DE10030314A1 - Fahrzeugrad für Personenkraftwagen - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad für Personenkraftwagen sowie ein Herstellungsverfahren hierfür. Bei dem erfindungsgemäßen Fahrzeugrad 10 ist die Radschüssel 2 durch Urformen wie Gießen oder Sintern und/oder durch Schmieden eines Eisenmetallwerkstoffes, insbesondere Stahl, hergestellt, während die Radfelge 1 aus einem umgeformten Stahlblech besteht. Bei einer urgeformten bzw. geschmiedeten Radschüssel 2 sind dem Styling des Fahrzeugrades 10 bzw. der Radschüssel 2 kaum Grenzen gesetzt. DOLLAR A Dabei ist es möglich, ohne Beschränkung durch das Herstellverfahren, dem Fahrzeugrad 2 eine spannungsoptimierte Gestaltung einschließlich spannungsoptimiert vorgesehener Materialstärkenänderungen zu geben. In Kombination mit einer gleichermaßen spannungsoptimiert gestalteten Radfelge 1 entsteht ein Fahrzeugrad 10, das sowohl von der Herstellkosten als auch vom Styling her Aluminiumgußrädern und Alumniniumschmiederädern gleichwertig und von der Belastung her überlegen ist. Die Radfelge 1 und die Radschüssel 2 können in unterschiedliche Herstellstraßen hergestellt und z. B. durch eine Schweißung verbunden werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad insbesondere für Perso­ nenkraftwagen nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 und ein Her­ stellungsverfahren hierfür.

Fahrzeugräder für Personenkraftwagen, aber auch für Lastkraftwa­ gen kommen in unterschiedlichsten Bauarten der Fahrzeugräder vor. In der Terminologie werden die Räderbauarten wahlweise nach Herstellverfahren und Werkstoff oder nach Einsatzzweck und Fel­ gentyp unterschieden. Hinsichtlich der ersten Unterscheidungsart wird von Stahlscheibenrädern, Leichtmetallgußrädern oder Leicht­ metallschmiederädern gesprochen. Hinsichtlich der zweiten Unter­ scheidungsart wird von Nutzfahrzeugrädern mit Schrägschulter- oder Steilschulterfelge oder PKW-Rädern mit Tiefbettfelge etc. gesprochen.

Die grundlegenden Radteile eines Fahrzeugrades sind hierbei die Radschüssel bzw. Radscheibe einerseits und die Radfelge anderer­ seits. Bei der weit verbreiteten Ausführungsform eines Stahl­ scheibenrades werden sowohl die Radschüssel als auch die Rad­ felge aus warmgewalztem Stahlblech im Tiefzieh- und Rollverfah­ ren hergestellt. Anschließend werden die Radschüssel und die Radfelge durch Punkt- oder Lichtbogenschweißung zusammengefügt.

Während in früheren Zeiten vor allem Sicherheit, Dauerbelast­ barkeit, Herstellungskosten und Gewicht die bestimmenden Punkte bei der Konstruktion von Fahrzeugrädern waren, hat mit der Ein­ führung von Leichtmetallgußrädern und Leichtmetallschmiederädern nun auch das Styling bzw. Design der Fahrzeugräder einen ent­ scheidenden Einfluss. Wegen der deutlich geringeren Kosten bildet ein Stahlscheibenrad meist die Basisausstattung eines Fahr­ zeugs oder einer Fahrzeugserie. Bei Fahrzeugsondermodellen, zu­ nehmend auch bei der Planung zukünftiger Fahrzeugserien, bei de­ nen das Styling der Fahrzeugräder in die Gesamtkonzeption des Personenkraftwagens mit einbezogen ist, werden die Stahlschei­ benräder trotz der deutlich höheren Materialkosten von Aluminium durch Aluminiumgußräder ersetzt.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Fahrzeugrad insbesondere für Personenkraftwagen zu schaffen, das in Groß- und Kleinserien wirtschaftlich gefertigt werden kann und das dem Styling der Fahrzeugräder größtmöglichen Spielraum erhält.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass bei einem aus Ei­ senmetallwerkstoffteilen bestehenden Fahrzeugrad die Radschüssel durch Urformen und/oder Schmieden des Eisenmetallwerkstoffs her­ gestellt ist, während die Radfelge aus einem verformten Stahl­ blech hergestellt ist.

