CN104053557A - 两部分式的车轮 - Google Patents

Abstract

建议一种由内部车轮部件和外部车轮部件制成的车轮，其中，每个车轮部件具有环绕的轮辋边缘、轮辋底的部分和车轮轮心的部分。该车轮的特征在于，在两个车轮部件的车轮轮心部分中的凹部被边框包围。在此，边框形状理想地嵌接到彼此中，从而一个车轮轮心的凹部的至少一个边框面式地环绕包围另一车轮轮心的边框，或被该另一车轮轮心的边框包围，并且相互触碰的边框彼此相连接。

Description

两部分式的车轮

技术领域

本发明的主题是用于车辆、尤其汽车的两部分式的车轮，其中，两个车轮部件形状锁合地和/或材料锁合地彼此相连接。

背景技术

车轮通常具有带有轮辋底的轮辋锁圈(Felgenring)，轮辋锁圈被内部的和外部的轮辋边缘界定。内部的和外部的轮辋边缘环绕地围住轮胎，引导该轮胎且以如下方式气密地封闭轮胎：为此，轮胎胎壁由于轮胎内压密封地支撑在轮辋边缘上。在轮辋的内部，作为用于该轮辋的承托元件布置有车轮轮心或轮辋盘(Felgenscheibe)，轮辋盘建立了相对于轴的连接。

由现有技术已知大量用于汽车生产的两部分式的车轮解决方案。此类两部分式的车轮尤其用于载重货车，以便于使得轮胎更换变得容易。为此车轮以如下方式构建：两个车轮部件设计成彼此可脱开。在此，两个轮辋边缘中的每个都布置在两部分式的车轮的另一部分上。

两部分式地设计车轮的另一原因在于对其的美观要求。因此，有时会期望，车轮轮心可以针对不同设计而被替换。例如DE8526012U1解决了此类问题，DE8526012U1建议了带有轮辋底的轮辋锁圈、以及被可脱开地安装在该轮辋锁圈处的车轮轮心。在此，车轮轮心紧固在轮辋锁圈处，为此，轮心端部呈卡口连接状地(bajonettverschlussartig)嵌接到在轮辋锁圈处的相应配对件后方，且在这些配对物下方利用螺钉固定。另一种实施方式描述了，车轮可以是两部分式的，其中，每个部件都具有轮辋边缘，且其中，车轮的两个部件通过所提及的呈卡口连接状的联接器相连接。

根据US6,726,292B1的解决方案用于节省重量的目的，在其中，由纤维复合材料构成的两个车轮部件(其中每个相应地具有轮辋边缘和车轮轮心的部分)形状理想地(formideal)在彼此面对的侧嵌接到彼此中。在此，一排在内部车轮部件上的凹槽与一排在外部车轮部件上的形状理想的齿相对置。车轮轮心的五个辐条在横截面上是矩形的且是空心的，且通过由内部车轮部件所提供的底面和由外部车轮部件所提供的三侧配对件构成。两个车轮部件通过螺纹连接、以及通过保持两个车轮部件的车轮紧固螺母来束紧。

在WO1997/13647A1中，针对特别低成本的车辆结构而建议一种两部分式的车轮，在其中，每个车轮部件同样都具有轮辋边缘和车轮轮心的部分。两个车轮部件具有彼此面对的接触面，接触面具有嵌接到彼此中的形状理想的突起和凹处。两个车轮部件通过咬合连接和粘贴连接以及铆接被束紧。此外，在已装配的状态中车轮螺母同样将两个部件束紧。车轮优选地由纤维增加的塑料构成且应是特别轻的。在已装配的状态中，两个车轮部件整面地彼此粘接。轮辋底由内部车轮部件的突出的边构成，其经由咬合连接接合到外部车轮部件的相应的槽中。

