CN108602380A - 制造轮子的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及制造轮子(7)的方法，轮子具有轮辋体(8)，在其上连接有前凸缘区域(9)，前凸缘区域经由轮辋底(10)与相对置的后凸缘区域(11)连接，后凸缘区域具有环绕的相对于轮辋底(10)增厚的凸边(12)，其中，借助浇铸形成型坯(5)，将该型坯成形为制成的轮子(7)，其中，对于制造具有环绕的在凸边(12)中槽形地沿着凸边(12)的后端面延伸且具有限定的槽深度(T3)的材料凹空部(14)的轮子，在浇铸型坯(5)时首先从参考点(Z)以第一深度(T1)制造材料凹空部(14)，然后将其成形至形成第二深度(T2)，第二深度大于第一深度(T1)，在此，深度(T1、T2)分别基于参考平面(F)来确定，本发明还涉及铸模(1)和轮子(7)。

Description

制造轮子的方法
技术领域
本发明涉及用于制造轮子、尤其是车轮的方法，该轮子具有轮辋体，前凸缘区域连接在该轮辋体上，前凸缘区域经由轮辋底与相对置的后凸缘区域连接，后凸缘区域具有环绕的相对于轮辋底增厚的凸边，其中，借助浇铸形成型坯，该型坯成形成制成的轮子。
本发明还涉及用于借助这种方法来制造轮子、尤其是车轮的铸模。
此外，本发明还涉及轮子，尤其是车轮，该轮子具有轮辋体，前凸缘区域连接在该轮辋体上，前凸缘区域经由轮辋底与相对置的后凸缘区域连接，后凸缘区域具有环绕的相对于轮辋底增厚的凸边。
背景技术
轮子、尤其是用于机动车的轮子通常经受高度的机械负荷，因此必须具有合适的稳定性和可靠性。尤其是在驶过坑洼处或其他地面不平整处时，要求轮子必须满足对相应的动态的首先是在径向方向上作用的冲击力的承受能力的要求。为此，已知形式的轮子设有加强构造的后凸缘区域，但是这带来使轮子的重量相应增加的缺点。
在现有技术中已知在限制轮子重量的同时改善对作用在轮子上的冲击负荷的承受能力的措施。
DE 20 2008 005 455 U1公开了由铝合金制成的具有轮毂的车轮，轮毂具有内角部、外角部和轮辋底。为了降低轮毂的重量和材料成本设有在内角部上、外角部上以及轮辋底上彼此分开布置的、在一侧被遮盖的或未构造成通孔的凹空部(Aussparung)。这些凹空部例如成形为矩形的或圆形的。在此没有给出关于轮毂的经优化的重量节省的详细说明。
GB 2 249 063 A涉及具有后凸缘区域的铸轮和用于制造这种轮子的方法，其中后凸缘区域具有多个单个的沿周向方向延伸的凹陷部。在浇铸轮子时通过这些凹陷部降低形成气泡的风险的同时，保留在这些凹陷部之间的肋条保持轮子的稳定性。因此，不是为了实现尽可能高的重量节省而构造轮子。
由WO 2011/146957 A1已知一种用于制造轮子的方法，其中，首先借助浇铸或锻造制造轮子的型坯，然后借助锻造或挤压成型在型坯的后凸缘区域中引入特殊成形的各个材料凹空部。这些材料凹空部改进了重量低的轮子的机械特性。
此外，例如由DE 1 908 465已知有其他类型的轮子和制造这些轮子的方法。
虽然已知的轮子具有材料凹空部从而改善了其机械特性且降低了其重量，但是仍期望对轮子的特性、尤其是制造方法、为此所使用的铸模以及轮子进行进一步改进。
发明内容
本发明的目的在于提供如本文开始所述的一种方法、一种铸模和一种轮子，它们能够避免或至少减少现有技术的缺点。该方法应在使用特别合适的铸模的情况下来实现轮子的节省材料和节省时间的制造，轮子能够承受高的机械负荷、尤其是高的径向负荷并且具有低的重量。
本发明的目的通过根据权利要求1的方法、根据权利要求7的铸模以及根据权利要求9的轮子来实现。优选的实施方式和改进方案在从属权利要求中给出。
