DE102004022372A1

DE102004022372A1 - Vehicle wheel, has flange part for turning wheel on brake disc basket provided on wheel bearing flange and including through holes for receiving wheel bolts, where disc shaped component of flange part is formed through machine processing

Info

Publication number: DE102004022372A1
Application number: DE200410022372
Authority: DE
Inventors: Johannes Mentzel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2004-05-06
Filing date: 2004-05-06
Publication date: 2005-12-01

Abstract

The wheel has a wheel rim section (1) and a flange part (3) for turning the wheel on a brake disc basket (7a) provided on a wheel bearing flange (6) of a vehicle. The part has through holes for receiving wheel bolts that is connected with a wheel disc (2). A disc shaped component of the flange part is formed through machine processing. The holes are formed such that each bolt wrenches with its bolt head at the flange part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad mit einem Flanschteil, einer Radscheibe und einem Felgenabschnitt, wobei zumindest das Flanschteil, welches zum Anschrauben des Fahrzeugrads an einem Radlagerflansch eines Fahrzeugs oder an einem am Radlagerflansch vorgesehenen Bremsscheibentopf vorgesehen ist und hierzu Durchgangslöcher zur Aufnahme von Radschrauben aufweist, als eigenständiges, mit der Radscheibe stoffschlüssig verbundenes Bauteil ausgebildet ist. Zum technischen Umfeld wird beispielshalber auf die DE 100 35 187 A1 verwiesen.The invention relates to a vehicle with a flange, a wheel and a rim portion, wherein at least the flange, which is provided for screwing the vehicle to a Radlagerflansch a vehicle or on a wheel flange provided on the brake disk and this has through holes for receiving wheel bolts, as a separate , is formed with the wheel disc cohesively connected component. The technical environment is for example on the DE 100 35 187 A1 directed.

Üblicher Stand der Technik sind Blechscheibenräder insbesondere aus Stahl, die als zweiteilige Schweißkonstruktion ausgeführt sind, bestehend aus einer umlaufenden Felge sowie einer als Blechpressteil vorgeformten sog. Radschüssel mit einer mittigen Zentrieröffnung, um die kreisförmig mit gleichmäßigen Winkelabständen zumindest drei Durchgangslöcher zur Aufnahme von Radschrauben bzw. Bolzen, mit denen das Fahrzeugrad an einem Radlagerflansch eines Fahrzeugs befestigt werden kann, gruppiert sind. Die sog. Radschüssel weist in der Regel zwischen den Durchgangslöchern auf der dem Radlagerflansch zugewandten Seite unterbrochene Anlagesegmente auf, über die das Fahrzeugrad bzw. die Radschüssel unter Linienberührung oder teilflächiger Berührung dann am Radlagerflansch bzw. an einem zwischen dem Radlagerflansch und einem darauf angeordneten Bremsscheibentopf anliegt.usual The prior art are disc wheels, in particular made of steel, as a two-piece welded construction accomplished are, consisting of a circumferential rim and a sheet metal press preformed so-called Radschüssel with a central centering opening, around the circular with even angular intervals at least three through holes for receiving wheel bolts or bolts with which the vehicle wheel can be attached to a wheel bearing flange of a vehicle, grouped are. The so-called wheel dish usually points between the through holes on the wheel bearing flange on the side facing interrupted investment segments, on the the vehicle wheel or the wheel dish under line contact or more area contact then at the wheel bearing flange or at one between the wheel bearing flange and abuts a brake disk pot arranged thereon.

Die bei diesem bekannten Stand der Technik vorhandenen Unterbrechungen zwischen den sog. Anlagesegmenten bewirken eine ungleichmäßige Einleitung der Schraubenvorspannkräfte in den Radlagerflansch bzw. in einen auf diesem oder zwischen diesem und dem Fahrzeugrad vorgesehenen Bremsscheibentopf, die sich in den von diesem getragenen Reibring fortsetzen können, was in diesem Verwerfungen und somit ein ungewünschtes Bremsenrubbeln zur Folge haben kann. Ferner können sich auch Verwerfungen des Radlagerflansches selbst einstellen.The Interruptions present in this prior art between the so-called investment segments cause an uneven initiation the bolt preload forces in the wheel bearing flange or in one on this or between this and the vehicle wheel provided brake disk pot, which in The friction ring carried by this can continue what is in this fault and thus an unwanted Brake rubbing can result. Furthermore, also faults can Adjust the wheel bearing flange yourself.

Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.A Countermeasure for this To illustrate the problem described is the task of the present Invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für ein Fahrzeugrad mit einem Flanschteil, einer Radscheibe und einem Felgenabschnitt, wobei zumindest das Flanschteil, welches zum Anschrauben des Fahrzeugrads an einem Radlagerflansch eines Fahrzeugs oder an einem an diesem vorgesehenen Bremsscheibentopf vorgesehen ist und hierzu Durchgangslöcher zur Aufnahme von Radschrauben aufweist, als eigenständiges, mit der Radscheibe stoffschlüssig verbundenes Bauteil ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass das Flanschteil ein scheibenförmiges, im wesentlichen durch spanende Bearbeitung geformtes Bauteil ist. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution this task is for a vehicle wheel with a flange, a wheel and a Rim portion, wherein at least the flange part, which for screwing of the vehicle wheel on a wheel bearing flange of a vehicle or on a provided on this disc brake cup and is for through holes for wheel bolts, as a stand-alone, cohesive with the wheel disc connected component is formed, characterized in that the flange part is a disk-shaped, is essentially formed by machining shaped component. Advantageous embodiments and further developments are content of the dependent claims.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad besitzt somit abweichend vom soweit geschilderten bekannten Stand der Technik ein sog. Flanschteil als eigenständiges Bauelement, das über eine sog. Radscheibe die Felge oder einen sog. Felgenabschnitt des Fahrzeugsrades trägt, wobei darauf hingewiesen sei, dass die Radscheibe und der Felgenabschnitt durchaus in Form eines einzigen Bauteils ausgebildet sein können, wenngleich die üblichste Bauart auch hierfür jeweils eigenständige, durch eine Schweißverbindung miteinander verbundene Bauteile aufweist.One Inventive vehicle wheel thus has deviating from the known state described so far the technology of a so-called. Flange as an independent component, the over a So-called wheel disc, the rim or a so-called. Rim portion of the vehicle wheel wearing, it should be noted that the wheel disc and the rim section may be formed in the form of a single component, albeit the most common Design also for this each independent, through a welded joint Having interconnected components.

