DE10243467A1 - Fahrzeugrad in Leichtbauweise aus umgeformten Stahlblechzuschnitten - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad in Leichtbauweise aus umgeformten Blechzuschnitten, insbesondere aus Edelstahl. Ein umgeformter Blechzuschnitt bildet einen Felgenhörner (1b, 1c) aufweisenden Felgenring (1), während zwei andere umgeformte Blechzuschnitte eine auf der Radaußenseite angeordnete Designschale (3) und einen auf der Radinnenseite angeordneten Grundträger (2) bilden und zu einer Felgenschale mit radial verlaufenden Hohlspeichen form- und stoffschlüssig miteinander verbunden sind.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad in Leichtbauweise aus zu einem Felgenhörner aufweisenden Felgenring und einer in der Radmitte Aufnahmelöcher für Radbolzen aufweisenden Felgenschale umgeformten Stahlblechzuschnitten, insbesondere aus Edelstahl, die form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
• Fahrzeugräder aus Stahlblech sind in einer Vielzahl von Ausführungen bekannt. Üblicherweise bestehen solche Räder aus einem ein Felgenbett für den Fahrzeugreifen bildenden Felgenring und einer Felgenschale, deren Rand umgebogene Bereiche aufweist, die flächig an dem Felgenring anliegen und mit ihm verschweißt sind. Die Steifigkeit solcher Fahrzeugräder beruht zum einen auf einer entsprechenden Profilierung und zum anderen auf einer entsprechenden Materialstärke des Stahlbleches. Stahlräder dieser Art haben sich in der Praxis über Jahrzehnte bis heute wegen ihrer Dauerfestigkeit und ihrer kostengünstigen Herstellung bewährt.
• Anspruchsvolle Käuferkreise bevorzugen aber wegen des gefälligeren Designs gegossene Leichtmetallräder, die im Vergleich zu Stahlrädern materialbedingt mehr Bauraum benötigen und in der Herstellung wesentlich teurer sind.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad aus Stahlblech zu schaffen, das bei gleicher Steifigkeit im Gewicht aus Aluminium gegossenen Rädern mindestens gleichwertig, wenn nicht sogar überlegen ist, keinen höheren Herstellungsaufwand als Aluminiumräder erfordert, eine hohe Designvielfalt ermöglicht und unempfindlich gegenüber den üblichen im Betrieb auftretenden mechanischen Belastungen ist.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit dem Fahrzeugrad der eingangs genannten Art gelöst, bei dem die Felgenschale aus einem auf der Radinnenseite angeordneten Grundträger und einer auf der Radaußenseite angeordneten, den Grundträger abdeckenden Designschale besteht, wobei die Designschale und der Grundträger radial verlaufende Hohlspeichen bilden, deren aneinander liegende Ränder von Designschale und Grundträger fest miteinander verbunden sind, und bei dem die Aufnahmelöcher für die Radbolzen von der Designschale und dem Grundträger gemeinsam gebildet werden.
• Die Zusammensetzung des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades aus mehreren vorgeformten Blechzuschnitten erlaubt eine wenig aufwendige und damit preiswürdige Fertigung bei einer praktisch unbegrenzten Vielfalt an Design. Da die Designschale aus Stahlblech, insbesondere Edelstahl besteht, läßt sie sich sehr einfach dem verschiedenen Design anpassen und filigran gestalten. Die übrigen Teile des Rades, d.h. der Felgenring und der Grundträger, bleiben davon unberührt und können nach anderen für das Rad wichtigen Kriterien, wie Steifigkeit, ausgelegt sein und für Räder mit verschiedenem Design gleich sein. Das schafft die Voraussetzung für ein vielgestaltiges Design bei kostengünstiger Fertigung. Die Herstellung der einzelnen vorgeformten Zuschnitte erfolgt üblicherweise durch Pressen oder Tiefziehen. Da die Designschale und der Grundträger Hohlspeichen bilden, ergibt sich für das Rad bei leichtem Gewicht eine hohe Steifigkeit. Aus diesem Grunde ist das erfindungsgemäße Stahlrad einem vergleichbaren Aluminiumrad überlegen. Das Prinzip des Leichtbaus kann weiter dadurch verwirklicht sein, daß für die Designschale und/oder den Grundträger nicht einlagiges Blechmaterial, sondern nach Sandwichart mehrlagiges Blechmaterial verwendet wird. Solches Sandwichmaterial kann wie einlagiges Material gepreßt oder insbesondere tiefgezogen werden. Die Verwendung von Stahl, insbesondere Edelstahl, macht das Rad unempfindlich gegenüber im Betrieb auftretenden üblichen mechanischen Belastungen, wie Kratzern u.dgl. Außerdem ist es praktisch wartungsfrei.