根据本发明，在用于制造轮子、尤其是车轮的方法中，对于制造具有环绕的在凸边中槽形地沿着凸边的后端面延伸且具有限定的槽深度的材料凹空部的轮子，在浇铸型坯时首先以第一深度制造材料凹空部，随后进行成形直至形成第二深度，第二深度大于第一深度，其中，深度分别从参考平面确定，参考平面设置成基本垂直于轮子的转动轴线且延伸经过浇铸的且未成形的型坯的后端面的设置在轮辋底的延长部中的区段的后部的顶点。要制造的轮子具有轮辋体，前凸缘区域连接在轮辋体上。前凸缘区域经由轮辋底与相对的后凸缘区域连接。在说明书的以下部分中，术语“前”被理解为在轮子的适宜的安装状态下与车辆背离。相应地，术语“后”理解在轮子的适宜的安装状态中与车辆面对。轮辋底用于容纳安装在轮子上的轮胎，轮胎在轮子的轴向方向上通过前凸缘区域和后凸缘区域被固定。轴向方向理解为与轮子的设定转动轴线平行延伸的方向。为了应用，将轮子安装在多轨道(mehrspurig)车辆的一侧上。为了使轮子或后凸缘区域尤其是在径向方向上、即垂直于轴向方向具有稳定性，后凸缘区域具有环绕的相对于轮辋底增厚的凸边。凸边至少部分地、优选基本上在轮子的径向方向上延伸。为了满足对制成的轮子重量低且稳定性高的要求，借助该方法制造的轮子具有环绕的在凸边中槽形地沿着凸边的后端面延伸且具有限定的槽深度的材料凹空部。因此，制成的轮子具有唯一的在周向方向上沿着凸边延伸且优选本身闭合的材料凹空部或凹陷部。构造成槽或凹槽的材料凹空部沿着且在凸边的后端面中形成，在此，凸边的后端面与轮子的转动轴线包围不等于零的角度且在轮子安装在车辆上的状态下比凸边的与后端面相对的前端面更靠近车辆地布置。在制成的轮子中，材料凹空部具有限定的、在周向方向上优选一致的槽深度。
对于轮子的制造，首先例如通过将液态的铝引入铸模中浇铸型坯。接下来从铸模中取出固化的型坯并借助机械方法将其成形为成品轮子。在此重要的是，在浇铸型坯时首先以第一深度制造材料凹空部，该第一深度从参考平面开始在轴向方向上朝前凸缘区域测量，在此，参考平面延伸穿过经浇铸的但未成形的型坯的后部端面的尤其是设置在轮辋底的直接的或直线的延长部中的后部的顶点。接下来在从铸模中取出或固化的型坯中对材料凹空部进行成形直至形成第二深度，第二深度从参考平面测量，在此，第二深度大于第一深度。由此，通过浇铸和后续的机械成形过程来制造轮子。
该方法的优点在于，一方面在浇铸型坯时就已经能降低材料成本并因此而降低轮子的成本消耗。此外，在后凸缘区域中、尤其是在凸边中的材料凹空部相比于没有材料凹空部的凸边来说，可以加快后凸缘区域的固化，使得该后凸缘区域可与例如轮辋底一样快速地固化。由此避免了在现有技术中已知的由于凸边的冷却相比于轮辋底明显更慢而引起的问题，即，在凸边中有气泡积聚或通常造成没有材料凹空部的凸边的严重收缩。因此，更快的冷却也实现了构造得更好的金属结构(Metallgefüge)以及更高的轮子强度值。此外，通过对型坯的机械成形还提高了轮子的高机械负荷能力。材料凹空部也使凸边具有在径向方向上提高的弹性。
根据本发明的优选的实施方式，第一深度在第二深度的50％至80％、优选在60％至70％的范围中，尤其是它的66％。由此，节省轮子的材料以及轮子的重量的程度使得，一方面允许后凸缘区域在铸模中更快地固化，另一方面也没有由于使槽浇铸得过深而造成后凸缘区域的不利弱化。
为了进一步提高轮子的机械负荷能力，有利的是，优选为了成形使型坯在相应于材料凹空部的区域中压缩(verdichten)、优选进行锻造直至第二深度。型坯在材料凹空部的延伸区域中的压缩至少在轴向的、指向前凸缘区域的方向上进行。但是压缩也可在凸边的通过材料凹空部限定的整个表面区域上、即也在槽或凹槽的侧面上进行。与切削加工方法不同，金属结构以及后凸缘区域通过压缩而加强。特别有利地，通过锻造过程或车削加工在凸边中制造最终的槽深度。
更有利地是，将型坯的凸边的包括材料凹空部和参考平面的后端面成形、优选压缩、特别是锻造为直至形成具有该槽深度的材料凹空部。由此，不仅对凸边的材料凹空部而且对整个后端面进行成形，使其在制成的轮子上具有期望的形状。对后端面的压缩至少在指向前凸缘区域的轴向方向的方向上进行。该成形也可通过车削加工来进行。
