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Verbesserte Nabe für Fahrzeug - Dokument DE60025422T2
 
PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE60025422T2 03.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001086829
Titel Verbesserte Nabe für Fahrzeug
Anmelder Meritor Heavy Vehicle Systems, LLC, Troy, Mich., US
Erfinder Brookey, Michael W., New Carlisle, Ohio 45344, US;
Hall, John C., Centerville, Ohio 45459, US
Vertreter Prinz und Partner GbR, 80335 München
DE-Aktenzeichen 60025422
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 20.09.2000
EP-Aktenzeichen 001201276
EP-Offenlegungsdatum 28.03.2001
EP date of grant 11.01.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 03.08.2006
IPC-Hauptklasse B60B 27/00(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Fahrzeugnabe gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1. Eine Fahrzeugnabe dieser Art ist aus US-A-5,303,800 bekannt, die den am nächsten kommenden Stand der Technik darstellt.

Typische Fahrzeugnaben haben Befestigungsflächen für innen liegende und außen liegende Lager. Die Lager sind in die Nabe eingepasst und erlauben es der Nabe, sich am Ende einer relativ feststehenden Achsbaugruppe zu drehen. Damit sich die Naben ungehindert drehen können, und um die reibungsbedingte Wärme zu verringern, müssen die Lager geschmiert werden. Eine Schmiermittelkammer befindet sich daher in der Nabe zwischen den Lagersitzen, um ein Schmiermittel wie zum Beispiel Fett darin aufzunehmen. Die Naben stellen normalerweise Schmierkammern von recht großem Fassungsvermögen bereit, um eine große Menge Schmiermittel aufnehmen zu können, um eine lang anhaltende Leistung bereitzustellen.

Mit zunehmender Größe der Schmiermittelkammer ist jedoch eine größere Menge an Schmiermittel erforderlich, um den Schmierhohlraum ganz zu füllen. Mit zunehmendem Durchmesser des Schmiermittelhohlraums erfährt das Schmiermittel ferner eine größere Zentrifugalkraft, wenn sich die Nabe um die Achse dreht. Das Schmiermittel wird von den Lagern weggeschleudert, so dass eine korrekte Schmierung schwieriger wird. Die verminderte Schmierung erhöht die Auswirkungen von Reibung und Wärme, was möglicherweise zu einem Defekt des Lagers führt. Diese Zentrifugalwirkung ist ein besonderes Problem bei viskosen Schmiermitteln wie zum Beispiel synthetischem Fett.

Demzufolge ist es wünschenswert, eine verbesserte Fahrzeugnabe mit einer verbesserten Lagerkühlung und einer verbesserten Kompatibilität mit synthetischem Fett bereitzustellen.

Die Erfindung stellt eine Fahrzeugnabe mit den Merkmalen von Anspruch 1 bereit. Im Allgemeinen umfasst die verbesserte Fahrzeugnabe gemäß der vorliegenden Erfindung einen insgesamt zylindrischen, sich axial erstreckenden Körper mit einer darin ausgebildeten, mittig angeordneten Öffnung. Der Körper bildet einen innen liegenden Lagersitz, einen außen liegenden Lagersitz und dazwischen einen Schmiermittelhohlraum. Die Nabe stellt ferner mehrere einstückig damit ausgebildete offene Rippen bereit, die den Körper mit einem sich radial erstreckenden Flansch verbinden.

Die Rippen sind so ausgebildet, dass zwischen dem Körper und den Rippen ein offener Bereich gebildet wird. Die offene Struktur der Rippen ermöglicht eine verstärkte Kühlung des Körpers. Die Lagersitze und daher die Lager erhalten durch die offene Rippenstruktur zusätzliche Kühlung. Ferner bieten die offenen Rippen den zusätzlichen Vorteil, dass sie das Gesamtgewicht der Nabe verringern, ohne hinsichtlich Nabenfestigkeit und -steifigkeit Einbußen zu machen.

Der Schmiermittelhohlraum der Nabe hat vorzugsweise einen verminderten Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des innen liegenden und des außen liegenden Lagersitzes. Da der Schmiermittelhohlraum verkleinert ist, ist die zum Füllen des Hohlraums erforderliche Menge an Schmiermittel proportional herabgesetzt. Es ist weniger Schmiermittel notwendig, um eine lang anhaltende Leistung bereitzustellen. Ferner minimiert der verminderte Durchmesser des Schmiermittelhohlraums die auf das Mittel wirkende Zentrifugalwirkung. Die Lager erhalten eine konstantere Zufuhr von Schmiermittel, was die Leistung und Langlebigkeit der Lager weiter erhöht.