Da das Styling eines Fahrzeugrades im wesentlichen von der Au­ ßenansicht der Radschüssel sowie der Anbindung zwischen Rad­ schüssel und Radfelge bestimmt wird, sind dem Styling des Fahr­ zeugrades, unter Berücksichtigung der lauf- und sicherheitstypi­ schen Faktoren, bei der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Rad­ schüssel durch Urformen, vorzugsweise Gießen oder Sintern, bzw. Schmieden des Eisenmetallwerkstoffs kaum Grenzen gesetzt. Die Radschüssel ist das höher belastete Bauteil, da es sämtliche im Radaufstandspunkt wirkenden Axial-, Radial- und Längskräfte dau­ erhaft auf die Radnabe übertragen muss. Dem Um- bzw. Verfor­ mungsgrad der Radschüssel, wie im Stand der Technik, waren daher Grenzen gesetzt, die durch das erfindungsgemäße Urformen und/oder Schmieden der Radschüssel nun nicht mehr in Erscheinung treten. Die Gestaltungsfreiheit für das Styling ist jedoch auch höher als beim Leichmetallgußrad, da insbesondere Stahl und Stahllegierungen bezogen auf die Materialstärke höhere Kräfte aufnehmen können. Gleichzeitig sind die Herstellungskosten wei­ terhin relativ niedrig, da für die aus einem Eisenmetallblech durch Um- bzw. Verformen hergestellte Radfelge die vorhandenen, weitestgehend optimierten Herstellungsverfahren und -straßen weiter verwendet werden können.

Der bevorzugte Werkstoff bei der Fahrzeugschüssel ist Stahl oder eine Stahllegierung für den Eisenmetallwerkstoff und Stahlblech bei der Radfelge. Der Eisenmetallwerkstoff Stahl ist nicht nur kostengünstig, sondern kann aufgrund seiner auch bei relativ niedriger Materialstärke hohen Belastbarkeit und seiner guten Verformbarkeit spannungsgerecht zur Radschüssel und -felge aus­ geformt werden. Bei der spannungsgerechten Konstruktion der Rad­ felge sollte - wie an sich bekannt - eine Gewichtsoptimierung vorgenommen werden. Die erfindungsgemäßen Fahrzeugräder kenn­ zeichnen sich ferner durch beim Urformen oder Schmieden der Rad­ schüssel ausgebildete, gewichtsoptimierende Querschnitts­ schwankungen, Vertiefungen, Rippen und/oder Aussparungen in der Radschüssel. Auch die Materialstärkenänderungen und/oder Ausspa­ rungen sind vorzugsweise belastungsgerecht und spannungsopti­ miert angeordnet. Die Anbindung zwischen Radschüssel und Rad­ felge besteht vorzugsweise aus einer Schweißverbindung, ggf. un­ terstützt durch konstruktiv vorgesehene Überlappungsabschnitte insbesondere mit Presssitz.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die urgeformte oder geschmiedete Radschüssel an ihrem Außenumfang einen ein Felgen­ horn bildenden Ring auf. Bei dieser Ausgestaltung vermittelt die urgeformte Radschüssel das Styling eines Full-Face-Fahrzeugra­ des, wie es bisher vor allem von Aluminiumgußrädern bekannt war. Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Stahlrades kön­ nen dann zwischen dem zentralen Radnabenanschlussbereich der Radschüssel und dem das Felgenhorn bildenden Ring sternförmig ausgerichtete Speichenstege ausgeformt sein, die sich vorzugs­ weise bis zum Außenumfang der Radschüssel erstrecken, so dass das Styling dieses Fahrzeugrades den Eindruck eines sehr großen Raddurchmessers vermittelt. Für die Gewichts- und Designoptimie­ rung können die Speichenstege Aussparungen, Vertiefungen, Rippen od. dgl. aufweisen.

