DE102012207490A1

DE102012207490A1 - Wheel for e.g. passenger car, has auxiliary structure formed at outer side rim edge or over locally or entire circumference of rim and made of elastomeric material or rubber material, where rim is made of fiber reinforced plastic

Info

Publication number: DE102012207490A1
Application number: DE201210207490
Authority: DE
Inventors: Hans Schwager; Gerd Kurth
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2012-05-07
Filing date: 2012-05-07
Publication date: 2013-11-07

Abstract

The wheel has an auxiliary structure formed at an outer side rim edge or over locally or entire circumference of a rim and made of an elastomeric material or a rubber material, where the rim is made of fiber reinforced plastic. The auxiliary structure is formed by a lip that protrudes from the rim in an axial direction of the wheel. The lip is elastically deformable and partially turned down under influence of a specific boundary condition in a radial direction. The lip closes apertures in the wheel, where the apertures are provided for refrigeration of a wheel brake.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Rad mit einer aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Felge. Zum Stand der Technik wird neben der DE 41 36 944 A1 , der DE 10 2007 034 361 A1 und der DE 101 45 630 A1 auf die DE 10 2010 036 611 A1 verwiesen.The invention relates to a vehicle wheel with a rim made of fiber-reinforced plastic. The state of the art is in addition to the DE 41 36 944 A1 , of the DE 10 2007 034 361 A1 and the DE 101 45 630 A1 on the DE 10 2010 036 611 A1 directed.

Übliche Räder für Kraftfahrzeuge wie Personenkraftwagen oder Motorräder bestehen aus Metall, insbesondere Leichtmetall. Zur weiteren Gewichtsreduktion sind auch für Kraftfahrzeuge Räder aus faserverstärktem Kunststoff angedacht, was bislang im wesentlichen nur bei Fahrrädern umgesetzt ist. Ein stark abstrahiertes Beispiel für ein gebautes Kraftfahrzeug-Rad aus einem Faserverbundwerkstoff zeigt die genannte DE 101 45 630 A1 . In der weiterhin genannten DE 10 2010 036 611 A1 ist ein Fahrzeug-Rad beschrieben, dessen Felgenbett zumindest abschnittsweise aus einem Faserverbundwerkstoff besteht, während die Felgenhörner aus Metall bestehen. In dieser Schrift ist darauf hingewiesen, dass mit einem metallischen Felgenhorn der von den Herstellern (wahrscheinlich eines Fahrzeugs, welches mit einem solchen Rad ausgerüstet ist) gewünschte Nachweis einer nachvollziehbaren Schädigungskette im Schadensfall Rechnung getragen werden kann.Usual wheels for motor vehicles such as passenger cars or motorcycles are made of metal, in particular light metal. For further weight reduction, wheels made of fiber-reinforced plastic are also being considered for motor vehicles, which has hitherto been implemented essentially only for bicycles. A highly abstracted example of a built motor vehicle wheel made of a fiber composite material shows the above DE 101 45 630 A1 , In the further mentioned DE 10 2010 036 611 A1 is a vehicle wheel described, the rim well is at least partially made of a fiber composite material, while the rim flanges are made of metal. In this document it is pointed out that with a metallic rim flange of the manufacturer (probably a vehicle that is equipped with such a wheel) desired proof of a traceable chain of damage in case of damage can be taken into account.

Dieser letztgenannte Hinweis spricht ein Problem an, welches bei Felgen bzw. Rädern, die aus faserverstärktem Kunststoff bestehen, auftritt: Anders als bei Fahrrädern kann insbesondere bei zweispurigen Kraftfahrzeugen eine Rad-Felge und insbesondere deren außenliegendes Felgenhorn in unerwünschter Weise geschädigt oder beschädigt werden, nämlich durch seitlichen Kontakt mit einem Bordstein oder dergleichen. Während sich solche unerwünschten Bordsteinkontakte bei Leichtmetall-Rädern im wesentlichen nur auf das Erscheinungsbild der Felge negativ auswirken und die sichere Funktion der Felge bzw. des Rades als Ganzes üblicherweise nicht beeinträchtigen, kann bei einer Felge bzw. einem Fahrzeug-Rad aus einem Faserverbundwerkstoff (= faserverstärkter Kunststoff) eine Schädigung der Fasern im Kunststoff erfolgen, die zunächst nicht sichtbar ist aber eine Vorschädigung darstellt, die im Falle vieler weiterer ungünstiger mechanischer Belastungen zu einem Bruch des Werkstoffs führen können.This latter remark addresses a problem which occurs with rims or wheels made of fiber-reinforced plastic: unlike bicycles can be damaged or damaged in an undesirable manner, especially in two-lane motor vehicles, a wheel rim and in particular their outside rim flange, namely by lateral contact with a curb or the like. While such unwanted curbs affect light alloy wheels essentially only on the appearance of the rim negative and usually do not affect the safe function of the rim or the wheel as a whole, in a rim or a vehicle wheel of a fiber composite material (= Fiber-reinforced plastic) damage to the fibers in the plastic done, which is initially not visible but represents a pre-damage, which can lead to breakage of the material in the case of many other unfavorable mechanical stress.

