CZ2000664A3 - Car wheel attaching system - Google Patents

Abstract

Směr momentů (M) všech spojovaných šroubů (1,2) při utahování do nepohybujících se závitových děr v přírubě náboje (3, 4,11, 12) je vektorově shodný se směrem otáěení (R) připevněného kola (5, 6, 7, 8) při pohybu automobilu (9) směrem vpřed.Torque direction (M) of all bolts (1,2) to be connected at tightening to non-moving threaded holes in the flange the hub (3, 4, 11, 12) is vector-coincident with the direction of rotation (R) Fixed Wheel (5, 6, 7, 8) When Car Moves (9) forward.

Description

(57) Anotace:(57)

Směr momentů (M) všech spojovaných šroubů (1,2) při utahování do nepohybujících se závitových děr v přírubě náboje (3, 4,11, 12) je vektorově shodný se směrem otáěení (R) připevněného kola (5, 6, 7, 8) při pohybu automobilu (9) směrem vpřed.The torque direction (M) of all bolts (1,2) to be joined when tightening into the stationary threaded holes in the hub flange (3, 4, 11, 12) is vector-identical to the direction of rotation (R) of the attached wheel (5, 6, 7). 8) moving the car (9) forward.

CZ 2000 - 664 A3CZ 2000 - 664 A3

-vv έ- < -um?// 2οου ~ • · 9 · · ·-vv έ- <-um? // 2οου ~ • · 9 · · ·

9 99 9

9 9 · • ·999 9 ·9 9 · 999 999

• 9 9999 99 999 9999 99 99

Připevňovací systém kola automobiluCar wheel fixing system

Oblast technikyTechnical field

Vynález se týká umístění a konstrukce odnímatelných šroubů pro upevnění kola automobilu k nápravě, kteráje odolná proti samovolnému uvolnění.The invention relates to the location and construction of removable bolts for fastening a car wheel to an axle which is self-releasing.

Dosavadní stav technikyBACKGROUND OF THE INVENTION

Upevnění kola automobilu je při prvomontáži prováděno profesionálně výrobcem. Další demontáž i montáž se předpokládá v autorizovaných servisech. V obou těchto případech je pro upevnění kol k dispozici příslušné vybavení, takže je vždy upevnění provedeno příslušným utahovacím momentem, čímž bývá zajištěna bezpečnost provozu vozidla.During the first assembly, the car wheel is fastened professionally by the manufacturer. Further disassembly and assembly is expected in authorized service centers. In both of these cases, appropriate equipment is available for the wheels to be fixed, so that the fastening is always carried out with the appropriate torque, thus ensuring the safety of the vehicle.

Upevnění kola při defektu musí však také provádět uživatel automobilu pouze jednoduchým klíčem bez měřicího vybavení, čímž není zaručena příslušná velikost utahovacího momentu a při delším provozu může dojít k uvolnění kola, jež by mělo katastrofální následky pro vlastní vozidlo i pro ostatní účastníky silničního provozu. Výrobce je však garantem funkce a bezpečnosti vozidla i přesto, že manipulace kolovými šrouby již probíhá mimo jeho kontrolu.However, the puncture of the wheel in the event of a puncture must also be carried out by the user of the car with only a simple wrench without measuring equipment, which does not guarantee the appropriate torque and, in prolonged operation, can release the wheel. However, the manufacturer is a guarantor of the vehicle's function and safety, even though wheel bolts are already being handled.

Upevnění kola je z konstrukčního hlediska svěmé spojení disku kola s přírubou náboje nebo unašeče či brzdového bubnu nápravy prostřednictvím axiálního předpětí sady šroubových spojů tvořených šroubem a maticí, pojištěné navíc tím, že některé ze jmenovaných dílů jsou s výhodou integrovány nebo alespoň vzájemně fixovány proti relativnímu pohybu v určitém směru. Pro zajištění centráže disku kola vůči náboji nápravy a prostředků pro přenos hnacích a brzdových momentů i normálných a stranových sil na kolo od vozovky existuje řada konstrukčních řešení, z nichž se do praxe prosadily dvě následující varianty:The wheel fastening is structurally the free connection of the wheel disc to the hub flange or the axle brake or brake drum by axially preloading the bolt-nut bolt set, furthermore insured that some of said components are preferably integrated or at least mutually fixed against relative movement in a certain direction. There are a number of design solutions to ensure the centering of the wheel disc against the axle hub and the means for transmitting the driving and braking torques as well as the normal and lateral forces to the wheel from the roadway.

