Die Erfindung betrifft eine Radbefestigung für Fahrzeuge mit einer den Reifen tragenden Felge, welche mittels axial wirkender Vorspannmittel mit einer im Radträger drehbar gelagerten, eine Radaufnahme aufweisenden Welle verbindbar ist und Mittel zur formschlüssigen Drehmoment und Schubkraftübertragung aufweist, wobei das drehmoment- und schubkraft¬ übertragende Mittel durch eine an Felge und Radaufnahme angebrachte, unter vollständiger Aufnahme der Vorspannkraft formschiüssig und spielfrei in Eingriff bringbare, die Felge zentrierende, Profilierung gebildet ist.

Bei Kraftfahrzeugen sind üblicherweise die Räder, d.h. deren Felgen mit einer Radaufnahme seitens der drehbaren Welle bzw. Radachse mittels einer Verschraubung lösbar verbunden.

Es sind Befestigungen bekannt, die durch mehrere an der Radaufnahme auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnete Schrauben gebildet sind, welche entsprechende Bohrungen in den Felgen durchgreifen. Die radiale Zentrie¬ rung der Felge zur Radaufnahme erfolgt hier durch einen Bund an der Rad¬ aufnahme und die umlaufende Zentrierung durch die konischen Bereiche der Befestigungsschrauben oder Muttern, welche mit entsprechenden konisch ausgestalteten Gegenflächen an den Durchgangsbohrungen in der Felge zusammenwirken.

Die zu übertragenden Drehmomente werden, neben dem durch die Flächen¬ pressung erzeugten Kraftschluß über die konischen Bereiche der Schrauben bzw. Muttern formschlüssig von der Felge auf die Schrauben und in weiterer Folge auf die Radaufnahme übertragen.

Nachteilig bei dieser Anordnung ist die Vielzahl der Befestigungselemente (Stiftschrauben mit Muttern oder Schrauben) und die durch die Anzahl der Befestigungspunkte exakt vorgegebenen möglichen Montagepositionen (große Montagewinkel), was einer schnellen und einfachen Handhabung, insbesonders im Bereich des Rennsports entgegensteht.

Insbesonders im Bereich des Rundstrecken-Rennsports kommen Rad¬ befestigungen zum Einsatz, deren Radaufnahmen einen zentralen Gewinde¬ bolzen als Befestigungselement aufweisen. Das Rad wird demnach durch eine zentrale Mutter mit der Radaufnahme verbunden. Zur Übertragung des Drehmomentes sind in der Radaufnahme oder der Felge axial abstehende, auf einem gemeinsamen Teilkreis angeordnete, Übertragungsstifte vorgesehen, welche in entsprechende Öffnungen der Felge oder der Radaufnahme formschlüssig eingreifen. Naturgemäß sind hierbei durch die Anzahl der Übertragungsstifte definierte Montagewinkel des Rades an der Radaufnahme gegeben, was der Einfachheit der Handha¬ bung, und letztlich auch einem möglichst geringen Zeitaufwand - die mögli¬ che Verbindungsposition muß jeweils erst gefunden werden - entgegensteht. Um ein leichtes und schnelles Aufschieben des Rades auf die Übertragungs¬ stifte zu ermöglichen, müssen diese bezüglich ihrer Aufnahmebohrungen in der Felge bzw. in der Radaufnahme eine gewisse Freigängigkeit aufweisen. Diese Freigängigkeit bewirkt ein Spiel in der Drehmomentübertragung, was bei Wechselbelastung, beispielsweise bei einer sowohl angetriebenen als auch gebremsten Achse, zu ständigem Verdrehen führt. Dadurch können die Übertragungsstifte die Aufnahmebohrungen bei der vorzugsweisen Verwendung von Leichtmetallen, d.h. weicheren Materialien, schnei! aus¬ leiben.

Der durch die Wechselbelastung hervorgerufenen Relativbewegung zwi¬ schen Felge und Radaufnahme kann nur bedingt und dann nur bei nicht unerheblichen Anzugmoment der Zentralmutter durch Kraftschluß zwischen den aneinanderliegenden Planflächen der Felge und der Radaufnahme ent¬ gegengewirkt werden. Zudem muß bei diesem Lösungsvorschlag bzw. bei auftretender Relativbewegung von Felge und Radaufnahme die Befestigungsmutter gegen Lösen im besonderem Maße gesichert werden, was einen weiteren Aufwand bedeutet.

