DE102024202444A1 - Fahrzeugrad - Google Patents

Abstract

Ein Fahrzeugrad weist eine Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine einstückig ausgebildete Schüssel auf, die einen Nabenbereich mit einem Nabenloch und mehreren Bolzenlöchern, mehrere Speichenanordnungen und einen ringförmigen Rand aufweist. Die Speichenanordnungen weisen einen Mittelteil und zwei Seitenteile, die optional relativ zu dem Mittelteil abgewinkelt sind, sowie ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende auf und erstrecken sich von dem Nabenbereich zu dem ringförmigen Rand und verbinden den Nabenbereich mit dem ringförmigen Rand, sodass Belüftungslöcher in der Schüssel ausgebildet sind, die von dem ringförmigen Rand und zwei benachbarten Speichenanordnungen umgeben sind. Der ringförmige Rand ist in axialer Richtung nach innen gebogen und die Schüssel ist mit ihrem ringförmigen Rand mit der Felge mittels diskreter Schweißnähte verschweißt. Die Anzahl der Schweißnähte entspricht der Summe aus Speichenanordnungen und Belüftungslöchern und/oder die Schweißnähte sind an dem ringförmigen Rand gegenüber einem Abschnitt, an dem sich ein radial äußeres Ende einer Speichenanordnung an den ringförmigen Rand anschließt, und an dem ringförmigen Rand gegenüber dem Abschnitt des ringförmigen Rands, der ein Belüftungsloch umgibt, angeordnet.

Description

• HINTERGRUND DER ERFINDUNG
• Technisches Gebiet
• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad und insbesondere ein geschweißtes Fahrzeugrad, bei dem eine Radschüssel an eine Felge mit mehreren diskreten Schweißnähten geschweißt ist
• Stand der Technik
• Im Stand der Technik sind mehrteilige Fahrzeugräder bekannt, die eine Felge und eine Radschüssel im Inneren der Felge aufweisen. Diese Radschüssel wird mit der Felge verschweißt, sodass die Felge und Radschüssel stoffschlüssig verbunden sind. Die Radschüssel weist einen Nabenabschnitt und speichenförmige Elemente oder Speichenanordnungen auf, die radial nach außen von dem Nabenabschnitt ausgebildet sind. Zwischen den Speichenanordnungen erstrecken sich Belüftungslöcher.
• Zum Verschweißen der Schüssel und der Felge sind verschiedene Nahtanordnungen im Stand der Technik bekannt. Die DE 11 2008 002 810 T5 schlägt vor die Schweißnähte axial außen und in Bereichen der Speichen oder in Bereichen der Belüftungslöcher vorzusehen.
• Die DE 11 2009 002 429 B4 schlägt vor, dass Verbindungen an verschiedenen umfänglichen Bereichen der Radschüssel vorgesehen werden.
• Beide Lösungen haben den Nachteil, dass sich die Steifigkeit des Rades nicht in Abhängigkeit von der Radgröße einstellen lässt. Außerdem können Rundlaufeigenschaften bei vier, fünf und sechs Schweißnähten oder einer Rundumschweißnaht nachteilig beeinflusst werden.
• Vor dem Hintergrund des Standes der Technik ergibt sich somit die Aufgabe, ein Fahrzeugrad bereitzustellen, das es ermöglich die Steifigkeit des Rades abhängig von der Radgröße einzustellen und dessen Rundlaufeigenschaft durch die Schweißnähte nicht nachteilig beeinflusst wird.
• DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
• Diese Aufgabe wird durch ein Fahrzeugrad nach Anspruch 1 bzw. eine Kombination aus einem Rad mit Reifen gemäß Anspruch 10 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
• Ein Fahrzeugrad weist eine Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine einstückig ausgebildete Schüssel auf, die einen Nabenbereich mit einem Nabenloch und mehreren Bolzenlöchern, mehrere Speichenanordnungen und einen ringförmigen Rand aufweist, wobei die Speichenanordnungen einen Mittelteil und zwei Seitenteile, die optional relativ zu dem Mittelteil abgewinkelt sind, sowie ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende aufweisen und sich von dem Nabenbereich zu dem ringförmigen Rand erstrecken und den Nabenbereich mit dem ringförmigen Rand verbinden, sodass Belüftungslöcher in der Schüssel ausgebildet sind, die von dem ringförmigen Rand und zwei benachbarten Speichenanordnungen umgeben sind. Der ringförmige Rand ist in axialer Richtung nach innen gebogen, und die Schüssel ist mit ihrem ringförmigen Rand mit der Felge z.B. im Bereich des Felgentiefbetts oder der Felgenschulter mittels diskreter Schweißnähte verschweißt, wobei die Anzahl der Schweißnähte der Summe aus Speichenanordnungen und Belüftungslöchern entspricht und/oder die Schweißnähte an dem ringförmigen Rand gegenüber einem Abschnitt, an dem sich ein radial äußeres Ende einer Speichenanordnung an den ringförmigen Rand anschließt, und an dem ringförmigen Rand gegenüber dem Abschnitt des ringförmigen Rands, der ein Belüftungsloch umgibt, angeordnet sind.
• Durch diese Schweißnahtanordnung ist eine relativ gleichmäßige Verteilung der thermisch beeinflussten Bereiche über das Rad erreichbar, sodass die durch das Schweißen und dem anschließenden Abkühlen entstehenden hohe Eigenspannungen im Rad, welche ebenfalls zu einer Verformung führen können, reduziert wird, weil die Anzahl der Nähte höher ist und die Länge der einzelnen Nähte abnimmt.
• Dies ist insbesondere bei Rädern in großen Dimensionen z.B. 18 Zoll und größer vorteilhaft.
• Bevorzugt sind die Schweißnähte in axialer Richtung an der Innenseite des Rades angeordnet.
• Bevorzugt weist der ringförmige Rand eine Stirnseite auf, die in axialer Richtung nach innen weist, und die Schweißnähte sind an der Stirnseite ausgebildet.
• Bevorzugt weist der ringförmige Rand eine Stirnseite, die in axialer Richtung nach innen weist, und eine Flächenseite auf, die im Wesentlichen parallel zur Felge ausgebildet ist, und die Schweißnähte sind in der Flächenseite ausgebildet.
• Bevorzugt weist das Fahrzeugrad eine Schüssel mit drei, vier, fünf oder sechs Speichenanordnungen oder eine Summe dieser Werte auf.
• Bevorzugt sind die Schweißnähte in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet.
• Bevorzugt weisen die Schweißnähte eine Länge L von Schweißnahtanfang bis zum Schweißnahtende von mindestens $$L_{min}=\frac{8*\left(5*\text{D}-45\right)}{\text{n}}$$

