DE102018113877B3

DE102018113877B3 - Zweiteiliges Rad für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102018113877B3
Application number: DE102018113877.6A
Authority: DE
Inventors: Sven Bose
Original assignee: Otto Fuchs KG
Current assignee: Otto Fuchs KG
Priority date: 2018-06-11
Filing date: 2018-06-11
Publication date: 2019-08-22
Anticipated expiration: 2038-06-12

Abstract

Ein zweiteiliges Rad 1 für ein Fahrzeug umfasst eine Felge 3 und eine an die Felge 3 angeschlossenen Radscheibe 2, wobei die Felge 3 und die Radscheibe 2 als separate Komponenten hergestellt sind und wobei die Felge 3 an ihrer Innenseite mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete erste Verbindungsstrukturelemente 18 und die Radscheibe 2 radial außenseitig einen sich in axialer Richtung erstreckenden Verbindungskranz oder mehrere mit Abstand zueinander angeordnete Verbindungskranzsegmente 12 mit zweiten, mit den ersten Verbindungsstrukturelementen 18 zum Befestigen der Radscheibe 2 an der Felge 3 zusammenwirkenden Verbindungsstrukturelementen 15 aufweisen. Die ersten und zweiten Verbindungsstrukturelemente sind in axialer Richtung sowie in Rotationsrichtung des Rades 1 formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt. Bei den einen Verbindungsstrukturelementen handelt es sich um von der Komponente - Radscheibe 2 oder Felge 3 - abragende Riegelkörper 15 und der anderen Komponente - Felge 3 oder Radscheibe 2 - zugeordneten anderen Verbindungsstrukturelementen um zu der Umrissgeometrie der Riegelkörper komplementäre Ausnehmungen 18. Die Riegelkörper 15 sind jeweils nach Art eines Nutensteins in einer Riegelkörperaufnahme 16 angeordnet und darin in radialer Richtung verstellbar gehalten sind, wobei die Tiefe der Riegelkörperaufnahmen 16 zur vollständigen Aufnahme des jeweiligen Riegelkörpers 15, 15.1, 15.2 ausgelegt ist. Den Riegelkörperaufnahmen 16 sind Haltemittel 17, 17.1 zugeordnet, durch die jeder Riegelkörper 15 in seiner in eine Ausnehmung 18 der anderen Komponente eingreifenden Stellung gehalten ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein zweiteiliges Rad für ein Fahrzeug mit einer Felge und mit einer an die Felge angeschlossenen Radscheibe, wobei die Felge und die Radscheibe als separate Komponenten hergestellt sind und wobei die Felge an ihrer Innenseite mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete erste Verbindungsstrukturelemente und die Radscheibe zweite, mit den ersten Verbindungsstrukturelementen zum Befestigen der Radscheibe an der Felge zusammenwirkenden Verbindungsstrukturelementen aufweisen, welche ersten und zweiten Verbindungsstrukturelemente in axialer Richtung sowie in Rotationsrichtung des Rades formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt sind, und wobei es sich bei den einen Verbindungsstrukturelementen um von der Radscheibe abragende in Riegelkörperaufnahmen angeordneten Riegelkörper und es sich bei den der Felge zugeordneten anderen Verbindungsstrukturelementen um zu der Umrissgeometrie der Riegelkörper komplementäre Ausnehmungen handelt, welchen Riegelkörperaufnahmen Haltemittel zugeordnet sind, durch die jeder Riegelkörper in seiner in eine Ausnehmung der Felge eingreifenden Stellung gehalten ist.
Insbesondere durch Verwenden von Leichtbau-Hybridrädern kann das Gesamtgewicht eines Fahrzeuges gegenüber herkömmlichen Rädern, auch gegenüber Leichtmetallrädern reduziert werden. Eingesetzt werden derartige Räder bei Landfahrzeugen ebenso wie bei Luftfahrzeugen. Bei derartigen Leichtbau-Hybridrädern ist die Felge aus einem ersten Material und die Radscheibe aus einem zweitem Material hergestellt. Typischerweise ist die Felge bei einem solchen Rad aus einem CFK-Werkstoff (CFK: Kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) hergestellt. Bei der Radscheibe handelt es sich üblicherweise um ein Metallbauteil, typischerweise ein Leichtmetallbauteil, entweder gegossen oder geschmiedet. Die Radscheibe trägt innenseitig die Radnabe mit ihren Radmutterbohrungen. Aufzunehmende Radlasten werden von der Felge in radialer Richtung in die Radscheibe eingeleitet. Die Radscheibe selbst kann nach Art einer Schüssel, typischerweise mit darin eingebrachten Belüftungsöffnungen oder durch Speichen bereitgestellt sein. Die Speichen können radial außenseitig durch einen Speichenkranz miteinander verbunden sein.