Die Nabe ist vorzugsweise als einstückiges Bauteil aus einem duktilen Eisen gegossen. Duktiles Eisen erleichtert die Konstruktion einer leichten Nabe, während es die Wärmeübertragungseigenschaften gegenüber ähnlichen Naben aus Eisen erhöht. Von den Lagern und dem Schmiermittel wird also zusätzliche Wärme abgeführt. Zu den vorteilhaften Wirkungen der verbesserten Nabe gemäß der vorliegenden Erfindung gehören eine erhöhte Lagerkühlung, ein geringeres Gewicht, ein kleinerer Schmiermittelhohlraum und eine erhöhte Festigkeit.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die verschiedenen Merkmale und Vorteile dieser Erfindung werden für den Fachmann aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der derzeit bevorzugten Ausführungsform ersichtlich. Die der ausführlichen Beschreibung beigefügten Zeichnungen lassen sich kurz wie folgt beschreiben:

1 ist eine allgemeine perspektivische Ansicht einer Fahrzeugnabenbaugruppe gemäß der vorliegenden Erfindung; und

2 ist eine Seitenansicht der Fahrzeugnabe von 1;

3 ist eine Vorderansicht der Fahrzeugnabe von 1; und

4 ist eine Schnittansicht der Fahrzeugnabe längs der Linie IV-IV von 3.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM

1 veranschaulicht eine Fahrzeugnabe 10 gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Nabe 10 hat einen insgesamt zylindrischen, sich axial erstreckenden Körper 12, der eine mittige Drehachse X definiert. In einer darin ausgebildeten, mittig angeordneten Öffnung 14 ist eine Achsspindel (bei 16 allgemein dargestellt) aufgenommen. Der Körper 12 bildet einen innen liegenden Lagersitz 18, einen außen liegenden Lagersitz 20 und dazwischen einen Schmiermittelhohlraum 22. Der innen liegende Lagersitz 18 und der außen liegende Lagersitz 20 nimmt jeweils eine Lagerbaugruppe 19 bzw. 21 auf. Der Körper 12 stellt ferner mehrere einstückig damit ausgebildete offene Rippen 24 bereit, die den Körper 12 mit einem sich radial erstreckenden Flansch 26 verbinden. Vorzugsweise sind der Körper 12, die Rippen 24 und der Flansch 26 in einem Stück aus Metall gegossen.

Anhand der Seitenansicht von 2 ist nun die offene Struktur der Nabe 10 dargestellt. Die Nabe 10 ist durch mehrere einstückig damit ausgebildete offene Rippen 24 verstärkt, die zwischen dem sich radial erstreckenden Flansch 26 und dem Körper 12 angebracht sind. Gemäß der Zeichnung erstrecken sich die Rippen 24 von einem innen liegenden Abschnitt 32 des Körpers 12 und sind an dem Flansch 26 befestigt. Die Rippen 24 sind so ausgebildet, dass zwischen dem Körper 12 und den Rippen 24 ein offener Bereich 34 gebildet wird. Die offenen Bereiche um die Rippen 24 herum ermöglichen eine verstärkte Kühlung des Körpers 12. Gemäß 3 steht der sich radial erstreckende Flansch 26 von dem Körper 12 hervor und hat mehrere Befestigungsöffnungen 28 zur Aufnahme von Befestigungselementen (nicht dargestellt), um die Nabe 10 an einer Radfelge (nicht dargestellt) zu befestigen. Die Nabe 10 hat außerdem mehrere in dem Körper 12 ausgebildete Öffnungen 30. Die Öffnungen 30 können Befestigungselemente (nicht dargestellt) aufnehmen, um eine Nabenkappe (nicht dargestellt) zu befestigen.

Die offene Struktur der Nabe 10 ist in der Schnittansicht von 4 eindeutig dargestellt. Der offene Bereich 34 ist zwischen dem Körper 12 und den Rippen 24 definiert. Die Rippen 24 definieren eine Brücke über den offenen Bereich 34, um einen direkten Kühlweg zu dem Körper 12 bereitzustellen. Der obere Teil von 4 veranschaulicht einen Bereich zwischen den Rippen 24. Es versteht sich, dass trotz der bei der offenbarten Ausführungsform dargestellten sechs Rippen 24 jede beliebige Zahl und Beziehung ebenfalls von der vorliegenden Erfindung in Betracht gezogen wird.

