CN114945477A - 用于由铝或铝合金制造用于机动车车轮的车轮辋的方法以及相应的车轮辋 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于制造车轮辋(1)的方法，车轮辋具有在相对的侧上由外缘部(6)和内缘部(7)界定的轮辋座(2)、具有中央缺口(8)和孔圈(9)的毂部(4)以及将轮辋座(2)与毂部(4)相互连接的、在纵截面中偏心地连接在轮辋座上的轮辋中部。通过铸造材料的真空压铸一件式地且连贯地在铸型中制造车轮辋，其中，车轮辋至少局部地具有最大15mm的低壁厚，和/或具有最大4mm的小曲率半径的弯曲部，和/或以车轮辋的纵向中轴线(5)为基准在轴向方向和径向方向上和/或在轴向方向和切向方向上伸延的脱模面(16)，脱模面与纵向中轴线包夹大于0°且小于等于4°的角度(α)。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于由铝或铝合金制造用于机动车车轮的车轮辋的方法，其中，车轮辋具有在相对的侧上由外缘部和内缘部界定的轮辋座、具有中央缺口和孔圈的毂部以及使轮辋座与毂部彼此连接的、在纵截面中偏心地连接在轮辋座上的轮辋中部。此外，本发明涉及一种车轮辋。
背景技术
从现有技术中例如已知公开文献EP 0 301 472 B1。其描述了一种用于乘用车所用的轻质金属铸造车轮的制造方法，其中，使用近似共晶的精炼的AlSi合金，该AlSi合金除了Al之外还包含重量份额为9.5％至12.5％的硅，和诸如最多0.2％的铁、最多0.05％的锰、最多0.1％的钛、最多0.03％的铜、最多0.05％的锌的合金成分，以及每种最多0.05％且加起来最多0.15％的其它杂质，其中，车轮在凝固之后从铸型中取出并冷却。在此规定，该合金包含最少0.05％至最多0.15％重量份额的镁，并且将在内部区域、确切地说质量集中的区域(如车轮的毂部和轮幅)上具有至少380℃的温度(在车轮表面上测得)的车轮直接在从铸型中取出时在水中激冷。
此外，公开文献DE 696 01 183 T2给出一种用于车轮盘的铝压铸合金，其包括：0.6％至1.0％重量百分数的Si；0.8至1.2％重量百分数的Mg；0.1％至0.5％重量百分数的Cu；0.4％至1.2％重量百分数的Zn；0.4％至1.2％重量百分数的Mn；0.01％至0.20％重量百分数的Ti；0.002％至0.04％重量百分数的B；以及其余的Al和不可避免的杂质。
发明内容
本发明的目的是，提出一种用于由铝或铝合金制造用于机动车的车轮的车轮辋的方法，与已知的这种类型的方法相比，该方法具有优点，尤其是能够特别快且成本适宜地制造具有特别精细的结构的车轮辋。
这通过具有权利要求1的特征的用于制造车轮辋的方法实现。在此规定，通过铸造材料的真空压铸一件式地且连贯地/贯通地在铸型中制造车轮辋，其中，车轮辋至少在部分区域上具有最大15mm的低壁厚、和/或具有最大4mm的小曲率半径的弯曲部、和/或以车轮辋的纵向中轴线为基准在轴向方向和径向方向上和/或在轴向方向和切向方向上伸延的、完全位于一假想的平面中的脱模面，其中，所述平面与纵向中轴线包夹大于0°且小于等于4°的角度。
车轮辋通常是机动车车轮的组成部分，在机动车上设有多个车轮，这些车轮分别具有这样的车轮辋。机动车为汽车的形式，并且由此具有多于两个的车轮，尤其是具有刚好四个车轮。车轮辋明确地被设置并构造成用在这样的构造成汽车的机动车中。因此，车轮辋不是广义的机动车轮辋，而是确定用于并且相应地构造成用在汽车上。
作为重要的组成部分，车轮辋具有轮辋座、轮辋中部和毂部。轮辋座和毂部通过轮辋中部相互连接，其中，至少所述轮辋座、轮辋中部和毂部构造成一件式的并且彼此材料一致。在此，彼此同时地、即在唯一一个制造步骤中形成轮辋座、轮辋中部和毂部。即，不是彼此独立地制造轮辋座、轮辋中部和毂部并且随后将它们彼此固定，而是共同地、即通过铸造材料在铸型中的真空压铸进行所述制造。
