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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Felgenbett und einer Nabe sowie einem Radstern, wobei das Felgenbett bezogen auf eine vom Radstern aufgespannte Radaufspannebene ein inneres Felgenhorn und ein äußeres Felgenhorn aufweist und sich vom Radstern ausgehend Speichen in Richtung zum äußeren Felgenhorn erstrecken, und der Radstern an einem Umkreisbereich der Nabe angeordnete Radbolzenaufnahmen mit einer jeweiligen Durchgangsbohrung aufweist, und die Radbolzenaufnahmen jeweils einen die Durchgangsbohrung einschließenden Außenbereich aufweisen, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
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Ein solches Rad kann an dem Problem leiden, dass das Rad im Betrieb des damit ausgestatteten Kraftfahrzeugs Geräusche verursacht, welche vom Fahrer des Fahrzeugs als ein Knarzen empfunden werden, wobei dies beispielsweise dann auftreten kann, wenn das stehende Fahrzeug bei zunächst betätigter Betriebsbremse, welche dann vom Fahrer gelöst wird, loszurollen beginnt und während dieses Vorgangs des Losrollens das vorstehend beschriebene Geräusch auftritt.
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Dieses Geräusch wurde in der Literatur bereits als Schrummknarzen bezeichnet, welches als Bremsengeräusch verstärkt auftritt bei nassen Umgebungsbedingungen und daher sich ansammelnder Feuchtigkeit in der Arbeitsumgebung der Betriebsbremsen des Fahrzeugs und des Rad-Radträger-Bremsscheibe Verbunds.
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Einen wesentlichen Einfluss auf das Auftreten beziehungsweise das Vermeiden dieses als störend empfundenen Geräusches hat die Radeigenfrequenz des eingesetzten Rades in Verbindung mit der Betriebsbremse des Fahrzeugs.
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Ein gattungsgemäßes Rad muss also einerseits eine Radeigenfrequenz aufweisen, welche im Idealfall außerhalb des von der Betriebsbremse des Fahrzeugs induzierten Anregungsfrequenzspektrums liegt und andererseits auch einem konstruktiv beziehungsweise vom Design her bedingten Anforderungsprofil entsprechen.
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Die eingangs bereits erläuterten Geräusche, welche in erster Linie von der Betriebsbremse des Fahrzeugs induziert werden, treten mit zunehmendem Raddurchmesser und zunehmendem Durchmesser der Bremsscheiben vermehrt in Erscheinung, sodass die Notwendigkeit besteht, die Radeigenfrequenz mit zunehmendem Raddurchmesser zu erhöhen.
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Neben den von der Betriebsbremse des Fahrzeugs induzierten Geräuschen, welche vom Benutzer des Fahrzeugs als von den Rädern ausgehend empfunden werden, ist das Rad auch noch anderen Einflussfaktoren ausgesetzt, welche das Geräuschbild des Rades beeinflussen, so beispielsweise der Schall, welcher durch eine im Lufthohlraum im Inneren des Rades erregte stehende Welle erzeugt wird.
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Zur Adressierung des zuletzt genannten Problems ist es anhand der
DE 198 82 112 T1 bekannt geworden, einen Resonator im Inneren des Rades anzuordnen, welcher zum Unterdrücken des von der Eigenfrequenz des Rades resultierenden Schalls gestaltet ist.
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Anhand der
DE 10 2013 0004 613 B3 ist es bekannt geworden, einen Zusatzadapter zur Vergrößerung des effektiven Lochkreisradius des Radsterns vorzusehen, mit dem das Geräuschbild des Rades positiv beeinflusst werden soll. Insbesondere soll damit ein als Felgenheulen bezeichnetes Geräusch verringert werden.
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Anhand der
DE 10 2017 205 153 A1 ist ein Rad für ein Fahrzeug bekannt geworden, bei dem zwischen zwei benachbarten Speichen jeweils ein Steg vorgesehen ist, der als zusätzliches Versteifungselement oder Dämpfungselement zur Bedämpfung akustischer Schwingungen, welche vom Rad ausgehen, dient. Die zwischen den Speichen vorgesehenen Stege werden dabei am radial äußeren Bereich der Speichen vorgesehen.
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Anhand der
DE 10 2013 222 448 A1 ist ein Rad für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, bei dem eine am inneren Felgenhorn angebrachte radial umlaufende Aufdickung zu einer Versteifung des Rades führt und damit zu einer Erhöhung der Eigenfrequenz des Rades, welche das Rad weniger anfällig macht für die vorstehend erwähnten Bremsengeräusche, andererseits nimmt dadurch das Rotationsträgkeitsmoment des Rades zu.
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Ausgehend hiervon liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Rad zu schaffen, welches eine hohe Radeigenfrequenz aufweist und eine hohe Radzentrumssteifigkeit besitzt.
