DE202019105523U1

DE202019105523U1 - Aus einer Leichtmetalllegierung hergestelltes Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil

Info

Publication number: DE202019105523U1
Application number: DE202019105523.5U
Authority: DE
Original assignee: Otto Fuchs KG
Current assignee: Otto Fuchs KG
Priority date: 2019-10-08
Filing date: 2019-10-08
Publication date: 2019-10-16
Anticipated expiration: 2029-10-09

Abstract

Aus einer Leichtmetalllegierung durch Massivumformen hergestellte Schüssel (4) oder Radstern eines Fahrzeugrades (1), welche Schüssel (4) oder welcher Radstern an ihrer bzw. seiner die Außenseite bildenden Oberfläche (8) hinsichtlich ihrer Anmutung gegeneinander abgesetzte Oberflächenabschnitte (5, 6) aufweist, welche Anmutungen der gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte (5, 6) ausgehend von einer durch spanende Bearbeitung der Außenseite der Schüssel (4) oder des Radsterns mit undefinierter Schneide zunächst einheitlichen ersten Anmutung mit einer ersten Rautiefe bereitgestellten Metalloberfläche erzeugt sind und in einer Teilmenge der Oberflächenabschnitte (5, 6) durch eine zweite spanende Bearbeitung eine andere, zweite Anmutung mit einer zweiten Rautiefe erzeugt ist, durch die sich dieser Oberflächenabschnitt (6) hinsichtlich seiner Anmutung von der ersten Anmutung unterscheidet.

Description

Die Erfindung betrifft ein aus einer Leichtmetalllegierung durch Massivumformen hergestelltes Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil, insbesondere Schüssel oder Radstern, welche Schüssel oder welcher Radstern an ihrer bzw. seiner die Außenseite bildenden Oberfläche hinsichtlich ihrer Anmutung gegeneinander abgesetzte Oberflächenabschnitte aufweist.
Aus dem Stand der Technik sind unterschiedliche Verfahren bekannt, mit denen Fahrzeugräder aus Metall, typischerweise Leichtmetallräder, bezüglich ihres Erscheinungsbildes mit Bereichen unterschiedlicher Anmutungen ausgebildet werden können. Bezeichnet werden derartige Leichtmetallräder aufgrund ihres Designs auch als Bi-Color-Räder. Es versteht sich, dass derartige Räder auch mehr als zwei unterschiedliche Anmutungen aufweisen können. Unter Anmutung im Rahmen dieser Ausführungen ist das Erscheinungsbild gemeint, mit dem die Oberfläche bzw. ein Oberflächenabschnitt auf einem Betrachter wirkt. Die unterschiedlichen Anmutungen können sich beispielsweise durch unterschiedliche Oberflächenstrukturen und/oder farblich voneinander unterscheiden.
In DE 100 12 325 C1 ist ein Verfahren zum Fertigbearbeiten eines Rades beschrieben, bei dem in einem ersten Schritt die gegenüber der Ansichtsfläche der Schüssel des Rades abgesetzten Flächen hinsichtlich ihrer Anmutung eingestellt werden. Diese Flächen werden in einem ersten Schritt lackiert. Anschließend wird eine bezüglich dieser Anmutung neutrale Schutzschicht über das gesamte Rad aufgetragen. An diesen Schritt schließt sich ein materialabtragender Bearbeitungsschritt an, um in denjenigen Bereichen die Lackschicht zu entfernen, in denen das Metall des Rades zur Ausbildung einer metallenen Oberfläche als weitere Anmutung in Erscheinung treten soll. Die durch den materialabtragenden Schritt freigelegten Oberflächenbereiche werden abschließend mit einem nachgiebigen Werkzeug zum Einstellen der gewünschten Metallanmutung bearbeitet. Ausführen lässt sich dieses Verfahren nur, wenn die Bereiche der ersten Anmutung auf Flächen angeordnet sind, die winklig zu der Fläche mit der zweiten Anmutung stehen. Oftmals handelt es sich bei den ersten Flächen bzw. Oberflächenabschnitten um Belüftungslochflanken oder Speichentaschen des Rades.
In DE 10 2009 003 636 B3 ist ein weiteres Verfahren zum Fertigbearbeiten eines Kraftfahrzeugrades aus Metall mit voneinander abgesetzten unterschiedlichen Anmutungen offenbart. Bei diesem Verfahren werden die von der Lackschicht befreiten Oberflächenbereiche, in denen die zweite Anmutung ausgebildet werden soll, eloxiert. Auf diese Weise kann die Schüssel des Rades eloxierte Bereiche und farbige Bereiche aufweisen.
