr ider näher beschrieben.

Im Ausführungsbeispiel ist das Scheibenrad insgesamt mit 1 bezeichnet und es weist eine Felge 2 auf, die über die Radscheibe 3 mit einer zentralen Nabenbuchse 4 verbunden ist, welche zentral mit einer Aufiiahmebohrung S für einen achsseitigen Tragkörper 6 versehen ist, der hier durch einen Radträgerzapfen gebildet ist. Dieser ist in nicht näher dargestellter Weise einer Antriebswelle zugeordnet. Der Tragkörper 6 kann in gleicher Weise aber auch durch ein Radträgerfestteil gebildet sein.

Der Tragkörper 6 durchsetzt die Nabenbuchse 4 und er ist ausgehend von seinem äußeren, also freien Ende, mit einem Gewinde 7 versehen, auf das die Mutter 8 aufgeschraubt wird, über die die Nabenbuchse 4 gegenüber dem Tragkörper zu verspannen ist. Die Mutter 8 stützt sich dabei mit einem zwischen ihrem Kopfteil 9 und ihrem Führungshals 10 liegenden Radialbund 11 gegen die Nabenbuchse ab, wobei die Anlagefläche an der Nabenbuchse durch eine im Übergangzv,ischen der Aufnahmebohrung 5 und dem Radspiegel 12 liegende, angeschrägte konische Begrenzungsfläche eines Ringbundes der Nabenbuchse 4 gebildet ist, so daß zusätzlich zur axialen Verspannung durch das Zusammenwirken zwischen der konischen Ringzone 13 des Radialbundes 11 der Mutter 9 und der konischen Begrenzungsfläche des Ringbundes der Nabenbuchse 4 sowohl eine exakte Zentrierung als auch eine axiale Verspannung erreicht wird.

Der Führungshals 10 der Mutter 8 erstreckt sich, bezogen auf die dargestellte Lage, in der das Scheibenrad auf dem Tragkörper 6 fixiert ist, zumindest über eine Länge in die Nabenbuchse 4 hinein, die dem axialen Verschiebeweg der Mutter 8 gegenüber dem Tragkörper 6 beim Aufschrauben entspricht und er hintergreift die Nabenbuchse 4 im Bereich einer an den Ringbund anschließenden radialen Erweiterung 14 ihrer Aufnahmebohrung 4 mit einem radial vorsnrineenden Abschnitt 15.

Dieser Abschnitt 15 ist durch den radial sich erweiternden, vom Kopfteil 9 der Matter 8 abliegenden Teil einer Hülse 16 gebildet, welche in Verlängerung eines mit der Mutter 8 einstückigen, axial verlaufenden Abschnittes 17 des Führungshalses 10 vorgesehen ist, wobei im dargestellten Ausführungsbeispiel dieser Abschnitt 17 gegen sein freies Ende gegenüber dem Gewinde der Mutter axial nach außen abgesetzt ist und im Bereich seines freien Endes die Hülse 16 trägt. Die Verbindung erfolgt im dargestellten Ausführungsbeispiel durch Verschrumpfen, und es ist hierzu der Abschnitt 17 an seinem freien Ende radial von innen her stufenförmig abgesetzt, wobei die Hülse 16 mit einem axialen Teilstück 18 sich im Bereich dieses stufenförmigen Absatzes mit dem Abschnitt 17 des Halses überlappt. Durch die trichterförmige Aufweitung des radial vorspringenden Abschnittes 15 ist eine selbsttätige Ausrichtung des Scheibenrades gegenüber dem Radträgerzapfen gewährleistet, wie sie insbesondere im Hinblick auf die Vermeidung von Beschädigungen des Gewindes wesentlich ist. Ferner ergibt sich eine einfache und raumsparende Verbindung zwischen dem Scheibenrad und der Mutter, durch die die Mutter bei der beschriebenen Ausgestaltung gegenüber dem Scheibenrad stets in etwa axial ausgerichtet und geführt ist, da auf verhältnismäßig großer Stützbasis eine Abstützung der Mutter 8 gegenüber der Nabenbuchse 4 gewährleistet ist. Die Abstützung erfolgt über den freien Rand des vorspringenden Abschnittes 15, dessen Außendurchmesser etwa dem Innendurchmesser der radialen Erweiterung 14 entspricht. Zusätzlich ist der Führungshals 10 radial gegenüber der Aufnahmebohrung 5 in deren vorderem, der Ringzone 13 benachbarten Bereich abgestützt, in dem der Durchmesser des Ringbundes etwa dem Außendurchmesser des Führungshalses 10 im Bereich von dessen Abschnitt 17 entspricht. Nicht zuletzt ist die Verbindung zwischen der Hülse 15 und der eigentlichen Mutter 8 im Bereich des Führungshalses 10 mit einfachen Mitteln herzustellen und bei entsprechender Materialauswahl auch dann, wenn sie lediglich als Schrumpfverbindung hergestellt ist, als absolut sicher anzusehen. Auf die Sicherheit der Radbefestigung gegenüber dem Radträger bleibt der aufgeschrumpfte Teil des Führungshaies 10 ohnehin ohne Bedeutung.

Die Aufnahmebohrung 5 der Nabenbuchse 4 läuft an ihrer vom Radspiel 12 abgewandten Seite im dargestellten Ausführungsbeispiel mit einem Durchmesser aus, der etwa dem Durchmesser der radialen Erweiterung entspricht, wobei der Endbereich mit einem Zahnprofil 19 versehen ist, das als Sinusprofil ausgebildet sein kann. Dem Radspiegel M gegenüberliegend hat die Nabenbuchse 4 darüber hinaus auch eine axiale Anlagefläche, nämlich die Stirnfläche 20.

