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DE102007019485A1 - Wheel rim for motor vehicle, is completely or partly press hardened, and rim is manufactured by warm shaping, particularly hot deep-drawing - Google Patents

Wheel rim for motor vehicle, is completely or partly press hardened, and rim is manufactured by warm shaping, particularly hot deep-drawing Download PDF

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DE102007019485A1
DE102007019485A1 DE200710019485 DE102007019485A DE102007019485A1 DE 102007019485 A1 DE102007019485 A1 DE 102007019485A1 DE 200710019485 DE200710019485 DE 200710019485 DE 102007019485 A DE102007019485 A DE 102007019485A DE 102007019485 A1 DE102007019485 A1 DE 102007019485A1
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Abstract

The wheel rim is completely or partly press hardened. The rim is manufactured by warm shaping, particularly hot deep-drawing. The rim has regions (9-11) with different press hardening degrees, i.e. different firmness and hardness. The rim is made of single piece or multi piece steel sheet.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radfelge, insbesondere für Kraftfahrzeuge.The The invention relates to a wheel rim, in particular for motor vehicles.

Bekanntermaßen spielt bei der Entwicklung von Fahrzeugbauteilen die Reduzierung des Gewichts eine wesentliche Rolle, insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch. Die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Bauteile dürfen durch Gewichtsreduzierungen allerdings nicht beeinträchtigt sein. Insbesondere Radfelgen unterliegen mit zunehmender Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge erhöhten Belastungen.As you know, plays in the development of vehicle components the reduction of weight an essential role, especially with regard to fuel consumption. The strength and resilience of the components but not be affected by weight reduction. In particular wheel rims are subject to increasing efficiency the vehicles increased loads.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Radfelge zu schaffen, die bei geringem Materialeinsatz eine hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit aufweist.Of the Invention has for its object to provide a new wheel rim, The high strength and resistance with low material usage having.

Die diese Aufgabe lösende Radfelge nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ganz oder teilweise pressgehärtet ist.The solving this task Wheel rim according to the invention is characterized in that it completely or partially press-hardened is.

Durch die Presshärtung, d. h. durch Abkühlen in einem Presswerkzeug unter Pressdruck, lässt sich bei gegebener Materialmenge die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Radfelge erheblich steigern. Darüber hinaus lassen sich Radfelgen mit hoher Maßgenauigkeit und damit geringer Unwucht herstellen, da bei dem Presshärtvorgang das Werkstück das Presswerkzeug ohne jede Rückfederung verlässt und damit genau die durch das Werkzeug vorgegebene Form aufweist. Bei herkömmlichen Härtungsverfahren würde sich die Radfelge infolge der Wärmeeinwirkung merklich verziehen. Große Festigkeit und Härte, insbesondere im Bereich des Reifenbetts, ver hindern Beschädigungen bei Reifendurchschlägen oder seitlichem Anfahren an Hindernisse.By the press hardening, d. H. by cooling in a pressing tool under pressing pressure, can be at a given amount of material the strength and resilience significantly increase the wheel rim. In addition, wheel rims can be with high dimensional accuracy and thus produce less imbalance, as in the press hardening process the workpiece the pressing tool leaves without any springback and so that exactly has the predetermined by the tool shape. at conventional curing process would become the wheel rim as a result of the heat noticeably forgiven. Great strength and hardness, especially in the area of the tire bed, ver prevent damage at tire punctures or sideways approaching obstacles.

Die Radfelge kann durch Warmumformung, insbesondere Warmtiefziehen hergestellt sein, wobei die Presshärtung vorzugsweise in einem Arbeitsgang mit dem Umformvorgang erfolgt. Die Teile können vorgeformt, d. h. in mehreren Stufen geformt sein, wobei in der letzten Stufe z. B. die Presshärtung erfolgt.The Wheel rim can be produced by hot forming, in particular thermoforming be, with the press hardening preferably takes place in one operation with the forming process. The parts can be preformed, d. H. be formed in several stages, with the last stage z. B. the press hardening he follows.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Felge Bereiche mit unterschiedlichem Presshärtungsgrad auf. D. h. die Presshärtung wird so gesteuert, dass sich in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Härten und Festigkeiten ergeben. So kann gezielt an Stellen großer Belastung eine entsprechend große Festigkeit und Harte erreicht werden.In a particularly preferred embodiment The invention provides the rim regions with different degrees of compacting on. Ie. the press hardening is controlled so that different in different areas hardening and give strength. This allows targeted in places of great stress a correspondingly large Strength and hardness can be achieved.

