DE102019113954A1

DE102019113954A1 - Felge eines Rads eines Personenkraftwagens

Info

Publication number: DE102019113954A1
Application number: DE102019113954.6A
Authority: DE
Inventors: Matthias Stangl; Mike Seidel
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2019-05-24
Filing date: 2019-05-24
Publication date: 2020-11-26

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Felge eines Rads eines Personenkraftwagens mit Tiefbett, Felgenschulter und Felgenhorn, wobei der minimale Durchmesser des Tiefbetts geringer ist als der 0,895-fache Nenn-Durchmesser der Felge. Es kann die Betttiefe des Tiefbetts für eine Felge mit einem Nenn-Durchmesser in der Größenordnung von 17 Zoll und 20 Zoll zumindest 30 Millimeter und vorzugsweise bis zu 55,4 Millimeter betragen und die Betttiefe des Tiefbetts für eine Felge mit einem Nenn-Durchmesser in der Größenordnung von 21 Zoll und 24 Zoll zumindest 34,7 Millimeter und vorzugsweise bis zu 72,8 Millimeter betragen. Es kann die in Drehachsrichtung des Rads gemessene Breite des Tiefbetts zumindest doppelt so groß sein als der bislang in einer ETRTO-Norm vorgegebene Mindestwert und vorzugsweise erstreckt sich das Tiefbett zusammen mit einer äußeren und inneren Formschräge zumindest annähernd zwischen den beiden Humps des Felgenbetts.

