DE3822852A1

DE3822852A1 - Leichtmetall-felge

Info

Publication number: DE3822852A1
Application number: DE3822852A
Authority: DE
Inventors: Martin Dipl Ing Braungart
Original assignee: BBS Kraftfahrzeugtechnik AG
Current assignee: BBS Kraftfahrzeugtechnik AG
Priority date: 1988-07-06
Filing date: 1988-07-06
Publication date: 1990-01-11
Also published as: SE8802644D0; SE8802644L; FR2634163A1; SE467245B; GB2220623B; GB8816805D0; CH677468A5; US4997235A; GB2220623A; BE1002456A4; NL8801820A

Description

Die Erfindung betrifft eine Leichtmetall-Felge gemäß dem Oberbegriff des Haupt anspruchs. Eine solche Felge ist aus offenkundigen Vorbenutzungen der Anmelderin bekannt. Eine teilweise ähnliche Felge ist auch aus dem deutschen Patent 28 24 972 bekannt. Bei diesen Felgen ist das napfringförmige Bett meist geschmiedet als bevor zugte Art der Formumwandlung. Es ist auch manchmal unter der Presse verformt oder gedrückt. Man verwendet eine warm aushärtbare Aluminium-Knet-Legierung. Die Außenbetten sind niemals gegossen. Dagegen kann der Felgenring und/oder die Rad scheibe geschmiedet und/oder gegossen sein.

Eines der für die Gestalt von Leichtmetall-Felgen maßgebliche Maß sind die beiden Richtmaßkreise, die in Wirklichkeit natürlich keine Kreise, sondern Kreisringe sind. Lediglich im Schnitt erscheinen sie als Kreise. Ihre Mitte wird durch das Richtmaß bestimmt. Das Richtmaß samt den Richtmaßkreisen wird von den Reifenherstellern vorgegeben. Ferner haben die Felgenhörner ihre bestimmte, vorgegebene Form, eben falls mit Rücksicht auf die Form der Reifen.

Innerhalb der Felgen muß derjenige Platz vorgesehen sein, den die Fahrzeughersteller für ihre Bremsen benötigen. Auch die Bremsen mit dem größten Durchmesser müssen natürlich mit einem gewissen Sicherheitsabstand Platz finden.

Die Betten kann man nicht durchbrechen, wie dies z.B. bei der Radscheibe möglich ist (es sei denn für den Durchlaß des Ventils). Dies bedeutet, daß erst innerhalb der Betten die Durchlässe vorgesehen werden können, durch die hindurch Wärme abgeführt werden kann, die von den Bremsanlagen herstammt. Dabei sind für die Wärmeabfuhr diejenigen Bereiche der Durchbrechung um so wertvoller, die auf einem möglichst großen Radius liegen, weil ja die Zentrifugalkraft mit dem Ouadrat der Entfernung von der Radscheibenmitte aus zunimmt. Gelingt es, den äußeren Bereich der Durch brechung z.B. um die an sich nieder erscheinende Zahl von 10% nach außen zu ver schieben, dann bedeutet dies nicht eine 10%-ige, sondern etwa 20%-ige Verbesserung.

Leichtmetall-Felgen, insbesondere zweiteilige Leichtmetall-Felgen, werden jedoch nicht nur wegen ihrer technischen Eigenschaften vom Publikum geschätzt. Vielmehr spielen deren ästhetische Eigenschaften eine außerordentlich große Rolle. Je ästheti scher eine Felge ist, desto eher wird sie vom Publikum gekauft. Für den Formge stalter steht für seine Arbeit nur der Raum innerhalb des radiusmäßig innersten Bereichs des Betts zur Verfügung, denn dieser Bereich allein ist der sichtbare Bereich der Radscheibe. Auch aus diesem Grund ist es wünschenswert, den sicht baren Bereich der Radscheibe möglichst weit nach außen zu ziehen. Der Formge stalter hat dann eine entsprechend größere Fläche zur Verfügung.