Als Stand der Technik wurde eingangs weiterhin die DE 41 36 944 A1 genannt, in der eine Felge aus Leichtmetall beschrieben ist, an deren Felgenhorn (als nach außen abstehendem Randteil) ein oder mehrere Schutzkörper angeordnet sind. Diese elastischen Schutzkörper sollen mechanische Einwirkungen von Bordsteinen dämpfen und/oder kompensieren und somit die Gefahr der mechanischen Beschädigung reduzieren. Laut dieser Schrift können die aus Gummi oder einem elastischen Kunststoff bestehenden Schutzkörper formschlüssig mit der Felge verbunden, d. h. quasi in diese eingeclipst sein oder auf das Felgenhorn oder dgl. aufgeklebt sein.As the prior art was initially the DE 41 36 944 A1 called, in which a rim is described from light metal, on the rim flange (as outwardly projecting edge part) one or more protective body are arranged. These elastic protective bodies are intended to damp and / or compensate mechanical effects of curbs and thus reduce the risk of mechanical damage. According to this document, the protective body made of rubber or an elastic plastic can be positively connected to the rim, ie, be quasi clipped into this or glued to the rim flange or the like.

Vorliegend soll nun aufgezeigt werden, wie an einer Kunststoff-Felge dem im vorletzten Absatz geschilderten Problem auf einfache Weise beigekommen werden kann (= Aufgabe der vorliegenden Erfindung). Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus den Merkmalen des Anspruchs 1, d. h. bei einem Fahrzeug-Rad mit einer aus faserverstärktem Kunstsoff bestehenden Felge ist an deren außenseitiges Felgenhorn oder dergleichen örtlich oder über dem gesamten Umfang eine Hilfsstruktur aus einem Elastomermaterial oder Kautschukmaterial angeformt, und gemäß Anspruch 2 vorzugsweise angespritzt.In the present case will now be shown how to a plastic rim the problem described in the penultimate paragraph can be easily dealt with (= object of the present invention). The solution to this problem arises from the features of claim 1, d. H. in a vehicle wheel with a rim made of fiber-reinforced Kunstsoff an auxiliary structure made of an elastomeric material or rubber material is integrally formed on the outside rim flange or the like locally or over the entire circumference, and preferably molded according to claim 2.

Grundsätzlich kann eine erfindungsgemäß vorgesehene Hilfsstruktur ähnlich einem in der genannten DE 41 36 944 A1 gezeigten Schutzkörper gestaltet sein, jedoch ist ein solcher erfindungsgemäß direkt an das Kunststoffmaterial angeformt. Dies bedeutet, dass die Hilfsstruktur nicht einfach entfernbar bzw. austauschbar ist. Dabei kann ein erfindungsgemäßer Hilfskörper eine oder mehrere Funktionen übernehmen, nämlich analog der genannten DE 41 36 944 A1 als Schutzkörper wirken und/oder dafür vorgesehen sein, eine zu starke mechanische Einwirkung auf die Felge sichtbar bzw. offensichtlich zu machen, wodurch der Nutzer des Fahrzeugs darauf hingewiesen wird, die Felge auf möglicherweise unzulässig starke, ansonsten nicht direkt erkennbare Beschädigungen untersuchen zu lassen bzw. ein offensichtlich entsprechend intensiv geschädigtes Rad auszutauschen.In principle, an auxiliary structure provided according to the invention can be similar to one in the cited DE 41 36 944 A1 be shown protection body designed, however, such an invention is formed directly on the plastic material. This means that the auxiliary structure is not easily removable or replaceable. In this case, an inventive auxiliary body can assume one or more functions, namely act analogously to the aforementioned DE 41 36 944 A1 as a protective body and / or be provided to make an excessive mechanical impact on the rim visible or obvious, causing the user of the vehicle It is pointed out to have the rim examined for possibly inadmissibly strong, otherwise not directly recognizable damage or to replace an obviously intensively damaged wheel.

