DE19700320A1

DE19700320A1 - Metal flange esp. for motor vehicles

Info

Publication number: DE19700320A1
Application number: DE19700320A
Authority: DE
Inventors: Odysseus Andronis
Original assignee: Volkswagen AG
Current assignee: Volkswagen AG
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1997-01-08
Publication date: 1997-07-24

Abstract

The metal flange is made up of, at least partially, two or more connected thin metal sheets (2-6) arranged, pairwise, in given positions. The sections between the metal sheets are plastically deformed through heating and gas supply. The metal sheets may be made out of a deformable superplastic material. The metal sheets may be connected on a given position through diffusion welding, and may be, between the given position, partially coated with a separating segment (18). The neighbouring metal sheets may be connected along a circular arc (20) that is concentric to a middle axis (19) of the flange.

Description

Die Erfindung betrifft eine insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignete Metallfelge.The invention relates to a metal rim particularly suitable for motor vehicles.

Während serienmäßig an Personenkraftfahrzeugen angebrachte Metallfelgen zumeist noch aus Stahl bestehen, finden in den letzten Jahren insbesondere bei Hochgeschwin digkeitsfahrzeugen zunehmend auch gegossene oder geschmiedete Leichtmetallfelgen aus Aluminium oder Magnesium oder Legierungen dieser Metalle Verwendung, wobei der Vorteil von Leichtmetallfelgen hauptsächlich in einer Verringerung der ungefederten Masse des Kraftfahrzeugs besteht.While metal rims usually attached to passenger cars as standard still made of steel have been found in recent years, especially at Hochgeschwin increasingly also cast or forged alloy wheels made of aluminum or magnesium or alloys of these metals the advantage of alloy wheels is mainly a reduction in unsprung Mass of the motor vehicle exists.

Zur noch weiteren Verringerung des Felgengewichts wurde in der Europäischen Patent anmeldung mit der Veröffentlichungsnummer 0 281 903 bereits vorgeschlagen, Teile der Felge, nämlich den Felgeninnenteil bzw. Radstern aus Titan zu fertigen, z. B. durch Verformung von Titanblech in superplastischem Zustand. Da das Innenteil wegen der größeren Festigkeit und des höheren Rohstoffpreises des Titanblechs eine geringere Materialstärke als vergleichbare Innenteile aus Aluminium- und/oder Magnesiumwerk stoffen aufweist, können die das Reifenbett bildenden Felgenaußenteile jedoch nicht unmittelbar am Felgeninnenteil befestigt werden, da dies bei Verwendung herkömm licher Felgenaußenteile ein zu schmales Reifenbett und eine nicht ausreichende Bela stbarkeit des Felgeninnenteils im Hinblick auf eine radiale Abstützung der Felgenaußen teile zur Folge hätte. Aus diesen Gründen muß am äußeren Rand des Felgeninnenteils eine zusätzliche Ringscheibe aus Aluminium und/oder Magnesium angebracht werden, welche jedoch das Gewicht der Felge wieder vergrößert. Außerdem steigt der Aufwand für die Montage und die Lagerhaltung der Teile infolge der größeren Anzahl von Einzel teilen.To further reduce the rim weight, the European patent Application with publication number 0 281 903 already proposed, parts the rim, namely to manufacture the inner rim part or wheel spider from titanium, e.g. B. by Deformation of titanium sheet in superplastic condition. Because the inner part because of the greater strength and the higher raw material price of the titanium sheet a lower one Material thickness as comparable inner parts made of aluminum and / or magnesium has materials, but the outer rim parts forming the tire bed cannot be attached directly to the inner rim part, as this is conventional when used outer rim parts an excessively narrow tire bed and an insufficient load Stability of the inner rim part with regard to a radial support of the outer rim parts would result. For these reasons, it must be on the outer edge of the inner rim part an additional washer made of aluminum and / or magnesium can be attached, which, however, increases the weight of the rim again. In addition, the effort increases for the assembly and warehousing of parts due to the large number of individual parts divide.

