DE102020123670A1

DE102020123670A1 - Wheel, in particular light alloy wheel, and method for manufacturing the wheel

Info

Publication number: DE102020123670A1
Application number: DE102020123670.0A
Authority: DE
Inventors: Dennis Freier; Daniel Schäfer; Jan Hoffmann; Felix Schäfer
Original assignee: RONAL AG
Current assignee: RONAL AG
Priority date: 2020-09-10
Filing date: 2020-09-10
Publication date: 2022-03-10

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere Leichtmetallrad, mit einer Radschüssel und einer mit der Radschüssel verbundenen Felge. Das erfindungsgemäße Rad ist dadurch gekennzeichnet, dass die Radschüssel additiv gefertigt ist. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung eines Rades, insbesondere Leichtmetallrades, mit den folgenden Schritten: Herstellung einer Radschüssel, Herstellung einer Felge, Verbindung der Radschüssel mit der Felge. Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass die Radschüssel additiv gefertigt wird.The invention relates to a wheel, in particular a light metal wheel, with a wheel disc and a rim connected to the wheel disc. The wheel according to the invention is characterized in that the wheel disc is additively manufactured. The invention further relates to a method for producing a wheel, in particular a light metal wheel, with the following steps: producing a wheel disc, producing a rim, connecting the wheel disc to the rim. The method according to the invention is characterized in that the wheel disc is manufactured additively.

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad, insbesondere ein Leichtmetallrad, mit einer Radschüssel und einer mit der Radschüssel verbunden Felge. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rades, insbesondere eines Leichtmetallrades, mit den folgenden Schritten: Herstellen einer Radschüssel, Herstellen einer Felge, Verbinden der Radschüssel mit der Felge.The invention relates to a wheel, in particular a light metal wheel, with a wheel disc and a rim connected to the wheel disc. The invention also relates to a method for producing a wheel, in particular a light metal wheel, with the following steps: producing a wheel disc, producing a rim, connecting the wheel disc to the rim.

Bekannte Räder aus dem Stand der Technik weisen üblicherweise eine geschmiedete oder auch eine gegossene Radschüssel mit mehreren Speichen auf, die mit einer radial äußeren Felge verbunden sind. Die bekannten Räder weisen den Nachteil auf, dass deren Radschüsseln als Schmiede- bzw. Gussteile herstellungsbedingt keine komplexen Geometrien aufweisen können. Ebenfalls herstellungsbedingt ist damit auch eine Leichtbauweise für das Rad, und damit für das gesamte Fahrzeug, nur bedingt umsetzbar.Known wheels from the prior art usually have a forged or cast wheel disc with a plurality of spokes which are connected to a radially outer rim. The known wheels have the disadvantage that their wheel discs, being forged or cast parts, cannot have complex geometries due to the manufacturing process. A lightweight construction for the wheel, and thus for the entire vehicle, can also only be implemented to a limited extent due to the manufacturing process.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, ein Rad und ein Verfahren zur Herstellung eines Rades zu entwickeln, um die Nachteile aus dem Stand der Technik beseitigen. Insbesondere soll der Gestaltungsspielraum des Rades und dessen Herstellungseffizienz verbessert werden.It is therefore the object of the invention to develop a wheel and a method for manufacturing a wheel in order to eliminate the disadvantages of the prior art. In particular, the design freedom of the wheel and its manufacturing efficiency should be improved.

Die Aufgabe der Erfindung wird gelöst durch ein Rad der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Radschüssel additiv gefertigt ist. Die Erfindung wird ebenfalls gelöst durch ein Verfahren der eingangs genannten Art, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die Radschüssel additiv gefertigt wird.The object of the invention is achieved by a wheel of the type mentioned at the beginning, which is characterized in that the wheel disc is manufactured additively. The invention is also achieved by a method of the type mentioned at the outset, which is characterized in that the wheel disk is manufactured additively.

