DE102014103269A1

DE102014103269A1 - Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug

Info

Publication number: DE102014103269A1
Application number: DE102014103269.1A
Authority: DE
Inventors: Andreas HIGLE
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2014-03-12
Filing date: 2014-03-12
Publication date: 2015-09-17

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug mit einer Nabe (4), mit einer sich in radialer Richtung erstreckender Verbindungsanordnung (8), wie zum Beispiel eine Speichenanordnung oder ein Plattenorgan und mit einem Felgenbett (12), das ein äußeres Felgenhorn (10) und ein inneres Felgenhorn (14) aufweist, wobei die Verbindungsanordnung (8) im Bereich des äußeren Felgenhornes (10) mit dem Felgenbett (12) verbunden ist, wobei zumindest das Felgenbett und das äußere sowie das innere Felgenhorn (14) einstückig aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, wobei im Bereich des inneren Felgenhorns (14) mindestens ein Hohlraum (16) vorgesehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug mit einer Nabe, mit einer sich in radialer Richtung erstreckender Verbindungsanordnung, wie zum Beispiel eine Speichenanordnung oder ein Plattenorgan und mit einem Felgenbett, das ein äußeres Felgenhorn und ein inneres Felgenhorn aufweist, wobei die Verbindungsanordnung im Bereich des äußeren Felgenhornes mit dem Felgenbett verbunden ist, wobei zumindest das Felgenbett und das äußere sowie das innere Felgenhorn einstückig aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sind.
Derartige Fahrzeugräder sind aus dem Stand der Technik hinlänglich bekannt. Sie bestehen zumeist aus einer Felgennabe, die über Speichen oder eine komplette Platte mit dem Felgenbett im Bereich eines äußeren Felgenhornes verbunden sind. Zur Befestigung der Speicher oder Platte kann bei mehrteiligen Fahrzeugrädern auch noch eine sogenannte Felgenscheibe vorgesehen sein, die wiederum mit dem Felgenbett verbunden ist. Auch zur Fahrzeuginnenseite wird das Felgenbett begrenzt durch ein sogenanntes inneres Felgenhorn. Das Felgenbett trägt beim luftbereiften Rad den Luftreifen. In Verbindung mit dem äußeren und inneren Felgenhorn ergibt sich ein in etwa U-förmiger, in radialer Richtung nach außen offener Querschnitt. Insbesondere aus der DE 697 07 041 T2 ist ein Fahrzeugrad bekannt, bei dem das Felgenbett sowie das innere und das äußere Felgenhorn einstückig aus einem Verbundwerkstoff hergestellt sind. Auch wenn eine grundsätzliche Steifigkeit des Fahrzeugrades gegeben sein sollte, so finden unterschiedliche Verformungsgrade über den Querschnitt des Fahrzeugrades statt, da das Fahrzeugrad an der Außenseite, im Bereich des äußeren Felgenhornes durch das Vorhandensein der Verbindungsanordnung eine wesentlich höhere Steifigkeit als an der Innenseite im Bereich des inneren Felgenhornes aufweist. Hierdurch wirkt eine Querkraft auf das Fahrzeugrad, wodurch ein Sturzverlust mit den bekannten Nachteilen bedingt wird.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, auf einfache und kostengünstige Weise ein gattungsgemäßes Fahrzeugrad dahingehend zu verbessern, dass eine über den Querschnitt des Fahrzeugrades hohe Steifigkeit gewährleistet ist.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass im Bereich des inneren Felgenhornes mindestens ein Hohlraum vorgesehen ist. Hierdurch ist es möglich, komplexere und steifere Geometrien im Bereich des inneren Felgenhorns zu schaffen, ohne bei gleichbleibendem Materialaufwand das Gewicht zu erhöhen.
Eine besonders vorteilhafte Ausführungsform eines Fahrzeugrades wird dadurch geschaffen, das die Verbindungsanordnung, das Felgenbett, das äußere Felgenhorn und das innere Felgenhorn einstückig ausgeführt sind.
Als besonders vorteilhaft hat es sich erwiesen, wenn der Hohlraum so ausgebildet ist, dass die Kontur des inneren Felgenhorns und einer Felgenschulter abgebildet wird und eine gleichbleibende Wandstärke dieser Bauteile realisiert wird. Alternativ bildet der Hohlraum die Kontur des inneren Felgenhorns, der Felgenschulter und des Felgenbetts nach. Dabei wird ebenfalls eine gleichbleibende Wandstärke realisiert.
In vorteilhafter Weise ist der Faserverbundwerkstoff ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK).
Der Hohlraum kann über den Umfang des Felgenbettes durchgehend verlaufen. Alternativ können auch über den Umfang des Felgenbettes mehrere Hohlräume vorgesehen sein.
Eine besonders steife Ausführungsform eines Fahrzeugrades wird dadurch bereitgestellt, dass in dem mindestens einen Hohlraum ein hochsteifer Werkstoffkörper, beispielsweise aus Keramik, vorgesehen ist. Dieser Werkstoffkörper kann hierbei schaum- oder wabenförmig ausgeführt sein.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert; hierbei zeigt
1a ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad in der Vorderansicht,
1b das Fahrzeugrad aus 1a im Querschnitt,
2 eine Detailansicht des Bereichs des inneren Felgenhorns einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades, und
3 eine Detailansicht im Bereich des inneren Felgenhornes einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades.
1a zeigt eine Fahrzeugrad 2 in einer Vorderansicht. Hierbei wird eine Nabe 4 (siehe 1b), die durch eine Abdeckkappe 6 abgedeckt ist, über eine Verbindungsanordnung 8, die im vorliegenden Ausführungsbeispiel aus einer Speicheranordnung gebildet wird, mit einem äußeren Felgenhorn 10 verbunden.
Wie 1b zeigt, schließt sich dem äußeren Felgenhorn 10 ein Felgenbett 12 an, dem sich auf der nach innen gerichteten Seite ein inneres Felgenhorn 14 anschließt. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel sind die Speichenanordnung 8, das äußere Felgenhorn, das Felgenbett 12 und das innere Felgenhorn 14 einstückig aus einem Faserverbundwerkstoff, hier einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFK) hergestellt.
Es sollte deutlich sein, dass ein herkömmliches Fahrzeugrad im Bereich des äußeren Felgenrades aufgrund der Verbindungsanordnung eine höhere Steifigkeit aufweist als im Bereich des inneren Felgenhornes, wodurch das Fahrzeugrad im Bereich des inneren Felgenhornes eine wesentlich ovalere Form als im Bereich des äußeren Felgenhornes annimmt. Dies kann einen Sturzverlust bedingen.
Das Fahrzeugrad 2 weist nun, wie 2 deutlich zeigt, zur Lösung dieses Problems erfindungsgemäß im Bereich des inneren Felgenhornes 14 einen Hohlraum 16 auf, um eine hochsteife Geometrie zu verschaffen, ohne hierbei Nachteile aufgrund einer möglichen Gewichtszunahme zu bedingen. Der Hohlraum 16 ist im Wesentlichen so ausgebildet, dass die Kontur des inneren Felgenhorns 14 und einer Felgenschulter 15 abgebildet wird und eine gleichbleibende Wandstärke dieser Bauteile realisiert wird.
3 zeigt eine weitere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades 2 in einer Detailansicht des Bereiches des Felgenhorns 14. Auch hier ist wieder ein Hohlraum 16 vorgesehen, der die Kontur des inneren Felgenhorns 14, der Felgenschulter 15 und des Felgenbetts 12 nachbildet. Dabei wird eine gleichbleibende Wandstärke dieser Bauteile realisiert. Der Hohlraum 16 endet dabei an einer Grundseite 20, die in das Felgenbett 12 übergeht.
Dementsprechend reicht dieser Hohlraum 16 nicht so weit ins Felgenbett 12 hinein wie in 2. Jedoch ist hier im Hohlraum ein hochsteifer Werkstoffkörper, im vorliegenden Beispiel ein schaumförmiger Werkstoffkörper 22 der den Bereich des inneren Felgenhornes 14 hochsteif verfestigt.
In den gezeigten Ausführungsbeispielen wurde jeweils von einem über den Umfang des Felgenbettes 12 durchgehend verlaufenden Hohlraum 16 ausgegangen. Es ist jedoch auch denkbar, dass über den Umfang verteilt mehrere Hohlräume durch Vollmaterial voneinander getrennt vorgesehen sind.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 69707041 T2 [0002]