Wenn Beschädigungen an der Leichtmetall-Felge auftreten, dann betreffen sie meistens dieses in der Herstellung teure Bett. Die Beschädigungen geschehen z.B. an Bordsteinen. Aus welchem Grund auch immer man ein solches Bett auswechseln muß: Es ist dies am billigsten, je weniger Masse das Bett hat, je kleiner es ist und je einfacher seine Form ist, denn große, komplizierte Formen sind teurer zu schmieden als einfache und kleine Formen.

Schließlich ist die Steifigkeit eines Betts bei gegebener Wandstärke um so größer, je kürzer die Strecke zwischen dem radiusmäßig äußersten und dem radiusmäßig innersten Bereich des Betts ist. Ein stark mäandrierendes Bett oder ein sehr langes Bett ist nicht nur in dieser Richtung ungünstig.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Konstruktion anzugeben, die unter Beachtung der obigen Randbedingungen eine optimale Konstruktion erlaubt. Sie soll auch den unter schiedlichen Materialanforderungen zwischen Bett und Felgenring/Radscheibe gerecht werden, die oft oder nahezu immer aus unterschiedlichen Legierungen bestehen.

Der Reifen soll wie seither montiert werden können und es soll hier kein Umdenken notwendig sein. Auch soll die Konstruktion es gestatten, ein Ventil unterzubringen. Schließlich muß natürlich auch die Bedingung erfüllt werden, daß Luftdichtigkeit gegenüber dem späteren Reifeninnenraum zur Umgebung herrscht.

Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben durch die aus dem kennzeichnenden Teil des Hauptanspruchs ersichtlichen Merkmale gelöst.

Durch die Merkmale des Anspruchs 2 erreicht man schon eine annehmbare Vergröße rung der Radscheibenfläche und gegebenenfalls weiter außen liegende Belüftungs durchbrüche. Dies wird durch die Merkmale des Anspruchs 3 und 4 noch optimiert. Insbesondere die Werte gemäß Anspruch 4 ermöglichen einen ganz anderen Radtypus.

Zur ähnlichen Eingrenzung tragbarer bis optimaler Werte dienen die Merkmale des Anspruchs 5 und 6.

Durch die Merkmale des Anspruchs 7 wird das Bett leicht herstellbar, kurz, billig und biegesteif.

Durch die Merkmale des Anspruchs 8 erreicht man eine in bezug auf die Herstellung im Übergang einfacherere Gestaltung, sei es, daß die Radscheibe samt Felgenring gegossen, geschmiedet oder sonstwie hergestellt wird. Außerdem vermeidet die sanfte Kuppe auch Verletzungen im Reifenmaterial z.B. beim Montieren, wenn vielleicht doch ein Schlauch verwendet wird oder wenn es auf Notlaufeigenschaften ankommt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 9 erhält man eine Stelle, in der sich die end seitige, keilförmig auslaufende Lippe des Reifenwulstes fangen kann, z.B. wenn es auf Notlaufeigenschaften ankommt.

Durch die Merkmale des Anspruchs 10 kann man die Kuppe mehrfach ausnutzen.

Durch die Merkmale des Anspruchs 11 bereitet die Dichtigkeit im Bereich der Schrauben keine Probleme.

Die Erfindung wird nunmehr anhand von Ausführungsbeispielen beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen maßstäblichen Radialschnitt durch einen Teilbereich einer Felge mit angedeuteten Richtmaßkreisen in maßstäblicher Darstellung,

Fig. 2 einen Querschnitt aus dem linken oberen Bereich von Fig. 1 im Maßstab 2:1 zur besseren Darstellung dieses Bereichs und zum Nachweis, daß diese Lösung auch die Befestigung von Ventilen auf einfache Weise zuläßt,

Fig. 3 eine Ansicht ähnlich Fig. 2, jedoch ohne Ventil, aber mit einem Reifen wulst, dessen Lippe in den Spalt greift,

Fig. 4 Die Vorderansicht zu Fig. 1 im Ausschnitt, jedoch im Maßstab 1:1.