Es sind bereits Verfahren zur Erzeugung von mit Hohlräumen versehenen Bauteilen, wie beispielsweise großflächigen doppelwandigen und tragenden Bauteilen von Triebwerken, Flugzeugen oder Kraftfahrzeugen (DE-OS 42 41 421), Druckgasspeichertanks für Kraftfahrzeuge (EP-A-0 633 422 A1) oder Wandverkleidungen (US PS 5,399,406) bekannt, bei denen zwei oder mehr dünne Metallbleche vor oder nach einer superpla stischen Verformung eines oder sämtlicher Bleche an vorgegebenen Stellen z. B. durch Diffusionsschweißen (DE-OS 42 41 421, EP-A-0 633 422 A1) miteinander verbunden werden. Eine Fertigung von Felgen unter Einsatz derartiger Verfahren ist jedoch wegen der verhältnismäßig komplizierten Formgebung der Felgen bisher nicht vorgeschlagen worden.There are already processes for the production of cavitated components, such as for example large double-walled and load-bearing components of engines, Aircraft or motor vehicles (DE-OS 42 41 421), compressed gas storage tanks for Motor vehicles (EP-A-0 633 422 A1) or wall coverings (US PS 5,399,406) known in which two or more thin metal sheets before or after a superpla tical deformation of one or all of the sheets at predetermined locations z. B. by Diffusion welding (DE-OS 42 41 421, EP-A-0 633 422 A1) connected together will. A production of rims using such methods is however due to the relatively complicated shape of the rims has not previously been proposed been.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine insbesondere für Kraftfahrzeuge geeignete Metallfelge dahingehend zu verbessern, daß sie ohne eine Vergrößerung des Montageaufwands gegenüber herkömmlichen Felgen ein erheblich geringeres Gewicht und trotzdem eine gleichgroße oder größere Stabilität aufweist.Proceeding from this, the invention is based, in particular for Motor vehicles to improve suitable metal rim so that they without a An increase in assembly costs compared to conventional rims lower weight and yet has the same or greater stability.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Felge mindestens teil weise und vorzugsweise ganz aus zwei oder mehr an vorgegebenen Stellen paarweise verbundenen dünnen Metallblechen besteht, welche mindestens zum Teil durch Erwär mung und Gaszufuhr zwischen die Metallbleche superplastisch verformt worden sind und mindestens einen durch die Gaszufuhr gebildeten geschlossenen Hohlraum begren zen. Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, daß sich die Stabilität und insbesondere die Biegesteifigkeit einer Felge dadurch erhöhen läßt, daß man an Stelle eines das Felgeninnenteil oder das Felgenaußenteil bildenden massiven Metallformteils mit einer relativ großen Materialstärke zwei oder mehr dünne Metallbleche verwendet, welche an mehreren Stellen paarweise gegeneinander anliegen und miteinander verbunden sind und angrenzend an die Verbindungsstellen divergieren, wobei sich mindestens eines der Bleche jedes Paars benachbarter Bleche unter Bildung eines Hohlraums zwischen deren einander zugewandten Breitseitenflächen vom benachbarten Blech weg wölbt.This object is achieved in that the rim at least partially wise and preferably entirely in pairs at two or more predetermined positions connected thin metal sheets, which is at least partially by heating tion and gas supply between the metal sheets have been deformed superplastically and define at least one closed cavity formed by the gas supply Zen. The invention is based on the idea that stability and in particular the bending stiffness of a rim can be increased by replacing one Inner rim part or the solid outer metal part forming the outer rim part with a relatively large material thickness uses two or more thin metal sheets, which to several points lie in pairs against each other and are connected and diverge adjacent to the connection points, with at least one of the Sheets of each pair of adjacent sheets with a void between them facing broad side arches away from the adjacent sheet.

Im Hinblick auf die Stabilität der Felge könnte der zwischen den Blechen gebildete Hohl raum grundsätzlich offen sein, jedoch wird ein geschlossener Hohlraum bevorzugt, zum einen, weil die Metallbleche bei der Herstellung mindestens an den Rändern der Bleche gasdicht gegeneinander anliegen sollten, um Gasleckagen während der Gaszufuhr zu vermeiden, und zum anderen, weil sich ein derart gebildeter Hohlraum zur Unterbringung einer Luftreserve nutzen läßt, welche die Sicherheit der Fahrzeuginsassen erhöht, da sie im Fall eines plötzlichen Druckabfalls in einem auf die Felge aufgezogenen Reifen bei hoher Fahrgeschwindigkeit in diesen einströmen kann und dadurch die Neigung des Kraftfahrzeugs zum Ausbrechen oder Schleudern verringert, bis das Kraftfahrzeug soweit abgebremst worden ist, daß sein Fahrer es trotz eines drucklosen oder platten Reifens beherrschen kann.With regard to the stability of the rim, the hollow formed between the sheets could In principle, the room should be open, but a closed cavity is preferred for one, because the metal sheets are produced at least on the edges of the sheets should be gas-tight against each other to prevent gas leakage during gas supply avoid, and on the other hand, because there is such a cavity for housing an air reserve can be used, which increases the safety of the vehicle occupants, since they in the event of a sudden drop in pressure in a tire fitted to the rim high driving speed can flow into this and thereby the inclination of the Motor vehicle to break out or skid reduced until the motor vehicle has been braked so far that his driver despite a depressurized or flat Can master tire.

Zur Unterbringung der Luftreserve wird bevorzugt ein Hohlraum genutzt, welcher an das von einem umlaufenden Felgenaußenteil gebildete Reifenbett angrenzt und welcher eine zweckmäßigerweise nachträglich eingebrachte, in das Reifenbett mündende Öffnung aufweist, in die ein Überdruckventil eingesetzt sein kann, das sich bei Überschreiten einer vorgegebenen Druckdifferenz zwischen dem Hohlraum und dem Reifenbett mit dem aufgezogenen Reifen selbsttätig öffnet.A cavity is preferably used to accommodate the air reserve Tire bed formed by a circumferential outer rim part and which one expediently introduced subsequently, opening into the tire bed has, in which a pressure relief valve can be used, which when exceeded with a predetermined pressure difference between the cavity and the tire bed automatically opens the mounted tire.

Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die Metallbleche aus einem superplastisch verformbaren Material bestehen, wie beispielsweise gewissen Titan-, Aluminium- oder Stahllegierungen, die an den vorgegebenen Stellen durch Diffusions- oder ggf. durch Explosionsschweißen miteinander verbunden werden, bevor die superplastische Verformung der Bleche erfolgt.A preferred embodiment of the invention provides that the metal sheets from one superplastic deformable material, such as certain titanium, Aluminum or steel alloys, which are diffused or, if necessary, connected to one another by explosion welding before the superplastic deformation of the sheets takes place.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung besteht die Felge im Bereich ihres an einer Achse befestigbaren Innenteils aus drei dünnen Metallblechen, von denen zwei eine der Achse zugewandte innere Stirnwand bzw. eine von der Achse abgewandte äußere Stirnwand bilden, während mindestens ein weiteres Metallblech abwechselnd mit der inneren und der äußeren Stirnwand verbunden ist, so daß es eine im Querschnitt zickzackförmige Verstrebung zwischen der inneren und äußeren Stirn wand bildet. Die Bleche bilden dadurch eine Kastenträgerstruktur, welche Hohlräume mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt umschließt, wodurch sich eine sehr hohe Stabilität erzielen läßt.According to a further preferred embodiment of the invention, the rim consists of Area of its inner part which can be fastened to an axis and consists of three thin metal sheets, two of which have an inner end wall facing the axis and one of the axis Form away from the outer end wall, while at least one other sheet metal alternately connected to the inner and outer end walls, so that there is a cross-section zigzag strut between the inner and outer forehead wall forms. The metal sheets thus form a box girder structure, which cavities encloses with a substantially triangular cross section, resulting in a very high Can achieve stability.

In die äußere Stirnwand kann zweckmäßig bei der superplastischen Verformung der Metallbleche ein Profil eingeprägt werden, das zum einen die Steifigkeit der äußeren Stirnwand in radialer Richtung und/oder in Umfangsrichtung erhöht und zum anderen als dekoratives Element dient, wie es bei den meisten Felgen üblich ist. An Stelle des Profils kann die äußere Stirnwand an denjenigen Stellen, an denen sie flächig gegen eine Wand des zur superplastischen Verformung eingesetzten Formwerkzeugs anliegt, auch mit Durchbrechungen versehen sein, die einerseits zur Gewichtsreduzierung und andererseits ebenfalls als dekoratives Element dienen.In the outer end wall can be useful in the superplastic deformation of the Metal sheets are embossed a profile, which on the one hand the rigidity of the outer Front wall increased in the radial direction and / or in the circumferential direction and the other as decorative element serves, as is usual with most rims. Instead of the profile can the outer end wall in those places where it is flat against a wall of the molding tool used for superplastic deformation, also with Breakthroughs are provided, on the one hand for weight reduction and on the other hand also serve as a decorative element.

Zur Anpassung an die runde Form der Felge sind die jeweils benachbarten Metallbleche vorzugsweise entlang von Kreisbögen verbunden, welche zu einer Mittelachse der Felge konzentrisch sind. Eine zusätzliche Versteifung in Umfangsrichtung kann zweckmäßig dadurch erreicht werden, daß die benachbarten Metallbleche außerdem entlang von Radien oder Radienabschnitten verbunden sind, welche zwischen den in Umfangsrich tung verlaufenden konzentrischen Verbindungsstellen angeordnet sind.The adjacent metal sheets are used to adapt to the round shape of the rim preferably connected along circular arcs, which to a central axis of the rim are concentric. An additional stiffening in the circumferential direction can be expedient can be achieved in that the adjacent metal sheets also along Radii or radius sections are connected, which between the in the circumferential direction device extending concentric connection points are arranged.

Um die Materialstärke im Bereich von Durchtrittsöffnungen für Radbolzen gering zu halten und eine Abdichtung der benachbarten Hohlräume zu gewährleisten, sieht eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung vor, daß die Metallbleche in diesem Bereich um die Durchtrittsöffnungen herum gegeneinander anliegen und miteinander verbunden sind, womit sich gleichzeitig auch noch eine Versteifung der Felge erreichen läßt.To reduce the material thickness in the area of passage openings for wheel bolts slightly hold and ensure a seal of the adjacent cavities sees one another advantageous embodiment of the invention that the metal sheets in this Area around the passage openings lie against each other and with each other are connected, which at the same time also stiffen the rim leaves.

Ein luftdichter Abschluß der Hohlräume am äußeren Umfang der Felge läßt sich bevor zugt dadurch erreichen, daß die Metallbleche im Bereich der beiden Felgenhörner gegen einander anliegen und miteinander verbunden sind, wodurch gleichzeitig die Material stärke in diesem Bereich gering gehalten werden kann.An airtight seal of the cavities on the outer periphery of the rim can be done before train thereby achieve that the metal sheets in the area of the two rim flanges against abut each other and are connected to each other, thereby creating the material strength in this area can be kept low.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausfüh rungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen:In the following the invention is based on an embodiment shown in the drawing example explained in more detail. Show it:

Fig. 1 eine Draufsicht auf die äußere Stirnseite einer Felge mit partiell weggenommenen Teilen; Figure 1 is a plan view of the outer end face of a rim with parts partially removed.