Zwar ist aus der eingangs genannten DE 100 35 187 A1 bereits ein Fahrzeugrad bekannt, das aus drei für sich eigenständigen Bauteilen, nämlich einer Felge, einer Radscheibe, sowie einem Flanschteil, welches zum Anschrauben des Fahrzeugrads an einem Radlagerflansch eines Fahrzeugs vorgesehen ist und hierzu Durchgangslöcher zur Aufnahme von Radschrauben aufweist, besteht, wobei jeweils zwei dieser Bauteile über eine Schweißverbindung miteinander verbunden sind. Jedoch ist bei diesem bekannten Stand der Technik das sog. Flanschteil wie im Fall der eingangs geschilderten bekannten Radschüsseln als ein durch spanlose Umformung geformtes Stahlblechteil ausgebildet und folglich hinsichtlich der geschilderten Problematik den gleichen Form- und Gestaltungszwängen unterworfen wie die üblichen Radschüsseln. Hingegen wird vorliegend vorgeschlagen, das separate Flanschteil durch spanende Bearbeitung zu formen und im wesentlichen als Voll-Scheibe, d.h. scheibenförmig zu gestalten, was es erlaubt, eine solche Formgebung zu wählen, dass die weiter oben geschilderte Problematik nicht bzw. zumindest nur noch in erheblich verringertem Umfang auftreten kann.Although is from the above DE 100 35 187 A1 already a vehicle known, consisting of three separate components, namely a rim, a wheel disc, and a flange, which is provided for screwing the vehicle to a Radlagerflansch a vehicle and this has through holes for receiving wheel bolts, consists, in each case two these components are connected to each other via a welded joint. However, in this known prior art, the so-called. Flange part as in the case of the above-described known Radschüsseln formed as a formed by chipless forming sheet steel part and consequently subject to the same problems with respect to the described shape and design constraints as the usual Radschüsseln. On the other hand, it is proposed in the present case to form the separate flange part by machining and essentially as a full-disk, ie disc-shaped, which allows to choose such a shape that the above-described problems not or at least only in considerable reduced extent may occur.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist die dem Radlagerflansch bzw. dem darauf aufliegenden Bremsscheibentopf zugewandte Seite des Flanschteiles derart und insbesondere eben gestaltet, dass das Flanschteil im wesentlichen vollflächig auf dem Radlagerflansch oder dem daran/darauf vorgesehenen Bremsscheibentopf aufliegt. Hierdurch werden Verspannungen durch eine ungleichmäßige Krafteinleitung mit Sicherheit vermieden. Vorteilhafterweise sind zur Verringerung der geschilderten Problematik dann keine örtlichen Materialanhäufungen erforderlich. Vorteilhafterweise wird hierdurch weiterhin der Wärmeübergang zwischen einem Bremsscheibentopf und dem Fahrzeugrad verbessert, so dass über letzteres verbessert die bei einem Bremsvorgang entstehende Wärme abgeleitet werden kann.In a preferred embodiment, the side of the flange part facing the wheel bearing flange or the brake disk pot lying thereon is designed in such a way and in particular flat that the flange part rests essentially over the whole area on the wheel bearing flange or the brake disk pot provided thereon. As a result, tensions are avoided by a non-uniform force application with certainty. Advantageously, to reduce the described problem then no local material accumulations are required. Advantageously, this further improves the heat transfer between a brake disk chamber and the vehicle wheel, so that over the latter improves the heat generated during a braking process can be derived.

Ähnlich wie bei Leichtmetall-Gussrädern, bei denen ein sog. Flanschabschnitt, der zum Anschrauben des Fahrzeugrads an einem Radlagerflansch eines Fahrzeugs vorgesehen ist und hierzu Durchgangslöcher zur Aufnahme von Radschrauben aufweist, als scheibenförmiger Abschnitt ausgebildet ist, dessen dem Radlagerflansch bzw. dem darauf aufliegenden Bremsscheibentopf zugewandte Seite eben gestaltet ist und im wesentlichen vollflächig auf dem Radlagerflansch oder dem Bremsscheibentopf aufliegt, können auch bei einem erfindungsgemäßen Fahrzeugrad die Radschrauben-Durchgangslöcher derart gestaltet sein, dass jede Radschraube mit ihrem Schraubenkopf im Flanschteil des Rades im wesentlichen versenkt ist. Hiermit ist eine ansonsten aus Sicherheitsgründen benötigte Abdeckkappe, wie sie auch in der genannten DE 100 35 187 A1 gezeigt ist, nicht weiter erforderlich. Vorteilhafterweise ergibt sich hiermit eine gewisse Dicke dieses Flanschteiles, die für eine stoffschlüssige (Schweiß)-Verbindung mit der Radscheibe einen ausreichenden Überlappungsbereich zur Verfügung stellt. Dabei kann das Flanschteil auf seiner Umfangsfläche einen Absatz zur Anlage der geeignet geformten Radscheibe und zum Herstellen einer Schweißverbindung hierzwischen aufweisen.Similarly as with light metal cast wheels, in which a so-called. Flange portion which is provided for screwing the vehicle to a Radlagerflansch a vehicle and this has through holes for receiving wheel bolts, is formed as a disc-shaped portion whose Radlagerflansch or the brake disc pot resting thereon facing side is flat and essentially over the entire surface rests on the Radlagerflansch or the brake disk hub, even with a vehicle according to the invention, the wheel bolt through holes can be designed such that each wheel bolt is sunk with its screw head in the flange of the wheel substantially. Hereby is a cap otherwise required for safety reasons, as in the mentioned DE 100 35 187 A1 is shown, no further required. Advantageously, this results in a certain thickness of this flange part, which provides a sufficient overlapping area for a cohesive (welded) connection with the wheel disc. In this case, the flange on its peripheral surface have a paragraph for conditioning the suitably shaped wheel disc and for producing a welded joint therebetween.

