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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Fahrzeugrads nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Fahrzeugrad gemäß dem nebengeordneten Anspruch 8. Zum Stand der Technik wird beispielshalber auf die
DE 10 2007 046 124 B4 , die
DE 199 26 575 C2 und die
DE 41 38 558 C2 verwiesen.
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An Räder von Fahrzeugen, insbesondere an solchen von Personenkraftwägen, werden die unterschiedlichsten Anforderungen gestellt. Neben einer ausreichenden Festigkeit bei geringem Gewicht, sollen die Räder einem guten Luftwiderstandsbeiwert des Fahrzeuges förderlich sein und sich durch ein gefälliges optisches Erscheinungsbild auszeichnen.
Ein aus dem Stand der Technik bekanntes Rad umfasst dabei üblicherweise einen Nabenabschnitt sowie einen Felgenabschnitt, wobei diese beiden Abschnitte üblicherweise durch mehrere Speichen miteinander verbunden sind.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Varianten zur Gewichtsreduktion der Speichen bzw. der Speichenkörper von gegossenen Fahrzeugrädern und damit zur Reduktion der ungefederten Massen bekannt. Im Gegensatz zu geschmiedeten Fahrzeugrädern werden gegossene Fahrzeugräder aufgrund einer geringeren Festigkeit üblicherweise massiver ausgebildet, weshalb diese i.d.R. ein höheres Gewicht aufweisen.
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Die
DE 10 2007 046 124 B4 beschreibt ein gegossenes Fahrzeugrad, bei welchen ein Hohlkörper beim Gießvorgang als Formkern in die Speiche integriert wird. Nachteilig daran ist jedoch, dass ein solcher Formkern nach dem Gießprozess stets in dem Fahrzeugrad verbleibt und eine ausreichend feste Verbindung zwischen dem Formkern und dem Material des Rads nur schwer zu realisieren ist. Zudem sind solche Formkerne aufwendig in ihrer Herstellung.
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Aus der
DE 199 26 575 C2 und der
DE 41 38 558 C2 ist dagegen eine oder mehrere gegossene Speiche eines Rads bekannt, welche hohl ausgebildet sind. Hierzu wird die in Gussform der Speichen während dem Gießprozess ein verlorener Kern gesetzt. Der verlorene Kern wird nach dem Gießprozess aus der Speiche entnommen und die dann hohle Speiche wird anschließend an den Gießprozess mit der Nabe bzw. der Felge verbunden.
Eine solche Ausführung hat jedoch den Nachteil, dass die Speiche nachträglich mit der Nabe bzw. der Felge des Rads verbunden werden muss. Der Herstellungsprozess des Rads ist damit lang und aufwändig.
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Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrads aufzuzeigen, welches kostengünstig und aufwandsarm durchzuführen ist und gleichzeitig ein gewichtsreduziertes sowie hinsichtlich der Steifigkeit und Festigkeit optimiertes Fahrzeugrad bereitstellt.
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Die Lösung der Aufgabe ergibt sich durch einen Verfahren zur Herstellung eines gegossenen Fahrzeugrads mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Fahrzeugrad mit den Merkmalen des Nebengeordneten Anspruchs 8. Vorteilhafte Aus- und Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.
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Das Fahrzeugrad (kurz auch als Rad bezeichnet) seinerseits ist demnach in einem Gießverfahren, insbesondere in einem Druckgussverfahren, hergestellt. Dabei ist das Fahrzeugrad insbesondere aus einem Aluminiumguss-Werkstoff oder einem Stahlguss-Werkstoff oder einer Legierung dieser ausgebildet.
