DE102015006652A1 - Vehicle wheel and method for producing a vehicle wheel - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kunststoff-Felge (7), die ein radial äußeres Felgenbett (5) und einen, am Fahrzeug montierbaren, radial inneren Nabenkörper (11) aufweist und einen Speichenabschnitt (9) aufweist, der im Fahrbetrieb einen Lastpfad (L1) bildet, über den Kräfte zwischen dem Nabenkörper (11) und dem Felgenbett (5) übertragbar sind. Erfindungsgemäß ist der Speichenabschnitt (9) zur lokalen Versteifung mit zumindest einem, im Vergleich zum Kunststoffmaterial (21) struktursteiferen Verstärkungsteil (19) ausgebildet.The invention relates to a vehicle wheel for a motor vehicle, comprising a plastic rim (7) which has a radially outer rim base (5) and a vehicle inner mountable radially inner hub body (11) and has a spoke portion (9) in the Driving operation forms a load path (L1) through which forces between the hub body (11) and the rim base (5) are transferable. According to the invention, the spoke section (9) for local stiffening is formed with at least one reinforcing part (19) which is structurally stiffer compared to the plastic material (21).

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugrads nach dem Patentanspruch 13.The invention relates to a vehicle wheel according to the preamble of claim 1 and to a method for producing such a vehicle wheel according to claim 13.

In gängiger Praxis wird die Felge eines Fahrzeugrads aus Leichtmetall-Werkstoffen, zum Beispiel aus Aluminium, oder aus Stahl hergestellt. Im Fahrbetrieb bilden die Speichen der Felge einen Lastpfad, über den Kräfte zwischen dem radial inneren Nabenkörper und dem radial äußeren Felgenbett übertragen werden. Die Felgen-Geometrie ist dabei so auszulegen, dass im Fahrbetrieb eine einwandfreie Kraftüberleitung von der nabenseitigen Radverschraubung in das radial äußere Felgenbett gewährleistet ist.In common practice, the rim of a vehicle wheel made of light metal materials, such as aluminum, or made of steel. When driving, the spokes of the rim form a load path via which forces are transmitted between the radially inner hub body and the radially outer rim base. The rim geometry is to be interpreted in such a way that, during driving, a perfect force transfer from the hub-side wheel screw connection into the radially outer rim base is ensured.

Als Alternative zu einer solchen Stahl- oder Alu-Felge ist aus der DE 10 2012 022 148 A1 ein gattungsgemäßes Fahrzeugrad bekannt, dessen Felge aus einem Faserverbund-Kunststoffmaterial hergestellt ist. Bei einem solchen Faserverbund-Fahrzeugrad aus darin eingebetteten Glas- oder Karbon-Kurz- oder Endlosfasern kann keine direkte Krafteinleitung der Felgen-Nabe in die Speiche erfolgen. Zudem ist die Auslegung bezüglich Festigkeit der Speichen aufgrund mehrachsiger Spannungszustände in der Speiche kritisch, da die Struktursteifigkeit zu gewährleisten ist. Um die Struktursteifigkeit zu gewährleisten, ist die Faserverbund-Kunststofffelge mit einer kompakten Felgen-Geometrie auszuführen. Dies führt zu einem hohen Materialeinsatz, was im Hinblick auf eine Leichtbauweise nachteilig ist. Zudem ist die Herstellung von Faserverbund-Kunststofffelgen mit darin integrierten Lang- oder Endlosfasern kostspielig.As an alternative to such a steel or aluminum rim is from the DE 10 2012 022 148 A1 a generic vehicle wheel known whose rim is made of a fiber composite plastic material. In such a fiber composite vehicle wheel embedded therein glass or carbon short or continuous fibers can not be a direct force transmission of the rim hub in the spoke. In addition, the design with respect to strength of the spokes is critical due to multiaxial stress states in the spoke, since the structural rigidity is to be ensured. To ensure structural rigidity, the fiber composite plastic rim must be designed with a compact rim geometry. This leads to a high material usage, which is disadvantageous in terms of a lightweight construction. In addition, the production of fiber composite plastic rims with integrated long or continuous fibers is expensive.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Fahrzeugrad sowie ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Fahrzeugrads bereitzustellen, das trotz eines im Vergleich zum Stand der Technik reduzierten Bauteilgewichtes im Fahrbetrieb eine ausreichend große Struktursteifigkeit bereitstellt.The object of the invention is to provide a vehicle wheel and a method for producing such a vehicle wheel, which provides a sufficiently high structural rigidity despite a reduced compared to the prior art component weight while driving.

Die Aufgabe ist durch die Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.The object is solved by the features of claim 1. Preferred embodiments of the invention are disclosed in the subclaims.

