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Anordnung zum mittigen Befestigen eines Rades für Kraftfahrzeuge od.
dgl. auf seiner Achse Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zum mittigen
Befestigen eines Rades für Kraftfahrzeuge od. dgl. auf seiner Achse unter Verwendung
einer längs geschlitzten Haltehülse mit konischer Innenfläche und eines in ihr längs
beweglichen Innenkegels, der ein Aufweiten der Haltehülse bewirkt.
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Es sind bereits Anordnungen zum mittigen Befestigen von abnehmbaren
Rädern auf ihren Achsen bekannt, bei welchen ein konisches Stück sich gegenüber
der ausdehnbaren Achsnabe so verstellen läßt, daß diese sich gegen die Radnabe anlegt.
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Bei den verschiedenartigen Ausführungen dieser Art fand die Bewegung
des konischen Teiles gegenüber der Achsnabe indessen nicht in Axialrichtung, sondern
vielmehr in schraubenlinienförmiger Richtung statt, wodurch es unmöglich wurde,
auf besonders einfache Weise das konische Stück gegen unbeabsichtigte Drehung zu
sichern, die eine Freigabe des Rades herbeiführen würde. Das Festlegen dieses konischen
Stückes erforderte vielmehr verwickelte Anordnungen, so daß die abnehmbaren Räder
derartiger Ausführung sich nicht einführen konnten.
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Die Erfindung beseitigt diese Nachteile und geht von einer mittigen
Befestigung für abnehmbare Räder auf ihren Achsen aus, bei welcher das konische
Stück, das sich im Innern der ausweitbaren Achsnabe bewegt, in Achsrichtung unter
der Wirkung einer Schraube verschiebbar ist. Erfindungsgemäß stützt sich die Schraube
auf dem Boden der topfartig ausgebildeten Radnabe ab. Diese Anordnung erlaubt es,
das unbeabsichtigte Lösen der Befestigungsanordnung durch einfache Mittel zu verhindern
und andererseits die positive Anlage der Radnabe gegen eine senkrecht zur Achse
liegende Stützfläche zu erhalten. Sie erlaubt es weiterhin, im Hinblick auf die
erfindungsgemäße reine Axialbewegung des konischen Stückes an Stelle eines solchen
auch andere Formen der Wirkungsfläche dieses Stückes zu verwenden, so z. B. eine
Pyramiden-bzw. Pyramidenstumpfform mit ebenen oder auch gekrümmten Seitenflächen
u. dgl. m.
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In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungen dieses Erfindungsgedankens
beispielsweise wiedergegeben. Hierbei zeigt Abb. 1 einen Längsschnitt durch den
mittleren Teil des Rades; Abb. 2 ist der entsprechende Schnitt durch das Ende der
Nabe gemäß Linie II-II der Abb. 3; Abb. 3 zeigt eine Endansicht der Nabe, von der
linken Seite der Abb. 2 aus gesehen, im Ausschnitt; Abb. 4 stellt einen den Fig.
1 und 2 entsprechenden Schnitt durch das mit der Nabe vereinte Rad dar; Abb. 5 stellt
einen Längsschnitt durch eine weitere Ausführungsform der Schraube dar, die den
Mittelteil der Anordnung gemäß der Erfindung bildet; Abb. 6 gibt im Ausschnitt die
Vorderansicht der Ausführungsform nach Abb. 5 wider und zeigt Plättchen, die eine
Drehung der Schraube gegenüber der Nabe bei Axialverschiebung dieser beiden Teile
gegeneinander verhindern sollen; Abb. 7 ist der Schnitt gemäß Linie VII-VII der
Abb. 6; Abb.8 zeigt die mittlere Schraube und den mittleren Teil des Rades, in dem
diese Schraube untergebracht ist.