Bei dem Gießprozess wird das Fahrzeugrad aus flüssigem Metall (beispielsweise Aluminium oder Stahl oder einer geeigneten Legierung), welches auch als Schmelze bezeichnet wird, hergestellt. Dabei kommt insbesondere ein sogenannter Formguss zum Einsatz, bei welchem die Schmelze in eine Hohlform gefüllt wird, in der sie anschließend erstarrt. Beim Druckgussverfahren beispielsweise drückt dabei eine obere Kokille bzw. Form und eine untere Kokille bzw. Form die flüssige Schmelze in ihrer gewünschten Form zusammen bis diese erstarrt. Die Innenfläche dieser Hohlform bzw. der Kokille ist das negativ der Außenfläche des Gussstücks.
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Das (fertig gegossene) Fahrzeugrad umfasst dabei einen Nabenabschnitt, welcher über zumindest eine radial verlaufende Speiche mit einer ringförmigen Felge verbunden ist. Bevorzugt sind mehrere Speichen vorgesehen, welche voneinander benachbart sind und zumindest einen Speichenzwischenraum bilden, welcher durch die in Umfangsrichtung des Rads ausgerichteten Speichenseitenflächen sowie den Nabenabschnitt und der Felge begrenzt ist.
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Bei der Herstellung eines solchen Fahrzeugrads ist es in einem ersten Schritt vor dem eigentlichen Gießprozess vorgesehen, dass zumindest ein sogenannter verlorener Kern in ein Formteil, beispielsweise in eine genannte Kokille, also zwischen die obere und die untere Kokille des zu gießenden Fahrzeugrads eingelegt wird.
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Ein solcher verlorener Kern ist insbesondere ein Sandkern. Alternativ oder zusätzlich kann der verlorene Kern auch als Graphitkern, Schamottekern, Ton- oder Keramikkern, Glaskern, Salzkern, (verdichteten und gepressten) Kohlestofffasern oder eine Mischung aus genannten oder weiteren Materialien ausgebildet sein, welcher nach dem Gießprozess des Fahrzeugrads aus dem Rad entfernt werden kann. Die Entfernung des verlorenen Kerns erfolgt dabei durch geeignete Verfahren.
Bevorzugt wird dabei der genannte Sandkern verwendet, da dieser auch bezüglich der Fließeigenschaften der Schmelze und der damit verbundenen besseren Erstarrungseigenschaften Vorteile mit sich zieht.
Bevorzugt wird ein solcher verlorener Kern, insbesondere ein Sandkern, durch ein sogenanntes Kernschießverfahren in das Formteil eingebracht. In einer Kernschießmaschine wird ein mit einem Bindemittel versetzter Formgrundstoff mit einem bestimmten Schießdruck und eventuell definierter Arbeitstemperatur in eine Kernform eingebracht. Nach dem Aushärten des so hergestellten Gusskerns wird dieser bevorzugt in die Gussform eingelegt. Im Anschluss an den erfolgten Abguss wird der Formstoff, aus dem der Kern hergestellt wurde, durch die in der Gusskonstruktion dafür vorgesehenen Öffnungen entfernt.
Dabei ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass als Bindemittel ein Grafitwerkstoff verwendet wird. Somit ist an dem verlorenen Kern eine Grafitschlichte angeordnet, wodurch die Oberfläche des an dem verlorenen Kern erstarrten Rads glatter und weniger rau ist.
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Alternativ oder zusätzlich ist es auch möglich den verlorenen Kern oder Teile davon durch ein sogenanntes 3D-Druck-Verfahren herzustellen. Beispielsweise kann ein Teil des Kerns durch das genannte Kernschießverfahren hergestellt sein, während ein anderer Teil des Kerns durch das 3D-Druck-Verfahren hergestellt ist. Die einzelnen Teile können anschließend durch Klebung (beispielsweise mittels eines Grafitwerkstoffs) verbunden werden.
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Beispielsweise kann der verlorene Kern bzw. Teile davon in einem Guss-, Stanz-, Webe oder anderen 3D-Formverfahren hergestellt sein.
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Dabei ist es weiterhin möglich, dass mehrere verlorene Kerne in das Formteil eingelegt werden.
Auf bevorzugte geometrische Formen des verlorenen Kerns wird weiter unten näher eingegangen.