Die Radfelge kann aus einem einzigen Blechmaterialstück oder mehreren solchen Materialstücken hergestellt sein. Vorzugsweise ist ein das Reifenbett bildende Außenring der Radfelge und ein mit der Radnabe verbindbarer Innenteil der Radfelge jeweils aus einem Materialstück hergestellt, wobei die Materialstücke, z. B. durch Verschweißen miteinander verbunden sind. Es können pressgehärtete und nicht pressgehärtete Teile miteinander verbunden sein.The Wheel rim can be made from a single piece of sheet metal or several such pieces of material be. Preferably, an outer ring forming the tire bed the wheel rim and a connectable to the hub inner part of the Wheel rim each made of a piece of material, wherein the pieces of material, for. B. by welding connected to each other. It can Press-hardened and not press-hardened Parts be connected.

Besteht nur der das Reifenbett bildende Außenring aus einem gesonderten Blechteil, so kann dieser Außenring vorteilhaft aus einem rohrförmigen Rohling geformt sein, wobei in einem Arbeitsgang mit der Formung aus dem Rohling eine Presshärtung erfolgen kann.Consists only the tire bed forming outer ring of a separate Sheet metal part, so this outer ring advantageous from a tubular blank be formed, in one operation with the shaping of the Blank a press hardening can be done.

Die die Radfelge bildenden Teile können durch Verschweißen, Löten, Kleben oder unter Verwendung von Schrauben oder Nieten aber auch durch Bördelung oder/und Verprägung miteinander verbunden sein, wobei die Teile insbesondere durch Warmbördeln bzw. Warmprägen bei gleichzeitiger Presshärtung verbunden werden. Eine Verbördelungsnaht oder Verprägungsnaht kann sich ringförmig entlang des das Reifenbett bildenden Außenteils erstrecken.The the wheel rim forming parts can through welding, Soldering, Gluing or using screws or rivets but also by flanging and / or embossing be connected to each other, wherein the parts in particular by hot crimping or hot stamping with simultaneous press hardening get connected. A flaring seam or stamped seam can be ring-shaped extend along the tire bed forming outer part.

In einer Ausführungsform der Erfindung weist der mit der Radnabe verbindbare Innenteil der Radfelge radiale Stege und dazwischen breite Ausnehmungen auf. Durch Presshärten, insbesondere der Stege, lässt sich ein stabiles Rad aus Stahlblech in Speichenoptik herstellen.In an embodiment The invention has the connectable to the wheel hub inner part of the wheel rim radial webs and wide recesses therebetween. By press hardening, especially the Footbridges, lets create a stable wheel made of sheet steel in spoke optics.

In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der das Reifenbett bildende Außenring der Radfelge am Außen- oder/und Innenrand umgebördelt und der Außenring weist in einem Randbereich einen im Querschnitt durch zwei Materiallagen gebildeten Abschnitt auf. Auf diese Weise lässt sich an den besonders belasteten Stellen des das Reifenbett bildenden Außenrings eine hohe Stabilität erzielen. Entsprechend widerstandsfähig ist die Radfelge gegen Durchschlagen und seitliches Anschlagen.In a preferred embodiment the invention of the tire bed forming outer ring of the wheel rim on the outside and / or Bordered inside edge and the outer ring has an edge region formed in cross section by two layers of material Section on. That way at the particularly stressed areas of the tire bed forming outer ring a high stability achieve. Accordingly, the wheel rim is resistant to Penetration and lateral striking.