Die Erfindung basiert auf der Grundüberlegung, dass durch die additive Herstellung der Radschüssel auch komplexe Geometrien herstellbar sind, die mit konventionellen Herstellverfahren derzeit nicht umsetzbar sind. Dies geht insgesamt einher mit einer größeren Gestaltungsfreiheit, wobei gleichzeitig die mechanische Stabilität der Radschüssel erhalten bleibt. Weiterhin bietet die Ausgestaltung der Radschüssel als additiv gefertigte Radkomponente eine einfachere Umsetzung der Leichtbauweise, wodurch insbesondere Gewicht und Kraftstoffverbrauch eingespart werden. Durch die Erfindung entfallen Ur- oder Umformwerkzeuge, so dass Rüstzeiten und Herstellkosten von Werkzeugen eingespart werden und die Herstellung des Rades effizienter ist.The invention is based on the basic idea that additive manufacturing of the wheel disc can also be used to produce complex geometries that cannot currently be implemented using conventional manufacturing processes. Overall, this goes hand in hand with greater freedom of design, while at the same time the mechanical stability of the wheel disc is retained. Furthermore, the design of the wheel disk as an additively manufactured wheel component offers a simpler implementation of the lightweight construction, which saves weight and fuel consumption in particular. The invention eliminates the need for original or forming tools, so that set-up times and manufacturing costs for tools are saved and the manufacture of the wheel is more efficient.

Im Sinne der Erfindung bezeichnet additive Fertigung, auch Additive Manufacturing oder (3D-)Drucken genannt, ein Fertigungsverfahren, bei dem insbesondere die Radschüssel durch schichtweises Auftragen von Material, oftmals computergesteuert, hergestellt ist bzw. wird. Dabei können die Werkstoffe fest und/oder flüssig sein, was beispielsweise die Verwendung von Metallpulver einschließt. Ebenfalls können additive Fertigungsverfahren physikalische oder chemische Härtungs- und/oder Schmelzprozesse vorsehen. Im Sinne der Erfindung kann die Radschüssel beispielsweise durch Pulverbettverfahren hergestellt werden, insbesondere selektives Laserschmelzen oder Elektronenstrahlschmelzen, um eine im Vergleich zu anderen additiven Fertigungsverfahren verbesserte Oberflächenqualität zu erhalten. Außerdem kann die Radschüssel durch Binder-Jetting-Verfahren hergestellt werden, bei denen der Zusammenhalt einer Pulverschicht durch einen selektiv auf die Pulverschicht aufgebrachten Binder bewirkt wird. Ferner kann die Radschüssel durch Auftragsverfahren, beispielsweise Pulver-Kaltspritzen oder (MAG-)Auftragsschweißen, hergestellt sein.For the purposes of the invention, additive manufacturing, also known as additive manufacturing or (3D) printing, refers to a manufacturing process in which the wheel disc in particular is or is manufactured by applying material in layers, often under computer control. The materials can be solid and/or liquid, which includes the use of metal powder, for example. Additive manufacturing methods can also provide physical or chemical hardening and/or melting processes. In terms of the invention, the wheel disc can be produced, for example, by powder bed methods, in particular selective laser melting or electron beam melting, in order to obtain an improved surface quality compared to other additive manufacturing methods. In addition, the wheel disc can be produced by binder jetting methods, in which the cohesion of a powder layer is brought about by a binder that is selectively applied to the powder layer. Furthermore, the wheel disk can be produced by application processes, for example powder cold spraying or (MAG) build-up welding.

Im Sinne der Erfindung bezeichnet die axiale Richtung eine Richtung, die zur Antriebsachse des Rades fluchtet. Im Sinne eines dem Rad angenäherten Zylinders stehen sowohl die radiale als auch die Umfangsrichtung jeweils senkrecht zur axialen Richtung.For the purposes of the invention, the axial direction designates a direction that is aligned with the drive axis of the wheel. In terms of a cylinder approaching the wheel, both the radial and the circumferential directions are each perpendicular to the axial direction.

Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Radschüssel einstückig ausgebildet ist, um deren Handhabung und Herstellung zu vereinfachen. Hierdurch ergeben sich eine erhöhte Steifigkeit und weniger Herausforderungen bei der mechanischen Stabilität. Die Radschüssel kann mindestens einen Hohlraum aufweisen, der beispielsweise in einem radial zentrierten Grundkörper der Radschüssel und/oder im Bereich von Speichen der Radschüssel ausgebildet ist, wobei die Speichen vorzugsweise einstückig mit dem Grundkörper verbunden sind und insbesondere radial nach außen, das heißt vom Grundkörper aus in die radiale Peripherie, weisen können. Eine Ausgestaltung sieht die Ausbildung von mindestens einem innenliegenden Kanal innerhalb der Radschüssel vor. Dies bewirkt eine Material- und Gewichtsersparnis und damit eine verbesserte Effizienz des Rades, ohne Beeinträchtigung von dessen mechanischen Eigenschaften.A development of the invention provides that the wheel disc is designed in one piece in order to simplify its handling and manufacture. This results in increased rigidity and fewer challenges in terms of mechanical stability. The wheel disc can have at least one cavity, which is formed, for example, in a radially centered base body of the wheel disc and/or in the area of spokes of the wheel disc, with the spokes preferably being connected in one piece to the base body and in particular radially outwards, i.e. from the base body in the radial periphery. One embodiment provides for the formation of at least one internal channel within the wheel disk. This saves material and weight and thus improves the efficiency of the wheel without impairing its mechanical properties.

