DE102010042752A1 - Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process - Google Patents

Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process Download PDF

Info

Publication number
DE102010042752A1
DE102010042752A1 DE102010042752A DE102010042752A DE102010042752A1 DE 102010042752 A1 DE102010042752 A1 DE 102010042752A1 DE 102010042752 A DE102010042752 A DE 102010042752A DE 102010042752 A DE102010042752 A DE 102010042752A DE 102010042752 A1 DE102010042752 A1 DE 102010042752A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
rim
lightweight
mold
rims
star
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE102010042752A
Other languages
German (de)
Inventor
Klaus Hedrich
Axel Zajonz
Dr. Ortelt Martina
Dr. Brehmer Benjamin
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Evonik Operations GmbH
Original Assignee
Evonik Degussa GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Evonik Degussa GmbH filed Critical Evonik Degussa GmbH
Priority to DE102010042752A priority Critical patent/DE102010042752A1/en
Priority to PCT/EP2011/065166 priority patent/WO2012052219A1/en
Priority to TW100137741A priority patent/TW201231314A/en
Publication of DE102010042752A1 publication Critical patent/DE102010042752A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B5/00—Wheels, spokes, disc bodies, rims, hubs, wholly or predominantly made of non-metallic material
    • B60B5/02—Wheels, spokes, disc bodies, rims, hubs, wholly or predominantly made of non-metallic material made of synthetic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C45/00—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor
    • B29C45/0005—Injection moulding, i.e. forcing the required volume of moulding material through a nozzle into a closed mould; Apparatus therefor using fibre reinforcements
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
    • B29C70/00—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts
    • B29C70/04—Shaping composites, i.e. plastics material comprising reinforcements, fillers or preformed parts, e.g. inserts comprising reinforcements only, e.g. self-reinforcing plastics
    • B29C70/28—Shaping operations therefor
    • B29C70/40—Shaping or impregnating by compression not applied
    • B29C70/42—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles
    • B29C70/46—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs
    • B29C70/48—Shaping or impregnating by compression not applied for producing articles of definite length, i.e. discrete articles using matched moulds, e.g. for deforming sheet moulding compounds [SMC] or prepregs and impregnating the reinforcements in the closed mould, e.g. resin transfer moulding [RTM], e.g. by vacuum
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2063/00—Use of EP, i.e. epoxy resins or derivatives thereof, as moulding material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2277/00—Use of PA, i.e. polyamides, e.g. polyesteramides or derivatives thereof, as reinforcement
    • B29K2277/10—Aromatic polyamides [Polyaramides] or derivatives thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2307/00—Use of elements other than metals as reinforcement
    • B29K2307/04—Carbon
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2309/00—Use of inorganic materials not provided for in groups B29K2303/00 - B29K2307/00, as reinforcement
    • B29K2309/08—Glass
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29K—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASSES B29B, B29C OR B29D, RELATING TO MOULDING MATERIALS OR TO MATERIALS FOR MOULDS, REINFORCEMENTS, FILLERS OR PREFORMED PARTS, e.g. INSERTS
    • B29K2633/00—Use of polymers of unsaturated acids or derivatives thereof for preformed parts, e.g. for inserts
    • B29K2633/04—Polymers of esters
    • B29K2633/12—Polymers of methacrylic acid esters, e.g. PMMA, i.e. polymethylmethacrylate
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2030/00—Pneumatic or solid tyres or parts thereof
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Body Structure For Vehicles (AREA)

Abstract

Rotierende Radmassen haben einen großen Einfluss auf die Beschleunigungsleistung von PKW und Nutzfahrzeugen. Zur Reduzierung von CO2-Emissionen und Kraftstoffverbrauch werden Felgen zur Verfügung gestellt, die leichter als heute übliche Stahlblech- oder Aluminiumgussausführungen sind. Dabei wird neben der Gewichtsreduzierung auch die Reduzierung des Trägheitsmoments erreicht. Bei Elektrofahrzeugen kann mit dem Einsatz von Leichtbaufelgen bei gleicher Reichweite die Batterie kleiner, leichter und kostengünstiger ausgeführt werden. Bei gleicher Batteriegröße steigt die Reichweite.Rotating wheel masses have a major impact on the acceleration performance of cars and commercial vehicles. To reduce CO2 emissions and fuel consumption, rims are made available that are lighter than the usual sheet steel or cast aluminum designs. In addition to the reduction in weight, the reduction in the moment of inertia is also achieved. In the case of electric vehicles, the use of lightweight rims with the same range can make the battery smaller, lighter and more cost-effective. With the same battery size, the range increases.

Description

Gebiet der ErfindungField of the invention

Rotierende Radmassen haben einen großen Einfluss auf die Beschleunigungsleistung von PKW und Nutzfahrzeugen. Zur Reduzierung von CO2-Emissionen und Kraftstoffverbrauch werden Felgen zur Verfügung gestellt, die leichter als heute übliche Stahlblech- oder Aluminiumgussausführungen sind. Dabei wird neben der Gewichtsreduzierung auch die Reduzierung des Trägheitsmoments erreicht. Bei Elektrofahrzeugen kann mit dem Einsatz von Leichtbaufelgen bei gleicher Reichweite die Batterie kleiner, leichter und kostengünstiger ausgeführt werden. Bei gleicher Batteriegröße steigt die Reichweite.Rotating wheel masses have a great influence on the acceleration performance of cars and commercial vehicles. To reduce CO 2 emissions and fuel consumption, rims are made available that are lighter than today's standard sheet steel or cast aluminum designs. In addition to the weight reduction, the reduction of the moment of inertia is achieved. In electric vehicles, the use of lightweight rims with the same range, the battery can be made smaller, lighter and more cost-effective. With the same battery size, the range increases.

Stand der TechnikState of the art

Autofelgen bestehen in der Regel aus gewalztem Stahl. Gewichtseinsparungen können durch die Felgengeometrie teilweise erreicht werden. Selbst optimierte Geometrien bringen jedoch noch ein relevant hohes Gewicht mit sich. Alternativ haben sich in den letzten Jahren Felgen aus leichteren Materialien wie Aluminium oder Faserverbundstoffen, insbesondere auf Kevlar- oder Carbonbasis, etabliert. Bei solchen, weniger stabilen Materialien sind jedoch die Geometrien der Felge eingeschränkt und es wird in der Regel eine relativ große Masse gebraucht, um eine Mindeststabilität zu gewährleisten.Car rims are usually made of rolled steel. Weight savings can be partially achieved by the rim geometry. However, even optimized geometries still carry a relevant high weight. Alternatively, in recent years rims made of lighter materials such as aluminum or fiber composites, especially Kevlar or carbon based established. With such less stable materials, however, the rim geometries are limited and typically a relatively large mass is needed to provide minimum stability.

An neuartigen Leichtbaufelgen besteht ein großes Interesse in der Automobilindustrie. Eine bekannte Technik ist die Herstellung solcher Felgen mit U-förmigen Speichen aus Leichtmetall wie sie in DE 4013603 beschrieben sind. Nachteil solcher Felgen ist, dass aufgrund der U-Form dicker Wandstärken der Speichen und damit ein höheres Gewicht in Kauf genommen werden müssen.There is great interest in new types of lightweight wheels in the automotive industry. A well-known technique is the production of such rims with U-shaped spokes of light metal like those in DE 4013603 are described. Disadvantage of such rims is that due to the U-shape thicker wall thicknesses of the spokes and thus a higher weight must be taken into account.

In DE 102 28 052 sind Leichtbaufelgen aus Leichtmetall, die teilweise Textilhybridmaterialien enthalten, offenbart. Auch solche Systeme sind leichter als reine Aluminiumfelgen. Dennoch ist die Gewichtseinsparung mit diesen Felgen nur geringfügig.In DE 102 28 052 Lightweight lightweight alloy rims that partially contain textile hybrid materials are disclosed. Even such systems are lighter than pure aluminum rims. Nevertheless, the weight savings with these rims is only slight.

In DE 10 2005 041 940 ist eine Leichtbaufelge beschrieben die ganz oder zu großen teilen aus textilverstärkten Matrixmaterialien, also einem Textil-Harz-Hybridsystem bestehen. Diese Felgen müssen, um die benötigte Stabilität zu gewährleisten entsprechend große Wandstärken aufweisen. Die dazu benötigte größere Menge Material führt jedoch wiederum zu einem nicht irrelevanten Mindestgewicht dieser Felgen. In DE 10 2007 045 108 sind Weiterentwicklungen dieser Felgen offenbart. Bei diesen optimierten Systemen wird die Felge teilweise aus Textilschläuchen hergestellt. Dies bringt eine weitere Gewichtseinsparung und eine verbesserte Stabilität mit sich. Aber auch diese Systeme sind in Hinblick auf Gewicht und Stabilität noch optimierbar.In DE 10 2005 041 940 is a lightweight rim described which consist entirely or in large part of textile-reinforced matrix materials, so a textile-resin hybrid system. These rims must, in order to ensure the required stability have correspondingly large wall thicknesses. However, the required amount of material in turn leads to a non-irrelevant minimum weight of these rims. In DE 10 2007 045 108 Further developments of these rims are revealed. In these optimized systems, the rim is partially made of textile tubes. This brings a further weight saving and improved stability. But even these systems are still optimized in terms of weight and stability.

Auch die Verwendung von Polymerschäumen bei der Herstellung von Leichtbaufelgen ist bekannt. In WO 2007035076 werden PU-Schäume verwendet, um elastomere Formen aus Polyurethanen aus zwei Teilen herzustellen und zusammenzusetzen. Der Schaum wird danach entfernt.The use of polymer foams in the manufacture of lightweight rims is also known. In WO 2007035076 For example, PU foams are used to make and assemble elastomeric molds from two part polyurethanes. The foam is removed afterwards.

