-
Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Felgenbett, einer Nabe, und einem Radstern mit Speichen, wobei das Felgenbett ein inneres Felgenhorn und ein äußeres Felgenhorn, einen inneren Wulstsitz und einen äußeren Wulstsitz sowie ein Versteifungsmittel aufweist, wobei das Versteifungsmittel auf einer der Nabe zugewandten Innenseite des Felgenbettes im Bereich des inneren Felgenhorns und/oder des inneren Wulstsitzes angeordnet ist, und wobei das Felgenbett durch die Speichen des Radsterns mit der Nabe verbunden ist.
-
Bei der Entwicklung von Kraftfahrzeugen spielt die Geräuschentwicklung des Fahrzeugs mittlerweile eine erhebliche Rolle. Neben dem Antriebsgeräusch und aerodynamischen Geräuschen, wie beispielsweise Windgeräuschen, kommt dabei insbesondere Reifen-Fahrbahngeräuschen, wie beispielsweise Abrollgeräuschen, und Störgeräuschen, wie beispielsweise Bremsgeräuschen, eine erhebliche Bedeutung zu.
-
Aus dem Stand der Technik, beispielsweise aus der
DE 103 93 142 T5 , ist bekannt, dass die Steifigkeit eines Felgenbettes eines Fahrzeugrads einen erheblichen Einfluss auf die Entstehung bzw. die Ausprägung des Reifen-Fahrbahngeräuschs hat. Insbesondere ist bekannt, dass Maßnahmen zur Gewichtseinsparung am Fahrzeugrad ohne entsprechende konstruktive Ersatzmaßnahmen zu einer verringerten Steifigkeit des Felgenbettes und infolgedessen zu einer Verschiebung der Eigenfrequenz des Fahrzeugrades nach unten in den Bereich der Eigenfrequenz eines Luftreifens führen können, wodurch es infolge einer durch einen auf dem Fahrzeugrad montierten Luftreifen eingeleiteten Schwingung in das Felgenbett zu Resonanzeffekten zwischen dem Felgenbett und dem Luftreifen kommen kann.
-
Dabei kann es zu großen Schwingungsamplituden des Felgenbettes und infolgedessen, wegen der großen Fläche des Felgenbettes, zu einer starken Anregung der das Felgenbett umgebenden Luft kommen, d. h. einer Abstrahlung der Schwingung in die Umgebung. Wird dabei Luftschall mit Frequenzen im akustisch wahrnehmbaren Bereich erzeugt, kann dies subjektiv als eine Verschlechterung des Reifen-Fahrbahngeräuschs wahrgenommen werden, insbesondere als eine Verstärkung des oftmals als unangenehm empfundenen Abrollgeräuschs.
-
Zur Lösung dieses Problems wird in der
DE 103 93 142 T5 ein Fahrzeugrad vorgeschlagen mit einer Radscheibe und einem Felgenbett, bei dem das Felgenbett in axialer Richtung einen inneren und einen äußeren Wulstsitz aufweist, und bei dem an einer radialen inneren Oberfläche des inneren Wulstsitzes ein ringähnlicher Verdickungsabschnitt vorgesehen ist. Dieser Verdickungsabschnitt bewirkt eine Erhöhung einer Federkonstante des inneren Wulstsitzes bzw. eines dem inneren Wulstsitz zugeordneten Bereichs und damit eine geringere Verformung und eine erhöhte Eigenfrequenz dieses Bereichs. Dadurch kann bei gewichtsoptimierten Fahrzeugrädern ohne nennenswerte Nachteile hinsichtlich des Gewichts die Anregung des Felgenbettes durch den Luftreifen und infolgedessen auch die Abstrahlung vom Felgenbett reduziert werden und eine Verschlechterung des Reifen-Fahrbahngeräuschs gegenüber herkömmlichen Fahrzeugrädern vermieden werden. Insbesondere können Resonanzeffekte zwischen einem auf dem Fahrzeugrad montierten Luftreifen und dem Felgenbett verringert werden.