Die Radschüssel kann mindestens eine Speiche aufweisen, die insbesondere mit einem radial äußeren, im Wesentlichen in Umfangsrichtung verlaufenden Radkranz verbunden sein kann, um radial außen angreifende Kräfte auf das Rad auf mehrere Speichen zu verteilen.The wheel disc can have at least one spoke, which can be connected in particular to a radially outer wheel rim running essentially in the circumferential direction, in order to distribute forces acting on the wheel radially from the outside over a plurality of spokes.

Die Radschüssel weist ferner insbesondere mindestens eine Komponente aus einem der folgenden Werkstoffe auf: Leichtmetalle, insbesondere Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen sowie Titan und/oder Titanlegierungen und/oder Stahl. Vorzugsweise besteht die Radschüssel aus einer Aluminiumlegierung.The wheel disk also has in particular at least one component made from one of the following materials: light metals, in particular aluminum and/or aluminum alloys and titanium and/or titanium alloys and/or steel. preferred wise, the wheel disc is made of an aluminum alloy.

Die Felge ist insbesondere als Gussteil ausgebildet und kann mindestens eine Komponente aus den folgenden Werkstoffen aufweisen: Leichtmetalle, insbesondere Aluminium und/oder Aluminiumlegierungen sowie Titan und/oder Titanlegierungen und/oder Stahl. Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht die Felge als Schmiedeteil vor. Insbesondere weist die Felge eine in axiale Richtung veänderliche Materialstärke auf, wobei insbesondere in einem zentralen Abschnitt die Materialstärke der Felge geringer ist als in einem periphären Bereich, beispielsweise im Bereich eines Felgenhorns. In einem axial zwischen zwei Felgenhörnern der Felge angeordneten Felgenbett kann ein Bereich ausgestaltet sein, der radial tiefer angeordnet ist als die übrigen Bereiche des Felgenbetts. Dieser Bereich wird im Sinne der Erfindung als Tiefbett bezeichnet. Das Tiefbett der Felge kann axial zu einerm äußeren Felgenhorn versetzt angeordnet sein.The rim is in particular designed as a cast part and can have at least one component made of the following materials: light metals, in particular aluminum and/or aluminum alloys and titanium and/or titanium alloys and/or steel. A further embodiment of the invention provides the rim as a forged part. In particular, the rim has a material thickness that can be changed in the axial direction, with the material thickness of the rim being less particularly in a central section than in a peripheral area, for example in the area of a rim flange. In a rim well arranged axially between two rim flanges of the rim, an area can be configured which is arranged radially lower than the other areas of the rim well. In the context of the invention, this area is referred to as the deep bed. The well of the rim can be arranged offset axially to an outer rim flange.

Die Radschüssel kann mit der Felge formschlüssig verbunden, insbesondere verschraubt sein. Außerdem kann die Radschüssel mit der Felge stoffschlüssig verbunden sein, insbesondere mittels eines Fügeverfahrens. Im Sinne der Erfindung sind dabei insbesondere die folgenden Fügeverfahren umfasst: Reibschweißverfahren, Schmelzschweißverfahren (Laserschweißen, Elektronenstrahlschweißen, WIG-Schweißen, MIG/MAG-Schweißen), Strukturklebeverfahren. Vorzugsweise ist die Radschüssel mit der Felge mittels Rührreibschweißen verbunden, wodurch sich eine (luft- und/oder wasser-)dichte Verbindung ergibt.The wheel disc can be positively connected to the rim, in particular screwed. In addition, the wheel disc can be integrally connected to the rim, in particular by means of a joining process. In terms of the invention, the following joining methods are included in particular: friction welding methods, fusion welding methods (laser welding, electron beam welding, TIG welding, MIG/MAG welding), structural bonding methods. The wheel disc is preferably connected to the rim by means of friction stir welding, which results in an (airtight and/or watertight) connection.