Im folgenden wird die Erfindung anhand dreier vereinfacht dargestellter Ausführungsbeispiele weiter erläutert, wobei in jeder Figur ein Teilschnitt durch den oberhalb der Rotationsachse eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrades liegenden Abschnitt gezeigt ist. Gleiche Elemente sind dabei mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.in the The following is the invention with reference to three simplified Further embodiments explains wherein in each figure a partial section through the above the axis of rotation a vehicle wheel according to the invention lying section is shown. Same elements are included the same reference numerals.

So trägt eine Felge bzw. ein sog. Felgenabschnitt eines für einen PKW vorgesehenen Fahrzeugrades die Bezugsziffer 1. Getragen wird diese ringförmige Felge 1 von einer in Aufsicht ebenfalls ringförmigen Radscheibe 2, die ihrerseits von einem zentralen Flanschteil 3 des Fahrzeugsrads getragen wird. Die Felge 1 und die Radscheibe 2 sind jeweils aus Blech bevorzugt aus Stahl oder einer geeigneten Leichtmetalllegierung im wesentlichen spanlos geformt und miteinander über eine Schweißverbindung 4 verbunden. Ebenfalls über eine Schweißverbindung 5 ist die Radscheibe 2 über ihrem Innenumfang mit dem Flanschteil 3 verbunden, das zum Anschrauben des Fahrzeugrads an einem Radlagerflansch 6 des Fahrzeugs dient.Thus, a rim or a so-called rim portion of a vehicle wheel provided for a passenger car carries the reference number 1 , Worn this annular rim 1 from a likewise ring-shaped wheel disc in plan view 2 , in turn, from a central flange part 3 the vehicle wheel is worn. The rim 1 and the wheel disc 2 are each preferably made of sheet metal preferably made of steel or a suitable light metal alloy without cutting and with each other via a welded joint 4 connected. Also via a welded joint 5 is the wheel disc 2 over its inner circumference with the flange part 3 connected for screwing the vehicle wheel to a Radlagerflansch 6 the vehicle is used.

Dieser Radlagerflansch 6 des nicht näher dargestellten Fahrzeug-Radlagers ist nur in den 1 und 3 und dabei jeweils gestrichelt dargestellt, da er von einem Bremsscheibentopf 7a, der eine Bremsscheibe 7b trägt, verdeckt wird, wobei der Bremsscheibentopf 7a wie üblich auf den Radlagerflansch aufgesetzt ist und an dessen (in den Figuren linke) Außenseite das Fahrzeugrad mit seinem Flanschteil 3 angesetzt ist. Zum Festschrauben dieses Flanschteils 3 am Radlagerflansch 6 weist das Flanschteil 3 Durchgangslöcher 8 zur Aufnahme von nicht dargestellten Radschrauben oder Bolzen auf, die mit ihrem Gewindeabschnitt wie üblich in entsprechende Gewindebohrungen 11 im Radlagerflansch 6 einschraubbar sind und selbstverständlich entsprechende Durchtrittsbohrungen im Bremsscheibentopf 7a durchdringen.This wheel bearing flange 6 of the vehicle wheel bearing not shown is only in the 1 and 3 and in each case shown in dashed lines, since he from a brake disc pot 7a , a brake disc 7b carries, is covered, with the brake disk pot 7a as usual is placed on the Radlagerflansch and at the (left in the figures) outside the vehicle with its flange 3 is scheduled. To tighten this flange part 3 at the wheel bearing flange 6 has the flange part 3 Through holes 8th for receiving wheel bolts or bolts, not shown, with their threaded portion as usual in corresponding threaded holes 11 in the wheel bearing flange 6 can be screwed and of course corresponding through holes in the brake disc pot 7a penetrate.