Gemäß dem kennzeichnenden Teil des Patentanspruches 1 wird speziell der den oben erwähnten Lastpfad bildende Speichenabschnitt mittels zumindest eines zusätzlichen Verstärkungsteils lokal ausgesteift. Das Verstärkungsteil weist im Vergleich zur Felge eine größere Werkstoff-Struktursteifigkeit auf. Besonders bevorzugt ist das Verstärkungsteil ein Einleger, der im Felgen-Kunststoffmaterial des Speichenabschnitt integriert oder eingebettet ist. Der Einleger kann besonders bevorzugt aus einem Metall hergestellt sein, etwa Aluminium, Stahl oder Titan. Alternativ dazu kann der Einleger auch aus einem Organoblech hergestellt sein. Das Organoblechteil kann dabei aus verschiedenen Endlosfaser-Materialien, wie zum Beispiel Kohlenstoff, Basalt und verschiedenen thermoplastischen Matrixsystemen, zum Beispiel Polyamid oder Polypropylen, bestehen.According to the characterizing part of patent claim 1, the spoke section forming the above-mentioned load path is locally stiffened by means of at least one additional reinforcement part. The reinforcing member has a greater material structural rigidity compared to the rim. Particularly preferably, the reinforcing member is an insert, which is integrated or embedded in the rim plastic material of the spoke portion. The insert may more preferably be made of a metal such as aluminum, steel or titanium. Alternatively, the insert may also be made of an organic sheet. The organic sheet part may consist of various continuous fiber materials, such as carbon, basalt and various thermoplastic matrix systems, for example polyamide or polypropylene.

Der Nabenkörper der Felge kann über eine Radverschraubung an einem fahrzeugseitigen Radflansch eines Radträgers angebunden werden. Die Radverschraubung kann in an sich bekannter Weise eine Anzahl von umfangsverteilt am Nabenkörper ausgebildete Bohrungen aufweisen. Durch diese ist ein Schraubbolzen führbar, mit dem die Felge am Radträger festspannbar ist. Im Hinblick auf eine einwandfreie Krafteinleitung in die Felge kann das jeweilige Felgenloch unmittelbar im Einleger ausgebildet sein. Um eine betriebssichere Radverschraubung zu gewährleisten, kann der Einleger im Öffnungsrandbereich des jeweiligen Felgenloches beidseitig vom Kunststoffmaterial freigelegt sein. Ansonsten kann der Einleger vollständig vom Kunststoffmaterial umgossen sein.The hub body of the rim can be connected via a Radverschraubung on a vehicle-side wheel flange of a wheel carrier. The Radverschraubung may have a number of circumferentially distributed on the hub body formed holes in a conventional manner. Through this a bolt is feasible with which the rim is clamped to the wheel. With regard to a proper introduction of force into the rim, the respective rim hole can be formed directly in the insert. In order to ensure a reliable wheel fitting, the insert can be exposed in the opening edge region of the respective rim hole on both sides of the plastic material. Otherwise, the insert can be completely encapsulated by the plastic material.

Zudem kann der Felgen-Nabenkörper eine Radzentrierung mit einer, in Flucht zur Raddrehachse angeordneten Zentrieröffnung aufweisen. Durch die Zentrieröffnung ist in gängiger Praxis eine Zentralschraube führbar. Zur weiteren Steigerung der Felgen-Struktursteifigkeit kann die Zentrieröffnung unmittelbar im Einleger ausgebildet sein. Der Einleger kann zudem im Öffnungsrandbereich der Zentrieröffnung beidseitig vom Kunststoffmaterial freigelegt sein, um eine betriebssichere Verspannung der Kunststoffmaterial-Felge am Radflansch des Radträgers zu gewährleisten.In addition, the rim hub body may have a Radzentrierung with a, arranged in alignment with the wheel axis centering. Through the centering a central screw is feasible in current practice. To further increase the rim-structural stiffness, the centering hole can be formed directly in the insert. The insert can also be exposed on both sides of the plastic material in the opening edge region of the centering opening to ensure a reliable clamping of the plastic material rim on the wheel flange of the wheel carrier.

In einer technischen Umsetzung kann der Einleger aus zumindest einem radial inneren Nabensegment ausgebildet sein, das mit zumindest einem Speichensegment radial nach außen über eine vorgegebene Radiallänge verlängert ist. Bevorzugt sind eine Mehrzahl von, in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilten Speichensegmenten bereitgestellt, die radial nach innen sternförmig zusammenlaufen. Im radial inneren Nabensegment des Einlegers sind bevorzugt sowohl die Zentrieröffnung als auch die Felgenlöcher ausgebildet.In a technical implementation of the insert may be formed from at least one radially inner hub segment, which is extended with at least one spoke segment radially outward over a predetermined radial length. Preferably, a plurality of, evenly distributed in the circumferential direction spoke segments are provided, which converge radially inwardly in a star shape. In the radially inner hub segment of the insert, both the centering opening and the rim holes are preferably formed.