车轮辋具有纵向中轴线，纵向中轴线尤其是相应于毂部的纵向中轴线并且优选地与稍后车轮的旋转轴线重合或者至少近乎重合。在以纵向中轴线为基准的轴向方向上观察，轮辋座在相对两侧上被外缘部和内缘部界定。因此，外缘部和内缘部位于轮辋座的相对的侧上，并且在基于纵向中轴线的纵截面中观察在它们之间包围车轮辋的轮胎容纳区域。轮胎容纳区域用于接纳轮胎，轮胎与车轮辋一起形成车轮。轮胎容纳区域在径向方向上向内被轮辋座界定，并且在轴向方向上在相对的两侧上被外缘部和内缘部界定。
尤其优选地，整个车轮辋在轴向方向上或在纵截面中观察在第一方向上被外缘部界定并且在第二方向上被内缘部界定，从而外缘部和内缘部定义了车轮辋在轴向方向上的总延展尺寸，这相应于车轮辋的宽度。在将车轮装配在机动车上时，车轮通过车轮轴承可旋转地支承在轮毂托架上。在将车轮装配在机动车上之后，外缘部位于车轮辋的背离轮毂托架的侧上并且内缘部位于车轮辋的面对轮毂托架的侧上。
外缘部和内缘部为从轮辋座中伸出的径向突出部的形式，再次以车轮辋的纵向中轴线为基准，该径向突出部从轮辋座沿径向方向向外延伸。显然，外缘部和内缘部也与车轮辋的其余部分、尤其是轮辋座、轮辋中部和毂部构造成一件式且材料一致。因此，外缘部和内缘部与轮辋座、轮辋中部和毂部一起同时在真空压铸过程中形成。
毂部具有中央缺口和孔圈。中央缺口是用于容纳机动车的轮毂的位于中心的开口，车轮在装配在机动车上时固定在该轮毂上。轮毂通过车轮轴承可旋转地支承在轮毂托架上。孔圈由多个沿着一假想的圆布置的孔组成，这些孔分别用于容纳固定件，借助于固定件将车轮辋固定在轮毂上。固定件例如为螺钉、螺栓等形式。
轮辋座和毂部通过轮辋中部相互连接。因此，轮辋中部在以纵向中轴线为基准的径向方向上观察位于轮辋座和毂部之间。轮辋中部在径向方向上观察从毂部一直延伸到轮辋座。例如，轮辋中部具有多个辐条，辐条布置或构造成在周向方向上彼此间隔开。然而，轮辋中部也可在周向方向上设计成连续的、尤其是完全连续的。
轮辋中部在轴向方向上或者说在纵截面中观察偏心地连接在轮辋座上。这意味着，轮辋中部在轴向方向上在轮辋座的中心旁边通入到轮辋座中。优选地，轮辋中部以在轴向方向上与轮辋座的中心具有一段距离的方式连接轮辋座，该距离为轮辋座在轴向方向上的总延展尺寸的至少10％、至少20％、至少30％、至少40％或更多。例如，轮辋中部在轴向方向上观察在轮辋座的端侧通入到轮辋座中。在这种情况中，轮辋中部在纵截面中观察以与外缘部或内缘部、优选与外缘部重叠的方式通入到轮辋座中。由于轮辋中部偏心地连接在轮辋座上，在将车轮装配在机动车上之后，不仅有力沿径向方向作用到轮辋中部上，而且附加地有弯曲力矩沿轴向方向或在包含车轮辋的纵向中轴线的假想的平面中作用到轮辋中部上。由此，目前为止还需要以高的材料投入相应实心地构造轮辋中部。
在纵截面中观察，轮辋座在轴向方向上优选地具有比轮辋中部和毂部长的延展尺寸。尤其是，轮辋座的轴向延展尺寸大于毂部的轴向延展尺寸，而毂部的轴向延展尺寸又大于轮辋中部的轴向延展尺寸。例如，毂部的轴向延展尺寸为轮辋座的轴向延展尺寸的最大50％、最大40％、最大30％、最大25％或最大20％。轮辋中部的轴向延展尺寸为轮辋座的轴向延展尺寸的例如最大25％、最大20％、最大15％、最大10％或最大5％。由于轮辋中部偏心地连接在轮辋上，通过所述尺寸实现了被轮辋座包围的、用于轮毂和/或固定在车轮上的制动盘的容纳部，轮毂和/或制动盘在将车轮装配在机动车上之后位于该容纳部中。
车轮辋连贯地且材料一致地由铸造材料、即铝或者优选地由铝合金制成。通过真空压铸处理该铸造材料。在真空压铸时使用铸型，借助于铸型形成车轮辋以及进而至少形成连同外缘部和内缘部在内的轮辋座、轮辋中部和毂部。优选地，在真空压铸时也至少部分地形成尤其也可称为轮毂容纳部的中央缺口。
真空压铸的突出之处在于，在将铸造材料引入铸型中之前和/或之时至少部分地将铸型抽真空。这意味着，在引入铸造材料之前和/或之时以负压加载铸型。在此，负压理解成比将铸造材料引入铸型中的引入压力和/或铸型的外部环境中的环境压力低的压力。例如，负压为外部压力的最高50％、最高25％、最高10％或最高5％。例如，剩余压力在50mbar与200mbar之间。剩余压力理解成铸型中的绝对压力。