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Wie aus den Abb. 1 bis 4 ersichtlich, ist gemäß der Erfindung die
Nabe 1 des Rades (oder der Radscheibe) 2 als kegelstumpfförmiger Topf ausgebildet,
dessen Boden 3 die größere Grundfläche darstellt und nach der Außenseite des Fahrzeuges
zu gelegen ist. Eine Schraube 4 ist in einer mittigen Bohrung 5 dieses Bodens 3
frei drehbar. Diese Schraube stützt sich gegen die Innen- und Außenflächen des Bodens
über ihrem Kopf 6 und einem Bund 7 ab. Um den Einbau der Schraube 4 zu ermöglichen,
sind entweder der Kopf 6 oder der Bund 7 oder beide Teile mit dem Schraubenschaft
fest, aber lösbar verbunden.
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Die Achsnabe 8 weist an ihrem Außenumfang die Form eines Zylinders
auf (s. Abb. 2 und 3), dessen Durchmesser ein wenig kleiner ist als der kleinere
Innendurchmesser 9 der Radnabe 1.
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Die. Achsnabe 8 isst an ihrer Innenfläche und ihrem freien Ende zu
über einen Teil oder ihre gesamte
Länge hin mit einer konischen
Bohrung 10 ausgestattet, die sich nach außen zu verengt. Nach Mantellinien der Achsnabe
verlaufende Schlitze 11 lassen zwischen sich Zungen 12 stechen, die um ihre Wurzeln
11a ausbiegen können. In den Abb. 2 bis 4 ist eine lotrecht verlaufende Anschlagscheibe
13 für das Rad 2 sichtbar, die mit der-Achsnabe 8 verbunden ist.
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Innerhalb der Kegelfläche 10 der Achsnabe ist ein Mittelstück untergebracht,
das in den Abbildungen als Mutter 14 dargestellt ist (Abb. 4), die eine kegelstumpfförmige
und der Kegelfläche 10 entsprechende Mantelfläche 10a aufweist und gemäß der Erfindung
längs verschiebbar, dabei aber gegen Drehung gesichert ist. Wenn diese Mutter nach
außen gezogen wird, ruft sie ein Ausbiegen der Zungen 12 nach außen hervor, so daß
sich die Achsnabe 8 in ihrem Durchmesser vergrößert. Wenn die Konstruktion so vorgesehen
ist, daß die Mutter 14 von innen (d. h. in Abb. 2 von der rechten Seite her) in
die Nabe 8 eingeführt werden kann, so bietet dieses Einbringen der Mutter keine
Schwierigkeiten. In anderen Fällen bringt man die Mutter 14 auf an sich bekannte
Weise in die Nabe hinein, z. B. sieht man eine zwei- oder mehrteilige Mutter 14
vor, wobei die Unterteilung nach Radien vorgesehen ist, und man führt (in Abb. 2)
in auseinandergenommenem Zustand die einzelnen Teile von links in die Achsnabe ein.
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Die Drehungssicherung der Mutter kann man erreichen, indem man die
Außenfläche 10a der Mutter 14 in dauernder Reibungsberührung mit der Innenflache
10 der Achsnabe 8 hält. Man kann z. B. die Innenfläche der Bohrung 10 mit einem
Ringvorsprung 15 ausstatten, gegen den ein nachgiebiger Teil, z. B. eine Schraubenfeder
16, anliegt, deren unteres Ende sich gegen die Hinterfläche der Mutter 14 abstützt.
Man kann aber auch die Mutter dadurch an einer Verdrehung hindern, daß man zwischen
der Achsnabe, 8 und Mutter 14 Nut- und Federverbindungen vorsieht.
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Das Rad wird in der folgend beschriebenen Weise auf die Nabe aufgebracht:
Man schiebt die Radnabe 1 auf die nicht auseinandergespreizte Achsnabe 8 auf. Dieses
Aufschieben geschieht ohne Schwierigkeiten, da zwischen dem äußeren Durchmesser
der Achsnabe und dem inneren Durchmesser 9 der Radnabe 1 ein ausreichendes Spiel
besteht. Bei diesem Aufschieben wird die Feder 16 zusammengedrückt.