Es ist auch bekannt, die Felge mit Keilnuten zu versehen, welche mit der als Keilwelle ausgebildeten Radaufnahme in drehmomentübertragender Weise zusammenwirkt. Die Nachteile dieser Lösung sind ähnlich wie bei dem zuvor beschriebenen Beispiel; nämlich kann die Felge nur in den durch die Anzahl der Keile/Keilnuten definierten Winkellagen aufgeschoben werden. Um das Aufschieben der Felge auf den Befestigungsbolzen zu erleichtern, bzw. zu ermöglichen, ist zur Umfangspositionierung der Felge eine gewisse Freigängikeit unabdingbar, woraus die oben beschriebenen Nachteile resul¬ tieren.

Ziel der Erfindung ist, eine spielfreie, zentrische und reproduzierbare Verbin¬ dung zwischen Radaufnahme und Rad (Felge) zu schaffen, welche in Verbin¬ dung mit den Vorteilen einer zentralen Befestigung obengenannte Nachteile nicht aufweist. Die erfindungsgemäße Verbindung ist zur Übertragung hoher Drehmomente geeignet und erfüllt ein Höchstmaß an Rundlaufpräzision bei vergleichsweise geringem Fertigungsaufwand. Das Aufsetzen und Positionie¬ ren des Rades gestaltet sich äußerst einfach und unkompliziert, da das Rad durch die vorgegebene, eng abgestufte Profilierung zwangsweise in die vorgesehene Position geführt wird. Die erfindungsgemäße Verbindung läßt sich ohne wesentliche Änderungen der betroffenen Fahrwerksperipherie an gegebene Radaufnahmen und Felgenkonstruktionen anwenden.

Als drehmomentübertragendes und zentrierendes Mittel sind seitens der Radaufnahme und seitens dem Rad bzw. der Felge korrespondierende Profilierungen vorgesehen, deren Übertragungs-/Kontaktf lachen die durch die zentrale Verschraubung erzeugte Vorspannkraft aufnehmen. In vorteilhafter Weise ist die Profilierung in Form einer Plan-Kerbverzahnung, in Fachkreisen auch als "Voith-Hirth-Stimverzahnung" geläufig, anzuwenden.

Weitere Ausgestaltungen der Erfindungen ergeben sich aus dem Anspruch 1 und den folgenden Unteransprüchen sowie der Figurenbeschreibung.

In folgenden Figuren sind beispielhaft einige Gestaltungsmöglichkeiten einer erfindungsgemäßen Verbindung zeichnerisch dargestellt.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Schnitt durch eine erfindungsgemäße Radaufnahme in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine perspektivische Detailansicht eines Verzahnungsbereiches einer erfindungsgemäßen Radaufnahme, Fig. 3 einen Schnitt gem. Fig. 1 einer weiteren Ausführungform, Fig. 4 eine weitere Verbindungsvariante gem. dem Auschnitt IV in

Fig. 3 in vergrößerter Darstellung.

Die Zeichnungen zeigen beispielhaft erfindungsgmäße Verbindungen zwi¬ schen einem Rad und einer Radaufnahme. Als Rad wird nachfolgend der Verbund aus Felge und Reifen (Pneu) bezeichnet, wobei die Felge einteilig oder, wie dargestellt, mehrteilig ausgeführt sein kann. Als Radaufnahme wird der Teil bezeichnet, welcher im Radträger drehbar gelagert ist und einen entsprechenden Adapter zur Radbefestigung aufweist. Über die Rad¬ aufnahme werden u.a. Radlasten (symbolisch durch die Kraftpfeile F in Fig. 3 dargestellt), sowie Brems- und gegebenenfalls Antriebskräfte (symbolisch durch den Kraftpfeil M in Fig. 3 dargestellt) auf das Rad übertragen.

Fig. 1 zeigt schematisch einen über Lenker 1 mit einem nicht dargestellten Fahrzeugrahmen verbundenen Radträger 2, in welchen eine Radaufnahme 3 mittels geeigneter, nicht dargestellter, Wälzlager drehbar gelagert ist. Die Radaufnahme 3 ist im radseitigen Bereich radial vergrößert und weist an der dem Rad 4 zugewandten Seite beispielsweise eine Profilierung 5 in Form einer Plan-Kerbverzahnung auf, welche koaxial und zentrisch zur Drehachse 6 angeordnet ist.