Der oben angegebene Einleger kann in einer ersten Ausführungsvariante ein einteiliges Metallblechteil sein, das in einem Stanz-/Umformprozess hergestellt ist. Zur Formstabilisierung kann das Metallblechteil an den Speichensegmenten ein Aufkantprofil aufweisen, bei dem die seitlichen Rändern der Speichensegmente abgekantet sind.The above-mentioned insert may be in a first embodiment, a one-piece sheet metal part, which is produced in a stamping / forming process. To stabilize the shape of the sheet metal part may have on the spoke segments a Aufkantprofil in which the lateral edges of the spoke segments are folded.

Alternativ dazu kann der Einleger nicht einteilig ausgeführt sein, sondern vielmehr eine Mehrzahl von einander separater Einzelkomponenten aufweisen. Diese sind in der Rad-Umfangsrichtung mit Abstand zueinander verteilt und laufen radial nach innen sternförmig zusammen. Alternatively, the insert can not be made in one piece, but rather have a plurality of separate individual components. These are distributed in the wheel circumferential direction at a distance from each other and run radially inwardly together in a star shape.

In einer bevorzugten Ausführungsvariante können die Einzelkomponenten als Metall-Gussteile hergestellt sein, die zueinander baugleich ausgeführt sind. Jede der Einzelkomponenten des Einlegers kann bevorzugt radial nach innen mit einem Teil-Öffnungsrandbereich abschließen, der im Zusammenbauzustand die Zentrieröffnung begrenzt. Radial nach außen kann das Nabensegment mit dem Speichensegment verlängert sein. Die Radiallänge des Speichensegmentes ist dabei je nach erforderlichen Felgen-Struktursteifigkeit ausgelegt. Maximal kann sich das Speichensegment bis unmittelbar zum Felgenbett erstrecken.In a preferred embodiment, the individual components can be produced as metal castings, which are designed to be identical to one another. Each of the individual components of the insert may preferably terminate radially inwardly with a partial opening edge region which in the assembled state defines the centering opening. Radially outward, the hub segment may be extended with the spoke segment. The radial length of the spoke segment is designed depending on the required rim structural rigidity. At most, the spoke segment can extend directly to the rim base.

Bei der einteiligen Ausbildung des Einlegers kann das radial innere Nabensegment durchgängig ringförmig ausgebildet sein, wobei dessen innere Randkante die Zentrieröffnung begrenzt und an dessen Außenumfang die Speichensegmente materialeinheitlich und einstückig radial nach außen anschließen.In the one-piece design of the insert, the radially inner hub segment may be formed continuously annular, wherein the inner peripheral edge limits the centering and connect the spoke segments of material uniformly and integrally radially outwardly on the outer circumference.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer solchen Kunststoff-Felge wird zunächst ein Einleger in eine Werkzeugkavität eines Spritzgießwerkzeuges eingelegt. Anschließend wird unter Druck und Wärme eine flüssige Kunststoff-Ausgangskomponente in die Werkzeugkavität injiziert. Nach Aushärtung der Kunststoff-Ausgangskomponente kann die Kunststoff-Felge aus der Werkzeugkavität entnommen werden.In a method for producing such a plastic rim, an insert is first inserted into a mold cavity of an injection molding tool. Subsequently, under pressure and heat, a liquid plastic starting component is injected into the mold cavity. After curing of the plastic output component, the plastic rim can be removed from the mold cavity.

Wie oben erwähnt, sind die Speichensegmente des Einlegers in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet. Zwischen den Speichensegmenten werden Drehwinkelbereiche aufgespannt. Bevorzugt ist es, wenn die Speichensegmente an ihren radial äußeren freien Stirnseiten miteinander verbunden sind. In einer Ausführungsvariante können die radial äußeren Stirnseiten der Speichensegmente materialeinheitlich und einstückig in einen umlaufenden Außenring übergehen, der die Speichensegmente in der Umfangsrichtung kraftübertragend miteinander verbindet. Jedoch führt der Außenring zu einem wesentlich erhöhten Felgen-Gewicht. Zur Reduzierung des Felgen-Gewichtes ist daher von Vorteil, wenn anstelle eines solchen umlaufenden Außenrings im jeweiligen Drehwinkelbereich zwischen den Speichensegmenten ein Faserhalbzeug im Felgen-Kunststoffmaterial integriert wird. Mittels des Faserhalbzeuges können die Einleger-Speichensegmente in der Umfangsrichtung kraftübertragend miteinander gekoppelt sein, und zwar im Vergleich zur obigen Ausführungsvariante reduziertem Bauteilgewicht.As mentioned above, the spoke segments of the insert are distributed uniformly in the circumferential direction. Rotation angle ranges are clamped between the spoke segments. It is preferred if the spoke segments are connected to one another at their radially outer free end faces. In one embodiment, the radially outer end faces of the spoke segments can pass over in the same material and in one piece into a circumferential outer ring, which connects the spoke segments in the circumferential direction in a force-transmitting manner. However, the outer ring leads to a significantly increased rim weight. To reduce the weight of the rim is therefore advantageous if instead of such a circumferential outer ring in the respective rotational angle range between the spoke segments, a semi-finished fiber in the plastic rim material is integrated. By means of the semifinished fiber product, the insert spoke segments can be coupled with one another in a force-transmitting manner in the circumferential direction, in comparison to the above variant of reduced component weight.