-
Die Steifigkeit der Radscheibe oder des Radsterns sowie die Steifigkeit des Felgenbettes im Bereich des äußeren Wulstsitzes kann durch diese Maßnahme in der Regel jedoch nicht erhöht werden, so dass nicht über den Luftreifen, sondern über die Radscheibe bzw. den Radstern in das Felgenbett eingeleitete Schwingungen weiterhin zu einer Anregung des Felgenbettes und damit auch zu einer Abstrahlung durch das großflächige Felgenbett führen können, insbesondere zur Abstrahlung von Geräuschen. D. h. eine durch die Anregung des Fahrzeugrades bzw. insbesondere des Felgenbettes verursachte Geräuschabstrahlung kann durch die vorbeschriebene Maßnahme im Wesentlichen nur bei einer durch einen auf dem Fahrzeugrad montierten Luftreifen verursachten Anregung reduziert bzw. vermieden werden, jedoch nicht unbedingt in allen anderen Fällen.
-
Beispielsweise kann es weiterhin zu einer Schwingungsanregung des Felgenbettes durch die Betriebsbremse kommen, und infolgedessen zur Abstrahlung von Geräuschen, die als störende Bremsgeräusche wahrgenommen werden können. Dazu kann es beispielsweise kommen, wenn die Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang zu Schwingungen angeregt wird, welche als Körperschall über den Bremstopf in die Nabe des Fahrzeugrades und von dort in die Radscheibe oder den Radstern eingeleitet werden und von dort weiter in das Felgenbett, so dass dieses angeregt wird. Demzufolge sind für eine weitere Verringerung der Geräuschabstrahlung eines Fahrzeugrades, insbesondere zur Verringerung der Geräuschabstrahlung von Bremsgeräuschen durch das Felgenbett, weitere Maßnahmen erforderlich.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug bereitzustellen, das auch ohne eine nennenswerte Gewichtserhöhung sowohl im Falle einer Schwingungsanregung durch einen montierten Luftreifen als auch im Falle einer Schwingungsanregung infolge eines Bremsvorgangs eine reduzierte Geräuschabstrahlung aufweist gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugrädern, insbesondere eine reduzierte Geräuschabstrahlung von Reifen-Fahrbahngeräuschen und Bremsgeräuschen.
-
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Rad mit den Merkmalen von Anspruch 1. Vorteilhafte sowie bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der weiteren Ansprüche und werden im Folgenden näher erläutert. Der Wortlaut der Ansprüche wird durch ausdrückliche Bezugnahme zum Inhalt der Beschreibung gemacht.
-
Ein erfindungsgemäßes Rad ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei Speichen ein Speichenpaar bilden und zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind.
-
Durch die erfindungsgemäße Verbindung wenigstens zweier Speichen, die ein Speichenpaar bilden und zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind, kann die Steifigkeit des Rades auf seiner äußeren Seite, d. h. auf der in einem funktionsgemäßen montierten Zustand an einem Fahrzeug zur Fahrzeugaußenseite zugewandten Seite, erhöht werden. Dadurch können auch Schwingungsamplituden von Schwingungen, die über den Radstern in das Felgenbett eingeleitet werden, verringert werden. Insbesondere können Schwingungsamplituden des Radsterns von Rotationsschwingungen deutlich reduziert werden, die beispielsweise im Radstern entstehen, wenn die Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang zu Rotations- bzw. Torsionsschwingungen in Umfangsrichtung angeregt wird und diese Schwingungen als Körperschall über den Bremstopf in die Nabe des Fahrzeugrades und weiter in den Radstern eingeleitet werden.
-
Dadurch wird weniger Schwingungsenergie in das Felgenbett eingeleitet, das somit weniger angeregt wird und ebenfalls mit kleineren Schwingungsamplituden schwingt. Dies bewirkt im Ergebnis, dass die Abstrahlung des Felgenbettes, insbesondere die Abstrahlung störender Bremsgeräusche, deutlich reduziert wird. D. h. durch die zusätzliche erfindungsgemäße Verbindung wenigstens zweier Speichen, die zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind, und die dadurch erreichte Steifigkeitserhöhung des Radsterns, kann die Anregung des Fahrzeugrades, insbesondere des Felgenbettes, von der äußeren Radseite her reduziert werden und infolgedessen die Geräuschabstrahlung des Rades insgesamt deutlich verringert werden. Insbesondere kann die Abstrahlung radialer Schwingungen vom großflächigen Felgenbett reduziert werden, die über den Radstern in das Felgenbett eingeleitet werden und infolge der Rotationsschwingungen des Radsterns entstehen.