例如，借助于负压源将铸型抽真空，为此使负压源与铸型流体连接。尤其是，在引入铸造材料之前便已将铸型抽真空。例如，尤其是在铸型中达到确定的负压或剩余压力时，才引入铸造材料。附加地或备选地可规定，在引入铸造材料期间将铸型抽真空，即，在将铸造材料引入铸型中期间维持负压源与铸型之间的流体连接并且继续运行负压源以对铸型抽真空。由此，可制造车轮辋的特别精细的结构。
例如规定，首先借助于至少一个密封部、例如借助于密封条、尤其是硅密封条密封铸型。紧接着，将铸造材料定量供给到与铸型在流动技术上相连接的铸造腔中。为此，铸造腔至少暂时地与坩埚流动技术地相连接，在坩埚中储备有熔化的铸造材料。随后，以负压加载铸型并将位于铸造腔中的铸造材料挤入铸型中，尤其是借助于压力加载的活塞。优选地，同时也在铸造腔和坩埚之间存在流体连接，尤其是还继续存在流体连接。这意味着，在引入铸造材料期间也对铸造腔抽真空。
借助于真空压铸制造的车轮辋的突出之处在于特别低的壁厚和/或具有特别小的曲率半径的弯曲部和/或存在脱模面。壁厚理解为车轮辋的壁部在至少一个部位处的厚度。因此，例如可在轮辋座、外缘部、内缘部、轮辋中部和/或毂部上存在所述低壁厚。尤其优选地，在轮辋中部上存在低壁厚。相当尤其优选地，所述低壁厚是最大壁厚、例如外缘部的最大壁厚、内缘部的最大壁厚和/或轮辋中部的最大壁厚。显然，所述低壁厚也可为轮辋座和/或毂部的最大壁厚。
所述低壁厚为最大15mm、最大10mm、最大7.5mm或最大5mm，然而优选更小。因此，所述低壁厚例如为最大4mm、最大3mm、最大2mm或最大1.5mm。反过来，所述低壁厚尤其优选为至少1.5mm或至少2mm。换句话说，所述低壁厚例如为至少1.5mm且最大5mm、至少1.5mm且最大4mm、至少1.5mm且最大3mm、至少1.5mm且最大2mm，或者为大约或正好1.5mm。然而，所述低壁厚也可为至少2mm且最大5mm、至少2mm且最大4mm、至少2mm且最大3mm，或者正好2mm。
作为所述低壁厚的附加或替代，存在具有小曲率半径的弯曲部。所述弯曲部是车轮辋的外表面或者说外周面的弯曲部。该外表面向外界定车轮辋的壁部。该弯曲部可存在于车轮辋的任意部位上，例如轮辋座、外缘部、内缘部、轮辋中部和/或毂部上。该弯曲部尤其是为两个面之间的过渡弯曲部，这两个面在截面中观察彼此成角度并且例如为平面。
该弯曲部优选地在至少30°、至少45°、至少60°或至少90°的角度上延伸。该弯曲部具有最大为4mm、然而优选更小的小曲率半径。例如，所述小曲率半径因此相应于例如最大3mm、最大2mm、最大1.5mm或最大1mm的曲率半径。优选最大2mm或更小的曲率半径。反过来，所述曲率半径附加地可为至少0.25mm、至少0.5mm或至少0.75mm。
作为所述低壁厚和/或具有小曲率半径的弯曲部的附加或替代，车轮辋可具有脱模面。脱模面理解成在真空压铸时直接贴靠在铸型上并且在真空压铸之后沿着其使车轮辋从铸型中脱模的平的面。脱模面具有以车轮辋的纵向中轴线为基准至少在轴向方向和径向方向上和/或附加地或备选地在轴向方向和切向方向上的延展尺寸。即，无论如何，脱模面在两个彼此垂直的方向上具有延展尺寸并且由此完全位于假想的平面中。
在相同的方向上进行车轮辋的脱模。例如，在真空压铸之后，使铸型的一部分在纵向中轴线的方向上、即在轴向方向上移动，以打开铸型并且从铸型中取出车轮辋。这意味着，铸型的在真空压铸期间贴靠在脱模面上并形成该脱模面的铸型面在真空压铸之后沿着纵向中轴线移动。在用于制造车轮辋的传统方法中，为了保证正常脱模，脱模角、即脱模面与纵向中轴线之间的角度必须为至少5°。
然而，由于通过真空压铸由铝或铝合金一件式地且连贯地形成车轮辋，可实现显著更小的角度。因此，脱模面或者完全包含脱模面的平面与纵向中轴线之间的角度在大于0°的无穷小与4°之间，包含0°和4°。因此可规定，脱模面几乎平行于纵向中轴线伸延，从而在脱模时，出现铸型面和脱模面的几乎平行的移动。0°角度理解成，所述平面和纵向中轴线位于彼此中或者彼此平行地伸延。所述角度例如为至少0.5°、至少1°或至少1.5°。然而，角度最大设置为4°。例如，所述角度为最大3°、最大2.0°、最大1.5°、最大1.0°或最大0.5°。在此，优选最大2.0°和更小的较小角度。
