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Die Erfindung betrifft eine Fahrzeugfelge, insbesondere für den Einsatz an einem Kraftfahrzeug, mit einem Felgenbett, einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, wobei das Felgenbett an seinen axialen Endbereichen jeweils durch eines der Felgenhörner begrenzt ist.
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Der Bodenkontakt von Kraftfahrzeugen wird heute in der Regel über Fahrzeugräder hergestellt. Diese Räder bestehen dabei aus einer Felge und einem auf der Felge montierten Reifen.
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Die Antriebskraft des Fahrzeugs wird im Regelfall ausschließlich über die Räder auf den Boden übertragen. Daher sind die Räder und die Reifen und damit auch die Felgen großen Kräften ausgesetzt.
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Um einen sicheren Sitz des Reifens auf der Felge zu erreichen, weisen Felgen an der zum Fahrzeug gerichteten Innenflanke und der vom Fahrzeug weg gerichteten Außenflanke jeweils ein Felgenhorn auf, welche das seitliche Wegrutschen des Reifens von der Felge verhindern soll.
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Im Stand der Technik werden sowohl für das äußere Felgenhorn, als auch für das innere Felgenhorn Ausgestaltungen offenbart, die in radialer Richtung außen abstehen, um das seitliche Wegrutschen des Reifens zu verhindern. Die
DE 195 33 612 A1 offenbart diese Gestaltung
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Nachteilig ist dabei jedoch, dass ein radiales Ausweichen des Reifens durch diese bekannte Gestaltung nicht wirksam verhindert wird, was auf die radiale Steifigkeit des Rades zurückzuführen ist.
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Daher ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung eine Fahrzeugfelge mit einem inneren Felgenhorn bereitzustellen, welche eine maximal steife Radialführung des Reifens am Aufnahmebereich des Reifens ermöglicht.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird durch eine Fahrzeugfelge, mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung betrifft eine Fahrzeugfelge, insbesondere für den Einsatz an einem Kraftfahrzeug, mit einem Felgenbett, einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, wobei das Felgenbett an seinen axialen Endbereichen jeweils durch eines der Felgenhörner begrenzt ist, wobei die Felgenhörner durch eine radial umlaufende Wandung gebildet sind, welche sich jeweils in einem vorgebaren Winkel zum Felgenbett erstrecken, und wobei die Fahrzeugfelge eine C-förmige Tasche umfasst, welche zumindest bereichsweise aus Bestandteilen des Felgenhorns und des Felgenbettes gebildet wird.
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Das innere Felgenhorn bezeichnet hierbei jeweils, das Felgenhorn, welches an dem, dem Fahrzeug zugewandten Ende des Felgenbetts angeordnet ist. Das vom Fahrzeug abgewandte Felgenhorn ist als das äußere Felgenhorn bezeichnet.
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Die Felgenhörner verhindern das seitlich Abrutschen eines Reifens, der auf die Felge aufgezogen ist. Die Felgenhörner erlauben weiterhin das Fahren mit einem hohen Fülldruck des Reifens, was Vorteile hinsichtlich des Abrollgeräusches und des Rollwiderstandes mit sich bringt.
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Auch ist es zweckmäßig, wenn der Winkel zwischen dem Felgenbett und einem Abschnitt des inneren Felgenhorns, welcher sich, von der Mittelachse der Felge aus betrachtet, vom Felgenbett weg erstreckt, zwischen 45° und 135° liegt, dabei vorzugsweise in einem Bereich zwischen 70° und 120°, dabei vorzugsweise im Bereich von 85° bis 105°.
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Der Winkel zwischen dem Felgenhorn und dem Felgenbett liegt idealerweise in einem Bereich, in welchen der Reifen sowohl leicht zu montieren ist, als auch einen sicheren Sitz auf der Felge erreicht. Darüber hinaus, ist ein Winkel zu bevorzugen, welcher nicht zu Beschädigungen des Reifens durch das Felgenhorn führt.
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Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass das innere Felgenhorn durch eine oberen Abschnitt, welcher sich vom Felgenbett aus von der Mittelachse der Felge weg erstreckt, und einen unteren Abschnitt, welcher sich vom Felgenbett aus in Richtung der Mittelachse erstreckt gebildet ist.