Eine Leichtmetall-Felge 11 hat eine geometrische Mittenachse 12. Die Leichtmetall- Felge 11 umfaßt eine sich etwa radial erstreckende Radscheibe 13, einen Felgenring 14, ein inneres Felgenhorn 16, ein äußeres Felgenhorn 17. An einen ersten Richtmaß kreis 18 mit einem zentrischen Richtmaß 19 schmiegt sich eine erste Rundung 21 an, die den Übergang vom gemäß Fig. 1 rechten Bereich des Felgenrings 14 zum Felgen horn 16 darstellt.

Ein zweiter Richtmaßkreis 22 mit einem Richtmaß 23 liegt im gleichen Abstand zur geometrischen Mittenachse 12. Das Außenmaß 24 von Richtmaßkreis 18 zum Richtmaß kreis 22 beträgt 6 1/2 Zoll oder 165,1 mm. Dem Richtmaßkreis 22 entspricht eine Rundung 26. Das Innenmaß der Leichtmetall-Felge 11 wird zu einem sehr großen Anteil durch einen Umriß 27 bestimmt, der dem Umriß einer im Durchmesser größten Bremsanlage entspricht, zu der die Leichtmetall-Felge 11 passen muß. Ein Umriß 28 entspricht einer Bremsanlage kleineren Durchmessers. Maßliche Einzelheiten kann man der obigen Zoll- beziehungsweise Millimeter-Angabe entnehmen, da ja Fig. 1 maß stäblich gezeichnet ist.

Die Radscheibe 13 umfaßt einen Nabenbereich 29, der ohne Abdeckkappe gezeichnet ist. Daran schließt sich ein Speichenbereich 31 an, der Durchbrechungen 32 mit sich bringt. Am Übergang von der gemäß Fig. 1 nach rechts gekrümmten Radscheibe 13 und dem gemäß Fig. 1 nach links fallenden Felgenring 14 ist ein mit diesen beiden einstückiges Horn 33 vorgesehen. Von der Oberseite des Felgenrings 14 aus löst sich das Horn 23 mit einem Viertelskreis 34 relativ großen Radius ab. Darunter geht die Unterseite des Felgenrings 14 mit einem noch größeren Radius 36 in die Innenfläche der Radscheibe 13 über. Soweit sich kein äußeres Speichenende innerhalb des Bereichs des Horns 33 befindet, geht die äußere Wand 37 der Durchbrechungen 32 unter einem spitzen Winkel vom Radius 36 weg. Der Radius 36 hat einen genügenden Abstand vom weiter einwärts liegenden Radius des Umrisses 27.

Das Horn 33 bildet sowohl die radial gerichtete Fortsetzung des Felgenrings 14 als auch der Radscheibe 13. Nach dem Viertelskreis 34 folgt eine geradlinige, nach links oben gerichtete Flanke 38 und an diese schließt sich oben außen eine sanfte Kuppe 39 an. Deren höchster Bereich 41 liegt um wenige Millimeter höher (weiter außen) als der 6.00 Uhr Punkt des Richtmaßkreises 22. Auf seiner äußeren Stirnfläche trägt das Horn 33 eine exakt radiale, ebene, angedrehte Stirnfläche 42, die im Bereich der Basis 43 des Horns 33 in eine zur geometrischen Mittenachse 12 koaxiale Schulter 44 übergeht. Entsprechend der Lage und Anzahl von Befestigungsschrauben 46 sind mehr im inneren Bereich der Stirnfläche 42 gelegen, knapp oberhalb der Schulter 44 Sack löcher 47 vorgesehen, die weder den Viertelskreis 34 noch die Flanke 38 durchqueren. In den Sacklöchern 47 sitzen axial unbeweglich Gewindebuchsen 48, die nicht über die Stirnfläche 42 hinausragen. Sie haben einen Außendurchmesser von 11 mm.

Radiusmäßig etwas weiter außerhalb der Sacklöcher 47 ist eine schmale Dichtringnut 49 in die Stirnfläche 42 eingefräst, die einen Dichtring 51 beherbergt, der einstückig ist.