Noch ein weiteres Verfahren zum Erstellen unterschiedlicher Anmutungen auf der Schüssel eines Fahrzeugrades ist aus WO 2011/060934 A1 bekannt. Bei diesem vorbekannten Verfahren werden zwei unterschiedliche Lackschichten übereinander aufgetragen. Anschließend wird durch einen Fräsvorgang die zuletzt aufgetragene Lackschicht in denjenigen Bereichen entfernt, in denen die erste Lackschicht in Erscheinung treten soll. Nachteilig sind bei diesem Verfahren die erforderlichen relativ hohen Lackschichtdicken sowie die aufwendige Zerspanung zum Entfernen der obersten Lackschicht im Zusammenhang mit dem Freilegen der darunter befindlichen Lackschicht. Zudem sind Freiformflächen, die in einer zweiten Lackierung im Vergleich zur Erstlackierung in einem anderen Farbton gestaltet werden sollen, über eine zerspanende Abtragung nur schwer zu realisieren.
Aus EP 2 145 708 B1 ist ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugrades mit besonderem Design bekannt. In diesem Stand der Technik wird vorgeschlagen, gegenüber der rotationsymmetrischen Fläche der Schüssel des Fahrzeugrades abgesetzte Flächen durch eine Fräsbearbeitung als Glanzflächen auszubilden. Dieses Verfahren geht von einem durch Gießen oder Schmieden hergestellten Fahrzeugradgrundkörper aus. Dieser ist auf seiner fahrzeugabgewandten Seite und damit an seiner die Ansichtsseite bildenden Schüsseloberfläche lackiert. Durch Fräsbearbeitung wird die Lackschicht und Material von dem Grundkörper zum Erzeugen des gewünschten Glanzes abgetragen.
Ausgehend von diesem diskutierten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine bzw. einen aus einer Leichtmetallknetlegierung durch Massivumformen hergestellte Schüssel oder Radstern eines Fahrzeugrades dergestalt weiterzubilden, dass diese in gegeneinander abgesetzten Oberflächenanteilen eine unterschiedliche Anmutung aufweisen, wobei eine dieser Anmutungen eine Glanzanmutung oder eine glanzähnliche Anmutung ist, und ein solches Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil nicht nur eine verbesserte Lackanhaftung aufweist, für den Fall, dass eine der Anmutungen durch eine Lackschicht bereitgestellt ist, sondern die Herstellungsdauer nicht, jedenfalls nicht nennenswert verlängert ist.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein eingangs genanntes gattungsgemäßes Fahrzeugrad oder Fahrzeugteil, insbesondere ausgebildet als Schüssel oder Radstern, bei der bzw. bei dem die Anmutungen der gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte ausgehend von einer durch spanende Bearbeitung der Außenseite der Schüssel oder des Radsterns mit undefinierter Schneide zunächst einheitlichen ersten Anmutung mit einer ersten Rautiefe bereitgestellten Metalloberfläche erzeugt sind und in einer Teilmenge der Oberflächenabschnitte durch eine zweite spanende Bearbeitung eine andere, zweite Anmutung mit einer zweiten Rautiefe erzeugt ist, durch die sich dieser Oberflächenabschnitt hinsichtlich seiner Anmutung von der ersten Anmutung unterscheidet.