Die zuvor beschriebene Ausführungsform eines Fahrzeugrades kenn­ zeichnet sich auch dadurch, dass die Radfelge nur ein Felgenhorn aufweist, und das zweite Felgenhorn am Außenumfang der Radschüs­ sel ausgebildet ist. Zur Anbindung von Radschüssel und Radfelge mittels Schweißung weist die Radschüssel daher vorzugsweise einen durchgehend umlaufenden Felgenanschlusssteg oder um­ fangsverteilt angeordnete Felgenanschlussstegabschnitte auf. Um bei dieser Ausführungsform die Anbindung der Radfelge an die Radschüssel zusätzlich zu unterstützen, ist vorzugsweise vorge­ sehen, dass der Felgenanschlusssteg oder die Felgenanschluss­ stegabschnitte zumindest an ihrer radialen Außenseite, angepaßt an die Neigung der Felgenschultern der Radfelge, zur Rad­ mittelachse schräg verlaufen. Da die Neigung der Felgenschultern bei PKW-Felgen meist 5° beträgt, ist dies auch der bevorzugte Neigungswinkel der radialen Aussenseite. Alternativ kann die Neigung aber auch 15°, wie bei Steilschulterfelgen, oder einen anderen Wert einnehmen, sofern die Felgenschulter der Radfelge entsprechend ausgebildet ist. Der Felgenanschlusssteg oder die Felgenanschlussstegabschnitte können hierbei an der radialen In­ nenseite im wesentlichen parallel zur Radmittelachse verlaufen. Eine fertigungstechnisch günstige Anbindung zwischen Radschüssel und Radfelge wird erreicht, wenn der Felgenschulterabschnitt der Radfelge an den Felgenanschlusssteg oder die Felgenanschluss­ stegabschnitte der Radschüssel mittels einer Schweißung ange­ schlossen ist. Vorzugsweise umschließt hierbei die Radfelge den Felgenanschlusssteg oder die Felgenanschlussstegabschnitte an der Radschüssel überlappend und/oder im Preßsitz, so dass sowohl eine Zentrierung als auch eine radiale Abstützung der Radfelge an der Radschüssel bewirkt wird.

Alternativ kann der Felgenanschlusssteg einen Abschnitt des Tiefbetts der Radfelge ausbilden und der umlaufende Felgenanschlusssteg ist mittels einer Schweißung mit einer Radfelge ver­ bunden, die nur ein Felgenhorn, eine Felgenschulter und nur ei­ nen Hump aufweist. Die Schweißung kann bei dieser Ausgestaltung auch als Reibschweißung ausgeführt werden. Die Radfelge weist dann entsprechend nur eine Felgenschulter und nur einen Hump auf und in die Radschüssel sind, sich radial nach außen an den Fel­ genanschlusssteg anschließend, ein Hump und eine Felgenschulter integriert. Da diese als Bestandteil der Radschüssel durch Ur­ formen hergestellt sind, läßt sich ein besonders individuelles Styling des Fahrzeugrades erzielen.

Die Erfindung umfasst auch Fahrzeugräder, bei denen das außen­ liegende, radschüsselseitige Felgenhorn - wie bekannt - an der Radfelge ausgebildet ist und der Felgenanschlusssteg oder die Felgenanschlussstegabschnitte dann die Felge im Übergangsbereich von Felgenschulter und Felgenhorn abstützen.

Weiter vorzugsweise ist vorgesehen, dass die Radschüssel am Fuß des Felgenanschlusssteges oder der Felgenanschlussstegabschnitte eine Materialanhäufung aufweist, und/oder das Fahrzeugrad in diesem kritischen Bereich spannungsgerecht gestaltet ist.

Vorzugsweise weist auch die Radfelge spannungsoptimierte Materi­ aldicken auf, die insbesondere durch Umformschritte wie Auswal­ zen und/oder durch den Einsatz sogenannter "Tailored-Strips" ge­ fertigt bzw. erzeugt sind.

Die vorgenannte Aufgabe wird auch durch ein Verfahren zur Ferti­ gung von Fahrzeugrädern für Personenkraftwagen gelöst, gekenn­ zeichnet durch die Schritte: Urformen und/oder Schmieden einer Radschüssel aus einem Eisenmetallwerkstoff, insbesondere Stahl; Herstellen einer Radfelge insbesondere durch Umformen, vorzugs­ weise Profilrollen eines Stahlbleches; und Zusammenbauen, vor­ zugsweise Verschweißen der urgeformten und/oder geschmiedeten Radschüssel mit der Radfelge. Bei einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens werden sowohl die Radschüssel als auch die Radfelge spannungsoptimierend gestaltet.

Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der Zeichnung, in der bevorzugte Ausführungsbeispiele darge­ stellt sind sowie der zugehörigen Beschreibung. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch ein Fahrzeugrad nach einer ersten erfindungsgemäßen Ausführungsform;

Fig. 2 Vorder- und Rückansicht des Fahrzeugrades aus Fig. 1;

Fig. 3 schematisch die Radschüssel- und Radfelgengestaltung nach einer ersten Ausführungsalternative;

Fig. 4 eine Detailansicht des radschüsselseitigen Felgenhorns gemäß Fig. 3;

Fig. 5 schematisch eine Fahrzeugradgestaltung nach einer zwei­ ten Ausführungsalternative in Schnittansicht;

Fig. 6 eine Detailansicht der Radschüssel-Radfelgenanbindung gemäß Fig. 5;

Fig. 7 ein Fahrzeugradradgestaltung in Schnittansicht gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführungsalternative;

Fig. 8 schematisch eine Fahrzeugradgestaltung in Schnittan­ sicht gemäß einer vierten Ausführungsalternative;

Fig. 9 eine Detailansicht der Radschüssel-/Radfelgenanbindung gemäß Fig. 8;

Fig. 10 schematisch eine Schnittansicht eines Fahrzeugrades gemäß einer fünften Ausführungsalternative; und

Fig. 11 eine Detailansicht der Radschüssel-/Radfelgenanbin­ dung bei der Ausführungsform nach Fig. 10.

Die Fig. 1 und 2 zeigen ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad für Personenkraftwagen gemäß einer ersten Ausführungsform. Das ins­ gesamt mit 10 bezeichnete Fahrzeugrad weist als Radbauteile eine Radfelge 1 und eine Radschüssel 2 auf. Die aus geeignetem Stahl­ blech durch Runden, Schweißen, Aufweiten, Vorbiegen, Profilrol­ len und Kalibrieren hergestellte Radfelge 1 weist ein fahrzeug­ seitiges Felgenhorn 3, eine fahrzeugseitige Felgenschulter 4, einen Hump 5 als Sicherheitselement, ein im wesentlichen paral­ lel zur Radmittelachse A sich erstreckendes Umfangsteil 6, ein Tiefbett 7 mit innenliegender Tiefbettflanke 8 und außenliegen­ der Tiefbettflanke 9, einen außenliegenden Hump 11 und einen au­ ßenliegenden Felgenschulterabschnitt 12 auf. Ein nicht darge­ stelltes Ventilloch kann beispielsweise in der außenliegenden Tiefbettflanke 9 vorgesehen sein. Zwar fehlt der Radfelge 1 das außenliegende Felgenhorn nebst Übergang, ansonsten hat die Rad­ felge 1 einen im Prinzip bekannten Aufbau. Spannungs- und ge­ wichtsoptimierende Materialstärken- bzw. Querschnittsänderungen sind nicht dargestellt, vorzugsweise jedoch vorhanden.

Die durch Umform- und Fügeschritte aus dem Stahlblech herge­ stellte Radfelge 1 ist an eine als Gußteil aus Stahl herge­ stellte Radschüssel 2 angeschlossen. Die als Gußteil aus Stahl hergestellte Radschüssel 2 kann hierbei schon beim Urformen, d. h. Gießen bzw. Schmieden, im wesentlichen das Styling gemäß der Fig. 1 und 2 erhalten. Dabei können insbesondere bereits die Bremsbelüftungslöcher 13, die vorzugsweise dem Styling dienenden Ziervertiefungen 14 sowie die eine sternförmige Ausgestaltung erzeugenden z. B. fünf Speichenstege 15 ausgebildet werden. Die als Gußteil hergestellte Radschüssel 2 weist am Außenumfang einen ein außenliegendes Felgenhorn 16 bildenden Ring 16' auf, der mithin in die Radschüssel 2 integriert ist.

Wie insbesondere die Fig. 2 in der rechten, eine Außenansicht des Fahrzeugrades 10 darstellenden Hälfte zeigt, können die Speichenstege 15 mit ihren Speichenstegenden 17 bis annähernd an den Außenumfang des das Felgenhorn 16 bildenden Rings 16' heran­ reichen, so dass das Fahrzeugrad 10 den Eindruck eines großen Raddurchmessers vermittelt.

Auch das Mittenloch 18 im Nabenanschlussbereich sowie die Bol­ zenlöcher 19 samt Senkung 20 können bereits beim Herstellen der Radschüssel 2 vorgesehen werden. Da an diese Bereiche jedoch ho­ he Anforderungen an die Maßhaltigkeit gestellt werden, kann es erforderlich sein, die entsprechenden Bereiche mit mechanischen Bearbeitungsverfahren, z. B. Drehen, Bohren, Senken, spanlosem Drücken, Schlagen oder Kalibrieren fertigzustellen bzw. nachzu­ bearbeiten. Auch andere Bereiche der Radschüssel, wie z. B. die Kanten der Lüftungslöcher können nachbearbeitet werden, um span­ nungsoptimierte Materialquerschnitte und Materialgefügerichtun­ gen zu erzielen.