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Die zur Lösung dieser Aufgabe geschaffene Erfindung weist die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale auf, vorteilhafte Weiterbildungen hiervon sind in den weiteren Ansprüchen beschrieben.
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Die Erfindung schafft ein Rad, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, mit einem Felgenbett und einer Nabe sowie einem Radstern, wobei das Felgenbett bezogen auf eine vom Radstern aufgespannte Radaufspannebene ein inneres Felgenhorn und ein äußeres Felgenhorn aufweist und sich vom Radstern ausgehend Speichen in Richtung zum äußeren Felgenhorn erstrecken, und der Radstern an einem Umkreisbereich der Nabe angeordnete Radbolzenaufnahmen mit einer jeweiligen Durchgangsbohrung aufweist, und die Radbolzenaufnahmen jeweils einen die Durchgangsbohrung einschließenden Außenbereich aufweisen, wobei sich Speichen vom Außenbereich zweier benachbarter Durchgangsbohrungen ausgehend in Richtung zum äußeren Felgenhorn erstrecken und eine erste gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration ausbilden und die Schenkel der ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration im Bereich des äußeren Felgenhorns aufeinander zu laufen.
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Diese Konfiguration beziehungsweise Anordnung der Speichen sorgt dafür, dass vom Rad übertragene Momente, seien dies Momente, die das angetriebene Rad auf die Fahrbahnoberfläche überträgt oder die in der Form von Bremsmomenten auf das Rad übertragen werden oder die über den Triebstrang des Fahrzeugs als vom Antriebsmotor im Schubbetrieb erzeugte Momente übertragen werden, vom Felgenbett beziehungsweise Felgenhorn in der Form von Zugkräften und/oder Druckkräften in den Radstern eingetragen werden und so bei einer Torsionsmomentenbelastung zwischen dem Radstern und dem Felgenbett und/oder Felgenhorn im Wesentlichen nur Zugkräfte und/oder Druckkräfte im Kraftübertragungsweg zwischen Radstern und Felgenbett und/oder Felgenhorn auftreten.
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Diese Konfiguration sorgt dafür, dass die Neigung des Felgenbettes und/oder Felgenhorns sich bei Torsionsbelastung relativ zum Radmittelpunkt, also dem Radstern, zu verdrehen, minimiert ist und das Rad eine hohe rotatorische Eigenfrequenz von beispielsweise mehr als 600 Hz aufweist und somit auch die Neigung des Rades verringert wird, von beim Lösen der Bremse auftretender Stick- Slip-Effekte zwischen dem Bremsbelag und der Bremsscheibe zu Schwingungen angeregt zu werden, welche als Luftschall in Erscheinung treten oder auch als Körperschall über die Karosserie des Fahrzeugs in den Innenraum des Fahrzeugs übertragen werden und dort als störend empfundene Bremsgeräusche wahrgenommen werden.
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Diese erste gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration zeichnet sich dadurch aus, dass die Speichen vom Außenbereich zweier benachbarter Durchgangsbohrungen in Richtung zum äußeren Felgenhorn verlaufen, also von zwei benachbarten Durchgangsbohrungen zweier benachbarter Radbolzenaufnahmen ausgehend in Richtung zum äußeren Felgenhorn verlaufen. Im Bereich des äußeren Felgenhorns oder Felgenbettes laufen die Speichen also aufeinander zu, sodass eine Dreieckskonfiguration geschaffen wird zwischen den beiden Speichen, die vom Radstern ausgehend nach außen verlaufen und einer die beiden Anbindungspunkte der beiden Speichen am Außenbereich der beiden benachbarten Durchgangsbohrungen verbindenden erste Verbindungslinie.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass sich Speichen vom Außenbereich zweier distal benachbarter Durchgangsbohrungen ausgehend in Richtung zum äußeren Felgenhorn erstrecken und eine zweite gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration ausbilden und die Schenkel der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration im Bereich des äußeren Felgenhorns aufeinander zu laufen.
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Mit dieser Weiterbildung wird eine zur ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration der Speichen versetzt angeordnete zweite gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration geschaffen.
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Die zweite gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration besitzt also ebenfalls zwei Speichen, welche vom Radstern ausgehend in Richtung nach außen zum äußeren Felgenhorn oder Felgenbett verlaufen und dort aufeinander zu laufen, um einen Innenwinkel auszubilden.
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Die im Bereich des Radsterns zwischen den beiden Anbindungspunkten der beiden Speichen am Außenbereich der Durchgangsbohrungen der Radaufnahmen verlaufende zweite Verbindungslinie der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration ist demgemäß länger als die erste Verbindungslinie der ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration. Dies rührt daher, da die beiden Anbindungspunkte der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration zwischen sich eine weitere Durchgangsbohrung aufweisen, die von der Nabe des Rades ausgehend auf einem Kreissegment mit einem Radius von der Nabe des Rades bis zum Mittelpunkt der Durchgangsbohrung der Radbolzenaufnahmen liegt, die Durchgangsbohrung also innerhalb des Dreiecks liegt, welches von den beiden Speichen und der zweiten Verbindungslinie aufgespannt wird.
