DE3446964C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Patentanspruches 1.

Ein solches Fahrzeugrad ist aus der DE 26 35 983 A1 bekannt. Dort sind separate Kreisflächen bzw. Kreisteilflächen als Auf­ lagen an Nabe bzw. Bremstrommel vorgesehen. Es werden nur Teile der Auflageflächen in der Scheibe des Felgenrades mit der Naben­ fläche der Schraube in Berührung gebracht, ohne daß eine Berüh­ rung mit einer Spiegelfläche um das Schraubenloch mit der Naben­ fläche erfolgt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Fahrzeugrad so weiterzubilden, daß seine Stabilität und Ermü­ dungsbeständigkeit verbessert ist.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die kennzeichnenden Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung ist im Patentan­ spruch 1 beschrieben.

Die Erfindung erreicht eine Verringerung des Kontaktdruckes zwischen dem Scheibenteil und der Mutter, wobei die Stabilität des Fahrzeugrades auch durch ein Formprägen der vorgesehenen Nuten gefördert wird.

Der Begriff Formprägen für die Herstellung der Nut bedeutet ein sogenanntes Einkerben ähnlich einem Prägen, wobei eine plastische Druckverformung einer Außenfläche des Scheibenbe­ reichs erreicht wird, der auf einem Amboß fixiert ist, oder durch ein Gesenk, das oben die positive Form der Nut aufweist.

Das erfindungsgemäße Rad wird an den Figuren weiter erläutert. In diesen zeigt

Fig. 1 einen Teilschnitt durch den Hauptteil des mit Felge versehen Rades;

Fig. 2 eine Seitenansicht des Rades der Fig. 1;

Fig. 3a u. 3b schematische Darstellungen von 2 Ausführungsformen des Scheibenteils mit der Nut nach der Erfindung und

Fig. 4a u. 4b Diagramme zum Vergleich der Belastungsamplitude.

In Fig. 1 ist der Hauptteil einer Scheibe eines mit Felge versehenen Rades, welches sich als Hinterrad für Lastfahrzeuge eignet, gezeigt, bestehend aus Nabe 1, Bremstrommel 2, Rad 3, Scheibenteil 4, Felgenteil 5, Bolzenteil 6 und Loch 7.

Bei dieser Ausführungsform ist der Bolzen mit einem in der Mitte vorgesehenen Flansch und einem Gewindeteil an beiden Seiten versehen. An einer Seite des Bolzens sind Nabe und Bremstrommel zwischen mittlerem Flansch und innerer Mutter fixiert, während der Scheibenteil 4 an der Nabe 1 koaxial befestigt ist und an der anderen Stirnseite der Bremstrommel über eine mit Flanschen versetzte Sechseckmutter 8 befestigt ist.

In Fig. 2 sieht man die Außenseite des Scheibenbereichs 4. Eine gleichmäßige Fixierung wird erreicht mit Hilfe einer Vielzahl von mit Flanschen versetzten Sechseckmuttern 8 z. B. 8 bis 10 Muttern, die in gleichen Abständen über einen Wälz­ kreis 9 koaxial zum Scheibenteil 4 angeordnet sind.

Wird von außen, insbesondere quer, eine Kraft auf einen (nicht gezeigten) Luftreifen und auf der Felge 5 ausgeübt, wird sie vom Felgenteil 5 auf den Scheibenteil 4 übertragen und kann sich in dem Bereich des Scheibenteils konzentrieren, welcher mit der äußeren Flanschkante der Mutter in Berührung steht, wodurch es zu Rissen kommen kann, wie durch die Bezugs­ zeichen 10 angedeutet. Das Wachsen solcher Risse führt häufig zu Ermüdungsbrüchen im Scheibenbereich.

Um Ermüdungsbrüche zu vermeiden, ist nach der Erfindung der Scheibenteil 4 mit einer Vielzahl von Nuten 11 ausgestattet, die die Pressung zwischen Scheibenteil 4 und äußerer Flansch­ kante der Muttern 8 herabzusetzen vermögen (Fig. 3a und 3b).