Moderne Felgen sind als Tiefbettfelgen ausgeführt. Dieses wird für einen Reifenwechsel benötigt. Aus WO 2015/106760A1 ist ein Leichtbau-Hybridrad als zweiteiliges Rad bekannt geworden, bei dem die Radscheibe mittels Schrauben an der aus CFK gefertigten Felge befestigt ist. Zu diesem Zweck trägt die als Rad-stern ausgebildete Radscheibe an ihren radial äußeren Speichenenden jeweils einen sich in axialer Richtung erstreckenden Verbindungsfortsatz. Dieser ist ausgelegt, um an der fahrzeugseitig äußeren Schulter des Tiefbettabschnittes der Felge anzuliegen. Durch diese Schulter und unterhalb des äußeren Reifensitzes der Felge durchgreifende Schrauben, die mit ihrem Schraubenschafft in den Verbindungsfortsätzen festgesetzt sind, ist die Radscheibe an der Felge befestigt. Um aufgrund des Durchgreifens dieser Befestigungsschrauben die erforderliche Dichtigkeit des Felgenbettes zu gewährleisten, sind entsprechende Dichtungselemente vorzusehen.
Aus WO 2015/090276 A1 ist ein weiteres Leichtbau-Hybridrad offenbart, bei dem die Befestigung der Radscheibe an der CFK-Felge ohne das Felgenbett durchgreifende Befestigungsschrauben vorgesehen ist. Zu diesem Zweck wird während der Fertigung des Felgenbettes ein in radialer Richtung von der Felgeninnenseite abragendes Anschlusselement mit dem Felgenbett verbunden. Hierbei handelt es sich um einen in radialer Richtung nach innen ragenden Verbindungsring mit einem sich radial erstreckenden Befestigungssteg. An diesen wird der Speichenring der Radscheibe in herkömmlicher Weise durch Schrauben befestigt.
Zum Anschließen der Radscheibe an die CFK-Felge werden hochwertige Befestigungsschrauben eingesetzt. Dieses ist erforderlich, da über diese die Radialkräfte und die Rotationskräfte von der Felge in die Radscheibe bzw. umgekehrt übertragen werden. Aufgrund der Anzahl der zum Befestigen der Radscheibe an der Felge notwendigen Schrauben tragen diese zum Gewicht des Rades bei. Bei dem Gegenstand der WO 2015/106760 A1 werden zudem die nach der Verschraubung notwendigen Dichtungsmaßnahmen zum Abdichten des Felgenbettes als nachteilig angesehen.
Diese zusätzlichen Dichtungsmaßnahmen sind über die Lebensdauer eines solchen Rades potentielle Stellen, an denen Undichtigkeiten auftreten können.
DE 10 2011 083 834 A1 offenbart ebenfalls ein Leichtbau-Hybridrad für ein Fahrzeug mit einer Felge, hergestellt aus einem ersten Material, und mit einer an die Felge angeschlossenen Radscheibe, hergestellt aus einem zweiten Material. Die Felge trägt an ihrer Innenseite erste Verbindungsstrukturelemente und die Radscheibe radial außenseitig einen sich in axialer Richtung erstreckenden Verbindungskranz mit zweiten, mit den ersten Verbindungsstrukturelementen zum Befestigen der Radscheibe an der Felge zusammenwirkenden Verbindungsstrukturelementen. Die ersten und zweiten Verbindungsstrukturelemente sind in Rotationsrichtung des Rades sowie in axialer Richtung desselben formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt.
Ein weiteres zweiteiliges Rad ist aus DE 10 2015 014 691 A1 bekannt. Dieses zweiteilige Rad verfügt über einen Felgenring, der lösbar mit einem Felgeninnenteil verbunden ist. Zur Verriegelung dient eine pneumatisch betätigte Federspeichereinrichtung. Diese verfügt über mehrere Federspeicher mit jeweils einem Verbindungselement. Die Verbindungselemente sind dem Felgenring zugeordnet. Die durch die Federspeicher betätigbaren Sicherungsbolzen greifen zur Verbindung des Felgenringes mit dem Felgeninneren in die Stirnseite jeweils einer Speiche ein. Für die Betätigung der Federspeicher trägt das Felgeninnenteil einen Zentralanschluss zum Anschließen des Felgeninnenteils an eine Druckluftversorgung. Über Kanäle ist dieser Zentralanschluss mit den Federnspeichern verbunden.
