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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad gemäß Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft ferner eine kreisringförmige Abdeckscheibe.
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Ein Fahrzeugrad im Sinne der Erfindung ist ein einstückig oder mehrstückig gefertigtes Rad für einen Kraftwagen, insbesondere für einen Personenkraftwagen oder ein leichtes Nutzfahrzeug, ohne den Autoreifen. Ein betreffendes Fahrzeugrad umfasst eine Felge (Radfelge), auf die der Autoreifen aufgezogen wird, einen (zentralen) Nabenabschnitt zur Befestigung des Fahrzeugrads am Kraftwagen, sowie zumindest zwei den Nabenabschnitt mit der Felge verbindende Speichen bzw. Arme oder dergleichen (wie z. B. eine gelochte Radscheibe).
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Die Freiräume zwischen den Speichen ermöglichen, dass das Fahrzeugrad mit Luft durchströmt werden kann. Dieser Luftstrom kann zur gezielten Kühlung einer Radbremse genutzt werden.
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Die
DE 34 11 648 A1 beschreibt eine Scheibe (6) mit Luftdurchtrittsöffnungen (9), die zwischen der fahrzeugseitigen Radtrommel (3) mit einer Bremsscheibe (4) und der Radfelge (1) angeordnet ist und durch die Radschrauben (2) festgehalten wird. Mithilfe der Scheibe (6) wird Bremsstaub weggeführt, wobei gleichzeitig durch Zufuhr von Frischluft an die Bremsscheibe (4) eine zusätzliche Kühlung bewirkt wird.
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Die
DE 10 2009 024 792 A1 beschreibt ein Abdeckelement (16), welches von der Felge (14) aufgenommen ist und zwischen der Felge (14) und der Bremseinrichtung des Kraftwagens anordenbar ist, um ein Verschmutzen der Felge (14) durch Bremsstaub der Bremseinrichtung zu vermeiden. Das Abdeckelement (16) kann die Form einer Scheibe aufweisen und aus einem Kunststoff gebildet sein. Das Abdeckelement (16) kann zumindest eine Befestigungsvorrichtung, insbesondere eine Klipsverbindung und/oder eine Steckverbindung oder dergleichen, aufweisen, mittels welcher das Abdeckelement (16) mit der Felge (14) und/oder mit einem fahrzeugseitigen Bauteil verbindbar ist.
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Mit der Erfindung wird ein Fahrzeugrad gemäß Patentanspruch 1 bereitgestellt, welches eine besonders effektive Kühlung der Bremse (Radbremse) ermöglicht und zugleich einen günstigen Luftwiderstand des Fahrzeugs bewirkt. Mit dem nebengeordneten Patentanspruch erstreckt sich die Erfindung auch auf eine kreisringförmige Abdeckscheibe zur Verwendung an einem erfindungsgemäßen Fahrzeugrad. Zusätzliche Merkmale der Erfindung ergeben sich analog für beide Erfindungsgegenstände aus den abhängigen Patentansprüchen, der nachfolgenden Erfindungsbeschreibung und den Figuren.
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Das erfindungsgemäße Fahrzeugrad ist dadurch gekennzeichnet, dass an dessen Innenseite eine kreisringförmige Abdeckscheibe (im Folgenden auch nur als Abdeckscheibe bezeichnet) angeordnet ist, welche (auf der Innenseite bzw. innenseitig) die radial äußeren Bereiche der Freiräume zwischen den Speichen abdeckt, sodass nur die radial inneren Bereiche dieser Freiräume, womit insbesondere die den Nabenabschnitt umgebenden Bereiche der Freiräume gemeint sind, mit Luft durchströmbar sind.