-
Unter dem Begriff Geräusch werden in dem Zusammenhang mit hier der vorliegenden Erfindung sämtliche Hörempfindungen von physikalischen, akustisch wahrnehmbaren Schallereignissen verstanden, d. h. sämtliche subjektiven Empfindungen von akustisch wahrnehmbaren Schallereignissen, wobei Schallereignisse in einem Frequenzbereich von ca. 16 Hz bis maximal 20 kHz im Folgenden für uns Menschen als akustisch wahrnehmbar gelten.
-
Mit einem erfindungsgemäßen Rad können somit nicht nur, wie bei einem aus dem Stand der Technik bekannten Fahrzeugrad, Resonanzeffekte zwischen dem Rad und dem Luftreifen, insbesondere zwischen dem Felgenbett und dem Luftreifen, reduziert bzw. vermieden werden, sondern es kann darüber hinaus auch die Schwingungsanregung des Felgenbettes durch die fahrzeugseitige Anregung, wie beispielsweise durch die Betriebsbremse deutlich reduziert bzw. vermieden werden, so dass insgesamt die Gefahr der Schwingungsanregung des Fahrzeugrades, insbesondere des Felgenbettes, deutlich vermindert werden kann. Infolgedessen kann bei einem erfindungsgemäßen Rad die Geräuschabstrahlung des Rades insgesamt erheblich reduziert werden, insbesondere hinsichtlich des Reifen-Fahrbahngeräuschs und störender Bremsgeräusche.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Speichen, die ein Speichenpaar bilden und zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind, im Bereich der Nabe und ausgehend von der Nabe in radialer Richtung zum Felgenbett hin zu einer gemeinsamen Speiche verbunden, denn die Steifigkeitserhöhung sollte möglichst nahe an der Anregungsquelle bzw. in einem Einleitungsbereich der Schwingung in den Radstern wirken.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform sind wenigstens zwei Speichen über wenigstens ein Drittel einer Speichenlänge zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden. Besonders bevorzugt sind zwei Speichen wenigstens über die Hälfte der Speichenlänge zu einer gemeinsamen Speiche verbunden.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Radstern eine gerade Anzahl von Speichen auf, wobei jeweils zwei Speichen ein Speichenpaar bilden und zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind. D. h. jeweils eine Speiche bildet mit genau einer weiteren Speiche ein Speichenpaar und ist mit dieser zumindest teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden, so dass der Radstern nur Speichenpaare und keine Einzelspeichen mehr aufweist.
-
Alternativ können aber auch nur einige Speichen jeweils teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sein und ein Speichenpaar bilden. D. h. der Radstern kann auch sowohl Einzelspeichen als auch Speichenpaare aufweisen. In diesem Fall sollten die Speichenpaare und Einzelspeichen jedoch derart angeordnet sein, dass sich eine möglichst gleichmäßige Steifigkeit des Radsterns in Umfangsrichtung ergibt. Dazu können beispielsweise zwei dicht beieinander angeordnete Einzelspeichen und ein Speichenpaar im Wechsel über den Umfang verteilt vorgesehen werden.
-
Bevorzugt ist die Länge der Verbindung zweier Speichen dabei in Abhängigkeit der erforderlichen Steifigkeit gewählt, wobei sich die erforderliche Steifigkeit aus einer gewünschten Ziel-Eigenfrequenz für die Rotationsschwingform, d. h. für Schwingungen in Umfangsrichtung bzw. des Torsionsmodes, des Rades ergibt. In der Regel ist die Steifigkeit des Radsterns in Umfangsrichtung dabei umso höher, je länger die Verbindung zweier Speichen ist.
-
Das auf der der Nabe zugewandten Innenseite des Felgenbettes im Bereich des inneren Felgenhorns und/oder des inneren Wulstsitzes angeordnete Versteifungsmittel ist bevorzugt eine Aufdickung, d. h. eine Materialanhäufung, eine Rippe oder eine Stufe oder ein dergleichen nach innen vorstehendes, versteifend wirkendes Mittel.
-
In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Versteifungsmittel vollständig umlaufend ausgebildet und erstreckt sich über den gesamten Umfang des Rades in radialer Richtung nach innen.