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In einem nächsten Schritt des Herstellungsverfahrens des Fahrzeugrads ist es vorgesehen, dass das Fahrzeugrad einstückig gegossen wird. Im Sinne dieser Erfindung ist unter einem einstückigen Rad ein Rad angesprochen, welches nach dem Gießprozess bzw. durch den Gießprozess vollständig, also mit einer Felge, mit einer oder mehreren Speichen sowie mit einem Nabenabschnitt, quasi „in einem Guss“ hergestellt ist. Die einzelnen Radbestandteile, wie beispielsweise die Felge, die Nabe oder die Speichen müssen nachträglich nicht mehr miteinander verbunden werden, sondern sind bereits aus einem Stück in dem Gießverfahren hergestellt.
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Nach dem Gießprozess des Fahrzeugrads ist es vorgesehen, dass der verlorene Kern, insbesondere der Sandkern, durch ein geeignetes Verfahren aus dem Hohlraum bzw. Raum des Fahrzeugrads entfernt wird. Es ist dabei weiterhin vorgesehen, dass der verlorene Kern, nach dessen Entfernung, zumindest eine Öffnung in der zumindest einen Speiche bildet.
Eine solche Öffnung stellt dabei insbesondere eine Aussparung oder einen Hinterschnitt bzw. eine hinterschnittige Verprägung oder einen Durchbruch durch die Speiche dar. Es ist nicht vorgesehen durch die Entfernung des verlorenen Kerns einen geschlossenen Hohlraum in der Speiche zu erzeugen, stattdessen umfasst die Speiche im einsatzbereiten Zustand (also wenn diese am Fahrzeug montiert ist und fahrbereit ist) stets die genannte Öffnung durch das Entfernen des verlorenen Kerns.
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Es ist dabei besonders bevorzugt vorgesehen, dass die genannte Öffnung an zumindest einer zumindest annähernd in Axialrichtung des Rads verlaufenden Speichenseitenflächen der Speiche angeordnet ist. Sind mehrere Speichen vorhanden, so können die Speichenseitenflächen als jene Fläche beschrieben werden, welche den oben genannten Speichenzwischenraum gemeinsam mit einem Naben- und einem Felgenabschnitt bilden. Die Speichenseitenflächen sind dabei jene Flächen der Speiche, welche in Umfangsrichtung des Rads ausgerichtet sind und sich in einem Speichenzwischenraum jeweils gegenüber stehen.
Bevorzugt wird also nicht die äußere oder innere Speichenfläche mit der genannten Öffnung versehen, sondern die Speichenseitenfläche. Die Öffnung ist damit bevorzugt in Umfangsrichtung in bzw. an der Speiche vorgesehen.
Besonders bevorzugt wird durch das Entfernen des verlorenen Kerns ein Durchbruch in Umfangsrichtung durch die Speiche erzeugt.
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Es ist jedoch zusätzlich möglich durch den verlorenen Kern bzw. durch dessen Entfernung auch eine Öffnung bzw. eine Aussparung an einer oder mehreren Speichenaußen- bzw. Speicheninnenflächen zu bilden. Eine solche Speichenaußenfläche ist im Sinne dieser Erfindung, jene Fläche der Speiche, welche im eingebauten Zustand des Fahrzeugrades im Fahrzeug, dem Fahrzeug abgewandt ist und zumindest annähernd in Axialrichtung des Fahrzeugrads ausgerichtet ist. Unter einer Speicheninnenfläche ist im Sinne dieser Erfindung jene Fläche des Fahrzeugrads gemeint, welche im eingebauten Zustand des Fahrzeugrades im Fahrzeug, dem Fahrzeug zugewandt ist und ebenfalls zumindest annähernd in Axialrichtung des Fahrzeugrades ausgerichtet ist.