所述方法在制造车轮辋时实现了简单地、快速地且成本适宜地构造车轮辋，该车轮辋同时具有极其精细的结构。尤其是通过真空压铸实现快速制造，与在通常用于制造车轮辋的金属型铸造或低压铸造时相比，在真空压铸时显著更快速地填充铸型。因此，总体上，通过真空压铸可显著提高在制造车轮辋时的节拍，从而在相同的时间段中可制造数量更多的车轮辋。与金属型铸造相比，用于压铸的凝固时间也显著更短。
本发明的一种改进方案规定，轮辋中部构造成具有多个在以车轮辋的纵向中轴线为基准的周向方向上彼此间隔开的辐条。轮辋中部的这种设计方案尤其是用于降低车轮辋的重量，然而也用于实现更好的减振。就此而言，轮辋中部不是设计成实心的并且在周向方向上连续的，而是由多个布置成在周向方向上彼此间隔开的辐条组成。优选地，多个辐条中的每个辐条都从毂部沿径向方向延伸到轮辋座，即，将毂部和轮辋座相互连接。例如，设置至少3个辐条，至少4个辐条，至少5个辐条或至少6个辐条。例如，实现最少10个、最少14个或最少18个辐条。优选地，存在最多30个辐条或最多20个辐条。例如，辐条中的每一个在周向方向上在最大30°或更小、优选最大15°或最大10°的角度范围上延伸。
可规定，辐条在周向方向上具有恒定的延展尺寸、即从轮辋座起一直到毂部。然而，也可设置辐条中的至少一个或多个或辐条中的每一个具有分叉，从而相应的辐条分成多个部分辐条。例如，辐条首先从毂部开始在径向方向上向外延伸并且在分叉部位处分成多个部分辐条，这些部分辐条彼此远离，尤其是在周向方向上彼此远离。即，在分叉部位之后，部分辐条彼此间隔开地向轮辋座伸延，并且彼此间隔开地连接在轮辋座上。可规定，至少一个辐条的纵向中轴线、尤其是多个或所有辐条的纵向中轴线与车轮辋的纵向中轴线相交，或者甚至与其垂直。由此，实现了从轮辋中部或辐条到毂部中尤其最优的力导入。
本发明的一种改进方案规定，车轮辋制成在部分区域上具有大于15mm、尤其是至少17.5mm或至少20mm的第一壁厚，并且在部分区域上具有相应于所述低壁厚的第二壁厚。例如规定，车轮辋制成在部分区域上具有大于5mm、尤其是至少7.5mm或至少10mm然而最大20mm的第一壁厚，并且在部分区域上具有相应于所述低壁厚的第二壁厚。第二壁厚为至少1.5mm或至少2mm并且最大15mm、最大10mm、最大7.5mm或最大5mm，优选最大3mm、最大2.5mm或最大2mm。即，车轮辋不是完全连贯地具有所述低壁厚，而是由多个部分组成，这些部分中一些具有第一壁厚并且其它的具有第二壁厚。在此，第一壁厚往往大于第二壁厚，例如为第二壁厚的至少1.5倍、至少2.0倍或至少2.5倍。例如，第一壁厚和第二壁厚两者都实现在轮辋中部中。因此，尤其是辐条中的每一个(如果存在的话)可部分地具有第一壁厚并且部分地具有第二壁厚。由此，在极其精致的外形的同时实现了特别高的车轮辋承载能力。
本发明的一种改进方案规定，在周向方向上位于两个辐条之间的区域中使用所述低壁厚，从而这两个辐条通过在真空压铸时制造的辐间元件相互连接，该辐间元件至少局部地、尤其是通体/连贯地具有所述低壁厚。在周向方向上位于两个辐条之间的区域也可称为辐间区域。辐间区域在周向方向上在所述两个辐条之间延伸并且在径向方向上向内被毂部界定而在径向方向上向外被轮辋座界定。就此而言，辐间区域以边缘封闭的方式位于车轮辋上。
现在，辐间区域至少部分地或甚至完全设有辐间元件，从而在所述两个辐条之间的区域至少部分地或甚至完全被辐间元件封闭。在此，辐间元件具有所述低壁厚。相反地，所述两个辐条可具有比所述低壁厚大的壁厚，例如相应于第一壁厚的壁厚。然而，显然也可规定，所述两个辐条设计成具有所述低壁厚。在这种情况中，为辐间元件同样也使用、尤其是通体使用所述低壁厚，或者使用比所述低壁厚更小的壁厚。借助于辐间元件为车轮辋实现出众的空气动力学性能。
本发明的一种改进方案规定，辐间元件构造成完全填满在周向方向上被两个辐条、在径向方向上向内被毂部并且在径向方向上向外被轮辋座界定的区域。这种类型的设计方案上文已经提及。即，辐间元件完全填满辐间区域，或者说连贯地封闭辐间区域。由此，实现了特别好的空气动力学性能。
