CN111511575A - 具有混合车轮的机动车辆及制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种机动车辆，该机动车辆包括转动轮毂和车轮(2)，该车轮具有转动轴线(4)、铝轮辋(6)、以及通过箍紧和焊接紧固至轮毂的钢轮辐(8)。这两种材料使车轮(2)具有混合的特征。该车轮包括使轮辐(8)与轮辋(6)分隔开的径向间隙。轮辋包括焊接部，该焊接部在与径向间隙相对应处成角度地设置。焊接部设置在轮辐(8)的两个连续分支(18)之间，也就是说，位于与轮辐(8)的镂空部分相对应处。本发明还提出了一种用于制造混合车轮(2)的方法。

Description

具有混合车轮的机动车辆及制造方法
技术领域
本发明涉及一种包括混合车轮的车辆。本发明还提出了一种具有由不同材料制成的轮辋和内部轮辐的车轮。本发明涉及一种车辆车轮的制造方法。
背景技术
机动车辆通常包括四个地面连接部，每个连接部具有容纳与地面接触的轮胎的车轮。为此，车轮具有与轮胎一起限定密封腔室的环形轮辋、以及紧固到车辆的轮毂的轮辐。为了减小如车轮惯性的质量，并因此减小车辆的消耗，轮辐是镂空的。孔洞允许根据预定的设计来限定分支，这改善了车辆的感知质量。
文献EP 1 418 011 A1公开了一种机动车辆类型的车辆的车轮。该车轮包括外部轮辋和盘状的内部轮辐。内部轮辐牢固地插设在轮辋的内部。围绕内部轮辐分布有四个焊接部，该焊接部允许将内部轮辐紧固至轮辋内部。然而，这种车轮的强度有限，并且应力峰值会导致断裂。为了预防这种危险，轮辐和轮辋必须加厚，这增加了车辆的重量。
发明内容
本发明旨在解决现有技术出现的至少一个问题。更具体地，本发明旨在改善车轮的强度。本发明还旨在优化机动车辆的车轮的质量、刚性和耐久性。
本发明涉及一种车辆，尤其是机动车辆，该车辆包括轮毂和车轮，该车轮具有转动轴线、围绕该转动轴线的轮辋以及将该轮辋连接至轮毂的轮辐，该车辆的显著之处在于，轮辐包括多个径向延伸并围绕转动轴线分布的分支，并且，轮辋包括成角度地设置在轮辐的两个连续分支之间的焊接部。
根据特定的实施例，车辆可以包括以下独立采用或根据所有可能的技术组合而采用的特征中的一个或多个：
-轮辐具有多个镂空部分，镂空部分围绕转动轴线成角度地分布以与分支形成交替，焊接部在与镂空部分中的一个相对应处成角度地设置。
车轮包括使轮辐与轮辋分隔开的径向间隙，焊接部在与该径向间隙相对应处成角度地设置。
-轮辐由钢制成，并且轮辋由铝制成。
-轮辐包括径向厚度较小区域，焊接部位于与该径向厚度较小区域相对应处。
-轮辐包括环形边缘，该环形边缘沿着轮辋的圆周与焊接部交叠。
-该焊接部是第一焊接部，特别是轴向的焊接部，并且轮辐通过第二焊接部紧固至轮辋，每个第二焊接部远离第一焊接部成角度地设置。
-轮辐由材料制成。
-轮辋由材料制成。
-所有镂空部分在轮辋的大部分圆周上延伸。
-焊接部远离每个分支成角度地设置。
-轮辐包括紧固至轮毂的中央部分，分支将该中央部分连接至轮辋。
-焊接部在轮辋的整个宽度上轴向地延伸。
-分支和镂空部分形成交替。
-焊接部不与轮辐接触。
-轮辋具有与转动轴线重合的对称轴线。
-车轮在成角度远离焊接部处包括阀，该阀穿过形成在轮辋中的开口。
-轮辋和轮辐由不同的材料制成，并且/或者由金属材料制成。
-轮辋的材料的密度小于轮辐的材料的密度。
-分支和/或镂空部分在轮辋的内部成角度地分布。
-轮辐的厚度大于或等于轮辋的厚度，可选地比轮辋的厚度大两倍。
-轮辐包括连接分支的径向外部端部的弧形结合部，焊接部设置在该弧形结合部中的一个处。
-轮辋包括环形的钣金件，该钣金件具有沿圆周相对的两个边缘，焊接部连接该两个相对的边缘。
-焊接部沿着转动轴线延伸。
-径向间隙的径向厚度小于轮辐的径向厚度。
本发明还涉及一种车辆车轮，其包括外部轮辋和用于紧固至车辆的轮毂的内部轮辐，该车辆车轮的显著之处在于，该轮辐包括成角度地分布在轮辋内部的多个径向分支，并且，轮辋包括成角度地设置在轮辐的两个连续分支之间的焊接部。