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Weiterhin ist es möglich, dass die Speiche anschließend an dem Gießverfahren des Fahrzeugrads spanend bearbeitet oder gestrahlt (beispielsweise in einem Sandstrahlverfahren) oder trowalisiert wird. Alle jene Verfahren dienen beispielsweise dazu, die durch den verlorenen Kern, insbesondere den Sandkern, aufgeraute Oberfläche der Speiche zu glätten. Ferner ist es möglich durch eine nachträgliche spanende Bearbeitung überschüssiges Material am Rad bzw. an der Speiche bzw. den Speichen zu entfernen.
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Weiterhin ist es bevorzugt vorgesehen, dass an einem Teil einer Speichenfläche des fertig gegossenen Rads, an welchem keine Öffnung nach der Entfernung des verlorenen Kerns gebildet ist, mechanisch bearbeitet wird. So ist es beispielsweise möglich, dass durch Fräsen oder Bohren an jener genannten Fläche eine zusätzliche Öffnung entsteht, welche in der durch den verlorenen Kern gebildeten Öffnung der Speiche mündet. So kann auf vorteilhafter Weise eine Skelettstruktur der Speiche entstehen.
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Das genannte Verfahren ermöglicht die Herstellung eines Fahrzeugrads mit einer oder mehreren mit Durchbrüchen und Öffnungen versehenen Speichen. Die Öffnung bzw. Öffnungen in der Speiche bzw. in den Speichen des Rads, wie beispielsweise die genannten Durchbrüche, Aussparungen und Hinterschnitte ermöglichen eine Materialeinsparung und gleichzeitig eine Oberflächenvergrößerung der Speichen und damit eine erhöhte Steifigkeit und Festigkeit der Speiche und des Rads selbst. Ferner ist es durch das genannte Verfahren möglich ein Fahrzeugrad kostengünstig (in einem Gießverfahren) herzustellen und dennoch unterschiedliche Geometrien und Designs der Speichen abzubilden.
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Neben dem Herstellungsverfahren für das Fahrzeugrad wird gemäß Anspruch 8 ein Fahrzeugrad unter Schutz gestellt, welches mit dem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 7 hergestellt ist. Wie weiter oben bereits genannt umfasst dieses Fahrzeugrad dabei einen Nabenabschnitt, der über zumindest eine in Radialrichtung des Rads ausgerichtete Speiche mit einer Felge des Rads verbunden ist. Die zumindest eine Speiche umfasst dabei eine genannte Öffnung, welche durch das erfindungsgemäße Verfahren, insbesondere durch das Entfernen des verlorenen Kerns, auf kostengünstige und einfache Weise an der Speiche hergestellt ist. Bevorzugt sind mehrere Speichen vorgesehen, welche voneinander benachbart sind zumindest einen Speichenzwischenraum bilden, welcher durch die in Umfangsrichtung des Rads ausgerichteten Speichenseitenflächen sowie den Nabenabschnitt und der Felge begrenzt ist. Diese Öffnung ist dabei durch das Entfernen des genannten verlorenen Kerns hergestellt.
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Wie ebenfalls weiter oben genannt kann die Öffnung dabei einen Hinterschnitt, eine Aussparung oder einen Durchbruch der Speiche darstellen.
Die Öffnung ist dabei bevorzugt an zumindest einer Speichenseitenfläche vorgesehen.
So ist es besonders bevorzugt vorgesehen, dass die Öffnung einen in Umfangsrichtung der Speiche verlaufenden Durchbruch darstellt, welcher die Speiche in ein äußeres (im eingebauten Zustand des Rads dem Äußeren zugewandten) und ein inneres (im eingebauten Zustand des Rads im Fahrzeug dem Fahrzeug zugewandten) Speichenteil auftrennt bzw. aufteilt. Dieser Durchbruch kann sich beispielsweise über die (gesamte) Länge der Speiche (in Radialrichtung betrachtet) erstrecken, wodurch in einem solchen Falle die Speiche in Axialrichtung des Rads zweigeteilt wäre.