Bei diesem Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil - der Schüssel oder dem Radstern - wird in einem ersten Schritt durch eine spanende Bearbeitung der Außenseite dieses Fahrzeugteils mit undefinierter Schneide zunächst eine einheitliche erste Anmutung erzeugt. Die Schüssel oder der Radstern kann bereits Teil eines durch den Massivumformvorgang, beispielsweise einen Schmiedeprozess hergestellten Fahrzeugrades sein. Diese spanende Bearbeitung mit undefinierter Schneide ist ein Bearbeitungsverfahren, dem zumindest die gesamte Außenseite des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteiles unterworfen ist. Im Zuge dieser Bearbeitung werden Verunreinigungen wie Verkokungen oder Schmiermittelanhaftungen durch beispielsweise einen Schmiedeprozess von der Metalloberfläche entfernt sowie auch Material von der Metalloberfläche abgetragen, wobei diese Abtragung 0,1 bis 0,3 mm typischerweise nicht überschreitet. Üblich dürfte ein Materialabtrag von 0,01 bis 0,05 mm sein. Das Maß des Materialabtrages ist abhängig von der Zeitdauer, der Intensität und der Geometrie der undefinierten Schneiden dem die durch diese spanende Bearbeitung ausgesetzten Oberflächen unterworfen sind. Einfluss hierauf hat auch das eingesetzte Leichtmetall. Typischerweise wird man eine Aluminiumlegierung zum Herstellen des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteiles einsetzen. Neben dem genannten Reinigungseffekt wird durch diese Maßnahme die Außenseite und damit die Sichtseite der Schüssel oder des Radsterns mit einer einheitlichen ersten Anmutung versehen. Diese Anmutung kann bereits diejenige Anmutung sein, gegenüber der die zweite Anmutung abgesetzt ist. Die spanende Bearbeitung mit undefinierter Schneide erlaubt eine Oberflächenbearbeitung des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils nahezu unabhängig von dessen Geometrie. Daher können Fahrzeugräder und Fahrzeugradteile nahezu unabhängig von ihrem Design und damit der Geometrie der Schüssel oder des Radsterns ein und derselben spanenden Bearbeitung unterworfen werden. Hierbei handelt es sich typischerweise um ein Strahlspanen oder ein Gleitspanen. Vorteilhaft bei dem Einstellen dieser ersten einheitlichen Oberflächenanmutung ist, dass durch diese Bearbeitung die damit erzeugte Oberflächenanmutung eine gewisse Rauigkeit aufweist. Diese Rauigkeit ist gewünscht, da hierdurch eine deutlich gleichmäßigere Oberfläche bereitgestellt ist, verglichen mit einer beispielsweise durch spanende Bearbeitung mit definierter Schneide, beispielsweise durch Fräsen erzeugten Oberfläche. Die durch diese erste spanende Bearbeitung erzeugte Oberflächenrauigkeit ist auch größer als die Oberflächenrauigkeit, die das Fahrzeugrad oder das Fahrzeugradteil nach dem Massivumformen, beispielsweise dem Schmieden aufweist. Die durch die gewünschte Rauigkeit erzeugte größere Oberfläche stellt im Falle einer darauf aufzutragenden Lackschicht eine sehr viel größere Adhäsionsfläche dar, so dass eine darauf aufgebrachte Lackschicht aufgrund der zusätzlich deutlich verbesserten mechanischen Verklammerung mit der Metalloberfläche gegenüber einem Abplatzen sehr viel besser geschützt ist als auf einer glatten, diesbezüglich unbehandelten Oberfläche. Entsprechendes gilt, falls auf die Oberfläche des Metallsubstrates - Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil - eine durch Elektrolyse erzeugte Schicht ausgebildet werden soll.
Für die Bereitstellung der ersten einheitlichen Oberflächenanmutung braucht das Fahrzeugrad bzw. das Fahrzeugradteil nur für kurze Zeit einer solche spanende Bearbeitung mit undefinierter Schneide, beispielsweise einen Strahlspanen unterworfen zu werden. Mithin ist die hierfür erforderliche Prozessdauer sehr kurz. Zum Erzeugen der ersten einheitlichen Anmutung unter gleichzeitiger Gewährleistung eines hinreichenden Reinigungseffektes und dem Einstellen der gewünschten Rauigkeit werden Bearbeitungsdauern abhängig von Verschmutzungsgrad, Material und Geometrie des Strahlmediums und der Strahlintensität von 15 Sekunden bis etwa 5 Minuten bei Strahlspanen und 3 Minuten bis 60 Minuten bei Gleitspanen als ausreichen angesehen. Diese Bearbeitungsdauer ist einer spanenden Bearbeitung mit definierter Schneide, beispielsweise Fräsen gegenüber zu stellen. Eine solche spanende Bearbeitung ist hinsichtlich der Prozessdauer signifikant von der Geometrie des zu bearbeitenden Fahrzeugteil abhängig. Für die vollflächige sichtseitige Bearbeitung des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils kann an ein und demselben Fahrzeugradteil, bei dem durch Strahlspanen die gewünschte erste Oberflächenanmutung in 0,25 bis 5 Minuten erzeugt wird, für dieselbe Flächenbearbeitung durch Fräsen abhängig von der Komplexität des Designs eine Bearbeitungsdauer von mehreren Stunden veranschlagt werden.
