DE2926445A1

DE2926445A1 - Scheibenrad fuer strassenfahrzeuge

Info

Publication number: DE2926445A1
Application number: DE19792926445
Authority: DE
Inventors: Nichtnennung Beantragt
Original assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Current assignee: Compagnie Generale des Etablissements Michelin SCA
Priority date: 1978-06-30
Filing date: 1979-06-29
Publication date: 1980-01-03
Also published as: CA1122243A; IT1119315B; BE877193A; GB2025333A; JPS558993A; FR2429675B1; GB2025333B; IT7968381A0; FR2429675A1; SE7905692L; ES482066A1; BR7904146A; NL7905022A

Description

MICHELIN & CIE (Compagnie Generale des Etablissements MICHELIN)

63 Clermont-Ferrand, Frankreich

Scheibenrad für Straßenfahrzeuge

Die Erfindung betrifft verbesserte Scheibenräder für Kraftfahrzeuge und besonders für Nutzfahrzeuge.

Bekannte Scheibenräder weisen Radscheiben mit konstanter Dicke auf, bei denen demgemäß in bestimmr· ten Bereichen eine unnötig große und daher auch mit unnötigem Material- und Kostenaufwand verbundene Dicke vorliegt; aus diesem Grund wurde versucht, entsprechende Radscheiben durch Änderung ihrer Dicke, die bis zu 70 % erreichen kann, leichter zu machen. Zur Vermeidung des Auftretens von Rissen im Bereich nahe der Nabe muß allerdings die Dicke der Scheibe in diesem Bereich er^· höht werden, was aus Fabrikationsgründen, wenngleich in geringerem Maße, auch für die übrigen Scheibenbereiche gilt; hierdurch wird andererseits das Gewicht der Scheiben

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entsprechend erhöht, was auf Kosten der Material- und Energieeinsparung geht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Scheibenräder mit Radscheiben anzugeben, die so ausgebildet sind, daß sie an jeder Stelle eine minimale Dicke und zugleich optimale Ermüdungsfestigkeit besitzen, wobei eine höchstmögliche Gewichtsverringerung erzielt und zugleich das Auftreten von Rissen im nabennahai Bereich der Radscheibe vermieden werden soll.

Die Aufgabe wird anspruchsgemäß gelöst.

Die Erfindung betrifft Scheibenräder aus Metall oder anderen Materialien, deren Radscheibe ein ausgebauchtes Profil besitzt und eine Dickenänderung von mindestens 20 % aufweist.

Wie aus Fig. 1 hervorgeht, setzt sich der Meridianquerschnitt dieses Typs von Radscheiben J_ ausgehend von der Achse X-X¹ aus vier aufeinanderfolgenden Bereichen zusammen:

einem im wesentlichen ebenen Zentralbereich Z- , der zum Zusammenwirken mit der Fahrzeugnabe vorgesehen ist und am Punkt A endet;

einem Bereich Z₂, dessen (als positiv definierte) mittlere Krümmung relativ hoch ist und der sich vom Punkt A bis zum Funkt B erstreckt;

einem Bereich Z₃ mit beliebiger Krümmung, der am Punkt C endet, sowie

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einem zylindrischen oder nichtzylindrischen Umfangsbereich Z₄, in dem sich die Verbindung mit der Felge 2 befindet.

Zur genaueren Angabe des Bereichs Z₂ ist dabei der Punkt B als der erste Punkt ausgehend von der Achse definiert, an dem die Krümmung negativ wird.

Die erfindungsgemäße Ausbildung dieses Scheibentyps wird unter Bezug auf eine der Scheibenseiten, die als erste Seite bezeichnet wird, erläutert; die zweite Seite ergibt sich aus der ersten rechnerisch aus der variablen Dicke der Scheibe an jedem Punkt eines Meridianquerschnitts. Definitionsgemäß wird dabei unter der ersten Seite S₁ die hohle Seite, also diejenige Seite verstanden, die sich in Bezug auf die Mittelfläche des Bereichs auf der Seite des Bereichs Z„ befindet. Diese erste Seite S₁ liegt im allgemeinen an der Nabe an, zumindest bei den Hinterrädern von Lastwagen mit Zwillingsbereifung. In Fig. 1 befindet sich diese erste Seite S₁ auf der linken Seite des dargestellten Profils.