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Es ist jedoch zusätzlich möglich, wie oben bereits genannt, durch den verlorenen Kern bzw. durch dessen Entfernung auch eine Öffnung bzw. eine Aussparung an einer oder mehreren Speichenaußen- bzw. Speicheninnenflächen zu bilden.
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Um eine solche Öffnung in der Speiche, insbesondere an einer oder an beiden Speichenseitenflächen zu realisieren, ist es bevorzugt vorgesehen, dass der verlorene Kern ringabschnittförmig ausgebildet ist. So ist es möglich, dass der verlorener Kern nach dem Gießvorgang des Fahrzeugrades in Umfangsrichtung des Fahrzeugrads durch die zumindest eine Speiche hindurchragt und somit einen genannten Durchbruch (bei Entfernung) darstellt.
Sind mehrere Speichen mit jeweils der gleichen Öffnung versehen und das Rad damit beispielsweise symmetrisch ausgebildet, so ist es bevorzugt, dass der verlorene Kern einen durchgehenden Ring darstellt bzw. ringförmig ausgebildet ist, wobei der verlorene Kern derart in das Formteil bzw. in die Kokille eingelegt wird, dass der Ringmittelpunkt auf der Axialachse des Fahrzeugrades positioniert ist.
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Bei mehreren Speichen, welche einen Durchbruch bzw. eine Öffnung umfassen ist es bevorzugt, dass der verlorene Kern nach dem Gießprozess des Rads (also bevor der Kern entfernt wird) derart in den Speichenseitenflächen angeordnet, dass dieser durch eine Speiche hindurchragt bzw. zumindest in zwei Speichenzwischenräume hineinragt. Besonders bevorzugt, wenn der verlorene Kern ringförmig ausgebildet ist, ragt dieser Ring durch alle Speichen einmal vollumfänglich hindurch.
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Neben derartigen Durchbrüchen ist es möglich im Speicheninneren bzw. an den Flächen der Öffnung innerhalb der Speiche rippenartige oder wellenförmige Strukturen bzw. Flächen vorzusehen. Derartige Strukturen vergrößern die Oberfläche der Speiche und optimieren neben der Steifigkeit- und Festigkeit auch die Kühleigenschaften des Fahrzeugrades.
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Ferner ist es möglich dass der verlorene Kern derart geformt ist, dass das fertig gegossene Rad nach der Entnahme des verlorenen Kerns eine Befestigungsvorrichtung oder dergleichen in der erfindungsgemäßen Öffnung aufweist. So kann an einer solchen Befestigungsvorrichtung beispielsweise ein Abdeckelement zum Abdecken eines Speichenzwischenraums der Speichen oder eine Radkappe befestigt werden. Eine solche Befestigungsvorrichtung kann beispielsweise in Form einer Rastnase, einer Kerbe oder dergleichen ausgebildet sein. Beispielsweise kann in die Kante, welche durch die genannte zusätzliche Öffnung zwischen der Öffnung durch die Entnahme des Kerns und der zusätzlichen Öffnung entsteht, ein solches Abdeckelement eingehakt oder eingeklipst werden. Dabei kann die Kante bzw. die zusätzliche Öffnung auch in Form einer Rastnase, einer Bohrung oder einer Kerbe ausgebildet sein. Detaillierte Ausführungsformen sind den Figuren zu entnehmen.
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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 alleine 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.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand von mehreren Ausführungsbeispielen weiter erläutert. Erfindungswesentlich können dabei sämtliche näher beschriebenen Merkmale sein.
- In 1 ist dabei schemenhaft ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad in einer dreidimensionalen Ansicht von vorne aufgezeigt, welches mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist.
- 2 zeigt eine Detailansicht eines Teils des Fahrzeugrades von vorne wobei ein verlorener Kern, vor dem Entfernen aus dem gegossenen Fahrzeugrades dargestellt ist.