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Die durch Freiräume zwischen den Speichen strömende Luft, insbesondere wenn diese von innen bzw. von der Innenseite nach außen bzw. zur Außenseite strömt, hat erheblichen Einfluss auf den Luftwiderstand des Fahrzeugs bzw. Kraftwagens. Dabei verringert sich der Luftwiderstand, wenn der austretende Luftstrom möglichst radmittig, d. h. möglichst im Bereich des Nabenabschnitts, abströmt bzw. austritt. Anders formuliert: je weiter der Luftstrom von der Radmitte entfernt aus dem Fahrzeugrad austritt, desto höher ist der Luftwiderstand des Fahrzeugs, insbesondere bei höheren Geschwindigkeiten.
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Die kreisringförmige Abdeckscheibe des erfindungsgemäßen Fahrzeugrads ermöglicht einen Luftstrom durch die Freiräume zwischen den Speichen, insbesondere von innen nach außen, zur Kühlung der Bremse, wobei die Luft nur durch die radial inneren (nicht abgedeckten) Bereiche der Freiräume strömen kann und dadurch zumindest nährungsweise radmittig bzw. im Bereich des Nabenabschnitts abströmt, was sich günstig auf den Luftwiderstand des Fahrzeugs auswirkt. Die Erfindung ist daher insbesondere auch für Fahrzeuge bzw. Kraftwagen mit Elektroantrieb geeignet, um die Reichweite zu erhöhen. Durch die innenseitige Anordnung der Abdeckscheibe wird das Raddesign nicht verändert. Die innenseitige Anordnung fungiert ferner als Diebstahlsschutz. Die Erfindung ist insbesondere geeignet für größere Fahrzeugräder, bevorzugt ab einem Nenndurchmesser von 18 Zoll, insbesondere ab einem Nenndurchmesser von 20 Zoll.
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Bevorzugt ist die kreisringförmige Abdeckscheibe am Fahrzeugrad bzw. am Radkörper befestigt. Insbesondere ist eine lösbare Befestigung vorgesehen. Die Befestigung kann (ohne zusätzliche Befestigungselemente) derart erfolgen, dass am Innenumfang der Felge, insbesondere im Übergangsbereich zwischen der Felge und den Speichen bzw. Freiräumen, eine umlaufende Nut ausgebildet ist, in die der Außenrand der Abdeckscheibe vollumfänglich oder zumindest abschnittweise eingreift. (Durch die Nut kann auch Gewicht bzw. Masse eingespart werden.) Die Befestigung kann (ohne zusätzliche Befestigungselemente) auch derart erfolgen, dass nur in den Freiräumen (zwischen den Speichen) am Innenumfang der Felge (jeweils) eine hinterschnittige Kontur ausgebildet ist, die der Außenrand der Abdeckscheibe hintergreift (der Hintergriff erfolgt also nicht vollumfänglich, sondern nur abschnittsweise). Hierzu kann der Außenrand der Abdeckscheibe in den betreffenden Abschnitten mit radial überstehenden Laschen ausgebildet sein, welche dann innerhalb der Freiräume die hinterschnittige Kontur am Innenumfang der Felge hintergreifen können.
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Die Befestigung der Abdeckscheibe kann auch mithilfe wenigstens eines zusätzlichen Befestigungselements erfolgen, das bspw. an die Innenumfangsfläche der Felge angeklebt oder angeschraubt wird, insbesondere derart, dass dadurch die Abdeckscheibe gegen die Innenseiten bzw. Innenflächen der Speichen gedrückt wird.
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Die kreisringförmige Abdeckscheibe kann mehrstückig ausgebildet sein mit mehreren bogenförmigen Segmenten, die in geeigneter Weise miteinander verbindbar sind. Dies ermöglicht eine besonders steife und stabile Ausgestaltung der Abdeckscheibe, insbesondere aus Kunststoff (s. u.), die bspw. eine Dicke von 5 mm bis 7 mm und mehr aufweisen kann.
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Bevorzugt ist Abdeckscheibe jedoch einstückig ausgebildet. Die Abdeckscheibe kann aus Kunststoffmaterial (bspw. ABS oder PE, evtl. auch mit Verstärkungsfasern), insbesondere aus flexiblem Kunststoffmaterial, gebildet sein und kann eine bevorzugte Dicke von 2 mm bis 4 mm aufweisen.