-
In einer bevorzugten Ausgestaltung ist das Versteifungsmittel einstückig mit dem Felgenbett bzw. dem Fahrzeugrad verbunden und/oder bildet ein Teil des Felgenbettes. Das Versteifungsmittel kann aber nachträglich auf dem Felgenbett bzw. dem Fahrzeugrad aufgebracht werden, beispielsweise durch Materialauftrag mit einem entsprechenden Fertigungsverfahren oder in Form eines separaten Bauteils, wobei das Versteifungsmittel bevorzugt durch Kleben am Felgenbett befestigt wird, wenn es sich um ein separates Bauteil handelt.
-
In Versuchen hat sich für ein Versteifungsmittel in Form eines separaten Bauteils ein einteiliger Metallring aus Stahl als geeignet erwiesen. Allerdings sollte bei Rädern aus Leichtmetall wie beispielsweise aus Aluminium, zur Vermeidung von Kontaktkorrosion besser ein Versteifungsmittel aus Aluminium oder dergleichen verwendet werden. In einigen Fällen können aber auch Versteifungsmittel aus faserverstärktem Kunststoff, beispielsweise aus CFK oder GFK, besonders vorteilhaft sein. Das Versteifungsmittel kann einteilig oder mehrteilig ausgebildet sein und/oder aus mehreren Segmenten zusammengesetzt sein.
-
Besonders bevorzugt ist das Versteifungsmittel derart ausgebildet, dass es jeweils eine Reduzierung der Schwingungsamplitude des Felgenbettes bei vergleichbarem Schwingungsenergieeintrag bewirkt, so dass im Ergebnis die Geräuschabstrahlung vom Felgenbett und damit die Entstehung von akustisch wahrnehmbarem Luftschall reduziert oder sogar vermieden werden kann.
-
Um dies zu erreichen, kann es in einigen Anwendungsfällen vorteilhaft sein, wenn das Versteifungsmittel derart dimensioniert ist, dass sich eine Eigenfrequenz des Felgenbettes in radialer Richtung ergibt, die relativ wenigstens 20 Hz, besser wenigstens 50 Hz, insbesondere wenigstens 100 Hz über der Eigenfrequenz eines für das betreffende Felgenbett passenden Luftreifens liegt.
-
Diese und weitere Merkmale gehen außer aus den Ansprüchen und aus der Beschreibung auch aus den Zeichnungen hervor, wobei die einzelnen Merkmale jeweils für sich allein oder zu mehreren in Form von Unterkombinationen bei einer Ausführungsform der Erfindung verwirklicht sein und vorteilhafte sowie für sich genommen schutzfähige Ausführungen darstellen können, für die hier Schutz beansprucht wird.
-
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die Erfindung dazu in den beigefügten Zeichnungen schematisch dargestellt ist. 1a zeigt in Seitenansicht ein Rad aus dem Stand der Technik für einen Personenkraftwagen, 1b eine Doppelschwingform des Rades aus 1a in radialer Richtung, 1c eine Rotationsschwingform des Rades aus den 1a und 1b in Umfangsrichtung und 1d einen Ausschnitt aus 1c in vergrößerter Darstellung. 2a zeigt in Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rades im Bereich des Felgenbettes 40, von dem in 2b ein Ausschnitt X in vergrößerter Darstellung abgebildet ist und 2c das erfindungsgemäße Rad aus den 2a und 2b in Seitenansicht. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
-
1a zeigt ein geschmiedetes Leichtmetallrad 1 aus einer Aluminiumlegierung für einen Personenkraftwagen aus dem Stand der Technik in Seitenansicht mit Blick auf eine fahrzeugaußenliegende Seite des Rades 1, bezogen auf einen funktionsgemäßen, an einem Fahrzeug montierten Zustand, wobei sich das Rad 1 in dieser Darstellung in einem Ruhezustand befindet, d. h. nicht durch eine Schwingung angeregt ist. Das in 1a dargestellte Fahrzeugrad 1 weist dabei wie viele herkömmliche Fahrzeugräder eine Nabe 2, einen Radstern 3 mit mehreren Speichen 9 sowie ein Felgenbett 4 auf, welches über die Speichen 9 des Radsterns 3 mit der Nabe 2 verbunden ist. In diesem Fall weist das Rad 1 insgesamt zehn Speichen 9 auf die jeweils zu fünf Speichenpaaren zusammengruppiert sind. Die Speichen 9 sind dabei in einem ringförmigen Bereich 13 um die Nabe 2 herum, insbesondere in einem Bereich rund um die Bohrungen für die Radschrauben herum, welche zur Befestigung des Rades 1 an einem hier nicht dargestellten Radträger eines Fahrzeugs vorgesehen sind, angebunden sowie in radialer Richtung außen an das Felgenbett 4. Die einzelnen Speichen 9 an sich sind über ihre Speichenlänge 12 jedoch nicht miteinander verbunden, wobei als Speichenlänge 12, jeweils die Länge definiert ist, über welche sich eine Speiche deutlich von dem ringförmigen Bereich 13 um die Nabe 2 herum und vom Felgenbett 4 abgesetzt erstreckt, vgl. auch 2c. Auf bzw. am Felgenbett 4 des Rades 1 kann ein nicht dargestellter Luftreifen montiert werden.
