DE4419198A1

DE4419198A1 - Kraftfahrzeugrad, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE4419198A1
Application number: DE4419198A
Authority: DE
Inventors: Helmut Krueger
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1993-06-11
Filing date: 1994-06-01
Publication date: 1994-12-15
Also published as: US5494335A

Description

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeugrad, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art, wie es beispielsweise aus der DE-OS 28 18 512 be kannt ist.

Als Räder für Kraftfahrzeuge, insbesondere für Personenkraft fahrzeuge sind Speichenräder, Gußräder und sogenannte Scheiben räder gebräuchlich. Wegen ihrer hohen Zuverlässigkeit und ihrer im Vergleich zu Guß- und Speichenrädern auch günstigeren Her stellkosten werden insbesondere bei Großserienfahrzeugen heute bevorzugt Scheibenräder mit aus Stahlblech gepreßten Radscheiben (auch Radschüssel genannt) verwendet.

Zur Befestigung der Radscheibe an der Radnabe sind in ihrem zen trischen Teil üblicherweise (z. B. DE 30 27 191 A1) vier bis fünf, mindestens jedoch drei Radbolzenlöcher vorgesehen, die kreisförmig und gleichmäßig gegeneinander versetzt angeordnet sind, wobei Lochzahl und Lochkreisdurchmesser von den jeweiligen konstruktiven Gegebenheiten und Beanspruchungen abhängen. Die Verschraubung erfolgt dabei entweder mit Hilfe von Befestigungs schrauben, welche durch die Radbolzenlöcher hindurch in die Rad nabe eingeschraubt werden und mit ihren Schraubenköpfen an der Radschüssel anliegen, oder mit Hilfe von fest an der Radnabe an geordneten Schraubbolzen, auf welche nach Aufsetzen der Rad scheibe Befestigungsmuttern aufgeschraubt werden.

Im allgemeinen ist das Radscheibenblech im Lochrandbereich der Radbolzenlöcher dabei jeweils zum Schraubenkopf bzw. zur Schrau benmutter hin trichterähnlich durchgedrückt, so daß zwischen Schraubenkopf und Radnabe ein sich zur Radnabe hin erweiternder zumindest annähernd kegelstumpfähnlicher Radscheibenteil liegt, der in seiner Wirkung auf die Verschraubung ähnlich wie eine Tellerfeder wirkt, d. h. beim Anschrauben der Radscheibe an der Radnabe im erheblichen Maße elastisch federnd verformt wird.

Die Zentrierung der Radscheibe auf der Radnabe erfolgt bei die sen Scheibenrädern dabei üblicherweise durch das Zusammenwirken der mit kugeligen oder kegeligen Auflageflächen versehenen Schraubenköpfe bzw. Befestigungsmuttern mit den entsprechend ku gelig oder kegelig ausgebildeten Lochrändern der Radbolzenlö cher.

Um die Fahrzeugräder z. B. zwecks Reifenwechsels schneller mon tieren und demontieren zu können, ist es insbesondere bei Sport- und Rennfahrzeugen auch bereits bekannt, ein Kraftfahrzeugrad mit nur einer Schraubverbindung lösbar mit der zugehörigen Radnabe zu verbinden, nämlich mittels einer auf den Radzapfen aufgeschraubten Zentralmutter.

Bei einem als Gußrad ausgebildeten bekannten Kraftfahrzeugrad dieser Art (DE 28 18 512 A1) weist der die Felge tragende zen trische Teil des Rades eine sich axial über einen wesentlichen Teil der Radbreite erstreckende kompakte zentrale Führungsbuchse auf, die ihrerseits mit einer im Durchmesser mehrfach abgestuf ten zentralen Aufnahmebohrung für den seinerseits ebenfalls ab gestuften Radzapfen versehen ist. Auf das mit einem Gewinde ver sehene freie Ende des Radzapfens ist eine sich mit ihrem naben seitigen Teil in die Zentralbohrung hineinerstreckende Zentral mutter aufgeschraubt, die etwa mittig einen nabenseitig abge schrägten Radialbund trägt, der mit einer damit korrespondieren den außenseitigen angeschrägten Ringzone der zentralen Führungs buchse zusammenwirkt und einerseits eine Zentrierung des Rades auf dem Radzapfen und andererseits eine axiale Verspannung zwi schen Rad und Radnabe bewirkt. Eine drehmomentenschlüssige Ver bindung zwischen Radzapfen und Rad bzw. dessen zentraler Füh rungsbuchse wird durch eine einerseits im nabenseitigen Bereich der Zentralbohrung und andererseits im nabenseitigen Bereich des Radzapfens angeordnete Sinusverzahnung bewirkt.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeugrad der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 genannten Art zu schaffen, insbesondere ein solches für Perso nenkraftfahrzeuge, das sich u. a. durch eine einfache Montage, vergleichsweise geringes Gewicht und günstige Herstellkosten auszeichnet.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispie les wird die Erfindung nachstehend näher erläutert.