DE 528 092 offenbart die Befestigung einer Radfelge auf einem Radkörper mittels eines zweiteiligen Bolzens. Ein konischer Verschlussbolzen stellt ein erstes Teil des zweiteiligen Bolzens dar. Mit seinem konischen Teil greift dieser in eine komplementäre Ausnehmung der Felge ein. Der zweite Teil des Bolzens ist als Druckschraube konzipiert. Die Bewegbarkeit der beiden Bolzenteile gegeneinander ist gering. Der Verschlusskörper wird mit seiner Druckfeder in seiner in die Ausnehmung der Felge vollständig eingreifenden Stellung gehalten. Der Bewegungsspielraum des Verschlusskörpers reicht nicht aus, um diesen aus der Ausnehmung der Felge heraus zu bringen.
Ein weiterer Stand der Technik betreffend ein zweiteiliges Rad ist aus DE 208 616 A bekannt. Bei diesem Stand der Technik dient ein in Umfangsrichtung gekrümmter Block, der in eine gewölbte Ausnehmung der Felge eingreift, um die Radscheibe mit der Felge zu verbinden. Betätigt wird der Block mittels einer Druckschraube.
Ausgehend von D1 als nächstkommenden Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein zweiteiliges Fahrzeugrad mit den Merkmalen des Oberbegriffs des geltenden Anspruches dergestalt weiter zu bilden, dass dieses weniger komplex und auch gewichtsoptimiert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Eingangs genanntes Gattungsgemäßes Leichtbau-Hybridrad, bei dem die Riegelkörper der Radscheibe jeweils nach Art eines Nutensteins in einer Riegelkörperaufnahme angeordnet und darin in radialer Richtung verstellbar gehalten sind, wobei die Tiefe der Riegelkörperaufnahmen zur vollständigen Aufnahme des jeweiligen Riegelkörpers ausgelegt ist, dass als Haltemittel in jeder Riegelkörperaufnahme wenigstens eine Druckfeder angeordnet ist, gegen deren Rückstellkraft der Riegelkörper in die Riegelkörperaufnahme, bis darin eingetaucht, eindrückbar ist, und dass zwischen der radialen Innenseite der Felge und der radialen Außenseite der Radscheibe ein Kleber aufgebracht ist.
Bei diesem beispielsweise als Leichtbau-Hybridrad ausgelegten zweiteiligen Rad ist die Radscheibe mit der Felge durch mehrere umfänglich verteilt angeordnete Verbindungen verbunden. Erreicht wird dieses dadurch, dass die Felge an ihrer Innenseite und die Radscheibe an ihrer radialen Außenseite jeweils mehrere, in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete Verbindungsstrukturelemente aufweisen. Diese Verbindungsstrukturelemente sind ausgebildet, damit diese zum Herstellen der gewünschten Verbindungen und somit zum Befestigen der Radscheibe an der Felge formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt sind. Bei diesen Verbindungsstrukturelementen handelt es sich zum einen um von der Oberfläche der einen Komponente - also: der Radscheibe oder der Felge - abragende Riegelkörper und zum anderen um bezüglich ihrer Umrissgeometrie komplementäre Ausnehmungen in der anderen Komponente - also: der Felge oder der Radscheibe. Befinden sich die von der einen Komponente getragenen Riegelkörper in jeweils einer Ausnehmung der anderen Komponente, was nach dem Zusammenbau dieser beiden Komponenten der Fall ist, sind diese darin formschlüssig sowohl in Rotationsrichtung als auch in axialer Richtung aufgenommen. Vorteilhaft bei einer solchen Auslegung der Radscheiben-Felge-Verbindung ist, dass grundsätzlich keine zusätzlichen Verbinder benötigt werden, insbesondere keine solchen, die das Felgenbett durchgreifen.
Hierdurch ist nicht nur die Montage der beiden Komponenten miteinander vereinfacht. Zudem besteht nicht die Gefahr von Undichtigkeiten im Felgenbett. Überdies kann diese Radscheibe-Felge-Verbindung unabhängig von den konkret eingesetzten Materialien für die Radscheibe und/oder die Felge ausgeführt werden. Durchaus können Radscheibe und Felge aus gleichen Materialien hergestellt sein. Als Werkstoffpaarung kann beispielsweise auch vorgesehen sein, die Radscheibe aus Metall, beispielsweise Stahl oder einer Leichtmetalllegierung, herzustellen, während die Felge aus einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist. Auch eine umgekehrte Werkstoffpaarung ist denkbar. Ein solches Faserverbundwerkstoffbauteil kann als Faserkomponente Kurz- und/oder Langfasern aufweisen. Hierbei kann es sich um Glasfasern oder sonstige Fasern, wie beispielsweise Kohlefasern handeln.
