DE102011121311A1 - Wheel for motor car, has blade spokes extending around hub up to rim and forming surface part for annular projection surface that is stretched between hub and rim, where front surface of blade spokes outwardly lies opposite to plane - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Rad für ein Kraftfahrzeug, aufweisend eine Felge, eine Nabe und über den Felgenumfang verteilte, tragend ausgebildete Schaufelspeichen.The invention relates to a wheel for a motor vehicle, comprising a rim, a hub and distributed over the rim circumference, carrying trained paddle spokes.
Ein derartiges Rad ist aus der deutschen Offenlegungsschrift
Eine einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht darin, eine möglichst strömungsgünstige Felge zu schaffen, welche noch eine ausreichende Kühlung der Bremse gewährleistet.An object of an embodiment of the invention is to provide a flow-optimized rim which still ensures sufficient cooling of the brake.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind jeweils Gegenstand der Unteransprüche. Diese können in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden. Die Beschreibung, insbesondere im Zusammenhang mit der Zeichnung, charakterisiert und spezifiziert die Erfindung zusätzlich.This object is solved by the features of
Vorgesehen ist demgemäß ein Rad für ein Kraftfahrzeug, aufweisend:
- – eine Felge,
- – Nabe, und
- – über einen Felgenumfang verteilte, tragend ausgebildete Schaufelspeichen,
- – wobei sich die Schaufelspeichen radial um die Nabe bis zur Felge erstrecken, wobei für eine zwischen der Nabe und der Felge aufgespannte ringförmige Projektionsfläche gilt, dass die Schaufelspeichen einen Flächenanteil von mindestens 95% an der ringförmigen Projektionsfläche bilden.
- - a rim,
- - Hub, and
- - Distributed over a rim circumference, carrying trained paddle spokes,
- Wherein the blade spokes extend radially around the hub to the rim, wherein for a spanned between the hub and the rim annular projection surface is that the blade spokes form an area ratio of at least 95% of the annular projection surface.
Durch eine derartige Ausgestaltung kann ein Rad geschaffen werden, welches verhältnismäßig glattwandig und damit strömungsgünstig gestaltet ist und welches durch die Schaufelspeichen noch eine ausreichende Wärmeabfuhr von der Bremse gewährleistet. Zwischen den Schaufelspeichen befinden sich Freiräume, welche einen Freiraum-Flächenanteil von höchstens 5% an der ringförmigen Projektionsfläche bilden. Durch die Freiräume kann Abwärme von der Bremse abgeführt werden. Von außen betrachtet wirkt das Rad glattwandig und nahezu geschlossen. Das Rad kann als Leichtbaumaßnahme in einem Schleudergussverfahren hergestellt werden. Dadurch können bereichsweise hohle Schaufelspeichen hergestellt werden.By such a configuration, a wheel can be created, which is relatively smooth-walled and thus designed streamlined and which still ensures sufficient heat dissipation from the brake through the paddle spokes. There are free spaces between the blade spokes, which form a free-space area proportion of at most 5% on the annular projection surface. The free space can dissipate waste heat from the brake. Seen from the outside, the wheel looks smooth-walled and almost closed. The wheel can be manufactured as a lightweight construction in a centrifugal casting process. As a result, hollow paddle spokes can be produced in some areas.
In einer Ausgestaltung ist eine im eingebauten Zustand außen liegende Stirnfläche der Schaufelspeichen gegenüber einer durch eine orthogonal zur Rotationsachse liegenden Ebene um einen Winkel von 1°–5°, insbesondere um 1,5–4,5°, besonders bevorzugt um 2°–3° geneigt.In one embodiment, an outer face of the blade spokes which is located in the installed state is opposite to a plane lying orthogonally to the rotation axis by an angle of 1 ° -5 °, in particular around 1.5-4.5 °, particularly preferably around 2 ° -3 ° inclined.
Durch die Neigung zumindest der außen liegenden Stirnfläche der Schaufelspeichen kann eine geringfügige axiale Luftströmung aus dem Rad heraus sichergestellt werden. Eine höhere axiale Luftströmung könnte einen Gesamtluftwiderstand des Fahrzeuges beeinträchtigen, was durch diese Radgestaltung vermieden werden soll.Due to the inclination of at least the outer end face of the blade spokes, a slight axial flow of air out of the wheel can be ensured. A higher axial air flow could affect a total drag of the vehicle, which should be avoided by this Radgestaltung.