Die spanende Bearbeitung mit undefinierter Schneide der durch den Massivumformvorgang bereitgestellten Metalloberfläche des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils - der Schüssel bzw. des Radsterns - verlängert die Gesamtprozessdauer somit nicht, zumal durch dieses Verfahren der ansonsten notwendige Schritt des Reinigungsbeizens entfallen oder zumindest deutlich abgeschwächt werden kann. Dass die massivumgeformte Metalloberfläche nicht oder nur schwächer zu Reinigungszwecken gebeizt werden gebraucht, hat auch Kostenvorteile, insbesondere aber auch Umweltvorteile, da die diesbezüglichen Chemikalien weder beschafft, noch entsorgt werden müssen.
Interessanterweise hat sich gezeigt, dass eine solche Oberfläche bezüglich ihrer Rauigkeit eine besonders gute Oberflächeneigenschaft hat, damit diese durch einen zweiten spanenden Bearbeitungsschritt, bei dem es sich typischerweise um eine andere spanende Bearbeitung handelt, in eine Glanzfläche gebracht werden kann. Insofern wird durch diesen spanenden Bearbeitungsschritt die Grundlage geschaffen, mit relativ geringem Aufwand aus dieser Fläche eine Glanzfläche zu machen. Diese zweite spanende Bearbeitung zum Ausbilden einer solchen Glanzfläche kann mitunter ohne undefinierte Schneide erfolgen. Ist eine spanende Bearbeitung mit definierter Schneide zum Ausbilden einer solchen Glanzfläche vorgesehen, kann dieses beispielsweise durch Fräsen oder durch eine Drehbearbeitung erfolgen, und zwar in Abhängigkeit von der Raumlage derjenigen Oberflächenanteile, die als Glanzfläche ausgebildet werden sollen. Handelt es sich hierbei um Oberflächenanteile, deren Fläche nicht rotationssymmetrisch zur Drehachse des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils ist, bietet es sich an, diesen spanenden Bearbeitungsschritt als Fräsbearbeitung vorzunehmen. Anderenfalls kommt auch eine Drehbearbeitung in Betracht. Mit beiden spanenden Bearbeitungsverfahren lassen sich ohne Weiteres Glanzflächen erzeugen (Glanzfräsen bzw. Glanzdrehen).
Erzeugt wird die erste einheitliche Oberflächenanmutung dergestalt, dass keine, jedenfalls keine nennenswerte Oberflächenverfestigung und damit ein Einbau einer Druckeigenspannung in die Oberfläche des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils erfolgt bzw. eingebaut wird. Dieses lässt sich durch die Wahl des Strahlgutes hinsichtlich des Materials, seiner Größe und der Kornform sowie der kinetischen Energie einrichten, mit der diese abrasiven Partikel auf die Metalloberfläche auftreffen. Im Falle eines Strahlspanens können beispielsweise Glas, Edelstahl- oder Aluminiumpartikel, vorzugsweise mit kantiger aber auch mit abgerundeter Oberfläche eingesetzt werden. Das Strahlgut kann beispielsweise mittels eines Schleuderrades oder auch über einen das Strahlgut tragenden Luftstrom der zu behandelnden Oberfläche des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils zugeführt werden. Die Rauigkeit der Metalloberfläche des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils wird im Rahmen dieser Ausführung über die gemittelte Rautiefe (Rz) beschrieben. Über diese Größe kann durch die gemittelten Spitzen und Tiefen des Rauigkeitsreliefs die Oberflächenvergrößerung gut zum Ausdruck gebracht werden. Die Rautiefe beträgt typischerweise 0,1 bis 100 µm. In aller Regel wird man die erste Oberflächenanmutung mit einer gemittelten Rautiefe (Rz) von etwa 30 bis 50 µm einstellen. Somit ist die gemittelte Rautiefe (Rz) auch ein Maß für den durch den zweiten spanenden Bearbeitungsschritt vorzunehmenden Materialabtrag zum Ausbilden einer Glanzfläche oder einer glanzähnlichen Fläche, die eine sehr viel geringere mittlere Rautiefe (Rz) aufweist. Ist bei dem zu erstellenden Fahrzeugrad oder Fahrzeugradteil vorgesehen, dass die gegenüber der durch den zweiten spanenden Bearbeitungsschritt abgesetzte Oberflächenanmutung durch eine Lackschicht bereitgestellt werden soll, ist die Rautiefe zweckmäßigerweise kleiner als die vorgesehene Schichtdicke einer auf die erste Oberflächenanmutung aufzutragenden bzw. aufgetragenen Lackschicht. Durch die Lackschicht wird das Rauigkeitsrelief ausgefüllt, mit der Folge, dass die Oberfläche der Lackschicht glatt ist. Bei einer solchen Lackschicht handelt es sich typischerweise um einen mehrschichtigen Aufbau, die eine oder mehrere Grundierungen, die eigentliche Lackschicht und einen oder mehrere Schutzlackschichten umfassen kann.