本发明的一种改进方案规定，辐间元件制成在径向方向具有如下的承载能力，即，该承载能力相当于辐条中的一个的承载能力的至少50％、至少60％、至少70％或至少75％。承载能力理解成在径向方向上在毂部和轮辋座之间的负荷能力。就此而言，辐间元件在径向方向上从毂部起一直延伸到轮辋座。辐间元件的承载能力应小于辐条中的一个的承载能力，尤其是小于所述两个辐条中的每一个的承载能力。然而，承载能力至少相当于所述值中的一个。
本发明的一种改进方案规定，辐间元件制成在径向方向上具有如下的承载能力，即，该承载能力相应于辐条中的一个的承载能力的最大50％、最大40％、最大30％或最大25％。对此以上也已经提及。请参见相应的实施方案。
本发明的一种改进方案规定，在真空压铸时将轮辋座制成具有所述低壁厚和/或在轮辋座的在径向方向上位于内部的侧上具有脱模面。由于借助于真空压铸可得到的特别好的材料性能，轮辋座可具有所述低壁厚，也就是说至少部分地(即仅仅部分地或通体)具有所述低壁厚。附加地或备选地，在轮辋座上构造有脱模面，而且是在轮辋座的在径向方向上位于内部的侧上。在该侧上，轮辋中部连接在轮辋座上，或者辐条通入轮辋座中。因此，脱模面例如在周向方向上和/或在轴向方向上与辐条中的一个相邻，尤其是在周向方向上位于辐条中的两个之间。所述设计方案实现了特别节省重量的、精致的车轮辋。
本发明的一种改进方案规定，在真空压铸时，将轮辋座构造成具有如下的壁厚，该壁厚为轮辋座最终壁厚的最多三倍。尤其是，在真空压铸时，将轮辋座制成具有其最终宽度、即其在轴向方向上的最终延展尺寸。优选地，在真空压铸之后，不进行轮辋座的变形、尤其是旋压成形。然而可规定，在真空压铸之后对轮辋座切削加工，以保证车轮辋所需的轮辋座表面质量。此时，可能出现壁厚的减小。
因此，在真空压铸时至少将轮辋座构造成具有为车轮辋的最终壁厚的最多三倍或最多两倍的壁厚。例如，为了实现最终壁厚，进行单侧的或两侧的切除加工。然而也可规定，在真空压铸时实现的壁厚比车轮辋在其用作机动车车轮的组成部分时的最终壁厚大最多50％、最多25％、最多15％或最多10％。由此，在真空压铸时，以少得多的再加工或者甚至没有再加工或者至少几乎没有再加工地制造轮辋座。在任何一种情况中都取消了至今为止所需的轮辋座的变形，从而实现了极其成本适宜地制造车轮辋。
本发明的一种改进方案规定，在真空压铸时构造车轮辋中的环形槽和/或轮辋座中的隆起部/穹形部。环形槽理解成具有环形形状的凹部，其在真空压铸之后存在于车轮辋中。环形槽可在周向方向上连续地构造，或者由多个在周向方向上彼此间隔开的环形槽段组成。此时，原则上，环形槽段中的每一个可具有任意形状，只要环形槽段整体上环形地或圆形地位于车轮辋上。
环形槽在车轮辋上在径向方向上、例如在径向方向上向外或向内敞开，或者在轴向方向上敞开。在周向方向上连贯的并且在径向方向上向外敞开的环形槽例如用于容纳机动车车轮的轮胎的轮胎边缘。在这种情况中，环形槽在轴向方向上优选地被隆起部界定。不仅环形槽而且隆起部在真空压铸时制造，即，不是事后构造在轮辋座处或轮辋座中。尤其是，不是通过切削加工轮辋座来制造环形槽和隆起部。
附加地或备选地可规定，环形槽构造在内缘部的背离外缘部的侧上。在这种情况中，环形槽在轴向方向上敞开，即，朝向背离外缘部的方向敞开。通过环形槽实现了内缘部的壁厚的减小，从而内缘部尤其是在环形槽的区域中优选地具有更小的壁厚。在这种情况中，环形槽用于节省材料并降低车轮辋的重量。在任何一种情况下，环形槽都可构造成在周向方向上连贯。然而备选地，如已经解释的那样，可实现由多个在周向方向上彼此间隔开的环形槽段组成的环形槽。此时，环形槽段为原则上任意形状的凹部的形式。
本发明的一种改进方案规定，车轮辋由AlSi10MnMgZn铝合金制成。就此而言，这种铝合金用作铸造材料。这种铝合金具有用于车轮辋的出众的强度性能。例如，作为铸造材料使用AlSi合金，其包含以下组成部分：6.5％至12.0％重量百分数的Si，最多0.80％重量百分数的Mn，0.25％至0.6％重量百分数的Mg，0.08％至0.5％重量百分数的Zn，最多0.30％重量百分数的Zr，最多0.025％重量百分数的Sr，最多0.5％重量百分数的杂质，以及其余的Al。该合金可具有以下可选合金成分中的至少一个：最多0.2％重量百分数的V，最多0.2％重量百分数的Mo，最多0.3％重量百分数的Sn，最多0.3％重量百分数的Co和最多0.2％重量百分数的Ti。