Insbesondere bei einer stoffschlüssigen Verbindung der Radschüssel mit der Felge kann zwischen der Radschüssel und der Felge eine Fügestelle ausgebildet sein, die im Falle einer Schweißverbindung als Schweißnaht ausgebildet ist. Die Fügestelle, insbesondere die Schweißnaht, kann axial exzentrisch versetzt, insbesondere in Richtung des äußeren Felgenhorns der Felge versetzt, angeordnet sein. Die Radschüssel kann so näher zur Außenseite des Rades angeordnet sein, um die Radschüssel als ästhetische Komponente des Rades zu betonen, ohne dessen Stabilität zu beeinträchtigen.In particular in the case of a materially bonded connection of the wheel disk to the rim, a joint can be formed between the wheel disk and the rim, which is formed as a weld seam in the case of a welded connection. The joint, in particular the weld seam, can be offset axially eccentrically, in particular offset in the direction of the outer rim flange of the rim. The wheel disc can thus be positioned closer to the outside of the wheel in order to emphasize the wheel disc as an aesthetic component of the wheel without compromising its stability.

In einer Weiterbildung der Erfindung erstreckt sich die Fügestelle in Umfangsrichtung vorzugsweise über den gesamten Umfang des Rades, insbesondere durchgängig, was eine stabile Verbindung zwischen der Radschüssel und der Felge bewirkt. Die Fügestelle ist insbesondere zwischen dem Radkranz der Radschüssel und der Felge ausgebildet, vorzugsweise auf der radialen Innenseite der Felge. Ein Axialschnitt durch die Fügestelle kann mindestens einen axial fluchtenden Abschnitt und mindestens einen Stufenabschnitt aufweisen, der unter einem endlichen Winkel zur axialen Richtung angeordnet ist. Insbesondere weist die Fügestelle zwei axial fluchtende Abschnitte und einen Stufenabschnitt auf.In a development of the invention, the joint preferably extends in the circumferential direction over the entire circumference of the wheel, in particular continuously, which causes a stable connection between the wheel disc and the rim. The joint is formed in particular between the wheel rim of the wheel disc and the rim, preferably on the radial inside of the rim. An axial section through the joint can have at least one axially aligned section and at least one step section which is arranged at a finite angle to the axial direction. In particular, the joint has two axially aligned sections and a stepped section.

In einer Weiterbildung der Erfindung ist die Fügestelle, insbesondere die Schweißnaht, zwischen der radial äußeren Stirnseite mindestens einer Speiche und der Felge ausgebildet. Vorzugsweise ist die Fügestelle zwischen den radial äußeren Stirnseiten der Speichen und jeweils den Speichen zugeordneten, jeweils radial nach innen gerichteten Vorsprüngen auf der Innenseite der Felge angeordnet.In a development of the invention, the joint, in particular the weld seam, is formed between the radially outer face of at least one spoke and the rim. The joining point is preferably arranged between the radially outer end faces of the spokes and projections on the inside of the rim that are assigned to the spokes and are directed radially inward.

Die Radschüssel weist insbesondere eine radial zentriert angeordnete Radnabe auf, die beispielsweise mit dem Grundkörper der Radschüssel verbunden ist und vorzugsweise additiv gefertigt ist. In einer weiteren Ausgestaltung kann die Radnabe als Gussteil, aus einem Halbzeug und/oder additiv gefertigt sein.The wheel disk has in particular a radially centered wheel hub which is connected, for example, to the base body of the wheel disk and is preferably manufactured additively. In a further embodiment, the wheel hub can be manufactured as a cast part, from a semi-finished product and/or additively.

Vorzugsweise ist das Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Rades ausgestaltet. Die Radschüssel wird vorzugsweise einstückig und beispielsweise mittels Pulverbettverfahren hergestellt. Die Felge kann mittels eines Niederdruckverfahrens hergestellt werden, wobei insbesondere Schmiede-, Press-, Fließpress-, Walz- und/oder Druckwalzverfahren zur Herstellung der Felge angewendet werden. Insbesondere wird die Felge aus einem Halbzeug mittels mechanischer Bearbeitung gefertigt. Die Verbindung der additiv gefertigten Radschüssel mit der Felge erfolgt vorzugsweise mittels schmelzbadfreiem Fügeverfahren, beispielsweise Rührreibschweißen.The method is preferably designed to produce a wheel according to the invention. The wheel disk is preferably produced in one piece and, for example, by means of a powder bed process. The rim can be produced by means of a low-pressure process, in particular forging, pressing, impact extrusion, rolling and/or pressure-rolling processes being used to produce the rim. In particular, the rim is made from a semi-finished product by means of mechanical processing. The additively manufactured wheel disc is preferably connected to the rim by means of a joining process without a molten bath, such as friction stir welding.