Varianta 1 je spojení využívající středících šroubů, pevně spojených s přírubou náboje kola, na jejichž vyčnívající závitové dříky se navléká svými otvory disk kola s miskovými vybráními, do kterých dosedají zvláštní separátní kolové matice, utahované z vnějšího čela disku kola. Nevýhodou tohoto systému je značná možnost poškození vnějších obnažených závitů při montáži a zejména nesnadná vyměnitelnost zpravidla zalisovaných šroubů, které by jako nej slabší článek tohoto systému měly být snadno vyměnitelné. U této koncepce jsou také značně omezeny podmínky pro požadovanou různost tvaru úchopných prostředků, užitečnou pro bezpečnostní provedení matic kola, jako pojistky proti odcizení kol.Option 1 is a connection using centering bolts firmly connected to the wheel hub flange, onto whose protruding threaded shafts the wheel disc is provided with its holes with cup recesses in which separate separate wheel nuts are tightened from the outer face of the wheel disc. The disadvantage of this system is the considerable possibility of damage to the exposed exposed threads during assembly and, in particular, the difficult replaceability of generally pressed-in screws, which, as the weakest link of this system, should be easily replaceable. In this concept, the conditions for the desired variation in the shape of the gripping means useful for the safety performance of the wheel nuts, such as a theft lock, are also considerably reduced.

Varianta 2 je použití separátních vyměnitelných kolových šroubů, provlečených v axiálním směru otvory v disku kola a stejně i brzdy, ještě nezávisle středově centrovanými na náboji kola. Závitový dřík šroubů se pak zašroubovává do závitové díry v přírubě náboje, sloužící zároveň jako integrovaná sada matic, přičemž buď kuželová či kulová plocha pod hlavou kolového šroubu dosedne do tvarových miskových vybrání v disku. I toto řešení však není optimální, neboť je zbytečně nevyvážené a neúsporné. To z toho důvodu, že pro zdánlivě výhodné univerzální kolové šrouby s jedním směrem stoupání, svírající disky kol, odvalující se však vůči vozovce ve dvou různých směrech, vznikají rozdílné kinematické podmínky pro směr relativního virtuálního pohybu sevřených součástí, určujícího tendenci k samovolnému povolování nebo utahování tohoto spoje. Proto je zde jedna skupina kolových šroubů s vhodnou konfigurací zbytečně předimenzována ale druhá na protilehlých kolech je i přesto z kinematické podstaty permanentně ohrožena v provozu samovolným povolováním. Tímto nebezpečím jsou ohroženy zejména stejně utahované dvoudílné kolové šrouby s rovinou styčnou plochou hlavy a tvarovými integrovanými podložkami s menším pojistným třecím momentem proti povolení.Option 2 is the use of separate replaceable wheel bolts threaded through axial holes in the wheel disk as well as the brake, yet independently centered centrally on the wheel hub. The threaded shank of the bolts is then screwed into the threaded bore in the hub flange, which also serves as an integrated set of nuts, with either the conical or spherical surface under the wheel bolt head engaging the shaped cup recesses in the disc. However, even this solution is not optimal as it is unnecessarily unbalanced and inefficient. This is because for the seemingly advantageous one-directional universal wheel bolts gripping the wheel rims, but rolling in two different directions, different kinematic conditions arise for the direction of relative virtual movement of the gripped components, indicating a tendency to self-loosen or tighten this connection. Therefore, one group of wheel bolts with a suitable configuration is unnecessarily oversized, but the other on opposite wheels is permanently endangered in operation by spontaneous loosening due to the kinematic nature. In particular, equally tightened two-piece wheel bolts with a plane contact surface of the head and shaped washers with reduced locking friction torque against loosening are particularly at risk from this danger.