这种合金特别适用于制造车轮辋，因为其能够实现特别精细的结构。Mn的含量优选大于0％重量百分数，例如为0.2％或0.3％重量百分数至0.8％重量百分数。Mg的含量例如为最多0.5％重量百分数。优选地，Zn的含量为最多0.35％重量百分数。更为优选地，Sr的含量大于0％重量百分数，尤其是为0.006％至0.025％重量百分数。特别优选地，所述铝合金包含Cr，而且是最多0.3％重量百分数的Cr。杂质理解成元素周期表中的并非有目的地添加到合金中的至少一种元素。显然，杂质也可包含所述元素中的多种。
本发明的一种改进方案规定，在真空压铸之后对车轮辋进行热处理。热处理例如为车轮辋的退火。退火至少包括，将车轮辋加热到也可称为保持温度的确定的温度上，将车轮辋保持在该保持温度上，并且随后从保持温度冷却到尤其是最高200℃的温度或者冷却到环境温度。
可规定，对于整个车轮辋进行热处理。然而，也可仅仅局部地有限地进行热处理，从而仅仅局部有限地将热引入车轮辋中，并且相应地在被热处理的部位上出现比在车轮辋的其它未进行热处理的部位上更高的温度。
附加地或备选地，可局部不同地进行热处理。这理解成，对车轮辋的第一区域进行第一热处理，并且对车轮辋的第二区域进行与第一热处理不同的第二热处理，其中，在第一热处理的情况中例如使用第一保持温度，而在第二热处理的情况中使用与第一保持温度不同的第二保持温度。
本发明的一种改进方案规定，在全局的第一温度下进行热处理，并且车轮辋仅仅局部地被加载以较高的第二温度。换句话说，以局部不同的方式进行热处理，即，基本上以第一温度进行热处理并且仅仅局部有限地以第二温度进行热处理。此时，第二温度例如用于车轮辋的如下的区域，即，在该区域中车轮辋具有比所述低壁厚大的壁厚。而第一温度可选择为，使得车轮辋具有所述低壁厚的区域最优地硬化。由此，实现了特别好的车轮辋的材料性能。
本发明的一种改进方案规定，通过用电磁射束进行照射、尤其是通过红外光照射，或者通过感应式或对流式加热，来加载较高的第二温度。无论如何，较高的第二温度应仅仅局部地存在于车轮辋上，从而仅仅局部地进行电磁射束照射或者导电式或对流式加热。
本发明的一种改进方案规定，在真空压铸时使用的铸型是压铸模具、尤其是双板式压铸模具或三板式压铸模具的组成部分，并且通过至少一个注射口、尤其是通过多个注射口将铸造材料引入铸型中。三板式压铸模具的突出之处在于，其浇注系统位于与注射口不同的平面中。三板式压铸模具具有三个板、即第一板、第二板和第三板。在第一板和第二板之间优选地存在至少一个浇道/流道，注射口通过该浇道与入口在流动技术上相连接。
通过该入口将铸造材料输送给铸型。而在第二板和第三板之间构造车轮辋。这意味着，第二板和第三板形成实际的铸型。所述至少一个浇道和待制造的车轮辋位于第二板的相对的侧上。优选地，通过多个注射口将铸造材料引入铸型中。所述多个注射口优选通过该浇道或通过多个浇道分别与入口在流动技术上相连接。使用双板式压铸模具或三板式压铸模具实现了特别简单且快速地制造车轮辋。
本发明此外涉及一种用于机动车车轮的由铝或铝合金制成的车轮辋，该车轮辋尤其是根据说明书范围中的实施方式来制造，其中，车轮辋具有在相对的侧上被外缘部和内缘部界定的轮辋座、具有中央缺口和孔圈的毂部以及将轮辋座和毂部相互连接的、在纵截面中偏心地连接在轮辋座上的轮辋中部。在此规定，车轮辋一件式地且连贯地在铸型中通过铸造材料的真空压铸来制造，其中，车轮辋至少局部地具有最大15mm的低壁厚、和/或具有最大4mm、尤其是最大2.5mm或最大2mm的小曲率半径的弯曲部、和/或以车轮辋的纵向中轴线为基准在轴向方向和径向方向上和/或在轴向方向和切向方向上伸延的、完全位于一假想的平面中的脱模面，其中，所述平面与纵向中轴线包夹至少0°且最大4°的角度。
以上已经指出了车轮辋的这种类型的设计方案和在制造车轮辋时的这种方法的优点。不仅车轮辋而且其制造方法可根据在说明书范围内的实施方案进行改进，因此在这方面请参见这些实施方案。
附图说明
接下来根据在图中示出的实施例详细解释本发明，但本发明并不局限于此。其中：
图1示出车轮辋的沿着车轮辋的纵向中轴线剖开的示意性纵截面图，
