DE2824972C2

DE2824972C2 - Aus zwei miteinander verbundenen Teilen bestehendes Kraftfahrzeugrad

Info

Publication number: DE2824972C2
Application number: DE2824972A
Authority: DE
Inventors: Heinrich 7623 Schenkenzell Baumgartner
Original assignee: Bbs-Kraftfahrzeugtechnik & Co Kg 7622 Schiltach De GmbH; Bbs-Kraftfahrzeugtechnik & Co Kg 7622 Schiltach GmbH
Current assignee: BBS Kraftfahrzeugtechnik AG
Priority date: 1978-06-07
Filing date: 1978-06-07
Publication date: 1981-09-24
Also published as: DE2824972A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf im Kraftfahr/eugrad entsprechend dem Gattungsbegriff des Anspruchs 1.

Bei bekannten Kraftfahr/eugradern werden eine >ί Vielzahl von konstruktiven Ausbildungen. Werkstoffen und Herstellungsverfahren angewandt, wobei diese drei Merkmalsgruppen aufeinander abgestimmt sind, aber auch gewisse Quer-Kombinationen zulassen. Wenn man ein Kraftfahrzeugrad bezüglich der genormten Zonen μί (Außen- und Innenbeu) betrachtet, werden die diese beiden Zonen umfassenden Radteile meistens aus demselben Werkstoff hergestellt, sei es nun durch Gießen* oder auch aus Blech, wie z. B, Stahl- oder Leichtmelallblech, wobei Blechrohlinge sowohl in der Form von Ronden als auch in Rohrform in Frage kommen, die dann durch Walzen oder Drücken in die gewünschte Fdflti gebracht werden.

Aus der CH-PS 3 51512 ist ein in der eingangs geschilderten Art und Weise geteiltes Rad bekannt Die beiden Radteile sind durch Schweißnähte miteinander verbunden.

Aus der FR-PS 15 70 620 ist ebenfalls ein geteiltes Kraftfahrzeugrad bekannt, dessen Innenteil aus Leichtmetallguß besteht, während der Außenteil aus Stahl hergestellt ist. Dieser Stahlteil weist in seinem zylindrischen Hals Perforierungen auf, in die beim Guß des Innenteils Leichtmetall hineinläuft, wodurch die Verbindung zwischen beiden Teilen hergestellt wird. Be. dieser Konstruktion besteht wegen der unterschiede chen Werkstoffe des Innen- und Außenteils die Gefahr einer elektrolytischen Elementbildung, und die Dauerfe stigkeit einer solchen Verbindung ist nicht unbedingt gewährleistet. Das Außenteil muß aus Stahl bestehen, weil man sonst nicht das aus Leichtmetall bestehende Innenteil eingießen könnte. Somit ist also beim Außenteil die Werkstoffauswahl auf die Verwendung von Stahl beschränkt und man kann nicht, wie z. B. aus Gewichtsgründen erwünscht, das Außenteil aus Leichtmetall herstellen.

Der Erfindung liegt nun die an sich nicht neue, bisher aber nicht optimal genutzte Erkenntnis zugrunde, daß die Kräfte, die vom Reifen über die Felge und die Radscheibe auf die Radnabe zu übertragen sind, vorwiegend über die Innenseite der Felgj wirken, weil sich die beispielsweise bei Kurvenfahrt auftretenden Axial- und Radialkräfte überwiegend auf das Innenbett auswirken Daraus ergibt sich ein Anreiz, diese Kräfte über ein einstückiges Teil. d. h. ohne Verbindungsstellen, zur Nabe hin zu übertragen.