Fig. 2 einen Schnitt durch die Felge entlang der Linie 2-2 der Fig. 1. Fig. 2 shows a section through the rim along the line 2-2 in FIG. 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Felge 1 für ein Personenkraftfahrzeug ist ein integrales Bauteil aus insgesamt fünf dünnen Metallblechen 2, 3, 4, 5, 6, die aus einem durch superplastische Verformung formbaren Material, beispielsweise aus einer Titan- Aluminium-Legierung bestehen und in Abhängigkeit von den Materialeigenschaften des verwendeten Werkstoffs und der Lage des Blechs jeweils eine Materialstärke zwischen 1,5 und 4 mm aufweisen.The rim 1 shown in the drawing for a passenger vehicle is an integral component made up of a total of five thin metal sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , which are made of a material which can be shaped by superplastic deformation, for example a titanium-aluminum alloy, and are dependent have a material thickness between 1.5 and 4 mm depending on the material properties of the material used and the position of the sheet.

Die Metallbleche 2, 3, 4, 5, 6 sind jeweils paarweise an vorgegebenen Stellen auf ihren einander zugewandten benachbarten Breitseitenflächen miteinander verschweißt und divergieren angrenzend an die verschweißten Bereiche unter Bildung von Hohlräumen 8, welche jeweils von zwei einander benachbarten Metallblechen 2, 3; 3, 4; 4, 5, 6 begrenzt werden und teilweise untereinander in Verbindung stehen. The metal sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6 are each welded to one another in pairs at predetermined locations on their mutually facing adjacent broad side surfaces and diverge adjacent to the welded areas to form cavities 8 , each of which is composed of two adjacent metal sheets 2 , 3 ; 3 , 4 ; 4 , 5 , 6 are limited and are partially connected to each other.

Von den fünf Metallblechen 2, 3, 4, 5, 6 bildet das in Fig. 2 zuoberst angeordnete Blech 2 die vordere Stirnwand der Felge 1, welche nach der Befestigung an einer Radachse eines Personenkraftwagens (nicht dargestellt) von der Achse weg nach außen weist, während das in Fig. 2 zuunterst angeordnete Blech 4 die hintere, der Achse zugewandte Stirnwand der Felge 1 bildet. Zwischen den einander zugewandten inneren Breitseitenflächen der beide Bleche 2, 4 erstreckt sich ein weiteres Blech 3 über den gesamten Querschnitt der Felge 1, welches abwechselnd mit den beiden die Stirnwände bildenden Blechen 2, 4 verschweißt ist und diese nach Art eines Kastenträgers versteift. Die drei Bleche 2, 3, 4 bilden zusammen einen stirnseitig gegen die Achse des Kraftfahrzeugs anliegenden Felgeninnenteil 10, während ein das Reifenbett 11 begren zender Felgenaußenteil 12 von den zwei in der Mitte des Reifenbetts 11 miteinander verschweißten ringförmigen Blechen 5, 6 gebildet wird, von denen das eine (6) im Bereich des einen Felgenhorns 15 gegen das die hintere Stirnwand der Felge 1 bildende Blech 4 anliegt und in Umfangsrichtung mit diesem verschweißt ist, während das andere (5) im Bereich des anderen Felgenhorns 14 gegen das Versteifungsblech 3 anliegt und zusammen mit diesem in Umfangsrichtung mit dem die vordere Stirnwand der Felge 1 bildenden Blech 2 verschweißt ist.Of the five metal sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , the sheet 2 arranged uppermost in FIG. 2 forms the front end wall of the rim 1 , which after attachment to a wheel axle of a motor vehicle (not shown) points outward from the axle while the sheet 4 arranged at the bottom in FIG. 2 forms the rear end wall of the rim 1 facing the axis. Between the mutually facing inner broad side surfaces of the two sheets 2 , 4 , another sheet 3 extends over the entire cross section of the rim 1 , which is alternately welded to the two sheets 2 , 4 forming the end walls and stiffened in the manner of a box girder. The three sheets 2 , 3 , 4 together form an inner rim part 10 lying against the front of the axle of the motor vehicle, while an outer rim part 12 which limits the tire bed 11 is formed by the two annular sheets 5 , 6 welded to one another in the middle of the tire bed 11 which one ( 6 ) abuts in the area of the one rim flange 15 against the sheet 4 forming the rear end wall of the rim 1 and is welded to it in the circumferential direction, while the other ( 5 ) abuts in the area of the other rim flange 14 against the stiffening plate 3 and together with this is welded in the circumferential direction to the sheet 2 forming the front end wall of the rim 1 .

