DE3233459A1

DE3233459A1 - Kraftfahrzeug-leichtrad

Info

Publication number: DE3233459A1
Application number: DE19823233459
Authority: DE
Inventors: Edward James Mereworth Kent Robinson; Rudolph Yalding Kennt Woodward
Original assignee: GKN Kent Alloys Ltd
Current assignee: GKN Kent Alloys Ltd
Priority date: 1981-10-27
Filing date: 1982-09-09
Publication date: 1983-09-08
Also published as: IT8267979A0; IT1155733B; BE893959A; FR2515115A1

Description

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Kraftfahrzeug-Le ichtrad

Die Erfindung betrifft ein Kraftfahrzeug-Leichtrad, bestehend aus Felge, insbesondere Tiefbettfelge, und einem dazu konzentrischen Mittelstück, welches mit der Felge unlösbar verbunden ist und an seiner Peripherie eine die Verbindung mit der Felge begünstigende Ausbildung aufweist.

Kraftfahrzeuge, insbesondere Personenkraftfahrzeuge konventioneller Bauart, haben vielfach ein ungünstiges Leistungsgewicht. Aus mannigfachen Gründen, etwa zum Zweck der Kraftstoff-Ersparnis, ist es erstrebenswert, das Leistungsgewicht zu verbessern« Als ein Weg zum Erreichen dieses Zieles bietet sich eine Verringerung des Fahrzeug-Gewichtes an. Hierzu ist es seit langem bekannt, spezifisch schwere Werkstoffe, beispielsweise für Karosserie, Motor, Getriebe, durch spezifisch leichte bzw. leichtere zu ersetzen. Derartige Überlegungen wurden zudem auch schon bei der Aufnahme von Luftreifen dienenden Felgen realisiert. Auch wurden derartige Felge bereits nach aerodynamischen und / oder ästhetisch-stilistischen Gesichtspunkten

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ausgebildet, indem die Felgen mit Abdeckkappen oder -blechen versehen wurden, welche sich in Radial-Richtung praktisch über die ganze Felge erstrecken und stilistische Merkmale, etwa ästhetisch mehr oder minder geschmackvolle Muster, aufweisen. Bekannt ist ferner auch, die mit stilistischen Merkmalen versehenen Radfelgen unter Anwendung üblicher Gießtechnik aus einem Stück herzustellen. Von Nachteil erweist sich hierbei aber, daß für jede Felge ein vollständiger Formsatz erforderlich ist, mit welchem sowohl Felge als auch das Rad-Mittelstück zugleich hergestellt werden können.

Im Gegensatz zu üblichen Ausbildungsweisen, bei welchen die Felge jeweils in der Nähe des Tiefbettes angeordnet ist, geht die vorliegende Erfindung von aerodynamisch zweckmäßigeren Radfelgen aus, bei welchen das Mittelstück den gesamten Raum innerhalb eines der Reifenfußsitz-Abschnitte der Felge ausfüllt. Wird ein solches Rad in einem Stück gegossen, muß es, um die Gießkerne wieder entfernen zu können, im Bereich der schon erwähnten Reifenfußsitz-Abschnitte dicker ausgebildet werden. Dies hat den Nachteil, daß die Felge bzw. das gesamte Rad zu schwer wird und der Werkstoff-Verbrauch nicht unbeträchtlich zunimmt. ■

Radfelgen werden üblicherweise nach international, gültigen Normen hergestellt. Es wäre von Nutzen, Standardfelgen zu verwenden und sie mit einem Mittelstück zu versehen, welches zum einen bei minimalem Werkstoff-Aufwand nach aerodynamischen Gesichtspunkten ausgebildet ist und es zum anderen zuläßt, mit ästhetisch-stilistischen Merkmalen versehen zu werden.