Claims

Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug mit einer Nabe (4), mit einer sich in radialer Richtung erstreckender Verbindungsanordnung (8), wie zum Beispiel eine Speichenanordnung oder ein Plattenorgan und mit einem Felgenbett (12), das ein äußeres Felgenhorn (10) und ein inneres Felgenhorn (14) aufweist, wobei die Verbindungsanordnung (8) im Bereich des äußeren Felgenhornes (10) mit dem Felgenbett (12) verbunden ist, wobei zumindest das Felgenbett und das äußere sowie das innere Felgenhorn (14) einstückig aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt sind, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich des inneren Felgenhorns (14) mindestens ein Hohlraum (16) vorgesehen ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindungsanordnung (8), das Felgenbett (12), das äußere Felgenhorn (10) und das innere Felgenhorn (14) einstückig ausgeführt sind.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (16) so ausgebildet ist, dass die Kontur des inneren Felgenhorns (14) und einer Felgenschulter (15) abgebildet wird und eine gleichbleibende Wandstärke dieser Bauteile realisiert wird.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (16) die Kontur des inneren Felgenhorns (14), der Felgenschulter (15) und des Felgenbetts (12) nachbildet und eine gleichbleibende Wandstärke realisiert wird.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Faserverbundwerkstoff ein kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) ist.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlraum (16) über den Umfang des Felgenbettes (12) durchgehend verläuft.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass über den Umfang des Felgenbettes (12) mehrere Hohlräume (16) vorgesehen sind.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Hohlraum (16) ein hochsteifer Werkstoffkörper (22) vorgesehen ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoffkörper (22) schaum- oder wabenförmig ausgeführt ist.