- 3 zeigt eine Detailansicht eines Teils eines Fahrzeugrades von vorne, wobei ein verlorener Kern, vor dem Entfernen aus dem gegossenen Fahrzeugrad dargestellt ist.
- 4 bis 7 zeigen jeweils Beispiele eines Fahrzeugrads in einer Fronansicht, wobei ein verlorener Kern, vor dem Entfernen aus dem gegossenen Fahrzeugrad in unterschiedlichen Ausführungsformen dargestellt ist.
- 8 zeigt dabei eine Fahrzeugspeiche in einer Schnittansicht durch eine Drehachse des Rades, welche sich gerade in einem Gießvorgang befindet.
- In 9 ist eine Speiche eines fertig gegossenen Fahrzeugrads von hinten aufgezeigt, in welche Verbindungselemente eingreifen.
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Wie im Ausführungsbeispiel in 1 dargestellt umfasst ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestelltes Fahrzeugrad einen Nabenabschnitt 1, der über mehrere in Radialrichtung des Rads ausgerichtete Speichen 2 mit einer Felge bzw. einem Felgenabschnitt 4 verbunden ist. Ferner zeigt das Fahrzeugrad mehrere zwischen zwei benachbarten Speichen 2 angeordnete Speichenzwischenräume 3. Das Rad, also mit der genannten Felge 4, den Speichen 2 sowie dem Nabenabschnitt 1 wird als Ganzes, einstückig gegossen. Ferner ist es vorgesehen, dass die Speichen 2, durch die Entfernung eines verlorenen Kerns 7 nach dem Gießprozess des einstückigen Fahrzeugrads, mehrere Durchbrüche 5 bzw. Aussparungen 6 umfasst.
Eine solche Öffnung kann dabei beispielsweise durch einen Durchbruch 5 durch das gesamte Speichenmaterial bzw. als Aussparung 6 (auch als hinterschnittige Verprägung zu bezeichnen)bzw. als Nut in einer Speiche 2 realisiert werden.
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Dabei ist es, wie in 1 ebenfalls zu erkennen, möglich, dass ein solcher Durchbruch 5 bzw. eine solche Aussparung 6 an einer Speichenseitenfläche 2.1 bzw. an einer Speichenaußenfläche 2.2.1 (bzw. an einer Speicheninnenfläche 2.2.2) angeordnet ist. Eine solche Speichenaußenfläche 2.2.1 ist im Sinne dieser Erfindung, jene Fläche der Speiche 2, welche im eingebauten Zustand des Fahrzeugrades im Fahrzeug, dem Fahrzeug abgewandt ist und zumindest annähernd in Axialrichtung A des Fahrzeugrads ausgerichtet ist. Unter einer Speicheninnenfläche 2.2.2 ist im Sinne dieser Erfindung jene Fläche des Fahrzeugrads gemeint, welche im eingebauten Zustand des Fahrzeugrades im Fahrzeug, dem Fahrzeug zugewandt ist und ebenfalls zumindest annähernd in Axialrichtung A des Fahrzeugrades ausgerichtet ist. Die Speichenseitenflächen 2.1 sind dabei die in Umfangsrichtung des Rads ausgerichteten Flächen der Speiche, welche unter anderem den Speichenzwischenraum 3 bilden.