型坯在视图中在相应于材料凹空部的区域中在型坯的轴向方向上浇铸有圆环形的、优选平坦的槽底，在该槽底上连接径向更靠外的至少部分平坦的槽壁和径向更靠内的至少部分平坦的槽壁时，可在后凸缘区域具有高的负荷能力的同时有利地实现高度的材料节省。圆环形的槽底可在与轮子的转动轴线垂直的平面中延伸。同样，圆环形的槽底在径向方向上的走向可制造、尤其是浇铸和/或成形为相对于轮子的转动轴线具有不同于90°的角度。在浇铸型坯时和/或在成形时，凸边在通过材料凹空部限定的区域中还成形为具有径向更靠外的槽壁和径向更靠内的槽壁，它们连接在圆环形的槽底上且至少部分地具有平坦的区段。对于从铸模中取出型坯以及为了避免在轮子运行时在凸边中的槽底和槽壁之间在棱边区域上的高度负荷适宜的是，使两个槽壁借助例如呈圆弧形的弯曲的过渡区域连接在槽底上。对于轮子的平稳运行特别适宜的是，将材料凹空部构造成在凸边的周向方向上具有一致的形状和槽深度。
对于制造轮子特别有利的是，将后凸缘区域浇铸成在轮辋底的圆柱形内表面的直线延长部中具有与凸边背离的圆柱形的内表面。后凸缘区域和轮辋底的圆柱形的内表面与安装在轮子上的轮胎所贴靠的相应的圆柱形的外表面相对置。与该构造相反，在后凸缘区域上的向内朝轮子的转动轴线的方向突出的环绕的凸肩则会不期望地提高材料需求以及用于使后凸缘区域固化的持续时间。凸边和轮辋底的内表面无需精确地构造成圆柱形的，而是自然也可相对于轮子的转动轴线朝前凸缘区域的方向倾斜并因此而具有截锥形状。
根据本发明还提出一种用于借助前述方法制造轮子、尤其是车轮的铸模，该铸模具有上部、下部和至少两个侧部，在它们之间构造与浇铸的型坯的阴模相应的空腔，其中，上部或下部具有与凸边中的通过浇铸制造的材料凹空部的阴模相应的材料提升部。例如在低压浇铸工艺中通过铸模的浇口用液态铝或铝合金填充构造在铸模中或金属模中的空腔。为了从铸模中取出固化的坯件，如本领域技术人员已知的，上部、下部和侧部可构造成能彼此分开的。上部或下部具有环绕的环形地在空腔中延伸的且具有限定高度的材料提升部，该材料提升部相应于在凸边中的需要通过浇铸制造的材料凹空部的阴模。因此，材料提升部构造在空腔的沿着凸边的后凸缘区域制造材料凹空部的区域中。材料提升部的高度与型坯凸边中的材料凹空部对应地相应于从参考平面测得的第一深度的值。对于铸模的材料提升部的其他的适宜的实施方式可参考前述方法和下面还将描述的轮子，因为材料提升部是通过浇铸制造的型坯的凸边中的材料凹空部的阴模。
在材料提升部中设置至少一个脱出元件以便贴靠在凸边的与材料凹空部相应的表面上且用于推出经浇铸的轮子时可特别轻松地从铸模中取出型坯。因此，脱出元件延伸穿过铸模的上部或下部以及尤其是穿过材料提升部在未推出的静止位置中直至空腔以及在推出型坯的位置中还靠在型坯上。此外，以有利的方式通过在脱出元件和包围脱出元件的上部或下部之间的对于脱出元件的运动所需的间隙，使空气在用可流动的材料填充铸模时能从空腔中溢出并由此避免在空腔中不利的压力构建。在设置多个、优选均匀地沿着材料提升部的圆周布置的脱出元件时，还可提高通过脱出元件给出的优点。
根据本发明，对于本文开头所述类型的轮子、尤其是车轮来说，在凸边中构造环绕的槽形地沿着凸边的后端面延伸的材料凹空部。例如用于安装在多轨道机动车上的轮子具有轮辋体，在轮辋体上连接前凸缘区域。前凸缘区域经由轮辋底与相对的后凸缘区域连接。轮辋底以已知的方式用于容纳安装在轮子上的轮胎，轮胎在轮子的轴向方向上通过前凸缘区域和后凸缘区域被固定。为了使轮子或后凸缘区域尤其是在径向方向上、即垂直于轴向方向的方向上具有稳定性，后凸缘区域具有环绕的相对于轮辋底增厚的凸边。凸边至少部分地、优选基本上在轮子的径向方向上延伸。为了使轮子具有低的重量且同时具有高度稳定性，在凸边中构造环绕的槽形地沿着凸边的后端面延伸的材料凹空部。后凸缘区域具有唯一的这种材料凹空部或呈槽形或凹槽形式的凹陷部，其在沿着凸边的周向方向上构造在凸边的后端面中且优选本身闭合。关于凸边的后端面的定义请参考对方法的描述。
根据依照本发明的轮子的优选实施方式，材料凹空部在视图中在轮子的轴向方向上具有圆环形的、优选平坦的槽底，在该槽底上连接径向更靠外的至少部分平坦的槽壁和径向更靠内的至少部分平坦的槽壁。如已经结合方法所述地，圆环形的槽底在径向方向上的走向相对于轮子的转动轴线可具有90°的角度或不同于90°的角度。此外凸边具有径向更靠外的槽壁和径向更靠内的槽壁，它们连接在圆环形的槽底上且至少具有部分平坦的区段。有利地，材料凹空部构造成在凸边的周向方向上具有一致的形状和一致的槽深度。在轮子的利用轮子的转动轴线在其中延伸的平面剖切的剖面图中，材料凹空部基本具有转动90°的“U”的形状。