Die Riegelkörper sind nach Art von Nutensteinen jeweils in einer Riegelkörperaufnahme angeordnet und darin in radialer Richtung verstellbar gehalten. Dabei sind die Riegelkörperaufnahmen bezüglich ihrer Dimensionierung so ausgelegt, dass der darin angeordnete Riegelkörper insgesamt in die Riegelkörperaufnahme eintauchen kann. Hierdurch ist gewährleistet, dass in radialer Richtung miteinander in Eingriff zu stellende Verbindungsstrukturelemente auch in dieser Richtung miteinander in Eingriff gestellt werden können, obwohl die Radscheibe mit ihrem Verbindungskranz oder ihren Verbindungskranzsegmenten in axialer Richtung in die Felge eingesetzt wird und wobei zumindest in der Montagestellung von Radscheibe und Felge die radiale Außenseite des Verbindungskranzes oder der Verbindungskranzabschnitte an der Innenseite der Felge anliegen. Während des Zusammenführens der beiden Komponenten - Radscheibe und Felge - sind die Riegelkörper in die jeweilige Riegelkörperaufnahme eingetaucht, bis die jeweils komplementären Verbindungsstrukturelemente in einer radial fluchtenden Anordnung zueinander angeordnet sind. In dieser Stellung der beiden Komponenten zueinander, in der die jeweiligen Verbindungsstrukturelemente in radialer Richtung fluchtend zueinander angeordnet sind, können die Riegelkörper in ihre bezüglich der Umrissgeometrie komplementären Ausnehmungen der anderen Komponente eingebracht werden. In dieser in eine solche Ausnehmung eingreifenden Stellung sind die Riegelkörper gehalten. Um dieses zu erreichen ist gemäß einer ersten Ausgestaltung vorgesehen, dass in der Riegelkörperaufnahme ein oder mehrere Druckfedern angeordnet sind, gegen deren Rückstellkraft der Riegelkörper in die Riegelkörperaufnahme selbsttätig eingedrückt wird. Befindet sich der Riegelkörper dann in einer fluchtenden Anordnung zu der oder einer ihm zugedachten Ausnehmung als komplementäres Verbindungsstrukturelement, springt der Riegelkörper durch die beim Eindrücken desselben in die Riegelkörperaufnahme in der oder den Druckfedern gespeicherte Energie in die Ausnehmung der anderen Komponente ein. Gehalten ist der Riegelkörper in der komplementären Ausnehmung dann durch die Federkraft. Anstelle oder ergänzend ist gemäß einer zweiten Ausführung vorgesehen, dass die Riegelkörper durch zumindest eine Schraube in ihrer in die komplementäre Ausnehmung eingreifenden Stellung fixiert sind. Hierbei kann es sich beispielsweise um eine Madenschraube handeln, durch die der Riegelkörper in der genannten Stellung innerhalb der Riegelkörperaufnahme verklemmt gehalten ist.
Aus dem Vorstehenden ergibt sich, es sich insofern bei den Riegelkörpern um verstellbare Elemente nach Art von Nutensteinen handelt.
Die Riegelkörper weisen gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung eine langgestreckte Umrissgeometrie auf und stellen das Positiv zu einer als Langloch ausgeführten Ausnehmung als komplementäres Verbindungsstrukturelement dar. In vielen Fällen wird eine solche Radscheibe aus Gewichts- und Belüftungsgründen Speichen aufweisen, die sodann die Nabeneinfassung der Radscheibe mit einem radial außenliegenden Radscheibenring verbinden. Bei einer solchen Ausgestaltung kann im Bereich der Anbindung jeder Speiche an den Radscheibenring ein Verbindungskranzsegment in axialer Richtung sich erstreckend angeformt sein. Insofern ist bei einer solchen Auslegung des Leichtbau-Hybridrades der bei anderen Ausgestaltungen umlaufende Verbindungskranz in einzelne Verbindungskranz-segmente segmentiert, die mit Abstand zueinander in Umfangsrichtung gesehen angeordnet sind.
Sind als Riegelkörper solche mit einer langgestreckten Umrissgeometrie vorgesehen, sind diese gemäß einer Ausgestaltung mit ihrer langen Achse in Rotationsrichtung weisend angeordnet. Sind Verbindungskranzsegmente vorgesehen, kann jedes Verbindungskranzsegment ein Verbindungsstrukturelement also beispielsweise einen solchen Riegelkörper tragen. In einer anderen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass im Bereich der Anbindung einer Speiche an den Radscheibenring in dem darin angeformten Verbindungskranzsegment zwei langgestreckte Riegelkörper als Verbindungsstrukturelemente angeordnet sind. Die Längsachsen dieser beiden Riegelkörper sind gegeneinander gegensinnig und gegenüber der Umfangsrichtung geneigt. Bei einem Riegelkörperpaar ist die formschlüssig miteinander in Eingriff gestellte Oberfläche entsprechend größer.