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Zur Realisierung eines einstückig gegossenen Rades mit derartigen Hinterschnitte bzw. Aussparungen 6 bzw. Durchbrüchen 5, ist es vorgesehen, dass das Rad in einem Gießverfahren hergestellt wird. Dabei ist es ferner, wie in 2 beispielhaft zu erkennen, vorgesehen, dass vor dem Gießprozess des Rads ein sogenannter verlorener Kern 7 in das Formteil der Gießmaschine eingelegt wird. Das Rad wird dann mit dem verloreneren Kern einstückig gegossen. Anschließend an dem Gießprozess befindet sich, wie in 2 beispielhaft aufgezeigt, der verlorene Kern 7 noch im Fahrzeugrad. Beispielsweise kann dieser in Umfangsrichtung des Rads als Ringabschnitt ausgebildet sein. Durch anschließende Entfernung des verlorenen Kerns 7, beispielsweise durch Herausschütteln oder Vibrieren, wird der genannte Durchbruch 7 bzw. die genannte Aussparung 6 bzw. der Hinterschnitt gebildet. In 2 ist der verlorene Kern 7 aufgezeigt, wie er sich noch immer in einer ersten Speiche 2 nach dem Gießprozess befindet. In einer weiteren Speiche 2 ist dabei in 2 der Durchbruch 5 aufgezeigt, welche gebildet ist, wenn der verlorene Kern 7 aus dem Rad bzw. aus der Speiche 2 entfernt wird. Durch einen ringförmigen verlorenen Kern 7 (wie in der gestrichelten Linie in 2 dargestellt), welcher sich geschlossen um einen Umfang eines Kreisabschnittes des Rads erstreckt, kann an immer der gleichen Stelle an jeder Speiche 2 des Rads ein solcher Durchbruch 5 bzw. eine Aussparung 6 gebildet werden. Es ist jedoch auch möglich mehrere einzelne verlorene Kerne 7 anzuordnen.
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Der verlorene Kern 7 aus 2 ist dabei zumindest annähernd in Umfangsrichtung des Rads angeordnet, wobei der Durchbruch 5 bzw. die Aussparung 6, welche durch das Entfernen des verlorenen Kerns 7 gebildet ist, an einer Speichenseitenfläche 2.1 angeordnet ist. Es ist alternativ oder zusätzlich auch möglich, wie in 3 zu erkennen, den verlorenen Kern in Axialrichtung A des Fahrzeugrades auszurichten und somit nach der Entnahme des verlorenen Kerns 7 einen Durchbruch 5 bzw. eine Aussparung 6 an der Speichenaußen- 2.2.1 bzw. der Speicheninnenfläche 2.2.2 zu bilden bzw. anzuordnen. Auch in 3 ist dabei eine erste Speiche 2 in einer Außenansicht des Rads aufgezeigt, bei welcher der verlorene Kern 7 noch in der Speiche 2 angeordnet ist sowie eine zweite Speiche 2, bei welcher der verlorene Kern 7 bereits entfernt wurde und dadurch ein Durchbruch 5 gebildet ist.
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Die 4 bis 7 zeigen dabei jeweils unterschiedliche Ausführungsformen bzw. Geometrien eines oder mehrerer verlorenen Kerns 7 in einem fertig gegossenen Fahrzeugrad.
Wie in 4 gezeigt, kann dabei der verlorene Kern 7 als durchgängiger ringförmiger Körper ausgebildet sein, welcher pro Speiche 2 des Rades mehrere Durchbrüche 5 oder Aussparungen 6 bei Entfernung zu bilden vermag.
Wie in 5 dargestellt, ist es auch möglich einen ringförmigen verlorenen Kern 7 zu bilden, indem nur an einem bestimmten Radius des Rads (beispielsweise nur in Nabennähe) mehrere nebeneinander und aneinander angrenzende ringabschnittförmige verlorene Kerne 7 angeordnet sind.
Ebenso kann, wie in 6 gezeigt, ein (zumindest annähernd) ringförmiger verlorener Kern 7 an einem Außenradius des Rads, also in unmittelbarer Felgennähe über den Umfang des Rads erstreckend angeordnet sein, sodass bei dessen Entfernung ein Durchbruch 5 an einem solchen Außenradius des Rads an allen Speichen 2 des Rads gebildet wird. 7 zeigt dabei eine Ausführung, in welcher keine zusammenhängender ringförmiger verlorene Kern 7 (wie in 6) den Durchbruch 5 an den jeweiligen Speichen 2 bildet, sondern einzelne ringabschnittsförmige verlorene Kerne 7.