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Diese Konfiguration des erfindungsgemäßen Rades mit der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration der Speichen sorgt für eine weitere Zunahme der Steifigkeit des Rades und für eine weitere Erhöhung der rotatorische Eigenfrequenz des Rades, so dass ein erfindungsgemäßes Rad in der Summe eine rotatorische Eigenfrequenz von beispielsweise etwa 665 Hz aufweist und die damit außerhalb des üblichen Anregungsspektrums der Anregungsfrequenzen liegt, die von einem Rad-Radträger-Bremsscheibe Verbund ausgehen.
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Die Erfindung macht also davon Gebrauch, dass eine dreieckförmige Konfiguration mit den jeweiligen vom Radstern ausgehenden Speichen eine statisch bestimmte Lastaufnahmekonfiguration darstellt und die Speichen somit im kraftübertragenden Torsionslastfall jeweils nur auf Zugkraft und Druckkraft beaufschlagt werden und eine Biegebelastung der Speichen und ein damit einhergehendes Lastkollektiv, welches zu einer sich schwingend wiederholenden Verlagerung des Felgenbettes in Umfangsrichtung des Rads relativ zum Radstern führen würde, weitgehend vermieden wird.
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Die vorstehend erwähnte Anordnung der Speichen zwischen dem Radstern und dem Felgenbett beziehungsweise dem Felgenhorn in sich in Umfangsrichtung des Rades wiederholender Weise führt bei einem Rad, welches fünf Radbolzenaufnahmen besitzt zur Ausbildung von fünf ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfigurationen der Speichen oder ersten Speichendreiecken und fünf zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfigurationen der Speichen oder zweiten Speichendreiecken, infolgedessen sich zwischen einzelnen Speichen jeweils nachfolgend noch erläuterte Kreuzungspunkte einstellen, welche zur weiteren Erhöhung der Steifigkeit des Rades beitragen. Dadurch, dass die Speichen jeweils tangential vom Außenbereich der Radbolzenaufnahmen ausgehen, und die Speichen einstückig mit dem Radstern ausgebildet sind, wird eine zur Drehkraftübertragung steife Konfiguration des Radsterns erzielt.
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Es ist dabei nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Speichen im Bereich des Au ßenbereichs der Durchgangsbohrungen der jeweiligen Radbolzenaufnahmen tangential in einen die Durchgangsbohrung einschließenden Umkreisbereich übergehen, sodass über die Anbindungspunkte der Speichen im Bereich der Durchgangsbohrungen zur Krafteinleitung zwischen den Anbindungspunkten eine in jeweiliger Breitenrichtung der dreieckförmigen Konfiguration breite Kraftanbindungsbasis geschaffen wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass die Speichen im Bereich des äußeren Felgenhorns einen sich weitgehend rechtwinklig zu einem Umfangsabschnitt des Felgenhorns erstreckenden Anschlussabschnitt aufweisen und die Anschlussabschnitte zweier benachbarter Speichen mit dem Felgenhorn einstückig ausgebildet sind.
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Diese Konfiguration weist den Vorteil auf, dass die jeweiligen Anschlussabschnitte von den Endbereichen der Speichen ausgehend am Felgenhorn in Umfangsrichtung verbreitet ausgebildet werden können, also in Umfangsrichtung eine größere Längserstreckung am Felgenhorn besitzen, sodass einerseits die Steifigkeit des Felgenhorns im Kraftübertragungsbereich zwischen den Speichen und dem Felgenhorn vergrößert wird und andererseits die zur Momentenübertragung zwischen den Speichen und dem Felgenhorn zur Verfügung stehende Anbindungsfläche der Speichen am Felgenhorn verbreitet wird.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass eine Speiche der ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration und eine Speiche der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration einen Kreuzungspunkt ausbilden.
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Dieser jeweilige Kreuzungspunkt sorgt dafür, dass sich die Speichen aneinander abstützen und auf diese Weise die Festigkeit und Steifigkeit der Felge in radialer Richtung und Umfangsrichtung vergrößert wird.
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Es ist dabei nach einer Weiterbildung der vorliegenden Erfindung auch vorgesehen, dass eine Speiche der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration und eine Speiche einer benachbarten zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration einen Kreuzungspunkt ausbilden.
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Auch diese jeweiligen Kreuzungspunkte sorgen dafür, dass sich die Speichen der zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration aneinander abstützen und auf diese Weise die Festigkeit und Steifigkeit der Felge in radialer Richtung und Umfangsrichtung weiter zunimmt.