Eine der beiden Materiallagen kann bis an den Innenteil der Radfelge heranreichen. Bei einstückiger Herstellung der Radfelge geht die dem Reifenbett abgewandte Materiallage dann einstückig in das Innenteil über.A The two material layers can be up to the inner part of the wheel rim come close. In one piece Production of the wheel rim is the material bed facing away from the tire bed then in one piece in the inner part over.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:The The invention will be described below with reference to exemplary embodiments and the enclosed, to these embodiments related drawings closer explained. Show it:

1 eine einstückig aus Stahlblech hergestellte Radfelge nach der Erfindung, 1 an integrally made of sheet steel wheel rim according to the invention,

2 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung, 2 one made of two sheet metal parts Wheel rim according to the invention,

3 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung mit zwei Blechlagen am Außenrand des Felgenbetts, 3 a wheel rim made of two sheet metal parts according to the invention with two sheet metal layers on the outer edge of the rim bed,

4 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung mit jeweils zwei Materiallagen am Innen- und Außenrand des Felgenbetts, 4 a wheel rim made of two sheet metal parts according to the invention, each with two layers of material on the inner and outer edge of the rim base,

5 und 6 jeweils aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelgen nach der Erfindung mit einer Umbördelung am Außenrand bzw. am Außenrand und am Innenrand, 5 and 6 each wheel rim made of two sheet metal parts according to the invention with a flanging on the outer edge or on the outer edge and the inner edge,

7 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung, wobei die Blechteile durch Warmbördeln miteinander verbunden sind, 7 a wheel rim made of two sheet metal parts according to the invention, wherein the sheet metal parts are joined together by hot crimping,

8 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung, wobei die beiden Blechteile durch Warmverprägung miteinander verbunden sind, 8th a wheel rim made of two sheet metal parts according to the invention, wherein the two sheet metal parts are interconnected by hot stamping,

9 und 10 eine Radfelge nach der Erfindung mit radialen, speichenartigen Stegen, und 9 and 10 a wheel rim according to the invention with radial, spoke-like webs, and

11 eine Radfelge nach der Erfindung mit einer umlaufenden bzw. unterbrochen umlaufenden sickenförmigen Warmverprägung. 11 a wheel rim according to the invention with a circumferential or interrupted circumferential bead-shaped hot stamping.

Eine in 1 im Schnitt gezeigte Hälfte einer Radfelge aus Stahlblech, mit einer Drehachse 1, weist einen Außenring 2 und einen Innenteil 3 auf. Der Außenring 2 bildet ein Reifenbett 4. An dem Innenteil 3 ist eine Öffnung 5 zur Aufnahme eines vorstehenden Teils der Radnabe und sind Löcher 6 für eine Schraubverbindung mit der Radnabe (nicht gezeigt) gebildet. Die Bezugszahl 7 weist auf ein Ventil hin.An in 1 Half of a wheel rim made of sheet steel, shown in section, with a rotation axis 1 , has an outer ring 2 and an inner part 3 on. The outer ring 2 forms a tire bed 4 , At the inner part 3 is an opening 5 for receiving a protruding part of the wheel hub and are holes 6 for a screw connection with the wheel hub (not shown). The reference number 7 indicates a valve.

Die Radfelge ist u. a. durch Warmtiefziehen aus einem einzigen Blechmaterialstück geformt. Am Außenrand des Reifenbetts 4 wurde das Blechmaterial umgebördelt, so dass der Außenring 2 in einem Randbereich 8 durch zwei Blechmateriallagen gebildet ist. Die dem Reifenbett 4 abgewandte Blechmateriallage geht einstückig in den mit der Radnabe verbindbaren Innenteil 3 drüber.Among other things, the wheel rim is formed by hot-forming from a single piece of sheet metal. At the outer edge of the tire bed 4 the sheet material was flanged so that the outer ring 2 in a border area 8th is formed by two sheet material layers. The tire bed 4 opposite sheet metal material position goes in one piece into the connectable with the wheel hub inner part 3 about it.

Die Radfelge ist pressgehärtet, wobei die Presshärtegrade, d. h. die Festigkeit und die Harte, in den durch Strichpunktlinien umrissenen Bereichen 9, 10 und 11 der Radfelge unterschiedlich sein können.The wheel rim is press hardened, with the press hardness levels, ie, the strength and hardness, in the areas outlined by dashed dotted lines 9 . 10 and 11 the wheel rim can be different.