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Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich die vorliegende Erfindung die Aufgabe gestellt, unter Anwendung von Standardfelgen ein gleichermaßen nach aerodynamischen wie nach ästhetisch-stilistischen Merkmalen ausgebildetes leichtgewichtiges Kraftfahrzeugrad zu schaffen und dieses zudem wirtschaftlich herzustellen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß im wesentlichen dadurch, daß die Peripherie des Mittelstückes mit einer Abwinkelung versehen ist_r deren ringförmige, mit einem geringen, in Richtung Felge weisenden Neigungswinkel versehene Außenfläche zu einer analog ausgebildeten Innenfläche der Felge korrespondiert, wobei das formschlüssige Verbinden der Außenfläche der Mittelstück-Abwinkelung mit der Innenfläche der Felge durch an sich bekanntes Aufschrumpfen erfolgt.

In sinnvoller Ausgestaltung dieses die vorgeschlagene Erfindung tragenden Gedankens beträgt nach einem anderen wesentlichen Merkmal der Neigungswinkel von Außenfläche des Mittelstückes und Innenfläche der Felge etwa 0,5°...5°, vorzugsweise jedoch 2°.

Nach einem weiteren wesentlichen Erfindungsir.erkmal erfolgt das Verbinden von Felge und Mittelstück mittels Lochschweißung, zu welchem Zwecke die Abwinkelung des Mittelstückes mit einer Vielzahl umfangsverteilter Bohrungen od. dgl. versehen ist, welche zumindest annähernd senkrecht zur Drehachse der Felge angeordnet sind.

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Alternativ zur Lochschweißung kam das Verbinden von Felge und Mittelstück erfindungsgemäß auch mittels Rollschweißen od. dgl. erfolgen, zu welchem Zwecke die Naht zwischen dem freien Ende der Abwinkelung des Mittelstückes und der Innenseite der Felge verläuft.

Abgerundet und vervollkommnet wird die vorgeschlagene Erfindung schließlich noch dadurch, daß sowohl Felge als auch Mittelstück aus Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung bestehen.

Mit der vorgeschlagenen Erfindung geht eine Reihe von Vorteilen einher:

Die Erfindung baut auf international genormten Felgen auf und macht von diesen durch entsprechende bauliche Fortentwicklung Gebrauch. Hierdurch ergibt sich unter Anwendung an sich bekannter Techniken, etwa Schrumpfen, Loch-bzw. Rollschweißen o. ä. , eine relativ unaufwendige, leichtgewichtige, aerodynamisch günstige sowie schließlich nach aesthetisch-stilistischen Grundsätzen ausgebildete und der Aufnahme von Luftreifen dienende Felge für Kraftfahrzeuge, insbesondere Personkraftwagen,

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels dargestellt. Dabei zeigt

Fig. 1

einen Vertikalschnitt durch eine Tiefbettfelge unter Einschluß ihres nach aerodynamischen Grundsätzen ausgebildeten und mit ihr fest verbundenen Mittelstückes, und

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Fig. 2 die Vorderansicht einer Felge nach Fig. 1, bei

welcher deren Mittelstück mit aesthetischstilistischen Merkmalen versehen, ist.

Das Rad besteht im wesentlichen aus.einem Mittelstück 10 und einer Felge 11. Die Felge ist mit einem durch den Felgengrund 13 und die Seitenwände 14 definierten Tiefbett 12 versehen. Die Wand 15 ist durch eine Leiste 16 mit dem Reifenfußsitz-Abschnitt 17 verbunden, welcher an seinem axial nach außen weisenden Ende ein reifenhaltendes Horn 18 aufweist- Der Reifenfußsitz-Abschnitt 17 enthält einen Reifenfußsitz 19 zur Aufnahme des Wulstes eines Luftreifens. Dieser wiederum wird auf dem Reifenfußsitz 19 durch das Horn 18 gehalten.