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Die einstückig ausgebildete Abdeckscheibe kann mit einem Knick- bzw. Faltmechanismus ausgebildet sein, insbesondere derart, dass über den Umfang verteilt mehrere sich im Wesentlich radial erstreckende Knick- bzw. Faltstellen vorgesehen sind, die jeweils eine Dreiergruppe bilden. Bevorzugt sind die Knick- bzw. Faltstellen als Filmscharniere ausgebildet. Durch entgegengesetztes Knicken bzw. Falten an den Knick- bzw. Faltstellen kann der Außenumfang der Abdeckscheibe verringert und dadurch die Montage und Demontage ermöglicht oder zumindest vereinfacht werden.
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Die einstückig ausgebildete Abdeckscheibe kann auch mit einer Trennstelle, insbesondere in Form eines sich im Wesentlichen radial erstreckenden Trennschnitts, ausgebildet sein. Die Ring- bzw. Scheibenenden können mit einem geeigneten Verschlussmechanismus (z. B. Klipse, Haken und Ösen oder dergleichen) ausgebildet sein. Durch Übereinanderschieben der Ringende an der Trennstelle kann der Außenumfang der Abdeckscheibe verringert und dadurch die Montage und Demontage ermöglicht oder zumindest vereinfacht werden.
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Die einstückig ausgebildete Abdeckscheibe kann am Außenrand mit einer radial nach außen weisenden Verzahnung ausgebildet sein (ähnlich einer Zahnscheibe). Durch die Verzahnung werden die Montage und Demontagekräfte verringert, sodass die Montage und Demontage ermöglicht oder zumindest vereinfacht wird.
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Die einstückig ausgebildete Abdeckscheibe kann auch als Schnappscheibe ausgebildet sein. Für die Montage kann die Abdeckscheibe in einen zweiten stabilen oder metastabilen Zustand überführt werden, der die Montage ermöglicht oder zumindest vereinfacht. Bei der Montage nimmt die Abdeckscheibe dann wieder den ersten stabilen Zustand an.
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Bevorzugt ist die Abdeckscheibe in schwarzer Farbe ausgebildet. Dadurch ist die Abdeckscheibe (aufgrund der ohnehin vorhandenen Schattenbildung) optisch kaum wahrnehmbar und ist ferner unempfindlich gegenüber Verschmutzungen, insbesondere durch Bremsstaub. Die Abdeckscheibe kann auch in einer Kontrastfarbe (bezüglich der Speichen- und/oder Felgenfarbe) ausgebildet sein. Durch Austauschen der Abdeckscheibe gegen eine Abdeckscheibe anderer Farbe kann auf einfache Weise das optische Erscheinungsbild des Fahrzeugrads verändert werden. Besonders bevorzugt ist vorgesehen, dass die Abdeckscheibe in einer Signalfarbe und/oder mit lichtreflektierenden bzw. retroreflektierenden Eigenschaften (bspw. durch aufgeklebte Reflektorfolie) ausgebildet ist und somit auch als Sicherheitseinrichtung fungiert.
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Eine erfindungsgemäße kreisringförmige Abdeckscheibe (Kreisringscheibe) kann universell für verschiedene Radtypen mit gleichem Nenndurchmesser verwendet werden, wobei die Befestigung (je nach Radtyp) auf unterschiedliche Weise erfolgen kann.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Die in den Figuren gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Merkmale können, auch unabhängig von bestimmten Merkmalskombinationen, allgemeine Merkmale der Erfindung sein und die Erfindung entsprechend weiterbilden. Die Erfindung ist nicht auf die gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Ausführungsmöglichkeiten beschränkt. Ferner sind die Merkmale der gezeigten und/oder nachfolgend erläuterten Ausführungsmöglichkeiten der Erfindung zu weiteren Ausführungsmöglichkeiten kombinierbar.