Aus dem Rennradsport und Motorsport sind Faserverbundfelgen bekannt. Der Herstellprozess ist auf Einzelanfertigung ausgelegt und nicht für eine Serienproduktion von PKW/NFZ Felgen geeignet. In US 6,398,313 sind Felgen für Leichtbaufahrräder beschrieben, die aus zwei Teilen eines Faserverbundwerkstoffs zusammengesetzt werden und Optional diese um einen Schaumkern verklebt werden. Der Schaumwerkstoff ist dabei nur im Radkranz und nicht in den Speichen enthalten. In DE 4010326 sind u. a. Schaumwerkstoffe für speichenfreie Scheibenräder, wie sie in Rennrädern Verwendung finden, beschrieben. Ein ähnliches Verfahren ist gemäß JP 05229229 auch für Tennisschläger beschrieben.From racing and motorsport fiber composite rims are known. The manufacturing process is designed for individual production and not suitable for mass production of car / NFZ rims. In US 6,398,313 Rims for lightweight bicycles are described, which are composed of two parts of a fiber composite material and optionally glued to a foam core. The foam material is only included in the rim and not in the spokes. In DE 4010326 Among other things, foam materials for spoke-free disc wheels, as used in racing bikes, described. A similar method is according to JP 05229229 also described for tennis rackets.

In US 4,030,754 sind mit Polymerschäumen gefüllte Leichtbaufelgen für den Automobilbau offenbart. Auch bei diesen Felgen ist nur der aus zwei Schalenteilen zusammengesetzte Radkranz mit dem Schaumwerkstoff gefüllt. Damit ist die Gewichtseinsparung nur relativ gering. Dem Fachmann ist bekannt, dass bei Automobilfelgen insbesondere die Speichen einen großen Teil des Gewichtes ausmachen. Hier sind Gewichtseinsparungen nach Stand der Technik jedoch kaum möglich, da insbesondere die Speichen für die Stabilität der Felge und damit der Fahrzeugsicherheit eine große Bedeutung haben.In US 4,030,754 are filled with polymer foam filled lightweight wheels for the automotive industry. Even with these rims only composed of two shell parts rim is filled with the foam material. Thus, the weight saving is only relatively low. It is known to the person skilled in the art that in the case of automobile rims, in particular the spokes make up a large part of the weight. Here, weight savings according to the prior art, however, are hardly possible because in particular the spokes for the stability of the rim and thus the vehicle safety are of great importance.

Darüber hinaus haben die letztgenannten Systeme alle den Nachteil, dass sie Fügeelemente oder Verbindungsstellen aufweisen, die nachteilig in Bezug auf die Stabilität, insbesondere bei Querbelastungen wie sie bei Kurvenfahrten auftreten, sind.In addition, the latter systems all have the disadvantage that they have joining elements or joints, which are disadvantageous in terms of stability, especially with lateral loads as they occur when cornering.

Aufgabe task

Aufgabe der vorliegenden Erfindung war es vor dem Hintergrund des Standes der Technik, eine neuartige Leichtbaufelge zur Verfügung zu stellen, die eine verbesserte Kombination aus Gewicht, Haltbarkeit und Festigkeit bzw. Stabilität aufweist.It is an object of the present invention, in view of the prior art, to provide a novel lightweight rim having an improved combination of weight, durability and strength.

Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Leichtbaufelge zur Verfügung zu stellen, die keine Fügeelemente oder Verbindungsstellen aufweist.Moreover, it was an object of the present invention to provide a lightweight rim available that has no joining elements or joints.

Darüber hinaus war es Aufgabe der vorliegenden Erfindung, Leichtbaufelgen mit einem Materialkonzept zur Verfügung zu stellen, das einen hohen Freiheitsgrad bei der Gestaltung der äußeren Form der Felge ermöglicht.Moreover, it was an object of the present invention to provide lightweight rims with a material concept that allows a high degree of freedom in the design of the outer shape of the rim.

Aufgabe war es darüber hinaus ein Konstruktions- und Herstellverfahren zur Verfügung zu stellen, welches die Herstellung sehr leichter Felgen mit guter Festigkeit und Haltbarkeit und in Taktzeiten unter 10 Minuten – weitgehend automatisiert ermöglicht.Task was also to provide a design and manufacturing process available, which allows the production of very lightweight rims with good strength and durability and in cycle times of less than 10 minutes - largely automated.

Lösungsolution

Gelöst werden die Aufgaben mittels einer neuartigen Bauweise für PKW/NFZ (Nutzfahrzeug) Leichtbau-Kammerfelgen und das Verfahren zur Herstellung dieser. Diese neuartigen Leichtbaukammerfelgen setzen sich analog zu bekannten Felgen aus einem Felgenbett und einem Felgenstern, enthaltend die Nabe, zusammen. Die erfindungsgemäße Leichtbaufelge zeichnet sich durch besondere Materialkombinationen aus.The tasks are solved by means of a new type of construction for car / commercial vehicle (light commercial vehicle) lightweight chamber rims and the method for producing these. These novel lightweight chamber rims sit down analogously to known rims from a rim base and a rim star, containing the hub, together. The lightweight rim according to the invention is characterized by special material combinations.

Insbesondere werden die Aufgaben gelöst mit Hilfe einer neuartigen Leichtbaufelge, die aus einem Felgenbett und einem Felgenstern mit Nabe besteht. Das Felgenbett und der Felgenstern bestehen erfindungsgemäß jeweils aus einem äußeren und einem mindestens an drei von vier Seiten von dem äußeren Bereich umschlossenen inneren Bereich. Der äußere Bereich wird hergestellt aus einem verstärktem Hybridmaterial, enthaltend ein Verstärkungsmaterial und ein Matrixmaterial. Der innere Bereich, wie bereits ausgeführt mindestens an drei von vier Seiten umschlossen von dem Hybridmaterial, besteht aus einem Kermaterial, bei dem es sich um ein geschäumtes Polymer handelt.In particular, the tasks are solved with the help of a novel lightweight rim, which consists of a rim and a rim star hub. The rim well and the rim star according to the invention each consist of an outer and at least three of four sides of the outer region enclosed inner region. The outer region is made of a reinforced hybrid material containing a reinforcing material and a matrix material. The inner region, as stated above, encompassed by at least three out of four sides of the hybrid material, consists of a core material which is a foamed polymer.

In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Kernmaterial an allen vier Seiten von dem Hybridmaterial umschlossen. In einer zweiten, alternativen Ausführungsform sind drei der vier Seiten des Kernmaterials mit dem Hybridmaterial umschlossen und als vierte Seite ist die Radinnenseite nicht von dem Hybridmaterial umschlossen, sondern mit einer Schutzschicht, wie z. B. einer aufgeklebten Schutzfolie, beschichtet. Hierbei handelt es sich somit um ein mit Kernmaterial gefülltes U-Profil.In a preferred embodiment, the core material is enclosed on all four sides by the hybrid material. In a second, alternative embodiment, three of the four sides of the core material are enclosed with the hybrid material, and as the fourth side, the wheel inner side is not enclosed by the hybrid material, but with a protective layer, such. B. a glued protective film coated. This is thus a filled with nuclear material U-profile.

Bei beiden alternativen Ausführungsformen kann die Innenseite zusätzliche mit einer wärmereflektierenden Schicht, z. B. in Form einer aufgeklebten Metallfolie, beschichtet sein. Bei der zweiten Ausführungsform können diese Metallfolie und die Schutzschicht identisch sein.In both alternative embodiments, the inside may be additionally provided with a heat reflecting layer, e.g. B. in the form of a glued metal foil, be coated. In the second embodiment, this metal foil and the protective layer may be identical.

Das FelgenbettThe rim bed

Das erfindungsgemäße Felgenbett besteht aus einem verstärkten Hybridmaterial. Als Verstärkungsmaterial kommen Kohlefaser, Aramidfaser oder Glasfaser zum Einsatz. Fasern können unidirektional, in Geweben, Matten oder Vlies-Gewebe vorliegen. Der Faseranteil macht zwischen 30 und 70 Vol%, bevorzugt zwischen 50 und 65 Vol% des Hybridmaterials aus.The rim base according to the invention consists of a reinforced hybrid material. The reinforcing material used is carbon fiber, aramid fiber or glass fiber. Fibers may be unidirectional in fabrics, mats or nonwoven fabrics. The fiber content makes up between 30 and 70% by volume, preferably between 50 and 65% by volume of the hybrid material.

Als Matrixmaterial kommt Epoxydharz zum Einsatz. Die Epoxydharzformulierung wird auf eine Viskosität von 10 bis 2000 mPa·s bei 23°C eingestellt. Die Wandstärke kann zwischen 2 und 20 mm, bevorzugt zwischen 2 und 10 mm betragen.The matrix material used is epoxy resin. The epoxy resin formulation is adjusted to a viscosity of 10 to 2000 mPa.s at 23 ° C. The wall thickness can be between 2 and 20 mm, preferably between 2 and 10 mm.

Im Felgenbett sind eine oder mehrere umlaufende Kammern vorgesehen. Diese Kammern dienen der Versteifung und gleichzeitigen Reduzierung der benötigten Faserverbundmasse und damit des Felgengewichts. Zur Übertragung von Schub- und Druckkräften sind die Kammern mit einem Kernmaterial vollständig ausgefüllt. Zur Übertragung von Schub- und Druckkräften sind die Kammern mit einem Kernmaterial vollständig ausgefüllt. Das Kernmaterial hat eine Dichte von 25 bis 200 kg/m2, bevorzugt eine Dichte zwischen 51 und 71 kg/m3. Die Druckfestigkeit beträgt 0,3 bis 10 MPa Die Schubfestigkeit liegt im Bereich von 0,3 bis 6,0 MPa.In the rim well, one or more circumferential chambers are provided. These chambers serve to stiffen and simultaneously reduce the required fiber composite mass and thus the rim weight. For the transmission of shear and compressive forces, the chambers are completely filled with a core material. For the transmission of shear and compressive forces, the chambers are completely filled with a core material. The core material has a density of 25 to 200 kg / m 2 , preferably a density of 51 to 71 kg / m 3 . The compressive strength is 0.3 to 10 MPa. The shear strength is in the range of 0.3 to 6.0 MPa.