4 4 Μ 4 44 4 4 4

4 4 4 4 4 4 • 4 4 · · *4 4 4 4 4 4 • 4

444444 4 4444445 4 4

4 4 4 44 4 4 4

4444 4 44 44444444 44 4444

4444

44

Podstata vynálezuSUMMARY OF THE INVENTION

Uvedené nedostatky do značné míry odstraňuje připevňovací systém kola automobilu, sestávající ze sady spojovacích šroubů s vnějším závitem obecně různého směru stoupání, umístěných rovnoběžně a výstředně k ose kola, procházejících otvory v disku kola, nezávisle středěném svým vnitřním průměrem na náboji, zašroubovaných do odpovídajících závitových děr v případě náboje v takovém uspořádání, že směr momentů všech spojovacích šroubů při utahování do nepohybujících se závitových děr v přírubě náboje je shodný se směrem otáčení připevněného kola při pohybu vozidla směrem vpřed.These drawbacks are largely overcome by an automobile wheel fastening system consisting of a set of connecting bolts with an external thread of generally different pitch direction, located parallel and eccentric to the wheel axis, through holes in the wheel disc, independently centered by its inner diameter on the hub, screwed into corresponding threaded holes in the case of a hub in such an arrangement that the torque direction of all the connecting bolts when tightening into the stationary threaded holes in the hub flange is identical to the direction of rotation of the mounted wheel when the vehicle moves forward.

Spojovací šrouby s levým stoupáním závitu jsou barevně, případně tvarově na nefunkčních plochách odlišeny od spojovacích šroubů s pravým stoupáním závitu.The connecting screws with the left thread pitch are differentiated in color or shape on non-functional surfaces from the connecting screws with the right thread pitch.

Pro připevnění kola automobilu je tedy použito dvou druhů spojovacích šroubů, lišících se pouze směrem stoupání svého závitu, nehledě na záměrné tvarové odlišnosti úchopných prostředků hlav jako opatření, ztěžující odcizení kol. Podstatný je jejich správný výběr a umístění na základě kinematického kritéria tak, aby při tomto konstrukčním provedení spoje podle varianty 2 směr jejich utahování vůči nehybné matici souhlasil se směrem otáčení příslušného kola vůči vozovce při pohybu vozidla směrem vpřed.Thus, two kinds of connecting bolts are used to attach the wheel of the car, differing only in the direction of the thread pitch, notwithstanding the intentional shape differences of the gripping means of the heads as a measure to prevent theft of the wheels. It is essential to select them correctly and position them on the basis of the kinematic criterion so that, in this construction of the joint according to variant 2, their tightening direction relative to the stationary nut coincides with the direction of rotation of the respective wheel relative to the roadway.

Kinematicky lze odvodit, že za těchto podmínek vzniká u každého uvolněného kola, centrovaného s vůlí na náboji nápravy takový relativní pericykloidní mikropohyb sevřených dílů v žádoucím směru, který naopak vždy spoj vlivem tření dokonce automaticky dotahuje.It can be deduced kinematicly that under these conditions, a relative pericycloid micro-movement of the clamped parts in the desired direction occurs in each released wheel centered with play on the axle hub, which in turn always tightens the joint automatically due to friction.

Výhody a důsledky tohoto řešení jsou i přes nutnost rozšíření sortimentu dílů o jeden druh šroubu a dvou unašečů podstatné:Advantages and consequences of this solution are important despite the necessity to extend the assortment of parts by one type of screw and two drivers:

• připevnění kol automobilu tímto způsobem se nemůže nikdy v provozu samovolně povolit, což je z hlediska bezpečnosti uživatele významné a odpadají tím starosti i výrobci jako absolutnímu garantovi za bezpečnost provozu, • vyrovnáním podmínek pro všechny šroubové spoje kol automobilu je možné všechny spojovací šrouby kol úsporně dimenzovat podle velikosti přenosu provozních sil a momentů a nikoli i z nutnosti docílení ještě dalšího enormního přídavného pojistného sevření, • axiální sevření disku kola je dosud omezeno jeho tuhostí, která je u dosavadních řešení podstatná a limituje možnost vylehčování kol. Předkládané řešení umožňuje použít ultralehkých plechových i hliníkových kol, • tímto řešením se zvýší procesní jistota utažení kol a to nejen při montáži na servisních pracovištích, ale zejména při laické výměně kol prováděné samotným uživatelem při defektu, • kinematické pravidlo volby a umístění šroubů s různým směrem stoupání podle tohoto vynálezu je univerzální vždy pro jeden typ koncepce šroubového spoje, takže je nezávisle platné pro kolo hnané či vlečené, brzděné nebo nebrzděné s proměnným, resp. zablokovaným rejdem při lokalizaci na jakékoli nápravě vozidla.• the attachment of car wheels in this way can never be released automatically during operation, which is important from the point of view of user safety and thus eliminates the worries of manufacturers as the absolute guarantor for operational safety; • The axial grip of the wheel disc is still limited by its stiffness, which is essential in the prior art solutions and limits the possibility of lightening the wheels. The present solution allows the use of ultra-light metal and aluminum wheels, • this solution will increase the process reliability of wheel tightening not only during assembly at service workplaces, but especially in the case of a layman's self-replacing at a defect. The pitch according to the invention is universal for one type of screw connection concept, so that it is independently valid for a driven or trailed wheel, braked or unbraked with variable or non-rotating wheel. locked lock when located on any axle of the vehicle.