Eine solche Rauigkeit stellt auch deswegen eine gute Ausgangsoberfläche zum Ausbilden einer Glanzfläche dar, da durch den ersten spanenden Bearbeitungsschritt mit undefinierter Schneide die Oberfläche schon soweit vorbereitet ist, dass durch den zweiten spanenden Bearbeitungsschritt zum Erzeugen des Glanzes, falls gewünscht, in denjenigen Oberflächenabschnitten, die als Glanzfläche ausgebildet sein sollen, nur noch entsprechend weniger Material abgetragen werden muss.
Die zweite spanende Bearbeitungsschritt wird für den Fall, dass die gegenüber der Glanzfläche oder der anderweitigen zweiten Anmutung abgesetzte Oberflächenanmutung durch einen Lackauftrag oder eine elektrolytische Bearbeitung erzeugt ist, erst nach Erzeugung dieser Oberflächenanmutung durchgeführt. Dieses beinhaltet sodann ein Abtragen der diese Oberflächenanmutung erzeugenden Schicht und die spanende Oberflächenbearbeitung der dadurch sukzessive freigelegten Metalloberfläche. Für diesen spanenden Bearbeitungsschritt, der durchaus mit definierter Schneide, etwa durch Drehen oder Fräsen durchgeführt werden kann, ist aufgrund der Vorbereitung der Metalloberfläche durch die Ausbildung der ersten einheitlichen Oberflächenanmutung nur eine kurze Prozessdauer zum Durchführen des zweiten spanenden Bearbeitungsschrittes erforderlich. Infolge dessen wird im Zuge dieser Bearbeitung auch nur relativ wenig Wärme in das Fahrzeugteil eingebracht und hierdurch die benachbarte Lackschicht nicht thermisch nachteilig beeinflusst. Durch den zweiten spanenden Bearbeitungsschritt wird typischerweise die Rauhtiefe in den hierdurch bearbeiteten Flächenabschnitten reduziert. Dieses kann soweit vorgenommen werden, dass diese Flächen als Glanzflächen ausgebildet werden.
Die bezüglich ihrer Anmutung gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte können innerhalb eines einheitlichen Flächenbereiches vorgesehen sein. In aller Regel wird man diese beiden Oberflächenabschnitte aus designerischen Gründen jedoch auch geometrisch gegeneinander abgrenzen und diese Oberflächenabschnitte in unterschiedlichen Raumebenen anordnen. Diese Oberflächenabschnitte grenzen dann winklig aneinander, ggf. unter Zwischenschaltung eines gekrümmten Übergangsabschnittes.
Wenn gewünscht, kann sich an den zweiten spanenden Bearbeitungsschritt zum Ausbilden der zweiten Oberflächenanmutung, wenn es sich hierbei um Glanzflächen handelt, ein Polierschritt anschließen. Dieser hat den weiteren Vorteil, dass durch das Polieren auch ein sich unter Umständen durch das Glanzdrehen oder Glanzfräsen aufgebauter Grat an den Werkstückkanten durch ein sogenanntes Entgratepolieren entfernt werden kann, was ebenfalls zu einer Verbesserung der Lackhaftung und der Lackbedeckung des Bauteiles im Bauteilkantenbereich und damit zu einer verbesserten Korrosionsbeständigkeit des Bauteiles führt.
Sind die beiden gegeneinander abgesetzten Anmutungen des Fahrzeugrades oder des Fahrzeugradteils erstellt, und das Fahrzeugrad oder das Fahrzeugradteil zweckmäßigerweise mit einem Schutzlack oder mehreren Schutzlackschichten überzogen.