In der Zeichnung zeigt

Fig. 1 einen Schnitt durch das fertig montierte er findungsgemäße Kraftfahrzeugrad,

Fig. 2 die Draufsicht auf eine für die Befestigung des Rades eingesetzte Klemmscheibe und

Fig. 3 einen Teilschnitt dieser Scheibe entlang der Schnittführung III.

Fig. 1 zeigt ein als Scheibenrad ausgebildetes Kraftfahrzeugrad 1 für Personenkraftfahrzeuge mit einer nur angedeuteten Felge 2 und einer diese Felge tragenden, z. B. aus Stahlblech gepreßten Radschüssel bzw. Radscheibe 3 zur Befestigung an der mittels ei nes Wälzlagers 8 drehbar in einem üblichen Schwenklager 9 gela gerten Radnabe 4.

Zur lösbaren Befestigung der Radscheibe 3 an der Radnabe 4 ist nur eine Schraubvorrichtung, nämlich eine auf den von der Radna be 4 getragenen Radzapfen 5 aufgeschraubte Zentralmutter 6 vor gesehen, deren Gewinde vorzugsweise als Feingewinde ausgebildet ist, um auch von Hand mittels eines Radmutterschlüssels ausrei chend hohe Anziehmomente aufbringen zu können.

Durch die Zentralmutter 6 wird die Radscheibe 3 nicht unmittel bar mit der Radnabe 4 verspannt und verschraubt, sondern in noch näher zu erläuternder Weise nur mittelbar, nämlich mittels einer auf dem Radzapfen 5 gelagerten etwa kreisförmigen Klemmscheibe 7, die axialfedernd ausgebildet und selbst durch die Zentralmut ter 6 unmittelbar fest gegen die Radnabe 4 gespannt ist.

Die Radscheibe 3 ist für ihre Befestigung an der Radnabe 4 mit einem ein vergleichsweise großes Zentralloch 32 umschließenden ringförmigen Befestigungsbereich 31 ausgestattet, der eben aus gebildet ist und mindestens 3 gleichmäßig über ihn verteilte Bolzenbohrungen 33 aufweist. Im Vergleich zu üblichen Scheiben rädern mit aus Stahlblech gepreßten Radscheiben ist das erfin dungsgemäße Kraftfahrzeugrad in seinem Befestigungsbereich somit sehr einfach ausgebildet.

Die Radscheibe 3 liegt mit ihrem ringförmigen ebenen Befesti gungsbereich 31 an der im wesentlichen ebenen Stirnfläche 41 der Radnabe an, wobei die mindestens drei Bolzenbohrungen 33 von an der Radnabe 4 befestigten mindestens drei Stehbolzen 42 durch griffen werden, deren Bolzenquerschnitt mit dem Bohrungsquer schnitt der Bolzenbohrungen korrespondiert. Über diese Stehbol zenverbindungen sind Radscheibe 3 und Radnabe 4 drehmomenten schlüssig miteinander verbunden.

Die den Radzapfen 5 tragende Radnabe 4 weist einen aus ihrer an sich ebenen Stirnfläche 41 in Richtung Radscheibe axial vor springenden und konzentrisch zum Radzapfen 5 ausgerichteten kreisringförmigen Zentrierabsatz 45 für das Zentralloch 32 der Radscheibe 3 auf, der sich entlang seines Außenumfangs konisch leicht verjüngt und in das in seinem Lochrandbereich als Gegen konus ausgebildete Zentralloch 32 der Radscheibe 3 eingreift. Durch diesen Zentrierabsatz wird eine genaue Zentrierung der Radscheibe 3 bzw. des Rades 1 relativ zum Radzapfen 5 gewährlei stet, wobei durch die Ausbildung des Zentrierabsatzes als quasi "Anlaufkonus" das paßgenaue Aufsetzen der Radscheibe 3 auf die Radnabe 4 erleichtert wird.

Die einerseits mit ihrem Zentralloch 32 auf den Zentrierabsatz 45 und andererseits mit ihren mindestens drei Bolzenbohrungen 33 auf die mindestens drei Stehbolzen 42 der Radnabe 4 aufgesteckte Radscheibe 3 wird durch die vorerwähnte Klemmscheibe 7 zuverläs sig und sicher mit der Radnabe verspannt.

