AT365127B

AT365127B - Felge fuer ein kraftfahrzeugrad

Info

Publication number: AT365127B
Application number: AT0584079A
Authority: AT
Original assignee: Bbs Kraftfahrzeugtechnik
Priority date: 1979-09-03
Filing date: 1979-09-03
Publication date: 1981-12-10
Also published as: GB2059298A; FR2465601A1; GB2059298B; US4363347A; FR2465601B1; ATA584079A

Description

Die Erfindung betrifft eine Felge für ein Kraftfahrzeugrad, die aus zwei miteinander verbundenen, spanlos geformten bzw. vorgeformten Teilen besteht, wobei ein Teil, welcher den grösseren Teil des Felgenbettes und die gegebenenfalls in Speichenform ausgebildete Radschüssel umfasst, im Bereich des als Tiefbett ausgebildeten Felgenbettes mit dem zweiten Teil, welcher den restlichen, kleineren Teil des Felgenbettes bildet, verbunden ist.

Bei bekannten Felgen für Kraftfahrzeugräder gibt es eine Vielzahl von konstruktiven Ausbildungen, verwendeten Werkstoffen und angewendeten Herstellungsverfahren, wobei diese drei Merkmalsgruppen natürlich immer mehr oder weniger aufeinander abgestimmt sein müssen, aber auch gewisse Quer-Kombinationen möglich sind.

Wenn man eine Felge für ein Kraftfahrzeugrad bezüglich der genormten Zonen (Aussen- und Innenbett) unterteilt, werden die diese beiden Zonen umfassenden Felgenteile meistens aus demselben Werkstoff hergestellt, sei es nun durch Giessen, oder aber auch bei spanloser Herstellung der beiden Radteile aus Blech, wie z. B. Stahl-oder Leichtmetallblech, wobei Blechrohlinge sowohl in der Form von Ronden als auch in Rohrform in Frage kommen, die dann durch Walzen oder Drücken in die gewünschte Form gebracht werden.

Der Erfindung liegt nun die an sich nicht neue, bisher für die Gestaltung einer Felge aber
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also im Kraftfluss vom Felgeninnenbett über die Radschüssel zur Felgen-Befestigungsstelle, ver- mieden, und der erforderliche Materialaufwand für die gesamte Felge wird sehr gering gehalten.

Die Gegebenheiten erfordern bei einer Kraftfahrzeug-Felge die Verwendung eines Werkstoffes einer möglichst hohen Festigkeit, trotz der damit verbundenen relativ geringen Verformbarkeit, für den innenliegenden Felgenteil und für die die Kräfte von diesem auf die Radnabe übertragenden Bereiche einer Felge. Der aussenliegende Teil des Bettes dagegen unterliegt normalerweise wesentlich geringeren Axial- und Radialkräften, weshalb ein Werkstoff geringerer Festigkeit, jedoch mit höherer Verformbarkeit verwendet werden kann. Dadurch können auftretende Stosskräfte, wie z. B. durch Kollidieren mit der Fahrbahnbegrenzung, über die relativ hohe Verformbarkeit aufgefangen werden. Plötzlicher Luftverlust durch Anreissen oder Ausbrechen des äusseren Felgenbettteiles, durch vorgenannte Ursache, ist dadurch weitgehend ausgeschlossen.

Die Verbindung der beiden Radteile miteinander erfolgt, und das ist ebenfalls ein wesentliches Merkmal der Erfindung, in der Weise, dass der Innenteil und der Aussenteil über eine im wesentlichen zylindrische Aussenfläche am grösseren, innenliegenden Teil und eine dieser angepasste Innenfläche am zweiten Teil miteinander verbunden sind, u. zw. löt-und schweissfrei, luftdicht, vorzugsweise durch einen Klebstoff. Eine solche zusätzliche Sicherung der Verbindungsflächen zwischen dem grösseren Teil und dem andern Teil durch einen für eine derartige Verbindung geeigneten Klebstoff sorgt auch mit Sicherheit für eine Luftdichtigkeit an der Verbindungsstelle, was bei Verwendung von schlauchlosen Reifen notwendig ist.