Nachstehend ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren beschrieben. Es zeigen:

1: Ein Leichtmetallrad in einer Ansicht auf die Ansichtsseite seiner Schüsseloberfläche,
2: einen Teilschnitt durch eine Speiche des Leichtmetallrades der 1 entlang der Schnittlinie A - B mit zwei winklig gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitten nach Massivumformen eines Rohlings zum Ausbilden des Fahrzeugrades, mit einer thematisierten Ausschnittsvergrößerung eines Oberflächenrandbereichs,
3: der in 2 gezeigte vergrößerte Oberflächenrandbereich nach Strahlspanen der Außenseite des Fahrzeugrades,
4: der Ausschnitt des Fahrzeugrades der 3 nach Auftragen einer aus mehreren Schichten bestehenden Lackschicht,
5: der Schnitt durch die Speiche der 2 mit der darauf aufgebrachten Lackschicht,
6: die Speiche der 5 nach Durchführen einer Fräsbearbeitung einer seiner Oberflächenabschnitte und
7: der Speichenausschnitt der 6 nach Auftragen einer als Klarlack ausgeführten Schutzbeschichtung.

Ein aus einer Aluminiumknetlegierung geschmiedetes Fahrzeugrad 1 verfügt über eine Nabe 2, eine die Nabe 2 konzentrisch einfassende Felge 3 sowie über eine die Nabe 2 mit der Felge 3 verbindende Schüssel 4. Die Schüssel 4 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel durch mehrere Speichen S₁ - S₅ gebildet. Zwischen den Speichen S₁ - S₅ befinden sich Belüftungsöffnungen.
Die Schüssel 4 des Fahrzeugrades 1 weist ein durch mehrere Oberflächenabschnitte unterschiedlicher Oberflächenanmutung geprägtes Design auf. Die unterschiedlichen Oberflächenanmutungen sind in 1 nicht dargestellt.
2 zeigt einen Teilquerschnitt entlang der Linie A - B der 1. 2 zeigt die Speiche S₁ mit der Formgebung ihrer Oberfläche, die diese durch einen bei diesem Ausführungsbeispiel als Schmieden durchgeführten Umformprozess erhalten hat. Die Speiche S₁ zeigt in dem dargestellten Teilquerschnitt zwei winklig gegeneinander abgesetzte Oberflächenabschnitte 5, 6. Die Oberflächenabschnitte 5, 6 sind bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen gekrümmten Übergangsabschnitt 7 voneinander getrennt. Der Radius des gekrümmten Übergangsabschnittes 7 beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 4 bis 6 mm. Die Oberflächenabschnitte 5, 6 und der Übergangsabschnitt 7 sind Teil der Ansichtsseite der Schüssel 4 des Fahrzeugrades 1.
Bei dem Fahrzeugrad 1 sollen die durch die Oberflächenabschnitte 6 gebildeten Speichenflanken der Speichen S₁ - S₅ einen metallischen Glanz aufweisen, wohingegen die gegenüber diesen Oberflächenabschnitten 6 abgesetzten Oberflächenabschnitte 5 eine farbige Anmutung aufweisen sollen.
2 zeigt in seiner Ausschnittsvergrößerung die durch das Schmieden erzeugte glatte Oberfläche - hier an dem Oberflächenabschnitt 5. Dieser Bereich kann durchaus bereits vor dem Strahlspanen auch bereits einer ersten Vorzerspanung mit definierter Schneide zur Vorausbildung der späteren Fertigteilgeometrie unterzogen werden.
Um das vorbeschriebene Design bei dem Fahrzeugrad 1 auszubilden, wird in einem ersten Schritt die Schüssel 4 einer spanenden Bearbeitung mit undefinierter Schneide unterworfen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wird dieses durch Strahlspanen vorgenommen. Dieses dient dem Zweck, zum einen die geschmiedete Oberfläche von Verunreinigungen zu befreien. Vornehmlich dient dieser Schritt jedoch zum Einstellen einer ersten Oberflächenanmutung auf der Außenseite der Schüssel 4. Da die gesamte Schüssel 4 dem Strahlspanen ausgesetzt ist, erhält hierdurch diese eine einheitliche Oberfläche und damit auch eine einheitliche Oberflächenanmutung. Bestimmt ist diese durch die durch das Strahlspanen gebildete Oberflächenrauigkeit. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel wurde das Fahrzeugrad für etwa 45 Sekunden strahlgespant, und zwar ohne in das Fahrzeugrad 1 selbst Energie einzubringen. Die durch das Strahlspanen erzeugte Oberfläche ist in dem vergrößerten Oberflächenausschnitt der Speiche S₁ schematisiert dargestellt und mit dem Bezugszeichen 8 an dem Oberflächenabschnitt 5 kenntlich gemacht. Hierbei handelt es sich somit um die erste einheitliche Anmutung, von der die weitere Bearbeitung des Fahrzeugrades 1 ausgeht. Diese Rauoberfläche erstreckt sich über die gesamte Sicht- bzw. Außenseite des Fahrzeugrades 1. Die Rautiefe (Rz) beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 30 µm. Bei Bedarf kann das Strahlspanen durch entsprechende Ausbildung der Strahlvorrichtung auch zusätzlich auf der Schüsselrückseite und im Felgenbereich erfolgen.