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Auch ist nach einer Weiterbildung der Erfindung vorgesehen, dass das Rad weitgehend parallel zueinander verlaufende Speichen aufweist, welche weitgehend tangential zu dem Radstern verlaufend ausgebildet sind.
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Diese Konfiguration weist den Vorteil auf, dass diese parallel verlaufenden Speichen hinsichtlich ihres jeweiligen Abstands vom Mittelpunkt der Nabe beziehungsweise vom Radstern dem jeweiligen Anforderungsprofil am Fahrzeug und beispielsweise dem Durchmesser des Rades entsprechend mit unterschiedlichen Abständen angeordnet werden können und, da diese mit den Speichen der ersten dreieckförmigen Konfiguration und den Speichen der zweiten dreieckförmigen Konfiguration Kreuzungspunkte ausbilden, durch den Abstand der parallel verlaufenden Speichen zum Radstern auch die Lage der Kreuzungspunkte beeinflusst werden kann und auf diese Weise das Rad hinsichtlich seiner Steifigkeit und Festigkeit dem Anforderungsprofil angepasst werden kann und auch die rotatorische Eigenfrequenz des erfindungsgemäßen Rades dem bei unterschiedlichen Durchmessern des Rades unterschiedlichen Anforderungsprofil hinsichtlich der rotatorischen Eigenfrequenz angepasst werden kann, um Resonanzfrequenzen mit der Bremse beziehungsweise dem Achsverbund des Fahrzeugs zu vermeiden und damit beim Bremsen beziehungsweise Loslassen der Bremse ansonsten als störend empfundene Geräusche zu vermeiden.
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Die parallele Anordnung der Speichen führt auch dazu, dass eine gute Skalierbarkeit des Rades gegeben ist von beispielsweise 19 Zoll Raddurchmesser auf 20 Zoll Raddurchmesser oder auch 21 Zoll Raddurchmesser, wobei dabei der Abstand der Speichen vom Radmittelpunkt größer wird, da die Speichen weiter in Richtung nach außen verlagert werden.
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Es ist einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Speichen in einer eine Mittelachse des Rades einschließenden Querschnittsansicht vom Radstern ausgehend gekrümmt, insbesondere parabelastförmig, in Richtung zum äußeren Felgenhorn verlaufen.
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Diese Konfiguration führt dazu, dass die Speichen nicht nach außen über das Felgenhorn hervorstehen und daher eine an einem Reifen, der auf das Rad aufgezogen werden kann, vorgesehene Scheuerleiste nicht nur das Felgenhorn gegen Beschädigungen schützt, sondern auch die Speichen, da diese aufgrund dieser Konfiguration nicht über die Scheuerleiste hervorstehen.
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Einer gewünschten Schüsselung des Rades kann durch ein weiteres nach Innenverlagern des Radsterns entlang der Querschnittsansichtsachse in Richtung zum inneren Felgenhorn und einer entsprechenden Anpassung der Krümmung der Speichen Rechnung getragen werden.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass das Felgenbett des Rades mittels spanloser Formgebung, insbesondere mittels eines Flowformverfahrens ausgebildet ist und das Rad weitgehend mittels eines Schmiedeverfahrens gefertigt ist. Auf diese Weise wird es ermöglicht, das Felgenbett mit zur im Betrieb auftretenden Beanspruchung entsprechender, aber geringer Wandstärke auszubilden, sodass die Gesamtmasse des Rades verringert werden kann und aufgrund der Verringerung der radial außen liegenden Massen des Rades auch das Rotationsträgkeitsmoment des Rades verringert werden kann.
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Durch das Ausbilden des Rades mittels eines Schmiedeverfahrens wird der Anteil an spanender Bearbeitung des Rades verringert und auf diese Weise erreicht, dass durch das Schmiedeverfahren ausgebildete vorteilhafte Gefügeverläufe des Rades möglichst wenig gestört werden.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Speichen vom äußeren Felgenhorn ausgehend in Richtung zum Radstern in einer Draufsichtansicht eine sich verbreiternde Konfiguration aufweisen. Dadurch wird erreicht, dass einerseits die radial außenliegenden Massen des Rades verringert werden und andererseits die Speichen querschnittlich in Richtung zum Radstern betrachtet eine zunehmende Querschnittsfläche aufweisen und damit eine vorteilhafte Spannungsverteilung im Gefüge der Speichen beibehalten werden kann.
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Es ist nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Speichen in einer eine Mittelachse des Rades einschließenden Querschnittsansicht im Bereich des Radsterns eine weitgehend tangential zum Radstern ausgebildete Konfiguration aufweisen und relativ zu einer äußeren Felgenhornebene eine innerhalb der Felgenhornebene und der Radaufstandsebene vorgesehene Anbindung zum Felgenhorn aufweisen.