Dem Zahnprofil 19 der Nabenbuchse 4 entspricht das Zahnprofil 24 auf einem radial verdickten Bereich

21 des Tragkörpers 6, das in den bezogen auf die Aufsteckrichtung des Rades davorliegenden konischen Ubergangsbereich 22 des Tragkörpers 6 fortgesetzt ist und hier ausläuft. Beim Einschieben der Radscheibe 3 auf den Tragkörper 6 kommt das Zahnprofil 19 der Nabenbuchse 4 somit zunächst mit dem im Übergang

22 liegenden Teil 23 des Zahnprofils 24 des Tragkörpers 6 in Berührung, wobei sich neben der Zentrierung aufgrund des konisch sich erweiternden Verlaufes des Abschnittes 22 zugleich eine Ausrichtung des Scheibenrades 1 in seiner Winkellaee in bezue auf die

Drehachse des Rades ergibt, und zwar bedingt durch den im Bereich des Überganges 22 liegenden Teil 23 des Zahnprofils, der in Aufschieberichtung verlaufend tiefer wird, bis er die Tiefe des Vollprofils erreicht hat. Dieses ist fortgesetzt bis zum Radtragerflansch 25, gegenüber dem die Bremsscheibe 26 fixiert ist, die an ihrem an den Radtragerflansch 25 anliegenden Bund 27 radial innen mit einem dem Zahnprofil 19 entsprechenden Zahnprofil versehen ist, so daß auch die Bremsscheibe 26 über das Zahnprofil 24 gegenüber dem Tragkörper 6 drehfest festgelegt ist. Die vorgesehene Sinusverzahnung erweist sich als besonders zweckmäßig, da sie aufgrund ihres wellenförmigen Verlaufes beim Montieren des Rades eine verhakungsfreie Zentrierung gewährleistet und da weiter auch ein besonders satter Sitz erreicht wird. Dies insbesondere auch in Verbindung damit, daß die Zahnprofile 19 und 24 auf einem in Aufschubrichtung sich leicht aufweitenden Kegel liegen.

Für die aufgeschraubte Mutter ist normalerweise keine zusätzliche Sicherung notwendig. Soll aber eine solche vorgenommen werden, so ist hierfür im dargestellten Ausführungsbeispiel eine den Tragkörper 6 durchsetzende Querbohrung 28 vorgesehen, in der ein Splint od. dgl. zu fixieren ist.

Im Hinblick auf möglichst geringen Luftwiderstand weist das gezeigte Scheibenrad ferner eine Blende 29 auf, die den Bereich der Radschüssel überdeckt und im Bereich des Felgenhornes radial außen endet. Die Befestigung erfolgt über eine Verschraubung 30, durch die die Blende 29 unter Vermittlung einer Dislanzhüise 31 an der Nabenbuchse 4 befestigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

b) Patentansprüche:

1. Zentralverschluß für Räder, insbesondere Scheibenräder, mit einer zentralen Nabenbuchse, die mit einer zentralen Aufnahmebohning für einen achsseitigen Tragkörper versehen ist, wobei a) eine radiale Zentrierung der Nabenbuchse gegenüber dem achsseitigen Tragkörper vorgesehen ist,

auf den achsseitigen Tragkörper axial eine Mutter aufschraubbar ist, mit der die Nabenbuchse axial auf dem Tragkörper festspannbar ist,

c) die Nabenbuchse in der zentralen Aufnahmebohning an der der Mutter zugekehrten Seite einen Ringbund und die Mutter einen zsial in die Führungsbohrup.g ragenden Führungshals aufweist, wobei der Führungshals mit einem den Ringbund radial hintergreifenden Abschnitt versehen ist,

d) die Nabenbuchse auf ihrer der Mutter abgekehrten Seite zur Fixierung in Umfangsrichtung mit sich axial nach innen konisch erweiternden Zahnprofilen versehen ist, die in entsprechende, am Tragkörper vorgesehene Zahnprofile eingreifen,

dadurch gekennzeichnet, daß
a) die Mutter (8) in an sich bekannter Weise über eine konische Ringzone (13) gegen eine entsprechende konische Begrenzungsfläche am Ringbund der Nabenbuchse (4) abstützbar ist,

f) der den Ringbund radial hintergreifende Abschnitt (15) des Führungshaies (10) der Mutter (8) von einer Hülse (16) gebildet ist, die sich - ausgehend vom Innendurchmesser der Mutter - trichterförmig in Richtung zu den Zahnprofilen hin erweitert und die an ihrem größten Durchmesser in der Aufnahmebohrung der Nabenbuchse axial geführt ist, wobei der Abstand zwischen dem Beginn der trichterförmigen Erweiterung und dem Ringbund größer ist als die axiale Erstrekkung des Ringbundes.

2. Zentralverschluß nach Anspruch I, dadurch gekennzeichnet, daß die Zahnprofile (19, 23, 24) als Sinuswellenprofile ausgebildet sind.

3. Zentralverschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das am Tragkörper vorgesehene Zahnprofil (24) über einen in Aufschubrichtung der Nabenbuchse vorgelagerten Auflaufbereich mit einem in der Verzahnung entsprechenden und in der Verzahnungshöhe in Aufschubrichtung anwachsenden Zahnprofil (23) versehen ist.