Die Fig. 3 und 4 zeigen im Prinzip dieselbe Ausführungsform ei­ nes Fahrzeugrades wie die Fig. 1 und 2. Dieselben Radbauteile sind mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Auch hier stützt sich der außenliegende Felgenschulterabschnitt 12 an einem rundumlaufenden, einstückig an der Radschüssel 2 ausgebildeten Felgenanschlußteg 21 ab. Der Felgenschulterabschnitt 12 hat, re­ lativ zur Radmittelachse A, einen Neigungswinkel von etwa 5° entsprechend der Norm für Tiefbettfelgen. Die radiale Außenseite 22 des Felgenanschlusssteges 21 ist daher ebenfalls um den Win­ kel von etwa 5° relativ zur Radmittelachse A geneigt, während die radiale Innenseite 23 des Felgenanschlusssteges 23 im we­ sentlichen parallel zur Radmittelachse A verläuft. Der Felgen­ schulterabschnitt 12 überlappt den Felgenanschlusssteg 21 zu­ mindest teilweise, so dass durch das Überlappen sowohl eine Zentrierung der Radfelge 1 an der Radschüssel 2 erzielt als auch die Abstützung der Radfelge 1 verbessert ist. Ein Presssitz zwi­ schen Felgenanschlusssteg 21 und Felgenschulter 12 kann die An­ bindung verstärken. Nachdem die Felge lagegerecht an der Rad­ schüssel zentriert wurde, werden die Radfelge 1 und die Rad­ schüssel 2 mittels einer Schweißung 24 verbunden. Durch die Zen­ trierung und Abstützung sowie den Presssitz zwischen Felgen­ schulterabschnitt 12 und Felgenanschlusssteg 21 ist die Schwei­ ßung 24 entlastet.

Wie die Fig. 3 und 4 weiter zeigen, ist am Fuß 21' des Felgenan­ schlusssteges 21 eine Materialanhäufung 25 ausgebildet, so dass dieser relativ stark belastete Bereich der Radschüssel 2 span­ nungsoptimiert mit einer relativ hohen Materialstärke versehen ist, während geringer beanspruchte Bereiche der Radschüssel 2 mit entsprechend niedrigerem Materialquerschnitt ausgebildet sind. Es wird angemerkt, dass bei den Ausführungsformen nach den Fig. 1 bis 4 das Felgenhorn 16 zwar mit unkonstantem, im Mittel­ bereich signifikant dicker ausgeprägtem Materialquerschnitt aus­ geführt ist, dies jedoch vorrangig dem Styling des Fahrzeugrades 10 dient. Ein entsprechendes stylistisches Element kann vorteil­ hafterweise bereits bei der erfindungsgemäßen Urformung der Rad­ schüssel, d. h. ohne nachträgliche Bearbeitungsschritte vorgese­ hen werden

Bei der Ausführungsform nach den Fig. 5 und 6 weist das Felgen­ horn 16A an der Radschüssel 2 die entsprechende Verdickung nicht auf. Ansonsten stimmt diese Ausführungsform mit der zuvor be­ schriebenen Ausführungsform überein, so dass auf die vorherge­ hende Beschreibung Bezug genommen werden kann.

Bei der Ausführungsform nach der Fig. 7 hat die Radschüssel 2 die Formgebung und das Styling gemäß der Ausführungsform nach Fig. 5 und 6. Die spannungsoptimierenden Querschnittsschwankun­ gen, Rippen, Vertiefungen sowie Belüftungslöcher im Gußteil sind nicht näher dargestellt. Der Anbindung zwischen Radschüssel 2 und Felge 1 mittels Schweißung 27 erfolgt ebenfalls am Fel­ genanschlusssteg 21. Abweichend von den vorhergehenden Ausfüh­ rungsformen ist hier jedoch keine Überlappung zwischen dem An­ schlusssteg 21 und dem Felgenschulterabschnitt 12' vorgesehen, vielmehr sind der Felgenanschlusssteg 21 und die Felgenschulter­ abschnitt 12' an ihrem stirnseitigen Stoß mittels der Schweißung 27 miteinander verschweißt. Die Schweißung 27 kann von ein- oder beidseitig aufgebrachten umlaufenden Schweißnähten, aber auch von einer durch Reibschweißung erzeugten Schweißnaht gebildet werden. Es versteht sich, dass für die Ausführungsform mit Reib­ schweißung der Felgenanschlusssteg 21 rundumlaufend ausgebildet sein muss. Der Felgenschulterabschnitt 12' ist im Vergleich zu den vorhergehenden Ausführungsformen ein wenig kürzer ausgebil­ det, so dass - trotz fehlender Überlappung - insgesamt dieselben Radabmessungen wie bei der vorhergehenden Ausführungsform er­ zielt werden können.