Eine an das Felgenhorn angeformte Hilfsstruktur kann beispielswiese durch eine Beschichtung der aus faserverstärktem Kunststoff bestehenden Rad-Felge gebildet sein, die vorzugsweise eine andere Farbe als das Felgen-Material besitzt. Wird diese Beschichtung bzw. Hilfsstruktur durch mechanische Einwirkung auch nur partiell über ihre vollständige Tiefe bis zum Felgen-Material abgetragen bzw. abgekratzt, so wird letzteres in anderer Farbe sichtbar und eine intensivere seitliche Krafteinwirkung auf das Rad ist eindeutig erkennbar. In diesem Zusammenhang sei erwähnt, dass die besagte Hilfsstruktur auch als ein Design- d. h. optisches Gestaltungselement wirken kann. Dabei kann eine erfindungsgemäße Hilfsstruktur punktuell beispielsweise gleichmäßig über dem Umfang des Felgenhorns oder dgl. verteilt oder voll umlaufend an der Außenseite des Felgenhorns angebracht sein, wobei der Begriff Felgenhorn sowohl das übliche Felgenhorn an üblichen Felgen bzw. Rädern von Kraftfahrzeugen als auch grundsätzlich den in Axialrichtung des Rades am weitesten nach außen abstehenden und daher möglichen Kontakten mit Bordsteinen oder dgl. ausgesetzten Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Rades umfassen soll.An auxiliary structure formed on the rim flange may for example be formed by a coating of the fiber-reinforced plastic wheel rim, which preferably has a different color than the rim material. If this coating or auxiliary structure is removed or scraped off by mechanical action only partially over its complete depth to the rim material, the latter becomes visible in a different color and a more intensive lateral force on the wheel is clearly recognizable. In this context, it should be mentioned that said auxiliary structure can also act as a design - ie optical design element. In this case, an auxiliary structure according to the invention may be selectively distributed, for example, uniformly over the circumference of the rim flange or the like. Or be mounted circumferentially on the outside of the rim flange, the term rim flange both the usual rim flange on conventional rims or wheels of motor vehicles as well as basically in the axial direction the wheel furthest outwardly projecting and therefore possible contacts with curbs or the like. Exposed to include part of a motor vehicle wheel.

Auch eine als Schutzkörper angeformte und somit nicht einfach entfernbare Hilfsstruktur ist günstiger als der bekannte Stand der Technik, da die Hilfsstruktur auch bei widriger Krafteinwirkung sicher am Rad verbleibt und somit uneingeschränkt wirksam werden kann. Dabei kommen für das Anformen der Hilfsstruktur an das Rad bzw. an die Felge verschiedene Techniken zum Miteinander-Verbinden von Kunststoffmaterialien in Frage, so beispielsweise neben einem Anlaminieren vorzugsweise ein Anspritzen von einem geeigneten Elastomer oder von Kautschuk. Vorteilhafterweise kann dieses Anformen direkt anschließend an das Herstellen bzw. Formen der Felge durchgeführt werden, solange sich diese noch im entsprechenden Formwerkzeug befindet.A molded as a protective body and thus not easily removable auxiliary structure is cheaper than the prior art, since the auxiliary structure safely remains even with adverse force on the wheel and thus can be fully effective. In this case, different techniques for bonding together plastic materials are possible for molding the auxiliary structure to the wheel or to the rim, such as, for example, in addition to laminating preferably injection molding of a suitable elastomer or of rubber. Advantageously, this molding can be carried out directly after the production or molding of the rim, as long as it is still in the appropriate mold.