In einer besonders bevorzugten gewichtsgünstigen Ausführungsvariante kann das Faserhalbzeug ein geschlossenes Faserband sein. Das Faserband kann radial innen sich in Umfangsrichtung entlang des Einleger-Nabensegmentes erstrecken sowie in Radialrichtung nach außen entlang der Flankenseite der Speichensegmente bis zu deren äußeren radialen Enden verlaufen. Dort kann das Faserhalbzeug (mit einem radial äußeren Faserband-Abschnittes) im weiteren Verlauf den aufgespannten Drehwinkelbereich radial nach außen eingrenzen.In a particularly preferred low-weight embodiment variant, the semifinished fiber product may be a closed fiber band. The sliver may extend radially inwardly circumferentially along the insert hub segment and extend radially outwardly along the flank side of the spoke segments to their outer radial ends. There, the semi-finished fiber (with a radially outer sliver section) in the further course of the clamped angle of rotation range bound radially outward.

Im Hinblick auf einen homogenen Kraftfluss zwischen dem Nabenkörper und dem Felgenbett ist es von Bedeutung, dass der Einleger in engem Formschluss mit dem umgossenen Felgen-Kunststoffmaterial ist. Vor diesem Hintergrund ist es von Vorteil, wenn der Einleger, insbesondere das Speichensegment des Einlegers, eine Formschluss-Ausnehmung aufweist, die vom Kunststoffmaterial durchsetzt ist. Je nach Geometrie kann die Formschluss-Ausnehmung radial nach außen offen oder geschlossen gestaltet sein.In view of a homogeneous flow of force between the hub body and the rim well, it is important that the insert be in tight fit with the encapsulated rim plastic material. Against this background, it is advantageous if the insert, in particular the spoke segment of the insert, has a form-fitting recess which is penetrated by the plastic material. Depending on the geometry, the form-fitting recess can be designed to be radially open or closed.

Die vorstehend erläuterten und/oder in den Unteransprüchen wiedergegebenen vorteilhaften Aus- und/oder Weiterbildungen der Erfindung können – außer zum Beispiel in den Fällen eindeutiger Abhängigkeiten oder unvereinbarer Alternativen – einzeln oder aber auch in beliebiger Kombination miteinander zur Anwendung kommen.The advantageous embodiments and / or further developments of the invention explained above and / or reproduced in the dependent claims can be used individually or else in any desired combination with one another, for example in the case of clear dependencies or incompatible alternatives.

Die Erfindung und ihre vorteilhaften Aus- und Weiterbildungen sowie deren Vorteile sind nachfolgend anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention and its advantageous embodiments and further developments and advantages thereof are explained in more detail below with reference to drawings.

Es zeigen:Show it:

1 in einer Schnittdarstellung eine Kunststofffelge; 1 in a sectional view of a plastic rim;

2 ein in der Kunststofffelge integrierbarer mehrteiliger Einleger; 2 a multi-part insert that can be integrated in the plastic rim;

3 eine Einzelkomponente des in der 2 gezeigten mehrteiligen Einlegers in Alleinstellung; 3 a single component of the in the 2 shown multi-part insert in isolation;

4 in einer Ansicht entsprechend der 2 eine Einleger-Einzelkomponente gemäß einer weiteren Ausführungsform; 4 in a view corresponding to 2 a single depositor component according to another embodiment;

5 ein Einleger gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel; und 5 an insert according to a second embodiment; and

6 eine Schnittdarstellung entlang der Schnittebene B-B aus der 5 6 a sectional view along the section plane BB from the 5