Die Stellen 18, an denen die jeweils benachbarten Bleche 2, 3 bzw. 3, 4 miteinander verschweißt sind, liegen einerseits auf Kreisbögen 20, welche zu einer Mittelachse 19 der Felge 1 konzentrisch sind, und andererseits im Bereich von Radien oder Radienab schnitten 21, welche die Kreisbögen 20 untereinander verbinden (in Fig. 1 für die Bleche 2 und 3 schraffiert dargestellt). Die miteinander verschweißten Bereiche der benachbarten Bleche 2, 3 bzw. 3, 4 umschließen demzufolge mehrere in Umfangs richtung einerseits und in radialer Richtung andererseits nebeneinander angeordnete Bereiche, in denen die benachbarten Bleche 2, 3 bzw. 3, 4 einen Abstand voneinander aufweisen und mit ihren einander zugewandten Breitseitenflächen jeweils einen der von den verschweißten Bereichen begrenzten Hohlräume 8 bilden. Die verschweißten Bereiche erstrecken sich nicht durchgängig um die gebildeten Hohlräume 8 herum, sondern sind jeweils an einer oder mehreren Stellen 25 unterbrochen, so daß jeweils benachbarte Hohlräume 8, welche sich auf einer der beiden Seiten des Blechs 3 befinden, miteinander kommunizieren. Diese Unterbrechungen 25 sind für die Gaszufuhr in die Hohlräume 8 erforderlich, wie später in Verbindung mit dem Herstellungsverfahren näher erläutert wird.The locations 18 at which the respective adjacent sheets 2 , 3 and 3 , 4 are welded to one another lie on the one hand on circular arcs 20 which are concentric with a central axis 19 of the rim 1 , and on the other hand cut 21 in the region of radii or radii, which connect the arcs 20 to each other (shown hatched in FIG. 1 for the sheets 2 and 3 ). The welded areas of the adjacent sheets 2 , 3 and 3 , 4 consequently enclose several areas arranged in the circumferential direction on the one hand and in the radial direction on the other side next to each other, in which the adjacent sheets 2 , 3 and 3 , 4 are spaced apart and with their mutually facing broad side surfaces each form one of the cavities 8 delimited by the welded areas. The welded areas do not extend continuously around the cavities 8 formed, but are each interrupted at one or more points 25 , so that adjacent cavities 8 , which are located on one of the two sides of the sheet 3 , communicate with one another. These interruptions 25 are necessary for the gas supply into the cavities 8 , as will be explained in more detail later in connection with the manufacturing process.

Das die vordere Stirnwand bildende Blech 2 weist jeweils mehrere sternförmig in radialer Richtung zwischen der Mittelachse 19 und seinem äußeren Umfang angeord nete Durchbrechungen 28 auf, die zur Materialeinsparung und zur Gewichtsverminde rung der Felge 1 beitragen, ohne die Stabilität der Felge 1 merklich zu verringern. Die Durchbrechungen 28 verbessern außerdem während der Fahrt die Abfuhr der teilweise in die Felge 1 abgeleiteten, durch die Walkarbeit des Reifens beim Fahren entstehenden Wärme und ermöglichen zudem eine Gaszufuhr in die unterhalb der Durchbrechungen 28 angeordneten Hohlräume 8 zwischen den beiden Blechen 2, 3, so daß diese um die Hohlräume herum durchgehend miteinander verschweißt werden können. Die Durch brechungen 28 werden bereits vor dem Verschweißen der Bleche 2, 3, 4, 5, 6 und der superplastischen Verformung in das Blech 2 eingebracht.The sheet 2 forming the front end wall each has a plurality of star-shaped openings 28 in the radial direction between the central axis 19 and its outer circumference, which contribute to saving material and reducing the weight of the rim 1 without significantly reducing the stability of the rim 1 . The openings 28 also improve the dissipation of the heat partially generated in the rim 1 by the flexing work of the tire while driving and also allow gas to be supplied into the cavities 8 arranged below the openings 28 between the two sheets 2 , 3 , during the journey that these can be continuously welded together around the cavities. The breakthroughs 28 are introduced before the welding of the sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6 and the superplastic deformation in the sheet 2 .

Die vordere Stirnwand weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel eine im we sentlichen ebene Stirnfläche 30 auf. Diese kann jedoch auch leicht gewölbt oder mit einem Profil versehen sein.The front end wall in the illustrated embodiment has an essentially flat end face 30 . However, this can also be slightly curved or provided with a profile.

Die Felge 1 besitzt insgesamt fünf Durchtrittsöffnungen 31 für axiale Befestigungs bolzen 32, mit denen die Felge 1 an der Achse eines Kraftfahrzeugs festgeschraubt wird. Um die Durchtrittsöffnungen 31 herum liegen die drei Bleche 2, 3, 4 durchgehend gegeneinander an und sind miteinander verschweißt, so daß an diesen Stellen einerseits die Wandstärke der Felge 1 relativ klein ist und die Verwendung kurzer Befestigungs bolzen 32 gestattet und andererseits ein Gasaustritt aus den der je weiligen Durchtritts öffnung 31 benachbarten Hohlräumen 8 verhindert wird. Im Bereich der Durchtritts öffnungen 31 weist die vordere Stirnwand der Felge 1 jeweils eine im wesentlichen konische Vertiefung 34 zur Aufnahme der Köpfe 33 der Befestigungsbolzen 32 auf.The rim 1 has a total of five openings 31 for axial fastening bolts 32 with which the rim 1 is screwed onto the axle of a motor vehicle. Around the openings 31 around the three sheets 2 , 3 , 4 are continuously against each other and are welded together, so that at these points on the one hand the wall thickness of the rim 1 is relatively small and the use of short fastening bolts 32 allows and on the other hand a gas leak from the the respective passage opening 31 adjacent cavities 8 is prevented. In the area of the passage openings 31 , the front end wall of the rim 1 each has an essentially conical recess 34 for receiving the heads 33 of the fastening bolts 32 .

