DE2944013A1 - Light alloy vehicle wheel - has wheel rim cold clamped to disc with anti rotation inserts - Google Patents
Light alloy vehicle wheel - has wheel rim cold clamped to disc with anti rotation insertsInfo
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Abstract
Description
Kraftfahrzeugrad, insbesondere LeichtmetallradMotor vehicle wheel, in particular light alloy wheel
Die Erfindung bezieht sich auf ein Kraftfahrzeugrad, und zwar insbesondere auf ein Leichtmetall-(Aluminium-)Rad.The invention relates to a motor vehicle wheel, in particular on a light metal (aluminum) wheel.
Es ist bekannt, die Räder von Kraftfahrzeugen aus Leichtmetall zu fertigen, um das Gewicht des Rades möglichst gering zu halten. Ein geringes Radgewicht garantiert eine besonders gute Bodenhaftung, da das Rad den Unebenheiten in der Straße selbst bei höchsten Geschwindigkeiten einwandfrei folgen kann.It is known to make the wheels of motor vehicles made of light metal manufactured to keep the weight of the bike as low as possible. A low bike weight guarantees particularly good traction, as the wheel covers the bumps in the Can follow the road flawlessly even at the highest speeds.
Für die Fertigung derartiger Leichtmetallräder sind verschiedene Herstellverfahren bekannt. Hierbei kommt dem Gießen von Leichtmetallrädern eine besondere Bedeutung zu, da hierdurch selbst große Stückzahlen mit einem verkünftigen Aufwand hergestellt werden können.There are various manufacturing processes for the manufacture of such light alloy wheels known. The casting of light alloy wheels is of particular importance here to, because this even produced large numbers with reasonable effort can be.
Es ist aber auch bekannt, derartige Leichtmetallräder zu schmieden. Dabei können noch geringere Materialquerschnitte bei gleicher Festigkeit eingehalten werden, was sich günstig auf das Gewicht auswirkt. Umgekehrt ist das Schmieden aber verhältnismäßig kostenintensiv, so daß ein breiterer Einsatz an den hohen Kosten scheitert.But it is also known to forge such light alloy wheels. Even smaller material cross-sections can be maintained with the same strength which has a beneficial effect on weight. But forging is the other way around relatively expensive, so that a wider use at the high cost fails.
Für Spezialzwecke hat man auch schon zweiteilige Räder aufgebaut, wobei Felgenring und Radschüssel getrennt gefertigt wurden. Die beiden Teile wurden entweder über entsprechende an beiden Teilen vorhandenen Vorsprüngen verschraubt oder aber, soweit Felgenring und Radschüssel aus identischem Material bestanden, miteinander verschweißt.Two-part wheels have already been built for special purposes, whereby the rim ring and wheel disc were manufactured separately. The two parts were either via corresponding projections present on both parts screwed or, if the rim ring and wheel disk were made of identical material, welded together.
Die Fertigung aus zwei Teilen über eine Verschraubung hat den Nachteil, daß der Aufbau verhältnismäßig kompliziert ist, so daß er nur für Sonderanfertigungen geeignet ist und nicht für eine Serienfertigung für Kraftfahrzeugräder in Frage kommt. Darüber hinaus bedeuten die Verbindungsteile einen zusätzlichen Materialaufwand, welcher sich auch wieder durch ein zusätzliches Gewicht bemerkbar macht. Diese Teile müssen nämlich relativ stabil sein, da ja an diesen Stellen verhältnismäßig große Kräfte von Radschüssel auf Felgenring und umgekehrt übertragen werden müssen.The production of two parts via a screw connection has the disadvantage that the structure is relatively complicated, so that it is only available for custom-made products is suitable and not in question for series production for motor vehicle wheels comes. In addition, the connecting parts mean additional material costs, which is also noticeable again by an additional weight. These parts they have to be relatively stable because they are relatively large at these points Forces must be transferred from the wheel disc to the rim ring and vice versa.
Die Anwendung einer Schweißverbindung setzte bislang identisches Material für Radschüssel und Felgenring voraus, wobei zusätzlich zu berücksichtigen ist, daß durch die Schweißverbindung selbst eine Schwächung des Felgenringes im Bereich der Schweißnaht auftritt, die wiederum eine bestimmte Uberdimensionierung des Felgenringes selbst, zumindest im Bereich der Schweißnaht, notwendig macht.The use of a welded joint used previously identical material for wheel disc and rim ring ahead, whereby it must also be taken into account that the welded joint itself weakens the rim ring in the area the weld occurs, which in turn is a certain oversizing of the rim ring itself, at least in the area of the weld seam, makes it necessary.