Wie Fig. 2 erkennen läßt, weist die im wesentlichen kreisförmi ge, axial federnde Klemmscheibe 7 einerseits ein im Durchmesser etwa dem Radzapfendurchmesser entsprechendes Zentralloch 71 auf, mit dem sie auf dem Radzapfen 5 gelagert ist, und andererseits auf einem dazu konzentrischen Lochkreis mindestens drei, im dar gestellten Ausführungsbeispiel sechs Langlöcher 72, mit denen die Klemmscheibe 7 auch auf die freien Enden der die Radscheibe 3 durchgreifenden mindestens drei Stehbolzen 42 aufgesteckt wird.

Wie Fig. 2 zeigt, sind die Langlöcher 72 ähnlich wie bei bekann ten Bajonettverschlüssen ausgebildet, d. h. sie besitzen ein enends einen ihre normale Lochbreite wesentlich überschreitende Durchstecköffnung 73. Der Durchmesser dieser Durchstecköffnung 73 ist geringfügig größer bemessen als der Durchmesser des Bol zenkopfs 43 der mindestens drei Stehbolzen 42, so daß die Klemm scheibe 7 bei der Montage des Rades schnell und sicher einer seits auf den Radzapfen 5 und andererseits auf die mindestens drei Stehbolzen 42 aufgeschoben werden kann.

Die Bolzenköpfe 43 der mindestens drei Stehbolzen 42 sind ihrer seits jeweils mit Hinterschneidungen 44 in Form umlaufender Ringnuten versehen, deren Nutbreite jeweils geringfügig breiter bemessen ist als die Klemmscheibendicke, wie dies in Fig. 1 er kennbar ist. Die normale Lochbreite der mindestens drei Langlö cher 72 der Klemmscheibe ist ihrerseits nun jeweils einerseits geringer als der Durchmesser der Bolzenköpfe 43, andererseits aber geringfügig größer bemessen als diese Hinterschneidungen 44 bzw. die Ringnutendurchmesser.

Bei der Befestigung der Radscheibe 3 an der Radnabe 4 wird zu erst die Radscheibe 3 mit ihrem Zentralloch 32 auf den Zentrier absatz 45 und mit ihren mindestens drei Bolzenbohrungen 33 auf die mindestens drei Stehbolzen 42 der Radnabe 4 bis zur Anlage ihres ringförmigen ebenen Befestigungsbereiches 31 an der Stirn fläche 41 der Radnabe aufgeschoben und anschließend die Klemm scheibe 7 mit ihrem Zentralloch 71 auf den Radzapfen 5 und mit ihren durchmessergrößeren Durchstecköffnungen 73 über die Bol zenköpfe 43 auf die mindestens drei Stehbolzen 42 aufgesteckt und anschließend derart - im Ausführungsbeispiel im Uhrzeiger sinn - verdreht, daß sie die Hinterschneidungen 44 der Bolzen köpfe 43 der mindestens drei Stehbolzen 42 hintergreift, d. h. derart, daß der der durchmessergrößeren Durchstecköffnung 73 je weils benachbarte schlitzförmige schmalere Bereich der minde stens drei Langlöcher 72 in die ringnutartigen Hinterschneidun gen der Stehbolzen hineingleitet.

Wenn anschließend die Zentralmutter 6 auf das Feingewinde des Radzapfens 5 aufgeschraubt wird, dann wird die Klemmscheibe 7, die zunächst die in Fig. 1 gestrichelt angedeutete entspannte Lage einnimmt, durch die Zentralmutter in ihrem Zentralbereich in Richtung Radnabe gebogen und schließlich axial fest gegen die Radnabe 4 gespannt. Gleichzeitig erfolgt auch eine Verspannung zwischen den mindestens drei Stehbolzen 42 und der mit ihren mindestens drei Langlöchern 72 in die ringnutförmigen Hinter schneidungen 44 dieser Stehbolzen eingreifenden Klemmscheibe 7, was mit einer entsprechenden axialen Druckausübung auf die Rad scheibe 3 verbunden ist, wodurch eine für den Fahrbetrieb des Fahrzeugs sichere und zuverlässige Verbindung zwischen Radschei be 3 und Radnabe 4 hergestellt ist.

Obgleich die durch die Zentralmutter hergestellte Verbindung ei ne sehr sichere Verbindung darstellt, ist es von Vorteil, zu sätzliche Maßnahmen zu treffen, um ein ungewolltes Zurückdrehen der Klemmscheibe in ihre Montageposition mit Sicherheit zu ver hindern.