Eine in 2 gezeigte, in ähnlicher Weise pressgehärtete Radfelge weist einen Außenring 2a und einen Innenteil 3a auf, wobei der Außenring und der Innenteil jeweils aus einem gesonderten Blechmaterialstück geformt sind. Die Blechmaterialstücke verbindet bei 12 eine Schweißnaht.An in 2 shown, similarly press-hardened wheel rim has an outer ring 2a and an inner part 3a on, wherein the outer ring and the inner part are each formed from a separate piece of sheet material. The pieces of sheet metal join in 12 a weld.

Auch die in 3 gezeigte Radfelge besteht aus zwei bei 12b miteinander verschweißten Blechmaterialstücken. In einem Randabschnitt 8b, der bis an den Innenteil 3b heranreicht, ist der Außenring durch zwei Blechmateriallagen gebildet.Also in 3 shown wheel rim consists of two at 12b welded together pieces of sheet metal material. In a border section 8b that goes up to the inner part 3b comes close, the outer ring is formed by two sheet metal layers.

Eine in 4 gezeigte pressgehärtete Radfelge weist neben einem Randbereich 8c am Außenrand des Reifenbetts 4c auch in einem Randbereich 13 am Innenrand des Reifenbetts 4c zwei durch Umbördeln des Blechmaterials gebildete Materiallagen auf. Insbesondere diese Bereiche können in hohem Grade pressgehärtet sein, so dass die Felge gegen seitliches Anfahren, z. B. an Bordsteinkanten, unempfindlich ist.An in 4 shown press-hardened wheel rim has next to a peripheral area 8c on the outer edge of the tire bed 4c also in a border area 13 on the inner edge of the tire bed 4c two layers of material formed by crimping the sheet material. In particular, these areas can be highly press hardened, so that the rim against lateral starting, z. B. on curbs, is insensitive.

Beim Ausführungsbeispiel von 5 ist ein schmaler Bereich 8d mit zwei Materiallagen nur am Außenrand des Felgenbettes 4d gebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel von 6 gibt es sowohl am Außenrand als auch am Innenrand einen schmalen doppellagigen Bereich 8e bzw. 13e.In the embodiment of 5 is a narrow area 8d with two layers of material only on the outer edge of the rim 4d educated. In the embodiment of 6 There are both on the outer edge and on the inner edge of a narrow double-layered area 8e respectively. 13e ,

Abweichend von den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist bei der in 7 gezeigten Radfelge ein Außenring 2f mit einem Innenteil 3f nicht durch Verschweißen sondern durch eine ringförmige Warmbördelung 14 verbunden, wobei die Warmbördelung zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit pressgehärtet ist.Notwithstanding the preceding embodiments is in the in 7 wheel rim shown an outer ring 2f with an inner part 3f not by welding but by a ring-shaped hot flange 14 bonded, wherein the hot flanging is press hardened to increase the connection strength.

Bei dem Ausführungsbeispiel von 8 ist zur Verbindung der Felgenteile anstelle der Warmbördelung eine Warmverprägung 15 vorgesehen.In the embodiment of 8th is for joining the rim parts instead of the hot crimping a hot stamping 15 intended.

Es wird nun auf 9 und 10 Bezug genommen, wo eine einstückig hergestellte Radfelge mit einem Innenteil bzw. Innenbereich 3h gezeigt ist. Der Innenteil bzw. Innenbereich 3h weist speichenartige radiale Stege 16 auf, die durch breite Ausnehmungen 17 voneinander getrennt sind. Wie 10a erkennen lässt weisen die Stege 16 im Querschnitt eine U-Form auf, wobei der Basisschenkel mit einer Sicke 18 versehen ist.It will be up now 9 and 10 Reference is made to where an integrally manufactured wheel rim with an inner part or interior 3h is shown. The inner part or inner area 3h has spoke-like radial webs 16 on, by wide recesses 17 are separated from each other. As 10a the webs are recognizable 16 in cross-section a U-shape, wherein the base leg with a bead 18 is provided.