  

  
  und maximal $$L_{max}=\frac{8*\left(5*\text{D}-45\right)}{\text{n}}+X$$

  

  auf, wobei X gleich 20, bevorzugt 15, besonders bevorzugt 10 ist, wobei die Längen L das Bogenmaß in mm angeben, D der Raddurchmesser in Zoll und n die Anzahl der Schweißnähte ist.
• Der Raddurchmesser in Zoll fließt dimensionslos in die obige Formel ein.
• Die Länge der Schweißnähte ist auch vorteilhaft bei Stahlrädern, die keinen Speichenaufbau oder Speichenanordnungen aufweisen. Hier ist die Anzahl der Schweißnähte geeignet zu wählen. Bevorzugt ist in dem Fall ein äquidistanter Abstand.
• Bevorzugt ist die Gesamtlänge GL aller Schweißnähte addiert in dem Bereich von mindestens $$G{L}_{min}=40*\text{D}-360$$

  

  und maximal $$G{L}_{max}=40*\text{D}-360+\text{n}*\text{Y},$$

  

  wobei Y gleich 20, bevorzugt 15, besonders bevorzugt 10 ist, wobei optional die Länge der Schweißnähte bei den Speichenanordnungen gleich ist und die Länge der Schweißnähte bei den Belüftungslöchern gleich ist.
• Auch hier ist D der Raddurchmesser in Zoll und n die Anzahl der Schweißnähte. Der Raddurchmesser in Zoll fließt dimensionslos in die obige Formel ein.
• Die Gesamtlänge der Schweißnähte ist auch vorteilhaft bei Stahlrädern, die keinen Speichenaufbau aufweisen. Hier ist die Anzahl der Schweißnähte geeignet zu wählen. Bevorzugt ist auch in diesem Fall ein äquidistanter Abstand.
• Bevorzugt macht die Gesamtlänge der Schweißnähte an den Speichenanordnungen 60 % oder mehr der Gesamtlänge aller Schweißnähte aus.
• Eine erfindungsgemäße Kombination aus einem Fahrzeugrad und einem Reifen, wobei der Reifen an der Felge montiert ist, weist eines der vorgenannten Räder auf.
• KURZE BESCHREIBUNG DER FIGUREN
• 1 ist eine Querschnittsansicht eines Fahrzeugrads mit durchgehender Schweißnaht.
• 2 ist Draufsicht eines Fahrzeugrads von axial innen nach axial außen ohne Schweißnähte.
• 3 ist Draufsicht eines Fahrzeugrads von axial innen nach axial außen mit diskreten Schweißnähten.
• 4 ist eine Querschnittsansicht eines Fahrzeugrads mit diskreten Schweißnähten.
• 5 ist eine vergrößerte Ansicht, die einen Ausschnitt aus 4 zeigt.
• WEGE ZUM AUSFÜHREN DER ERFINDUNG
• Im Folgenden werden verschiedene Ausführungsformen eines Fahrzeugrads entsprechend der vorliegenden Erfindung mit Bezug zu den begleitenden Figuren beschrieben. Gleiche Elemente oder Merkmale des erfindungsgemäßen Fahrzeugrads sind mit gleichen Bezugszeichen versehen und eine wiederholte Beschreibung dieser Merkmale wird ausgelassen. Stattdessen wird auf die Beschreibung der vorhergehenden Figuren verwiesen.
• Die Ausführungsformen weisen Fahrzeugräder mit fünf Speichenanordnungen auf, die sich von innen radial nach außen erstrecken. Die folgenden Ausführungsformen können jedoch beliebige andere Anzahlen von Speichenanordnungen aufweisen. Die Speichenanordnungen weisen einen Mittelteil und zwei Seitenteile auf, die relativ zum Mittelteil abgewinkelt sind und die sich jeweils von dem Mittelteil erstrecken.
• 1 ist eine Schnittansicht eines nicht erfindungsgemäßen Fahrzeugrades 10 in einer Ebene, in der die Rotationsachse liegt. Das Fahrzeugrad 10 hat eine umlaufende Schweißnaht 120. Das Fahrzeugrad weist eine Felge 14 und eine Schüssel 16 im inneren der Felge 14 auf. Die Felge 14 weist ein Felgenhorn 12, ein Felgentiefbett 14A und eine Felgenschulter 14B auf. Die Schüssel weist die Speichenanordnungen 18 auf. Die Schüssel 16 weist einen ringförmigen Rand 20 auf, der axial nach innen umgebogen ist. Jeweils zwei Speichenanordnungen 18 bilden zusammen mit dem ringförmigen Rand 20 ein Belüftungsloch 22 aus.
• 2 ist eine Aufsicht eines Rads von axial innen nach axial außen ohne Schweißnähte. Das Fahrzeugrad 10 weist eine Schüssel 16 mit fünf Speichenanordnungen 18 auf. Die Anzahl der Speichenanordnungen 18 ist jedoch nicht auf fünf beschränkt. Diese Ansicht zeigt die Stirnseite des ringförmigen Rands 20 und verdeutlicht, wie jeweils zwei Speichenanordnungen 18 zusammen mit dem ringförmigen Rand 20 ein Belüftungsloch 22 ausbilden.
• Das Fahrzeugrad weist ohne Bezugszeichen fünf Bolzenlöcher für Radbolzen und ein Nabenloch auf.
• 3 zeigt das Rad aus 2 mit diskreten Schweißnähten 220A, 220B, die Schüssel 16 und Felge 14 miteinander verbinden. Insgesamt sind zehn diskrete Schweißnähten 220A, 220B ausgebildet, wobei die Schweißnähte 220A in Bereichen der Belüftungslöcher ausgebildet sind und die Schweißnähte 220B in Bereichen der Speichenanordnungen 18 ausgebildet sind. Die Länge der Schweißnähte ergibt sich aus der obigen Formel für L_min und L_max.
• Vorliegend sind die Schweißnähte 220B jeweils mittig zu den Speichenanordnungen 18 ausgebildet, sie können jedoch auch außermittig ausgebildet sein. Auch können die Schweißnähte 220B breiter, genauso breit oder schmaler als die Speichenanordnungen 18 ausgebildet sein.
• Vorliegend sind die Schweißnähte 220A jeweils mittig zu den Belüftungslöchern 22 ausgebildet, sie können jedoch auch außermittig ausgebildet sein.
• Die Schweißnähte 220A und 220B sind gleich lang dargestellt, sie können jedoch auch unterschiedlich lang sein, solange die addierte Bogenlänge in mm den Wert GL_max nicht überschreitet. $$G{L}_{max}=40*\text{D}-360+\text{n}*\text{Y}$$