Aufgabe der Erfindung ist es ein Kraftfahrzeugrad anzu-.The object of the invention is to supply a motor vehicle wheel.
geben, das in einfacher Weise aus zwei Teilen gefertigt werden kann, wobei die Fertigung von Felgenring und von Radschüssel auf verschiedene Weise erfolgen kann und bei welchem eine minimale Materialdicke entsprechend der gewünschten Belastung mit einem minimalen Querschnitt gewählt werden kann.give that can be easily made from two parts, whereby the production of the rim ring and the wheel disc are done in different ways can and with which a minimum material thickness according to the desired load can be chosen with a minimal cross-section.
Diese Aufgabe wird mit einem Rad mit den Merkmalen des Patentanspruches 1 gelöst.This task is achieved with a wheel with the features of claim 1 solved.
Das Kraftfahrzeugrad nach der Erfindung ist demgemäß zweiteilig aufgebaut, wobei der Radschüsselaußenring und der Felgeninnenring im Berührungsbereich uneben mit miteinander korrespondierenden Zylinder- bzw. Kegelstumpfflächen versehen sind und der Felgenring im Pressitz auf die Radschüssel aufgezogen wird. Zusätzlich wird dann die Naht von Felgenring und Rad schüssel zumindest stellenweise, beispielsweise über Punktschweißung, miteinander dauerhaft verbunden. Auf diese Weise gelingt es, ein Leichtmetallrad zu fertigen, das bei gleicher Größe und Festigkeit bis zu 30 % weniger Gewicht aufweist als ein gegossenes Rad.The motor vehicle wheel according to the invention is accordingly constructed in two parts, the wheel disc outer ring and the inner rim ring being uneven in the contact area are provided with corresponding cylinder or truncated cone surfaces and the rim ring is pulled onto the wheel disc with a press fit. Additionally will then the seam of the rim ring and wheel bowl, at least in places, for example permanently connected to each other via spot welding. In this way it is possible to manufacture a light alloy wheel that is up to 30 % less weight than a cast wheel.
Ein derartiges Rad kann dabei gemäß einer Weiterbildung des Erfindungsgedankens in vorteilhafter Weise dadurch hergestellt werden, daß der Felgenring aus einem Aluminiumblech tiefgezogen wird, wobei die Stärke des Aluminiumringes gerade so gewählt ist, daß die für ein Kraftfahrzeugrad benötigte Steifigkeit im Bereich des Felgenringes erreicht ist. Der so tiefgezogene Felgenring wird an der Innenfläche, welche der Radschüssel zugewandt ist uneben, d.h. mit mindestens einer Erhöhung oder Vertiefung ausgerüstet.Such a wheel can according to a development of the inventive concept be produced in an advantageous manner that the rim ring from a Aluminum sheet is deep drawn, whereby the thickness of the aluminum ring is just so is chosen that the stiffness required for a motor vehicle wheel is in the range of Rim ring is reached. The so deep-drawn rim ring is on the inner surface, which is facing the wheel disc is uneven, i.e. with at least one elevation or well equipped.
Die entsprechend hergestellte Radschüssel, die in diesem Fall beispielsweise auch gegossen sein kann, trägt an ihrem äußeren Umfang eine komplementäre Form und ist im Durchmesser so gehalten, daß Erhöhungen im Felgenring den gleichen Durchmesser haben wie Vertiefungen im Aussenring der Radschüssel bzw. Vertiefungen im Felgeninnenring den gleichen Durchmesser aufweisen wie Uberhöhungen am Radschüsselaußenring.The wheel disc manufactured accordingly, which in this case, for example can also be cast, has a complementary shape and on its outer circumference is kept in diameter so that elevations in the rim ring have the same diameter like depressions in the outer ring of the wheel disc or depressions in the inner rim ring have the same diameter as the elevations on the outer ring of the wheel disc.
Nach Fertigung dieser beiden Teile wird der Felgenring relativ zur Radschüssel stark erhitzt, vorzugsweise auf eine Temperatur, die 2000 bis 3000 C über der der Rad- schüssel liegt und auf die Radschüssel aufgezogen und durch Abkühlen aufgeschrumpft. Schon hierdurch wird ein sehr guter Pressitz erreicht, der für die Ubertragung der normalen Kräfte, die bei einem Kraftfahrzeugrad sowohl radial als auch axial auftreten, voll ausreicht.After manufacturing these two parts, the rim ring is relative to the The wheel dish is strongly heated, preferably to a temperature between 2000 and 3000 C above that of the bike dish and pulled onto the wheel dish and shrunk on by cooling. This already results in a very good interference fit achieved for the transmission of the normal forces that occur in a motor vehicle occur both radially and axially, is fully sufficient.