- 1 zeigt die Außenseite eines erfindungsgemäßen Fahrzeugrads mit innenseitig angebrachtem Abdeckring.
- 2 zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeugrad gemäß dem in 1 angegebenen Schnittverlauf (A-C) und zeigt eine erste Befestigungsmöglichkeit für den Abdeckring.
- 3 veranschaulicht in Drauf- bzw. Seitenansichten verschiedene Ausführungsmöglichkeiten des Abdeckrings für eine Befestigung am Fahrzeugrad gemäß 2.
- 4 veranschaulicht in einer schematischen Schnittdarstellung eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Abdeckrings als Schnappscheibe für eine Befestigung am Fahrzeugrad gemäß 2.
- 5 zeigt einen Schnitt durch das Fahrzeugrad gemäß dem in 1 angegebenen Schnittverlauf (B-C) und zeigt eine zweite Befestigungsmöglichkeit für den Abdeckring.
- 6 zeigt analog zur 2 einen Schnitt durch das Fahrzeugrad gemäß dem in 1 angegebenen Schnittverlauf (A-C) und zeigt eine dritte Befestigungsmöglichkeit für den Abdeckring.
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Das in 1 gezeigte Fahrzeugrad 100 ist einstückig hergestellt und weist eine Felge (Felgenring) 110, einen Nabenabschnitt 120 sowie mehrere den Nabenabschnitt 120 mit der Felge 110 verbindende Speichen 130 auf, die zusammen einen Radkörper bilden. Zwischen den Speichen 130 befinden sich durchgängige Freiräume 140. Erfindungsgemäß ist an der Innenseite des Fahrzeugrads 100 bzw. des Radkörpers eine kreisringförmige Abdeckscheibe 200 angeordnet, welche die radial äußeren Bereiche der Freiräume 140 abdeckt, sodass nur die radial inneren Bereiche 141 der Freiräume 140 mit Luft durchströmbar sind. Die Abdeckscheibe 200 ist bevorzugt mit einem kreisrunden Innenrand (Innenkontur) ausgebildet.
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2 zeigt in einer Schnittdarstellung gemäß dem in 1 angedeuteten Schnittverlauf A-C eine bevorzugte Befestigungsmöglichkeit der kreisringförmigen Abdeckscheibe 200 an der Innenseite des Fahrzeugrads 100. Die einstückig aus einem Kunststoffmaterial gefertigte Abdeckscheibe 200 ist mit einem kreisrunden Umfangs- bzw. Außenrand (Außenkontur) ausgebildet, der vollumfänglich in eine umlaufende Nut (Ringnut) 150 am Innenumfang 112 der Felge 110 hinterschnittig eingreift. Die umlaufende Nut 150 ist im Übergangsbereich zwischen der Felge 110 und den Speichen 130 sowie Freiräumen 140 ausgebildet. (Einige aus dem Stand der Technik bekannte Fahrzeugräder weisen zwecks Gewichtsreduzierung bereits solche oder ähnliche Nuten auf, die gegebenenfalls für Befestigung der Abdeckscheibe 200 verwendet werden können).
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Die montierte bzw. befestigte Abdeckscheibe 200 liegt an den Innenseiten bzw. Innenflächen der Speichen 130 an und ist entsprechend geformt oder flexibel ausgebildet. Die Abdeckscheibe 200 kann bezüglich der Nut 150 mit einem Durchmesserübermaß ausgebildet sein, sodass diese quasi radial eingespannt ist. Durch die Befestigung ist auch die axiale Position der Abdeckscheibe 200 relativ zum Radkörper definiert. Ein effektiver Verdrehschutz kann durch zusätzliches Befestigen der Abdeckscheibe 200 bspw. an einer Speiche 130 (z. B. mittels Schraube, Halteklammer bzw. -bügel etc.) bewerkstelligt werden.