本发明还涉及一种尤其是机动车辆的车辆的车轮，该车轮包括轮辋和轮辐，该车轮的显著之处在于，车轮包括将轮辐与轮辋分隔开的径向间隙，并且，轮辋包括成角度地设置在与该径向间隙相对应处的焊接部。
本发明还涉及一种尤其是机动车辆的车辆的车轮，该车轮包括轮辋、轮辐以及在轮辋和轮辐之间的环形界面，该车轮的显著之处在于，该界面具有在轮辋和轮辐之间的径向压力较小的角度区域，并且，轮辋包括成角度地设置在与该角度区域相对应处的焊接部。
本发明还涉及一种尤其是机动车辆的车辆的车轮，该车轮包括中心轴线、围绕该轴线设置的具有环形内表面的轮辋、以及轮辐，该车轮的显著之处在于，轮辐具有沿轮辋的环形内表面形成交替的刚性区域以及径向刚性较小的区域，并且，轮辋包括焊接部，该焊接部在轮辐的刚性较小的区域附近成角度地设置，特别是在该刚性较小的区域的对面成角度设置。
本发明还涉及一种车辆车轮的制造方法，该方法包括以下步骤：(a)供应或生产外部轮辋，(b)供应或生产内部轮辐，(c)将内部轮辐箍紧在外部轮辋内部，该方法的显著之处在于，在供应或生产外部轮辋的步骤(a)中，外部轮辋包括焊接部；在供应或生成内部轮辐的步骤(b)中，轮辐具有成角度地分布的多个分支；并且在箍紧的步骤(c)期间，焊接部成角度地位于轮辐的两个连续分支之间。
根据特定实施方式，在箍紧步骤(c)结束时，轮辐和轮辋具有形成第一区域和第二区域的交替的环形界面，相对于第一区域，第二区域中轮辐和轮辋之间的径向接触压力更大，并且焊接部成角度地设置在第一区域中的一个中。
根据特定实施方式，轮辋和/或轮辐由钣金件形成，尤其是由冲压钣金件和/或由滚压钣金件形成。
本发明优化了轮辋的闭合焊接部相对于制造过程和操作时轮辋/轮辐界面处的应力的角度位置。实际上，轮辐和轮辋之间的接触区域中的机械应力保持远离轮辋的焊接部，这改善了抗疲劳性能。此外，轮辋的焊接部设置在分支之间并因此与镂空部分相对地设置，这延长了使用寿命。
附图说明
借助于作为示例给出的描述并参照附图，将更好地理解本发明的其他特征和优点，在附图中：
图1示出根据本发明的车辆车轮。
图2示出沿着根据本发明的焊接部的车轮的剖面。
图3示出图1中所示的车轮的一部分的放大图。
图4是根据本发明的车辆车轮的制造方法的示图。
具体实施方式
在下面的描述中，轴向被认为是沿着车轮的转动轴线，或者是轮辋的对称轴线。径向被认为是垂直于转动轴线，相应地垂直于对称轴线。
图1是车辆尤其是机动车辆(未示出)的车轮2的前视图。车轮2沿转动轴线4示出。车轮2允许轮胎(未示出)的安装，该轮胎用于与道路接触并支承相应车辆的重量。
车轮2包括轮辋6和轮辐8，特别是外部轮辋和内部轮辐。轮辋6可以是环形的，并且可以具有沿着转动轴线4的直径变化。轮辋6可以由比轮辐8更轻的材料制成。这显著地降低了车轮2围绕其转动轴线4的惯性。轮辋6可以由铝或铝合金制成，并且轮辐8可以由钢制成。因此，从所使用的材料的角度来看，该车轮是混合型或异质型。
轮辐8允许将轮辋6连接至诸如车辆的转动轮毂(未示出)的安装支撑件。轮辋6可以由钣金件制成，该钣金件实现由焊接部10封闭的环。沿着圆周，该焊接部10可以连接形成轮辋6的钣金件的两个相对的边缘。轮辋6允许在与轮胎结合的情况下形成环形密封的腔室，从而允许充气至工作压力。
轮辐8可具有由轮毂(未示出)穿过的中心孔口14。紧固孔口16可用于将车轮2紧固至轮毂。一系列的分支18径向地延伸，即相对于转动轴线4垂直延伸。分支18可以绕转动轴线4成角度地规则分布，并且因此在轮辋6的内部成角度地规则分布。加强件20可以成形在分支18中。
轮辐8可以具有镂空部分22。镂空部分22可以是主要镂空部分。该主要镂空部分可以是三角形的，并且具有与轮辋6的内表面贴合的弯曲侧边。镂空部分22可以以均匀的方式围绕转动轴线4成角度地分布。镂空部分22可以成角度地界定分支18。每个镂空部分可以从一个分支延伸到下一分支。镂空部分22和分支18可以具有相同的径向高度。因此，轮辐8可具有交替的分支18和镂空部分22。
在分支18之间，可选地与镂空部分22径向相对，车轮2可包括在轮辋6和轮辐8之间的径向间隙24。该径向间隙24可以是将轮辋6与轮辐8分隔开的径向镂空部分。