  
• 4 zeigt das Rad aus 3 im Querschnitt. Die Anbindung der Schüssel an die Felge ist hier dargestellt im Tiefbett 14A der Felge, sie kann aber auch beispielsweise in der Felgenschulter 14B oder am Felgenhorn 12 angebracht werden.
• 5 verdeutlicht die Anordnung der Schweißnähte 220A, 220B in der Stirnseite des ringförmigen Rands 20. Die diskreten Schweißnähte können jedoch auch ähnlich zu der umlaufenden Schweißnaht 120 in 1 in der Flächenseite des ringförmigen Rands ausgebildet sein.
• Merkmalsliste
• 10 Fahrzeugrad, 12 Felgenhorn, 14 Felge, 16 Schüssel, 18 Speichenanordnung, ringförmiger Rand 20, Belüftungsloch 22
  120 umlaufende Schweißnaht 220A diskrete Schweißnaht im Bereich des Belüftungslochs 22 220B diskrete Schweißnaht im Bereich der Speichenanordnung 18
  14A Felgentiefbett
  14B Felgenschulter
• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
• Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
• Zitierte Patentliteratur
• DE 112008002810 T5 [0003]
• DE 112009002429 B4 [0004]

Claims (10)

1. Fahrzeugrad, aufweisend eine Felge zur Aufnahme eines Reifens; eine einstückig ausgebildete Schüssel, die einen Nabenbereich mit einem Nabenloch und mehrere Bolzenlöcher, mehrere Speichenanordnungen und einen ringförmigen Rand aufweist, wobei die Speichenanordnungen einen Mittelteil und zwei Seitenteile, die optional relativ zu dem Mittelteil abgewinkelt sind, sowie ein radial inneres Ende und ein radial äußeres Ende aufweisen und sich von dem Nabenbereich zu dem ringförmigen Rand erstrecken und den Nabenbereich mit dem ringförmigen Rand verbinden, sodass Belüftungslöcher in der Schüssel ausgebildet sind, die von dem ringförmigen Rand und zwei benachbarten Speichenanordnungen umgeben sind; der ringförmige Rand in axialer Richtung nach innen gebogen ist, und die Schüssel mit ihrem ringförmigen Rand mit der Felge mittels diskreter Schweißnähte verschweißt ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Schweißnähte der Summe aus Speichenanordnungen und Belüftungslöchern entspricht; und/oder die Schweißnähte an dem ringförmigen Rand gegenüber einem Abschnitt, an dem sich ein radial äußeres Ende einer Speichenanordnung an dem ringförmigen Rand anschließt, und an dem ringförmigen Rand gegenüber dem Abschnitt des ringförmigen Rands, der ein Belüftungsloch umgibt, angeordnet sind.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, wobei die Schweißnähte in axialer Richtung an der Innenseite des Rades angeordnet sind.
3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, wobei der ringförmige Rand eine Stirnseite aufweist, die in axialer Richtung nach innen weist, und die Schweißnähte an der Stirnseite ausgebildet sind.
4. Fahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2, wobei der ringförmige Rand eine Stirnseite, die in axialer Richtung nach innen weist, und eine Flächenseite, die im Wesentlichen parallel zur Felge ausgebildet ist, aufweist und die Schweißnähte in der Flächenseite ausgebildet sind.
5. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schüssel drei, vier, fünf oder sechs Speichenanordnungen oder eine Summe dieser Werte aufweist.
6. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schweißnähte in Umfangsrichtung äquidistant angeordnet sind.
7. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schweißnähte eine Länge L von Schweißnahtanfang bis zum Schweißnahtende von mindestens $$L_{min}=\frac{8*\left(5*\text{D}-45\right)}{\text{n}}$$

   

   und maximal $$L_{max}=\frac{8*\left(5*\text{D}-45\right)}{\text{n}}+20$$

   

   aufweisen, wobei die Längen L das Bogenmaß in mm angeben, D der Raddurchmesser in Zoll und n die Anzahl der Schweißnähte ist.
8. Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die eine Gesamtlänge GL aller Schweißnähte addiert in dem Bereich von mindestens $$G{L}_{min}=40*\text{D}-360$$

   

   und maximal $$G{L}_{max}=40*\text{D}-360+\text{n}*20$$

   

   liegt, wobei optional die Länge der Schweißnähte bei den Speichenanordnungen gleich ist und die Länge der Schweißnähte bei den Belüftungslöchern gleich ist.
9. Fahrzeugrad nach Anspruch 8, wobei die Gesamtlänge der Schweißnähte an den Speichenanordnungen 60 % oder mehr der Gesamtlänge aller Schweißnähte ausmacht.
10. Kombination aus einem Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche und einem Reifen, wobei der Reifen an der Felge montiert ist.

Images