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Durch die oben beschriebene Gestaltung ist sichergestellt, dass das Felgenbett nur an einer Verbindungsstelle mit dem Felgenhorn verbunden ist. Dadurch kann erreicht werden, dass sich das Felgenhorn aufgrund der wirkenden Kräfte nach innen, zur Mitte des Felgenbettes hin, aufstellt und so für einen verbesserten Sitz des Reifens am Felgenhorn sorgt. Gleichzeitig kann über die beschriebene Ausgestaltung des Felgenhorns ein leichter, materialsparender Aufbau der Felge erreicht werden.
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Weiterhin ist es vorteilhaft, wenn der untere Abschnitt des inneren Felgenhorns durch eine im Wesentlichen geradlinige Fortsetzung des oberen Abschnitts gebildet ist, wobei der untere Abschnitt einen, in Richtung der Mitte des Felgenbetts abgewinkelten, Teilbereich aufweist.
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Durch die Gestaltung der Felge und insbesondere des Felgenhorns mit möglichst dünnen Wandungen und Materialstärken, kann das Gesamtgewicht der Felge reduziert, und somit optimiert werden. Gleichzeitig erlaubt die beschriebene Gestaltung es, die auftretenden Kräfte optimal aufzunehmen. Darüber hinaus wird der Sitz des Reifens auf der Felge verbessert.
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Außerdem ist es zu bevorzugen, wenn der abgewinkelte Teilbereich des unteren Abschnitts des inneren Felgenhorns, im Wesentlichen parallel zum Felgenbett verläuft und mit diesem eine C-förmige Tasche bildet.
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Diese Gestaltung führt zu einer höheren Stabilität der Felge und insbesondere des Felgenhorns und gleichzeitig zu einem möglichst optimalen Gewicht.
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Gemäß einer weiteren günstigen Weiterbildung kann es vorgesehen sein, dass das Felgenbett im benachbart zum inneren Felgenhorn liegenden Bereich eine Materialaufdickung aufweist, welche auf der von der Mittelachse der Felge abgewandten Fläche des Felgenbetts angeordnet ist.
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Die Materialaufdickung verhindert das Rutschen des Reifens hin zur Mitte des Felgenbettes. Dies ist insbesondere in Fahrsituationen hilfreich, in denen große Seitenkräfte auf die Flanken des Reifens wirken. Der Reifen wird zwischen dem inneren Felgenhorn und der Materialaufdickung im Felgenbett in Position gehalten.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der Bereich des Felgenbetts zwischen dem inneren Felgenhorn und der Materialaufdickung den Aufnahmebereich für eine Flanke eines Reifens bildet.
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Wie bereits oben beschrieben, wird durch die Materialaufdickung und das Felgenhorn ein Aufnahmebereich für eine Flanke des Reifens erzeugt, in welchem der Reifen sicher auf der Felge positioniert werden kann.
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In einer besonders günstigen Ausgestaltung der Erfindung ist es außerdem vorgesehen, dass das innere Felgenhorn durch eine Abschnitt gebildet ist, welche sich vom Felgenbett ausgehend, von der Mittelachse der Felge weg erstreckt und sich in einem Abstand zum Felgenbett in einen ersten Schenkel und einen zweiten Schenkel aufteilt, so dass das Felgenhorn einen t-förmigen Querschnitt aufweist.
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Diese Ausgestaltung stellt eine alternative Ausführungsform dar. Dadurch, dass das Felgenhorn nur nach oben hin, also von der Mittelachse der Felge weg, geführt ist, bildet sich unter dem Felgenbett keine zusätzlich Tasche mehr, die Schmutz und Fremdkörper aufnehmen könnte. Außerdem ist eine Beschädigung der Tasche, durch mechanische Einwirkungen von außen ausgeschlossen.
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Auch ist es zu bevorzugen, wenn der erste Schenkel im Wesentlichen parallel zum Felgenbett verläuft und mit diesem eine C-förmige Tasche ausbildet, welche auf der von der Mittelachse der Felge abgewandten Fläche des Felgenbetts angeordnet ist.
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Die Ausbildung der Tasche zwischen der Oberseite des Felgenbetts und dem Felgenhorn führt dazu, dass die Tasche besser gegen Verschmutzung und Beschädigung geschützt ist, da sie im endmontierten Zustand im Inneren des Reifens liegt. Gleichwohl ist weiterhin das Felgenhorn nur über eine Verbindungstelle mit dem Felgenbett verbunden, was zu einem Aufstellen des Felgenhorns aufgrund der wirkenden Kräfte und damit zu einem sichereren Sitz des Reifens auf der Felge führt.