Die Tiefbettwand 14 ist mit einem weiteren Reifenfußsitz-Abschnitt 20 verbunden, welcher einen Reifenfußsitz 21 für den anderen, gegenüberliegenden Reifenwulst und ein reifenhaltendes Horn 22 aufweist. Dieses Horn hält den Wulst auf dem Reifenfußsitz 20; das reifenhaltende Horn ist dabei mit einer axial nach außen weisenden Fläche 23 versehen, welche im wesentlichen senkrecht zur Drehachse 24 des Rades verläuft.

Der Felge kann in bevorzugter Ausgestaltungsweise aus einer Leichtmetallegierung gegossen oder aber aus einem kreisrunden Strangpreßstück hergestellt sein. Die Enden dieses Stückes sind miteinander verschweißt oder aus Blech geformt. Die Außenfläche der Felge entspricht in ihrer baulich-konstruktiven Konfiguration internationalen Normen.

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Das Mittelstück 10 wird aus Aluminium oder einer entsprechenden Legierung gegossen und hat eine zentrale Öffnung 25 zur Aufnahme der Radnabe, umfangsverteilte Öffnungen 26 zur Aufnahme der Radbolzen und eine weitere Reihe von dekorativen und/oder Belüftungsöffnungen 27 außerhalb der Öffnungen 25. Die Innenfläche des Mittelstückes der Scheibe ist mit gewichtsreduzierenden Taschen 28 versehen.

Die Scheibe weist ein sich quer zu der Außenfläche 30 des Mittelstückes erstreckendes Umfangshorn 29 auf. Das Horn wiederum ist .mit einer radial nach außen weisenden Fläche 31 versehen, welche konisch ausgebildet ist und in welche eine radial innen liegende Fläche 32 auf dem Reifenfußsitz-Abschnitt 20 eingreift. Das freie. Ende 33 des Horns liegt gegen eine an die Innenfläche des Reifenfußsitz-Abschnittes 20 angeformte Schulter 34 an.

Die Außenfläche 31 mit ihrem radial nach außen weisenden Teil 35 liegt im wesentlichen in einer Ebene mit der. axial-nach außen weisenden Fläche 23 des Horns 22. Wie aus der Zeichnung zu entnehmen ist, liegen die Flächen nicht vollkommen in einer Ebene. Zwischen den genannten Teilen befindet sich eine leichte Stufe 36, welche dazu beiträgt/ die Naht zu verdecken. Gleichwohl liegen die Flächen dennoch im wesentlichen in einer Ebene. Aus der Zeichnung ergibt sich ferner, daß die Fläche 30 geringfügig über die Fläche 23 übersteht. In einer anderen (nicht dargestellten) Ausführungsform können die Flächen 23 und 30 in einer Ebene liegen oder die Fläche 23 kann um einen kleinen Betrag über die Fläche 30 überstehen.

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. 9.

Das Mittelstück füllt den gesamten Raum innerhalb des Reifenfußsitz-Abschnittes 20 aus. Hierdurch wird am Rad die Aerodynamik während des Fahrbetriebes gefördert, zumal sich das Mittelstück völlig bis zum Reifenfußsitz-Abschnitt und dem reifenhaltenden Horn erstreckt, anstatt in der Nähe des Tiefbettes an dem Rad befestigt zu sein, wie dies durch die strichpunktierten Linien 37 angedeutet ist.

Wenn man ein aerodynamisches Rad in einem Stück gießen wollte, müßte man, um den Mittelkern nach dem Gießvorgang aus dem Gußstück entfernen zu können, die unter dem Reifenfußsitz-Abschnitt 20 sich befindende Materialmenge entsprechend verstärken, wie dies etwa der kreuzschraffierte Abschnitt 38 zeigt. Hierdurch wäre es möglich, den Innenumfang 39 dieses Abschnittes in einer Ebene mit der Innenfläche 40 des Tiefbettgrundes 13 anzuordnen. Ein solcher Lösungsvorschlag implizierte jedoch, daß das Gewicht des Rades um einen Materialring mit dem bei 38 angedeuteten Querschnitt unnötigerweise erhöht würde. Allerdings würde hierbei die Herstellung des Rades teurer und die erforderliche Materialmenge größer als erforderlich. Ein aerodynamisches Rad mit stilistischen Merkmalen läßt sich indes nach den Grundsätzen der vorliegenden Erfindung wirtschaftlich und mit verschiedenen Mittelstückmustern herstellen.