Einer (8a) der Hohlräume 8, der von einem randnahen Bereich der hinteren Stirnwand, einem randnahen Bereich des Blechs 3 und von den beiden Blechen 5, 6 begrenzt wird und an das von den zuletzt genannten Blechen 5, 6 gebildete Reifenbett 11 angrenzt, dient zur Aufnahme einer Luftreserve, die im Falle eines plötzlichen Druckabfalls in einem auf die Felge 1 aufgezogenen Reifen (nicht dargestellt) in diesen einströmen kann und die Geschwindigkeit des Druckabfalls verlangsamt. Dieser Hohlraum 8a kann gegenüber den benachbarten Hohlräumen 8 zwischen den beiden Blechen 3 und 4 geschlossen oder aber auch über Unterbrechungen 25 in den verschweißten Bereichen mit diesen und ggf. mit weiteren Hohlräumen 8 zwischen den genannten Blechen 3, 4 verbunden sein, so daß ggf. der gesamte freibleibende Raum zwischen den Blechen 3, 4 zur Aufnahme der Luftreserve genutzt werden kann. In einem der Bleche 5, 6 befindet sich eine Luftdurchtrittsöffnung 38, die den Hohlraum 8a mit dem Reifenbett 11 verbindet. Grundsätzlich kann die Durchtrittsöffnung 38 offen bleiben, so daß der Luftdruck im Hohlraum 8a demjenigen im Reifen entspricht, bevorzugt ist jedoch ein Überdruckventil 39 in die Luftdurchtrittsöffnung 38 eingesetzt, das sich öffnet, wenn eine vorgegebene Druckdifferenz zwischen dem Luftdruck im Reifen und im Hohlraum 8a überschritten wird.One ( 8 a) of the cavities 8 , which is delimited by an area near the edge of the rear end wall, an area near the edge of the sheet 3 and by the two sheets 5 , 6 and adjoins the tire bed 11 formed by the latter sheets 5 , 6 , is used to hold an air reserve, which can flow into a tire (not shown) mounted on the rim 1 in the event of a sudden drop in pressure and slow the speed of the drop in pressure. This cavity 8 a can be closed with respect to the adjacent cavities 8 between the two sheets 3 and 4 or else via interruptions 25 in the welded areas with these and possibly with further cavities 8 between the sheets 3 , 4 mentioned , so that if necessary the entire free space between the sheets 3 , 4 can be used to accommodate the air reserve. In one of the sheets 5 , 6 there is an air passage opening 38 , which connects the cavity 8 a with the tire bed 11 . Basically, the through-hole can be left open 38 so that the air pressure in the cavity 8 a corresponds to that in the tire, but preferably a pressure relief valve is inserted into the air passage opening 38 39, which opens when a predetermined pressure difference between the air pressure in the tire and in the cavity 8 a is exceeded.

Zur Herstellung der Felge finden entsprechend den Blechen 2, 3, 4, 5, 6 fünf ebene Metallbleche mit kreisförmigem Umriß Verwendung, deren Außendurchmesser im wesentlichen dem Außendurchmesser der späteren Felge 1 entspricht. Während drei der Bleche (2, 3, 4), welche im wesentlichen den späteren Felgeninnenteil 10 und die Felgenhörner 14 und 15 bilden, kreisförmig sind, sind die beiden anderen Bleche (5, 6) ringförmig und bilden das Reifenbett 11 im späteren Felgenaußenteil 12 sowie zusam men mit den Blechen 2, 3, 4 die Felgenhörner 14, 15.For the manufacture of the rim, according to the sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6, five flat metal sheets with a circular outline are used, the outside diameter of which essentially corresponds to the outside diameter of the later rim 1 . While three of the sheets ( 2 , 3 , 4 ), which essentially form the later inner rim part 10 and the rim flanges 14 and 15 , are circular, the other two sheets ( 5 , 6 ) are ring-shaped and form the tire bed 11 in the later outer rim part 12 and together with the sheets 2 , 3 , 4 the rim flanges 14 , 15 .