Die eigentliche Verbindung zwischen dem Aussenteil und dem Innenteil kann auf die verschiedenste Weise erfolgen. Der Aussenteil kann in an sich bekannter Weise auf den Innenteil aufgeschrumpft werden. Das erfordert entweder eine Erwärmung des Aussenteiles und/oder eine Tiefkühlung des Innenteiles. Diese Verbindung kann dadurch verstärkt und ein vollständiges Lösen unter Normalumständen praktisch mit Sicherheit verhindert werden, indem die Verbindungsflächen zwischen den beiden Teilen unter einem nach aussen offenen flachen Kegelwinkel angeordnet werden. Es ist dann nicht möglich, dass sich die beiden Felgenteile in kaltem Zustand oder auch in im Betrieb auftretendem warmem Zustand voneinander trennen können.

In den Zeichnungen ist ein Ausführungsbeispiel einer Felge dargestellt, wobei für die Verbindung zwischen den beiden Felgenteilen mehrere Ausführungsmöglichkeiten gezeigt sind. Fig. 1 zeigt einen Halb-Radialschnitt durch eine zweiteilige Kraftfahrzeugrad-Felge nach der Erfindung, die Fig. 2 und 3 zeigen, jeweils im Teil-Radialschnitt, zwei verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Verbindungsbereiches, der in Fig. 1 mit dem strichpunktierten Kreis X angedeutet ist und Fig. 4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit für diese Verbindungsstelle in Ansicht in Richtung des in Fig. 1 eingetragenen Pfeiles IV.

Die dargestellte Kraftfahrzeugrad-Felge besteht aus zwei Teilen, die insgesamt mit-l und 2-- bezeichnet sind. Der eine Teil-l- (in den Zeichnungen rechts liegend) umfasst den grösseren Teil des Felgenbettes (Innenbett) --3-- mit Hump --4-- sowie die Radscheibe --5-- mit Durch-
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--6-- fürBefestigungsschrauben. Die Radscheibe --5-- könnte, entgegen der Zeichnungen, auch Speichenform aufweisen. Der andere, aussen liegende Teil --2-- bildet dagegen den restlichen, kleineren Teil des Felgenbettes (Aussenbett) --8-- mit Hump --9--. Die beiden Felgenhörner sind mit - 10 bzw. 11-- bezeichnet. Es handelt sich insgesamt um eine Tiefbettfelge.

Auf die Aussen-Stirnseite --12-- des grösseren Teiles --1--, speziell also auf die Radscheibe --5-- dieses Teiles, ist ein optisch wirksamer Belag z. B. aus Kunststoff oder Metall, aufgespritzt oder auch aufgeklebt, der Aussparungen --14-- für die Bremskühlluft-Durchtrittsöffnungen --6-- und Aussparungen --15-- im Bereich der Durchgangsöffnungen --7-- für die Felgenbefestigungsschrauben (die nicht dargestellt sind) aufweist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel ist zwischen dem grösseren Teil-l-und dem andern Teil --2-- im Bereich X ein zur Felgen-Mittellinie konzentrisches, geschnittenes oder vorzugsweise gerolltes Gewinde vorgesehen, u. zw. vorzugsweise ein gerolltes Rundgewinde, das in vergrössertem Massstab in Fig. 2 gezeigt ist. Das Aussengewinde auf der Aussenfläche des grösseren Teiles-l-hat eine Hinterschneidung --16--, die zur Erleichterung der Gewindeherstellung (Auslauf für Gewindeschneidstahl oder Gewinderolle) dient. In dieser Gewindeverbindung kann ein ge-

eigneter Klebstoff, zur Sicherung dieser Gewindeverbindung und gleichzeitig auch zur Erzielung einer luftdichten Abdichtung, vorgesehen sein.