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Durch Anziehen der Schraube wird der Teil 17 der Radscheibe gegen
die Anschlagscheibe 13 der Achsnabe zur Anlage gebracht. Die Mutter 14 wird axial
nach außen gezogen und biegt dabei die Zungen 12 der Achsnabe radial nach außen,
die sich unter starkem Druck gegen die Innenfläche der Radnabe 1 anlegen. Das Rad
ist auf diese Weise genau zentriert und auf der Achsnabe 8 zuverlässig befestigt.
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Um das Rad abzunehmen, genügt es, die Schraube 4 im umgelehrten Sinne
zu drehen, die Mutter 14 hierdurch zurückzustoßen und das Rad freizugeben, da die
Zungen 12 dank ihrer elastischen Eigenschaften ihre Ausgangslage wieder einnehmen.
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Abb. 5 zeigt eine besondere Ausführungsform für die Mutter- 14 und
Abb. 8 eine vorzugsweise Ausführungsform für die Schraube 4.
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Nach dieser Ausführungsform weist die Mutter 14 ein Gewinde 18 und
eine leichte, nach der Außenseite zu gelegene Abfasung 19 auf, um das Einbringen
der Schraube 4 zu erleichtern. Diese Schraube ist mit einem zweiten Bund 7A ausgestattet.
Die zwei Bunde 7 und 7A lassen zwischen sich einen Raum frei, der ein wenig größer
ist als die Stärke des Bodens 3 der Radnabe 1. Die Bunde können entweder beide auf
die Schraube-aufgebracht werden, oder es wird der eine mit der Schraube aus einem
Stück hergestellt, während der andere aufgedrückt wird. Auf diese Weise nimmt die
Schraube bei jeder beliebigen, dabei aber zur eigenen Achse parallelen Lageveränderung
mit großer Genauigkeit und praktisch spielfrei die Radnabe 1 mit. Ein besonderes
Merkmal dieser Ausführungsform für die Schraube besteht darin, daß sie nach vorn
zu vor dem mit Gewinde versehenen Teil 20 des Schaftes einen glatten zylindrischen
Teil 21 aufweist, wie er aus Abb. 8 ersichtlich ist, und dessen Durchmesser im Rahmen
der üblichen Toleranzen dem Innendurchmesser des Gewindes 20 entspricht sowie dessen
Länge ausreichend bemessen ist, um die Schraube 4 genau in die Achse des Gewindes
18 der Mutter 14 hineinzugeben, bevor die Gewindegänge ineinandergreifen. Dieses
Merkmal hat eine besondere Wichtigkeit: Wenn nämlich die Schraube 4 nicht genau
achsgleich eingeführt würde und diese Lage gegenüber der Gewindebohrung 18 vor dem
Beginn des Eingreifens der Gewindegänge gesichert wäre, so würde sich unter dem
Einfluß des Gewichtes des Rades 1 ein falscher Eingriff des Gewindes 20 der Schraube
4 gegenüber dem Gewinde 18 der Mutter 14 herausstellen, und diese Gewindegänge würden
mit Sicherheit zerstört werden. Aus diesem Grunde soll der Teil 21 eine Länge aufweisen,
die genügend ist, um die gegenseitige Einstellung dieses Teiles mit größter Genauigkeit
sicherzustellen.
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Es ist nicht nötig, daß die Radnabe 1 die Form eines Kegelstumpfes
aufweist, der sich nach der Fahrzeugseite zu verjüngt, wie sie in den Abb. 1 und
4 dargestellt ist. So besteht z. B. die Möglichkeit, der Radnabe 1 die Form eines
Zylinders zu geben oder die Form eines Kegels, dessen Spitze umgekehrt liegt wie
die des Kegels nach den Abb. 1 bis 4, d. h. also nach außen zu verjüngt ist.
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Es hat sich herausgestellt, daß die Anordnung auch die obenerwähnten
Vorteile zeigt, wenn der Teil 1 zylindrisch ausgebildet ist oder seine Konizität
den umgekehrten Sinn aufweist, wie in den Abb. 1 bis 4 gezeigt. Die Spannwirkung
infolge des Ausdehnens des Endes der Achsnabe 8 gegenüber dem Teil 1 ist nämlich
ausreichend wirkungsvoll, um das Rad zu halten, unabhängig davon, wie der Teil 1
ausgebildet ist, während das Aufschieben durch eine Formgebung erleichtert ist.