In einem nachfolgenden Bearbeitungsschritt wird die Außenseite des Fahrzeugrades 1 mit einer Lackschicht 9 beschichtet. Die Lackschicht 9 des dargestellten Ausführungsbeispiels umfasst eine Grundierung 10. Die Schichtdicke der Grundierung 10 ist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel größer als die Rautiefe der Oberfläche 8, so dass das Rauigkeitsrelief der Oberfläche 8 durch die Grundierung egalisiert ist. Auf die Grundierung ist ein Farblack 11 aufgetragen. Während die Grundierung eine Schichtdicke von 50 - 60 µm aufweist, ist die Schichtdicke des Farblackes 11 nur etwa 5 - 15 µm. Die Schichtdicke der Lackschicht 9 ist somit größer einzustellen als die Rautiefe, so dass die äußere Oberfläche 12 der Lackschicht 9 glatt ist. Die Darstellung in 4 ist Rautiefe und Schichtdicke der Lackschicht nicht maßstabsgerecht. 5 zeigt den Ausschnitt der Speiche S₁ entsprechend demjenigen der 2, darstellend, dass die Lackschicht 9 sich über die gesamte Außenseite des Fahrzeugrades 1 erstreckt. Der Farblack 11 verleiht dem Rad die für die bestimmte Oberflächenbereiche gewünschte Anmutung.
Manche Oberflächenabschnitte des Fahrzeugrades 1 sollen bezüglich ihrer Anmutung gegenüber der Farblackanmutung abgesetzt sein. Bei dem in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels sollen der Oberflächenabschnitt 5 und der Übergangsabschnitt 7 die durch den Farblack 11 erzeugte Anmutung aufweisen, während die Oberflächenabschnitte 6 als Glanzflächen ausgebildet werden sollen. Bei den Oberflächenabschnitten 5, 6 handelt es sich somit um solche, die eine unterschiedliche Raumlage zueinander aufweisen und damit winklig unter Zwischenschaltung des Übergangsabschnittes 7 aneinandergrenzen. Zum Erzeugen der Glanzflächen wird der Oberflächenabschnitt 6 der Speiche S₁ - gleiches gilt auch für die gegenüber weiteren der rotationssymmetrischen Fläche der Schüssel 4 abgesetzten Lüftungslochflanken - durch spanende Bearbeitung die gewünschte Glanzfläche erstellt. Diese spanende Bearbeitung wird bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel als Fräsbearbeitung durchgeführt. In Folge der Fräsbearbeitung wird zunächst die Lackschicht 9 in den gewünschten Oberflächenabschnitten 6 entfernt und von dem Metallmaterial der Speiche S₁ so viel Metall abgetragen, dass die Rautiefe signifikant gegenüber der Rautiefe der Oberfläche 8 reduziert, bis der gewünschte Glanz gebildet ist. 6 zeigt den Speichenausschnitt der Speiche S₁ mit dem spanend bearbeiteten Oberflächenabschnitt 6 mit der dadurch erzeugten Oberfläche 13. Die Rautiefe dieser Oberfläche 13 beträgt nur etwa 0,1 - 10 µm. In Abhängigkeit von dem Grad des gewünschten Glanzes kann sich an diesen spanenden Bearbeitungsschritt noch ein Polierschritt anschließen.
Zum Schutze der Außenseite des Fahrzeugrades 1 wird anschließend dieses mit einem Schutzlack 14 überzogen. Bei dem Schutzlack 14 handelt es sich um einen Klarlack.
Sollte vor oder nach der ersten spanenden Bearbeitung mit undefinierter Schneide ein eventueller Grataufbau an den Kanten des Fahrzeugrades 1 vorhanden sein, können diese vor dem Aufbringen der Lackschicht 9 durch geeignete Entgrate- und Bürst- und/oder Polieroperationen entfernt werden.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung zur Herstellung eines solchen Fahrzeugrades wird der zweite spanende Bearbeitungsschritt als Schleifbearbeitung durchgeführt. Dabei entstehende Späne sind sehr klein, so dass eine Gratbildung gegenüber einer spanenden Bearbeitung mit definierter Schneide oder durch Strahlspanen deutlich reduziert ist.