• Dem Leichtbauprinzip kann weiter dadurch Rechnung getragen sein, daß der Blechzuschnitt des Grundträgers außerhalb der Hohlspeichen ausgespart ist. Es versteht sich, daß eine entsprechende Aussparung auch in der Designschale vorgesehen sein kann. Ob eine solche Aussparung vorgesehen ist oder nicht, hängt vom jeweiligen Design ab.
• Für die Verbindung zwischen der Designschale und dem Grundträger gibt es eine Vielzahl von Möglichkeiten, insbesondere form- und stoffschlüssige Verbindungen. Als besonders vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn Designschale und Grundträger über eine Vielzahl von Schrauben oder Nieten miteinander verbunden sind. Solche Nieten können aus Designgründen schraubenkopfähnliche Köpfe haben.
• Um die Steifigkeit des Rades weiter zu verbessern, kann auch eine Verbindung zwischen Felgenhorn und Designschale vorgesehen sein, die sich auf mannigfache Art und Weise ausbilden läßt. Eine bevorzugte Ausbildung besteht darin, daß der Rand der Designschale um das Felgenhorn herum umgebördelt ist. Alternativ oder zusätzlich können Felgenhorn und Designschale aber auch stoffschlüssig miteinander verbunden sein.
• Auch für die Verbindung von Designschale und Grundträger im Bereich der Aufnahmelöcher für die Radbolzen zumindest im betrieblichen Einsatz gibt es mehrere Möglichkeiten. Am einfachsten ist es, wenn die Designschale und der Grundträger mit den Randbereichen der Aufnahmelöcher für die Radbolzen flächig aufeinander liegen. In diesem Fall werden Designschale und Grundträger bei am Fahrzeug angeschraubtem Rad durch die Radbolzen gehalten. Alternativ ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung vorgesehen, daß die Aufnahmelöcher für die Radbolzen von Hohlnieten gebildet werden, die formschlüssig in Bohrungen des Grundträgers und der Designschale sitzen und diese miteinander verbinden.
• Wie auch schon von anderen Fahrzeugrädern, insbesondere Aluminiumrädern, bekannt, kann der Lochbereich für die Radbolzen optisch ansprechend gestaltet sein. Im Rahmen der Erfindung ist es allerdings auch möglich, daß er abgedeckt wird. In diesem Fall weist die Designschale am äußeren Randbereich der Aufnahmelöcher für die Radbolzen Befestigungselemente für die Abdeckscheibe auf. Da die Abdeckscheibe nur Abdeckfunktion und keine Versteifungsfunktion hat, reicht in der Regel eine Klemmverbindung aus.
• Im folgenden wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Im einzelnen zeigen:
• 1 ein Fahrzeugrad in Ansicht,
• 2 das Fahrzeugrad gemäß 1 im Schnitt nach Linie A-A der 1,
• 3 das Fahrzeugrad gemäß 1 im Ausschnitt und Querschnitt nach Linie B-B der 1 und
• 4 einen Ausschnitt des Fahrzeugrades gemäß 1 in einer zu 1 und 2 anderen Ausführung im Bereich der Radbolzen.
• Das Fahrzeugrad ist im wesentlichen aus drei Blechzuschnitten insbesondere aus Edelstahlblech zusammengesetzt, die unabhängig voneinander geformt sind.