Die folgenden Durchmesser, die jeweils von der Achse X-X¹ des Rads aus gemessen sind, sind durch Normen definiert:

- der Norm-Befestigungsdurchmesser D, der dem Durchmesser des Zylinders entspricht, auf dem sich die geometrischen Achsen der mechanischen Befestigungselemente des Rads befinden (vgl. ISO/DIS 4107; DIN 74361)

und

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- der Norm-Nenndurchmesser D. der Felge 2^ (Norm TRA)

Das erfindungsgemäße Scheibenrad- weist eine Radscheibe mit ausgebauchtem Profil und um mindestens 2O % wechseln·: der Dicke auf, die dadurch gekennzeichnet ist,

- daß der Wert des Außendurchmessers D, des oben definierten Bereichs Z₂ kleiner ist als der durch den Ausdruck

m(D) = 281,91 + 1279,2 ü - 16 712 U² + 99 506 U³ - 290 390 U⁴ + 444 880 U⁵ - 342 O5O U⁶ + 103 71O U⁷

gegebene Wert der Funktion m(D) , wobei U = (D-205)/220 und D in mm eingesetzt ist,

- und daß die axiale Länge d des Bereichs Z₂, dh die Projektion der Kurve AB auf die Achse X-X' des Rads, mindestens gleich 0,289 (D₂-D₁) ist, wobei D- den Außendurchmesser des oben definierten Bereichs Z- bedeutet.

Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist die Radscheibe des verbesserten Scheibenrads dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser D- des Bereichs Z-, Jcleiner ist als der durch den Ausdruck

l(D) = 264,97 + 667,51 U - 7501,2 U² + 46 435 U³ - 141 660 U⁴ + 226 700 U⁵ - 181 150 U⁶ + 56 722 U⁷

gegebene Wert der Funktion 1{D),

wobei U = (D-2O5)/22O und D in mm eingesetzt ist.

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Nach einer anderen bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung ist die Radscheibe des verbesserten Scheibenrads dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Außendurchmessers D-. des oben definierten Bereichs Z^ kleiner ist als der durch den Ausdruck

b(D₄) = 365,45 + 527,37 χ - 3955

^{3 4}

+ 21 850 χ³ - 61 771 χ⁴ + 89 945 χ⁵

- 63 951 χ⁶ + 17 549 χ⁷, b()

gegebene Wert der Funktion b(D^), wobei χ = (D₄~419,1)/203,2 und D. in mm eingesetzt ist,

und daß der Absolutwert des Produkts aus der mittleren Krümmung des obigen Bereichs Z-. und dem Durchmesser D größer ist als der durch den Ausdruck g(D) =1,2352 - 77,16 U + 1152,5 U²

- 6361,8 U³ + 17 346 U⁴ - 25 047 U⁵ + 18 307 U⁶ - 5 319,7 U⁷

gegebene Wert der Funktion g(D),

wobei U = (D-2O5)/22O und D in mm eingesetzt

und die mittlere Krümmung auf der ersten Seite S₁ der Radscheibe konvex ist.

In einem speziellen erfindungsgemäßen Fall kann ferner der Bereich Z„ auch eine Gerade darstellen, die die Erzeugende eines Zylinders ist, oder auf einen Punkt verringert sein, der entsprechend einen Kreis mit dem Durchmesser D- = D„ erzeugt; in diesem letzteren Fall fallen die Punkte A und B in Fig. 1 zusammen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von zwei Ausführungsbeispielen unter Bezug auf die Zeichnung

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näher erläutert.

Beispiel 1;

Scheibenrad mit einem Durchmesser D von 335 mm und einem Durchmesser D₄ von 571,5 mm (22"5) und folgenden Eigenschaften:

- Durchmesser D. <£. 397,2 mm, beispielsweise 393 mm,

- Durchmesser D2 < 427,0 mm, beispielsweise 419 mm,

- Durchmesser D~ < 514,5 mm, beispielsweise 498 mm,

- Wert d ^ 7,5 mm, beispielsweise 13 mm,

- Krümmungsradius R des Bereichs Z₃ ^C. 251,9 mm, beispielsweise 70 mm.

Beispiel 2:

Scheibenrad mit einem Durchmesser D von 225 mm und einem Durchmesser D. von 444,5 mm (17"5) und folgenden Eigenschaften:

- Durchmesser D₁ £. 290,2 mm, beispielsweise 290 mm,

- Durchmesser D- <£. 317,6 mm, beispielsweise 317,5 mm,

- Durchmesser D₃ <. 399,7 mm, beispielsweise 399 mm,

- Wert d s 7,9 mm, beispielsweise 11,2 mm.