为了不仅实现适宜的材料节省，而且实现具有对其应用来说合适的强度的轮子，有利的是，参考凸边的在轮子的轴向方向上最后部的点，材料凹空部具有的槽深度在4至9mm的范围中，尤其是5.9mm。在凸边至少局部剩余的厚度中在轴向方向上在材料凹空部之前的槽深度在5.5至9.5mm的范围中，尤其是7.5mm。槽深度不限于给出的数值，同样可在5至8mm的范围中或在6至7mm的范围中。从凸边的在轮子轴向方向上最后部的点、即，从凸边的离车辆最近的点开始测量槽深度。凸边可由于其造型在距离轮子的转动轴线的径向间距不同处具有不同的厚度，即在轴向方向上不同的延伸长度。凸边的厚度沿轴向方向看向离开车辆的方向上在材料凹空部之前至少局部地具有的值在5.5至9.5mm的范围中或在6.5至8.5mm的范围中，尤其是7.5mm。
有利地，圆环形的槽底在与两个槽壁假想的切线之间的在径向方向上的延伸在10.5至14.5mm的范围中，尤其是12.5mm，凸边在径向方向上的至少局部的高度在23至27mm的范围中，尤其是24.9mm。对于假想的切线，槽壁的平坦的区段假想地延长直至槽底。圆环形的槽底在假想的切线之间的延伸也可在11.5至13.5mm的范围中。凸边在径向方向上的至少局部的高度也可在24至26mm的范围中，该高度优选在轮子的轴向方向上与槽底的位置或槽壁的位置相重合的位置上来测量。
在轮子的另一实施方式中，径向更靠外的槽壁相对于槽底具有第一钝角，优选在95°至120°的范围中，尤其是108°，且径向更靠内的槽壁相对于槽底具有第二钝角，优选在105°至145°的范围中，尤其是125°。但是也可考虑对于径向更靠外的槽壁角度在100°至115°的范围中或在100°至110°的范围中，且对于径向更靠内的槽壁角度在115°至135°的范围中。已经在模拟中证实，以这些钝角中的一个来设置槽壁是非常适宜的。
为了避免在使用轮子时在槽底和槽壁之间的高负荷的棱边区域，有利的是，材料凹空部在剖视图中具有在槽底和径向更靠外的槽壁之间的圆弧形的过渡区域与在槽底和径向更靠内的槽壁之间的圆弧形的过渡区域，优选圆弧半径在1至4mm的范围中，尤其是2mm。在此，剖视图通过利用轮子的转动轴线在其中延伸的平面剖切凸边而获得。圆弧的半径也可在1至3mm的范围中或在1.5至2.5mm的范围中。尤其是两个圆弧可以具有相同的半径。
此外适宜的是，从材料凹空部沿径向更靠内的凸边区段的最后部的点相比于从材料凹空部沿径向更靠外的凸边区段的最后部的点在凸边的轴向方向上更靠前的距离优选在0.8至1.8mm的范围中，尤其为1.3mm。在这种情况下，相比于凸边的从材料凹空部沿径向更靠内的区域的最后部的点，凸边从材料凹空部沿径向更靠外的区域的最后部的点以所述距离更靠近车辆地布置。术语最后部的点当然也可以包括多个点，例如线或面，如果位于其上的所有点具有在轮子的轴向方向上相同的位置的话。该距离也可在1至1.6mm的范围中。
对于轮子的构造还有利的是，凸边在剖视图中构造成具有第一圆弧形的过渡区域，优选其半径在1至4mm的范围中，尤其是2mm，该半径从径向更靠外的槽壁至从材料凹空部沿径向更靠外的凸边区段的最后部的点。在此，剖视图通过利用这样的平面剖切凸边而获得：轮子的转动轴线在该平面中延伸。尤其是第一圆弧形的过渡区域从径向更靠外的槽壁的平坦的区段朝凸边的从材料凹空部沿径向更靠外的区域的最后部的点，即，朝该凸边区段的最后部的点延伸。第一过渡区域的半径也可在1.5至3mm的范围中。
同样有利的是，凸边在剖视图中构造成具有第二圆弧形的过渡区域，优选其半径在1至3mm的范围中，尤其是1.6mm，该半径从径向更靠内的槽壁至从材料凹空部沿径向更靠内的凸边区段的最后部的点。在此，剖视图也通过利用这样的平面剖切凸边而获得：轮子的转动轴线在该平面中延伸。优选第二圆弧形的过渡区域从径向更靠内的槽壁的平坦的区段朝凸边的从材料凹空部沿径向更靠内的区域的最后部的点延伸。第二过渡区域的半径也可在1.3至2mm的范围中。