-
In 1b ist das aus dem Stand der Technik bekannte Fahrzeugrad 1 aus 1a, ebenfalls in Seitenansicht mit Blick auf eine fahrzeugaußenliegende Seite des Rades 1, in schwingendem Zustand dargestellt. Dabei ist in 1b eine Doppelschwingform des Felgenbettes 4, insbesondere des inneren Felgenhorns, in radialer Richtung dargestellt, die eine der möglichen Eigenschwingformen darstellt.
-
Bei dieser Schwingform deformiert sich das Felgenbett 4 periodisch und bewegt sich dabei zwischen einem ersten Verformungszustand 4', in dem das Felgenbett 4 eine im Wesentlichen runde Form aufweist, und einem weiteren Verformungszustand 4'', in dem das Felgenbett 4 oval geformt ist, hin und her. Da das Felgenbett 4 mit ca. 0,35 m2 eine relativ große Fläche und damit eine relativ große Bauteilgrenzfläche zur umgebenden Luft aufweist, kann es zu einer ausgeprägten Anregung der umgebenden Luft kommen, d. h. zu einer starken Abstrahlung der Schallwellen in die Umgebung. Da bei diesem Fahrzeugrad 1 die relevanten Eigenfrequenzen des Felgenbettes 4 in radialer Richtung oberhalb von ca. 625 Hz liegen, kann infolgedessen Luftschall im akustisch wahrnehmbaren Bereich entstehen, d. h. es kann zu einer Geräuschabstrahlung vom Felgenbett 4 kommen, wenn diese von außen entsprechend angeregt wird.
-
1c zeigt das in den 1a und 1b dargestellte Fahrzeugrad 1 aus dem Stand der Technik im Zustand einer Rotations- bzw. Torsionsschwingung um eine Radachse. Diese Schwingform des Fahrzeugrades 1 kann beispielsweise durch eine hier nicht dargestellte Scheibenbremse mit einer Bremsscheibe angeregt werden, wenn die Bremsscheibe bei einem Bremsvorgang durch sogenannte stick-slip-Effekte, die auf Wechselwirkungen der Reibbeläge mit der Bremsscheibe zurückzuführen sind, zu Rotations- bzw. Torsionsschwingungen in Umfangsrichtung angeregt wird. Diese Rotationsschwingungen können dann von der Bremsscheibe, die wie das Fahrzeugrad 1 in einem funktionsgemäßen, an einem Fahrzeug montierten Zustand mittels eines sogenannten Bremsscheibentopfs ebenfalls an einem nicht dargestellten Mitnehmerflansch befestigt ist, als Körperschall vom Bremsscheibentopf über einen ringförmigen Nabenbereich 13 in das Fahrzeugrad 1 eingeleitet werden, insbesondere in dessen Radstern 3. Infolgedessen wird das Fahrzeugrad 1, insbesondere der Radstern 3, ebenfalls in Rotations- bzw. Torsionsschwingungen versetzt.