In der 1 ist ein an einem Radflansch eines fahrzeugseitigen Radträgers montierbares Fahrzeugrad 1 in einer Seitenschnittdarstellung gezeigt. Das Fahrzeugrad 1 weist einen nicht gezeigten schlauchlosen Reifen 3 auf, der in einem radial äußeren Felgenbett 5 einer Kunststofffelge 7 einsetzbar ist. Das Felgenbett 5 ist über umfangsverteilt angeordnete Speichen 9 mit einem radial inneren Nabenkörper 11 verbunden. Die Speichen 9 sind in Umfangsrichtung mit zwischengeordneten Freiräumen 13 ausgebildet. Der Nabenkörper 11 weist eine mittlere Zentrieröffnung 15 auf, die mit radialem Abstand von Felgenlöchern 17 umgeben sind. Die Felgenlöcher 17 sind Bestandteil einer Radverschraubung, bei der zum Beispiel radträgerseitige Schraubbolzen die Felgenlöcher 17 führbar sind, um die Kunststofffelge 7 am Radträger festzuspannen. In the 1 is a vehicle wheel which can be mounted on a wheel flange of a vehicle-side wheel carrier 1 shown in a side sectional view. The vehicle wheel 1 has a tubeless tire, not shown 3 on top, in a radially outer rim base 5 a plastic rim 7 can be used. The rim bed 5 is over circumferentially spaced spokes 9 with a radially inner hub body 11 connected. The spokes 9 are in the circumferential direction with intermediate free spaces 13 educated. The hub body 11 has a central centering opening 15 on, with radial clearance from rim holes 17 are surrounded. The rim holes 17 are part of a Radverschraubung, for example, the wheel carrier bolt on the rim holes 17 are feasible to the plastic rim 7 to tighten on the wheel carrier.

Die Kunststofffelge 7 ist in einem Kunststoffspritzgussverfahren hergestellt, bei dem ein Metall-Einleger 19 von zum Beispiel einem kurzfaserverstärkten Kunststoffmaterial 21 umspritzt wird.The plastic rim 7 is manufactured in a plastic injection molding process, in which a metal insert 19 of, for example, a short fiber reinforced plastic material 21 is overmoulded.

Wie aus der 2 hervorgeht, ist der Einleger 19 aus insgesamt fünf voneinander in der Umfangsrichtung mit Abstand zueinander verteilt angeordneten Einzelkomponenten 23 aufgebaut. Die Einzelkomponenten 23 sind baugleich ausgeführt und in der Zusammenbaulage sternförmig radial nach innen zusammengeführt. In der 2 ist die Außenkontur des Kunststoffmaterials 21 der Kunststofffelge 7 lediglich gestrichelt angedeutet.Like from the 2 is the depositor 19 from a total of five spaced apart in the circumferential direction with spaced apart arranged individual components 23 built up. The individual components 23 are identical in construction and merged in the assembly position star-shaped radially inward. In the 2 is the outer contour of the plastic material 21 the plastic rim 7 indicated only by dashed lines.

In der 3 ist eine der Einzelkomponenten 23 in Alleinstellung gezeigt. Demzufolge ist die Einzelkomponente 23 mit einem radial inneren Nabensegment 25 aufgebaut, das radial nach außen mit einem Speichensegment 27 verlängert ist. Das Nabensegment 25 der Einzelkomponente 23 weist ein Felgenloch 17 auf. Zudem begrenzt eine radial innere Randkante 29 des Einzelsegments 23 in der Zusammenbaulage (1 oder 2) die Zentrieröffnung 15.In the 3 is one of the individual components 23 shown in isolation. As a result, the single component is 23 with a radially inner hub segment 25 built, the radially outward with a spoke segment 27 is extended. The hub segment 25 the individual component 23 has a rim hole 17 on. In addition, a radially inner peripheral edge limited 29 of the single segment 23 in the assembly position ( 1 or 2 ) the centering opening 15 ,

Das Speichensegment 27 der Einzelkomponente 23 erstreckt sich innerhalb einer Fahrzeugrad-Speiche 9 und ist mit einer randseitig geschlossenen Formschluss-Ausnehmung 31 versehen. In den 1 bis 3 ist die Baulänge r1 des Speichensegmentes 27 der Einzelkomponente 23 so bemessen, dass diese sich bis unmittelbar an das Felgenbett 5 erstreckt. Demgegenüber ist in der in der 4 gezeigten Ausführungsvariante die Baulänge r2 des Speichensegmentes 27 der Einzelkomponente 23 reduziert, wodurch die Formschluss-Ausnehmung 31 radial nach außen offen gestaltet ist. Die Formschluss-Ausnehmung 31 ist in der Zusammenbaulage (1) vom Felgen-Kunststoffmaterial 21 durchsetzt, um einen auch bei Belastung einen innigen Formschluss zwischen dem Metall-Einleger 19 und dem Kunststoffmaterial 21 zu gewährleisten.The spoke segment 27 the individual component 23 extends within a vehicle wheel spoke 9 and is equipped with a closed form-fit recess at the edge 31 Mistake. In the 1 to 3 is the length r 1 of the spoke segment 27 the individual component 23 so that these are right up to the rim 5 extends. In contrast, in the in 4 embodiment shown, the length r 2 of the spoke segment 27 the individual component 23 reduces, creating the positive locking recess 31 designed radially open to the outside. The form-fitting recess 31 is in the assembly position ( 1 ) from the rim plastic material 21 interspersed, even under load an intimate fit between the metal insert 19 and the plastic material 21 to ensure.