当后凸缘区域构造成具有背离凸边的在轮辋底的圆柱形的内表面的直线延长部中的圆柱形的内表面时可实现轮子的节省重量的、具有高强度且特别简单的实施方式。因此，轮子具有未提高重量的从后凸缘区域的圆柱形的内表面朝轮子的转动轴线的方向突出的材料突出部。因此，后凸缘区域的圆柱形的内表面至少在轮辋底的圆柱形的内表面的这样的区段上构造成相同的：该区段连接在后凸缘区域的圆柱形的内表面上。
有利地还可以对凸边如此进行成形，即，在剖视图中在从材料凹空部沿径向更靠外的凸边区段的最后部的点上连接第三圆弧形的过渡区域、第四圆弧形的过渡区域和在径向方向上直线地在轮子的转动轴线的方向上延伸的区段，该区段沿着第五圆弧形的过渡区段过渡到轮辋底中。剖视图通过利用这样的平面来剖切凸边而获得：轮子的转动轴线在该平面中延伸。第三圆弧形的过渡区域的半径可在2.5至4.5mm的范围中、尤其是3.5mm，第四圆弧形的过渡区域的半径可在9至11mm的范围中、尤其是9.8mm，而第五圆弧形的过渡区域的半径可在4至6mm的范围中、尤其是5mm。轮辋底的连接在第五圆弧形的过渡区域上的区段可具有与圆柱形的内表面相对的圆柱形的外表面，该圆柱形的外表面朝向前凸缘区域相对于轮子的转动轴线以不为零的角度、例如以在3°至7°的范围中、优选在4°至6°的范围中、尤其是5°的角度倾斜。轮辋底至少局部地具有在其圆柱形的内表面和其圆柱形的外表面之间延伸的厚度，该厚度例如在4至8mm的范围中、优选在5至7mm的范围中、尤其是6mm。
附图说明
下面根据优选实施方式进一步阐述本发明，但是不限于优选的实施方式。在附图中示出：
图1以剖视图示出铸模和在铸模中浇铸的待制造的轮子的型坯；
图2以剖视图示出了铸模的一个区段以及型坯的后凸缘区域的放大示意图；
图3以剖视图示出根据本发明的型坯和轮子的后凸缘区域以及轮辋底的一个区段；以及
图4以剖视图示出了连接在轮辋底上的后凸缘区域，其具有根据本发明的轮子的凸边。
具体实施方式
图1在剖视图中示出了铸模1，铸模1具有上部2、下部3和四个侧部4中的三个，在这些侧部之间构造有空腔6，空腔6相应于待浇铸的型坯5的阴模。为了能够轻松地从铸模1中取出固化的型坯5，将上部2、下部3和侧部4构造成可相对于彼此分开的。在图1中已用型坯5填充了空腔6，但是为了简化示意图该型坯以制成的轮子7的形式示出。由此如制成的轮子7那样，型坯5具有轮辋体8，前凸缘区域9连接在轮辋体8上。前凸缘区域如同在轮子7中那样经由轮辋底10与相对置的后凸缘区域11连接，后凸缘区域11具有环绕的相对于轮辋底10增厚的凸边12。型坯5或轮子7的凸边12构造有环绕的、在凸边12中槽形地沿着凸边12的后端面13延伸的材料凹空部14。在制成的轮子7中，凸边12中的材料凹空部14构造成具有限定的槽深度T3(参见图4)。但是在浇铸型坯5时首先以从参考平面F开始测量的第一深度T1制造材料凹空部14，然后在完全固化的型坯5中进行成形直至形成从同一参考平面F测量的第二深度T2。参考平面F在此基本上垂直于轮子7的转动轴线DR延伸，且延伸通过经浇铸的、还未成形的型坯5的后端面13的设置在轮辋底10的直接的或直线的延长部中的区段E的后部的顶点Z。优选对于成形凸边12的构造有材料凹空部14的区域，通过锻造来压缩。特别是对整个后端面13进行压缩或锻造，以便造型出包括具有槽深度T3的材料凹空部14的轮子7。也可通过车削加工来进行成形。作为对整个后端面13的成形的结果，在已经成形的型坯5的后端面13的设置在轮辋底10的直接的或直线的延长部中的区段E中的后部的顶点V也占据更靠前的作为参考点或顶点Z的位置。在后端面13的区段E以与材料凹空部14相同的程度压缩时，槽深度T3可具有与第一深度T1相等的值，也参见图2和图3。在其他情况下，槽深度T3可大于或小于第一深度T1。