车轮受到不同强度的应力。这些应力在简单的加速过程或制动过程期间或在典型操作的滚压(Abrollen)期间出现，确切的说是，当车轮碰到阻碍物上时出现。尤其不利的是，车轮不是间接地经由轮胎而是直接侧向地受到应力。这样的应力例如在侧向撞击到路肩的情形中出现。已知的车轮结构仅能较差地应付这些应力。此外，低成本地且高效地构造成汽车车轮的复杂形状是成问题的。

发明内容

因此，任务是建议一种两部分式的车轮结构，在此，该车轮结构非常良好地应对侧向负荷情况，并且容易且低成本地制造。

该任务利用根据权利要求1所述的两部分式的车轮来解决。根据本发明的车轮的有利的改进方案在引用的从属权利要求中被公开。

根据本发明，该任务利用具有两个车轮部件的车轮来解决，其中，每个车轮部件都包含环绕的轮辋边缘和车轮轮心的部分，且其中，车轮轮心构造成，使得两个车轮部件的车轮轮心部件的凹部被边框包围，且其中，车轮轮心的至少一个边框环绕地面式地包围另一车轮轮心的形状理想地嵌接到该至少一个边框中的边框或被该边框包围，并且相互触碰的边框彼此相连接。优选地，在每个车轮轮心部件上存在至少两个且此外优选至少三个凹部，凹部被边框包围，且凹部形状理想地配合到另一车轮轮心部件的边框中，或者说被该边框形状理想地包围。

在此，边框理解为完全环绕地包围车轮轮心中的凹部的突缘(Auskragung)。该车轮轮心可具有多个凹部，凹部中的一些或所有都被边框包围。车轮轮心的凹部的边框可以构造在车轮轮心的一侧或两侧上。边框在车轮轮心的材料平面上方的高度优选是恒定的。然而其同样可例如呈波浪形地变化。边框的材料厚度优选是恒定的，然而可以变化(例如以加强筋形式)。优选的是，边框的横截面与凹部的形状相对应，且在整个高度上是恒定。然而，优选的实施方式也设置边框的从车轮轮心起在高度上呈锥状地增加或减少的横截面。在此有利的是，在直径上减少的边框在两个车轮部件拼接时插入到在直径上增加的边框中，其中，边框形状理想地配合到彼此中。此类锥状地形状理想地配合到彼此中的边框确保了边框在彼此中的特别良好的引导和定心。

有利的是，这些边框具有在由车轮轮心过渡到边框中时的可选的弯曲区域。

根据本发明的车轮结构具有两个车轮部件，它们分别带有环绕的轮辋边缘、和车轮轮心、以及轴开口、和/或用于紧固的螺纹孔，其中，在车轮的已拼接的状态中车轮部件的两个车轮轮心共同地产生车轮的车轮轮心。

车轮轮心具有凹部。当车轮轮心具有辐条时，通过这些凹部给予了车轮轮心美观。在此，优选是三个至十二个、特别优选是三个至八个、且进一步优选是三个至六个辐条，其中，在两个辐条之间存在至少一个凹部。在优选的实施方式中，在两个辐条之间布置有多于一个的凹部。在两个轮心之间优选可行的是两个或三个、进一步优选的是直至五个凹部。

凹部的形状可以是不同的；因此在仅具有三个凹部的车轮轮心的情形中优选凹部呈肾形状，在其中，底边和顶边平行于轴开口延伸且底边和顶边在其端部处通过圆弧部段相连接。有利的是，该肾形状在较大数量凹部的情形中同样得到使用。此外优选的是圆形凹部。其他的优选实施方式是呈多边形(三角形、四边形、五边形、六边形等等)的凹部，其中，特别有利的是，以倒圆的方式设计多边形的拐角，以便实现在边框中尽可能均匀的力分布。