Zur Befestigung einer Bremsscheibe 7 kann, wie Fig. 1 zeigt, der die Profi¬ lierung 5 tragende Bereich einen entsprechenden Flanschfortsatz 8 aufwei¬ sen. In die Radaufnahme 3 ist koaxial zur Drehachse 6 ein Rad¬ befestigungsbolzen 9 eingebracht, welcher eine zentrale Auf nahmebohrung 10 des Rades 4 durchgreift. Das Rad 4 wird über eine auf ein endseitig auf dem Radbefestigungsbolzen 9 aufgeschraubte Mutter 11 in Richtung Rad¬ aufnahme 3 vorgespannt, derart, daß eine radseitige Profilierung 12 in die korrespondierende, radaufnahmeseitige Profilierung 5 eingreift. Das Ein¬ greifen wird durch eine Vorzentrierung beim Aufschieben des Rades 4 auf den Befestigungsbolzen 9 begünstigt. Die Vorspannkraft des Rades 4 wird dabei vollständig über die ineinander eingreifenden Profilierungen 5, 12 in die Radaufnahme 3 eingeleitet, d.h. von den Keilflächen 13 der Profilierungen 5, 12 , beispielsweise der Plan-Kerbververzahnung, aufgenommen, derart, daß durch die keilförmigen Führungs- und Stützflächen das Rad 4 zwangsweise in eine bezüglich den drei Raumkoordinaten definierte Position und bezüg¬ lich der Drehachse 6 fluchtend zur Radaufnahme 3 positioniert und fixiert wird.

In Fig. 2 sind beispielsweise zwei korrespondierende, erfindungsgemäß zur Anwendung geeignete Plan-Kerbverzahnungen 5, 12 perspektivisch darge¬ stellt, wobei eine dem Rad 4 und die andere der Radaufnahme 3 zugeordnet ist. Man erkennt deutlich, daß die Verzahnung durch dreieckige Profilab¬ schnitte 14 gebildet ist, deren Längsachsen 15 sich in der Mittellinie bzw. Drehachse 6 schneiden. Der Keilwinkel α der Profilabschnitte 14 ist hierbei bezüglich der Längsachse 15 konstant. Selbstverständlich sind auch noch weitere Profilkonfigurationen denkbar, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsvariante, bei welcher die radseitige Profilierung 12 als separates Teil 16 ausgeführt ist. Diese Lösung empfiehlt sich, wenn aus Platzmangel die Fertigung der Verzahnung direkt in das Felgenmaterial oder auch in die Radaufnahme nicht oder nur erschwert möglich ist, oder der entsprechende Aufnahmewerkstoff die erforderlichen Festigkeitswerte nicht aufweist.

Das die Verzahnung tragende Teil 16 wird beispielsweise durch eine Paß- stift/Schraubverbindung an der Felge 17 festgelegt, wobei die Paßstifte 18 die drehmomentbedingten Scherkräfte zwischen dem die Profilierung 12 aufweisenden Teil 16 und der Felge 17 spielfrei aufnehmen und die Schrau¬ ben 19 im wesentlichen das Teil 16 axial an der Felge 17 festlegen, sobald das axial wirkende Vorspannmittel 9, 11 gelöst wurde.

Besonders günstig kann die Verbindung gem. Fig. 4 angesehen werden. In Fig. 4 ist der die Profilierung 12 tragende Teil 16 über Bolzen mit variablem Durchmesser, sogenannte "Expandable Diameter Bolts" (z.B. Firma Shur- Lok) festgelegt. Diese Bolzen 20 - hier in der Ausführung als Blindbolzen gezeigt - werden in die fluchtenden Bohrungen 21 des die Profilierung 12 tragende Teiles 16 und der Felge 17 eingesetzt und ähnlich wie ein Spreizdübei verspannt. Der Bolzen 20 übernimmt die Eigenschaft des Pa߬ stiftes 18 aus Fig. 3. Da die axiale Festlegung des Rades 4 im montierten Zustand von den Vorspannmittel 9, 11 erbracht wird, reicht die kraft¬ schlüssige Verbindung durch die Blindbolzen 20 um das Teil 16 an der Felge 17 im demontierten Zustand des Rades 4 festzulegen. Wahlweise können anstelle von Blindbolzen 20 auch formschlüssig gesicherte Durchgangs¬ bolzen mit variablen Durchmesser vorgesehen werden.

Die oben beschriebenen und in den Figuren 1 bis 4 dargestellten Aus¬ führungsbeispiele sind nicht einschränkend auf die Erfindung zu verstehen. Weitere Gestaltungsmöglichkeiten ergeben sich aus Anspruch 1 und den danach folgenden.

BEZUGSZEICHEN - LISTE

Lenker 18 Paßstift

Radträger 19 Schraube

Radaufnahme 20 Bolzen (expandabel)

Rad 21 Bohrung

Profilierung (Radaufnahme) α Keilwinkel (Zahnwinkel) Drehachse

F Schubkraft Bremsscheibe M Drehmoment Flanschfortsatz

Radbefestigungsbolzen

Aufnahmebohrung

Mutter

Profilierung (Felge)

Keilfläche

Profilabschnitt

Längsachse

Verzahnungsteil

Felge