Eine solche Rückdrehsicherung kann - wie im dargestellten Aus führungsbeispiel - in einfacher Weise dadurch realisiert werden, daß über die Klemmscheibe 7 verteilt angeordnete, in Richtung Radnabe 4 ausgestellte federnde zungenförmige Durchdrückungen 74 vorgesehen werden, die bei angezogener Zentralmutter 6 verdreh sichernd in mit ihnen korrespondierende Vertiefungen 46 der Rad nabenstirnfläche eingreifen, wie dies in Fig. 1 erkennbar ist.

Im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 2 sind die zungenförmigen Durchdrückungen 74 jeweils an der Peripherie von im Bereich zwi schen dem Zentralloch 71 und den radial äußeren Langlöchern 72 u. a. aus Gewichts- und Montagegründen angeordneten zusätzlichen Löchern 75 angeordnet. Durch Zahl und Abmessung dieser zusätzli chen Löcher 75 kann u. a. natürlich auch die axiale Federstei figkeit der Klemmscheibe 7 beeinflußt werden.

Bezugszeichenliste

1 Kraftfahrzeugrad
2 Felge
3 Radscheibe
31 ringförmiger ebener Befestigungsbereich
32 Zentralloch der Radscheibe
33 Bolzenbohrung
4 Radnabe
41 Stirnfläche der Radnabe
42 Stehbolzen
43 Bolzenkopf
44 Hinterschneidung (Ringnut)
45 Zentrierabsatz
46 Vertiefung
5 Radzapfen
6 Zentralmutter
7 Klemmscheibe
71 Zentralloch
72 Langloch
73 Durchstecköffnung
74 zungenförmige Durchdrückung
75 Loch
8 Wälzlager
9 Schwenklager.

Claims

1. Kraftfahrzeugrad, insbesondere für Personenkraftfahrzeuge, dessen die Felge (2) tragender zentrischer Teil mittels einer auf den Radzapfen (5) aufgeschraubten Zentralmutter (6) lös bar mit der Radnabe (4) verbunden ist, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der als Radscheibe (3) ausgebildete zentrische Teil liegt mit einem ein Zentralloch (32) umschließenden ringförmigen ebenen Befestigungsbereich (31) an der im wesentlichen ebenen Stirnfläche (41) der Radnabe (4) an, wobei minde stens drei gleichmäßig über den ringförmigen Befestigungs bereich (31) verteilte Bolzenbohrungen (33) von an der Radnabe (4) befestigten Stehbolzen (42) mit Hinterschnei dungen (44) aufweisenden Bolzenköpfen (43) durchgriffen sind.
b) Die den Radzapfen (5) tragende Radnabe (4) weist einen aus ihrer ebenen Stirnfläche (41) axial vorspringenden, kon zentrisch zum Radzapfen (5) liegenden und sich entlang seines Außenumfangs konisch leicht verjüngenden kreis ringförmigen Zentrierabsatz (45) auf, der in das in seinem Lochrandbereich als Gegenkonus ausgebildete Zentralloch (32) der Radscheibe (3) eingreift.
c) Eine im wesentlichen kreisförmige, axial federnde Klemm scheibe (7) mit einem Zentralloch (71) und mindestens drei auf einem dazu konzentrischen Lochkreis liegenden Langlö chern (72) ist mit ihrem Zentralloch (71) auf den Radzap fen (5) und mit ihren drei Langlöchern (72) - die Hinter schneidungen (44 ) der Bolzenköpfe (43) hintergreifend - auf die die Radscheibe (3) durchgreifenden mindestens drei Stehbolzen (42) aufgeschoben und durch die Zentralmutter (6) axial fest gegen die Radnabe (4) gespannt.

2. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die drei Langlöcher (72) der Klemmscheibe (7) jeweils eine Lochbreite, die geringer als der Durchmesser des Bolzen kopfs (43), aber geringfügig größer als dessen Hinterschnei dung (44) ist, sowie einenends eine während der Montage ein Durchstecken des Bolzenkopfs (43) ermöglichende durchmesser größere Durchstecköffnung (73) besitzen.

3. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Hinterschneidungen (44) der Bolzenköpfe (43) als um laufende Ringnuten ausgebildet sind, deren Nutbreite jeweils geringfügig breiter ist als die Klemmscheibendicke.

4. Kraftfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet, durch über die Klemmscheibe (7) verteilt angeordnete, in Richtung Radnabe (4) ausgestellte federnde zungenförmige Durchdrückungen (74), die bei angezogener Zentralmutter (6) verdrehsichernd in mit ihnen korrespondierende Vertiefungen (46) der Radnabenstirnfläche eingreifen.