Zusätzlich zu dem Aufschrumpfen wird aber, um ein einwandfreies Leichtmetallrad zu erhalten, Felgenring und Radschüssel miteinander verschweißt. Dies kann beispielsweise dadurch erfolgen, daß über den Umfang der einander zugewandten Stirnflächen von Felgenring und Radschüssel eine Raunaht aus einzelnen Punktschweißungen angebracht wird, die dann die zusätzliche Festigkeit auch für höchste Beanspruchung garantiert.In addition to the shrinking on, however, a perfect light alloy wheel is required to get, rim ring and wheel disc welded together. This can be, for example take place in that over the circumference of the facing end faces of Rim ring and wheel disc have a rough seam made from individual spot welds which then guarantees the additional strength even for the highest demands.
Vorteilhafte Weiterbildungen und zusätzliche Maßnahmen sind Gegenstand der Unteransprüche.Advantageous further training and additional measures are the subject of the subclaims.
So kann es sich beispielsweise, insbesondere bei Radtypen, die sehr hohe Brems- oder Beschleunigungsmomente übertragen müssen, empfehlen, über den Umfang verteilt zwischen Felgenring und Radschüssel Mitnahmekörper, z.B.This can be the case, for example, especially with types of bicycles, which are very Having to transmit high braking or acceleration torques, recommend over the scope distributed between the rim ring and the wheel disk, driving bodies, e.g.
Kugeln mit einzupressen, die dann Jegliche Drehbewegung von Radschüssel auf Felgenring und umgekehrt sicher mitübertragen.Balls to be pressed in, which then Any rotational movement of the wheel disc safely transferred to the rim ring and vice versa.
Für geringere Kraftübertragungen genügt es Jedoch in praktisch allen Fällen gemäß dem Patentanspruch 3 beim Aufschrumpfen von Felgenring auf die Radschüssel in den Verbindungsbereich ein Karborundpulver einzufügen, das die Reibung ausreichend erhöht.For lower power transmissions, however, it is sufficient in practically all of them Cases according to claim 3 when the rim ring is shrunk onto the wheel disc to insert a carborundum powder in the joint area, which will reduce the friction sufficiently elevated.
Weitere Merkmale und deren Vorteile ergeben sich aus der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der anliegenden Zeichnung.Further features and their advantages emerge from the following Description of exemplary embodiments in conjunction with the attached drawing.
In dieser Zeichnung zeigen: Fig. 1 eine Teilschnittdarstellung eines Felgenringes mit Radschüssel, Fig. 2 einen Schnitt in der Darstellung nach Fig. 1 längs der Linie II-II, Fig. 3 eine abgewandelte Ausführungsform in Teilschnittdarstellung und Fig. 4 eine weitere mögliche Ausgestaltung des Verbindungsbereiches zwischen Radschüssel und Felgenring.In this drawing: FIG. 1 shows a partial sectional view of a Rim ring with wheel disk, Fig. 2 is a section in the representation according to Fig. 1 along the line II-II, FIG. 3 shows a modified embodiment in a partial sectional view and FIG. 4 shows a further possible configuration of the connection area between Wheel disc and rim ring.
In den Figuren ist mit 1 jeweils der Felgenring bezeichnet, der beispielsweise im Tiefziehverfahren aus Aluminiumblech gefertigt sein kann. Die Stärke des Aluminiumbleches ist hierbei optimal bemessen, d.h. das Blech ist gerade so dick wie es die Festigkeit des entsprechenden Rades erfordert. Dieser Felgenring 1 wird, wie vorstehend beschrieben, auf eine Radschüssel aufgeschrumpft.In the figures, 1 denotes the rim ring, for example can be manufactured from aluminum sheet in the deep-drawing process. The strength of the aluminum sheet is optimally dimensioned here, i.e. the sheet is just as thick as its strength of the corresponding wheel. This rim ring 1 is, as described above, shrunk onto a wheel dish.
Im Verbindungsbereich zwischen dem Außenring der Radschüssel 2 und at- Innenfläche des Felgenringes 1 sind hierbei Unebenheiten, die nch dem Aufschrumpfen garantieren, daß eine seitliche Verschiebung des Felgenringes 1 relativ zur Radschüssel 2 unmöglich wird.In the connection area between the outer ring of the wheel disc 2 and at- inner surface of the rim ring 1 are unevenness that nch the shrinking guarantee that a lateral displacement of the rim ring 1 relative to the wheel disc 2 becomes impossible.
Bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 ist hierbei auf dem Außenring der Radschüssel ein einziger, entsprechend breiter Steg 3 angeordnet, der in eine entsprechende Nut im Felgenring 1 eingreift.In the embodiment according to FIG. 1, this is on the outer ring the wheel disc a single, correspondingly wide web 3 is arranged in a corresponding groove in the rim ring 1 engages.
Bei der Ausführungsform nach Fig. 3 sind Radschüssel 3 und Felgenring 1 ineinander verzahnt. Die Fig. 4 zeigt, daß auch eine stufenförmige Verzahnung mit Vorteil im Rahmen der Erfindung möglich ist.In the embodiment according to FIG. 3, the wheel disc 3 and the rim ring are 1 interlocked. Fig. 4 shows that a stepped toothing is possible with advantage within the scope of the invention.
Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, daß auch beliebige andere Ineinandergreifungen möglich sind, sofern sie nur geeignet sind, Axialkräfte, die ein Verschieben zwischen Felgenring und Radschüssel verursachen könnten, zu verhindern.It should be noted at this point that any other Interlocks are possible, provided that they are only suitable for axial forces shifting between the rim ring and the wheel disc.
Es sei auch darauf hingewiesen, daß die Darstellung aus Anschaulichkeitsgründen stark vergrößert gewählt ist.It should also be noted that the representation for reasons of clarity is selected greatly enlarged.
Die Gesamttiefe der Verzahnung beträgt jeweils je nach der angewandten Aufschrumpftemperatur 0,7 bis 1,5 mm.The total depth of the toothing depends on the one used Shrinking temperature 0.7 to 1.5 mm.
Diese Werte genügen aber, um die Axialkräfte voll aufzunehmen und von einem Teil auf den anderen zu übertragen.However, these values are sufficient to fully absorb the axial forces and to transfer from one part to the other.
Zusätzlich zu der Aufschrumpfung, die, wie schon dargelegt, einen ausreichend guten Sitz garantiert, sind noch ein oder mehrere Schweißverbindungen vorgesehen, und zwar entweder gleichmäßig als Ring über den gesamten Umfang oder aber auch in Form einzelner punktweiser Verbindungen. Die Schweißverbindung kann beispielsweise, wie in den Fig. 1, 3 und 4 durch gestrichelte Linien 4 angezeigt, im unmittelbaren Umfangsbereich vorgenommen werden. Hierbei empfiehlt es sich, wie beispielsweise aus Fig. 3 oder 4 zu ersehen, die Schweißverbindung, die durch aufeinanderfolgendes Punktschweißen über den ganzen Umfang laufen kann, an den Stellen vorzusehen, an denen die Radfelge den größten Querschnitt hat, da hierdurch sich eine mögliche Schwächung des Materials, selbst wenn sie auftreten sollte, sich nicht nachteilig auswirken kann.In addition to the shrinking, which, as already stated, a A sufficiently good fit is guaranteed, one or more welded connections are still left provided, either evenly as a ring over the entire circumference or but also in the form of individual point connections. The welded connection can for example, as indicated in FIGS. 1, 3 and 4 by dashed lines 4, be carried out in the immediate area of the scope. Here it is recommended how For example, from Fig. 3 or 4 to see the welded connection, which is achieved by successive Spot welding can run over the entire circumference, to be provided at the points where the wheel rim has the largest cross-section, as this creates a possible Weakening of the material, even if it should occur, is not detrimental can affect.
Es ist aber auch möglich, die Schweißverbindung am Innenrand, wie durch den Kreis 5 in Fig. 1 angezeigt, anzubringen. Die Fig. 2 zeigt noch, daß es im Rahmen der Erfindung vorteilhaft sein kann, über den Umfang verteilte Drehsicherungskörper 6 beispielsweise in Form von einzelnen Kugeln einzudrücken, da hierdurch die Übertragung der Radialkräfte zusätzlich verbessert wird.But it is also possible, the welded connection on the inner edge, such as indicated by the circle 5 in Fig. 1 to be attached. Fig. 2 still shows that it can be advantageous within the scope of the invention, anti-rotation body distributed over the circumference 6, for example, in the form of individual balls, as this results in the transmission the radial forces is also improved.
Im Rahmen der Erfindung sind die verschiedendsten Ausgestaltungen möglich. Insbesondere die Form der Radschüssel und deren Anlage im Umfangsbereich an dem Felgenring kann in verschiedendster Abwandlung erfolgen. Im Rahmen der Erfindung sind auch verschiedene Formen des Felgenringes unmittelbar einsetzbar.The most diverse configurations are within the scope of the invention possible. In particular, the shape of the wheel disc and its contact in the circumferential area The most varied of modifications can be made to the rim ring. in the frame According to the invention, various forms of the rim ring can also be used directly.
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