Als Kernmaterial werden Polymerschäume wie Polyurethan-, Polymethylmethacrylat-(PMMA-) oder Poly(meth)acrylimid(PMI-)Schäume verwendet. Bevorzugt werden PMMA- oder PMI-Schäume eingesetzt. As the core material, polymer foams such as polyurethane, polymethyl methacrylate (PMMA) or poly (meth) acrylimide (PMI) foams are used. Preference is given to using PMMA or PMI foams.

Der Felgenstern mit NabeThe rim star with hub

Das Verstärkungsmaterial und das Matrixmaterial des Felgensterns und der enthaltenen Nabe entsprechen dem Verstärkungsmaterial bzw. dem Matrixmaterial des Felgenbettes. Dies gilt in Bezug auf das Fasermaterial, die Form des Fasermaterials und das Epoxidharz.The reinforcing material and the matrix material of the rim star and the hub contained correspond to the reinforcing material or the matrix material of the rim well. This applies with respect to the fiber material, the shape of the fiber material and the epoxy resin.

Der Felgenstern wird in Sandwichbauweise ausgeführt, unabhängig vom Design. Das Felgendesign kann Einfach- oder Mehrfachspeiche sowie eine Scheibenform mit und ohne Kühlluftöffnungen umfassen. Damit sind mit der erfindungsgemäßen Struktur alle gebräuchlichen Felgendesigns umsetzbar. Die Querschnitte der Speichen bzw. der Scheibe sind mit eine äußeren Faserverbundschichten und einem dazwischen liegenden Schaumkern ausgeführt. Dieser Aufbau ist analog zum Aufbau des Felgenbettes.The rim star is made in sandwich construction, regardless of the design. The rim design may include single or multiple spoke and a disc shape with and without cooling air openings. Thus, with the structure according to the invention all common rim designs can be implemented. The cross-sections of the spokes and the disc are designed with an outer fiber composite layers and a foam core located between them. This structure is analogous to the construction of the rim base.

Die Nabe besteht aus Mittenzentrierung und Bohrungen für die Radbefestigung, welche in der Regel mit Bolzen oder Schrauben erfolgt. Die Ausführung der Zentrierung und der Bohrungen kann mit oder ohne Metall-Inserts ausgeführt sein. Die Hohlräume zwischen Bohrungen und Zentrierung sind mit Schaumkernen entsprechend den Ausführungen zum Felgenbett vollständig ausgefüllt.The hub consists of centering and holes for the wheel mounting, which is usually done with bolts or screws. The execution of the centering and the holes can be carried out with or without metal inserts. The cavities between holes and centering are completely filled with foam cores according to the comments on the rim base.

Der Felgenstern kann verschiedene Formen aufweisen. Neben einer Scheibe sind Felgensterne mit einem, zwei, drei, vier, fünf und mehr Aussparungen herstellbar. So sind Felgen mit mehreren breiten Speichen realisierbar. Die Speichen können wiederum nach außen geschlossen oder U-förmig, d. h. zur Fahrzeuginnenseite hin hohl sein. Auch andere Formen, wie ein x-förmiger Querschnitt sind denkbar.The rim star can have different shapes. In addition to a disc, rim stars with one, two, three, four, five or more recesses can be produced. Thus, rims with several wide spokes can be realized. The spokes may in turn be closed to the outside or U-shaped, d. H. be hollow towards the vehicle interior. Other shapes, such as an x-shaped cross section are conceivable.

Bevorzugt sind Felgensterne, die zwischen 3 und 12 Speichen aufweisen. Insbesondere bevorzugt sind Felgensterne, die zwischen 3 und 7 Speichen aufweisen.Preferred are star wheels, which have between 3 and 12 spokes. Particularly preferred are rim stars, which have between 3 and 7 spokes.

Bevorzugt haben die Speichen ein Kammerprofil oder ein U-Profil.Preferably, the spokes have a chamber profile or a U-profile.

Das KernmaterialThe core material

Bei dem Kernmaterial handelt es sich um einen Polymerschaum. Insbesondere bevorzugt handelt es sich bei dem Kernmaterial um einen PMMA- oder PMI-Schaum, ganz besonders bevorzugt um einen PMI-Schaum, wie er beispielsweise von der Firma Evonik Röhm unter dem Produktnamen ROHACELL® zu beziehen ist. Die Zusammensetzung und die Herstellung solcher PMI-Schaumstoffe kann in EP 0 874 019 , EP 1 444 293 oder EP 1 678 244 nachgelesen werden. Solche PMI-Schäume sind in der Regel aufgeschäumte, vernetzte Materialien, die aus einer Mischung enthaltend (Meth)acrylsäure, (Meth)acrylnitril, Vernetzer, Treibmittel und Polymerisationsinitiatoren hergestellt werden.The core material is a polymer foam. In particular, preferably, the core material is a PMMA or PMI foam, very particularly preferably a PMI foam as it is to relate, for example, from the company Röhm under the trade name ROHACELL ®. The composition and preparation of such PMI foams can be found in EP 0 874 019 . EP 1 444 293 or EP 1 678 244 be read. Such PMI foams are typically foamed, crosslinked materials prepared from a mixture containing (meth) acrylic acid, (meth) acrylonitrile, crosslinkers, blowing agents and polymerization initiators.

Die Formulierung (Meth)acrylsäure steht dabei für Methacrylsäure, Acrylsäure oder Mischungen aus beiden. Die Formulierung (Meth)acrylnitril steht für Methacrylnitril, Acrylnitril oder Mischungen aus beiden.The formulation (meth) acrylic acid stands for methacrylic acid, acrylic acid or mixtures of both. The formulation (meth) acrylonitrile is methacrylonitrile, acrylonitrile or mixtures of both.

Bei PMMA-Schäumen handelt es sich entsprechend um aufgeschäumte PMMA-Formmassen.PMMA foams are correspondingly foamed PMMA molding compounds.

Ein wichtiger Aspekt der vorliegenden Erfindung ist, dass es sich bei dem Polymerschaum um ein Material mit geschlossenen Poren handelt. Dies ist insbesondere bei den aufgeführten PMMA- und PMI-Schäumen der Fall. Geschlossene Poren verhindern ein Durchdringen des Schaumkerns mit Epoxidharz. Auf diese Weise wird der Schaumkern beim Tränken des Verstärkungsmaterials mit dem Epoxidharz nicht durchdrungen und die geringe Dichte des Felgeninneren bleibt erhalten. Eine oberflächliche Durchdringung in oberflächlich vorhandene offene Poren ist sogar gewünscht, da so die Festigkeit der Felge erhöht wird.An important aspect of the present invention is that the polymer foam is a closed pore material. This is the case in particular for the listed PMMA and PMI foams. Closed pores prevent penetration of the foam core with epoxy resin. In this way, the foam core is not penetrated when impregnating the reinforcing material with the epoxy resin and the low density of the rim interior is maintained. Superficial penetration into superficial open pores is even desired because it increases the strength of the rim.

Die Felge kann zusätzlich um die Lauffläche noch einen Aluminium- oder Eisenring aufweisen. Eine solche Verstärkung verhindert Beschädigungen der Felge beim Aufziehen bzw. Betrieb eines Reifens, der zumeist zur Felge gerichtet Metallelemente aufweist.The rim may additionally have an aluminum or iron ring around the tread. Such reinforcement prevents damage to the rim when mounting or operating a tire, which has metal elements directed mostly to the rim.

Die erfindungsgemäßen Felgen weisen eine Reihe von Vorteilen auf:

  • – Sehr geringes Gewicht, deutlich leichter als Stahl-, Aluminium-, oder einschichtige Faserverbundlösungen. Die gewichtsoptimierten Kammerquerschnitte des Felgenbetts und die Sandwich Konstruktion des Felgensterns mit Nabe ergeben eine gegenüber dem Stand der Technik deutlich verbesserte Kombination aus Gewicht und Festigkeit.
  • – Die mit der Reduzierung des Gewichts einhergehende Reduzierung des Trägheitsmoments von über 50% ermöglicht eine deutliche CO2-Emissions- und Kraftstoffverbrauchsminderung für Fahrzeuge mit konventionellem Antrieb.
  • – Bei Elektrofahrzeugen sinkt der Energieverbrauch entsprechend. Hinzu kommt die Möglichkeit die Batteriekosten zu reduzieren oder die Reichweite zu vergrößern.
  • – Eine Lackierung der Felgen kann entfallen. Damit entfallen auch die für die Lackierung und Lacktrocknung anfallende CO2-Emissionen.
  • – Die erfindungsgemäßen Felgen zeigen eine besonders gute Witterungsbeständigkeit, sowie keine Korrosion durch Feuchtigkeit oder Streusalz.
  • – Felgen sind mit normierten Befestigungssystemen ausgeführt und damit für Neufahrzeuge und im Servicemarkt einsetzbar. Damit sind die Felgen ohne Umbauten auf bestehende Radaufhängungen übertragbar.
  • – Im Nachrüstfall ergibt sich die gleiche CO2-Einsparung wie beim Neufahrzeug.
  • – Im Crash/Impact Verhalten ist zunächst von einer Schädigung des Faserverbundes in Form von einer Rissbildung auszugehen. Größere Ausbrüche wie bei gegossenen Aluminiumfelgen sind jedoch nicht zu erwarten. Das Entweichen der Luft aus dem Reifeninneren erfolgt bei der Leichtbau-Kammerfelge langsam und erlaubt eine Unfall vermeidende Fahrerreaktion. Der analoge Schadenverlauf der Aluminiumfelge führt in der Regel zum Ausbruch eines größeren Teils des Felgenhorns verbunden mit einem schlagartigen Druckverlust im Reifen. Assistenzsysteme und Fahrer sind bei hohen Geschwindigkeiten mit diesem Schadenverlauf oft überfordert. Somit tragen die erfindungsgemäßen Felgen zu einer Verbesserung der Sicherheit im Straßenverkehr bei.
The rims according to the invention have a number of advantages:
  • - Very light weight, significantly lighter than steel, aluminum, or single-layer fiber composite solutions. The weight-optimized chamber cross-sections of the rim bed and the sandwich construction of the rim star with hub result in a comparison with the prior art significantly improved combination of weight and strength.
  • - Reducing the moment of inertia of more than 50% associated with weight reduction provides significant CO 2 emission and fuel economy reduction for conventional drive vehicles.
  • - For electric vehicles, the energy consumption decreases accordingly. Added to this is the possibility of reducing battery costs or increasing the range.
  • - A painting of the rims can be omitted. This also eliminates the CO 2 emissions incurred for the coating and paint drying.
  • - The rims of the invention show a particularly good weather resistance, and no corrosion by moisture or road salt.
  • - Rims are designed with standardized fastening systems and can therefore be used for new vehicles and in the service market. Thus, the rims are transferable without modifications to existing suspension.
  • - In the retrofit case results in the same CO 2 savings as the new vehicle.
  • - In the crash / impact behavior, damage to the fiber composite in the form of crack formation must initially be assumed. Larger outbreaks such as cast aluminum rims are not expected. The escape of air from the inside of the tire takes place slowly in the lightweight chamber rim and allows an accident-avoiding driver reaction. The similar damage profile of the aluminum rim usually leads to the eruption of a larger part of the rim flange combined with a sudden pressure loss in the tire. Assistance systems and drivers are often overstrained at high speeds with this loss experience. Thus, the rims according to the invention contribute to an improvement in road safety.

Gleichfalls Bestandteil der vorliegenden Erfindung ist ein neuartiges Verfahren zur Herstellung der oben beschriebenen Leichtbaufelgen. Dabei umfasst das Herstellverfahren zur Produktion des Felgenbetts, des Felgensterns und der Nabe, sowie der vollständigen Felge die Verfahrensschritte Herstellung der Kerne, Herstellung der Verstärkungsmaterialrohlinge und Herstellung des Felgenfertigteils.Likewise, a component of the present invention is a novel process for the production of the lightweight rims described above. In this case, the production process for the production of the rim base, the rim spider and the hub, as well as the complete rim comprises the process steps production of the cores, production of the reinforcing material blanks and production of the rim prefabricated part.

Herstellung der KerneProduction of the cores

Ausgangsmaterial zur Herstellung der Kerne ist ein aus der Schaumplatte geschnittener Rohling oder ein in Form geschäumter Rohling aus PMMA oder PMI. Die Formbringung kann dabei mittels Sägen, Fräsen oder auch eine Kombination aus Sägen und Fräsen erfolgen. Alternativ oder als zusätzlicher Bearbeitungsschritt kann auch ein Thermoformen zum Einsatz kommen. Dabei wird der Zuschnitt erwärmt und anschließend in einem entsprechenden Werkzeug geformt und abgekühlt. Das Formen erfolgt dabei beispielsweise durch Biegen, Rollen oder Pressen.The starting material for producing the cores is a blank cut from the foam sheet or a mold-foamed blank made of PMMA or PMI. The shaping can be done by sawing, milling or a combination of sawing and milling. Alternatively or as an additional processing step, thermoforming can also be used. The blank is heated and then formed and cooled in a suitable tool. The molding takes place, for example, by bending, rolling or pressing.

In einer besonders bevorzugten Ausführungsform wird Ausgangsmaterial als ungeschäumtes Halbzeug, zumindest ein Treibmittel enthaltend grob vorgeformt. Dieser Polymerzuschnitt bzw. mehrer Polymerzuschnitte werden in einer zwei- oder mehrteiligen Form positioniert. Die Form wird verschlossen und auf die materialspezifische Schäumungstemperatur beheizt. Die Zuschnitte schäumen auf und füllen den Hohlraum der Form aus. Die fertigen Kerne werden nach dem Öffnen der Form entnommen.In a particularly preferred embodiment, starting material is roughly preformed as unfoamed semi-finished product, containing at least one blowing agent. This polymer blank or more polymer blanks are positioned in a two- or multi-part form. The mold is closed and heated to the material-specific foaming temperature. The blanks foam and fill the cavity of the mold. The finished cores are removed after opening the mold.

Herstellung der VerstärkungsmaterialrohlingeProduction of the reinforcing material blanks

Die Fasern zur Herstellung des in Felgenbett, Felgenstern und Nabe enthaltenen Hybridmaterials werden zu Geweben, Vliesgeweben, Gestricken oder gewickelten Faserrohlingen verarbeitet. Dabei werden diese in eine Form gebracht, die dem späteren Felgenbett bzw. dem Felgenstern mit Nabe entspricht.The fibers for producing the hybrid material contained in the rim base, rim star and hub are processed into woven fabrics, nonwoven fabrics, knitted or wound fiber blanks. These are brought into a shape that corresponds to the later rim base or the rim star with hub.

Herstellung des FelgenfertigteilsProduction of the wheel finished part

Durch Beschichtung der Form zur Herstellung des Felgenfertigteils kann auf die spätere Felge eine Beschichtung als Oberflächenfinish aufgebracht werden. Für die Darstellung der gewünschte Farb- und Oberflächenstruktur kann beispielsweise in einem ersten Arbeitsgang eine sonnenlicht- und witterungsbeständige Schicht mit einer Dicke von 10 bis 100 μm auf die Formoberfläche aufgebracht werden. Das dazu verwendete Verfahren kann beispielsweise eine Spritzlackierung sein. Diese Schicht kann transparent, farbig oder mit einem Metallic-Effekt eingestellt sein. Darüber hinaus kann die Schicht derart additiviert sein, dass eine Kratzfestigkeit, ein zusätzlicher UV- bzw. Witterungsschutz und/oder antisoiling-Eigenschaften erreicht werden.By coating the mold to produce the finished rim part, a coating can be applied to the later rim as a surface finish. For the representation of the desired color and surface structure, for example, in a first operation, a sunlight- and weather-resistant layer with a thickness of 10 to 100 .mu.m can be applied to the mold surface. The method used for this purpose may be, for example, a spray painting. This layer can be transparent, colored or set with a metallic effect. In addition, the layer may be additized such that scratch resistance, additional UV or weathering protection and / or antisoiling properties are achieved.

Das eigentliche Herstellungsverfahren erfolgt in einem ersten Verfahrensschritt durch Einlegen der Verstärkungsmaterialrohlinge und der Kerne in die Herstellungsform der Felge. Diese Form ist bevorzugt zweiteilig, bestehend aus einer Formunterseite und einem Formdeckel und hat zusätzliche radial bewegliche Formsegmente. The actual manufacturing process is carried out in a first process step by inserting the reinforcing material blanks and the cores in the manufacturing mold of the rim. This mold is preferably in two parts, consisting of a mold bottom and a mold lid and has additional radially movable mold segments.

Es können dazu ein- oder mehrteilige Verstärkungsmaterialrohlinge und Kerne eingelegt, drapiert und abschließend endpositioniert werden. Lokal können zur Sicherstellung einer Formstabilität während der Herstellung Verklebungen von Verstärkungsmaterialrohlinge und Kernen erfolgen.For this purpose, single or multi-part reinforcing material blanks and cores can be inserted, draped and finally end-positioned. Locally bonding of reinforcing material blanks and cores can be done to ensure dimensional stability during manufacture.

In einem zweiten Verfahrensschritt erfolgen ein Konditionieren und das Schließen der Form. Die Form kann bereits während des Einlegevorgangs auf die später für die Aushärtung der Epoxydharzformulierung eingestellte Temperatur vorgeheizt werden. Nach dem Einlegen, Drapieren und Positionieren aller Komponenten wird die Form geschlossen. Die Zuhaltekräfte werden von einer Presse oder einer mechanischen Verklammerung der oberen und unteren Formhälfte erzeugt.In a second process step, conditioning and closing of the mold take place. The mold can already be preheated during the loading process to the temperature later set for the curing of the epoxy resin formulation. After inserting, draping and positioning all components, the mold is closed. The clamping forces are generated by a press or mechanical clamping of the upper and lower mold halves.