Eine in 11 gezeigte Radfelge weist eine sickenförmige unterbrochene Warmverprägung 19 bzw. durchgehende Warmverprägung 20 in Ringform auf.An in 11 shown wheel rim has a bead-shaped interrupted hot stamping 19 or continuous hot stamping 20 in ring form.

Claims (12)

Radfelge, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge ganz oder teilweise pressgehärtet ist.Wheel rim, in particular for a motor vehicle, characterized in that the rim is fully or partially press hardened. Radfelge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Warmumformung, insbesondere Warmtiefziehen, hergestellt ist.A wheel rim according to claim 1, characterized in that it is produced by hot forming, in particular dere thermoforming is made. Radfelge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bereiche (9–11) mit unterschiedlichem Presshärtungsgrad, d. h. unterschiedlicher Festigkeit und Harte, aufweist.Wheel rim according to claim 1 or 2, characterized in that it comprises areas ( 9 - 11 ) with different degree of press hardening, ie different strength and hardness. Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem einstückigen Blechteil oder mehreren einstückigen Blechteilen hergestellt ist.Wheel rim according to one of claims 1 to 3, characterized that they are made of one piece Sheet metal part or more in one piece Sheet metal parts is made. Radfelge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Reifenbett (4) bildender Außenring (2) der Radfelge und der ein mit der Radnabe verbindbarer Innenteil (3) der Radfelge jeweils aus einem Blechmaterialstück hergestellt sind.Wheel rim according to claim 4, characterized in that a tire bed ( 4 ) forming outer ring ( 2 ) of the wheel rim and an inner part which can be connected to the wheel hub ( 3 ) of the wheel rim are each made of a piece of sheet material. Radfelge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Reifenbett (4) bildende Außenring (2) aus einem rohrförmigen Rohling geformt ist.Wheel rim according to claim 5, characterized in that the tire bed ( 4 ) forming outer ring ( 2 ) is formed from a tubular blank. Radfelge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der das Reifenbett (4) bildende Außenring (2) in einem Arbeitsgang mit der Formung aus dem rohrförmigen Rohling pressgehärtet ist.Wheel rim according to claim 6, characterized in that the tire bed ( 4 ) forming outer ring ( 2 ) is press-hardened in one operation with the formation of the tubular blank. Radfelge nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radfelge bildende Teile (2f, 3f; 2g, 3g) durch eine Bördelung (14) oder/und Verprägung (15) miteinander verbunden sind.Wheel rim according to one of claims 5 to 7, characterized in that the wheel rim forming parts ( 2f . 3f ; 2g . 3g ) by a crimping ( 14 ) and / or embossing ( 15 ) are interconnected. Radfelge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (2f, 3f; 2g, 3g) durch Warmbördeln bzw. Warmverprägen unter gleichzeitiger Presshärtung der Verbindung miteinander verbunden sind.Wheel rim according to claim 8, characterized in that the parts ( 2f . 3f ; 2g . 3g ) are joined together by hot crimping or hot stamping with simultaneous press hardening of the joint. Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Radnabe verbindbare Innenteil (3h) der Radfelge radiale Stege (16) aufweist.Wheel rim according to one of claims 1 to 9, characterized in that the connectable to the wheel hub inner part ( 3h ) of the wheel rim radial webs ( 16 ) having. Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Reifenbett (4) bildender Außenring (2) der Radfelge am Außen- oder/und Innenrand umgebördelt und der Außenring in einem Randbereich (8, 13) durch zwei Materiallagen gebildet ist.Wheel rim according to one of claims 1 to 10, characterized in that a tire bed ( 4 ) forming outer ring ( 2 ) of the wheel rim on the outer and / or inner edge flanged and the outer ring in an edge region ( 8th . 13 ) is formed by two layers of material. Radfelge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Materiallagen bis an den Innenteil (3) der Radfelge heranreicht und ggf. einstückig in den Innenteil (3) übergeht.Wheel rim according to claim 11, characterized in that one of the two material layers up to the inner part ( 3 ) of the wheel rim and possibly in one piece in the inner part ( 3 ) passes over.
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