Auch bei der Ausführungsform gemäß der Fig. 8 und 9 kann die Schweißverbindung zwischen der Radschüssel 2A und der Radfelge 1A mittels einer Reibschweißung 28 erfolgen. Die Schweißung 28 erfolgt im Tiefbett 7A. Die Radfelge 1A weist daher nur ein in­ nenliegendes Felgenhorn 3, eine innenliegende Felgenschulter 4, einen innenliegenden Hump 5, das Übergangsteil 6 sowie die in­ nenliegende Tiefbettflanke 8 auf, wohingegen die äußere Tief­ bettflanke 9A, das außenliegende Felgenhorn 11A, die außenlie­ gende Felgenschulter 12A und das außenliegende Felgenhorn 16A in der Gußausführung der Radschüssel 2A vorgesehen sind. Im Styling der Radschüssel gemäß der Fig. 8 kann daher ein vergleichsweise tiefer Einschnitt zwischen dem Felgenhorn 16A und dem Speichen­ steg 15A der Radschüssel 2A vorgesehen werden. Der Felgenan­ schlusssteg 21A bildet zugleich einen Abschnitt des Tiefbetts, wie den Fig. 8 und 9 entnommen werden kann.

Die Fig. 10 und 11 zeigen noch eine weitere Ausführungsform. Die Radfelge 2B hat hier eine konventionelle Gestaltung und weist beide Felgenschultern 4, 29 und beide Felgenhörner 3, 30 auf.

Die Radfelge 2B stützt sich in Radialrichtung an dem Felgenan­ schlusssteg 31 sowie an einem Radschüsselvorsprung 32 ab. Der im Gußteil vorgesehene Radschüsselvorsprung 32 kann sich hierbei relativ weit in Richtung auf das Felgenhorn 30 zu erstrecken, oder wie dargestellt als kurze Nase ausgebildet sein. Auch bei dieser Ausführungsform ist im stark belasteten Bereich der Rad­ schüssel zwischen Radschüsselvorsprung 32 und Felgenanschluss­ steg 31 eine Materialanhäufung 33 vorgesehen.

Die in den Figuren schematisch angedeuteten Konturen der Rad­ schüssel und der Radfelge dienen insbesondere der Darstellung der Gestaltungsmöglichkeiten bei einer vorzugsweise als Stahl­ gußteil gefertigten Radschüssel. Eine gegossene Radschüssel aus Stahl stellt hierbei die bevorzugte Ausführungsform dar. Alter­ nativ könnte die Radschüssel auch durch Sintern und/oder durch Schmieden hergestellt werden oder die Radschüssel wird durch ei­ ne Kombination aus den drei vorgeschlagenen Herstellverfahren, z. B. durch Gießen und anschließendem Schmieden, hergestellt.

Claims (23)

1. Fahrzeugrad für Personenkraftwagen, mit einer Radschüssel aus Eisenmetallwerkstoff und einer aus einem Stahlblech geformten Radfelge, vorzugsweise Tiefbettfelge, dadurch gekennzeichnet, dass die Radschüssel (2) durch Urformen und/oder Schmieden des Eisenmetallwerkstoffs hergestellt ist.

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Urformen aus Gießen oder Sintern besteht.

3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, dass der Eisenmetallwerkstoff ein Stahl oder eine Stahlle­ gierung ist.

4. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass beim Urformen oder Schmieden der Radschüs­ sel (2) Querschnittsänderungen, Vertiefungen, Rippen und/oder Aussparungen in der Radschüssel (2) ausgebildet sind.

5. Fahrzeugrad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialstärkenänderungen und/oder -aussparungen spannungs­ optimiert angeordnet sind.

6. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radschüssel (2) an ihrem Außenumfang einen ein Felgenhorn (16) bildenden Ring (16') aufweist.