在四轮车辆的工作状态中不可见的车轮部件被称作内部车轮部件，在工作状态中可见的车轮部件被称作外部车轮部件。两个车轮部件彼此形状锁合地和/或材料锁合地相连接。

车轮部件的连接优选以如下方式进行：绕车轮部件的车轮轮心的凹部的边框插到彼此中，且形状锁合地和/或材料锁合地相连接。

优选地，内部车轮部件在其背离车辆的侧上具有绕若干凹部或优选绕所有凹部的边框。外部车轮部件在其面对车辆的侧上在与内部车轮部件的加边框的凹部对应的凹部处同样具有边框。这些边框以如下方式设计：一个车轮部件的边框形状理想地嵌接到另一车轮部件的边框中。优选地，外部车轮部件的边框形状锁合地配合到内部车轮部件的边框中。然而也可能的是，内部车轮部件的边框定位在外部车轮部件的边框之内。显然交替的布置同样是可能的。在该实施方式中，因为边框充当了间隔垫片，所以在车轮部件的轮辋底部件之间保留间距。有利的是，因为外部车轮部件的弹性特性可以特别良好地起作用、因为内部车轮部件的同时变形被很大程度地避免了，所以在两个车轮部件的轮辋底部分之间的间距使得特别良好地缓冲侧向冲击成为可能。

另一优选的实施方式规定，内部车轮部件的凹部的边框向内指向，且外部车轮部件的边框形状理想地嵌接到其中。以该方式有利的是，在车轮部件的轮辋底部分之间不保留间距。因此，该连接可不仅沿着边框，而且优选地整面式地沿着两个车轮轮心部分实现。

在另一优选的实施方式中，外部车轮部件的凹部的边框向外指向，且内部车轮部件的边框形状理想地嵌接到其中。以该方式有利的是，在内部车轮部件的内部保留空间，以便可以用于布置制动设备(制动盘和制动块)。有利的是，在该实施方式中把挡板(车轮罩)由外部嵌入到外部车轮部件的向外指向的边框上。

车轮部件可由相同或不同的材料构成。优选使用与根据现有技术的常规车轮相同的材料作为车轮部件的材料。这优选是轻金属(铝、镁)或者轻金属合金、钢、复合材料、尤其纤维复合材料(例如碳纤维强化、玻璃纤维强化或凯夫拉尔纤维强化的塑料)。

连接车轮部件或者说车轮部件的车轮轮心的凹部的边框(如果它们触碰)依赖于车轮部件的材料来实现。特别优选的是两个车轮部件在边框的整个触碰面上整面的粘接。此外优选的是焊接或通过按压边框的一个或多个接触点的形状锁合连接。如果在使用无内胎的轮胎的情况下设置车轮，那么重要的是，气密地进行边框的连接。在优选的实施方式中，边框与相邻车轮部件的一些或所有接触线利用密封剂(例如在硅酮类基础上)环绕地进行处理。

优选的是，车轮部件的车轮轮心部分设有轴钻孔，车辆的轴延伸穿过该轴钻孔。轴开口或者说轴钻孔在两个车轮部件中如同凹部那样被边框包围。在特别优选的实施方式中，把车轮的紧固实施成轴紧固。在该实施方式的优选改进设计中使用支承环，支承环在相同结构高度上形状理想地包围边框，并且因此接收一部分在拧紧车轮的紧固螺钉时所施加的力。

另一优选实施方式规定，车轮除了中央的轴开口之外还具有用于紧固的螺纹孔。这些螺纹孔绕轴开口径向分布，且用于将车轮紧固在标准化的制动盘或者制动鼓上。优选地，螺纹孔如同用于连接两个车轮部件的凹部那样来构建，且具有彼此嵌套的边框，其中，内部的边框相应于螺钉的螺丝直径。另一优选的实施方式规定，每个螺纹孔都被支承环包围，支承环接收一部分在拧紧螺钉时所施加的力。其他优选的实施方式提供了环状物，其包围轴开口，且针对每个螺纹孔具有相对应的开口。这种支承环接收一部分在将车轮螺母或者螺钉拧紧到车轮部件上时所施加的力。

优选使用与用于车轮部件相同的材料作为用于所提及的支承环的材料。然而也可以使用其它的可接收所出现的力的材料。因此例如金属的支承环也可以使用在由纤维复合材料构成的车轮部件之间。