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Obwohl in den vorher angegebenen. Ausführungsbeispielen die Radnabe
1 und die Achsnabe 8 mit kreisförmigem Querschnitt dargestellt und beschrieben sind,
versteht es sich, daß die Erfindung auch in der Weise angewandt werden kann, daß
diese Teile einen vieleckigen Querschnitt aufweisen. In diesem Fall bilden die Innenfläche
der Radnabe und die Außenfläche der Achsnabe einen Pyramidemstumpf oder ein Prisma,
die sich nach Ausdehnung der Achsnabe gegeneinanderlegen. Die Innenfläche, 10 der
Achsnabe kann ebenfalls sowohl kegelstumpfförmig sein, wie dies vorstehend angegeben
ist, sie kann aber auch die Form eines Pyramidenstumpfes aufweisen und z. B. sechseckig
sein, wobei die Mutter 14 eine entsprechende pyramidenstumpfförmige Außenform aufweisen.
muß.
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Um auf noch sichere Weise die- Lage des Rades gegenüber der Nabe zu
sichern, können Vorsprünge und. Aus,nehmungen in der Scheibe 13 der Nabe und auf
dem Teil 17 des Rades vorgeseehen sein, die sich gegeneinander abstützen.
Diese Vorsprünge und Ausnehmungen können; durch Elemente gebildet werden,
die
in radialen Abständen zueinander angeordnet sind, sie können aber auch jeweils durch
ein ringförmiges und geschlossenes Element gebildet werden.
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Obwohl im vorstehenden davon ausgegangen ist, daß die Radnabe 1 starr
ausgebildet ist und der Teil 8 der Nabe ausgedehnt werden kann, ist es auch möglich,
die Radnabe 1 zusammenziehbar auszugestalten, dagegen aber die Nabe 8 starr auszubilden.
Weiterhin kann man auch die Zusammenziehbarkeit der Radnabe 1 mit einer Auseinanderdehnbarkeit
der Achsnabe 8 verbinden.
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Das Teil, welches dazu dient, eine axiale Zugkraft auf das mittige
Sperrorgan - in den Ausführungsbeispielen die Mutter 14 - auszuüben, kann auch anders
ausgebildet werden, als dies durch die Schraube 4 verwirklicht ist. So könnte man
z. B. an einem der Mutter 14 entsprechenden Teil einen Schaft befestigen, der mit
einem mit Gewinde versehenen Ende die Bohrung 5 durchdringt und auf den eine Mutter
aufgeschraubt werden kann, die sich gegenüber dem Teil 3 des Rades abstützt, und
zwar in der Weise, wie dies durch den Kopf 6 der Schraube 4 nach Abb. 4 verwirklicht
ist.
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Auch könnte man den der Mutter 14 entsprechenden Teil dadurch nach
außen verlagern - oder Teil 3 des Rades nach innen, oder beide Teile gegeneinander
-, daß man ein anderes Element als eine Schraube, z. B. einen sich drehenden exzentrischen
Nocken, vorsieht, der in der Ebene der Achse des Rades liegt und am äußeren Ende
eines Schaftes gelagert ist, welcher die Schraube 4 nach Abb. 4 ersetzt und aus
einem Stück mit dem der Mutter 14 entsprechenden Teil besteht sowie sich auf der
Bodenfläche 3 der Radnabe abstützt.
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In den Abb. 6 und 7 ist eine Ausführungsform für diese Nut- und Federverbindung
beschrieben. Sie besteht aus schmalen Streifen 26, die in radial verlaufeuden Ebenen
angeordnet und an der Mutter 14 befestigt sind. Diese Streifen sind so dünn gehalten,
daß sie in die Schlitze 11 in der Nabe eingreifen können. Wird die Schraube 4 angezogen,
so bewegt sich die Mutter 14 nach links, so daß sich die Fläche 24 der Mutter gegenüber
der Fläche 25 der Nabe abstützt und gleichzeitig die Streifen 26 in die Schlitze
11 eingreifen.