7. Fahrzeugrad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem zentralen Radnabenanschlussbereich (18) der Rad­ schüssel (2) und dem das Felgenhorn (16) bildenden Ring (16') sternförmig ausgerichtete Speichenstege (15) ausgeformt sind.

8. Fahrzeugrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichenstege (15) sich bis zum Außenumfang der Radschüssel (2) erstrecken.

9. Fahrzeugrad nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeich­ net, dass die Speichenstege (15) Aussparungen, Vertiefungen (14), Rippen od. dgl. aufweisen.

10. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radfelge (1; 1A) nur ein Felgenhorn (3) aufweist und das zweite Felgenhorn (16, 16A, 16B) an der Radschüs­ sel (2, 2A) ausgebildet ist.

11. Radschüssel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radschüssel (2; 2A) einen durchgehend umlaufenden Felgenanschlusssteg (21; 21A; 31) oder umfangsverteilt angeordnete Felgenanschlussstegabschnitte aufweist.

12. Fahrzeugrad nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Felgenanschlusssteg (21) oder die Felgenanschluss­ stegabschnitte zumindest an ihrer radialen Außenseite (22), an­ gepaßt an die Neigung der Felgenschultern (12) der Radfelge (1), zur Radmittelachse (A) schräg verlaufen.

13. Fahrzeugrad nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeich­ net, dass der Felgenanschlusssteg (21) oder die Felgenan­ schlussstegabschnitte an ihrer radialen Innenseite (23) im we­ sentlichen parallel zur Radmittelachse (A) verlaufen.

14. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radfelge (1) an der Radschüssel (2) mittels eines den Felgenschulterabschnitt (12; 12') der Radfelge (1) mit dem Felgenanschlusssteg (21) oder dem Felgenanschluss­ stegabschnitt verbindenden Schweißung (24; 27) angeschlossen ist.

15. Radfelge nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radfelge (1) den Felgenanschlusssteg (21) oder die Felgenanschlussstegabschnitte an der Radschüssel (2) überlappend und/oder mit Presssitz umschließt.

16. Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch ge­ kennzeichnet, dass der Felgenanschlusssteg (21A) einen Ab­ schnitt des Tiefbetts (7A) ausbildet und mittels einer Schwei­ ßung (28), vorzugsweise Reibschweißung, mit einer nur ein Fel­ genhorn (3), nur eine Felgenschulter (4) und nur einen Hump auf­ weisenden Radfelge (1A) verbunden ist.

17. Fahrzeugrad nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass in die Radschüssel (2A), sich radial nach außen an den Fel­ genanschlusssteg (21A) anschließend, ein Hump (11A) und eine Felgenschulter (12A) integriert sind.

18. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch ge­ kennzeichnet, dass das radschüsselseitige Felgenhorn (30) an der Radfelge (2B) augebildet ist und der Felgenanschlusssteg (31) oder die Felgenanschlussstegabschnitte die Radfelge (2B) im Übergangsbereich von Felgenschulter (29) und Felgenhorn (30) ab­ stützen.

19. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 11 bis 18, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Radschüssel (2; 2A; 2B) am Fuß (21') des Felgenanschlusssteges (21) oder der Felgenanschlussstegabschnit­ te eine Materialanhäufung (25; 33) aufweist.

20. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Felge spannungsoptimierte Materilien aufweist, die durch Auswalzen gefertigt und/oder durch Einsatz von "Tailored-Strips" erzeugt sind.

21. Verfahren zur Fertigung von Fahrzeugrädern für Personen­ kraftwagen, vorzugsweise nach einem der Ansprüche 1 bis 20, ge­ kennzeichnet durch die Schritte:
Umformen und/oder Schmieden einer Radschüssel aus einem Eisen­ metallwerkstoff, insbesondere Stahl;
Herstellen einer Radfelge, insbesondere Tiefbettfelge, durch Urformen, vorzugsweise Profilrollen, eines Stahlblechs; und
Zusammenbauen, insbesondere Verschweißen, der urgeformten und/oder geschmiedeten Radschüssel mit der Radfelge.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß das Urformen aus Gießen oder Sintern des Eisenmetallwerkstoffes besteht.

23. Verfahren nach Anspruch 21 oder 22, dadurch gekennzeich­ net, daß die Radschüssel und die Radfelge spannungsoptimiert gestaltet werden.