Description

Die Erfindung betrifft eine Felge eines Rads eines Personenkraftwagens mit Tiefbett, Felgenschulter und Felgenhorn. Solche Felgen sind als sog. PKW-Hump-Felgen beispielsweise in der DIN 7817 genormt.
Bei Personenkraftwagen steht durch die angestrebte Elektrifizierung ein signifikanter Wandel bevor. Beispielsweise ergeben sich bei elektrifizierten Fahrzeugen (BEV) aufgrund der Integration der rein elektrischen Antriebskomponenten nennenswert höhere Achslasten als bei von Verbrennungsmotoren angetriebenen Fahrzeugen. Dadurch kommen aktuell die auf die Räder aufzuziehenden üblichen Reifen, die beispielsweise nach ETRTO genormt sind, deutlich eher an ihre Traglastgrenzen. Da die Reifentraglast maßgeblich vom im Verbund aus Felge und Reifen eingeschlossenen Luftvolumen abhängt, nehmen die verbauten Radgrößen bei batterieelektrischen Fahrzeugen im Vergleich zu ansonsten vergleichbaren verbrennungsmotorischen Fahrzeugen zu, was aber der Effizienz des Fahrzeugs hinsichtlich Energieverbrauch abträglich ist.
Eine Abhilfemaßnahme für diese geschilderte Problematik aufzuzeigen, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung.
Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs und besteht in einer Felge eines Rads eines Personenkraftwagens mit Tiefbett, Felgenschulter und Felgenhorn, wobei der minimale Durchmesser des Tiefbetts geringer ist als der 0,895-fache Nenn-Durchmesser der Felge.
In einfachen Worten ausgedrückt wird vorliegend vorgeschlagen, das Luftvolumen in der Rad-Felge zu vergrößern und weiterhin die üblichen Reifen mit den gewohnten Dimensionen zu verwenden. Zwar ließe sich das (eingeschlossene) Luftvolumen des Verbundes aus Felge und Reifen auch durch höhere Reifenquerschnitte vergrößern, jedoch wird dies nicht nur von den beteiligten Kreisen als unattraktiv angesehen, sondern führt insbesondere zu schlechterer aerodynamischer Effizienz und schlechterem Fahrverhalten des Fahrzeugs.
Aktuell wird das Rad-Reifenportfolio für einen bestimmten Personenkraftwagen hinsichtlich Traglast von der Durchmesserlinie in Verbindung mit der größten Felge definiert. Die kleinste verbaubare Felge ist aus Geometriesicht durch den von der Radbremse benötigten Bauraum bestimmt. Letzterer kann aber bei batterieelektrischen Fahrzeugen im Vergleich zu ansonsten vergleichbaren verbrennungsmotorischen Fahrzeugen aufgrund der möglichen rekuperativen Bremsleistung geringer sein. Auch deshalb ist es möglich, erfindungsgemäß mit Hilfe einer überarbeiteten, d.h. hinsichtlich gewisser Abmessungen gegenüber der bisherigen Norm abgeänderten Felgengeometrie ein vergrößertes Luftvolumen in der Felge vorzusehen. Dieses vergrößerte Luftvolumen liegt in Richtung der Rad-Drehachse betrachtet neben und innerhalb des radäußeren Humps und somit im Bereich des Felgen-Tiefbetts.
Die beigefügte 1 zeigt ein erstes und 2 ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Felge, während in 3 der übliche Stand der Technik dargestellt ist, wobei der Nenndurchmesser D und die Maulweite A für sämtliche dargestellten Felgen geich sei. Für letzteren (3) sind zunächst die wesentlichen bzw. für die vorliegende Erfindung wesentliche Abmessungen abstrakt dargestellt, nämlich der annähernd dem Durchmesser (bezüglich der Raddrehachse) der (rad-äußeren) Felgenschulter S entsprechende Nenn-Durchmesser D der Felge, sowie der minimale Durchmesser DT_min des Tiefbetts T. Diese Durchmesser erstrecken sich in sämtlichen Figuren in Vertikalrichtung jeweils nach unten über die nicht gezeigte und wie an solchen Felgenbett-Darstellungen üblich horizontal verlaufende Raddrehachse hinaus. In 3 eingetragen sind weiterhin die zwischen dem äußeren (d.h. im am Fahrzeug montierten Zustand der Fahrzeug-Längsmittenebene abgewandten) Felgenhorn H_a und dem inneren (d.h. im am Fahrzeug montierten Zustand der Fahrzeug-Längsmittenebene zugewandten) Felgenhorn H_i gemessene Maulweite A sowie die in der ETRTO-Norm vorgeschriebene minimale Tiefbett-Breite Lmin. Mit P_a ist der äußere Hump und mit P_i ist der innere Hump bezeichnet, welche Humps P_a , P_i bekanntlich zur seitlichen Sicherung der beiden Reifen-Wülste jeweils im Zusammenwirken mit dem zugehörigen Felgenhorn H_a , H_i vorgesehen sind.
Weiterhin dargestellt ist die sogenannte Bett-Tiefe Bmin des Tiefbetts T, welche im Stand der Technik gemäß 3 für Felgen mit einem Nenn-Durchmesser in der Größenordnung zwischen 17 Zoll und 20 Zoll 17,3 Millimeter beträgt. Für Felgen mit einem Nenn-Durchmesser in der Größenordnung zwischen 21 Zoll und 24 Zoll beträgt die bislang übliche Betttiefe H_min 22 Millimeter. Damit ergibt sich im Stand der Technik ein Verhältnis zwischen dem minimalen Durchmesser DT_min des Tiefbetts T und dem Nenn-Durchmesser D in der Größenordnung zwischen 0,93 bis 0,94 (zu 1).
Bei einer erfindungsgemäßen Felge gemäß 1, 2 ist nun der minimale Durchmesser DT_min des Tiefbetts T geringer ist als der 0,895-fache Nenn-Durchmesser D der Felge, d.h. das am Ende des vorstehenden Absatzes genannte Verhältnis nimmt maximal den Wert 0,895 an und kann selbstverständlich noch geringer sein, so beispielsweise in der Größenordnung von 0,76 (zu 1) liegen. Damit kann die Betttiefe B für einen Felgen-Nenndurchmesser D in der Größenordnung zwischen 17 Zoll und 20 Zoll zumindest 30 Millimeter und vorzugsweise bis zu 55,4 Millimeter betragen und es kann die Bett-Tiefe B für einen Felgen-Nenndurchmesser D in der Größenordnung zwischen 21 Zoll und 24 Zoll zumindest 34,7 Millimeter und vorzugsweise bis zu 72,8 Millimeter betragen.
Während in 1 ein in Drehachsrichtung des Rades betrachtet relativ schmales Tiefbett T mit im Wesentlichen bislang üblicher Tiefbett-Breite L = Lmin (aus ETRTO) dargestellt ist, zeigt 2 ein nennenswert breiteres Tiefbett T, dessen Breite L zumindest doppelt so groß ist als der bislang in einer ETRTO-Norm vorgegebene Mindestwert Lmin (aus 3). In 2 ist das Tiefbett T in Drehachsrichtung des Rades betrachtet so breit, dass es sich zusammen mit einer äußeren und inneren Formschräge (diese sind mit dem Buchstaben F gekennzeichnet) zumindest annähernd zwischen den beiden Humps P_a , P_i des Felgenbetts erstreckt.
Erfindungsgemäß können somit Reifen mit großer Zollgröße auf einer Felge montiert werden, die in Richtung Radmitte bzw. zur Rad-Drehachse hin den zur Verfügung stehenden Bauraum maximal ausnutzt, um gegenüber dem bisherigen Stand der Technik ein zusätzliches Luftvolumen bereit zu stellen. Dabei wird die große Felge von außen beginnend in Richtung Radmitte soweit quasi geschlossen, dass die thermische Betriebssicherheit des Radverbundes (d.h. von Rad und Reifen) noch sichergestellt ist, womit ein hohes Aerodynamikpotential vorliegt. Der verbaute Reifen hat dabei einen kleineren Reifenquerschnitt und steigert dadurch die Effizienz bzgl. Rollwiderstand und Fahrdynamik, während das Luftvolumen im Reifen in der Größenordnung von 10% bis zu 25% erhöht wird. Vorteilhafterweise bleibt die Felgen-Geometrie im Bereich der Felgenhörner H_a , H_i bis hin zu den Humps P_a , P_i gegenüber dem bisherigen Standard unverändert, so dass weiterhin die bislang üblichen Reifen-Ventile (gegebenenfalls mit einem Reifendruck-Kontrollsystem) verbaut werden können.

Claims

Felge eines Rads eines Personenkraftwagens mit Tiefbett (T), Felgenschulter (S) und Felgenhorn (H_a, H_i), wobei der minimale Durchmesser (DT_min) des Tiefbetts geringer ist als der 0,895-fache Nenn-Durchmesser (D) der Felge.
Felge nach Anspruch 1, wobei die Bett-Tiefe (B) des Tiefbetts (T) für eine Felge mit einem Nenn-Durchmesser (D) in der Größenordnung von 17 Zoll und 20 Zoll zumindest 30 Millimeter und vorzugsweise bis zu 55,4 Millimeter beträgt.
Felge nach Anspruch 1, wobei die Bett-Tiefe (B) des Tiefbetts (T) für eine Felge mit einem Nenn-Durchmesser (D) in der Größenordnung von 21 Zoll und 24 Zoll zumindest 34,7 Millimeter und vorzugsweise bis zu 72,8 Millimeter beträgt.
Felge nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die in Drehachsrichtung des Rads gemessene Breite (L) des Tiefbetts (T) zumindest doppelt so groß ist als der bislang in einer ETRTO-Norm vorgegebene Mindestwert (Lmin).
Felge nach Anspruch 4, wobei sich das Tiefbett (T) zusammen mit einer äußeren und inneren Formschräge zumindest annähernd zwischen den beiden Humps (P_a, P_i) des Felgenbetts erstreckt.