Da die Rippen 24 offen oder von der Struktur des Körpers 12 beabstandet sind, ist ein größerer Bereich des Körpers 12 freigelegt. Der innen liegende Lagersitz 18, der außen liegende Lagersitz 20 und der Schmiermittelhohlraum 22 erfahren mehr Kühlung, als wenn die Rippen 24 massiv wären. Ferner bieten die offenen Rippen 24 den zusätzlichen Vorteil, dass sie das Gesamtgewicht der Nabe verringern, ohne hinsichtlich Nabenfestigkeit und -steifigkeit Einbußen zu machen.

Die offenen Rippen 24 erstrecken sich vorzugsweise über die axiale Länge des Schmiermittelhohlraums 22. Der Körper 12 stellt den größten zur Umgebung hin freiliegenden Bereich bereit. Vorzugsweise hat der Schmiermittelhohlraum 22 einen Durchmesser, der kleiner ist als der Durchmesser des innen liegenden Lagersitzes 18 und des außen liegenden Lagersitzes 20. Indem der Schmiermittelhohlraum 22 verkleinert ist, ist die zum Füllen des Hohlraums erforderliche Menge an Schmiermittel proportional herabgesetzt. Somit ist weniger Schmiermittel notwendig, um eine lang anhaltende Leistung bereitzustellen. Ferner minimiert der verminderte Durchmesser des Schmiermittelhohlraums 22 die auf das Mittel wirkende Zentrifugalwirkung. Die Lager erhalten dabei eine konstantere Zufuhr von Schmiermittel, was die Leistung und Langlebigkeit des Lagers weiter erhöht. Dies ist besonders vorteilhaft bei Verwendung mit synthetischem Fett, das normalerweise eine höhere Viskosität hat und hitzeempfindlicher ist.

Die Nabe 10 ist vorzugsweise als einstückiges Bauteil aus einem duktilen Eisen gegossen. Duktiles Eisen vermindert ferner das Gewicht der Nabe, während es gleichzeitig die Wärmeübertragungseigenschaften verbessert. Somit wird von den Lagern und dem Schmiermittel zusätzliche Wärme abgeführt, ohne dass das Gewicht erhöht wird. Diese vorteilhaften Wirkungen stellen eine verbesserte Nabe 10 mit verstärkter Lagerkühlung, geringerem Gewicht, kleinerem Schmiermittelhohlraum und erhöhter Festigkeit bereit.

Die vorstehende Beschreibung ist beispielhaft und nicht durch die darin enthaltenen Einschränkungen definiert. Angesichts der obigen Lehre sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung möglich. Die bevorzugten Ausführungsformen dieser Erfindung wurden offenbart, doch würde ein Durchschnittsfachmann erkennen, dass bestimmte Modifikationen in den Rahmen dieser Erfindung fallen würden. Es versteht sich daher, dass die Erfindung im Rahmen der beigefügten Ansprüche auch anders als speziell beschrieben praktiziert werden kann. Aus diesem Grund sollten die folgenden Ansprüche studiert werden, um den wahren Umfang und Inhalt dieser Erfindung zu ermitteln.


Anspruch[de]
  1. Fahrzeugnabe, mit:

    einem Nabenkörper (12) mit einer mittig gelegenen Durchgangsöffnung (14), die eine Drehachse definiert, wobei der Nabenkörper (12) eine innen liegende Lagerschale (18), eine außen liegende Lagerschale (20) und einen dazwischen liegenden Schmiermittelhohlraum (22) umfasst;

    und einem Flansch (26), der sich radial von dem Nabenkörper (12) erstreckt;

    gekennzeichnet durch mindestens eine sich axial erstreckende Rippe (24), die an einem Befestigungspunkt an dem Nabenkörper (12) befestigt ist und sich zu dem Flansch (26) erstreckt und im Abstand von dem Nabenkörper (12) zwischen dem Befestigungspunkt und dem Flansch (26) angeordnet ist.
  2. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei die Rippe (24) einstückig mit dem Nabenkörper (12) und dem Flansch (26) ausgebildet ist.
  3. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei sich die Rippe (24) über den Schmiermittelhohlraum (22) erstreckt.
  4. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei die Rippe (24) einen offenen Bereich (34) zwischen dem Nabenkörper (12) und der offenen Rippe (24) begrenzt.
  5. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei die Nabe (10) aus einem duktilen Eisen hergestellt ist.
  6. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei die Nabe (10) als ein Stück gegossen ist.
  7. Fahrzeugnabe nach Anspruch 1, wobei der Schmiermittelhohlraum (22) einen Durchmesser kleiner als der Durchmesser der innen liegenden Lagerschale (18) und der außen liegenden Lagerschale (20) bildet.
Es folgen 3 Blatt Zeichnungen






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