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Durch die Anordnung eines solchen verlorenen Kerns ist jede denkbare geometrische Ausgestaltung einer Speiche 2 möglich. Beispielsweise können durch eine geeignete Anordnung eines verlorenen Kerns 7 und durch die an dem Gießprozess anschließende Entfernung des verlorenen Kerns 7, zwei in Axialrichtung A zueinander versetzt angeordnete Speichen 2 gebildet werden.
Es ist ebenfalls möglich, dass der verlorene Kern 7 in Axialrichtung A des Rads betrachtet zweigeteilt ausgebildet ist. Beispielsweise können die zwei Teile dann mit einem geeigneten Klebstoff verbunden sein. Ferner ist es möglich eine komplexe Struktur des verlorenen Kerns 7 durch die Herstellung des verlorenen Kerns 7 in einem additiven Herstellungsverfahren, wie einem 3D-Druck-Verfahren, herzustellen.
Es ist durch derartige komplexe Geometrien eines oder mehrerer verlorener Kerne 7 möglich, dass ganze Speichengeometrien/-Designs ausschließlich durch den verlorenen Kern 7 dargestellt werden können.
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In 8 ist beispielhaft der Gießprozess einer Speiche 2 mit einem in ein nicht eingezeichnetes Formteil einer Gießmaschine eingelegten verlorenen Kern 7 in einer Schnittansicht durch die Axialachse A des Rads. Der Schmelzefluss ist dabei in Form von Pfeilen dargestellt. Dabei ist ersichtlich, wie die flüssige Schmelze von der Nabe 1 des Rads bis zur Felge 4 des Rads hindurchfließt. Der verlorene Kern 7 wird dabei von der Schmelze vollumfänglich übergossen. Nach anschließender Aushärtung der Schmelze und Entnahme des einstückig gegossenen Rads aus dem Formteil, kann der verlorene Kern 7 aus dem Rad entfernt werden, wobei der genannte Durchbruch 5 bzw. die Aussparung 6 in der Speiche 2 entsteht.
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Es ist ferner möglich, wie in 9 dargestellt, dass die genannten Durchbrüche 5 an der Speichenseitenfläche 2.1 durch das Entfernen des verlorenen Kerns 7 gebildet sind, während eine Öffnung 5 an der Speicheninnenfläche 2.2.2 durch eine nachträgliche spanende Verarbeitung eingebracht wird. Es ist jedoch alternativ auch möglich, diese Öffnung 5 an der Speicheninnenfläche 2.2.2 ebenfalls durch das Entfernen des verlorenen Kerns 7 zu bilden.
Es ist im Allgemeinen möglich, dass das fertig gegossene Rad, nach dem Gießprozess noch weiter mechanisch, beispielsweise spanende bearbeitet wird.
Ferner ist es dabei möglich, wie ebenfalls aus 9 zu erkennen, dass die Öffnungen 5 an der Speicheninnenfläche 2.2.2 sowie an den Speichenseitenflächen 2.1 eine Befestigungsvorrichtung darstellen, mittels welcher Befestigungsvorrichtung Abdeckelemente 8 oder andere an die Speiche 2 zu befestigenden Bauteile an die Speiche 2 befestigt bzw. angeordnet werden können. Ein solches Abdeckelement 8 kann beispielsweise ein zur zumindest teilweisen Abdeckung des Speichenzwischenraums 3 verwendetes Element darstellen.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Nabenabschnitt
- 2
- Speiche
- 2.1
- Speichenseitenfläche
- 2.2.1
- Speichenaußenfläche
- 2.2.2
- Speicheninnenfläche
- 3
- Speichenzwischenraum
- 4
- Felge
- 5
- Öffnung
- 6
- Aussparung
- 7
- verlorene Kerne
- 8
- Abdeckelement
- A
- Axialrichtung / Drehachse
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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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.
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007046124 B4 [0001, 0003]
- DE 19926575 C2 [0001, 0004]
- DE 4138558 C2 [0001, 0004]