Beim Flanschteil 3 des Fahrzeugsrads handelt es sich um ein kreisrundes, scheibenförmiges, hier allseitig mechanisch spanabhebend bearbeitetes Drehteil, das neben den Durchgangslöchern 8 für die Radschrauben eine an sich übliche, an das Radlager-Gehäuse angepasste Mittenzentrierungsbohrung 9 aufweist und das hinsichtlich seines Durchmessers annähernd dem Durchmesser des Bremsscheibentopfes 6 entspricht. Vorzugsweise an die zylindrische Fläche dieses Flanschteiles 3 ist die Radscheibe 2 angeschweißt, wobei bei den Ausführungsbeispielen nach den 1 und 3 an dieser zylindrischen Fläche ein umlaufender Absatz 10 zur Anlage der geeignet geformten Radscheibe 2 vorgesehen ist, während beim Ausführungsbeispiel nach 2 die Radscheibe 2 im Verbindungsbereich mit dem Flanschteil 3 anders geformt ist, so dass hier kein solcher Absatz vorhanden ist. Bei allen gezeigten Ausführungsbeispielen ist dabei die Radscheibe 2 in diesem Verbindungsbereich derart geformt, dass sich ein parallel zur zylindrischen Fläche des Flanschteiles 3 verlaufender Flanschabschnitt der Radscheibe 2, der aus dem sich an den inneren Durchbruch der ringförmigen Radscheibe 2 anschließenden Abschnitt geformt ist, auf dieser zylindrischen Flanschteil-Fläche aufliegend sich auf dieser abstützen kann. Die Formgebung der Radscheibe 2 im Bereich zwischen diesem auf dem Flanschteil 3 aufliegenden Abschnitt und dem mit der Felge 1 verbundenen Abschnitt kann unter funktionalen und/oder optischen Gesichtspunkten praktisch beliebig gewählt sein, wie die Ausführungsbeispiele zeigen. Dabei kann der genannte Verbindungsbereich der Radscheibe 2 (mit dem Flanschteil 3) durchaus auch anders als hier dargestellt ausgebildet sein, wenngleich in den meisten Fällen die Radscheibe 2 im Abschnitt zwischen dem genannten Verbindungsbereich und der Felge 1 ähnlich wie hier figürlich dargestellt geformt sein dürfte, um ausreichenden Bauraum für einen mit der Bremsscheibe 7b zusammenwirkenden (und der Einfachheit halber nur in 1 dargestellten) Bremssattel 12 zu schaffen.At the flange part 3 of the vehicle wheel is a circular, disk-shaped, here machined mechanically machined on all sides, in addition to the through holes 8th for the wheel bolts a customary, adapted to the wheel bearing housing Mittenzentrierungsbohrung 9 has and in terms of its diameter approximately the diameter of the brake disk hub 6 equivalent. Preferably to the cylindrical surface of this flange 3 is the wheel disc 2 welded, wherein in the embodiments of the 1 and 3 on this cylindrical surface a circumferential paragraph 10 for conditioning the suitably shaped wheel disc 2 is provided, while in the embodiment according to 2 the wheel disc 2 in the connection area with the flange part 3 is shaped differently, so there is no such paragraph here. In all embodiments shown here is the wheel disc 2 formed in this connection region such that a parallel to the cylindrical surface of the flange 3 extending flange portion of the wheel disc 2 that sticks out to the inner breakthrough of the annular wheel disc 2 subsequent section is formed, resting on this cylindrical flange surface can be supported on this. The shape of the wheel disc 2 in the area between this on the flange part 3 overlying section and with the rim 1 connected portion may be chosen practically arbitrary in terms of functional and / or optical aspects, as the embodiments show. In this case, the said connection region of the wheel disc 2 (with the flange part 3 ) may well be formed differently than shown here, although in most cases the wheel disc 2 in the section between said connection area and the rim 1 Similar to figuratively shown here should be sufficient space for one with the brake disc 7b cooperating (and for the sake of simplicity only in 1 shown) caliper 12 to accomplish.