-
Wie aus 1d, welche einen Ausschnitt des in 1c dargestellten, im Torsionsmode schwingenden Fahrzeugrades 1 aus dem Stand der Technik zeigt, erkennbar ist, führen die Rotationsschwingungen des Radsterns 3 insbesondere zu einer Deformation der Speichen 9, welche mit dem Felgenbett 4 verbunden sind. Dabei verschiebt sich ein in radialer Richtung außen liegendes Ende A der Speichen 9 periodisch entlang einer Kreisbahn des äußeren Felgenhorns in Umfangsrichtung. Infolgedessen verkürzt und verlängert sich im Wechsel ein Abstand von einem Mittelpunkt des Fahrzeugrades 1 zum äußeren Ende der Speiche 9, d. h. das Felgenbett 4, insbesondere das äußere Felgenhorn, bewegt sich in radialer Richtung im Wechsel nach innen und nach außen. D. h. infolge der Rotationsschwingung des Radsterns 3 und der damit verbundenen periodischen Deformation der Speichen 9 entsteht eine ebenfalls periodische Deformation des Felgenbettes 4 in radialer Richtung. Befindet sich die Schwingungsfrequenz, mit welcher das Felgenbett 4 dann in radialer Richtung schwingt, im akustisch wahrnehmbaren Bereich, kann es somit, wie vorstehend erläutert worden ist, aufgrund der großen Fläche des Felgenbettes 4 zur Abstrahlung der Schwingung in die umgebende Luft kommen, was als Geräusch akustisch wahrgenommen werden kann.
-
Da diese Schwingungen in der Regel unmittelbar mit einem Bremsvorgang in Zusammenhang stehen bzw. durch einen Bremsvorgang ausgelöst werden, werden sie in der Regel daher subjektiv als Bremsgeräusche wahrgenommen. D. h., die bei einem Bremsvorgang über die Betriebsbremse in das Fahrzeugrad 1, insbesondere in den Radstern 3, eingeleiteten Rotationsschwingungen können zu Schwingungen des Felgenbettes 4 in radialer Richtung führen und damit zur Abstrahlung von Geräuschen, die in der Regel als Bremsgeräusche wahrgenommen werden.
-
2a zeigt in Schnittdarstellung einen Ausschnitt eines Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rades 10 im Bereich des Felgenbettes 40. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich ebenfalls um ein geschmiedetes Leichtmetallrad 10 aus einer Aluminiumlegierung. Es können aber auch andere Werkstoffe oder Werkstoffkombinationen verwendet werden, wobei vorzugsweise Leichtbau-Werkstoffe, insbesondere Leichtmetalle wie beispielsweise Magnesium-Legierungen oder dergleichen verwendet werden sollten.
-
Das in 2a dargestellte Fahrzeugrad 10 weist einen an einer fahrzeugaußenliegenden Seite, bezogen auf einen funktionsgemäßen, an einem Fahrzeug montierten Zustand, einen Radstern 30 auf, welcher mit einer in dieser Darstellung nicht abgebildeten Nabe 20 (vgl. 2c) verbunden ist. Das Felgenbett 40 weist dabei ein im Wesentlichen in einer Ebene mit dem Radstern 30 angeordnetes äußeres Felgenhorn 60 sowie im Bereich einer Innenseite des Felgenbettes 40 ein inneres Felgenhorn 50 auf.
-
Jeweils benachbart zum inneren Felgenhorn 50 bzw. zum äußeren Felgenhorn 60 bzw. an diese angrenzend weist das Felgenbett 40 jeweils einen Wulstsitz 70 bzw. 80 auf, wobei der neben dem äußeren Felgenhorn 60 angeordnete Wulstsitz 80 als äußerer Wulstsitz 80 bezeichnet wird und der neben dem inneren Felgenhorn 50 angeordnete Wulstsitz 70 als innerer Wulstsitz 70. Die Wulstsitze 70 und 80 dienen jeweils als Auflagefläche für einen Wulst eines nicht dargestellten Luftreifens, der auf dem Fahrzeugrad 10 montiert werden kann. Zur seitlichen Führung des Luftreifens sind das innere und das äußere Felgenhorn 50 bzw. 60 sowie zwei nicht näher bezeichnete Erhebungen im Übergangsbereich vom Wulstsitz in das Felgenbett 40 vorgesehen.