Als weiteres mögliches Beispiel für die Gestaltung einer erfindungsgemäßen Hilfsstruktur ist diejenige nach Art einer in Achsrichtung des Rades von der Felge abragenden Lippe. Eine solche Lippe kann aufgrund geringer mechanischer Einwirkungen schrittweise abgetragen werden und somit quasi einen Integrator für die Anzeige erfolgter Beanspruchungen darstellen. Aufgrund des gegenüber üblichen Metallwerkstoffen geringeren spezifischen Gewichts bewirkt eine erfindungsgemäße Hilfsstruktur nach teilweise Abrieb oder sonstigem Entfernen vom Rad vorteilhafterweise keine nennenswerte Unwucht, so dass zumindest ein gleichmäßiges Abrollen weiterhin gewährleistet ist, während eine Beschädigung bzw. zu hohe Krafteinwirkung wie gewünscht optisch sichtbar gemacht wird. Ob eine Krafteinwirkung zu hoch oder noch tolerierbar war kann dabei mit geeignete Auslegung der Hilfsstruktur unterscheiden werden, d. h. die Hilfsstruktur kann hinsichtlich Materialzusammensetzung und Formgebung solchermaßen gestaltet sein, dass nur Krafteinwirkungen, die eine vorgegebenen sinnvollen Grenzwert überschreiten, zu einer sichtbaren Schädigung der Hilfsstruktur führen.As a further possible example of the design of an auxiliary structure according to the invention, that in the manner of a projecting in the axial direction of the wheel of the rim lip. Such a lip can be removed stepwise due to low mechanical influences and thus represent a kind of integrator for displaying indicated loads. Because of the lower specific weight compared to conventional metal materials, an auxiliary structure according to the invention advantageously causes no appreciable imbalance after partial abrasion or other removal from the wheel, so that at least uniform unrolling is still ensured, while damage or too high a force is made optically visible as desired. Whether a force was too high or still tolerable can be distinguished by a suitable design of the auxiliary structure, d. H. the auxiliary structure may be designed with regard to material composition and shaping in such a way that only force actions which exceed a predetermined reasonable limit result in visible damage to the auxiliary structure.

Schließlich sei noch eine weitere vorteilhafte Gestaltung einer Hilfsstruktur angegeben, die zumindest annähernd die Form einer von der Felge in Achsrichtung des Rades abragenden Lippe besitzt. Eine solche Lippe kann elastisch verformbar sein und unter Einfluss einer bestimmten Randbedingung zumindest teilweise in Radialrichtung umklappen, womit beispielsweise irgendwelche Öffnungen im Rad verschlossen werden können, beispielsweise solche, die für die Kühlung einer Radbremse vorgesehen sind, wobei das besagte Umklappen beispielsweise temperaturgesteuert („Memory-Effekt”) oder durch Fliehkraft erfolgen kann. Für den letztgenannten Fall befindet sich die Lippe jedoch nicht am Felgenhorn eines üblich gestalteten Kraftfahrzeug-Rades, jedoch wurde bereits darauf hingewiesen, dass vorliegend der Begriff „Felgenhorn” einen in Axialrichtung des Rades am weitesten nach außen abstehenden und daher möglichen Kontakten mit Bordsteinen oder dgl. ausgesetzten Bestandteil eines Kraftfahrzeug-Rades umfassen soll.Finally, a further advantageous design of an auxiliary structure is given, which has at least approximately the shape of a protruding from the rim in the axial direction of the wheel lip. Such a lip may be elastically deformable and at least partially fold over in the radial direction under the influence of a certain boundary condition, whereby, for example, any openings in the wheel can be closed, for example those provided for cooling a wheel brake, said folding being, for example, temperature-controlled ("Memory Effect ") or by centrifugal force. For the latter case, however, the lip is not on the rim flange of a custom-designed motor vehicle wheel, but it has already been noted that presently the term "rim flange" in the axial direction of the wheel farthest outward and therefore possible contacts with curbs or the like . Should include exposed component of a motor vehicle wheel.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

DE 4136944 A1 [0001, 0004, 0006]
DE 102007034361 A1 [0001]
DE 10145630 A1 [0001, 0002]
DE 102010036611 A1 [0001, 0002]

Claims

Vehicle wheel with a rim made of fiber-reinforced plastic, on whose outside rim flange or the like, an auxiliary structure of an elastomer material or rubber material is formed locally or over the entire circumference.

Vehicle wheel according to claim 1, characterized in that the auxiliary structure is injection-molded.

Vehicle wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the auxiliary structure is formed in the manner of a projecting in the axial direction of the wheel of the rim lip.

Vehicle wheel according to claim 3, characterized in that the lip is elastically deformable and folds under the influence of a certain boundary condition at least partially in the radial direction.