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Außerdem vorteilhaft ist es, wenn der zweite Schenkel in einem vorgebbaren Winkel zu dem Abschnitt verläuft, welcher zwischen dem Felgenbett und der Aufteilung des Felgenhorns in den ersten Schenkel und den zweiten Schenkel verläuft.
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Über die Ausrichtung des zweiten Schenkels kann der Sitz des Reifens im Felgenbett weiter optimiert werden. Abhängig vom gewählten Winkel wird dadurch die Montage des Reifens vereinfacht und/oder der Sitz verbessert.
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Weiterhin ist es zweckmäßig, wenn der im Wesentlichen parallel zum Felgenbett verlaufende erste Schenkel in einem zum zweiten Schenkel des inneren Felgenhorns benachbarten Bereich, eine Materialaufdickung aufweist, welche von der Mittelachse der Felge weg gerichtet ist.
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Diese Materialaufdickung verhindert ein Rutschen des Reifens hin zur Mitte des Felgenbettes.
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Ein weiteres bevorzugtes Ausführungsbeispiel ist dadurch gekennzeichnet, dass der Bereich des im Wesentlichen parallel zum Felgenbett verlaufenden erstem Schenkels, zwischen dem zweiten Schenkel des inneren Felgenhorns und der Materialaufdickung einen Aufnahmebereich für eine Flanke eines Reifens bildet.
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Durch den Aufnahmebereich, welche zwischen dem zweiten Schenkel und der Materialaufdickung gebildet ist, wird der Sitz des Reifens im Felgenbett verbessert. Insbesondere die Kraftaufnahme von Kräften, welche seitlich auf die Flanke eines Reifens wirken wird dabei optimiert.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung detailliert erläutert. In der Zeichnung zeigen:
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1 eine Schnittansicht parallel zur Mittelachse der Felge, durch ein inneres Felgenhorn,
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2 eine Schnittansicht parallel zur Mittelachse der Felge, einer alternative Ausführungsform eines inneren Felgenhorns, und
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3 eine weitere Schnittansicht parallel zur Mittelachse der Felge, zur Verdeutlichung des Wirkprinzips.
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Die 1 zeigt einen Schnitt durch die Mittelebene einer Felge, entlang der Mittelachse. Gezeigt ist eine Detailansicht und dabei der Schnitt durch ein Felgenbett 1 mit einem seitlich am Felgenbett 1 angeordneten Felgenhorn 7.
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Das Felgenbett 1 erstreckt sich über den in 1 dargestellten Teilbereich weiter nach rechts. Nach unten schließt sich an die gezeigte Figur eine Radschüssel an, welche sich um die ebenfalls nicht gezeigte Mittelachse der Felge, welche in der Ebene der Zeichnungsfläche verläuft, drehen lässt. Die Felge ist im Wesentlichen aus dem Felgenbett 1 und der Radschüssel gebildet.
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Das Felgenbett 1 besteht im Wesentlichen aus einer axialen Erstreckung, welche durch eine Wandung gebildet ist. Seitlich an einem Endbereich dieses Felgenbettes 1 schließt sich das Felgenhorn 7 an. Das in der 1 gezeigte Felgenhorn 7 bildet das innere Felgenhorn der Felge aus. Mit dem inneren Felgenhorn ist hier das Felgenhorn bezeichnet, welches auf der dem Fahrzeug zugewandten Seite der Felge angeordnet ist.
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Das in 1 gezeigte Felgenhorn 7 ist im Wesentlichen aus zwei Abschnitten 6, 8 gebildet. Der obere Abschnitt 6 des Felgenhorns 7 ragt in einem vorgebbaren Winkel 5 vom Felgenbett 1 ab. Der obere Abschnitt 6 erstreckt sich dabei von der Fläche 2 aus, welche die von der Mittelachse der Felge abgewandte Fläche des Felgenbetts 1 darstellt. Der vorgebbare Winkel 5, welcher zwischen dem Felgenbett 1 und dem oberen Abschnitt 6 des Felgenhorns 7 liegt, ist in 1 etwas größer als 90° und entspricht ungefähr einem Winkel von 100°.