在本示例中，示出了五个分支18、五个镂空部分22和五个径向间隙24。然而，该数量可以更改。此外，径向间隙24的数量不取决于分支18的数量或镂空部分22的数量。镂空部分可以径向地叠置。
此外，轮辋6可以包括用于轮胎的充气阀(未示出)的开口26。该开口26可以成角度地远离焊接部10。该开口26可以成角度地位于与设置有焊接部10的镂空部分22区别开来的另一镂空部分22的相对应处。
图2示出了如图1所示的车轮2的剖面。该剖面沿着焊接部10和/或沿着转动轴线4或车轮2的中心轴线形成。这些厚度可以是象征性的。作为示例，轮辐的厚度可以在3mm至6mm之间；并且轮辋的厚度可以在1.5mm至3.7mm之间。根据本发明的组合，轮辋的厚度为大约3.7mm，并且轮辐的厚度为大约6mm。
焊接部10在轮辋6的整个径向高度上延伸，并且在整个轴向长度上延伸。焊接部10可以连接用于容纳轮胎(未示出)的侧面的凸肩28。焊接部10可以在形成轮辋6的钣金件的整个厚度上形成。
轮辐8可具有环形边缘30。该环形边缘30可形成例如箍圈的管状支承部分，从该管状支承部分延伸出分支18。环形边缘30可围绕插设在分支18之间的镂空部分22。环形边缘30可以属于轮辋6和轮辐8之间的界面。径向间隙24可以在轮辐8中形成厚度较小区域32。该厚度较小区域32可以是出现在环形边缘30中的径向厚度较小区域。为此，形成轮辐8的钣金件可以轻薄化。
可替代地，该钣金件可以在分支18处增厚，这允许在分支18之间出现厚度较小区域32。或者，轮辐可以整体加工成型。
一个或多个焊缝34可以将轮辋6紧固至轮辐8。该焊缝可以成角度地位于径向间隙24之间，并且/或者与分支18相对。这些焊缝34可以形成不连续的焊接部。
图3是如图1和图2所示的车轮2的放大图。
焊接部10可以特别设置在径向间隙24中的一个的角度范围的相对应处。径向间隙24可以相对于焊接部10垂直延伸。径向间隙24可以是大约0.5mm。因此，焊接部10通过径向间隙24中的一个而与轮辐8分隔开，并且由于不与轮辐8接触而防止应力朝该焊接部10传递。
应力的传递还受到焊接部10在轮辐中形成的一系列分支中的两个连续分支18或相邻分支之间的定位的限制。焊接部10设置在沿圆周相对的两个分支18之间。因此，分支18不会径向抵靠焊接部10，从而减小焊接部10处的机械应力。焊接部10和转动轴线4之间的镂空部分22的存在也保护了焊接部10。可以注意到，环形边缘30允许沿着圆周连接分支18，并且在分支18处形成弧形结合部。
径向间隙24的存在意味着轮辐8和轮辋6之间的界面36是不连续的。该界面36可以是环形的，并且可以是紧固界面和/或径向接触界面。
由于轮辐8可被箍紧至轮辋6的内表面38，轮辐和轮辋之间的紧固界面36可以具有径向接触压力的周向变化。该界面36可具有抵靠分支18的角度区域，在该角度区域中接触压力大于面对镂空部分22且设置有焊接部10的角度区域中的接触压力。
图4是与如图1至图3所示相关联的车轮的制造方法的示图。
该方法可包括如下的可选地按以下顺序实施的步骤：
(a)供应或生产具有焊接部的外部的轮辋100，
(b)供应或生产具有成角度分布的多个分支、多个镂空部分以及多个径向间隙的内部的轮辐102，
(c)将内部轮辐箍紧104在外部轮辋的内部，
(d)将轮辐焊接106至轮辋，由于箍紧就足够，该步骤是可选的。
在供应或生产轮辋100的步骤(a)中，可以在惰性气体环境下使用电弧和填充金属来进行焊接，该惰性气体环境也可以由缩写“MIG”表示，“MIG”对应于英文表述“Metallnert Gas(金属惰性气体)”。
在箍紧的步骤(c)期间，例如从开始到结束，轮辋的焊接部成角度地位于轮辐的两个连续分支之间。开始可以考虑成是轮辋与轮辐接触的时刻。
在制造轮辋和轮辐的步骤(a)和(b)中，轮辋和轮辐可以由来自卷材的钣金件生产。轮辐的钣金件可以通过冲压成形，以使该钣金件弯曲并在其中切割如开口和孔口的镂空部分。至于轮辋，可以将钣金件条带弯曲以形成闭合的环。将沿圆周相对的两个边缘对接然后焊接。然后，对由此形成的管状材料例如通过滚轧或滚压而进行成形，以便形成环形的中央区域并使环形边缘竖直以形成凸肩。