Den dritten Verfahrensschritt stellt die Harzinjektion dar. Nach dem Schließen der zwei- oder mehrteiligen Form wird ein Epoxidharzsystem bestehend aus einem Gemisch aus Epoxyharz (A-Komponente) und einer aminischen Härterkomponente (B-Komponente) unter Druck im die Form eingespritzt. Die Komponente A besteht dabei in der Regel aus einem Gemisch aus Komponenten mit OH-Gruppen wie z. B. Bisphenol A, und Komponenten mit Oxirangruppen, wie z. B. Epichlorhydrin. Komponente B sind in der Regel Säureanhydride, Di- oder Triamine. Die Zusammensetzungen der Epoxidharze sind allgemein bekannter Stand der Technik und können z. B. in H.-G. Elias, Makromoleküle (Bände 1–4, Wiley-VCH, Weinheim, 6. Auflage, 1999–2003) nachgelesen werden. Eine zügige Aushärtung beginnt, sobald das Harz die vorgeheizte Form benetzt. Formulierung und Viskosität des Harzes mit dem Härtersystem, Injektionsdruck, Forminnendruck, Forminnentemperatur und Aushärtezeit sind Prozessparameter die anwendungsbezogen optimiert werden. Die Einspritzung erfolgt ggf. an mehreren Stellen gleichzeitig; so erreicht man eine bestmögliche Verteilung des Harzes. Bevorzugt handelt es sich bei den Epoxidharzen um heißhärtende Systeme mit einer Temperaturfestigkeit von mindestens 200°C.The third process step is the resin injection. After closing the two- or multi-part mold, an epoxy resin system consisting of a mixture of epoxy resin (A component) and an amine hardener component (B component) is injected under pressure into the mold. The component A consists of a mixture of components with OH groups such as. As bisphenol A, and components with oxirane groups, such as. B. epichlorohydrin. Component B are usually acid anhydrides, di- or triamines. The compositions of the epoxy resins are well known in the art and may, for. In H.-G. Elias, macromolecules (Volumes 1-4, Wiley-VCH, Weinheim, 6th edition, 1999-2003) be read. A rapid cure begins as soon as the resin wets the preheated mold. The formulation and viscosity of the resin with the hardener system, injection pressure, in-mold pressure, mold internal temperature and curing time are process parameters which are optimized for the application. If necessary, injection takes place at several points simultaneously; This achieves the best possible distribution of the resin. The epoxy resins are preferably heat-curing systems having a temperature resistance of at least 200 ° C.

Nach der Aushärtung erfolgt im vierten Verfahrensschritt die Entnahme der fertigen Felge. Nach der Entnahme werden zunächst mögliche Zapfen an den Einspritz- bzw. Entlüftungspunkten der Felge durch schneiden und/oder Polieren entfernt.After curing takes place in the fourth step, the removal of the finished rim. After removal, first possible pins are removed at the injection or venting points of the rim by cutting and / or polishing.

Optional, insbesondere, wenn keine vorangehende Innenbeschichtung der Form erfolgt ist, kann die Felge daraufhin entfettet und lackiert werden. Dabei können Schutzbeschichtungen, Farbschichten und/oder Clearcoats aufgetragen werden. Die Beschichtung kann mittels Spritz-, Tauch- oder Pulverbeschichtung erfolgen.Optionally, in particular, if no previous internal coating of the mold has taken place, then the rim can be degreased and painted. Protective coatings, color layers and / or clearcoats can be applied. The coating can be done by spray, dip or powder coating.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Felge in einem Stück hergestellt. Das bedeutet, dass die Form der Felge, einschließlich Felgenbett, Felgenstern und Nabe, in einem Verfahrensschritt mit Verstärkungsmaterialrohlingen und Schaumkernmaterial ausgelegt wird. In einer alternativen, nicht bevorzugten Ausführungsform werden verschiedene Felgenbauteile – z. B. Felgenbett und Felgenstern – getrennt voneinander hergestellt und später, z. B. mittels Kleben, miteinander verbunden. Bei einem solchen Vorgehen würde jedoch eine Felge mit Fügestellen geformt.In a preferred embodiment, the rim is made in one piece. This means that the shape of the rim, including rim base, rim star and hub, is laid out in one step with reinforcing material blanks and foam core material. In an alternative, non-preferred embodiment, various rim components -. B. rim base and rim star - made separately and later, z. B. by gluing, connected to each other. In such a procedure, however, a rim would be molded with joints.

In einer weiteren alternativen Ausführungsform, die auch bei der bevorzugten Herstellung der Felge in einem Stück denkbar ist, sind die Verstärkungsmaterialrohlinge und/oder der Schaumkern in Felgenbett und Felgenstern unterschiedlich zusammengesetzt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, beim Auslegen der Form in verschiedenen Bereichen Materialvariationen vorzunehmen.In a further alternative embodiment, which is also conceivable in the preferred production of the rim in one piece, the reinforcing material blanks and / or the foam core are differently composed in rim base and rim star. The inventive method makes it possible to make material variations in different areas when laying out the mold.

Die Automatisierung der Arbeitsschritte 1 bis 4 ergibt eine wiederholbare, gleichbleibende Bauteilqualität. Darüber hinaus sind sehr wirtschaftliche Taktzeiten unter 10 min möglich.The automation of steps 1 to 4 results in a repeatable, consistent component quality. In addition, very economical cycle times are possible under 10 min.

Die im Folgenden gegebenen Beispiele werden zur besseren Veranschaulichung der vorliegenden Erfindung gegeben, sind jedoch nicht dazu geeignet, die Erfindung auf die hierin offenbarten Merkmale zu beschränken.The examples given below are given for a better illustration of the present invention, but are not intended to limit the invention to the features disclosed herein.

BeispieleExamples

Referenz und damit Vergleichsbeispiel der vorliegenden Beispiele ist das serienmäßige Hinterrad eines Lotus Exige. Dies betrifft Form, Durchmesser und Breite der Felge. Die Referenzfelge Vergleichsbeispiel 1 ist aus reinem Aluminium. Die Felge nach Vergleichsbeispiel 2 ist aus einem den Beispielen analogen Carbonfaser-Epoxidharz-Verbundwerkstoff (im Weiteren kurz CF-EP) und weist ein Speichen-Vollprofil auf. Beispiel 1 stellt einen mit Schaumwerkstoff gefülltes Kammerprofil dar. Beispiel 2 ein nach innen offenes U-Profil.Reference and thus comparative example of the present examples is the standard rear wheel of a Lotus Exige. This affects the shape, diameter and width of the rim. The reference rim is Comparative Example 1 made of pure aluminum. The rim according to Comparative Example 2 is made of a carbon fiber-epoxy composite material analogous to the examples (hereinafter CF-EP for short) and has a spoke solid profile. Example 1 represents a chamber profile filled with foam material. Example 2 shows an inwardly open U-profile.

Die folgenden Ergebnisse wurden in einer Simulationsrechnung ermittelt.The following results were determined in a simulation calculation.

Bezüglich der Berechnungsparameter wurden folgende Annahmen getroffen:

  • • Maximal auftretende Quer- und Bremskräfte sind auf Grund des Reibwerts Straße-Reifen gleich. Die Speichenquerschnitte sind so dimensioniert, dass bei maximalen Quer- und Bremskräften die Biegespannung gleich ist. Dabei verteilt sich die Bremskraft B auf alle Speichen, die Querkraft Q nur auf 60% der Speichen.
  • • Bremsmoment ”Mb” (Rad) = Bremskraft × Radius Rad
  • • Die Summe Umfangskraft Speichen ”B” ist auf den Radius der Krafteinleitung ins Felgenbett zu beziehen und ist: Mb/Radius Krafteinleitung
  • • Radius Kraft Einleitung Felgenbett ”ru” = Radius Einspannung + Speichenlänge
  • • Die Speiche wird als Biegebalken gerechnet, Einspannung in der Nabe
  • • B wirkt tangential in Umfangsrichtung, Q wirkt orthogonal auf die Speiche mit der Folge einer seitlicher Auslenkung, Krafteinleitung ebenfalls am Felgenbett.
  • • Biegelänge = Speichenlänge
  • • Der Balkenquerschnitt ist der Querschnitt an der Einspannung (b × t)
  • • Der Balkenquerschnitt ist konstant
  • • Die Stelle der höchsten Belastung ist die Einspannstelle
  • • Aluminium Referenz und Composite Varianten werden nach dem gleichen Prinzip gerechnet
With regard to the calculation parameters, the following assumptions were made:
  • • Maximum transverse and braking forces are equal due to the road-tire coefficient of friction. The spoke cross-sections are dimensioned so that the bending stress is equal at maximum transverse and braking forces. The braking force B is distributed to all spokes, the lateral force Q only to 60% of the spokes.
  • • Braking torque "Mb" (wheel) = braking force × radius wheel
  • • The sum of peripheral force spokes "B" is related to the radius of the force introduction into the rim well and is: Mb / radius force transmission
  • • Radius force Introduction rim bed "ru" = radius clamping + spoke length
  • • The spoke is calculated as a bending beam, clamping in the hub
  • • B acts tangentially in the circumferential direction, Q acts orthogonally on the spoke with the consequence of a lateral deflection, force also on the rim base.
  • • Bend length = Spoke length
  • • The beam cross section is the cross section at the clamping (b × t)
  • • The beam cross-section is constant
  • • The point of highest load is the clamping point
  • • Aluminum reference and composite variants are calculated according to the same principle

Bezüglich der Vergleichsbeispiele wurden zwei handelsübliche Systeme miteinander verglichen. Daraus ergaben sich auch die Abmessungen für die Modellrechnungen zu Vergleichsbeispiel 1 sowie den Beispielen 1 und 2: Tabelle 1 Fahrzeugmodell Lotus Exige 2008 Felge Lotus Pro Race 1, 2 Reifen A048 LTS (90 W) ASPIRE (91 W) Gewicht Felge 7,9 kg 8,8 kg Reifenweite 225 mm H/W 45 Radius Felge 215,9 mm Weite Felge 190,5 mm Höhe Reifen 101,25 mm Radius Rad 317,2 mm Umfang Rad 1992 mm Maximale Radlast 372 kg Maximale Brems- und Querkraft 4378 N Nabendurchmesser (Einspannstelle der Speiche) 170 mm Radius Einspannung 95 mm Speichenlänge „I” 100 mm Anzahl Speichen 12 b (Einspannungsstelle Speichen) 22 mm t (Einspannungsstelle) 25 mm F (Querschnittsfläche: Σ Einspannungsstellen) 6600 mm2 With respect to the comparative examples, two commercially available systems were compared. This also gave the dimensions for the model calculations for Comparative Example 1 and Examples 1 and 2: Table 1 vehicle model Lotus Exige 2008 rim lotus Pro Race 1, 2 tires A048 LTS (90 W) ASPIRE (91 W) Weight rim 7.9 kg 8.8 kg tire width 225 mm H / W 45 Radius rim 215.9 mm Wide rim 190.5 mm Height of tires 101.25 mm Radius wheel 317.2 mm Circumference wheel 1992 mm Maximum wheel load 372 kg Maximum braking and lateral force 4378 N Hub diameter (clamping point of the spoke) 170 mm Radius clamping 95 mm Spoke length "I" 100 mm Number of spokes 12 b (clamping point spokes) 22 mm t (clamping point) 25 mm F (cross-sectional area: Σ clamping points) 6600 mm 2