Besonders geeignet für das erfindungsgemäße Radscheibe-Felge-Verbindungskonzept sind Tiefbettfelgen, deren Felgenbett von dem fahrzeugseitigen Felgenrand zum Felgenbetttiefsten hin geneigt ist und somit die Tiefe des Felgenbettes in diese Richtung sukzessive zunimmt. Die in radialer Richtung nach innen weisende Seite der Felge ist bei einer solchen Felgenauslegung in Richtung zu der von dem Fahrzeug abgewandten Seite konisch verjüngt. Diese an sich bekannte Tiefbettfelgenauslegung ist für die beschriebene Radscheibe-Felge-Verbindungstechnologie zweckmäßig, da dann die Radscheibe mit ihrem zur fahrzeugseitigen Seite der Felge weisenden Verbindungskranz von der Fahrzeugseite in die Felge eingesetzt und in axialer Richtung in ihre vorgesehene Position gebracht werden kann, in der die ersten und zweiten Verbindungsstrukturelemente in Eingriff gestellt sind. Aufgrund der Konizität der Felge wird die Radscheibe automatisch bei diesem Vorgang zentriert. Die schnappende Ineingriffstellung der komplementären Verbindungsstrukturelemente gibt eine haptische Rückmeldung, wann die bestimmungsgemäße Positionierung zwischen Radscheibe und Felge erreicht ist. Zur Erleichterung der Montage kann die Radscheibe gekühlt, beispielsweise bis auf -40C° gekühlt, in die Felge eingesetzt werden.
Bei einem solchen Leichtbau-Hybridrad können die ersten Verbindungsstrukturelemente an quasi beliebiger Position in Bezug auf die axiale Erstreckung der radial nach innen weisenden Seite der Felge angeordnet sein. Zur Befestigung der Radscheibe an der Felge ist man daher nicht auf bestimmte strukturelle Elemente der Felge, wie beispielsweise eine das Tiefbetttiefste in axialer Richtung außenseitig begrenzende Schulter angewiesen. Daher können grundsätzlich Felgen, bei denen sich die ersten Verbindungsstrukturelemente in axialer Richtung der Felge gesehen an unterschiedlichen Positionen befinden, mit ein und derselben Radscheibe zur Ausbildung eines Leichtbau-Hybridrades verbunden werden.
Zur Unterstützung einer Montage der Radscheibe an der Felge kann auf die radiale Innenseite der Felge und/oder die radiale Außenseite des Verbindungskranzes der Radscheibe ein Kleber aufgebracht sein. Dieser dient im nicht ausgehärteten Zustand zum Verringern der Reibung zwischen der radialen Außenseite des Verbindungskranzes und der radialen Innenseite der Felge. Im ausgehärteten Zustand stellt dieser Kleber eine wirksame galvanische Trennung zwischen den Bauteilen - Felge und Radscheibe - dar, um elektrochemische Korrosionsvorgänge zu vermeiden. Gleiches ist mit einer Dichtungsmasse möglich. Der Kleber dient auch als Übertragungselement für Scherkräfte.
Nachfolgend ist die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: eine Ansicht eines ersten Fahrzeugrades,
2: eine perspektivische Ansicht eines Ausschnittes des Fahrzeugrades der 1 mit transparent gezeigter Felge,
3: einen Querschnitt durch das Fahrzeugrad der 1 entlang der Linie A-A zusammen mit einer Ausschnittsvergrößerung eines Anbindungsbereiches zwischen der Radscheibe und der Felge,
4: einen Teillängsschnitt durch den in 3 vergrößert dargestellten Anbindungsbereich zwischen Radscheibe und Felge,
5: in einem Querschnitt ein weiteres Fahrzeugrad mit einer Ausschnittsvergrößerung zum Darstellen der Radscheibe-Felge-Verbindung,
6: in einem Querschnitt ein weiteres Fahrzeugrad mit einer Ausschnittsvergrößerung zum Darstellen der Radscheibe-Felge-Verbindung,
7: eine perspektivische Teildarstellung des Fahrzeugrades der 6 auf einen Anbindungsbereich mit transparent dargestellter Felge.