Das Flanschteil 3 des hiermit vorgestellten Fahrzeugrades ist seinerseits derart dick bzw. hoch (in Richtung der Drehachse des Fahrzeugsrads gemessen) ausgeführt, dass für den genannten Flanschabschnitt der Radscheibe 2, der sich auf dem Flanschteil 3 abstützt, eine ausreichende Überlappungslänge oder Führungslänge bereitsteht. Aufgrund dieser Dicke des Flanschteiles 3 sowie aufgrund der Tatsache, dass das Flanschteil 3 mit seiner dem Bremsscheibentopf 7a zugewandten Seite flächig eben auf dessen Stirnseite aufliegt, werden die aus den Radschrauben resultierenden Vorspannkräfte über der Oberfläche dieser besagten Stirnseite relativ gleichmäßig in den Bremsscheibentopf 7a eingeleitet. Analoges gilt selbstverständlich für Ausführungsformen, bei denen das Flanschteil direkt auf der Stirnseite des Radlagerflanschs 6 aufliegt. Ein entsprechend dickes Flanschteil 3 ermöglicht es vorteilhafterweise weiterhin, dass die nicht dargestellten Radschrauben mit ihrem Schraubenkopf im Flanschteil 3 im wesentlichen versenkt sind.The flange part 3 of the hereby presented vehicle wheel in turn is so thick or high (in the direction of the axis of rotation of the vehicle wheel Measure) that for the said flange portion of the wheel disc 2 that is on the flange part 3 supports, a sufficient overlap length or guide length is available. Due to this thickness of the flange 3 as well as due to the fact that the flange part 3 with his brake disc pot 7a facing side flat on the front side rests, resulting from the wheel bolts preload forces on the surface of said end face are relatively evenly in the brake disk hub 7a initiated. The same applies of course for embodiments in which the flange directly on the front side of Radlagerflanschs 6 rests. A correspondingly thick flange part 3 advantageously allows further that the wheel bolts, not shown, with its screw head in the flange 3 are essentially sunk.

Ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad ist einfach herstellbar und zeichnet sich insbesondere durch eine gleichmäßigere Spannungseinleitung in den Bremsscheibentopf 7a bzw. in den Radlagerflansch 6 aus. Bereits erwähnt wurde die verbesserte Wärmeableitung über das Fahrzeugrad aufgrund des gegenüber dem üblichen Stand der Technik verbesserten Wärmeübergangs. Vorteilhafterweise ist die Länge der Radschrauben praktisch frei wählbar, da die Dicke und Verformung der Radschüssel beim Verspannen nicht weiter ausschlaggebend ist. Ferner können die Radschrauben als Schaftschrauben mit kurzem Gewindeabschnitt ausgeführt sein, jedoch kann dies sowie eine Vielzahl weiterer Details durchaus abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.An inventive vehicle wheel is easy to manufacture and is characterized in particular by a more uniform voltage introduction into the brake disc chamber 7a or in the wheel bearing flange 6 out. Already mentioned was the improved heat dissipation through the vehicle due to the over the conventional art improved heat transfer. Advantageously, the length of the wheel bolts is practically arbitrary, since the thickness and deformation of the wheel is no longer crucial in bracing. Further, the wheel bolts may be designed as shaft screws with a short threaded portion, but this and a variety of other details may be quite different from the above explanations, without departing from the content of the claims.

Claims

Vehicle wheel with a flange part ( 3 ), a wheel disc ( 2 ) and a rim section ( 1 ), wherein at least the flange part ( 3 ), which for screwing the vehicle wheel to a Radlagerflansch ( 6 ) of a vehicle or on a wheel bearing flange ( 8th ) provided brake disk pot ( 7a ) is provided and through holes ( 8th ) for receiving wheel bolts, as an independent, with the wheel disc ( 2 ) is formed cohesively connected component, characterized in that the flange ( 3 ) is a disk-shaped, substantially machined component.

Vehicle wheel according to claim 1, characterized in that the wheel bearing flange ( 6 ) facing side of the flange ( 3 ) is particularly designed so that the flange ( 3 ) substantially over the entire surface of the Radlagerflansch ( 6 ) or on a brake disk pot ( 7a ) rests.

Vehicle wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the wheel bolt through-holes ( 8th ) are designed such that each wheel bolt with its screw head in the flange ( 3 ) is substantially sunk.

Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the flange part ( 3 ) has on its peripheral surface a paragraph ( 10 ) for conditioning the suitably shaped wheel disc ( 2 ) and for producing a welded connection ( 5 ) in between.