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Der Winkel 5 kann in alternativen Ausführungsformen auch andere Werte annehmen, vorteilhafterweise liegt er jedoch über 90° um die erfindungsgemäße Wirkung des Felgenhorns sicherzustellen. Der Winkel 5 ist entsprechend der jeweiligen Anforderung an das Felgenhorn 7 zu wählen.
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Auf der Fläche 2 des Felgenbetts 1 ist benachbart zum oberen Abschnitt des Felgenhorns 7 eine Materialaufdickung 3 angeordnet. Diese Materialaufdickung 3 bildet zusammen mit dem oberen Abschnitt 6 einen Aufnahmebereich 4. Dieser Aufnahmebereich 4 dient im Späteren zur Aufnahme einer Flanke eines Reifens.
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Die Materialaufdickung 3 trägt dabei insbesondere dazu bei, die Flanke des Reifens gegen ein Verrutschen nach rechts zur Mitte des Felgenbettes 1 hin zu sichern. Diese Absicherung gegen ein seitliches Verrutschen führt dazu, dass ein Reifen höhere Seitenkräfte auf seine Flanken aufnehmen kann, ohne aus seiner vorgegebenen Position zu verrutschen.
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Der obere Abschnitt 6 des Felgenhorns 7 dient zur seitlichen Fixierung einer Reifenflanke, welche in den Aufnahmebereich 4 eingebracht werden kann. Insbesondere verhindert der obere Abschnitt 6 ein Abrutschen der Reifenflanke seitlich von der Felge.
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Das Felgenhorn 7 ist vom Felgenbett 1 aus nach unten hin weiterhin durch den Abschnitt 8 weitergebildet. Der Abschnitt 8 verläuft im Wesentlichen als eine geradlinige Fortsetzung des oberen Abschnitts 6. In alternativen Ausführungen ist es jedoch durchaus vorsehbar, den Abschnitt 8 in einem Winkel zum Abschnitt 6 anzuordnen.
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Der Abschnitt 8 weist einen abgewinkelten Teilbereich 9 auf, welcher im Wesentlichen parallel zum Felgenbett 1 verläuft. Der untere Abschnitt 8 bildet somit mit seinem abgewinkelten Teilbereich 9 und dem Felgenbett 1 eine C-förmige Tasche 10 aus, welche auf der, der Mittelachse der Felge zugewandten Fläche 11 des Felgenbetts 1 angeordnet ist.
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Die gesamte in 1 dargestellte Ausführung des Felgenbetts 1 und des Felgenhorns 7 ist dadurch gekennzeichnet, dass alle Formübergänge durch möglichst weiche Radien realisiert sind. Die Verwendung von scharfen Kanten wird weitestgehend vermieden, um nicht störende Kerbwirkungen in das Felgenbett 1 oder das Felgenhorn 7 einzubringen, welche die Dauerhaltbarkeit der gesamten Felge negativ beeinflussen könnten. Weiterhin ist auf eine entsprechend der auftretenden Belastungen abgestimmte, möglichst minimale Materialdicke abgezielt, um so eine möglichst gewichtsoptimierte Felge zu erzeugen.
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Die 2 zeigt eine alternative Ausführung eines Felgenbetts 29. Abweichend zur 1 ist nun das Felgenhorn 30 nur aus Abschnitten gebildet, welche oberhalb des Felgenbetts 29 auf der der Mittelachse abgewandten Fläche 20 des Felgenbetts 29 angeordnet sind.
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An das Felgenbett 29 schließt sich seitlich das Felgenhorn 30 an. Der erste Abschnitt 31 des Felgenhorns 30 ragt nach oben vom Felgenbett 29 ab. Der Abschnitt 31 ist dabei in einem vorgebbaren Winkel 27 zum Felgenbett 29 angeordnet. Auf den unteren Abschnitt 31 folgt eine Aufteilung des Felgenhorns 30 in eine T-förmige Konstruktion, welche einen ersten Schenkel 23 und einen zweiten Schenkel 26 aufweist.
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Der erste Schenkel 23 verläuft dabei im Wesentlichen parallel zum Felgenbett 29. Der zweite Schenkel 26 schließt sich in einem vorgebbaren Winkel 25 zum unteren Abschnitt 31 des Felgenhorns 30 an. In der in 2 gezeigten Ausführung verläuft der zweite Schenkel 26 ungefähr in einem rechten Winkel zum Felgenbett 29.