Ein Leichtbau-Hybridrad 1 ist aus einer Radscheibe 2 und einer Felge 3 zusammengesetzt. Die Radscheibe 2 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist durch Speichen 4 gekennzeichnet, die eine Nabeneinfassung 5 mit einem Speichenkranz 6 verbinden. Die Radscheibe 2 kann aufgrund der Speichenausbildung auch als Radstern angesprochen werden. Die Radscheibe 2 des dargestellten Ausführungsbeispiels ist aus einer für diesen Zweck an sich bekannten Aluminiumlegierung hergestellt, wobei bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel die Radscheibe 2 im Wege eines Schmiedeprozesses geformt worden ist. Die Felge 3 ist, wie in der Querschnittdarstellung der 3 ersichtlich, als Tiefbettfelge ausgeführt und aus einem CFK-Material hergestellt. Zur Ausführung des Tiefbettes ist benachbart zu dem Außenhorn 7 das Tiefbetttiefste 8 durch eine Schulter 9 begrenzt. An das Tiefbetttiefste 8 schließt sich in Richtung zu dem Innenhorn 10 ein gegenüber der horizontalen geneigter und damit konischer Felgenbettabschnitt 11 an.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind an den Speichenkranz 6 sich in axialer Richtung erstreckende Verbindungskranzsegmente 12 angeformt. Ein solches Verbindungskranzsegment 12 befindet sich, angeformt an den Speichenkranz 6 im Bereich jeder Speichenanbindung an den Speichenkranz 6. Diese befinden sich somit in Verlängerung der eigentlichen Speiche 4. Die Verbindungskranzsegmente 12 sind somit in Umfangsrichtung gesehen voneinander beabstandet. Wie aus 3 ersichtlich, liegt die äußere Mantelfläche der Verbindungskranzsegmente 12 an der Innenseite 13 des Felgenbettes 11 der Felge 2 an.
In Richtung zum Außenhorn 7 der Felge 3 hin ist an den Speichenkranz 6 ein Radscheibenring 14 angeformt, dessen Rückseite an der nach außen weisenden Seite der Schulter 9 anliegt. Die Radscheibe 2 wird von Seiten des Außenhorns 7 in die Felge 3 eingeschoben und darin festgesetzt, wie dieses nachfolgend beschrieben ist.
Radscheibe 2 und Felge 3 tragen komplementäre Verbindungsstrukturelemente, durch die diese in der Figur gezeigten montierten Stellung sowohl in Rotationsrichtung des Leichtbau-Hybridrades 1 als auch in axialer Richtung formschlüssig miteinander verbunden sind. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 trägt jedes Verbindungskranzsegment 12 einen Riegelkörper 15, der in einer Riegelkörperaufnahme 16 angeordnet ist. In der Riegelkörperaufnahme 16 ist der Riegelkörper 5 in radialer Richtung verstellbar gehalten. Die Tiefe der Riegelkörperaufnahme 16 ist so ausgelegt, dass der Riegelkörper 15 insgesamt darin eintauchen kann. Zum Halten des Riegelkörpers 15 in seiner in 3 vor allem in der Ausschnittsvergrößerung gezeigten verriegelnden Stellung dienen zwei Druckfedern 17, 17.1 (siehe auch 4). Zum Verriegeln der Radscheibe 2 an der Felge 3 greift der Riegelkörper 15 in eine bezüglich ihrer Umrissgeometrie zu der Umrissgeometrie des Riegelkörpers 15 komplementäre Ausnehmung 18. Der Riegelkörper 15 des dargestellten Ausführungsbeispiels hat eine längliche Erstreckung, wie sich dieses aus einer Zusammenschau der Ausschnittsvergrößerung der 3 und der Seitenansicht des Riegelkörpers 5 in der 4 ergibt.
Zwischen der äußeren Mantelfläche der Radscheibe 2 und der Innenseite 13 der Felge 3 befindet sich ein Kleber, der zugleich die gewünschte galvanische Trennung zwischen den beiden Komponenten - Radscheibe 2 und Felge 3 - bereitstellt. Der Kleber erstreckt sich über die gesamte Kontaktfläche zwischen der Radscheibe 2 und der Innenseite der Felge 3.
2 zeigt in einer transparenten Darstellung der Felge 3 mit einem ihrer Verbindungskranzsegmente 12 die Anordnung des darin in die Ausnehmung 18 eingreifenden Riegelkörpers 15. Aus dieser perspektivischen Ansicht ist auch die Umrissgeometrie des Riegelkörpers 15 zu erkennen, der die Form des positiven Abbildes eines Langloches bei diesem Ausführungsbeispiel hat.
Das Vorsehen einer Klebeschicht zwischen der Radscheibe 2 und der Felge 3 wird bei der Montage der Radscheibe 2 an der Felge 3 zur Montageerleichterung nach Art einer Gleitschicht genutzt. Durch den ausgehärteten Kleber werden Scherkräfte wirksam übertragen. Zugleich können Mikro-Relativbewegungen ausgeglichen werden. Eine solche Klebesicht kann ebenfalls die Funktion einer Schwingungsentkopplung übernehmen.