Zur besseren Berechnung wurde auf Basis dieser realen Felgen ein Ersatzmodell erstellt. Dabei handelt es sich um eine 5 Speichenfelge mit einer identischen Summe der Speichenquerschnitte. Tabelle 2 Anzahl Speichen 5 b (Einspannungsstelle Speichen) 52,8 mm t (Einspannungsstelle) 25 mm F (Querscnittsfläche: Σ Einspannungsstellen) 6600 mm2 Daraus ergeben sich folgende Parameter: Mb 1388 Nm ru 195 mm Summe B 7120 N B/Speiche 1424 N For better calculation, a replacement model was created on the basis of these real rims. It is a 5-spoke rim with an identical sum of spoke cross sections. Table 2 Number of spokes 5 b (clamping point spokes) 52.8 mm t (clamping point) 25 mm F (transverse surface: Σ stress points) 6600 mm 2 This results in the following parameters: mb 1388 Nm ru 195 mm Sum B 7120 N B / spoke 1424 N

Nachfolgend die angenommen Kennwerte zu den Werkstoffen: Tabelle 3 Aluminium Druckguss DG-AL-MG9 CF-EP mit 60 Vol% Faser; Gewebe 90 & 45° Zugfestigkeit (δ) 20 kg/mm2 bzw. 196 N/mm2 705 N/mm2 Bruchdehnung 1–3% n. b. E-Modul (E) 75000 N/mm2 74000 N/mm2 Dichte (D) 2,7 g/cm3 1,5 g/cm2 The assumed values for the materials are shown below: Table 3 Die-cast aluminum DG-AL-MG9 CF-EP with 60% by volume fiber; Fabric 90 & 45 ° Tensile strength (δ) 20 kg / mm 2 or 196 N / mm 2 705 N / mm 2 elongation 1-3% nb E-module (E) 75000 N / mm 2 74000 N / mm 2 Density (D) 2.7 g / cm 3 1.5 g / cm 2

Folgende Zusammenhänge wurden zur Berechnung der Bremskraft bei Vollprofilen eingesetzt. Zur besseren Veranschaulichung sei dabei auf die Zeichnungen 2 bis 4 verwiesen. Jx = t·b3/12 Trägheitsmoment [mm4] Wx = t·b2/6 Widerstandsmoment [mm3] δ = B·I/Wx Zugfestigkeit [N/mm2] f = B·I3/(E·J·3) Durchbiegung [mm] The following relationships were used to calculate the braking force for solid sections. For better illustration reference is made to the drawings 2 to 4. J x = t b · 3/12 moment of inertia [mm 4] W x = t · b 2/6 moment of resistance [mm 3 ] δ = B × I / W × tensile strength [N / mm 2 ] f = B * I 3 / (E * J * 3) deflection [mm]

Für Kammerprofile wurden folgende Formeln verwendet: (d = Wandstärke in mm) Jx = (t·b3 – ((t – 2d)·(b – 2d)3)/12 Wx = (t·b3 – ((t – 2d)·(b – 2d)3)/6b δ = B·I/Wx f = B·I3/(E·J·3) For chamber profiles, the following formulas were used: (d = wall thickness in mm) J x = (t * b 3 - ((t - 2d) * (b - 2d) 3 ) / 12 W x = (t * b 3 - ((t - 2d) * (b - 2d) 3 ) / 6b δ = B × I / W × f = B * I 3 / (E * J * 3)

Für U-Profile wurden folgende Formeln verwendet: Jx = (t·b3 – ((t – d)·(b – 2d)3)/12 Wx = (t·b3 – ((t – d)·(b – 2d)3)/6b δ = B·I/Wx f = B·I3/(E·J·3) For U-profiles, the following formulas were used: J x = (t · b 3 - ((t - d) · (b - 2d) 3 ) / 12 W x = (t · b 3 - ((t - d) · (b - 2d) 3 ) / 6b δ = B × I / W × f = B * I 3 / (E * J * 3)

Folgende Zusammenhänge wurden zur Berechnung der Querkraft bei Vollprofilen eingesetzt: Jx = b·t3/12 Wx = b·t2/6 δ = Q·I/Wx f = Q * I3/(E·J·3) Für Kammerprofile wurden folgende Formeln verwendet: Jx = (b·t3 – ((b – 2d)·(t – 2d)3)/12 Wx = (b·t3 – ((b – 2d)·(t – 2d)3)/6t δ = Q·I/Wx f = Q·I3/(E·J·3) The following relationships were used to calculate the lateral force for solid sections: J x = b · t 3/12 W x = b · t 2/6 δ = Q · I / W x f = Q * I 3 / (E * J * 3) For chamber profiles the following formulas were used: J x = (b * t 3 - ((b-2d) * (t-2d) 3 ) / 12 W x = (b * t 3 - ((b - 2d) * (t - 2d) 3 ) / 6t δ = Q · I / W x f = Q * I 3 / (E * J * 3)

Für U-Profile wurden folgende Formeln verwendet:
Maße e bezeichnen den Abstand des Profilquerschnitts (e1 von außen, e2 von innen) e1 = (2dt2 + (b – 2d)d2/(4dt + 2d(b – 2d)) e2 = t – e1 Wx = Jx/e2 δ = Q·I/Wx f = Q·I3/(E·J·3) For U-profiles, the following formulas were used:
Dimensions e denote the distance of the profile cross-section (e1 from the outside, e2 from the inside) e1 = (2dt 2 + (b - 2d) d 2 / (4dt + 2d (b - 2d)) e2 = t - e1 W x = J x / e 2 δ = Q · I / W x f = Q * I 3 / (E * J * 3)

In der folgenden Modellrechnung wurden die Dimensionierung der Felgen gemäß Vergleichsbeispielen (V-Beispiele) 1 und 2 bzw. Beispielen 1 und 2 derart vorgenommen, dass bei gleichen Brems- und Querkräfte sich identische Verformung ergeben. (Auslegung auf gleiche Steifigkeit) Die Modellrechnung wurde für 5 Speichen angesetzt. Tabelle 4 V-Beispiel 1 V-Beispiel 2 Beispiel 1 Beispiel 2 Material, Form Aluminium Vollprofil CF-EP Vollprofil CF-EP Kammerprofil CF-EP U-Profil Bremskraft B 7120 N t 31 mm 31 mm 32 mm 32 mm b 28,5 mm 28 mm 30 mm 27 mm d - - 4,5 mm 10 mm e1 - - - 15 mm e2 - - - 17 mm Jx [mm2 × mm2] 59802 56709 54250 51859 Wx [mm3] 4197 4051 3617 3841 δ 34 N/mm2 35 N/mm2 39 N/mm2 37 N/mm2 Sicherheit gegen Bruch 6 21 19 20 f 0,11 mm 0,11 mm 0,12 mm 0,12 mm Gewicht Speichen 1193 g 651 g 358 g 533 g Verhältnis zu V-Beispiel 1 100% 55% 30% 45% In the following model calculation, the dimensioning of the rims according to comparative examples (V examples) 1 and 2 or Examples 1 and 2 were carried out in such a way that identical deformation results with the same braking and transverse forces. (Design for equal rigidity) The model calculation was made for 5 spokes. Table 4 V Example 1 V example 2 example 1 Example 2 Material, shape Aluminum solid profile CF-EP solid profile CF-EP chamber profile CF-EP U-profile Braking force B 7120 N t 31 mm 31 mm 32 mm 32 mm b 28.5 mm 28 mm 30 mm 27 mm d - - 4.5 mm 10 mm e1 - - - 15 mm e2 - - - 17 mm J x [mm 2 × mm 2 ] 59802 56709 54250 51859 W x [mm 3 ] 4197 4051 3617 3841 δ 34 N / mm 2 35 N / mm 2 39 N / mm 2 37 N / mm 2 Security against breakage 6 21 19 20 f 0.11 mm 0.11 mm 0.12 mm 0.12 mm Weight spokes 1193 g 651 g 358 g 533 g Ratio to V-Example 1 100% 55% 30% 45%

Die unter „Sicherheit gegen Bruch” angegebenen Zahlenwerte ergeben sich aus dem Quotienten Zugfestigkeit des Materials gegenüber Zugspannung im Belastungsfall.The numerical values stated under "Safety against breakage" result from the quotient of tensile strength of the material against tensile stress in the load case.