Přehled obrázků na výkreseOverview of the drawings

Vynález je blíže osvětlen pomocí výkresu, na kterém obr. 1 znázorňuje axonometrické pohledy na umístění všech kol příslušného vozidla a směr jejich otáčení při dopředném pohybu, obr. 2 příčný řez pravým přením kolem konkrétní konstrukce v pohledu ve směru jízdy, obr. 3 příčný řez levým zadním kolem konkrétní konstrukce ve stejném pohledu, obr. 4 axonometrický pohled na detail pravého kola a sady jemu příslušných kolových šroubů se směrem jejich utahování momentem M a obr. 5 znázorňuje podobný axonometrický pohled na stejnou situaci pro kolo levé.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a perspective view of the location of all wheels of the vehicle concerned and the direction of rotation thereof in forward movement; FIG. 4 shows an axonometric view of a detail of the right wheel and a set of wheel bolts corresponding to it with a torque direction M and FIG. 5 shows a similar axonometric view of the same situation for the left wheel.

• 4 · ·· 44 44 ·· • 44 4 4 4 4 4 4 · · « 4 « 44 4 4 4 4· « ···· 44 4 4 44 44 4• 4 · ·· 44 44 ·· • 44 4 4 4 4 4 4 · · 4 4 44 44 4 4 4 4 «· 44 44 4 4 44 44 4

4 444 ···· ···· 4 44 4444 44 ··4,444 ········ 44 4444 44 ··

Příklady provedení vynálezuDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Prostřednictvím sady spojovacích šroubů i opatřených vnějšími závity s levým stoupáním a nábojů levých kol 3, J_1 opatřených závitovými otvory s levým stoupáním jsou připevněna kola 5, 7 na levé straně automobilu 9 tak, aby směr utahovacího momentu kolových šroubů M byl shodný se směrem otáčení R připevněných kol 5, 7 při pohybu automobilu 9 směrem vpřed. Sadou spojovacích šroubů 2 opatřených vnějšími závity s pravým stoupáním zašroubovaných do závitových otvorů s pravým stoupáním v nábojích pravých kol 4, 12 jsou připevněna kola 6, 8 na pravé straně automobilu 9, tak, aby směr jejich utahovacího momentu M byl shodný se směrem otáčení R připevněných kol 6, 8 při pohybu automobilu směrem vpřed. Pro ztížení nechtěné záměny sad spojovacích šroubů i, 2 na jinou stranu automobilu 9 je užitečné spojovací šrouby I nebo 2 na jedné straně vozidla 9 barevně, případně tvarově na nefunkčních plochách odlišit od sady spojovacích šroubů I nebo 2 na druhé straně automobilu 9. Toto opatření je jen pomocné a ulehčující orientaci v dílech, protože faktická záměna obou druhů spojovacích šroubů I, 2 je absolutně vyloučena předem již správným směrem stoupání příslušných závitových děr v přírubách nábojů kol 4, IX. U uživatele je záměna šroubů i, 2 vyloučena i v případě použití palubního heveru.By means of a set of connecting screws 1 provided with left-hand threads and left-wheel hubs 3, 11 provided with left-hand threaded holes, the wheels 5, 7 are fastened on the left side of the car 9 so that the torque direction of the wheel bolts M corresponds to the direction of rotation R of the mounted wheels 5, 7 while moving the car 9 forward. With a set of connecting screws 2 provided with right-hand threads screwed into the right-hand threaded holes in the right-wheel hubs 4, 12, the wheels 6, 8 are fixed on the right side of the car 9 so that their torque direction M coincides with the direction of rotation R mounted wheels 6, 8 as the car moves forward. In order to make it difficult to accidentally replace the sets of connection screws 1, 2 on another side of the car 9, it is useful to distinguish the connection screws I or 2 on one side of the vehicle 9 in color or shape on non-functional areas. is merely an auxiliary and facilitating orientation in the parts, since the actual confusion of the two types of connecting bolts I, 2 is absolutely precluded by the already correct direction of inclination of the respective threaded holes in the wheel hub flanges 4, IX. At the user, the replacement of screws 1, 2 is excluded even in the case of the use of a deck jack.