Aus der Beschreibung dieses Ausführungsbeispiel lässt sich erkennen, dass mit dem beschriebenen Leichtbau-Hybridrad-Konzept nicht nur die Montage vereinfach ist, sondern auch, dass zur Kraftübertragung keine zusätzlichen Verbinder benötigt werden, die zum einen das Gewicht des Rades erhöhen würden und zum anderen durch das Felgenbett hindurchgeführt werden müssten.
Bei diesem Leichtbau-Hybridrad sind die Riegelkörper 15 aus einem CFK-Material gefertigt, sodass durch diese das Gewicht des Rades nicht erhöht wird. Vielmehr wird durch die Riegelkörperaufnahme 16 Material der Radscheibe eingespart und zum Teil durch das CFK-Material der Riegelkörper 15 ersetzt. Alternativ kann der Riegelkörper auch aus einem metallischen Werkstoff bestehen.
Bei dem in den 1 bis 4 gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Radscheibe 2 im Bereich des Tiefbetttiefsten 8 an die Innenseite 13 der Felge 3 angeschlossen. Durchaus möglich ist es auch, das beschriebene Konzept anzuwenden, wenn die Radscheibe an anderer Stelle der Felge befestigt werden soll. Ein solches Ausführungsbeispiel zeigt das Leichtbau-Hybridrad 1.1 der 5. Das Leichtbau-Hybridrad 1.1 ist vom Prinzip her genauso aufgebaut wie das Leichtbau-Hybridrad 1 der 1 bis 4. Nachstehend wird nur auf die Unterschiede des Leichtbau-Hybridrades 1.1 gegenüber dem Leichtbau-Hybridrad 1 eingegangen. Die Radscheibe 2.1 ist an die Felge 3.1 im Bereich des an das Außenhorn 7.1 angrenzende äußeren Reifensitz 19 befestigt, und zwar in der selben Art und Weise, wie dieses zu dem Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 beschrieben ist. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel des Leichtbau-Hybridrades 1 der 1 bis 4 befinden sich der Riegelkörper 15.1 und die Riegelkörperaufnahme 16.1 unmittelbar in radialer Fortsetzung der Speichen 4.1 der Radscheibe 2.1. Die Riegelkörper 15.1 des Leichtbau-Hybridrades 1.1 weisen dieselbe Umrissgeometrie auf, wie diese die Riegelkörper 15 des Leichtbau-Hybridrades 1.
6 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Leichtbau-Hybridrades 1.2. Auch dieses Leichtbau-Hybridrad 1.2 ist prinzipiell aufgebaut wie das detaillierter beschriebene Leichtbau-Hybridrad 1, sodass im Folgenden nur auf die Unterschiede eingegangen ist. Bei diesem Leichtbau-Hybridrad 1.2 sind in radialer Verlängerung der Speichen 4.2 zur Verriegelung der Radscheibe 2.2 mit der Felge 3.2 jeweils zwei Riegelkörper 15.2, 15.3 vorgesehen. Diese beiden Riegelkörper 15.2, 15.3 bilden ein Riegelkörperpaar. Die radiale Außenseite des Speichenkranzes 6.1 im Bereich jeder Speiche 4.2 ist mit einem solchen Riegelkörperpaar mit der Innenseite der Felge 3.2 in Eingriff gestellt. Die beiden Riegelkörper 15.2, 15.3 sind gegensinnig zueinander winklig zur Umfangsrichtung geneigt (siehe 7).
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben worden. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich weitere Möglichkeiten die Erfindung umzusetzen, ohne dass dieses im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen beschrieben werden müsste.