图2示出第一实施方式的车轮辋的轮辋中部的辐条的剖视图，以及
图3示出第二实施方式的辐条的示意性剖视图。
具体实施方式
图1示出了用于机动车车轮的车轮辋1的示意性的纵截面图。作为重要的组成部分，车轮辋1具有轮辋座2、轮辋中部3和毂部4。车轮辋1在以车轮辋1的纵向中轴线5为基准的纵截面中示出。轮辋座2在轴向方向上一方面被外缘部6并且另一方面被内缘部7界定，外缘部和内缘部从轮辋座2起在以纵向中轴线5为基准的径向方向上向外延伸。补充地要说明的是，轮辋座2的轴向延展一直延伸到外缘部6和内缘部7的相应的外侧端部。因此，轮辋座2的轴向延展包括外缘部6和内缘部7的轴向延展。
轮辋座2和毂部4通过轮辋中部3相互连接。因此，轮辋中部3不仅连接在轮辋座2上而且连接在毂部4上，并且从毂部4起一直延伸到轮辋座2。毂部4具有中央缺口8，中央缺口以纵向中轴线5为基准位于毂部4中央并且在轴向方向上完全穿通毂部。附加地，毂部4具有孔圈9，孔圈具有多个孔10，这些孔分别用于接纳固定件，车轮辋1借助于该固定件固定在或可固定在机动车的轮毂上。
在这里示出的实施例中，轮辋中部3具有多个在周向方向上彼此间隔开地布置的辐条11(未示出)。辐条11中的每一个都从毂部4起一直延伸到轮辋座2。在周向方向上在辐条11之间存在有辐间区域，辐间区域在周向方向上被辐条11界定，在径向方向上向内被毂部4界定并且在径向方向上向外被轮辋座2界定。
在所示出的实施方式中，在辐间区域中构造有辐间元件12，辐间元件例如完全填满辐间区域。至少所述辐间元件12具有最大15mm、最大10mm、最大7.5mm或最大5mm的低壁厚。为了实现这种低壁厚，通过铸造材料的真空压铸一件式地且连贯地在铸型中制造车轮辋1。使用铝或铝合金作为铸造材料。
图2以沿着辐条11的纵向中轴线的示意性横截面图示出了辐条11中的一个。在此，该纵向中轴线从轮辋座2一直延伸到毂部4。优选地，该纵向中轴线与车轮辋1的纵向中轴线5相交，尤其是与其垂直。在该横截面中观察，辐条11由基本上矩形的前装饰板13组成，在该前装饰板中在一侧压印有径向槽14。支撑元件15在另一侧从前装饰板13中伸出，该支撑元件——再次在横截面中观察——从前装饰板13起逐渐变细。在以纵向中轴线5为基准的轴向方向上观察，前装饰板13位于支撑元件15的面对内缘部7的侧上。就此而言，支撑元件15反过来布置在前装饰板13的面对外缘部6的侧上。
优选地，径向槽14在径向方向上构造成连贯的，即，从毂部4一直延伸到轮辋座2。然而，径向槽14也可设计成中断的。径向槽14构造在车轮辋1的内侧上，因此，在将车轮辋1装配在机动车上之后，径向槽不再可见。支撑元件15在其背离前装饰板13的侧上具有壁厚a，壁厚a相应于所述低壁厚。因此，壁厚a最大为15mm，然而优选地小于15mm。在支撑元件15上构造有脱模面16，脱模面完全位于一假想的平面中。在所示出的实施例中，脱模面16在轴向方向上从前装饰板13一直延伸到支撑元件15的背离前装饰板13的端部。
以车轮辋1的纵向中轴线5为基准，脱模面16不仅具有在轴向方向上的而且具有在径向方向上的延展，然而不必具有在周向方向上的延展。脱模面16所在的假想的平面与车轮辋1的纵向中轴线5或平行于该纵向中轴线的轴线包夹一大于0°且小于等于4°的角度。在这里示出的实施例中，脱模面16以相对于纵向中轴线5成1.5°的角度伸延，从而几乎平行于该纵向中轴线进行脱模面16的脱模。
图3示出了第二实施方式的辐条11，其可代替第一实施方式用于车轮辋1。在该第二设计方案中，辐条11由三个窄条部17、18和19组成，这三个窄条部基本上彼此布置成U形。这意味着，窄条部17和19仅仅通过窄条部18相互连接，窄条部18在端侧连接在窄条部17和19上。窄条部17和19从窄条部18起在相同的轴向方向上延伸。不仅在窄条部17上而且在窄条部19上分别存在脱模面16。脱模面16或者说完全包括脱模面的平面分别与纵向中轴线包夹一角度α，其中，α再次大于0°并且小于等于4°。在这里示出的实施例中，角度α大于0°，例如为正好3°或者大约3°。
所述的车轮辋1的设计方案实现了极其精致的外观，并且同时，由于通过真空压铸制造车轮辋1，保证了成本适宜且快速地制造车轮辋1。此外，借助于铝或铝合金的真空压铸实现了出众的强度值。