Felge und Mittelstück können in jeder gewünschten Form aneinander befestigt werden. In einer bevorzugten Ausbildung ist die radial nach außen weisende Fläche 31 des Horns 29 durch eine Schrumpfpassung mit der radial innen liegenden Fläche 32 des Reifenfußsitz-Abschnittes 20 formschlüssig verbunden. Dabei sind diese Flächen konisch ausgeführte Drehflächen um die Drehachse 24 des Rades; und der aus Fig. 1 ersichtliche Winkel beträgt 2°, kann aber jeden Wert zwischen 0,5° und 5° haben. Abgesehen von einer Verbindung mittels Schrumpfpassung zwischen

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den beiden Flächen, lassen sich Mittelstück und Felge auch mit einander verschweißen. Bei den Schweißnähten kann es sich um Lochnähte handeln/ wie dies bei 41 durch das Horn 29 ersichtlich ist; vorzugsweise handelt es sich indes um eine Rollnaht im Bereich 42 zwischen dem freien Ende 22 des Horns und der Schulter 33 an dem Reifenfußsitz-Abschnitt 20.

Leerseite

Claims

GKN Kent Alloys Limited*··* ·.* '..* ."." " *..:.:". 26.08,82 Temple Manor Works PAT-Hn-sr Rochester, Kent ME2 2BE, England Patent _a_JL_?L.-R. JL ü c h e

1. Kraftfahrzeug-Leichtrad, bestehend aus einer Felge, insbesondere Tiefbettfelge, und einem dazu konzentrischen Mittelstück, welches mit der Felge unlösbar verbunden ist und an seiner Peripherie eine die Verbindung mit der Felge begünstigende Ausbildung aufweist,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Peripherie des Mittelstückes (10) mit einer Abwinkelung (29) versehen ist, deren ringförmige, mit einem geringen, in Richtung Felge (11) weisenden Neigungsv:inkel
versehene Außenfläche (31) zu einer analog ausgebildeten
Innenfläche (32) der Felge korrespondiert, wobei das formschlüssige Verbinden der Außenfläche der Mittelstück-Abwinkelung (29) mit der Innenfläche der Felge (11) durch an
sich bekanntes Aufschrumpfen erfolgt.

2. Kraftfahrzeug-Leichtrad nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß der Neigungswinkel von Außenfläche (31) des Mittelstückes (10) und Innenfläche (32) der Felge (11) etwa
0,5°...5°, vorzugsweise 2°, beträgt.

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3. Kraftfahrzeug-Leichtrad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet/

daß das Verbinden von Felge (11) und Mittelstück (10) mittels Lochschweißung erfolgt/ zu welchem Zwecke die Abwinkelung (29) des Mittelstückes (10) mit einer Vielzahl umfangsverteilter Bohrungen od. dgl. versehen ist/ welche zumindest annähernd senkrecht zur Drehachse (24) der Felge (11) angeordnet sind.

4. Kraftfahrzeug-Leichtrad nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet/

daß das Verbinden von Felge (11) und Mittelstück (10) mittels Rollschweißen od. dgl. erfolgt/ zu welchem Zwecke die Naht (42) zwischen dem freien Ende der Abwinkelung (29) des Mittelstückes (10) und Innenseite der Felge (11) verläuft.

5. Kraftfahrzeug-Leichtrad nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet/

daß sowohl Felge (11) als auch Mittelstück (10) aus Leichtmetall oder einer Leichtmetall-Legierung bestehen.