Bezugszeichenliste

1, 1.1, 1.2: Leichtbau-Hybridrad
2, 2.1, 2.2: Radscheibe
3, 3.1, 3.2: Felge
4, 4.1, 4.2: Speiche
5: Nabeneinfassung
6, 6.1: Speichenkranz
7,7.1: Außenhorn
8: Tiefbetttiefste
9: Schulter
10: Innenhorn
11: Felgenbett
12: Verbindungskranzsegment
13: Innenseite
14: Radscheibenring
15, 15.1, 15.2, 15.3: Riegelkörper
16, 16.1: Riegelkörperaufnahme
17, 17.1: Druckfeder
18: Ausnehmung
19: Äußerer Reifensitz

Claims

Zweiteiliges Rad für ein Fahrzeug mit einer Felge und mit einer an die Felge (3, 3.1, 3.2) angeschlossenen Radscheibe (2, 2.1, 2.2), wobei die Felge (3, 3.1, 3.2) und die Radscheibe (2, 2.1, 2.2) als separate Komponenten hergestellt sind und wobei die Felge (3, 3.1, 3.2) an ihrer Innenseite mehrere in Umfangsrichtung mit Abstand zueinander angeordnete erste Verbindungsstrukturelemente (18) und die Radscheibe (2, 2.1, 2.2) zweite, mit den ersten Verbindungsstrukturelementen (18) zum Befestigen der Radscheibe (2, 2.1, 2.2) an der Felge (3, 3.1, 3.2) zusammenwirkenden Verbindungsstrukturelementen (15, 15.1, 15.2, 15.3) aufweisen, welche ersten und zweiten Verbindungsstrukturelemente in axialer Richtung sowie in Rotationsrichtung des Rades (1, 1.1, 1.2) formschlüssig miteinander in Eingriff gestellt sind, und wobei es sich bei den einen Verbindungsstrukturelementen um von der Radscheibe (2, 2.1, 2.2) abragende in Riegelkörperaufnahmen (16, 16.1) angeordneten Riegelkörper und es sich bei den der Felge (3, 3.1, 3.2) zugeordneten anderen Verbindungsstrukturelementen um zu der Umrissgeometrie der Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) komplementäre Ausnehmungen (18) handelt, welchen Riegelkörperaufnahmen (16, 16.1) Haltemittel (17, 17.1) zugeordnet sind, durch die jeder Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) in seiner in eine Ausnehmung (18) der Felge (3, 3.1, 3.2) eingreifenden Stellung gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) der Radscheibe (2, 2.1, 2.2) jeweils nach Art eines Nutensteins in einer Riegelkörperaufnahme (16, 16.1) angeordnet und darin in radialer Richtung verstellbar gehalten sind, wobei die Tiefe der Riegelkörperaufnahmen (16, 16.1) zur vollständigen Aufnahme des jeweiligen Riegelkörpers (15, 15.1, 15.2, 15.3) ausgelegt ist, dass als Haltemittel in jeder Riegelkörperaufnahme (16, 16.1) wenigstens eine Druckfeder (17, 17.1) angeordnet ist, gegen deren Rückstellkraft der Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) in die Riegelkörperaufnahme (16, 16.1), bis darin eingetaucht, eindrückbar ist, und dass zwischen der radialen Innenseite der Felge (3, 3.1, 3.2) und der radialen Außenseite der Radscheibe (2, 2.1, 2.2) ein Kleber aufgebracht ist.
Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) eine langgestreckte Umrissgeometrie aufweist.
Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Riegelkörper (15, 15.1) mit ihrer Längsachse in Rotationsrichtung des Leichtbau-Hybridrades (1, 1.1) weisend angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils zwei Riegelkörper (15.2, 15.3), jeweils ein Riegelkörperpaar bildend, angeordnet und mehrere Riegelkörperpaare umfänglich verteilt zur Verbindung der Radscheibe (2.2) mit der Felge (3.2) vorgesehen sind.
Rad nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Riegelkörper (15.2, 15.3) eines Riegelkörperpaares gegensinnig zueinander winklig zur Umfangsrichtung geneigt angeordnet sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Radscheibe (2, 2.1, 2.2) als Verbindungsstrukturelemente die Riegelkörper (15, 15.1, 15.2, 15.3) trägt und die komplementären Ausnehmungen (18) an der Innenseite (13) der Felge (3, 3.1, 3.2) angeordnet sind.
Rad nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Radscheibe (2, 2.1, 2.2) mehrere, die Nabeneinfassung (5) mit einem äußeren Speichenkranz (6, 6.1) verbindende Speichen (4, 4.1, 4.2) aufweist und im Bereich der Anbindung jeder Speiche (4, 4.1, 4.2) an den Speichenkranz (6, 6.1) an diesem ein erstes Verbindungsstrukturelement (15, 15.1, 15.2, 15.3) tragendes Verbindungskranzsegment (12) angeformt ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die felgenseitigen Verbindungsstrukturelemente (18) radinnenseitig bezüglich des in radialer Richtung Tiefbetttiefsten (8) angeordnet sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 8 dadurch gekennzeichnet, dass die felgenseitigen Verbindungsstrukturelemente radinnenseitig bezüglich des an das äußere Felgenhorn (7.1) grenzenden äußeren Reifensitz (19) der Felge (3.2) angeordnet sind.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (3, 3.1, 3.2) aus einem Faserverbundwerkstoff besteht oder ein metallisches Bauteil ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Radscheibe (2, 2.1, 2.2) aus einem metallischen Werkstoff, insbesondere einer Aluminiumlegierung, oder einem Faserverbundwerkstoff hergestellt ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den an der Innenseite (13) der Felge (3, 3.1, 3.2) anliegenden Abschnitten der Radscheibe (2, 2.1, 2.2) und der Felgeninnenseite eine galvanische Trennschicht angeordnet ist.
Rad nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die galvanische Trennschicht ein Kleber ist.
Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad ein Rad für ein Luftfahrzeug ist.