Upevňovací šrouby I, 2 jsou umístěny rovnoběžně a výstředně k ose o kol 5, 6, 7, 8. Upevňovací šrouby I, 2 procházejí otvory v discích kol 5, 6, 7, 8 na jejichž vnější straně jsou vytvořeny kuželové nebo kulovité vyduté plochy pro dosednutí shodně zrcadlově upravených spodních částí hlav spojovacích šroubů i, 2. Spojovací šrouby i, 2 mohou procházet a upevňovat též rotující části brzd 10, 13 k přírubám nábojů 3, 4, 11, 12. Směr stoupám vnitřního závitu závitových děr nebo matic integrovaných v přírubě náboje 4, 11 je shodný se směrem stoupání vnějších závitů spojovacích šroubů I, 2 a takový, aby směr utahovacího momentu M všech spojovacích šroubů i, 2 při zašroubování do nehybných závitových děr souhlasil se směrem otáčení R připevněných kol 5, 6, 7, 8 při pohybu automobilu 9 směrem vpřed.The fastening bolts I, 2 are located parallel and eccentrically to the axle of the wheels 5, 6, 7, 8. The fastening bolts I, 2 extend through holes in the wheel disks 5, 6, 7, 8 on the outside of which conical or spherical concave surfaces are formed. the lower bolt heads of the connecting bolts i, 2 can be seated in the same manner. The connecting bolts i, 2 can also pass and fix the rotating parts of the brakes 10, 13 to the hub flanges 3, 4, 11, 12. in the flange of hub 4, 11 is identical to the direction of pitch of the external threads of the connecting bolts 1, 2 and such that the torque direction M of all connecting bolts 1, 2, when screwed into the stationary threaded holes, 8 when the car 9 is moved forward.

Respektováním kinematických zákonitostí a logickou aplikací spojovacích šroubů kol s odvozeným smyslem stoupání závitu vzniká soulad potřeby celé konstrukce výrobce s přírodními zákony, takže toto řešení je spolehlivé a stabilní.By respecting the kinematic laws and the logical application of the wheel bolts with the deduced sense of thread pitch, the need for the entire design of the manufacturer is in accordance with natural laws, so this solution is reliable and stable.

Claims (2)

PATENTOVÉ NÁROKYPATENT CLAIMS 1. Připevňovací systém kola automobilu sestávající ze sady spojovacích šroubů s vnějším závitem obecného směru stoupání, umístěných rovnoběžně a výstředně kose kola, procházejících otvory v disku kola, nezávisle středěném svým vnitřním průměrem na náboji, zašroubovaných do odpovídajících závitových děr v přírubě náboje, vyznačující se tím, že směr momentů (M) všech spojovacích šroubů (1, 2) při utahování do nepohybujících se závitových děr v přírubě náboje (3, 4, 11, 12) je vektorově shodný se směrem otáčení (R) připevněného kola (5, 6,7, 8) při pohybu automobilu (9) směrem vpřed.An automobile wheel fastening system comprising a set of connecting bolts with an external thread of general lead direction, located parallel and eccentrically to the wheel spindle, through holes in the wheel disc, independently centered by their inner diameter on the hub, screwed into corresponding threaded holes in the hub flange, in that the torque direction (M) of all the connecting bolts (1, 2) when tightening into the stationary threaded holes in the hub flange (3, 4, 11, 12) is vector-identical to the direction of rotation (R) of the attached wheel (5, 6) 7, 8) as the car (9) moves forward. 2. Připevňovací systém kola automobilu podle l,vyznačující se tím, že spojovací šrouby (1) s levým stoupáním závitu jsou barevně, případně tvarově na nefunkčních plochách odlišeny od spojovacích šroubů (2) s pravým stoupáním závitu.Car wheel fixing system according to 1, characterized in that the connecting screws (1) with the left thread pitch are differentiated in color or shape on non-functional surfaces from the connecting screws (2) with the right thread pitch.