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Auf diese Weise wird die Ausbildung von Kerbspannungen im Anbindungsbereich der Speichen am Radstern verhindert. Die Speichen werden bei dem erfindungsgemäßen Rad entsprechend dem Beanspruchungsprofil von Zugstäben oder Druckstäben belastet, die sich am Radstern abstützen. Durch das Vermeiden eines kantigen oder winkeligen Anbindens der Stäbe am Radstern wird die Ausbildung von Kerbspannungen im Kraftübertragungsbereich zwischen den Speichen und dem Radstern vermieden.
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Schließlich ist es nach einer Weiterbildung der Erfindung auch vorgesehen, dass die Speichen zwischen Radstern und Felgenhorn in einer Draufsichtansicht eine geradlinig verlaufende Konfiguration aufweisen, sodass die Speichen nur auf Druck und/oder Zug belastet werden, Biegebeanspruchungen der Speichen aber vermieden werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in:
- 1 eine Ansicht von vorne auf eine Ausführungsform eines Rades nach der vorliegenden Erfindung;
- 2 eine weitere Ansicht von vorne auf die Ausführungsform des Rades nach 1;
- 3 eine Ansicht ähnlich derjenigen nach 1 der Zeichnung zur Erläuterung der Kraftübertragung zwischen dem Felgenhorn und dem Radstern über die Speichen;
- 4 eine Ansicht des Rades nach 1 in einer Ansicht von hinten auf den Radstern;
- 5 eine Schnittansicht des Rades nach 1 mit ersten Abmessungen und im Vergleich hierzu einem größeren Rad mit zweiten Abmessungen; und
- 6 eine Ansicht auf das Rad gemäß 1 der Zeichnung in der linken Darstellung der 6 und auf ein bekanntes Rad in der rechten Darstellung der 6.
- 1 der Zeichnung zeigt eine Ansicht von vorne auf eine Ausführungsform eines Rades gemäß der vorliegenden Erfindung.
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Bei dem Rad 1 handelt es sich um ein zur Verwendung mit einem nicht näher dargestellten Kraftfahrzeug vorgesehenen Rad. Wie es näher anhand von 5 der Zeichnung ersichtlich ist, weist das Rad 1 ein Felgenbett 2 auf und einen Radstern 3, der eine Radaufspannebene 4 ausbildet, an der das Rad 1 mittels nicht näher dargestellter Radbolzen an einem Radträger des Kraftfahrzeugs lösbar festgelegt werden kann.
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Darüber hinaus besitzt das Rad ein inneres Felgenhorn 5 und ein äußeres Felgenhorn 6 und, wie es beispielsweise anhand von 2 der Zeichnung ersichtlich ist, eine Nabe 7 und Radbolzenaufnahmen 8, die eine jeweilige Durchgangsbohrung 9 aufweisen und zwar zur Aufnahme der nicht näher dargestellten Radbolzen zur Festlegung des Rades 1 am Radträger des Fahrzeugs.
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Die Radbolzenaufnahmen 8 besitzen jeweils einen Au ßenbereich 10, der die Durchgangsbohrungen 9 einschließt und zwar zumindest an einem Teilbereich eines jeweiligen Umkreises der Durchgangsbohrungen 9, wie dies anhand von beispielsweise 1 der Zeichnung ersichtlich ist.
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Wie es sich ohne weiteres anhand von 1 der Zeichnung ergibt, besitzt das Rad 1 erste Speichen 11, welche vom Außenbereich 12, 13 zweier benachbarter Durchgangsbohrungen 14, 15 ausgehend sich in Richtung zum äußeren Felgenhorn 6 erstrecken. Die Speichen 11 sind dabei jeweils gleich lang ausgebildet und bilden zwei Schenkel 16 einer ersten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration 17 der Speichen 11 oder eines ersten Speichendreiecks 17 aus, die an der Basis des gleichschenkeligen ersten Speichendreiecks 17 ergänzt wird durch eine in 1 der Zeichnung gestrichelt dargestellte erste Verbindungslinie 18, welche die beiden Fußpunkte 19 der Speichen 11, die von den Außenbereichen 12, 13 ausgehen, als virtuelle Linie verbindet.
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Die Verlängerung der Schenkel über den Radstern 3 hinaus führt zur Konfiguration von parallel verlaufenden Speichen 42, die den Radstern 3 einschließen, wie dies anhand von 1 der Zeichnung ersichtlich ist und deren lichter Abstand zueinander in Abhängigkeit beispielsweise des gewünschten Raddurchmessers verändert beziehungsweise angepasst werden kann.
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Die erste gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration 17 wird also von den Speichen 11, die von zwei benachbarten Durchgangsbohrungen 14, 15 ausgehen und sich in Richtung zum äußeren Felgenhorn 6 erstrecken und von der ersten Verbindungslinie 18 gebildet.