Aufgabe der Erfindung ist die optimale Ausnutzung dieser teilweise bekannten, teilweise naheliegend erscheinenden Erkenntnisse bei der Konstruktion und bei der Materialauswahl e^;nes Kraftfahrzeugrades, wobei auch weitere Probleme berücksichtigt und gelöst werden müssen, die sich aus der Schaffung einer festen, dauerhaften und im Hinblick auf die Verwendung schlauchloser Reifen auch dichten M-bindung sowie der beim Beschleunigen und insbesondere beim Bremsen, vom Fahrzeug her erzeugten hohen Scherkräfte /wischen den beiden Radteilen ergeben

Diese Aufgabe wird bei einem Kraftfahr/eugrad der eingangs genannt«·'¹ Art erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst

Damit wird jegliche Vorbindungsstelle — und jede Verbindungsstelle bewirkt ja entweder eine Schwa chung der Konstruktion an dieser Stelle oder einen unerwünschten Material-Mehraufwand — im Kraftfluß vom Pelgeninnenbett über die Radschüssel zur Rad Be festigungsstelle vermieden, und der erforderliche Materialaufwand für das gesamte Rad wird gering gehalten.

l)ie Gegebenheiten erfordern bei einem Kraftfahr zeugrad die Verwendung eines Werkstoffes möglichst hoher Festigkeit fur das Felgeninnenteil und für die die Kräfte vom Innenteil auf die Radnabe übertragender Bereiche eines Rades, wobei diese Werkstoffe eine dementsprechend verringerte Bruchdehnung aufweisen, die hier hingenommen werden kann. Das Felgen Außenbell dagegen unterliegt normalerweise wesentlich geringen Axial- und Radialkräften, weshalb ein Werkstoff geringerer Festigkeit, jedoch mit höherer plastischer Verformbarkeit verwendet werden kann. Dadurch können auftretende Stoßkräfte, wie z. B, durch Kollidieren mit der Fahrbahnbegrenzung, über die hohe Verformbarkeit aufgefangen werden. Plötzlicher Luft-

verlust durch Anreißen oder Ausbrechen des äußeren Felgenbettes, durch vorgenannte Ursache, ist dadurch weitgehend ausgeschlossen.

Die Verbindung zwischen Außenieil und Innenteil ist auf verschiedene Weise möglich. Das Außenteil kann in an sich bekannter Weise auf das Innenteil aufgeschrumpft werden. Das erfordert entweder eine Erwärmung des Außenteils und/oder eine Tiefkühlung des Innenteils. Diese Verbindung kann verstärkt und ein vollständiges Lö.en unter Normalumständen praktisch mit Sicherheit verhindert werden, indem die Verbindungsfläche von Innenteil und Außenteil unter einem in Richtung nach innen zulaufenden flachen Kegelwinkel angeordnet wird. Es ist dann nicht möglich, daß sich die beiden Radteile im kalten oder auch im betriebswarmen Zustand voneinander trennen können. Eine noch intensivere Verbindung ist zu erreichen, wenn die Verbindungsflächen zwischen Innenteil und Außenteil eine axial verlaufende Kerbverzahnung erhalten.

Eine weitere Verbindungsmöglichkeil besteht dann. daß zwischen dem Innenteil und dem Autienteil ein zur Rau-'vitiiciiiilic kufiZcnlribL'hcs geschinliciies oder vorzugsweise gerolltes Gewinde vorgesehen wird, und zwar vorzugsweise als gerolltes Rundgewinde.

Die Verbindung zwischen den beiden Radteilen kann tuch mittels Schrauben oder Nieten erfolgen.

Die Sicherung der Verbindungsflächen zwischen dem Innenteil und dem Außenteil erfolgt durch einen geeigneten Klebstoff. Diese zusätzliche Klebverbindung sorgt auch mit Sicherheit für eine Luftdichtigkei; an der jo Verbindungsstelle, die bei Verwendung von schlauchloien Reifen gefordert ist.

In der Zeichnung ist für das gesamte Rad ein Ausführungsbeispiel dargestellt, während für die Verbindung zwischen den beiden Radteilen mehrere r> Ausführungsmöglichkeiten gezeigt sind.