在带有15英寸至17英寸直径的典型的轿车车轮的情形中，绕车轮轮心部分的凹部的边框具有0.5cm至4cm的高度。实际所使用的边框高度按照预期的负荷情况来设计，并且例如边框高度在用于越野车的车轮中大于在用于纯粹道路使用的轿车中。边框高度在较大车轮直径的情形中也可以更大。此外，必要的边框高度依赖于凹部的数量。整体来看，边框高度和其材料厚度(例如壁厚等的整体设计方案)通常是工程技术设计的主题，例如使用有限元方法。边框优选由与车轮部件(边框从其中突出)相同的材料制成。有利的是，边框与车轮部件(边框配属于该车轮部件)一起制造。

有利的是，根据本发明的车轮具有更好的在侧向方向上抵抗负荷的耐抗能力。因为两个车轮部件的连接非整面式地进行，所以外部车轮部件的弹性被更好地利用。因此，优选实施方式规定，内部车轮部件由相对刚性的材料制成，而外部车轮部件具有特别良好的弹性特性。根据本发明的车轮的制造也被改善，因为两个车轮部件被单独地制造，且因此可以将整个车轮的复杂形状分解成两个容易制作的独立形状(Einzelform)。

具体实施方式

本发明借助如下实施例进行说明。

图1和图2从两个不同的视角示出内部车轮部件(1)和外部车轮部件(2)。每个车轮部件(1、2)都具有轮辋底部分(14、24)、轮辋边缘(15、25)和车轮轮心(11、21)。车轮轮心(11、21)分别具有三个凹部(12、22)，这些凹部被边框(13、23)包围。在每个车轮部件(1、2)的中间示出了带有配属边框(33)的轴开口(32)。此处所示的车轮部件由深冲钢DD11制造。这些车轮部件共同构成15英寸车轮(6)。在轮辋底区域中的材料厚度在此为2mm。轮辋边缘具有4mm的材料厚度，而车轮轮心和相应的配属边框的材料厚度为4.5mm。

图3和图4从不同的视角示出完成组装的车轮(6)。内部车轮部件(2)和外部车轮部件(1)以如下方式彼此相连接：为此，外部车轮部件(2)的边框(23)形状理想地嵌接到内部车轮部件(1)的边框(13)中。在图4中，外部车轮部件的边框(23)覆盖内部车轮部件的边框(13)。两个车轮部件(1、2)通过粘合剂被固定。

图5示出车轮(6)的如其在车辆工作状态中可被观察的那样的视图。可看见的仅是带有在车轮轮心(21)中的凹部(22)的外部车轮部件(2)。此处尤其可看出从轮辋底引导到边框中的弯曲区域(231)。

图6示出沿轴线A-A穿过根据图5的车轮(6)的截面。可看出，车轮部件(1、2)具有不同大小的轮辋底部分(14、24)。通过使内部车轮部件(1)具有较宽的轮辋底部分(14)，在车轮部件的内部中充分地保留用于车轮制动装置的空间。可看出，在内部的轮辋底部分(14)与外部的轮辋底部分(24)之间存在间距(4)。因为车轮(6)应利用无内胎的轮胎来工作，所以所有边框的气密连接是必要的。

图7示出根据图6的剖面X。外部车轮部件(2)的边框(23)嵌接到内部车轮部件(1)的边框(13)中。由于该设计方案，车轮(6)的两部分式的构型不可由(外部的)可视侧看出。基于截面图示作如下说明：车轮轮心(21)经由弯曲部(231)过渡到边框(23)中，且车轮轮心(21)、弯曲区域(231)和边框(23)一件式地实施。在截面图示的下部区域中可看出：两个车轮部件(1、2)的轴开口同样具有边框(33)，边框(33)虽然在其高度上区别于车轮轮心(11、21)的其余凹部的边框(13、23)，但是在两个车轮部件(1、2)的拼接的情形中同样形状锁合地嵌接到彼此中。此外作如下说明：该实施方式的边框具有平行延伸的壁，也就是说边框的横截面(开口)与凹部的横截面相符，且随着到车轮轮心的增加的间距既不增加也不减小。