Bei den oben erläuterten Radscheiben erlaubt die Verringerung der Beanspruchung im Befestigungsbereich (Z₁) eine beträchtliche Verringerung der Scheibendicke unter Beibehaltung der gleichen Ermüdungsfestigkeit, wie sie nach bekannten Testverfahren am mit Schräglauf

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laufenden Rad sowie anhand von an Fahrzeugen ausgeführten Versuchen gemessen wird.

Anders ausgedrückt bedeutet dies, daß die Radscheiben der verbesserten Scheibenräder gemäß der Erfindung gegenüber herkömmlichen Radscheiben erheblich verringerte Dicke aufweisen können, wobei sämtliche übrigen Eigenschaften unverändert erhalten bleiben, was bedeutet, daß Räder mit den erfindungsgemäß ausgebildeten Radscheiben den gleichen Belastungen standhalten, aus dem gleichen Material hergestellt sein können sowie etwa für die gleichen Fahrzeuge verwendbar sind; durch die Erfindung ergibt sich demgemäß eine beträchtliche Gewichtsverringerung sowie eine entsprechend hohe Kosteneinsparung.

Die erfindungsgemäßen Radscheiben können selbstverständlich in an sich bekannter Weise durch Aussparungen oder Löcher oder jede andere aus ästhetischen oder technischen Gründen vorgesehene Bearbeitung von der bei der obigen Erläuterung vorausgesetzten Rotationssymmetrie abweichen.

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Claims

Ansprüche

Scheibenrad mit einer Radscheibe mit ausgebauchtem Profil, das sich auf seiner hohlen Seite ausgehend von der Radachse (X-X¹) aus einem im wesentlichen ebenen Zentralbereich (Z₁), einem daran anschließenden Bereich mit höherer mittlerer Krümmung (Z₂) und einem darauffolgenden Bereich mit beliebiger Krümmung (Z₃) sowie schließlich einem Umfangsbereich (Z.) besteht, in dem sich die Verbindung zwischen Radscheibe (1) und Felge (2) befindet, und um mindestens 20 % wechselnde Dicke aufweist,

dad. urch gekennzeichnet,

daß der Wert des Außendurchmessers D₂ des Bereichs Z₂ kleiner ist als der durch den Ausdruck

m(D) = 281,91 + 1279,2 U - 16 712 U²

+ 99 506 U³ - 290 390 U⁴ + 444 880 U⁵ - 342 050 U⁶ + 103 710 U⁷

gegebene Wert der Funktion m(D),

wobei U = (D-2O5)/22O und D den Norm-Befestigungsdurchmesser darstellt und in mm eingesetzt ist,

und daß die axiale Länge des Bereichs Z₂ mindestens gleich 0,289 (D₂-D₁) ist, wobei D₁ den Außendurchmesser des Bereichs Z _Λ bedeutet.
2. Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Außendurchmesser D₁ des Bereichs Z₁ kleiner ist als

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der durch den Ausdruck

l(D) = 264,97 + 667,51 U - 7501,2 U²

+ 46 435 U³ - 141 660 U⁴ + 226 700 U⁵ - 181 150 U⁶ + 56 722 U⁷

gegebene Wert der Funktion l(D),

wobei U = (D-2O5)/22O und D in nun eingesetzt ist.
3. Scheibenrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wert des Außendurchmessers D-, des Bereichs Z kleiner ist als der durch den Ausdruck

b(D₄) = 365,45 + 527,37 χ - 3955 χ² + 21 850 χ³ - 61 771 χ⁴ + 89 945 χ⁵ - 63 951 χ⁶ + 17 549 χ⁷

gegebene Wert der Funktion b(D₄),

wobei χ = (D₄~419,1)/203,2 und D₄ den Norm-Nenndurchmesser darstellt und in mm eingesetzt ist,

und daß der Absolutwert des Produkts aus der mittleren Krümmung des Bereichs Z₃ und dem Durchmesser D größer ist als der durch den Ausdruck

g(D) = 1,2352 - 77,16 U + 1152,5 U² - 6361,8 U³ + 17 346 U⁴ - 25 047 U⁵ + 18 307 U⁶ - 5319,7 U⁷

gegebene Wert der Funktion g(D),

wobei ü = (D-2O5)/22O und D in mm eingesetzt

und die mittlere Krümmung auf der hohlen Seite S^ der Radscheibe konvex ist.

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4. Scheibenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich Z₂ ein Segment einer zur Radachse (X-X¹} parallelen Geraden ist und einen Zylinder mit dem Durchmesser D₂ = D₁ beschreibt.
5. Scheibenrad nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich Z„ auf einen Punkt verringert ist, der einen Kreis mit dem Durchmesser D₂ = D-beschreibt.

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