Die Erfindung ist anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. Ohne den Umfang der geltenden Ansprüche zu verlassen, ergeben sich für einen Fachmann zahlreiche weitere Möglichkeiten diese umzusetzen, ohne dass diese im Rahmen dieser Ausführungen im Einzelnen erläutert werden müsste.
Bezugszeichenliste

1: Fahrzeugrad
2: Nabe
3: Felge
4: Schüssel
5: Oberflächenabschnitt
6: Oberflächenabschnitt
7: Übergangsabschnitt
8: Oberfläche
9: Lackschicht
10: Grundierung
11: Farblack
12: Oberfläche
13: Oberfläche
14: Schutzlack

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10012325 C1 [0003]
DE 102009003636 B3 [0004]
WO 2011/060934 A1 [0005]
EP 2145708 B1 [0006]

Claims

Aus einer Leichtmetalllegierung durch Massivumformen hergestellte Schüssel (4) oder Radstern eines Fahrzeugrades (1), welche Schüssel (4) oder welcher Radstern an ihrer bzw. seiner die Außenseite bildenden Oberfläche (8) hinsichtlich ihrer Anmutung gegeneinander abgesetzte Oberflächenabschnitte (5, 6) aufweist, welche Anmutungen der gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte (5, 6) ausgehend von einer durch spanende Bearbeitung der Außenseite der Schüssel (4) oder des Radsterns mit undefinierter Schneide zunächst einheitlichen ersten Anmutung mit einer ersten Rautiefe bereitgestellten Metalloberfläche erzeugt sind und in einer Teilmenge der Oberflächenabschnitte (5, 6) durch eine zweite spanende Bearbeitung eine andere, zweite Anmutung mit einer zweiten Rautiefe erzeugt ist, durch die sich dieser Oberflächenabschnitt (6) hinsichtlich seiner Anmutung von der ersten Anmutung unterscheidet.
Schüssel (4) oder Radstern nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Anmutung eine metallische Glanzanmutung ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass auf die einheitliche erste Anmutung eine Lackschicht (9) aufgebracht oder durch Elektrolyse eine Schicht erzeugt ist, welche durch die Lackschicht (9) oder die Elektrolyse erzeugte dritte Anmutung diejenige Anmutung ist, gegenüber der die zweite Anmutung mit der zweiten mittleren Rauigkeit abgesetzt ist, wobei die zweite Anmutung erst nach Bereitstellen der dritten Anmutung und durch Abtrag der die dritte Anmutung bildenden Schicht gebildet ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Anmutung durch einen mehrschichtigen Lackauftrag bereitgestellt ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die hinsichtlich ihrer Anmutung gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte (5, 6) eines Oberflächenabschnittspaares Oberflächenabschnitte (5, 6) sind, die eine unterschiedliche Raumlage zueinander haben.
Schüssel (4) oder Radstern nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die gegeneinander abgesetzten Oberflächenabschnitte (5, 6) winklig einander grenzen.
Schüssel (4) oder Radstern nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den winklig zueinander grenzenden Oberflächenabschnitten (5, 6) ein gekrümmter Übergangsabschnitt (7) angeordnet ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenabschnitte (6) mit der zweiten Anmutung Flächenanteile der Ansichtsseite der Schüssel(4) mit einer solchen Raumlage sind, dass diese nicht rotationssymmetrisch zur Drehachse in Längsrichtung durch die Nabe des Fahrzeugrades (1) des Schüsselmaterials abtragend bearbeitbar sind.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Schlüssel (4) oder der Radstern ein Schmiedeprodukt ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Anmutung durch Strahlspanen oder Gleitspanen erzeugt ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Rautiefe zwischen 0,1 und 100 µm beträgt.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch die erste spanende Bearbeitung in die hierdurch bearbeitete Metalloberfläche keine die dynamische Bauteillebensdauer nennenswert beeinflussende Druckeigenspannung eingebaut ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüssel (4) oder der Radstern Teil eines einstückig hergestellten Fahrzeugrades (1) ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Schüssel (4) oder der Radstern zum Ausbilden des Fahrzeugrades (1) mit ein oder mehreren faserverstärkten Fahrzeugteilen komplettiert ist.
Schüssel (4) oder Radstern nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Leichtmetallknetlegierung eine Aluminiumknetlegierung ist.