In einer Ausgestaltung sind zwischen den Schaufelspeichen freigelassene Abstände, welche sich von einem mittleren Bereich nach innen zur Rotationsachse verjüngen.In one embodiment, clearances are left between the blade spokes, which taper from a central region inwards to the axis of rotation.
Dieser Ausgestaltung liegt der Gedanke zugrunde, dass ein weiter innen liegender Abschnitt der Schaufelspeichen sich entsprechend dem Abstand von der Rotationsachse langsamer bewegt und dementsprechend auch ein geringeres Potential zur Förderung von Luft aufweist. Dementsprechend sind weiter innen liegende Abstände schmaler dimensioniert.This embodiment is based on the idea that a portion of the blade spokes lying further inward moves more slowly in accordance with the distance from the axis of rotation and accordingly also has a lower potential for conveying air. Accordingly, further internal distances are narrower dimensioned.
In einer Ausgestaltung überlappen die Schaufelspeichen sich zumindest bereichsweise. In den Bereichen, in welchen sich die Schaufelspeichen überlappen, wirkt das Rad von außen betrachtet wie eine nahezu geschlossene Fläche, was sich positiv auf den Luftwiderstand der Felge auswirkt.In one embodiment, the blade spokes overlap at least partially. In the areas in which the paddles overlap, the wheel acts as an almost closed surface from the outside, which has a positive effect on the air resistance of the rim.
In einer weiteren Ausgestaltung überlappen sich die Schaufelspeichen so weit, dass die Projektionsfläche der Schaufelspeichen einen Flächenanteil von mindestens 98% der ringförmigen Projektionsfläche bildet.In a further embodiment, the blade spokes overlap so far that the projection surface of the blade spokes forms an area fraction of at least 98% of the annular projection surface.
Der geschlossene Gesamteindruck der Felge wird dadurch unter Gewährleistung einer ausreichenden Wärmeabfuhrkapazität der Felge weiter erhöht. Betrachtet man die Freiräume zwischen den Schaufelspeichen winkelig zur Rotationsachse, erkennt man, dass die Schaufelspeichen sich gegenseitig überlappen und zwischen sich ein für die Wärmeabfuhr ausreichender Freiraum verbleibt.The closed overall impression of the rim is thereby further increased while ensuring a sufficient heat dissipation capacity of the rim. If one considers the free spaces between the blade spokes at an angle to the axis of rotation, it can be seen that the blade spokes overlap one another and that there is sufficient free space between them for heat removal.
In einer Ausgestaltung sind die Schaufelspeichen im Profil an einer in Rotationsrichtung vorne liegenden Einlaufkante schmaler als in einem hinten liegenden Ablaufbereich.In one embodiment, the blade spokes are narrower in profile at an inlet edge located in the direction of rotation in the direction of rotation than in a drainage area located at the rear.
Dadurch schneiden die Schaufelspeichen bei einer Rotation des Rades durch die Luft und trennen eine die Schaufelspeichen anströmende Strömung in einen nach außen aus dem Rad strömenden Strömungsanteil und einen in dem Rad verbleibenden Strömungsanteil. Durch die Neigung der Schaufelspeichen kann dabei der jeweilige Strömungsanteil bedarfsgerecht ausgelegt werden.As a result, the blade spokes cut through the air during a rotation of the wheel and separate a flow flowing in the blade spokes in an outwardly flowing from the wheel Flow component and remaining in the wheel flow component. Due to the inclination of the blade spokes, the respective flow fraction can be designed as needed.
In einer weiteren Ausgestaltung weisen die Schaufelspeichen in dem Ablaufbereich eine Ablaufkante auf, welche eine Strömung unmittelbar nach Erreichen der Ablaufkante aufteilt und einen aus dem Rad austretenden Strömungsanteil und einen in der Felge verbleibenden Strömungsanteil aufteilt.In a further refinement, the blade spokes have a discharge edge in the discharge region, which divides a flow immediately after reaching the discharge edge and divides a flow component emerging from the wheel and a flow component remaining in the rim.