为了浇铸型坯5，在低压浇铸工艺方法中例如通过铸模1的未示出的中央浇口用液态铝或铝合金来填充空腔6。为了在型坯5中制造材料凹空部14，上部2具有环绕的环形地延伸到空腔6中的且具有限定的高度H的材料提升部15，该材料提升部15相应于在凸边12中的要通过浇铸制造的材料凹空部14的阴模。这明确地在图2中示出，图2示出了图1中区段B的放大视图。材料提升部15的高度H如同在型坯5的凸边12中材料凹空部14的第一深度T1那样，在第二深度T2的值的50％至80％、优选60％至70％的范围中，尤其是该值的66％。
此外，如在图1和图2中可看出地，对型坯5优选如此进行浇铸，使得材料凹空部14具有圆环形的平坦的槽底16。在该槽底16上连接有径向靠外的槽壁17和径向靠内的槽壁18，径向靠外的槽壁17和径向靠内的槽壁18二者至少在一个区段中构造成平坦的。但是同样可能的是，首先将槽底16和/或槽壁17、18浇铸成不平坦的，且槽底16的平坦的构型和/或槽壁17、18的平坦的区段的构型通过随后的成形过程来制造。
在图1中还可看出，后凸缘区域11具有圆柱形的或截锥形的内表面19，内表面19浇铸在轮辋底10的圆柱形的或截锥形的内表面20的直线延长部中。
图1和图2还示例性地示出了在上部2中和在材料提升部15中的脱出元件21，借助脱出元件21可使固化的型坯5轻松地从铸模1中脱出。为此，脱出元件21贴靠在凸边12的与材料凹空部14相应的表面22上。
在任何情况下，除了需要通过成形制成的材料凹空部14的构型或除了需要通过成形制成的后端面13的构型以外，在铸模1中制造的型坯5的形状与轮子7的形状可基本相同。尤其是成形过程可不涉及轮辋体8、前凸缘区域9和轮辋底10，并由此使它们对于型坯5和轮子7可为相同的。
图3在共同的视图中示出了分别用于型坯5和轮子7的后凸缘区域11和轮辋底10的连接在后凸缘区域11上的区段的彼此上下叠置的剖视图。在此用阴影示出了轮子7的通过成形减小的剖切面。在图3的示例中整个后凸缘区域11和轮辋底10的连接在后凸缘区域11上的区段被成形。
在图4中以在轮子7的转动轴线DR之上的剖视图示出了轮子7的后凸缘区域11。后凸缘区域11连接在未详细示出的轮辋底10上。后凸缘区域11具有环绕的相对于轮辋底10增厚的凸边12，在凸边12中构造环绕的槽形地沿着凸边12的后端面13延伸的材料凹空部14。材料凹空部14构造成具有圆环形的平坦的槽底16，在槽底16上连接有径向靠外的至少部分平坦的槽壁17和径向靠内的至少部分平坦的槽壁18。在图4中用R表示径向方向以及用A表示轴向方向。在槽底16和每个槽壁17、18之间设有圆弧形的过渡区域17a、18a。从材料凹空部14沿径向更靠外的凸边区段23的最后部的点P1相对于从材料凹空部14沿径向更靠内的凸边区段24的最后部的点P2在轴向方向A上向后错位。径向更靠外的槽壁17的平坦的区段17b借助第一圆弧形的过渡区域17c与凸边区段23的最后部的点P1连接。同样，径向更靠内的槽壁18的平坦的区段18b借助第二圆弧形的过渡区域18c与凸边区段24的最后部的点P2连接。第二圆弧形的过渡区段18c优选延伸至后凸缘区域11的圆柱形或截锥形的内表面19，该内表面19构造在轮辋底10的圆柱形或截锥形的内表面20的直线延长部中。凸边12从凸边区段23的最后部的点P1开始具有第三圆弧形的过渡区域25、第四圆弧形的过渡区域26和反向于径向方向R直线地朝轮子7的转动轴线的方向延伸的区段27，该区段27沿着第五圆弧形的过渡区域28在点P3处过渡到轮辋底10中。轮辋底10的圆柱形或截锥形的外表面29从轮辋底10的厚度D1例如为7.6mm的点P3以5°的角α延伸直至轮辋底10的厚度D2为6mm处。
在优选的实施例中，材料凹空部14的槽深度T3为5.9mm，该槽深度是在轮子7的轴向方向A上从凸边12的最后部的点P1测量的。在轴向方向A上在材料凹空部14之前，凸边12在剖视图中为直线的区段27和槽底16之间具有厚度为7.5mm的厚度D3。在两个槽壁17、18的假想的切线P4、P5与槽底16之间，槽底16在径向方向R上的延伸X为12.5mm，其中，凸边12在材料凹空部14的区域中在轴向方向A上具有的最大高度HB为24.9mm。径向更靠外的槽壁17与槽底16具有108°的第一钝角β，而径向更靠内的槽壁18与槽底16具有125°的第二钝角γ。在槽底16和相应的槽壁17和18之间的圆弧形的过渡区域17a、18a具有的圆弧半径为2mm。在凸边区段23的最后部的点P1和凸边区段24的最后部的点P2之间的间距D4为1.3mm，该间距在轮子7的轴向方向A上测量。第一圆弧形的过渡区域17c具有的半径为2mm，而第二圆弧形的过渡区域18c构造成半径为1.6mm。第三圆弧形的过渡区域25的半径为3.5mm，第四圆弧形的过渡区域的半径为9.8mm，而第五圆弧形的过渡区域的半径为5mm。