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Um die kreisringförmige Abdeckscheibe 200 montieren und demontieren zu können, muss diese über die Ringschulter 151 am Innenrand der Nut 150 bewegt werden. 3 und 4 veranschaulichen schematisch verschiedene Ausführungsmöglichkeiten der kreisringförmigen Abdeckscheibe 200, die sich beschädigungsfrei montieren bzw. einsetzen und demontieren lassen.
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Bei der in 3a gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist die Abdeckscheibe 200 wenigstens teilweise flexibel ausgebildet, sodass durch radiale Krafteinwirkung F und/oder durch axiale Krafteinwirkung (senkrecht zur Scheibenebene) eine Wellung erzeugt und dadurch der an den Ringspalt 150 angepasste Außendurchmesser D1 zumindest abschnittsweise reduziert werden kann.
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Bei der in 3b gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist die Abdeckscheibe 200 mit einem Knick- bzw. Faltmechanismus ausgebildet, der mehrere Knick- bzw. Faltstellen 210 umfasst, die sich radial erstrecken und jeweils in einer Dreiergruppe angeordnet sind. Die Faltstellen 210 sind bevorzugt durch vorgefertigte Einkerbungen als Filmscharniere ausgebildet. Bevorzugt sind die Abschnitte zwischen den Faltstellen 210 sehr steif ausgebildet. Durch entgegengesetztes Knicken bzw. Falten an den Faltstellen 210 ist der Außendurchmesser bzw. Außenumfang D1 verringerbar. Bevorzugt erfolgt die Montage derart, dass sich die Faltstellen 210 unsichtbar hinter den Speichen 130 befinden. Die Faltstellen 210 können derart beschaffen und aufeinander abgestimmt sein, dass (bei der Montage bzw. beim Einsetzen) beim Rückknicken bzw. Rückfalten ein spürbarer Rast- bzw. Schnappeffekt auftritt, wobei durch das Einrasten bzw. Einschnappen zugleich auch eine Arretierung bewirkt werden kann.
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Bei der in 3c gezeigten Ausführungsmöglichkeit weist die Abdeckscheibe 200 eine Trennstelle in Form eines (radial) geraden Trennschnitts auf, wobei der Trennschnitt auch schräg oder gestuft ausgebildet sein kann. Durch Übereinanderschieben der Ring- bzw. Scheibenenden 221, 222 ist der Außendurchmesser bzw. Außenumfang D1 verringerbar. Die Enden 221, 222 können mit einem geeigneten Verschlussmechanismus ausgebildet sein. Eine derart ausgebildete Abdeckscheibe 200 kann gegebenenfalls auch von der Außenseite montiert werden (durch die Freiräume 140 hindurch).
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Bei der in 3d gezeigten Ausführungsmöglichkeit ist die Abdeckscheibe 200 am Außenrand mit einer radial nach außen weisenden Verzahnung oder Ähnlichem ausgebildet. Die Zähne 230 lassen sich bei der Montage und Demontage der Abdeckscheibe 200 vergleichsweise einfach flexibel auslenken und dadurch über die Ringschulter 151 bewegen. Die montierte bzw. am Fahrzeugrad 100 befestigte Abdeckscheibe 200 greift dann nicht vollumfänglich, sondern nur abschnittsweise in die Ringnut 150 ein.
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Bei der in 4 veranschaulichten Ausführungsmöglichkeit ist die Abdeckscheibe 200 als Schnappscheibe ausgebildet und weist einen ersten stabilen Zustand (4a) und einen zweiten stabilen oder metastabilen Zustand (4b) auf. Für die Montage wird die Abdeckscheibe 200 in den zweiten Zustand (4b) überführt, wobei der Außendurchmesser bzw. Außenumfang D1 verringert wird. Bei der Montage wird die Abdeckscheibe 200 wieder in den ersten Zustand (4a; siehe auch 2) überführt. Dabei kann ein spür- und hörbarer Schnappeffekt (Knackfroscheffekt) auftreten. Die Abdeckscheibe 200 kann mit einem kreisrunden Umfangs- bzw. Außenrand ausgebildet sein. Der Außenrand kann aber auch mit einer radial nach außen weisenden Verzahnung ausgebildet sein (wie bspw. in 3d gezeigt).