Die Aufschraubbewegung und damit die endgültige Relativlage zwischen den Radteilen --1 und 2-- und damit die Maulweite der fertigen Felge, wird durch stirnseitige Anlageflächen sowohl am grösseren Teil-l-als auch am andern Teil-2- festgelegt, die aneinander zur Anlage kommen. Diese Anlagefläche, für beide Teile, ist mit --17-bezeichnet.

Der andere, aussen liegende Teil 2-- kann auch auf den grösseren Teil-l-warm aufgeschrumpft werden. Dabei können die beiden, aneinander zur Anlage kommenden Verbindungsflächen an den beiden Teilen genau zylindrisch sein, sie können aber auch, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist, unter einem nach aussen offenen flachen Kegelwinkel --18-- verlaufen. Sowohl bei zylindrischer als auch bei konischer Schrumpffläche ist ebenfalls die Verwendung eines Klebstoffes zwischen diesen Flächen zusätzlich möglich.

Es kann auch zusätzlich noch eine Kerbverbindung --19-- zwischen dem grösseren Teil-l- und dem andern Teil --2-- vorgesehen werden, die dann, stirnseitig von aussen betrachtet, so aussieht, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Das kann insbesondere bei in der Praxis auftretenden hohen Torsionskräften von Vorteil sein. Auch in Verbindung mit einer solchen Kerbverzahnung kann Aufschrumpfen, konischer Verlauf (wie nach Fig. 3) und zusätzliche Anbringung von Klebstoff zwischen den aneinander zur Anlage kommenden Flächen des grösseren Teiles-l-und des andern Teiles --2- vorgesehen sein.

In den Fällen einer Verbindung nach Fig. 3 oder nach Fig. 4 ist in jedem Falle eine die End-Montagelage zwischen den beiden Teilen-l und 2-- und damit die Maulweite der fertigen Felge festlegende Stirnfläche --17-- (an beiden Teilen-l und 2--) vorgesehen.

Die Herstellung der beiden Felgenteile-l und 2-- kann aus Ronden (Walzmaterial oder im Gesenk warmgepresste Rohlinge) oder aus Hohlzylindern, also rohrförmigen Teilen, erfolgen. Für beide Teile kommen Leichtmetall-Legierungen mit hoher Festigkeit, verglichen mit Gusslegierungen, in Frage, wie z. B. Aluminium-oder Magnesium-Knetlegierungen (z. B. AI Mg Si, Al Cu Mg, Al Zn Mg (Cu), Az 855, Al 99, 9 Mg, AIR Mg), jedoch werden, wie eingangs schon näher erläutert wurde, der grössere, innen liegende Teil-l-und der andere, aussen liegende Teil --2-- unterschiedliche, jedoch im Grunde gleichartige Werkstoffe verwendet. Beispielsweise kommen für den Teil-l-aushärtbare Legierungen in Frage, wie z. B. AI Mg Si 1 ; für den Teil --2-- kann man Glänzwerkstoffe, wie z. B.

Al 99, 9 Mg 1, benutzen.

Bei der erfindungsgemässen Konstruktion wird eine grösstmögliche Verbindungsfläche zwischen den beiden Felgenteilen gewährleistet, ohne den Querschnitt auch nur eines dieser beiden Teile an dieser Stelle unnötig zu schwächen. Der grössere Teil-l-kann durch einen Walzvorgang (Drücken) vorteilhaft derart ausgebildet werden, dass er genügende Stabilität aufweist. Es ist eine kontinuierliche Querschnittsveränderung von der Hornzone des Felgenbettes zur Nabenzone hin möglich, u. zw. sowohl teilweise Querschnitts Vergrösserungen als auch teilweise -verkleinerungen, welche dazu beitragen, die erforderliche Stabilität an den jeweils gewünschten Stellen zu gewährleisten, so dass z. B. keine Verstärkungsrippen, wie sie sonst in manchen Fällen angebracht werden, bzw. angebracht werden müssen, notwendig sind.