在图4示出的实施例中，所给出的尺寸当然也在制造公差之内。
此处描述的方法、铸模1和轮子7实现了轮子7的制造或确定这种轮子7，轮子7的特征在于，重量轻、加速了制造过程以及具有高强度，尤其是在轮子7在径向方向上受到负荷的情况下。

Claims (18)

1.一种用于制造轮子(7)、尤其是车轮的方法，所述轮子(7)具有轮辋体(8)，在所述轮辋体上连接有前凸缘区域(9)，所述前凸缘区域经由轮辋底(10)与相对置的后凸缘区域(11)连接，所述后凸缘区域(11)具有环绕的相对于所述轮辋底(10)增厚的凸边(12)，其中，借助浇铸形成型坯(5)，所述型坯(5)成形为制成的轮子(7)，其特征在于，
对于制造具有环绕的在所述凸边(12)中槽形地沿着所述凸边(12)的后端面(13)延伸且具有限定的槽深度(T3)的材料凹空部(14)的轮子(7)，在浇铸所述型坯(5)时首先以第一深度(T1)制造所述材料凹空部(14)，随后对其进行成形直至形成第二深度(T2)，所述第二深度(T2)大于所述第一深度(T1)，在此，所述第一深度和第二深度(T1、T2)分别从参考平面(F)开始确定，所述参考平面(F)设置成基本上垂直于所述轮子(7)的转动轴线、且延伸经过浇铸的但未成形的型坯(5)的后端面(13)的布置在所述轮辋底(10)的延长部中的区段(E)的后部的顶点(Z)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一深度(T1)位于所述第二深度(T2)的50％至80％、优选为60％至70％的范围内，尤其是所述第二深度(T2)的66％。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，为了成形使所述型坯(5)在相应于所述材料凹空部(14)的区域中压缩至第二深度(T2)，优选通过锻造或车削加工。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其特征在于，对所述型坯(5)的凸边(12)的包括材料凹空部(14)和参考平面(Z)的后端面(13)进行成形、优选压缩，特别是锻造或车削加工成直至形成具有槽深度(T3)的材料凹空部(14)。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其特征在于，对所述型坯(5)在相应于所述材料凹空部(14)的区域中在所述型坯(5)的轴向方向(A)上的视图中浇铸圆环形的、优选为平坦的槽底(16)，在所述槽底上连接径向更靠外的至少部分平坦的槽壁(17)和径向更靠内的至少部分平坦的槽壁(18)。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其特征在于，对所述后凸缘区域(11)浇铸在所述轮辋底(10)的圆柱形内表面(20)的直线延长部中的、背离所述凸边(12)的圆柱形的内表面(19)。
7.一种借助根据权利要求1至6中任一项所述的方法制造轮子(7)、尤其是车轮的铸模(1)，所述铸模(1)具有上部(2)、下部(3)和至少两个侧部(4)，在它们之间构造与浇铸的型坯(5)的阴模相应的空腔(6)，其中，所述上部(2)或所述下部(3)具有与凸边(12)中的需要通过浇铸来制造的材料凹空部(14)的阴模相应的材料提升部(15)。
8.根据权利要求7所述的铸模(1)，其特征在于，在所述材料提升部(15)中设置至少一个脱出元件(21)以便贴靠在所述凸边(12)的与所述材料凹空部(14)相应的表面(22)上并用于推出经浇铸的轮子(7)。