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In ähnlicher Weise besitzt das Rad 1 zweite Speichen 20, welche vom Außenbereich 21, 22 zweier distal benachbarter Durchgangsbohrungen 24, 29 ausgehen und sich in Richtung zum äußeren Felgenhorn 6 erstrecken.
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Auch die Speichen 20 sind dabei jeweils gleich lang ausgebildet und bilden zwei Schenkel 25 einer zweiten gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration 26 der Speichen 20 aus, die an der Basis des gleichschenkeligen zweiten Speichendreiecks 26 ergänzt wird durch eine in 1 der Zeichnung gestrichelt dargestellte zweite Verbindungslinie 27, welche die beiden Fußpunkte 28 der Speichen 20, die von den Außenbereichen 21, 22 ausgehen, als virtuelle Linie verbindet.
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Die zweite gleichschenkelig dreieckförmige Konfiguration 26 wird also von den Speichen 20, die von zwei distal benachbarten Durchgangsbohrungen 24, 29 ausgehen und sich in Richtung zum äußeren Felgenhorn 6 erstrecken und von der zweiten Verbindungslinie 27 gebildet.
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Distal benachbart heißt, dass sich in der Vorderseitenansicht nach 1 der Zeichnung zwischen den beiden Durchgangsbohrungen 24 und 29 die Durchgangsbohrung 15 angeordnet befindet, welche innerhalb des zweiten Speichendreieck 26 liegt, von der aber keine zum zweiten Speichendreieck 26 gehörige Speiche ausgeht.
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In 1 der Zeichnung ist das erste Speichendreieck 17 mit gestrichelten Linien dargestellt, während das zweite Speichendreieck 26 mit strichpunktierten Linien dargestellt ist.
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Wie es anhand von 2 der Zeichnung ersichtlich ist, gehen die beiden Speichen 11 im Bereich des Au ßenbereichs 12, 13 tangential in einen die jeweiligen Durchgangsbohrungen 14, 15 einschließenden Umkreisbereich 30 über, sodass die Krafteinleitung im Umkreisbereich der Durchgangsbohrungen 14, 15 jeweils weitgehend tangential zu den Durchgangsbohrungen 14, 15 erfolgt.
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In ähnlicher Weise gehen die beiden Speichen 20 im Bereich des Außenbereichs 21, 22 tangential in einen die jeweiligen Durchgangsbohrungen 24, 29 einschließenden Umkreisbereich 31 über, sodass die Krafteinleitung im Umkreisbereich der Durchgangsbohrungen 24, 29 jeweils weitgehend tangential zu den Durchgangsbohrungen 24, 29 erfolgt.
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Die Speichen 11 und 20 sind dabei jeweils einstückig mit dem Radstern 3 ausgebildet und erstrecken sich vom Radstern 3 ausgehen jeweils in Richtung zum äußeren Felgenhorn 6 und sind dort einstückig mit dem Felgenhorn 6 beziehungsweise dem Felgenbett 2 ausgebildet.
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Im Bereich des äußeren Felgenhorns 6 weisen die Speichen 11, 20 einen sich weitgehend rechtwinklig zu einem in 2 der Zeichnung dargestellten Umfangsabschnitt 32 des Felgenhorns 6 erstreckenden Anschlussabschnitt 33 auf, und die Anschlussabschnitte 33 zweier benachbarter Speichen 11, 20 sind jeweils einstückig mit dem Felgenhorn 6 beziehungsweise dem Felgenbett 2 ausgebildet. Wie es ohne weiteres anhand der 2 ersichtlich ist, besitzen die jeweiligen Anschlussabschnitte 33 in einer radialen Richtung auf das äußere Felgenhorn 6 zulaufend eine sich erweiternde Konfiguration, sodass die Kraftübertragungsfläche zwischen den Anbindungsabschnitten 33, welche ähnlich kleiner Füßchen ausgebildet sind, vergrößert wird und somit die im Kraftübertragungsbereich zwischen den Speichen 11, 20 und dem äußeren Felgenhorn 6 beziehungsweise dem Felgenbett 2 auftretenden Spannungen verringert werden können. Gleichzeitig sorgt auch diese spezifische Ausgestaltung der Felge für eine Zunahme der rotatorischen Eigenfrequenz des erfindungsgemäßen Rades 1.
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Wie es sich anhand von 2 der Zeichnung weiterhin ergibt, bildet eine der Speichen 11 und eine der Speichen 20 einen ersten Kreuzungspunkt 34 aus und die Speiche 20 bildet auch mit einer der Speichen 20 des sich in Umfangsrichtung nach dem Pfeil 37 anschließenden nächsten zweiten Speichendreieck 26 einen weiteren, zweiten Kreuzungspunkt 35 aus. Darüber hinaus bilden auch die jeweils aufeinander zulaufenden Speichen 11 und 20 im Anschlussbereich des äußeren Felgenhorns 6 einen weiteren, dritten Kreuzungspunkt 36 aus. Diese Konfiguration wiederholt sich in Umfangsrichtung der Rades 1.