-
Die Felge 40 weist im Bereich des inneren Felgenhorns 50 auf einer Innenseite des Felgenbettes 40 zur Versteifung dieses Bereich eine sich in radialer Richtung nach innen umlaufende Aufdickung 100 als Versteifungsmittel 100 auf, die über den gesamten Felgenumfang ausgeführt ist. Diese Aufdickung 100 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel dabei einstückig mit dem Fahrzeugrad 10 bzw. dem Felgenbett 40 ausgebildet und bei der Herstellung durch Schmieden ausgeformt worden.
-
Das bei diesem Ausführungsbeispiel als umlaufende Aufdickung 100 ausgebildete Versteifungsmittel 100 bewirkt eine Erhöhung der Steifigkeit des Felgenbettes 40 in radialer Richtung im Bereich des inneren Felgenhorns 50, d. h. zur Deformation dieses Bereichs in radialer Richtung nach innen sind größere Kräfte erforderlich als ohne ein derartiges Versteifungsmittel 100. Demzufolge ist zur Schwingungsanregung dieses Bereichs in radialer Richtung, beispielsweise durch einen auf dem Fahrzeugrad 10 montierten Luftreifen, eine größere Schwingungsenergie erforderlich. Dadurch kann die Schwingungsneigung des Felgenbettes 40 deutlich reduziert werden, insbesondere die Schwingungsneigung in radialer Richtung und damit die Geräuschabstrahlung.
-
D. h. im Ergebnis führt das Versteifungsmittel 100 dazu, dass der Bereich um das innere Felgenhorn 50 im Falle einer Schwingungsanregung gegenüber eines Felgenbettes ohne Versteifungsmittel bei gleicher eingeleiteter Schwingungsenergie mit deutlich kleinerer Amplitude in radialer Richtung schwingt, insbesondere in der Doppel-, Dreifach- und Vierfachschwingform, wodurch wiederum die Abstrahlung der Schwingung in die umgebende Luft und damit die Geräuschabstrahlung bzw. die Geräuschentstehung, insbesondere die auf die Doppel-, Dreifach- oder Vierfachschwingform zurückzuführende Geräuschabstrahlung bzw. -entstehung reduziert wird.
-
Durch diese konstruktive Maßnahme, die keine nennenswerte Gewichtserhöhung mit sich bringt, kann je nach Ausgestaltung und Fahrzeugrad das Reifen-Fahrbahngeräusch mehr oder weniger positiv beeinflusst werden bzw. eine Verschlechterung weitestgehend vermieden werden. Ferner bewirkt die mittels der Aufdickung 100 erzielte Steifigkeitserhöhung eine Verschiebung der Eigenfrequenz des Felgenbettes 40 nach oben. Je nach Dimensionierung und Fahrzeugrad kann durch eine derartige Aufdickung 100 in einigen Fällen die Eigenfrequenz um mehr als 50 Hz erhöht werden, so dass auf diese Weise beispielsweise die absolute Eigenfrequenz des Felgenbettes 40 von ca. 480 Hz auf über 500 Hz oder sogar über 540 Hz angehoben werden kann.
-
Ein erfindungsgemäßes Rad 10 weist ferner, wie das in den 2a bis 2c beispielhaft dargestellte Rad 10 wenigstens zwei Speichen 90 auf, die ein Speichenpaar 110 bilden, vgl. 2c, und wenigstens teilweise zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sind.
-
2c zeigt das erfindungsgemäße Fahrzeugrad 10 aus den 2a und 2b in Seitenansicht auf die fahrzeugäußere Seite des Radsterns 30. Der Radstern 30 dieses Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Rades 10 weist dabei insgesamt zehn Speichen 90 auf, die jeweils zu fünf Speichenpaaren 110 gruppiert sind mit jeweils zwei Speichen 90, wobei die Speichen 90 jeweils die Nabe 20 bzw. einen ringförmigen Nabenbereich 130 mit dem Felgenbett 40 verbinden. Dabei sind jeweils die zwei Speichen 90, die zu einem Speichenpaar 110 gruppiert sind bzw. die paarweise angeordnet sind, über die Speichenlänge 120 durch eine Verbindung 140 zumindest teilweise ausgehend von einem Bereich 130 um die Nabe herum zu einer gemeinsamen Speiche verbunden.