附图标记列表：
1车轮辋
2轮辋座
3轮辋中部
4毂部
5纵向中轴线
6外缘部
7内缘部
8中央缺口
9孔圈
10孔
11辐条
12辐间区域
13前装饰板
14径向槽
15支撑元件
16脱模面
17窄条部
18窄条部
19窄条部。
Claims (10)
1.一种用于由铝或铝合金制造用于机动车车轮的车轮辋(1)的方法，其中，车轮辋(1)具有在相对的侧上由外缘部(6)和内缘部(7)界定的轮辋座(2)、具有中央缺口(8)和孔圈(9)的毂部(4)以及使轮辋座(2)与毂部(4)彼此连接的、在纵截面中偏心地连接在轮辋座(2)上的轮辋中部(3)，其特征在于，通过铸造材料的真空压铸一件式地且连贯地在铸型中制造车轮辋(1)，其中，车轮辋(1)
-至少局部地具有最大15mm的低壁厚(a)，和/或
-具有弯曲部，该弯曲部具有最大4mm的小曲率半径，和/或
-具有以车轮辋(1)的纵向中轴线(5)为基准在轴向方向和径向方向上和/或在轴向方向和切向方向上伸延的、完全位于一假想的平面中的脱模面(16)，其中，所述平面与纵向中轴线(5)包夹大于0°且小于等于4°的角度(α)。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将轮辋中部(3)构造成具有多个在以车轮辋(1)的纵向中轴线(5)为基准的周向方向上彼此间隔开的辐条(11)。
3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，将车轮辋(1)制造成局部地具有大于15mm的第一壁厚(a)且局部地具有与所述低壁厚(a)相当的第二壁厚。
4.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在沿周向方向位于两个辐条(11)之间的区域中使用所述低壁厚，从而这两个辐条(11)通过在真空压铸时制造的辐间元件(12)彼此连接，该辐间元件至少局部地具有所述低壁厚(a)。
5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在真空压铸时将轮辋座(2)制造成具有所述低壁厚(a)和/或在轮辋座的在径向方向上位于内部的侧上具有脱模面(16)。
6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在真空压铸时在车轮辋(1)中形成环形槽和/或在轮辋座(2)中形成隆起部。
7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，车轮辋由AlSi10MnMgZn铝合金制成。
8.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在真空压铸之后对车轮辋(1)进行热处理。
9.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在真空压铸时使用的铸型是压铸模具的组成部分，通过至少一个注射口将铸造材料引入铸型中。
10.一种由铝或铝合金制成的用于机动车车轮的车轮辋(1)，所述车轮辋尤其是根据上述权利要求中任一项或多项所述的方法来制造，其中，车轮辋(1)具有在相对的侧上由外缘部(6)和内缘部(7)界定的轮辋座(2)、具有中央缺口(8)和孔圈(9)的毂部(4)以及使轮辋座(2)和毂部(4)彼此连接的、在纵截面中偏心地连接在轮辋座(2)上的轮辋中部(3)，其特征在于，车轮辋(1)一件式地且连贯地在铸型中通过铸造材料的真空压铸来制造，其中，车轮辋(1)
-至少局部地具有最大15mm的低壁厚(a)，和/或
-具有弯曲部，该弯曲部具有最大4mm的小曲率半径，和/或
-具有以车轮辋(1)的纵向中轴线(5)为基准在轴向方向和径向方向上和/或在轴向方向和切向方向上伸延的、完全位于一假想的平面中的脱模面(16)，其中，所述平面与纵向中轴线(5)包夹大于0°且小于等于4°的角度(α)。
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