Als erstes werden aus demjenigen Blech, welches die spätere vordere Stirnwand der Felge 1 bildet, die Durchbrechungen 28 ausgestanzt und die Bleche 2, 3 und 4 mit den Durchtrittsöffnungen 31 für die Befestigungsbolzen 32 versehen. Weiter werden die beiden ringförmigen Bleche übereinandergelegt, im Bereich ihres inneren Umfangs miteinander verschweißt, beispielsweise durch Preß- oder Widerstandsschweißen, und im Bereich ihres äußeren Randes etwas auseinandergebogen, so daß sie zusammen mit jeweils einem oder zwei der kreisförmigen Bleche (4 bzw. 2, 3) im Bereich der späteren Felgenhörner 15 bzw. 14 jeweils zwischen ein Dichtlippenpaar einer zum superpla stischen Verformen der Bleche verwendeten Blasform eingelegt und eingespannt werden können.First of all, the openings 28 are punched out of the sheet which forms the later front end wall of the rim 1 and the sheets 2 , 3 and 4 are provided with the through openings 31 for the fastening bolts 32 . Furthermore, the two annular sheets are placed one on top of the other, welded to one another in the area of their inner circumference, for example by pressure or resistance welding, and slightly bent apart in the area of their outer edge so that they are joined together with one or two of the circular sheets ( 4 or 2 , 3 ) can be inserted and clamped in the area of the later rim flanges 15 and 14, respectively, between a pair of sealing lips of a blow mold used for superplastic deformation of the sheets.

Vor dem Einspannen zwischen den beiden ringförmigen Dichtlippenpaaren der Blasform wird jeweils mindestens eines von zwei benachbarten Blechen auf seiner dem anderen Blech zugewandten Breitseitenfläche an denjenigen Stellen mit einem Trennmittel beschichtet, die nicht miteinander verschweißt werden soll, d. h. im Bereich der späteren Hohlräume 8 zwischen diesen Blechen, im Bereich der Unterbrechungen 25 in den verschweißten Bereichen und im Bereich des späteren Reifenbetts 11 auf einer der einander zugewandten Breitseitenflächen der Bleche 5, 6. Die Bleche werden dann in der in der Zeichnung sichtbaren Reihenfolge übereinandergelegt, wobei die Durchtritts öffnungen 31 zur Deckung gebracht werden. Die oberen drei bzw. die unteren zwei Bleche 2, 3, 5 bzw. 4, 6 werden dann jeweils zwischen einem Dichtlippenpaar der Blasform eingespannt, deren Gestalt im wesentlichen der Gestalt der fertigen Felge 1 entspricht, so daß die vordere Stirnwand abgesehen vom eingespannten Randbereich und dem Bereich der Durchtrittsöffnungen 31 für die Radbolzen 32 flächig gegen eine benachbarte Formwand anliegt. Im Bereich eines oder beider Felgenhörner 14, 15 wird zuvor jeweils ein dünnes Gaszufuhrrohr zwischen die Bleche 2, 3; 3, 5 oder 4, 5 einge legt.Before being clamped between the two annular pairs of sealing lips of the blow mold, at least one of two adjacent sheets is coated on its broad side surface facing the other sheet with a release agent at those points which are not to be welded to one another, ie in the area of the later cavities 8 between these sheets , in the area of the interruptions 25 in the welded areas and in the area of the later tire bed 11 on one of the broad side surfaces of the sheets 5 , 6 facing each other. The sheets are then placed one on top of the other in the order visible in the drawing, with the passage openings 31 being brought into register. The upper three and the lower two sheets 2 , 3 , 5 and 4 , 6 are then each clamped between a pair of sealing lips of the blow mold, the shape of which essentially corresponds to the shape of the finished rim 1 , so that the front end wall apart from the clamped edge region and the area of the passage openings 31 for the wheel bolts 32 lies flat against an adjacent mold wall. In the area of one or both rim flanges 14 , 15 , a thin gas supply pipe is previously inserted between the sheets 2 , 3 ; 3 , 5 or 4 , 5 inserted.

Als nächstes wird die Blasform erwärmt und die Bleche an den oben genannten, nicht mit Trennmittel beschichteten Stellen durch Diffusionsschweißen verschweißt. Zuletzt wird durch die Gaszufuhrrohre und ggf. durch die Durchbrechungen 28 ein heißes Gas unter Druck zwischen die über die Plastizitätsgrenze hinaus erwärmten Bleche 2, 3, 4, 5, 6 eingeblasen, wobei es durch die Unterbrechungen 25 in sämtliche der mit Trenn mittel beschichteten Bereiche zwischen den Blechen 2, 3; 3, 4; 3, 4, 5, 6 gelangt. Durch den Druck des Gases verformen sich die Bleche 3, 4, 5, 6, bis sich das Blech 4 gegen eine gegenüberliegende Formwand anlegt, wobei das Blech 3 wegen der ab wechselnden Verschweißung mit den Blechen 2 und 4 zwischen den verschweißten Bereichen zickzackförmige Verstrebungen bildet. Gleichzeitig werden die beiden Dicht lippenpaare auseinanderbewegt und geschwenkt, um einen vorgegebenen Abstand zwischen den Felgenhörnern 14, 15 herzustellen und diese etwas in axialer Richtung umzubiegen. Die Form des Reifenbetts 11 wird mit Hilfe einer in Umfangsrichtung verlaufenden Wand der Blasform hergestellt.Next, the blow mold is heated and the sheets are welded at the above-mentioned locations not coated with release agent by diffusion welding. Finally, a hot gas is blown under pressure between the sheets 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , which are heated above the plasticity limit, through the gas supply pipes and possibly through the openings 28 , through the interruptions 25 in all of the areas coated with release agent between the sheets 2 , 3 ; 3 , 4 ; 3 , 4 , 5 , 6 arrives. Due to the pressure of the gas, the sheets 3 , 4 , 5 , 6 deform until the sheet 4 bears against an opposing mold wall, the sheet 3 forming zigzag-shaped struts between the welded areas because of the alternating welding with the sheets 2 and 4 . At the same time, the two pairs of sealing lips are moved apart and pivoted in order to produce a predetermined distance between the rim flanges 14 , 15 and to bend them somewhat in the axial direction. The shape of the tire bed 11 is produced with the help of a circumferential wall of the blow mold.