• Als besonders geeignetes Verfahren für die Formgebung eignet sich das Tiefziehen. Die drei Blechzuschnitte sind zu dem Fahrzeugrad gefügt und bilden bei ihm einen Felgenring 1, einen Grundträger 2 und auf der Außenseite des Fahrzeugrades eine Designschale 3.
• Der Felgenring 1 weist ein Felgenbett 1a auf, das an seinen Seiten von Felgenhörnern 1b, 1c begrenzt ist. Der Grundträger 2 hat eine Sternform, wie aus dem rechten Halbschnitt der 1 zu entnehmen ist. An seinem Außenrand ist er nach außen umgebogen. Die umgebogenen Bereiche 2a liegen flach an der Innenseite des Felgenbettes 1a an und sind in diesem Bereich mit dem Felgenring 1 stoffschlüssig, insbesondere durch eine Kleb- oder Schweißverbindung, vorzugsweise an zwei versetzten Stellen, wie 2 zeigt, verbunden. Alternativ kann der Grundträger 2 an seinem Außenrand nach innen umgebogen sein. Zur Radmitte hin weist der Grundträger 2 einen flanschförmigen Bereich 2b auf, in dem einen Lochkreis bildende Aufnahmelöcher 2c für Radbolzen vorgesehen sind.
• Die auf der Radaußenseite angeordnete Designschale 3 weist am Außenrand eine Umbördelung 3a auf, die das Felgenhorn 1b formschlüssig umgreift. Statt dieser Umbördelung 3a oder auch zusätzlich kann die Designschale 3 stoffschlüssig mit dem Felgenhorn verbunden sein. Im einfachsten Fall kann die form- oder stoffschlüssige Verbindung sogar fehlen und die Designschale nur außen am Felgenhorn 1b anliegen. Zur Radmitte hin weist die Designschale einen flanschförmigen Bereich 3b auf, in dem einen Lochkreis bildende Aufnahmelöcher 3c für die Radbolzen vorgesehen sind. Die Aufnahmelöcher 2c des Grundträgers 2 und die Aufnahmelöcher 3c der Designschale 3 liegen mit ihren eingezogenen Randbereichen formschlüssig aufeinander. Die Designschale 3 weist im Bereich der sternförmigen Ausschnitte des Grundträgers 2 dreieckförmige Fenster 3d auf.
• Sowohl der Grundträger 2 als auch die Designschale 3 weisen eine mittige Ausnehmung 2e, 3e auf, deren Ränder zur Radrückseite eingezogen sind, derart, daß sie formschlüssig ineinandergreifen und damit eine radiale Zentrierung bilden. Zusätzlich können sie stoffschlüssig verbunden sein.
• Wie vor allem 3 zeigt, bilden der innen liegende Grundträger 2 und die außen liegende Designschale 3 radial verlaufende Hohlspeichen 4. Dafür sind sowohl der Grundkörper 2 als auch die Designschale 3 im Tangentialquerschnitt bogenförmig profiliert, wie in 3 für den Tangentialquerschnitt gezeigt ist. Die von dem Grundkörper 2 und der Designschale 3 gebildeten mehr oder weniger radial verlaufenden Randbereiche 2d, 3d für die Hohlspeichen 3 liegen aufeinander und sind miteinander durch Nieten 4a, 4b form- und kraftschlüssig miteinander verbunden. Diese Nieten 4a, 4b können aus Designgründen das Aussehen von Imbusschrauben haben. Eine entsprechende Verbindung aus Nieten 4c ist auch im Auslauf zwischen den Hohlspeichen 4 vorgesehen. Diese mehrseitige Nietverbindung macht im einfachsten Fall die beschriebene form- und/oder stoffschlüssige Verbindung am Felgenhorn 1b überflüssig. Die innen liegenden Nieten 4c dienen auch als Befestigungspunkt für eine den Lochbereich abdeckende Abdeckplatte 5. Diese Abdeckplatte 5 wird durch Klemmwirkung gehalten. Dafür können die Nietköpfe kleine Randaussparungen aufweisen, in die dann die Deckplatte 5 eingreifen kann.