Fig. 1 zeigt einen Halb-Radialschnitt durch ein zweiteiliges Kraftfahrzeugrad nach der Erfindung. Die

Fig 2 und 3 zeigen, jeweils im Teil-Radialschnitt, zwei verschiedene Ausführungsformen innerhalb des Verbindungsbtreichs. der in F i g. I mit dem strichpunk tierten Kreis Xangedeutet ist;

Fig.4 zeigt eine weitere Ausführungsmöglichkeit fur diese Verbindungsstelle in Ansicht in Richtung des in Fig. I eingetragenen Pfeils IV. ·.-,

Das dargestellte Kraftfahrzeugrad bestem aus zwei Teilen, die insgesamt rrut I und 2 be/e.chnet sind. Das Innenteil 1 umfaßt den größeren Teil des Felgenbettes, nämlich d/s Innenbett 3 mit Hump 4 sowie die Radscheibe 5 mit Dun htnttsöffniingen 6 für die Brems Belüftung und mit Ourchgangsöffnungen 7 für die Radbefestigungsschrauben. Die Rad« heibe 5 kann entgegen der zeichnerischen Darstellung auch Speichenform aufweisen Das Außenteil 2 bildet dagegen den restlichen, kleineren feil des Felgtnbettes. nämlich =,=, das Außenbett 8 mit Hump 9. Die beiden l-elgenhörner sind mn IO bzw H bezeichnet

Auf die Außen Stirnseite 12 des linenteils 1. speziell also auf die Radscheibe 5 dieses Teils, ist ein optisch wirksamer Belag 13 z. R. aus Kunststoff oder Metall mi •uigespm/t oder auth aufgeklebt, der Aussparungen 14 für die Bremskühlluft-Durchtrittsöffnungen 6 und Aussparungen 15 irrt Bereich der Durchgängsöffnungen 7 für die Radbefestigüngsschrauben aufweist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel is? zwischen dem IniiTiteil 1 und dem Außenteil 2 im Bereich X ein zur Rad-Mittellinie konzentrisches, geschnittenes oder vorzugsweise gerolltes Gewinde vorgesehen, und zwar vorzugsweise ein gerolltes Rundgewinde nach DIN 405. Fig. 2 zeigt diese Einzelheit in vergrößertem Maßstab. Das Außengewinde des innenteils 1 hat eine Hinterschneidung 16, die zur Erleichterung der Gewindeherstellung (Auslauf für Gewindeschneidstahl oder Gewinderolle) dient. In diese Hinterschneidung kann ein geeigneter Klebstoff ?ur Sicherung der Gewindeverbindung und gleichzeitig auch zur luftdichten Abdichtung vorgesehen sein. Die Aufschraubbewegung und damit die endgültige Relativlage zwischen den Radteilen 1 und 2, d. h. die Maulweite des fertigen Rades, wird durch stirnseitige Anlageflächen 17 sowohl am Innenteil 1 als auch am Außenteil 2 festgelegt. Diese Anlagefläche ist für beide Teile mit 17 bezeichnet.

Das Außenteil 2 kann auch auf das Innenteil 1 aufgeschrumpft werden. Dabei können die beiden, aneinander zur Anlage kommenden Verbindungsflächen an den beiden Teilen genau zylindrisch sein, sie können aber auch, w ie in F- 1 g. 3 dargestellt, unter einem in Richtung nach innen (Innens e des Rades) Zuiauieniien iiuihcn Kcgciwinkc! IS vli li"jicii Sowohl bei zylindrischer als auch bei konischer Schrumpfflache ist ebenfalls die Verwendung eines dichtenden Klebstoffs/wischer diesen Flachen zusätzlich möglich.

Es kar ¹ auch zusätzlich noch eine Kerbverbindung 19 zwischen dem Innemci! 1 uric! dem AdUenteil 2 vorgesehen werden, die dann, stirnseitig von außen betrachtet, der Darstellung in F ι g. 4 enupmht Das kann insbesondere bei in der Praxis auftietenden hohen Scherkräften von Vorteil sein Auch in Verbindung mn einer solchen Kerb.erzahnung kann Aufschrumpfen, konischer Verlauf nach Fig. 3 und zusätzliche Anbnngung von Klebstoff zwischen den an einer zur Anlage kommenden Flächen des Innenteils I und des Außenteils 2 vorgesehen w ;rden.

In den Fällen einer Verbindung nach F 1 g. 3 oder nach F1 g. 4 ist in jedem Faüe eine die End-Montagelage zwischen den beiden Teilen 1 und 2 und dam · die Maulweite des fertigen Rades festlegende Stirnfläche 17 an Innenteil 1 und Außenteil 2 vorgesehen.