Die konischen Vertiefungen 34, welche die Durchtrittsöffnungen 31 umgeben, können mit Hilfe von Stempeln geformt werden, deren Form derjenigen der Vertiefungen ent spricht und die sich aus einer der vorderen Stirnwand der Felge zugewandten Form wand herausbewegen, um die Bleche 2, 3, 4 um die Durchtrittsöffnungen 31 herum zusammen und gegen die gegenüberliegende Formwand zu drücken.The conical recesses 34 , which surround the passage openings 31 , can be formed with the aid of stamps, the shape of which corresponds to that of the recesses and which move out of a shape facing the front end wall of the rim to move the sheets 2 , 3 , 4 around the passage openings 31 together and to press against the opposite mold wall.

Die Felge 1 wird zur Temperung 1 bis 3 Stunden in der Blasform gehalten, woraufhin die Form abgekühlt und die fertige Felge 1 entnommen wird.The rim 1 is held in the blow mold for 1 to 3 hours for tempering, whereupon the mold is cooled and the finished rim 1 is removed.

Claims

1. metal rim, in particular for motor vehicles, characterized in that it consists at least partially of two or more at predetermined locations in pairs ver connected thin metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ), which at least in part by heating and gas supply between the Metal sheets ( 2 , 3 ; 3 , 4 ; 3 , 4 , 5 , 6 ) have been plastically deformed and limit at least one closed cavity ( 8 , 8 a) formed by the gas supply.

2. Metal rim according to claim 1, characterized in that the metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) consist of a superplastic deformable material.

3. Metal rim according to claim 1 or 2, characterized in that the metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) are connected at the predetermined locations by diffusion welding.

4. Metal rim according to one of claims 1 to 3, characterized in that the metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) between the predetermined locations are at least partially coated with a release agent.

5. Metal rim according to one of claims 1 to 4, characterized in that it is designed as an integral component made of superplastically deformed thin metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ).

6. Metal rim according to one of claims 1 to 5, characterized in that it consists of at least three thin metal sheets ( 2 , 3 , 4 ), at least in the region of its inner part ( 10 ) which can be fastened to an axle, two of which have an inner facing the axle Form end wall or an outer end wall facing away from the axis, while at least one further metal sheet ( 3 ) is alternately connected to the inner and the outer end wall.

7. Metal rim according to claim 6, characterized in that the outer end wall has openings ( 28 ).

8. Metal rim according to one of claims 1 to 7, characterized in that be adjacent metal sheets ( 2 , 3 ; 3 , 4 ) are connected along arcs ( 20 ) which are concentric with a central axis ( 19 ) of the rim ( 1 ) .

9. Metal rim according to one of claims 1 to 8, characterized in that adjacent metal sheets ( 2 , 3 ; 3,4 ) are connected along radii or radius sections ( 21 ).

10. Metal rim according to one of claims 1 to 9, characterized in that in the region of passage openings ( 31 ) for wheel bolts ( 32 ) arranged metal sheets ( 2 , 3 , 4 ) bear against each other around the passage openings ( 31 ) and are connected to one another.

11. Metal rim according to one of claims 1 to 10, characterized in that in the region of a rim flange ( 14 , 15 ) arranged metal sheets ( 2 , 3 , 5 ; 4 , 6 ) bear against one another in the circumferential direction and are connected to one another.

12. Metal rim according to one of claims 1 to 11, characterized in that the closed cavity ( 8 a) adjoins the tire bed ( 11 ) formed by an outer part ( 12 ) of the rim ( 1 ).

13. Metal rim according to claim 12, characterized in that the closed cavity ( 8 a) has an air passage opening ( 38 ) opening into the tire bed ( 11 ).

14. Metal rim according to claim 13, characterized by an in the air passage opening ( 38 ) inserted pressure relief valve ( 39 ).

15. A method for producing a metal rim according to one of claims 1 to 14, characterized in that two or more thin metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) connected in pairs at predetermined locations and with heating and gas supply between the metal sheets ( 2nd , 3 ; 3 , 4 ; 3 , 4 , 5 , 6 ) are at least partially super plastically deformed, with at least one closed cavity ( 8 , 3 , 4 , 3 , 4 , 5 , 6 ) between the metal sheets ( 2 , 3 ; 3 , 4 ; 8 a) is formed.

16. The method according to claim 15, characterized in that adjacent wide side surfaces of the metal sheets ( 2 , 3 , 4 , 5 , 6 ) are connected at the predetermined locations by diffusion welding.