-
Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die Speichen 90 aller fünf Speichenpaare 110 dabei jeweils mindestens über ein Drittel der Speichenlänge 120 miteinander verbunden. Die Speichen können aber auch nur abschnittsweise oder über die Hälfte der Speichenlänge 120 oder nahezu vollständig über die gesamte Speichenlänge 120 zu einer gemeinsamen Speiche verbunden sein, je nach Steifigkeitsanforderungen an den Radstern 30. Es müssen auch nicht die Speichen aller Speichenpaare verbunden sein, es können auch nur einige Speichenpaare zwei zumindest teilweise verbundene Speichen aufweisen.
-
Die Verbindung 140 wird bevorzugt bei der Herstellung des Rades 10 eingebracht und besteht besonders bevorzugt, wie bei diesem Ausführungsbeispiel aus dem gleichen Werkstoff wie das übrige Rad 10 und ist mit den Speichen 90 einstückig verbunden. Die Verbindung zweier Speichen kann aber auch durch einen sogenannten Einleger gebildet sein, der als separates Bauteil zwischen den Speichen 90 eingebracht wird und anschließend befestigt wird, insbesondere fest mit den Speichen verbunden wird.
-
Durch die Verbindung 140 der paarweise gruppierten Speichen 90 über einen Teil ihrer Speichenlänge 120 kann die Steifigkeit des Radsterns 30 ohne eine nennenswerte Gewichtserhöhung und ohne einen maßgeblichen Einfluss auf das Felgendesign deutlich erhöht werden, so dass die Amplituden von Rotationsschwingungen des Radsterns 30 in Umfangsrichtung, die beispielsweise auf eine Anregung durch die Betriebsbremse zurückzuführen sind, bei vergleichbarer eingeleiteter Schwingungsenergie gegenüber einer aus dem Stand der Technik bekannten Felge (vgl. 1a bis 1d) deutlich reduziert werden können. Infolgedessen kommt es zu einer deutlich reduzierten Anregung des Felgenbettes 40 in radialer Richtung und somit zu einer verminderten Anregung der das Felgenbett 40 umgebenden Luft. Somit weist ein erfindungsgemäßes Rad 10 eine insgesamt erheblich reduzierte Geräuschabstrahlung auf, insbesondere hinsichtlich des Reifen-Fahrbahngeräuschs und störender Bremsgeräusche.
-
Bei Versuchen hat sich in einigen Fällen, je nach Versuchsfahrzeug bzw. dessen Bremsanlage, gezeigt, dass sich mit erfindungsgemäßen Fahrzeugrädern 10 die Geräuschabstrahlung von Bremsgeräuschen signifikant verbessern lässt, wenn die teilweise Verbindung von jeweils zwei Speichen 90 derart ausgestaltet ist, dass sich eine absolute Ziel-Eigenfrequenz des Fahrzeugrades 10 in Umfangsrichtung von über 450 Hz einstellt, vorzugsweise von über 500 Hz, insbesondere von über 600 Hz.
-
Selbstverständlich ist eine Vielzahl an Abwandlungen, insbesondere von konstruktiven Abwandlungen, zu dem erläuterten Ausführungsbeispiel möglich, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rad aus dem Stand der Technik
- 2
- Nabe
- 3
- Radstern
- 4
- Felgenbett
- 9
- Speiche
- 12
- Speichenlänge
- 13
- ringförmiger Nabenbereich
- 10
- erfindungsgemäßes Rad
- 20
- Nabe
- 30
- Radstern
- 40
- Felgenbett
- 50
- inneres Felgenhorn
- 60
- äußeres Felgenhorn
- 70
- innerer Wulstsitz
- 80
- äußerer Wulstsitz
- 90
- Speiche
- 100
- Versteifungsmittel
- 110
- Speichenpaar
- 120
- Speichenlänge
- 130
- ringförmiger Nabenbereich
- 140
- Verbindung zweier Speichen
- A
- Position eines äußeren Endes einer Speiche im undefomierten Zustand des Felgenbettes
- A'
- Position des äußeren Endes einer Speiche im in Folge einer Rotationsschwingung deformierten Zustand des Felgenbettes
- H
- Höhe des Versteifungsmittels
- B
- Breite des Versteifungsmittels
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
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.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- DE 10393142 T5 [0003, 0005]