Dc Herstellung von Innenteil 1 und Außenteil 2 kann aus Ronden oder aus rohrförmigen Teilen erfolgen. Fur beide Teile kommen Leichtmetall-Knetlegieiungen mit gegenüber Gußlegierungen hoher Festigkeit in Frage (z. B Al Mg Si. Al Cu Mg. Al Zn Mg (Cu). Az 855. Al 99.9 Mg. AlR Mg), jedoch werden, wie eingangs schon näher erläutert, für Innenteil 1 und Außenteil 2 unterschiedliche Werkstoffe verwendet. Beispielsweise kommen für das Innenteil 1 aushärtbare Legierungen wie / B Al Mg Si 1 in Frage, während für das Außenteil 2 Glänzwerkstoffe wie z. B. Al 99.9 Mg 1 verwendet werden können.

Bei 'e~ erfindungsgemäßen Konstruktion wird eine größtmögliche Verbindungsfläche zwischen Innen- und Außenteil gewährte ,tet. und die Gestaltung?möglich· keit für den Querschnittsübergang frei gelassen. Das Innenteil kann durch den vorgesehenen Walzvorgang (Drücken) vorteilhaft derart ausgebildet werden, daß es genügende Stabilität aufweist. Es ist eine kontinuierliche Querschnittsveränderung von der Hornzone des Felgenbettes zur Nabenzone hin mögJich, wobei rowohl partielle Querschnittsvergrößerungen als auch Querschnittsverringerungen die erforderliche Stabilität an den jeweils gewünschten Stellen gewährleisten, so daß keine Notwendigkeit zur Änderung von z. B. Verstärkungsrippen besteht.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Kraftfahrzeugrad, das aus zwei miteinander verbundenen, spanlos geformten bzw. vorgeformten Teilen aus unterschiedlichen Werkstoffen besteht, nämlich einem Innenteil (1), welches den größeren Teil des Felgenbetts (Innenben) und die Radscheibe (5) (Radschüssel), gegebenenfalls in Speichenform ausgebildet, umfaßt, und einem damit im Bereich des Tiefbetts verbundenen Außenteil (2), welches den restlichen, kleineren Teil des Felgenbetts (Außenbett) bildet, dadurch gekennzeichnet, daß Innenteil (1) und Außenteil (2) aus gleichartigen Leichtmetall-Legierungen bestehen, und zwar das Innenteil (1) aus einer Leichtmetall-Legierung höherer Festigkeit und geringerer Verformbarkeit als das Außenteil (2), und daß das Innenteil (1) und das Außenteil (2) lot- und schweißfrei in an sich bekannter Weise über eine insgesamt in etwa zylindrische Ajßenfläche am Innenteil (1) und eine dieser angepaßte innenfläche am Außenteii (2) luftdicht miteinander verbunden sind.

2. Kraftfahrzeugcad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen die Verbindungsflä- »5 chen von Innenteil (1) und Auüsnteil(2) ein Klebstoff

ι eingebracht ist.

3. Kraftfahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2.

dadurch gekennzeichnet, daß das Außenteii (2) durch

Aufschrumpfen auf das Innenieil (1) mit letzterem «1

verbunden ist.

4. Kraftfahi. eugrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß dip Verb^;"dungsf> rhen zwischen Innenteil (I) und Außenteil (2) unter einem in Richtung nach innen zulaufenden "achen Kegelwin- is kel (18) angeordnet sind (F i g. 3).

5. Kraftfahr/eugrad nach Anspruch 3 oder 4. dadurch gekennzeichnet, daß die Verbindungsflä· chen /wischen Innenteil (I) unc Außenteil (2) eine in Achsrichtung verlaufende Kerbverzahnung (19) aufweisen (I 1 g. 4).

b Kraftfahr/eugrad nach einem der Ansprüche 1 bis 5. dadurch gekenn/CK hnet, daß zur Verbindung vun Innenteil (1) und Außenteii (2) ein zur Rad-Mittellinie konzentrisches, geschnittenes oder -n vorzugsweise gerolltes Gewinde, und /war vorzugsweise ein gerolltes Rundgewinde nach DIN 405. vorgesehen ist (F 1 g. 1 und 2).