Die Ablaufkante kann zumindest bereichsweise einen verhältnismäßig geringen Übergangsradius von 2 mm–10 mm aufweisen und durch diese Ausgestaltung einen Abriss der Strömung erzwingen. Die abgerissene Strömung kann von einer nachfolgenden Schaufelspeiche bzw. der darauf angeordneten Einlaufkante leichter getrennt werden in einen in dem Rad verbleibenden Strömungsanteil sowie einen aus dem Rad strömenden Strömungsanteil. Der Grund dafür kann darin gesehen werden, dass an der Ablaufkante bedingt durch den erzwungenen Abriss der Strömung ein verringerter Staudruck an der Einlaufkante verursacht wird.The run-off edge may, at least in some areas, have a relatively small transition radius of 2 mm-10 mm and force an outline of the flow through this design. The torn-off flow can be separated more easily from a following blade spoke or the inlet edge arranged thereon into a flow component remaining in the wheel and a flow component flowing out of the wheel. The reason for this can be seen in the fact that due to the forced demolition of the flow, a reduced back pressure at the inlet edge is caused at the outflow edge.
Dementsprechend kann die Anlaufkante der jeweils in Rotationsrichtung nachlaufenden Schaufelspeiche fluchtend hinter der Ablaufkante angeordnet sein. Der innen verbleibende Strömungsanteil und der nach außen strömende Strömungsanteil kann durch die Ausrichtung der Einlaufkante verhältnismäßig präzise eingestellt und auf eine erwünschte Wärmeabfuhr aus dem Rad ausgelegt werden.Accordingly, the leading edge of each subsequent in the direction of rotation blade spoke can be arranged in alignment behind the run-off edge. The flow component remaining on the inside and the flow component flowing outwards can be set relatively precisely by the orientation of the inlet edge and designed for a desired heat removal from the wheel.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. In den Figuren zeigen:An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. In the figures show:
In der Beschreibung der Figuren sind gleiche bzw. gleichwirkende Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.In the description of the figures, identical or equivalent components are provided with the same reference numerals.
Man erkennt, dass zumindest eine außen liegende Stirnfläche
In den
Gleichwohl in der vorangegangenen Beschreibung einige mögliche Ausführungen der Erfindung offenbart wurden, versteht es sich, dass zahlreiche weitere Varianten von Ausführungen durch Kombinationsmöglichkeiten aller genannten und ferner aller dem Fachmann naheliegenden technischen Merkmale und Ausführungsformen existieren. Es versteht sich ferner, dass die Ausführungsbeispiele lediglich als Beispiele zu verstehen sind, die den Schutzbereich, die Anwendbarkeit und die Konfiguration in keiner Weise beschränken. Vielmehr möchte die vorangegangene Beschreibung dem Fachmann einen geeigneten Weg aufzeigen, um zumindest eine beispielhafte Ausführungsform zu realisieren. Es versteht sich, dass bei einer beispielhaften Ausführungsform zahlreiche Änderungen bezüglich Funktion und Anordnung der Elemente vorgenommen werden können, ohne den in den Ansprüchen offenbarten Schutzbereich und dessen Äquivalente zu verlassen.Although some possible embodiments of the invention have been disclosed in the foregoing description, it is to be understood that numerous other variants of embodiments exist through the possibility of combining all of the cited and further all of the obvious technical features and embodiments. It is further understood that the embodiments are to be understood as examples only, which in no way limit the scope, applicability and configuration. Rather, the foregoing description would suggest a suitable way for the skilled person to realize at least one exemplary embodiment. It should be understood that in an exemplary embodiment, numerous changes in the function and arrangement of the elements may be made without departing from the scope and equivalents disclosed in the claims.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Radwheel
- 22
- Nabehub
- 33
- Felgerim
- 44
- Schaufelspeichescoop spoke
- 55
- RadinneresRadinneres
- 66
- Strömungsprofilflow profile
- 77
- Einlaufbereichintake area
- 88th
- Einlaufkanteleading edge
- 99
- austretender Strömungsanteilemerging flow component
- 1010
- im Rad verbleibender Strömungsanteilremaining flow in the wheel
- 1111
- Ablaufbereichdrainage area
- 1212
- Ablaufkantetrailing edge
- 1313
- Stirnflächeface
- 1414
- Innenseiteinside
- 1515
- ringförmige Projektionsflächeannular projection surface
- 1616
- Flächenanteilarea proportion
- aa
- Winkelangle
- bb
- Abstanddistance
- cc
- Winkelangle
- mm
- mittlerer Bereichmiddle area
- DD
- ÜbergangsradiusTransition radius
- Ee
- Ebenelevel
- RR
- Rotationsrichtungdirection of rotation
- XX
- Rotationsachseaxis of rotation
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
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