Diese Nut 11 wird im Scheibenbereich 4 durch Formprägen an einer Stelle entsprechend der äußeren Flanschkane der Nut 8 entlang zumindest einem äußeren Bereich des Wälzkreises 9, in geringer Breite w eingearbeitet und erstreckt sich inner­ halb und außerhalb eines Radius r der äußeren Flanschkante. In diesem Fall besitzt die Nut 11 die Form eines Bogens (Fig. 3a) oder eines Rings (Fig. 3b).

Das Formprägen zur Bildung der Nut trägt zur Erhöhung der Härte des bearbeiteten Bereichs bei, so daß die Rißbildung herabgesetzt wird. Die Nut verhindert auch eine direkte Be­ rührung mit der äußeren Flanschkante und dient zur Verhin­ derung von Spannungskonzentrationen im Scheibenbereich, die mit der Flanschkante in Berührung kommen.

Die Nuttiefe sol ¹/₅₀ bis ½₀ der Dicke t des Scheibenteils 4 betragen. Die Nutbreite w liegt zweckmäßigerweise zwischen 2 und 6 mm und erstreckt sich von einem Radius r′, der 1 bis 3 mm kleiner ist als der Flansch­ radius r der Nut 8, bis zu einem Radius r′′, der 1 bis 3 mm größer ist als der Flanschradius r.

Aufgrund eines solchen Formprägens steigt die Härte in un­ mittelbarer Nähe der Nut 11 um etwa 20% gegenüber der Härte HV des Scheibenbereichs, die im allgemeinen 135 bis 155 be­ trägt. Vergleicht man die Lastverteilung in der Nähe der äußeren Flanschkante, wie in den Diagrammen in den Fig. 4a und 4b gezeigt, so ist die Spannungsamplitude oder Last­ amplitude σ a während des Betriebs unter Last um etwa 30% verringert im Vergleich zu einem Rad ohne der erfindungs­ gemäßen Nut.

Wie oben bereits darauf hingewiesen, ist die Ermüdungsbe­ ständigkeit des Scheibenbereichs durch synergistische Wirkung verbessert, indem die äußere Flanschkante der Sechseckmutter nicht direkt in Berührung kommt mit dem Scheibenteil während des Betriebs unter Last, während gleichzeitig die Härte dieses Nicht-Berührungsteils durch Formprägen erhöht wird, so daß insgesamt die Lebensdauer des Felgenrades beträchtlich verlängert ist.

Claims (2)

1. Fahrzeugrad, bestehend aus einer Felge (5) mit einer an einer Nabe (1) oder dgl. auf einer Planfläche anliegend be­ festigten Radscheibe (4), wobei die Befestigung über eine Mehr­ zahl von auf einem Lochkreis (9) angeordneten Schraubenbolzen (6) erfolgt, die Bolzenlöcher (7) in der Radscheibe (4) durch­ greifend mit zugehörigen Muttern (8) an einer Planfläche der Scheibe (4) anliegen, dadurch gekennzeichnet, daß die Bolzenlöcher (7) zumindest in dem zur Radaußenseite gewand­ ten Bereich der Radscheibe (4) mit konzentrischen durch Formprä­ gen eingepreßten Nuten (11) versehen sind, wobei die Nuten eine Tiefe von ¹/₅₀ bis ½₀ der Dicke der Radscheibe (4) und eine Breite (w) von 2 bis 6 mm aufweisen, die sich von einem inneren Radius (r′), der 1 bis 3 mm kleiner ist als der Außenradius (r) der Mutter (8) oder ggf. einer Unterlagscheibe, bis zu einem äußeren Radius (r′′), der 1 bis 3 mm größer ist als der Außenra­ dius (r) der Mutter (8) oder ggf. der Unterlagscheibe er­ strecken.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Nuten (11) konzentrisch um den gesamten Umfang der Löcher (7) er­ strecken.