Die Befestigung einer Kraftfahrzeugfelge nach der Erfindung kann zweckmässigerweise durch Radschrauben oder Muttern mit Flachbund, vorgenommen werden ; ansonsten werden Stahlbuchsen mit Kugel- oder 60a-Senkung eingepresst. Die Mittelbohrung der Radscheibe --5--, über die zweck-
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erhält zweckmässig eine Ansenkung, die das Aufsetzen der Felge erleichtert. Die Befestigungsbohrungen oder die Mittelbohrungen werden erst nach der Komplettierung, d. h. also nach dem endgültigen Zusammensetzen der beiden Felgenteile-l und 2--, angebracht, um die erforderlichen oder gewünschten Toleranzen bezüglich des Schlages leichter einhalten zu können.

Die stirnseitigen Anlageflächen an den beiden Felgenteilen --1 und 2-- garantieren die Längenmasse der fertigen Felge, wie beispielsweise die sogenannte Maulweite.

Wichtigste Vorteile einer Felge nach der Erfindung sind einmal die grundsätzlichen Vorteile der Mehrstückigkeit unter Beibehaltung der Vorteile einstückiger, gegossener Felgen bei Vermeidung der den letzteren anhaftenden Nachteile. Es ist nur ein geringer Materialeinsatz erfor-

derlich, es können Legierungen mit hoher Festigkeit verwendet werden, Zwischenglühvorgänge mit einer unerwünschten Gefügeveränderung des Materials sind nicht erforderlich, und es ist nur ein relativ geringer maschineller Aufwand für die Produktion nötig. Trotzdem ist die Konstruktion für ein Herstellungsverfahren für Grossserienanfertigung durchaus geeignet. Der Fertigteil weist ein extrem geringes Gewicht auf und wegen des herabgesetzten Materialeinsatzes ist ein Kosten- vorteil gegeben.

Durch die Gewichtseinsparung ergeben sich fahrtechnische Vorteile, wie geringe ungefederte Massen usw. Es ist eine grosse Flexibilität betreffend möglicher Abmessungen, vor allem für die Felgenbreite, gegeben. Der Bearbeitungsaufwand ist nur gering, da beispielsweise ein Drückvorgang nahezu die geforderte Präzision des Fertigteiles ermöglicht. Die Einzelteile können durch Rolldrücken oder durch Tiefziehen hergestellt werden.

Da es sich bei den beiden Teilen der Felge nicht um Gussteile handelt, sind keine aufwen- digen Prüfungen, wie z. B. bei Gussteilen, die eine 100%ige Röntgenprüfung erfordern, notwendig, die natürlich die Fertigungszeit und die Fertigungskosten einer Felge ganz erheblich mitbedingen.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Felge für ein Kraftfahrzeugrad, die aus zwei miteinander verbundenen, spanlos geformten bzw. vorgeformten Teilen besteht, wobei ein Teil, welcher den grösseren Teil des Felgenbettes und die gegebenenfalls in Speichenform ausgebildete Radschüssel umfasst, im Bereich des als Tiefbett ausgebildeten Felgenbettes mit dem zweiten Teil, welcher den restlichen, kleineren Teil des Felgenbettes bildet, verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass beide Teile (1, 2) aus gleichartigen Leichtmetall-Legierungen bestehen, wobei der Teil (1), welcher den grösseren Teil des Felgenbettes und die Radschüssel bildet, aus einer Leichtmetall-Legierung besteht, welche eine höhere Festigkeit und eine geringere Verformbarkeit aufweist als die Leichtmetall-Legierung, aus welcher der zweite Teil (2) besteht, und dass die beiden Teile (1,

2) in an sich bekannter Weise löt- und schweissfrei über eine insgesamt im wesentlichen zylindrische Aussenfläche am grösseren Teil (1) und eine dieser angepasste Innenfläche am zweiten Teil (2), vorzugsweise durch einen Klebstoff, luftdicht miteinander verbunden sind.

Claims

2. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Teil (2) durch an sich bekanntes Aufschrumpfen auf den grösseren Teil (1) mit diesem verbunden ist.

3. Felge nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsflächen zwischen den beiden Teilen (1, 2) unter einem nach aussen offenen flachen Kegelwinkel (18) angeordnet sind (Fig. 3).