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Diese Konfiguration mit den sich in Umfangsrichtung des Pfeiles 37 wiederholenden Kreuzungspunkten zwischen den Speichen 11, 20 und den Kreuzungspunkten am jeweiligen Endbereich der Speichen 11, 20 nahe dem äußeren Felgenhorn 6 führt zu einer Erhöhung der Steifigkeit und Festigkeit des erfindungsgemäßen Rades 1, beispielsweise im Vergleich zu einem in der rechten Darstellung der 6 der Zeichnung gezeigten bekannten Rad. Auch führt die erfindungsgemäße Konfiguration des Rades 1 zu der in 1 der Zeichnung ersichtlichen, sich in Umfangsrichtung des Rades 1 wiederholenden Ausbildung einer weiteren gleichschenkelig dreieckförmigen Konfiguration 43 von Speichen, die tangential zum Radstern 3 angeordnet sind und der Erhöhung der rotatorischen Eigenfrequenz des Rades 1 dienen.
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Das erfindungsgemäße Rad 1 zeichnet sich in Umfangsrichtung des Pfeiles 37 betrachtet durch fünf erste Speichendreiecke 17 und fünf zweite Speichendreiecke 26 aus, welche demgemäß einen Winkelabstand von 36 Grad aufweisen und diese Konfiguration führt zu einer hohen rotatorischen oder personalen Eigenfrequenz von beispielsweise 665 Hz.
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6 der Zeichnung zeigt in der linken Darstellung die Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rades 1 mit den sich wiederholenden Kreuzspeichen in der Konfiguration mit sich wiederholenden ersten Speichendreiecken und sich wiederholenden zweiten Speichendreiecken, während die rechte Darstellung der 6 ein bekanntes Rad mit sich vom Radstern weitgehend parallel radial nach außen in Richtung zum Felgenbett erstreckenden Speichen zeigt.
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Bei ansonsten gleichem Raddurchmesser weist das in der linken Darstellung der 6 gezeigte erfindungsgemäße Rad eine rotatorische Eigenfrequenz von 665 Hz auf, während das in der rechten Darstellung der 6 gezeigte bekannte Rad eine rotatorische Eigenfrequenz von 282 Hz aufweist.
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Damit weist das bekannte Rad eine niedrige Eigenfrequenz auf, die dazu führt, dass das bekannte Rad zu Bremsengeräuschen angeregt wird, während das erfindungsgemäße Rad aufgrund der hohen rotatorischen Eigenfrequenz diese Anregung vermeidet.
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3 der Zeichnung zeigt eine Ansicht ähnlich derjenigen nach 1 und zwar zur Erläuterung der Kraftübertragung zwischen dem Felgenhorn und dem Radstern über die Speichen.
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In Abhängigkeit von der mit dem Pfeil 38 nach 3 dargestellten Drehrichtung des erfindungsgemäßen Rades 1 und der aktuellen Betriebssituation des mit dem Rad 1 ausgestatteten Fahrzeugs führt die Drehkraftübertragung zwischen dem Rad 1 und einer nicht näher dargestellten Fahrbahnoberfläche, an der das mit einem ebenfalls nicht näher dargestellten Reifen ausgestattete erfindungsgemäße Rad 1 abrollt, zu einer Kraftübertragung zwischen dem Felgenbett 2 beziehungsweise dem Felgenhorn und dem Radstern 3 über die Speichen 11 und 20.
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Die Belastung der Speichen 11, 20 sind dabei in der Form von Zugkräften und Druckkräften statt, wie dies anhand der die Druckkräfte symbolisierenden Pfeile 39 nach 3 und der die Zugkräfte symbolisierenden Pfeile 40 statt.
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Aufgrund der erfindungsgemäßen Ausgestaltung des Rades 1 wird eine Biegebelastung der Speichen 11, 20 vermieden, was dazu führt, dass die Speichen belastungsgerecht dünn ausgebildet werden können, wodurch auch das Rotationsträgkeitsmoment des Rades 1 verringert werden kann, obwohl durch die erfindungsgemäße Konfiguration des Rades 1 eine hohe rotatorische Radeigenfrequenz erzielt werden kann und das Rad 1 somit nicht anfällig ist für eine Anregung zur Schwingung aufgrund der beim Bremsen beziehungsweise Loslassen der Bremse des Kraftfahrzeugs, wie dies vorstehend bereits erläutert wurde, und das erfindungsgemäße Rad somit auch nicht anfällig ist für die Übertragung als störend empfundener Bremsgeräusche, wie dies beim bekannten Rad der Fall ist.