9.一种轮子(7)、尤其是车轮，所述轮子具有轮辋体(8)，在所述轮辋体上连接有前凸缘区域(9)，所述前凸缘区域(9)经由轮辋底(10)与相对置的后凸缘区域(11)连接，所述后凸缘区域(11)具有环绕的相对于所述轮辋底(10)增厚的凸边(12)，其特征在于，
在所述凸边(12)中构造有环绕的槽形地沿着所述凸边(12)的后端面(13)延伸的材料凹空部(14)。
10.根据权利要求9所述的轮子(7)，其特征在于，所述材料凹空部(14)在所述轮子(7)的轴向方向(A)上的视图中具有圆环形的、优选为平坦的槽底(16)，在所述槽底上连接有径向更靠外的至少部分平坦的槽壁(17)和径向更靠内的至少部分平坦的槽壁(18)。
11.根据权利要求9或10所述的轮子(7)，其特征在于，相对于所述凸边(12)的在所述轮子(7)的轴向方向(A)上的最后部的点(P1)，所述材料凹空部(14)具有在4至9mm范围内，尤其是5.9mm的槽深度(T3)，所述凸边(12)的至少局部剩余的厚度(D3)在轴向方向(A)上在所述材料凹空部(14)之前在5.5至9.5mm的范围内，尤其是7.5mm。
12.根据权利要求10或11所述的轮子(7)，其特征在于，所述圆环形的槽底(16)在与两个槽壁(17、18)假想的切线(P4、P5)之间具有的在径向方向(R)上的延伸(X)在10.5至14.5mm的范围内，尤其是12.5mm，所述凸边(12)在径向方向(R)上的至少局部的高度(HB)在23至27mm的范围中，尤其是24.9mm。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，所述径向更靠外的槽壁(17)相对于所述槽底(16)具有第一钝角(β)，其优选在95°至120°的范围内，尤其是108°，所述径向更靠内的槽壁(18)相对于所述槽底具有第二钝角(γ)，其优选在105°至145°的范围内，尤其是125°。
14.根据权利要求10至13中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，所述材料凹空部(14)在剖视图中具有在所述槽底(16)和所述径向更靠外的槽壁(17)之间的圆弧形的过渡区域(17a)和在所述槽底(16)和所述径向更靠内的槽壁(18)之间的圆弧形的过渡区域(18a)，这些过渡区域优选具有在1至4mm范围内、尤其是2mm的圆弧半径。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，从所述材料凹空部(14)沿径向更靠内的凸边区段(24)的最后部的点(P2)相比于从所述材料凹空部(14)沿径向更靠外的凸边区段(23)的最后部的点(P1)在所述凸边(12)的轴向方向(A)上更靠前的距离优选在0.8至1.8mm的范围中，尤其为1.3mm。
16.根据权利要求10至15中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，所述凸边(12)在剖视图中构造成具有第一圆弧形的过渡区域(17c)，其半径优选在1至4mm的范围中，尤其是2mm，所述半径从径向更靠外的槽壁(17)至从所述材料凹空部(14)沿径向更靠外的凸边区段(23)的最后部的点(P1)。
17.根据权利要求10至16中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，所述凸边(12)在剖视图中构造成具有第二圆弧形的过渡区域(18c)，其半径优选在1至3mm的范围中，尤其是1.6mm，所述半径从径向更靠内的槽壁(18)至从所述材料凹空部(14)沿径向更靠内的凸边区段(24)的最后部的点(P2)。
18.根据权利要求9至17中任一项所述的轮子(7)，其特征在于，所述后凸缘区域(11)构造成具有背离所述凸边(12)的、在所述轮辋底(10)的圆柱形的内表面(20)的直线延长部中的圆柱形的内表面(19)。
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