Die entsprechende Berechnung wurde auch für vergleichbare Querkräfte Q durchgeführt. Dies führte zu folgenden Ergebnissen. Die Werte für t, b, d, e1 und e2 entsprechen dabei den in Tabelle 4 aufgeführten Werten. Tabelle 5 V-Beispiel 3 V-Beispiel 4 Beispiel 3 Beispiel 4 Material, Form Aluminium Vollprofil CF-EP Vollprofil CF-EP Kammerprofil CF-EP U-Profil Querkraft Q 4378 N Jx [mm2 × mm2] 70754 69512 60628 62832 Wx [mm3] 4565 4485 3789 3678 δ 32 N/mm2 33 N/mm2 39 N/mm2 40 N/mm2 Sicherheit gegen Bruch 6 23 19 19 f 0,09 mm 0,09 mm 0,11 mm 0,10 mm The corresponding calculation was also carried out for comparable lateral forces Q. This led to the following results. The values for t, b, d, e1 and e2 correspond to the values listed in Table 4. Table 5 V Example 3 V example 4 Example 3 Example 4 Material, shape Aluminum solid profile CF-EP solid profile CF-EP chamber profile CF-EP U-profile Transverse force Q 4378 N J x [mm 2 × mm 2 ] 70754 69512 60628 62832 W x [mm 3 ] 4565 4485 3789 3678 δ 32 N / mm 2 33 N / mm 2 39 N / mm 2 40 N / mm 2 Security against breakage 6 23 19 19 f 0.09 mm 0.09 mm 0.11 mm 0.10 mm

Aus den Beispielen erkennt man, dass mit dem erfindungsgemäßen Materialkonzept Felgen konstruiert werden können, die sich bei gleicher Steifigkeit durch ein deutlich geringeres Gewicht auszeichnen und gleichzeitig eine deutlich erhöhter Sicherheit gegen Bruch aufweisen.It can be seen from the examples that rims can be constructed with the material concept according to the invention, which are characterized by a significantly lower weight with the same rigidity and at the same time have a significantly increased safety against breakage.

Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung der Beispiele.The drawings serve to illustrate the examples.

1 Felge im Querformat 1 Rim in landscape format

2 Schematische Darstellung Vollprofil 2 Schematic representation of solid profile

3 Schematische Darstellung Kammerprofil 3 Schematic representation of chamber profile

4 Schematische Darstellung U-Profil Folgend die Nummerierungen aus Fig.1: 1 Felgenhorn 2 Felgenbett 3 Radbreite 4 Radgröße 5 Zentrierung 6 Gegenkraft Achse (Querkraft und Br diagonal) 7 Einspannung der Speiche in der Nabe Querschnitt Vollspeiche Alu [b × t] 8 Querkraft, Einleitung in Felgenbett Bremskraft orthogonal 9 Einpresstiefe 10 Speiche, Profiltiefe t 4 Schematic diagram U-profile Following the numbering from Fig.1: 1 rim flange 2 rim 3 Wheel width 4 Wheel Size 5 centering 6 Counterforce Axis (lateral force and Br diagonal) 7 Clamping the spoke in the hub Cross section Full spoke aluminum [b × t] 8th Transverse force, initiation in rim bed braking force orthogonal 9 offset 10 Spoke, tread depth t

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.

Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • DE 4013603 [0003] DE 4013603 [0003]
  • DE 10228052 [0004] DE 10228052 [0004]
  • DE 102005041940 [0005] DE 102005041940 [0005]
  • DE 102007045108 [0005] DE 102007045108 [0005]
  • WO 2007035076 [0006] WO 2007035076 [0006]
  • US 6398313 [0007] US 6398313 [0007]
  • DE 4010326 [0007] DE 4010326 [0007]
  • JP 05229229 [0007] JP 05229229 [0007]
  • US 4030754 [0008] US 4030754 [0008]
  • EP 0874019 [0028] EP 0874019 [0028]
  • EP 1444293 [0028] EP 1444293 [0028]
  • EP 1678244 [0028] EP 1678244 [0028]

Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

  • H.-G. Elias, Makromoleküle (Bände 1–4, Wiley-VCH, Weinheim, 6. Auflage, 1999–2003) [0042] H.-G. Elias, Macromolecules (Volumes 1-4, Wiley-VCH, Weinheim, 6th Edition, 1999-2003) [0042]

Claims (15)

Leichtbaufelge für Automobilräder bestehend aus einem Felgenbett und einem Felgenstern mit Nabe, dadurch gekennzeichnet, dass das Felgenbett und der Felgenstern jeweils im äußeren Bereich aus einem verstärktem Hybridmaterial, enthaltend ein Verstärkungsmaterial und ein Matrixmaterial, und im inneren Bereich, mindestens an drei von vier Seiten umschlossen von dem Hybridmaterial, aus einem Kermaterial, bestehend aus einem geschäumten Polymer, bestehen.Lightweight rim for automobile wheels consisting of a rim base and a rim star with hub, characterized in that the rim base and the rim star each enclosed in the outer region of a reinforced hybrid material containing a reinforcing material and a matrix material, and in the inner region, at least three out of four sides of the hybrid material, a core material consisting of a foamed polymer. Leichtbaufelge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kermaterial an vier Seiten von dem Hybridmaterial umschlossen ist.Lightweight rim according to claim 1, characterized in that the Kermaterial is enclosed on four sides of the hybrid material. Leichtbaufelge gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Kermaterial an drei Seiten von dem Hybridmaterial umschlossen ist, dass es sich bei der vierten Seite um die Radinnenseite handelt, und dass diese Radinnenseite mit einer Schutzschicht versehen ist.Lightweight rim according to claim 1, characterized in that the core material is enclosed on three sides by the hybrid material, that the fourth side is the inner side of the wheel, and that this inner side of the wheel is provided with a protective layer. Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Radinnenseite mit einer wärmereflektierenden Metallschicht versehen ist.Lightweight rim according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the wheel inner side is provided with a heat-reflecting metal layer. Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Matrixmaterial um ein Eopxidharz und bei dem Verstärkungsmaterial um ein Gewebe, Vliesgewebe, Gestricke oder einen gewickelten Faserrohling aus Kohlefaser, Aramidfaser oder Glasfaser handelt.Lightweight rim according to at least one of Claims 1 to 4, characterized in that the matrix material is an epoxy resin and the reinforcing material is a woven fabric, nonwoven fabric, knitted fabric or a wound fiber blank made of carbon fiber, aramid fiber or glass fiber. Leichtbaufelge gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Epoxidharz vor dem Aushärten eine Viskosität bei 23°C zwischen 10 und 2000 mPa·s aufweist.Lightweight rim according to claim 5, characterized in that the epoxy resin before curing has a viscosity at 23 ° C between 10 and 2000 mPa · s. Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Kermaterial um einen Poly(meth)acrylimid- oder einen PMMA-Schaum handelt.Lightweight rim according to at least one of claims 1 to 6, characterized in that it is the Kermaterial is a poly (meth) acrylimide or a PMMA foam. Leichtbaufelge gemäß Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Kernmaterial eine Dichte zwischen 25 und 200 kg/m3, eine Druckfestigkeit zwischen 0,3 und 10,0 MPa und eine Schubfestigkeit zwischen 0,3 und 6,0 MPa aufweist.Lightweight rim according to claim 7, characterized in that the core material has a density between 25 and 200 kg / m 3 , a compressive strength between 0.3 and 10.0 MPa and a shear strength between 0.3 and 6.0 MPa. Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Felgenstern zwischen 3 und 12 Speichen aufweist.Lightweight rim according to at least one of claims 1 to 8, characterized in that the rim star has between 3 and 12 spokes. Leichtbaufelge gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Speichen ein Kammerprofil oder ein U-Profil aufweisen.Lightweight construction rim according to claim 9, characterized in that the spokes have a chamber profile or a U-profile. Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtbaufelge in einem Stück hergestellt wurde und keine Füge- oder Klebestellen aufweist.Lightweight construction rim according to at least one of claims 1 to 10, characterized in that the lightweight rim was manufactured in one piece and has no joining or splices. Verfahren zur Herstellung einer Leichtbaufelge gemäß mindestens einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Verfahrensschritt Verstärkungsmaterialrohlinge und das Kernmaterial in eine die Felge abbildende Form gelegt werden, dass in einem zweiten Verfahrensschritt die eingelegten Stoffe konditioniert, die Form geschlossen und auf eine Aushärttemperatur des Matrixmaterials vorgeheizt wird, das in einem dritten Verfahrensschritt ein Gemisch aus einem Rohharz und Härtergemisch in die Form eingespritzt werden, dieses Gemisch in der Form ausgehärtet wird und die fertige Felge anschließend abgekühlt wird, und das in einem vierten Vefahrensschritt die Felge, bestehend aus Felgenbett und Felgenstern mit Nabe aus der Form entnommen wird.A method for producing a lightweight rim according to any one of claims 1 to 11, characterized in that In a first process step, reinforcing material blanks and the core material are placed in a rim-imaging form, which in a second process step conditions the inserted substances, closes the mold and preheats to a curing temperature of the matrix material In a third process step, a mixture of a crude resin and hardener mixture are injected into the mold, this mixture is cured in the mold and the finished rim is then cooled, and the in a fourth Vefahrensschritt the rim, consisting of rim and rim star with hub is removed from the mold. Verfahren gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem Matrixmaterial um ein Epoxid, bei dem Verstärkungsmaterial um ein Gewebe, Vliesgewebe, Gestricke oder einen gewickelten Faserrohling aus Kohlefaser, Aramidfaser oder Glasfaser und bei dem Kernmaterial um einen Poly(meth)acrylimid- oder einen PMMA-Schaum handelt.A method according to claim 12, characterized in that the matrix material is an epoxide, wherein the reinforcing material is a woven fabric, nonwoven fabric, knitted fabric or a wound fiber blank of carbon fiber, aramid fiber or glass fiber and the core material is a poly (meth) acrylimide or a PMMA foam. Verfahren gemäß einem der Ansprüche 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Form vor dem ersten Verfahrensschritt mit einer Beschichtungsformulierung ausgespritzt wurde.A method according to any one of claims 12 or 13, characterized in that the mold has been sprayed with a coating formulation prior to the first process step. Verfahren gemäß mindestens einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass nach der Entnahme der Felge an dieser eventuell vorhandene Zapfen entfernt werden, die Felge anschließend poliert, entfettet und lackiert wird. Method according to at least one of claims 12 to 14, characterized in that after removal of the rim at this possibly existing pin are removed, the rim is then polished, degreased and painted.
DE102010042752A 2010-10-21 2010-10-21 Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process Withdrawn DE102010042752A1 (en)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010042752A DE102010042752A1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process
PCT/EP2011/065166 WO2012052219A1 (en) 2010-10-21 2011-09-02 Design for lightweight chamber-type wheel rims for passenger motor vehicles / utility vehicles, comprising design, material concept, structural features and production method
TW100137741A TW201231314A (en) 2010-10-21 2011-10-18 Novel type of construction for passenger car/commercial vehicle lightweight chamber-type rims comprising type of construction, material concept, structural features and production method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010042752A DE102010042752A1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102010042752A1 true DE102010042752A1 (en) 2012-04-26