Nach der Verbindung der Radschüssel mit der Felge erfolgt vorzugsweise eine insbesondere zerstörungsfreie Nachkontrolle der Fügestelle, insbesondere der Schweißnaht, um Qualität der Verbindung zu prüfen.After the wheel disc has been connected to the rim, a non-destructive follow-up inspection of the joint, in particular the weld seam, is preferably carried out in order to check the quality of the connection.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und aus den Zeichnungen, in denen Ausgestaltungen der Erfindung im Einzelnen erläutert sind. Dabei zeigen:

1 eine erste Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rades in einer perspektivischen Ansicht,
2 die Radschüssel des Rades gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,
3 die Felge des Rades gemäß 1 in einer perspektivischen Ansicht,
4 die Felge gemäß 3 in einem axialen Schnitt,
5 das Rad gemäß 1 in einem axialen Schnitt,
6 eine vergrößerte Darstellung des Schnittes gemäß 5,
7 eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rades in einer perspektivischen Ansicht,
8 die Radschüssel des Rades gemäß 7 in einer perspektivischen Ansicht,
9 die Felge des Rades gemäß 7 in einer perspektivischen Ansicht und
10 das Rad gemäß 7 in einem axialen Schnitt.

Further advantages and features of the invention result from the claims and from the drawings, in which configurations of the invention are explained in detail. show:

1 a first embodiment of the wheel according to the invention in a perspective view,
2 the wheel disc of the wheel according to 1 in a perspective view,
3 the rim of the wheel according to 1 in a perspective view,
4 the rim according to 3 in an axial section,
5 the wheel according to 1 in an axial section,
6 an enlarged representation of the section according to FIG 5 ,
7 a second embodiment of the wheel according to the invention in a perspective view,
8th the wheel disc of the wheel according to 7 in a perspective view,
9 the rim of the wheel according to 7 in a perspective view and
10 the wheel according to 7 in an axial section.

1 zeigt ein erfindungsgemäßes Rad 10 als Leichtmetallrad aus einer Aluminiumlegierung mit einem Durchmesser von 19 Zoll in einer perspektivischen Ansicht von schräg vorne. Das Rad 10 weist eine radial äußere Felge 11 auf, die mit einer radial innerhalb der Felge 11 angeordneten Radschüssel 12 stoffschlüssig verbunden ist. 1 shows a wheel 10 according to the invention as a light metal wheel made of an aluminum alloy with a diameter of 19 inches in a perspective view obliquely from the front. The wheel 10 has a radially outer rim 11 which is materially connected to a wheel disc 12 arranged radially inside the rim 11 .

Die Radschüssel 12 ist separat in 2 gezeigt und als einstückige Komponente des erfindungsgemäßen Rades 10 additiv gefertigt. Im gezeigten Ausführungsbeispiel ist die Radschüssel 12 mittels Elektronenstrahlschmelzen gefertigt. Die Radschüssel 12 gemäß 2 weist im radialen Zentrum 13 eine Ausnehmung 14 für eine nicht gezeigte Radnabe auf. Um das radiale Zentrum 13 sind fünf in Umfangsrichtung gleichverteilte Bohrungen 15 angeordnet, mittels denen die Radnabe mit der Radschüssel 12 verbindbar ist.The wheel disk 12 is separately in 2 shown and additively manufactured as a one-piece component of the wheel 10 according to the invention. In the exemplary embodiment shown, the wheel disc 12 is manufactured by means of electron beam melting. The wheel disc 12 according to 2 has in the radial center 13 a recess 14 for a wheel hub, not shown. Arranged around the radial center 13 are five bores 15 , evenly distributed in the circumferential direction, by means of which the wheel hub can be connected to the wheel disc 12 .

Weiter in die radiale Richtung nach außen gehend weist die Radschüssel 12 zehn jeweils radial nach außen weisende Speichen 16 auf, die sich in ihrer Breite jeweils radial nach außen verjüngen. Jeweils zwei benachbarte Speichen 16 umgeben paarweise einen Zwischenraum 17 mit einer in etwa parabelförmigen Grundflächenkontur. Sämtliche Speichen 16 sind mit ihren jeweils radial nach außen weisenden Stirnseiten 18 mit einem ringförmigen Radkranz 19 einstückig verbunden, der die mechanische Stabilität des Reifens 10 bei hohen Belastungen während der Fahrt mit dem Reifen 10 verbessert. Durch die Ausgestaltung der Radschüssel 12 als additiv gefertigte Komponente wird eine große Designfreiheit gewährleistet; so weist die Radschüssel 12 im gezeigten Ausführungsbeispiel nicht dargestellte innere Hohlräume auf.Going further outwards in the radial direction, the wheel disc 12 has ten spokes 16 each pointing radially outwards and tapering radially outwards in width. Each pair of adjacent spokes 16 surrounds an intermediate space 17 with an approximately parabolic base contour. All of the spokes 16 are connected in one piece with their end faces 18 pointing radially outwards to an annular wheel rim 19 which improves the mechanical stability of the tire 10 under high loads while the tire 10 is being driven. The design of the wheel disk 12 as an additively manufactured component ensures a high level of design freedom; the wheel disc 12 has internal cavities that are not shown in the exemplary embodiment shown.