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4 der Zeichnung zeigt eine Ansicht von hinten auf das erfindungsgemäße Rad 1 mit dem Radstern 3 und dessen Anbindungsfläche 41, mit dem der Radstern 3 an einem nicht näher dargestellten Radträger eines Fahrzeugs festgelegt werden kann und zwar mittels ebenfalls nicht näher dargestellte Radbolzen, welche die Durchgangsbohrungen 9 des Radsterns 3 durchsetzen. 4 zeigt auch die Vielzahl der Kreuzungspunkte zwischen den Speichen und auch die geradlinige Ausbildung der Speichen und deren tangentialer Anbindung am Radstern 3, die dazu führt, dass die Speichen Zugstäben und Druckstäben gleichen, welche bei der Drehkraftübertragung vom Rad 1 auf eine Fahrbahnoberfläche während eines Beschleunigungsvorgangs des Kraftfahrzeugs oder eines Bremsvorgangs des Kraftfahrzeugs oder auch während des Schubbetriebs des Kraftfahrzeugs nur mit Zugkräften und/oder Druckkräften belastet werden und somit ein Lastkollektiv vermieden werden kann, welches beispielsweise bei einer zusätzlich überlagerten Biegebelastung mit der Speichen auftreten würde.
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Das erfindungsgemäße Rad zeichnet sich dadurch aus, dass es eine hohe rotatorische beziehungsweise torsionale Radeigenfrequenz aufweist und somit unanfällig ist für die Anregung von Schwingungen aus dem Rad-Radträger-Bremse Verbund. Zusätzlich zeichnet sich das erfindungsgemäße Rad auch durch eine hohe Radzentrumssteifigkeit aus und eine vergleichsweise niedrige Eigenmasse und ein vergleichsweise niedriges Rotationsträgkeitsmoment, da insbesondere weit außerhalb des Radzentrums liegende Versteifungsmassen vermieden werden können. Die Resonanzfrequenz des Rades ist aufgrund seiner erfindungsgemäßen Ausgestaltung so hoch, dass diese durch üblicherweise beim Bremsen auftretende Anregungsfrequenzen nicht angeregt werden und somit auch die bekannten, beim Bremsen auftretenden Bremsengeräuschen vermieden werden können. Das erfindungsgemäße Rad vermeidet aufgrund seiner Ausgestaltung auch die Neigung der ausgeprägten Torsion des Felgenbettes relativ zum Radstern beim Betrieb des mit dem erfindungsgemäßen Rad ausgestatteten Fahrzeugs auftretenden Lastkollektiv, im Vergleich zur entsprechenden Neigung eines bekannten Rades, welches vom Radstern zum Felgenbett parallel verlaufende Speichen aufweist.
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Hinsichtlich vorstehend im Einzelnen nicht näher erläuterter Merkmale der Erfindung wird im Übrigen ausdrücklich auf die Patentansprüche und die Zeichnung verwiesen.
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Bezugszeichenliste
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- 1.
- Rad
- 2.
- Felgenbett
- 3.
- Radstern
- 4.
- Radaufspannebene
- 5.
- Inneres Felgenhorn
- 6.
- Äußeres Felgenhorn
- 7.
- Nabe
- 8.
- Radbolzenaufnahme
- 9.
- Durchgangsbohrung
- 10.
- Außenbereich
- 11.
- Erste Speichen
- 12.
- Außenbereich
- 13.
- Außenbereich
- 14.
- Durchgangsbohrung
- 15.
- Durchgangsbohrung
- 16.
- Schenkel
- 17.
- Erstes Speichendreieck
- 18.
- Erste Verbindungslinie
- 19.
- Fußpunkte
- 20.
- Zweite Speichen
- 21.
- Außenbereich
- 22.
- Außenbereich
- 23.
- Durchgangsbohrung
- 24.
- Durchgangsbohrung
- 25.
- Schenkel
- 26.
- Zweites Speichendreieck
- 27.
- Zweite Verbindungslinie
- 28.
- Fußpunkt
- 29.
- Durchgangsbohrung
- 30.
- Umkreisbereich
- 31.
- Umkreisbereich
- 32.
- Umfangsabschnitt
- 33.
- Anschlussabschnitt
- 34.
- Kreuzungspunkt
- 35.
- Kreuzungspunkt
- 36.
- Kreuzungspunkt
- 37.
- Pfeil
- 38.
- Pfeil
- 39.
- Druckkräfte
- 40.
- Zugkräfte
- 41.
- Anbindungsfläche
- 42.
- parallel verlaufende Speichen
- 43.
- Drittes Speichendreieck
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 19882112 T1 [0008]
- DE 1020130004613 B3 [0009]
- DE 102017205153 A1 [0010]
- DE 102013222448 A1 [0011]