Family

ID=44677860

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102010042752A Withdrawn DE102010042752A1 (en) 2010-10-21 2010-10-21 Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process

Country Status (3)

Country Link
DE (1) DE102010042752A1 (en)
TW (1) TW201231314A (en)
WO (1) WO2012052219A1 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014016211A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle wheel made from composite fibre material
DE102015200624A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Scheibenrad
DE102023204086A1 (en) 2023-05-03 2024-11-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Rim for a motor vehicle and method for producing such a rim

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102012208428A1 (en) 2012-05-21 2013-11-21 Evonik Industries Ag Pul core process with PMI foam core
US10131097B2 (en) 2013-10-30 2018-11-20 Evonik Röhm Gmbh Continuous production of profiles in a sandwich type of construction with foam cores and rigid-foam-filled profile
EP3015256A1 (en) 2014-10-27 2016-05-04 Evonik Röhm GmbH Establishing multiple different fibre composite components for mass production in a continuous process
EP3015255A1 (en) 2014-10-27 2016-05-04 Evonik Röhm GmbH Production of locally reinforced fibre composite components for mass production in a continuous process and rigid-foam filled profile
IT201700009997A1 (en) * 2017-01-31 2018-07-31 Ri Ba Composites S R L TIRE SUPPORT CIRCLE FOR MEANS OF TRANSPORT

Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4030754A (en) 1976-01-21 1977-06-21 Hercules Incorporated Composite lightweight wheel rim
DE4013603A1 (en) 1989-05-03 1991-02-07 Ulrich Dipl Ing Wahl Motor cycle wheel made as light alloy casting - arrangement of spokes with U=shaped profiles
DE4010326A1 (en) 1990-03-30 1991-10-02 Gunnar Fiegel Solid plastic front wheel for bicycles - comprises composite of foam of honeycomb core with laminated plastic skins and has hub attached to separate disc for braking
JPH05229229A (en) 1991-08-27 1993-09-07 Xerox Corp Electro printing device
EP0874019A2 (en) 1997-04-25 1998-10-28 Röhm Gmbh Process for producing polymethacrylimid foams
US6398313B1 (en) 2000-04-12 2002-06-04 The Polymeric Corporation Two component composite bicycle rim
DE10228052A1 (en) 2002-06-18 2004-01-15 Technische Universität Dresden Light metal rim for vehicles comprises textile pre-form made from interconnected layers of endless fibres for infiltration of light metal to strengthen same
EP1444293A1 (en) 2001-08-29 2004-08-11 Röhm GmbH & Co. KG Method for producing polymethacrylimide foams
EP1678244A1 (en) 2003-10-30 2006-07-12 Röhm GmbH & Co. KG Thermostable microporous polymethacrylimide foams
DE102005041940A1 (en) 2005-08-30 2007-03-01 Technische Universität Dresden Wheel rim for vehicle, has twisted tube formed with unit for fixing textile reinforcement and supporting core, where entire geometry of rim is plunged by twisted tube in uninterruptable manner
WO2007035076A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Ignacio Alvarado Escalante Method of producing solid flexible inner tubes for tyres and resulting products
DE102007045108A1 (en) 2007-09-20 2009-04-16 Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh Method for the production of wheel rims made of textile hose and wheel rim, made of textile hose

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4153657A (en) * 1976-03-10 1979-05-08 Wilcox Raymond J Method for making a vehicle wheel with a foamed resin core
DE9402776U1 (en) * 1994-02-19 1994-04-21 Babbe, Andreas, 23747 Dahme Vehicle rim
DE10006400A1 (en) * 2000-02-12 2001-08-16 Volkswagen Ag Composite plastic disc wheel for a motor vehicle has SMC layers with unidirectional fibers at various angles
FR2836865B1 (en) * 2002-03-11 2004-05-14 Michelin Soc Tech WHEEL WITH COMPOSITE RIM MADE BY RTM PROCESS
US20100141022A1 (en) * 2008-12-04 2010-06-10 Tomer Hendel Composite Wheel with Reinforced Core

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4030754A (en) 1976-01-21 1977-06-21 Hercules Incorporated Composite lightweight wheel rim
DE4013603A1 (en) 1989-05-03 1991-02-07 Ulrich Dipl Ing Wahl Motor cycle wheel made as light alloy casting - arrangement of spokes with U=shaped profiles
DE4010326A1 (en) 1990-03-30 1991-10-02 Gunnar Fiegel Solid plastic front wheel for bicycles - comprises composite of foam of honeycomb core with laminated plastic skins and has hub attached to separate disc for braking
JPH05229229A (en) 1991-08-27 1993-09-07 Xerox Corp Electro printing device
EP0874019A2 (en) 1997-04-25 1998-10-28 Röhm Gmbh Process for producing polymethacrylimid foams
US6398313B1 (en) 2000-04-12 2002-06-04 The Polymeric Corporation Two component composite bicycle rim
EP1444293A1 (en) 2001-08-29 2004-08-11 Röhm GmbH & Co. KG Method for producing polymethacrylimide foams
DE10228052A1 (en) 2002-06-18 2004-01-15 Technische Universität Dresden Light metal rim for vehicles comprises textile pre-form made from interconnected layers of endless fibres for infiltration of light metal to strengthen same
EP1678244A1 (en) 2003-10-30 2006-07-12 Röhm GmbH & Co. KG Thermostable microporous polymethacrylimide foams
DE102005041940A1 (en) 2005-08-30 2007-03-01 Technische Universität Dresden Wheel rim for vehicle, has twisted tube formed with unit for fixing textile reinforcement and supporting core, where entire geometry of rim is plunged by twisted tube in uninterruptable manner
WO2007035076A1 (en) 2005-09-23 2007-03-29 Ignacio Alvarado Escalante Method of producing solid flexible inner tubes for tyres and resulting products
DE102007045108A1 (en) 2007-09-20 2009-04-16 Leichtbau-Zentrum Sachsen Gmbh Method for the production of wheel rims made of textile hose and wheel rim, made of textile hose

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
H.-G. Elias, Makromoleküle (Bände 1-4, Wiley-VCH, Weinheim, 6. Auflage, 1999-2003)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2014016211A1 (en) * 2012-07-25 2014-01-30 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Vehicle wheel made from composite fibre material
DE102015200624A1 (en) * 2015-01-16 2016-07-21 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Scheibenrad
DE102023204086A1 (en) 2023-05-03 2024-11-07 Volkswagen Aktiengesellschaft Rim for a motor vehicle and method for producing such a rim

Also Published As

Publication number Publication date
TW201231314A (en) 2012-08-01
WO2012052219A1 (en) 2012-04-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102010042752A1 (en) Novel construction for passenger car / commercial vehicle lightweight frame rims including construction, material concept, design features and manufacturing process
US9415628B2 (en) Light-weight vehicle wheels with carbon fiber inserts
DE102013201842B4 (en) Wheel made of fibre composite material and manufacturing process
WO2008052878A2 (en) Wheel wound from fiber-reinforced plastic and method for its production
EP2303552A2 (en) Process for producing a composite component from plastic, composite component produced by this process and use of such a component
DE102014004359B4 (en) Process for producing a material composite by pressing a metallic material with one or more fibre-reinforced plastics
EP2822762B1 (en) Method for producing components from fibre-reinforced composite material
DE102011118980A1 (en) Method for manufacturing outer module having outer planking for modularly constructed housing component, particularly door or casing component of motor vehicle, involves providing thermoplastic fiber reinforced plastic inner shell
DE102014221434A1 (en) Aluminum wheel for vehicle and process for its manufacture
EP1066189B1 (en) Steering wheel for motor vehicles
EP1673238B1 (en) Rim
DE102010031639A1 (en) Composite component and method for producing a composite component
DE102008007879B4 (en) Carbon fiber composite component
DE102012202048A1 (en) Method for producing a wheel rim made of fiber composite material and wheel rim for a motor vehicle
DE102011003626B4 (en) Method for producing a fiber composite component
DE102011113319B4 (en) Bodywork or chassis component of motor vehicles with short fiber reinforced reinforcement part and manufacturing process
EP2859967A1 (en) Method for producing a semi-finished part or component
DE102009024622A1 (en) Producing a component to manufacture vehicle body, comprises connecting two individual metal sheets in edge side together to composite component in bonded-, positive- or non-positive manner, and introducing filler between the metal sheets
DE102007057121A1 (en) Method for manufacturing polyurethane-molded articles, involves coating with high surface finish quality and barrier characteristics is applied against fiber-reinforced polyurethane-systems in lower part of pressing tool
EP1323616B1 (en) Vehicle steering wheel from foamed metal and method for producing the same
DE102012003734A1 (en) Method for producing a component from a hybrid laminate
DE19829859A1 (en) Preparing plastic outer bodywork component base layer to accept high quality paint finish
EP3168116B1 (en) Flat vehicle bodywork section
EP3224031B1 (en) Method for producing a structural subassembly and structural subassembly
WO1999036250A1 (en) Method for producing a tubular support structure

Legal Events

Date Code Title Description
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20130501