In der Zusammenbaulage (1) ist der Öffnungsrandbereich 33 der in den Nabensegmenten 25 ausgebildeten Felgenlöcher 17 beidseitig vom Kunststoffmaterial 21 freigelegt, um eine einwandfreie Radverschraubung zu gewährleisten.In the assembly position ( 1 ) is the opening edge area 33 in the hub segments 25 trained rim holes 17 on both sides of the plastic material 21 exposed to ensure a perfect wheel fitting.

In den 5 und 6 ist ein Metall-Einleger 19 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt, der im Unterschied zu den vorangegangenen Figuren nicht aus voneinander separaten Einzelkomponenten 23 aufgebaut ist, sondern vielmehr ein einteiliges Metallblechteil ist. Demzufolge weist der Einleger 19 in der 5 ein ringförmig sowie durchgängig umlaufendes Nabensegment 25 auf, dessen innere Randkante 29 die Zentrieröffnung 15 begrenzt. Von dem Nabensegment 25 ragen in der 5 exemplarisch fünf Speichensegmente 27 radial nach außen ab. Die Speichensegmente 27 sind in der 5 materialeinheitlich und einstückig am Nabensegment 25 angeformt.In the 5 and 6 is a metal inserter 19 shown in a second embodiment, which, in contrast to the preceding figures not from separate individual components 23 is constructed, but rather is a one-piece sheet metal part. As a result, the depositor points 19 in the 5 an annular and continuous circumferential hub segment 25 on, its inner edge 29 the centering opening 15 limited. From the hub segment 25 protrude in the 5 exemplary five spoke segments 27 radially outward. The spoke segments 27 are in the 5 uniform material and in one piece on the hub segment 25 formed.

Um die Struktursteifigkeit des Metalleinlegers 19 weiter zu erhöhen, können gegebenenfalls die Speichensegmente 27 mit einem Aufkantprofil 37 versehen sein, wie es in der 5 und 6 beispielhaft nur an einem Speichensegment 27 realisiert ist. In dem Aufkantprofil 37 sind die Seitenflanken 39 der Speichensegmente 27 um 90° abgewinkelt.To the structural rigidity of the metal insert 19 If necessary, increase the spoke segments 27 with an upright profile 37 be provided as it is in the 5 and 6 exemplary only on a spoke segment 27 is realized. In the upright profile 37 are the side edges 39 the spoke segments 27 Angled at 90 °.

Wie exemplarisch in der 5 angedeutet ist, spannen die Speichensegmente 27 jeweils freie Drehwinkelbereiche 41 auf. In diesen Drehwinkelbereichen 41 kann ein geschlossenes Faserband 43 eingelegt sein, wie es in der 5 beispielhaft zwischen den beiden oberen Speichensegmenten 27 gezeigt ist. Das Faserband 43 verläuft in der 5 mit einem inneren Umfangsabschnitt 45 entlang des Nabensegmentes 25 und mit daran anschließenden Flankenabschnitt 47 entlang der Speichensegmente 27. Die Flankenabschnitte 47 gehen radial außen in einen äußeren Umfangsabschnitt 49 des insgesamt geschlossenen Faserbandes 43 über. Mittels des Faserbandes 43 können bevorzugt die radial äußeren Enden der Speichensegmente 27 kraftübertragend miteinander verbunden werden. Auf diese Weise wird ein entlang des Felgenbettes 5 in Umfangsrichtung verlaufender Lastpfad 12 ausgesteift.As exemplified in the 5 is hinted at, tighten the spoke segments 27 each free rotation angle ranges 41 on. In these rotation angle ranges 41 can a closed sliver 43 be inserted, as it is in the 5 as an example between the two upper spoke segments 27 is shown. The sliver 43 runs in the 5 with an inner peripheral portion 45 along the hub segment 25 and with adjoining flank section 47 along the spoke segments 27 , The flank sections 47 go radially outward into an outer peripheral portion 49 of the total closed sliver 43 above. By means of the sliver 43 may preferably be the radially outer ends of the spoke segments 27 force-transmitting connected to each other. That way, one gets along the rim base 5 circumferentially extending load path 12 stiffened.