附图标记列表

1           内部车轮部件

11          内部车轮部件的车轮轮心

12          在内部车轮部件的车轮轮心中的凹部

13          绕内部车轮部件的车轮轮心中的凹部的边框

14          内部车轮部件的轮辋底

15          内部车轮部件的轮辋边缘

2           外部车轮部件

21         外部车轮部件的车轮轮心

22         在外部车轮部件的车轮轮心中的凹部

23         绕外部车轮部件的车轮轮心中的凹部的边框

231        在由车轮轮心至边框的过渡中的弯曲区域

24         外部车轮部件的轮辋底

25         外部车轮部件的轮辋边缘

32         轴开口

33         轴开口的边框

4          在内部车轮部件与外部车轮部件的轮辋底部分之间的间距

6          制造的车轮

Claims (13)

1.由内部车轮部件和外部车轮部件构成的车轮，其中，每个车轮部件具有环绕的轮辋边缘、轮辋底的部分和车轮轮心的部分，其特征在于，两个车轮部件的车轮轮心部分的凹部被形状理想地彼此嵌接的边框包围，其中，一个车轮轮心的凹部的至少一个边框面式环绕地包围另一车轮轮心的边框，或被该另一车轮轮心的边框包围，并且相互触碰的边框彼此相连接。

2.根据权利要求1所述的车轮，其特征在于，每个车轮部件都有一个凹部是轴开口。

3.根据权利要求1或2所述的车轮，其特征在于，多个凹部是用于将车轮紧固在轮毂处的螺纹孔。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的车轮，其特征在于，气密地实施彼此触碰的边框的连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的车轮，其特征在于，所述内部车轮部件在其背离车辆的侧上具有绕若干或所有凹部的边框，并且所述外部车轮部件具有如下凹部，这些凹部中的若干或所有的在车轮部件面对车辆的侧上被边框包围，其与所述内部车轮部件的加边框的凹部对应，其中，将所述边框以如下方式构造，即一个车轮部件的边框形状理想地嵌接到另一车轮部件的边框中。

6.根据权利要求5所述的车轮，其特征在于，所述外部车轮部件的边框形状理想地嵌接到所述内部车轮部件的边框中，或所述内部车轮部件的边框形状理想地嵌接到所述外部车轮部件的所述边框中。

7.根据权利要求5所述的车轮，其特征在于，所述内部车轮部件的边框中的若干边框形状理想地嵌接到所述外部车轮部件的对应边框中，并且所述外部车轮部件的边框中的若干边框形状理想地嵌接到所述内部车轮部件的对应边框中。

8.根据权利要求5所述的车轮，其特征在于，所述内部车轮部件的凹部的边框向内指向，且所述外部车轮部件的边框形状理想地嵌接到所述内部车轮部件的凹部的所述边框中。

9.根据权利要求5所述的车轮，其特征在于，所述外部车轮部件的凹部的边框向外指向，且所述内部车轮部件的边框形状理想地嵌接到所述外部车轮部件的凹部的所述边框中。

10.根据权利要求2所述的车轮，其特征在于，所述轴开口具有边框且被支承环包围，所述支承环在相同的结构高度上形状理想地包围所述边框。

11.根据权利要求3所述的车轮，其特征在于，所述车轮具有用于紧固螺钉的螺纹孔。

12.根据权利要求11所述的车轮，其特征在于，所述螺纹孔具有边框且被支承环包围，所述支承环在相同的结构高度上形状理想地包围所述边框。

13.根据两个权利要求10和11所述的车轮，其特征在于，所述轴开口被支承环包围，支承环具有用于所述螺纹孔的边框的开口，且在相同的结构高度上形状理想地包围所述轴开口和所述螺纹孔的边框。