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Der erste Schenkel 23 weist benachbart zum zweiten Schenkel 26 eine Materialaufdickung 22 auf. Zwischen dieser Materialaufdickung 22 und dem zweiten Schenkel 26 wird ein Aufnahmebereich 24 ausgebildet, welcher im Späteren die Flanke eines Reifens aufnehmen kann. Die Materialaufdickung 22 dient hierbei der Sicherung der Reifenflanke gegen ein Verrutschen zur Mitte der Felge hin. Der zweite Schenkel 26 verhindert dabei ein seitliches Abgleiten der Reifenflanke von der Felge.
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Der im Wesentlichen parallel zum Felgenbett 29 verlaufende erste Schenkel 23 bildet zwischen der Fläche 20 des Felgenbetts 29, welche auf der von der Mittelachse abgewandten Fläche 28 des Felgenbetts 29 liegt, und dem unteren Abschnitt 31 des Felgenhorns 30 eine C-förmige Tasche aus. Diese C-förmige Tasche 21 ist im Gegensatz zu der in 1 gezeigten Ausführung nun auf der von der Mittelachse der Felge abgewandten Fläche 28 des Felgenbetts 29 angeordnet.
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Auch im Ausführungsbeispiel der 2 weisen alle Übergänge einen möglichst weichen Radienverlauf auf. Auf das Einbringen scharfer Kanten, von welchen eine Kerbwirkung ausgehen kann, ist auch im Ausführungsbeispiel der 2 verzichtet.
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Die 3 zeigt eine weitere schematische Darstellung eines Felgenhorns 42, welches seitlich an ein Felgenbett 48 angeschlossen ist. Ebenfalls ist zwischen dem Felgenhorn 42 und einer Materialaufdickung 40 auf der von der Mittelachse abgewandten Fläche des Felgenbetts 48 ein Aufnahmebereich 41 gebildet. Das Felgenhorn 42 erstreckt sich dabei in einem ersten Abschnitt 51 in einem vorgebbaren Winkel 43 zum Felgenbett 48.
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Der Aufnahmebereich 41 dient auch hier der Aufnahme der Flanke eines Reifens.
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Im montierten Zustand, also mit auf die Felge aufgezogenem Rad, treten an der Felge und dem Reifen und damit auch am Felgenbett 48 und dem Felgenhorn 42 Kräfte unter anderem infolge der Luftfüllung des Reifens und dem Fahrzeuggewicht auf.
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Insbesondere durch eine dabei wirkende Radiallast entsteht links vom Felgenhorn 42 unterhalb des Felgenbettes 48 ein Schubmittelpunkt 49. Durch die Lage des Schubmittelpunktes 49 entsteht ein Moment 50, welches von außen nach oben rechts gerichtet auf das Felgenhorn 42 einwirkt. Durch dieses Moment 50 erfährt das Felgenhorn 42 eine Kraft, welche das Felgenhorn 42 nach rechts zur Mitte des Felgenbetts 48 biegt und es dadurch aufstellt. Durch das wirkende Moment 50 wird der Winkel 43 zwischen dem Felgenbett 48 und dem Felgenhorn 42 verkleinert.
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Dadurch entsteht eine Wirkung des Felgenhorns 42, die einem C-förmigen Profil gleicht. Im unteren Teil der 3 ist ein solches C-förmiges Profil 45 dargestellt. Es besteht aus einem Felgenhorn 44, welches sich durch einen ersten Abschnitt 52 von dem angedeuteten Felgenbett 46 erstreckt. Durch die C-förmige Ausbildung entsteht eine Tasche 47, welche durch das Felgenhorn 44 und das Felgenbett 46 gebildet ist.
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Durch das Aufstellen der Felgenhörner 7, 30, 42 und der daraus folgenden Wirkung ähnlich dem eines C-Profils 45 wird der Sitz des Reifens in den Aufnahmebereichen 4, 24, 41 verbessert und zusätzlich zum Verhindern eines seitlichen Abrutschens wird auch ein radiales Abheben des Reifens durch das Felgenhorn 7, 30, 42 wirksam verhindert.
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Die 3 dient lediglich der Verdeutlichung des Wirkprinzips und stellt keine erfindungsgemäße Ausführungsform dar. Sie dient der Verdeutlichung, dass durch einen Schubmittelpunkt, welcher wie in 3 gezeigt positioniert ist, eine Kraft auf das Felgenhorn 7, 30, 42 einwirkt, welche eine das Felgenhorn 7, 30, 42 aufrichtende Wirkung hat.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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