Die Herstellung der Kunststofffelge 7 kann in einem Kunststoffspritzgießverfahren erfolgen. Demzufolge wird zunächst der Einleger 19 in eine Werkzeugkavität eines Kunststoffspritzgießwerkzeuges eingelegt. Anschließend wird die flüssige Kunststoff-Ausgangskomponente unter Druck und Wärme in die Werkzeugkavität injiziert, wodurch der Einleger vom Kunststoffmaterial 21 umgossen wird und gegebenenfalls die Faserbänder 43 vom Kunststoffmaterial 21 durchtränkt werden.The production of the plastic rim 7 can be done in a plastic injection molding process. Consequently, first the depositor 19 inserted into a mold cavity of a plastic injection molding tool. Subsequently, the liquid plastic starting component is injected under pressure and heat into the mold cavity, whereby the insert from the plastic material 21 is poured around and optionally the slivers 43 from the plastic material 21 be soaked.

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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Claims (13)

Fahrzeugrad für ein Kraftfahrzeug, mit einer Kunststoff-Felge (7), die ein radial äußeres Felgenbett (5) und einen, am Fahrzeug montierbaren, radial inneren Nabenkörper (11) aufweist und einen Speichenabschnitt (9) aufweist, der im Fahrbetrieb einen Lastpfad (L1) bildet, über den Kräfte zwischen dem Nabenkörper (11) und dem Felgenbett (5) übertragbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Speichenabschnitt (9) zur lokalen Versteifung mit zumindest einem, im Vergleich zum Kunststoffmaterial (21) struktursteiferen Verstärkungsteil (19) ausgebildet ist.Vehicle wheel for a motor vehicle, with a plastic rim ( 7 ), which has a radially outer rim base ( 5 ) and a vehicle-mounted, radially inner hub body ( 11 ) and a spoke section ( 9 ), which forms a load path (L 1 ) during driving, via the forces between the hub body ( 11 ) and the rim base ( 5 ) are transferable, characterized in that the spoke section ( 9 ) for local stiffening with at least one, compared to the plastic material ( 21 ) structurally stronger reinforcement part ( 19 ) is trained. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (19) ein Einleger ist, der im Kunststoffmaterial (21) des Speichenabschnittes (9) eingebettet ist.Vehicle wheel according to claim 1, characterized in that the reinforcing part ( 19 ) is an insert, which in the plastic material ( 21 ) of the spoke section ( 9 ) is embedded. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Verstärkungsteil (19) aus Metall, etwa Aluminium, Stahl, Titan, oder aus einem Organoblech hergestellt ist.Vehicle wheel according to claim 1 or 2, characterized in that the reinforcing part ( 19 ) made of metal, such as aluminum, steel, titanium, or made of an organic sheet. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper (11) der Felge (7) über eine Radverschraubung an einem fahrzeugseitigen Radträger anbindbar ist, welche Radverschraubung eine Anzahl von umfangsverteilt am Nabenkörper (11) ausgebildete Felgenlöcher (17) aufweist, durch die Schraubbolzen zum Festspannen der Felge (7) führbar sind, und dass insbesondere das Felgenloch (17) unmittelbar im Einleger (19) ausgebildet ist und der Einleger (19) im Öffnungsrandbereich (33) des Felgenlochs (17) vom Kunststoffmaterial (21) beidseitig freigelegt ist.Vehicle wheel according to claim 1, 2 or 3, characterized in that the hub body ( 11 ) of the rim ( 7 ) is connectable via a Radverschraubung on a vehicle-mounted wheel carrier, which Radverschraubung a number of circumferentially distributed on the hub body ( 11 ) formed rim holes ( 17 ), by the bolt for tightening the rim ( 7 ) are feasible, and that in particular the rim hole ( 17 ) directly in the depositor ( 19 ) and the depositor ( 19 ) in the opening edge area ( 33 ) of the rim hole ( 17 ) of the plastic material ( 21 ) is exposed on both sides. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenkörper (11) der Felge (7) eine Radzentrierung mit einer in Flucht zur Raddrehachse angeordneten Zentrieröffnung (15) aufweist, durch die eine Zentralschraube führbar ist, und dass insbesondere die Zentrieröffnung (15) vom Einleger (19) begrenzt ist und der Einleger (19) im Öffnungsrandbereich (35) der Zentrieröffnung (15) beidseitig vom Kunststoffmaterial (21) freigelegt ist.Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the hub body ( 11 ) of the rim ( 7 ) Radzentrierung with a arranged in alignment with the wheel axis centering ( 15 ), through which a central screw can be guided, and in particular that the centering opening ( 15 ) from the depositor ( 19 ) and the depositor ( 19 ) in the opening edge area ( 35 ) of the centering opening ( 15 ) on both sides of the plastic material ( 21 ) is exposed. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (19) zumindest ein radial inneres Nabensegment (25) aufweist, in dem bevorzugt die Zentrieröffnung (15) und die Felgenlöcher (17) gebildet sind, und dass das radial innere Nabensegment (25) über eine Radiallänge (r1, r2) nach außen mit zumindest einem Speichensegment (27) verlängert ist, und dass insbesondere eine Mehrzahl von, in Umfangsrichtung verteilten Speichensegmenten (27) bereitgestellt ist, die radial nach innen sternförmig zusammenlaufen.Vehicle wheel according to one of claims 2 to 5, characterized in that the insert ( 19 ) at least one radially inner hub segment ( 25 ), in which preferably the centering opening ( 15 ) and the rim holes ( 17 ) are formed, and that the radially inner hub segment ( 25 ) over a radial length (r 1 , r 2 ) to the outside with at least one spoke segment ( 27 ) is extended, and that in particular a plurality of circumferentially distributed spoke segments ( 27 ) is provided, which converge radially inwardly in a star shape. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (19) aus einer Mehrzahl voneinander separater Einzelkomponenten (23) aufgebaut ist, die in der Rad-Umfangsrichtung mit Abstand zueinander verteilt sind und radial nach innen sternförmig zusammenlaufen.Vehicle wheel according to one of claims 2 to 6, characterized in that the insert ( 19 ) from a plurality of separate individual components ( 23 ) is constructed, which are distributed in the wheel circumferential direction at a distance from each other and converge radially inwardly in a star shape. Fahrzeugrad nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass jede Einzelkomponente (23) des Einlegers (19) ein Speichensegment (27), ein Nabensegment (25) sowie radial innen eine Randkante (29) aufweist, die die Zentrieröffnung (15) begrenzt.Vehicle wheel according to claim 7, characterized in that each individual component ( 23 ) of the depositor ( 19 ) a spoke segment ( 27 ), a hub segment ( 25 ) and radially inside a peripheral edge ( 29 ) having the centering opening ( 15 ) limited. Fahrzeugrad nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, das zwischen den Speichensegmenten (27) des Einlegers (19) zumindest ein freier Drehwinkelbereich (41) aufgespannt ist, und dass in dem Drehwinkelbereich (41) ein Faserhalbzeug (43) im Kunststoffmaterial (21) der Felge (7) integriert ist, das die Einleger-Speichensegmente (27) in der Umfangsrichtung kraftübertragend miteinander verbindet, und zwar unter Bildung eines umfangsseitigen Lastpfads (L2).Vehicle wheel according to claim 6, 7 or 8, characterized in that between the spoke segments ( 27 ) of the depositor ( 19 ) at least one free rotation angle range ( 41 ) is clamped, and that in the rotation angle range ( 41 ) a semi-finished fiber product ( 43 ) in the plastic material ( 21 ) of the rim ( 7 ) which integrates the insert spoke segments ( 27 ) in the circumferential direction with each other in a force-transmitting manner, to form a circumferential load path (L 2 ). Fahrzeugrad nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Faserhalbzeug (43) ein bevorzugt geschlossenes Faserband ist, das radial innen in Umfangsrichtung entlang des Einleger-Nabensegments (25) sowie in Radialrichtung nach außen entlang der Speichensegmente (27) bis zu deren radial äußeren Enden verläuft und den freien Drehwinkelbereich (41) radial außen begrenzt.Vehicle wheel according to claim 9, characterized in that the semi-finished fiber product ( 43 ) is a preferably closed sliver, which is radially inward in the circumferential direction along the insert hub segment ( 25 ) and radially outward along the spoke segments ( 27 ) extends to its radially outer ends and the free rotation angle range ( 41 ) bounded radially on the outside. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Einleger (19) ein einteiliges Metallblechteil ist, und dass insbesondere die Speichensegmente (27) des Einlegers (19) mit einem Aufkantprofil (37) versehen sind.Vehicle wheel according to one of claims 2 to 10, characterized in that the insert ( 19 ) is a one-piece sheet metal part, and that in particular the spoke segments ( 27 ) of the depositor ( 19 ) with a Aufkantprofil ( 37 ) are provided. Fahrzeugrad nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Speichensegment (27) des Einlegers (19) eine radial nach außen offene oder geschlossene Formschluss-Ausnehmung (31) aufweist, die vom Kunststoffmaterial (21) durchsetzt ist.Vehicle wheel according to one of claims 8 to 11, characterized in that the spoke segment ( 27 ) of the depositor ( 19 ) a radially outwardly open or closed positive engagement recess ( 31 ) made of plastic material ( 21 ) is interspersed. Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrads (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zunächst ein Einleger (19) als Verstärkungsteil bereitgestellt wird, der vor der Durchführung eines Kunststoffspritzgießvorgangs in eine Werkzeugkavität eingelegt wird, und anschließend unter Druck und Wärme eine flüssige Kunststoff-Ausgangskomponente in die Werkzeugkavität injiziert wird.Method for producing a vehicle wheel ( 1 ) according to one of the preceding claims, in which initially an insert ( 19 ) is provided as a reinforcing member, which is inserted before performing a plastic injection molding in a mold cavity, and then under pressure and heat, a liquid plastic output component is injected into the mold cavity.
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