• Anstelle der unmittelbaren Verbindung von Grundträger 2 und Designschale 3 im Bereich der Aufnahmelöcher für die Radbolzen kann auch eine mittelbare Verbindung vorgesehen sein, wie sie in 4 dargestellt ist. Die Verbindung besteht aus einem Hohlniet 6. Das Hohlniet 6 ist mit den im Bereich der Bohrungen auf Abstand gehaltenen Blechen des Grundträgers 2 und der Designschale 3 vernietet. Seine Bohrung ist als Aufnahmeloch für einen Radbolzen gestaltet. Wie die Figur zeigt, können Grundträger 2 und Designschale 3 am Innenrand zusätzlich einander überlappen und durch Klebung oder eine andere stoffschlüssige Verbindung miteinander verbunden sein.
• Die beschriebene Profilierung von Grundträger 2 und Designschale 3 sowie deren Verbindung zur Bildung von Hohlfelgen 4 gibt dem Rad eine hohe Steifigkeit bei einem leichten Gewicht. Zur Verbesserung der Steifigkeit, gegebenenfalls in Verbindung mit einer Verbesserung des Leichtbaus, können Grundkörper 2 und Designschale 3 nach Sandwichart mit Auflageblechen 7 verstärkt sein. Der Grundträger 2 mit den Auflageblechen 7 wirkt dann wie ein Sandwichblech. Seine Formgebung erfolgt mit aufgebrachten Auflageblechen 7.

Claims (9)

1. Fahrzeugrad in Leichtbauweise aus zu einem Felgenhörner (1b, 1c) aufweisenden Felgenring (1) und zu einer in der Radmitte Aufnahmelöcher (2c, 3c) für Radbolzen aufweisenden Felgenschale (2, 3) umgeformten Blechzuschnitten, insbesondere aus Edelstahl, die form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Felgenschale aus einem auf der Radinnenseite angeordneten Grundträger (2) und einer auf der Radaußenseite angeordneten, den Grundträger (2) abdeckenden Designschale (3) besteht, wobei die Designschale (3) und der Grundträger (2) radial verlaufende Hohlspeichen (4) bilden, deren von Designschale (3) und Grundträger (2) gebildete Ränder (2d, 3d) aneinander liegen und fest miteinander verbunden sind, und daß die Aufnahmelöcher (2c, 3c) für die Radbolzen von der Designschale (3) und dem Grundträger (2) gemeinsam gebildet werden.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Felgenhorn (1d) und Felgenschale (2, 3) am Außenrand form- und/oder stoffschlüssig miteinander verbunden sind.
3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Blechzuschnitt des Grundträgers (2) außerhalb der Hohlspeichen (4) ausgespart ist.
4. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Designschale (3) und Grundträger (2) von einer Vielzahl von Schrauben oder Nieten (4a, 4b, 4c) gebildet wird.
5. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindung zwischen Felgenhorn (1b) und Designschale (3) von einer Umbördelung (3a) des Randes der Designschale (3) um das Felgenhorn (1b) und/oder Stoffschluß gebildet wird.
6. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Designschale (3) und der Grundträger (2) mit den Randbereichen der Aufnahmelöcher (2c, 3c) für die Radbolzen aufeinander liegen.
7. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufnahmelöcher (2c, 3c) für die Radbolzen von Hohlnieten (6) gebildet werden, die formschlüssig in Bohrungen des Grundträgers (2) und der Designschale (3) sitzen.
8. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Designschale (3) rückseitig und/oder der Grundträger (2) nach Sandwichart verstärkende Auflagebleche (7) tragen.
9. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Designschale (3) im äußeren Randbereich der Aufnahmelöcher (2c, 3c) für die Radbolzen Befestigungselemente (4c) für eine Abdeckscheibe (5) aufweist.