3 zeigt die Felge 11 des Rades 10 der 1, die aus einem Halbzeug aus Aluminium gefertigt, beispielsweise gegossen ist. Im gezeigten Ausführungsbeispiel wurde die Felge 11 nach dem Gießen mit einem Druckwalzprozess bearbeitet, um die in 3 und 4 gezeigte Form zu erhalten. Die Felge 11 ist im Wesentlichen rotationssymmetrisch ringförmig ausgestaltet. Gemäß dem Axialschnitt der 4 weist die Felge 11 zu ihren jeweils axial äußeren Stirnseiten 20, 21 einen radial überstehenden Abschnitt, das Felgenhorn 22, 23 auf. Zwischen den Felgenhörnern 22, 23 ist ein in radialer Richtung abgesenktes Felgenbett 24 ausgestaltet. Ausgehend vom linken Felgenhorn 22 gemäß 4 weist das Felgenbett 24 einen ersten äußeren Hump 25 auf, gefolgt von einem radial weiter abgesenkten Tiefbett 26 des Felgenbetts 24, an den sich ein zweiter innerer Hump 27 auf der rechten Seite des Felgenbetts 24 anschließt. Das Tiefbett 26 bezeichnet den radial abgesenkten Teil des Felgenbetts 24. Bedingt durch den Druckwalzprozess ist die Materialstärke der Felge 11 in einem axial zentrierten Abschnitt 28 der Felge 11 geringer als in den Bereichen der axialen Stirnseiten 20, 21. 3 shows the rim 11 of the wheel 10 of 1 Which is made from a semi-finished product made of aluminum, for example cast. In the exemplary embodiment shown, the rim 11 was processed after casting with a pressure rolling process in order to 3 and 4 to obtain the form shown. The rim 11 is of essentially rotationally symmetrical annular design. According to the axial section of 4 the rim 11 has a radially protruding section, the rim flange 22, 23, on its respective axially outer end faces 20, 21. Between the rim flanges 22, 23 there is a rim well 24 that is lowered in the radial direction. Starting from the left rim flange 22 according to 4 the rim well 24 has a first outer hump 25, followed by a deep well 26 of the rim well 24 that is further lowered radially, to which a second inner hump 27 on the right side of the rim well 24 is connected. The drop center 26 denotes the radially lowered part of the rim well 24. Due to the pressure rolling process, the material thickness of the rim 11 is less in an axially centered section 28 of the rim 11 than in the areas of the axial end faces 20, 21.

Zur Verbindung der Radschüssel 12 mit der Felge 11 werden die beiden Komponenten stoffschlüssig miteinander verbunden, insbesondere miteinander verschweißt, was im axialen Schnitt der 5 gezeigt ist. Demnach ist der radial äu-ßere Radkranz 19 der Radschüssel 12 mit der radialen Innenseite 29 der Felge 11 auf der axialen Höhe des Tiefbettes 26 in Anlage gebracht und in dieser Position mit dieser verschweißt. Im Ausführungsbeispiel der 5 sind die Komponenten mittels Reibrührschweißen miteinander verbunden.To connect the wheel disc 12 to the rim 11, the two components are cohesively connected to each other, in particular welded together, which is the axial section 5 is shown. Accordingly, the radially outer wheel rim 19 of the wheel disk 12 is brought into contact with the radial inner side 29 of the rim 11 at the axial height of the drop center 26 and is welded to it in this position. In the embodiment of 5 the components are connected to each other by means of friction stir welding.