在箍紧104的步骤(c)结束时，轮辐和轮辋可具有环形界面。该界面可以形成第一区域和第二区域的交替，相对于第一区域，第二区域中的轮辐和轮辋之间的径向接触压力更大。焊接部可以成角度地设置在第一区域中的一个中，以保护该焊接部。
在焊接106的步骤(d)中，焊接可以是根据冷金属过渡方法的焊接，该冷金属过渡方法也表示为缩写词“CMT”，其对应英语中的表述“Cold Metal Transfer(冷金属过渡)”。

Claims (10)

1.一种尤其是机动车辆的车辆，所述车辆包括轮毂和车轮(2)，所述车轮具有转动轴线(4)、围绕所述转动轴线(4)的轮辋(6)以及将所述轮辋(6)连接至所述轮毂的轮辐(8)，
其特征在于，
所述轮辐(8)包括多个径向延伸并围绕所述转动轴线(4)分布的分支(18)，
并且，所述轮辋(6)包括成角度地设置在所述轮辐(8)的两个连续的所述分支(18)之间的焊接部(10)。
2.根据权利要求1所述的车辆，其特征在于，所述轮辐(8)具有多个镂空部分(22)，所述镂空部分围绕所述转动轴线(4)成角度地分布以与所述分支(18)形成交替，所述焊接部(10)在与所述镂空部分(22)中的一个相对应处成角度地设置。
3.根据权利要求1至2中任一项所述的车辆，其特征在于，所述车轮(2)包括使所述轮辐(8)与所述轮辋(6)分隔开的径向间隙(24)，所述焊接部(10)在与所述径向间隙(24)相对应处成角度地设置。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，其特征在于，所述轮辐(8)由钢制成，并且所述轮辋(6)由铝制成。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的车辆，其特征在于，所述轮辐(8)具有径向厚度较小区域，所述焊接部(10)位于与所述径向厚度较小区域相对应处。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的车辆，其特征在于，所述轮辐(8)包括环形边缘(30)，所述环形边缘沿着所述轮辋(6)的圆周与所述焊接部(10)交叠。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的车辆，其特征在于，所述焊接部(10)是第一焊接部，尤其是轴向焊接部，并且所述轮辐(8)通过第二焊接部(34)紧固至所述轮辋(6)，每个所述第二焊接部(34)远离所述第一焊接部成角度地设置。
8.一种车辆的车轮(2)，包括外部轮辋(6)和用于紧固至所述车辆的轮毂的内部轮辐(8)，其特征在于，所述轮辐(8)包括成角度地分布在所述轮辋(6)的内部的多个分支(18)，并且，所述轮辋(6)包括成角度地设置在所述轮辐(8)的两个连续的分支(18)之间的焊接部。
9.一种车辆的车轮(2)的制造方法，所述方法包括以下步骤：
a)供应或生产外部轮辋(100)，
b)供应或生产内部轮辐(102)，
c)将所述内部轮辐(8)箍紧(104)至所述外部轮辋(6)，
其特征在于，在所述供应或生产外部轮辋(100)的步骤(a)中，所述外部轮辋包括焊接部(10)；
在所述供应或产生内部轮辐(102)的步骤(b)中，所述轮辐(8)具有成角度地分布的多个分支(18)；
并且，
在所述箍紧(104)的步骤(c)期间，所述焊接部(10)成角度地位于所述轮辐(8)的两个连续的分支(18)之间。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，在所述箍紧(104)的步骤(c)结束时，所述轮辐(8)和所述轮辋(6)具有形成第一区域和第二区域的交替的环形界面(36)，相对于所述第一区域，所述第二区域中的所述轮辐(8)和所述轮辋(6)之间的径向接触压力更大，并且所述焊接部(10)成角度地设置在所述第一区域的一个中。
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