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5 zeigt in einer Schnittdarstellung gemäß dem in 1 angedeuteten Schnittverlauf B-C eine weitere Befestigungsmöglichkeit der kreisringförmigen Abdeckscheibe 200 an der Innenseite des Fahrzeugrads 100. In den Freiräumen 140 (zwischen den Speichen 130) sind am Innenumfang 112 der Felge 110 hinterschnittige Konturen 160 ausgebildet, die vom Außenrand der Abdeckscheibe 200 hintergriffen werden. Hierzu kann der Außenrand der Abdeckscheibe 200 in den betreffenden Abschnitten (die sich mit den Freiräumen 140 überdecken) mit radial überstehenden bzw. radial nach außen weisenden Laschen ausgebildet sein (ähnlich wie in 3d gezeigt), welche dann innerhalb der Freiräume 140 die hinterschnittige Kontur 160 am Innenumfang 112 der Felge 110 hintergreifen können. Dadurch wird auch ein zuverlässiger Verdrehschutz bewerkstelligt. Bevorzugt ist die hinterschnittige Kontur 160 nur abschnittsweise in den Freiräumen 140 (zwischen den Speichen 130) ausgebildet. Die hinterschnittige Kontur 160 kann aber auch umlaufend oder nur abschnittsweise an den bzw. hinter den Speichen 130 ausgebildet sein.
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6 zeigt analog zur 2 in einer Schnittdarstellung gemäß dem in 1 angedeuteten Schnittverlauf A-C eine weitere Befestigungsmöglichkeit der kreisringförmigen Abdeckscheibe 200 an der Innenseite des Fahrzeugrads 100. Die Befestigung erfolgt mithilfe wenigstens eines zusätzlichen Befestigungselements 170, das am Innenumfang 112 bzw. an der Innenumfangsfläche der Felge 110 angeklebt, angeschweißt, angeschraubt oder in sonstiger geeigneter Weise befestigt ist, derart, dass quasi ein vom Außenrand der Abdeckscheibe 200 hintergriffener Hinterschnitt gebildet wird und die Abdeckscheibe 200 gegen die Innenseiten bzw. Innenflächen der Speichen 130 gedrückt wird.
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Bevorzugt sind mehrere Befestigungselemente 170 vorgesehen, die über den Innenumfang 112 verteilt an verschiedenen Stellen, d. h. punktuell, angebracht, insbesondere angeklebt sind (ähnlich wie Wuchtgewichte). Alternativ kann ein einzelnes ringartiges oder bandartiges Befestigungselement am Innenumfang 112 der Felge 110 angebracht werden, welches quasi einen umlaufenden Hinterschnitt für den Außenrand der Abdeckscheibe 200 bildet. Das wenigstens eine Befestigungselement 170 kann nach dem Einsetzen der Abdeckscheibe 200 angebracht werden, sodass die Abdeckscheibe 200 als einfache Kreisringscheibe ausgebildet sein kann. Das wenigstens eine Befestigungselement 170 kann aber auch schon vor dem Einsetzen der Abdeckscheibe 200 angebracht werden. Das Einsetzen bzw. die Montage der Abdeckscheibe 200 kann dann analog zu den vorausgehenden Erläuterungen in Bezug auf die in 3 und 4 gezeigten Ausführungsmöglichkeiten erfolgen.
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Im Übrigen kann die Abdeckscheibe 200 auch direkt an den Speichen 130 festgeschraubt oder festgeklammert werden. Die Abdeckscheibe 200 kann hierzu vorgefertigte Schraublöcher oder Halteklammern (bzw. Haltespangen), die insbesondere einstückig mit der Abdeckscheibe 200 ausgebildet sind, aufweisen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 3411648 A1 [0004]
- DE 102009024792 A1 [0005]