Als Folge des Schweißprozesses ist eine ringförmig in Umfangsrichtung des Rades 10 über dessen Umfang durchgehend verlaufende Schweißnaht 30 zwischen der Radschüssel 12 und der Felge 11 ausgebildet, deren Form und Lage sich auch aus der vergrößerten Darstellung der 6 ergeben. Demnach weist die Schweißnaht 30 zwei jeweils in eine axiale Richtung fluchtende, flache Abschnitte 31, 32 und zwei sich jeweils an den flachen Abschnitt 31, 32 anschließende Stufenabschnitte 33, 34 auf, wobei letztere untere einem endlichen Winkel gegenüber der axialen Richtung angeordnet sind. Insbesondere durch die Stufenabschnitte 33, 34 wird die mechanische Stabilität der Schweißverbindung verbessert.As a result of the welding process, a continuous annular weld seam 30 is formed in the circumferential direction of the wheel 10 over its circumference between the wheel disk 12 and the rim 11, the shape and position of which can also be seen from the enlarged representation of FIG 6 result. Accordingly, the weld seam 30 has two flat sections 31, 32 aligned in an axial direction and two step sections 33, 34 adjoining the flat section 31, 32, the latter being arranged at a finite angle relative to the axial direction. In particular, the step sections 33, 34 improve the mechanical stability of the welded connection.

Die 7 bis 10 zweigen eine zweite Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rades 10. Im Gegensatz zur Radschüssel 12 der ersten Ausgestaltung der Erfindung weist die Radschüssel 12 der 7 keinen Radkranz 19 auf, was auch aus der separaten Darstellung der Radschüssel 12 gemäß 8 hervorgeht. Demnach weisen die radialen Stirnseiten 18 der Speichen 16 eine Ausgestaltung auf, die der Schweißnaht 30 entspricht und in Zusammenhang mit 10 beschrieben wird. Die Ausgestaltung der Radschüssel 12 entspricht ansonsten im Wesentlichen dem ersten Ausführungsbeispiel.the 7 until 10 branch a second embodiment of the wheel 10 according to the invention. In contrast to the wheel disc 12 of the first embodiment of the invention, the wheel disc 12 of 7 no wheel rim 19, which is also from the separate representation of the wheel disc 12 according to 8th emerges. Accordingly, the radial end faces 18 of the spokes 16 have a configuration that corresponds to the weld seam 30 and in connection with 10 is described. The design of the wheel disc 12 otherwise essentially corresponds to the first exemplary embodiment.

9 zeigt die Felge 11 des Rades 10 gemäß 7. Im Unterschied zur Felge 11 des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 3 sind hier zehn in Umfangsrichtung gleichverteilte und an der radialen Innenseite 29 der Felge 11 angeordnete Vorsprünge 35 vorgesehen, die jeweils zum radialen Zentrum 36 der Felge 11 weisen. Die Vorsprünge 35 sind einstückig mit der Felge 11 ausgebildet. Die Vorsprünge 35 dienen als Speichenanbindungen und sind jeweils einer Speiche 16 des Rades 10 zugeordnet. Die Ausgestaltung der Vorsprünge entspricht den radialen Stirnseiten 18 der Speichen 16. 9 shows the rim 11 of the wheel 10 according to FIG 7 . In contrast to the rim 11 of the first embodiment according to 3 ten projections 35 are provided here which are equally distributed in the circumferential direction and are arranged on the radial inner side 29 of the rim 11 , each pointing towards the radial center 36 of the rim 11 . The projections 35 are formed integrally with the rim 11 . The projections 35 serve as spoke connections and are each associated with a spoke 16 of the wheel 10 . The design of the projections corresponds to the radial end faces 18 of the spokes 16.

In der zweiten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rades 10 gemäß 10 sind die Speichen 16 an ihren jeweils radial äußeren Stirnseiten 18 mit den ihnen jeweils zugeordneten Vorsprüngen 35 der Felge 11 verschweißt, insbesondere mittels Reibrührschweißen. Die Schweißnaht 30 ist auf axialer Höhe des Tiefbetts 26 der Felge 11 angeordnet. 10 zeigt in einem axialen Schnitt den Verlauf der Schweißnaht 30: Demnach sind zwei axial fluchtende, flache Abschnitte 31, 32 ausgebildet, zwischen denen ein stufenförmiger Bereich 33 vorgesehen ist. Die Ausgestaltungen der radialen Stirnseiten 18 der Speichen 16 und der jeweils diesen zugeordneten Vorsprüngen 35 sind komplementär zueinander ausgebildet, so dass sich die in 10 ersichtliche Schweißnaht 30 ergibt.In the second embodiment of the wheel 10 according to the invention 10 the spokes 16 are welded at their respective radially outer end faces 18 to the projections 35 of the rim 11 assigned to them, in particular by means of friction stir welding. The weld seam 30 is arranged at the axial level of the drop center 26 of the rim 11 . 10 12 shows the course of the weld seam 30 in an axial section: Accordingly, two axially aligned, flat sections 31, 32 are formed, between which a stepped area 33 is provided. The configurations of the radial end faces 18 of the spokes 16 and of the projections 35 associated with them are designed to be complementary to one another, so that the in 10 visible weld 30 results.

Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens wird die Radschüssel 12 als additiv gefertigtes, einstückiges Teil hergestellt, beispielsweise mittels eines Pulverbett-Verfahrens. Die Felge 11 wird aus einem Aluminium-Halbzeug gegossen und anschließend mittels Druckwalzverfahren in ihre bereits beschriebene Form gebracht. Die Radschüssel 12 und die Felge 11 werden somit als separate, für sich jeweils einstückige Komponenten hergestellt. Anschließend wird die Radschüssel 12 mit der Felge 11 verbunden, insbesondere verschweißt, beispielsweise mittels Reibrührschweißen oder einem anderem schmelzbadfreien Fügeverfahren. Nach dem Schweißvorgang wird in einem abschließenden Schritt die Lage, Ausgestaltung und Qualität der Schweißnaht 30 mittels einer zerstörungsfreien Nachkontrolle überprüft.Within the scope of the manufacturing method according to the invention, the wheel disc 12 is manufactured as an additively manufactured, one-piece part, for example by means of a powder bed method. The rim 11 is cast from an aluminum semi-finished product and then brought into its already described shape by means of pressure-rolling processes. The wheel disk 12 and the rim 11 are thus produced as separate components that are each one-piece. The wheel disk 12 is then connected to the rim 11, in particular welded, for example by means of friction stir welding or another joining method without a molten bath. After the welding process, the position, design and quality of the weld seam 30 is checked in a final step by means of a non-destructive post-control.

Claims

Wheel (10), in particular a light metal wheel, with a wheel disk (12) and a rim (11) connected to the wheel disk (12), characterized in that the wheel disk (12) is additively manufactured.

wheel after claim 1 , characterized in that the wheel disc (12) is formed in one piece.

wheel after one of the Claims 1 or 2 , characterized in that the wheel disk (12) has at least one spoke (16) which is connected in particular to a radially outer wheel rim (19) running essentially in the circumferential direction.

wheel after one of the Claims 1 until 3 , characterized in that the wheel disc (12) has a radially centered hub which is additively manufactured.

wheel after one of the Claims 1 until 4 , characterized in that the rim (11) is designed as a cast part.

wheel after one of the Claims 1 until 5 , characterized in that a drop center (26) of the rim (11) is arranged offset axially to an outer rim flange (22, 23).

wheel after one of the Claims 1 until 6 , characterized in that the wheel disc (12) with the rim (11) is positively and / or materially connected.

wheel after claim 7 , characterized in that the wheel disc (12) is connected to the rim (11) by means of friction stir welding.

wheel after one of the Claims 7 or 8th , characterized in that between the wheel disc (12) and the rim (11) a joint (30) is formed.

wheel after claim 9 , characterized in that the joint (30) is axially eccentrically offset, in particular in the region of an outer rim flange (22) of the rim (11) is arranged.

wheel after one of the claims 9 or 10 , characterized in that the joint (30) extends in the circumferential direction over the entire circumference of the wheel (10).

wheel after one of the claims 9 until 11 , characterized in that an axial section through the joint (30) has at least one axially aligned, flat section (31, 32) and at least one stepped section (33, 34).

wheel after one of the claims 9 until 12 , characterized in that the joint (30), in particular the weld seam, is formed between the wheel rim (12) and the rim (11).

wheel after one of the claims 9 until 13 , characterized in that the joint (30), in particular the weld between the radially outer end faces (18) of the spokes (16) and the rim (11) is formed.

Method for producing a wheel (10), in particular a light metal wheel, with the following steps: production of a wheel disc (12), production of a rim (11), connection of the wheel disc (12) to the rim (11), characterized in that the Wheel disc (12) is manufactured additively.

procedure after claim 15 for producing a wheel (10) according to one of Claims 1 until 14 .

Procedure according to one of Claims 15 or 16 , characterized in that the wheel disc (12) is produced in one piece and/or by means of a powder bed process.

Procedure according to one of Claims 15 until 17 , characterized in that after the connection of the wheel disk (12) to the rim (11) a non-destructive post-control of the joint (30), in particular the weld seam, takes place.