Das äußere Felgenhorn 17 und die Rundung 26 sind Teil eines Betts 52, das zwar auch aus einer Aluminiumlegierung besteht, das jedoch bei der Herstellungsbearbeitung zusätzlich höhere Festigkeiten bekommen hat, wie dies z.B. durch Walzen möglich ist. Das Bett 52 hat einen radial verlaufenden Flansch 53. Sein innerer Radius 54 hat einen minimalen bis keinen Abstand von der Schulter 44, so daß hier eine radiale Kraftüber tragung erfolgen kann. Die ebene, radiale Innenfläche 56 des Flansches 33 wird durch die Schrauben 46 gegen die Stirnfläche 42 der Kuppe 39 gepreßt. Für die Schrauben schäfte hat der Flansch 53 Durchgangsbohrungen 57, die jedoch deutlich größer als der Durchmesser der Schraubenschächte sind, so daß die Schrauben 46 nicht auf Bie gung, sondern nur auf Zug beansprucht werden. Die Innenfläche 56 preßt auch den Dichtring 51 in seine Dichtringnut 49. Die Außenfläche 58 des Flansches 53 geht praktisch stufenlos in die Außenfläche 59 der Radscheibe 13 über. Auf der Außen fläche 58 sitzen die Kragen der Befestigungsschrauben 46 auf. Dabei liegt der innerste Bereich 61 der Kragen 62 sehr knapp oberhalb der Schulter 44 beziehungsweise dem inneren Radius 54. Beim Ausführungsbeispiel hat die Schulter 44 einen Abstand von 166 mm von der geometrischen Mittenachse 12 und liegt damit sehr weit außen, wenn man den Gesamthalbmesser von 200 mm hierzu in Relation setzt. Dies kommt davon her, daß man die sonst vorhandene äußere Grenze der Radscheibe 13 mit Hilfe des Horns 33 nach außen dort hinein verlängert, wo sich später das Reifeninnere befindet.

Mit der Lage des höchsten Bereichs 41 der Kuppe 33 findet die Auswärtsverlagerung insofern ein Ende, als die Lage des Richtmaßkreises 22 beziehungsweise des Richtmaß kreises 23 berücksichtigt werden muß.

Der Flansch 53 geht noch unterhalb der Kuppe 39 mit einem um etwa 90° abgewin kelten Knie 63 nach außen. Zwischen dem Knie 63 und dem äußeren Bereich der Kuppe 93 bildet sich dadurch ein Spalt 64.

Nach dem Knie 39 kommt ein kurzes etwa koaxiales Stück 66, auf dessen teilweise koaxialer Fläche der Richtmaßkreis 22 mit seinem 6.00 Uhr Bereich sitzt. Die Run dung 26 bildet dann ein weiteres, etwa bei 90° Abwinklung liegendes Knie und es folgt hierauf dann ein kurzes, radiales Stück 67. Dieses Stück 67 geht dann mit einem vergleichsweise großen Radius eines wiederum etwa 90° betragenden Knies in das äußere Felgenhorn 17 über beziehungsweise bildet es dieses. Das Bett 52 mißt seiner radialen Höhe nach lediglich 42 mm, was im Hinblick auf die Dimension des Rads sehr wenig ist.

So wie sich links vom Richtmaßkreis 18 auf der Oberseite des Felgenrings 14 in kurzem Abstand ein Sicherheitswulst 68 befindet, bildet der höchste Bereich 41 eben falls einen Sicherheitswulst.

Gemäß Fig. 2 ist durch den Flansch 53 und das Horn 33 eine Paßbohrung 69 unter einem spitzen Winkel nach schräg innen oben verlaufend gezeichnet, und wie man sieht, erreicht man eine unverkrampfte Lösung für den Einbau des gestrichelt gezeichneten Ventils gemäß der Spezifikation 43 GS DIN 7780.

Die erfindungsgemäße Lösung ist also auch ventiltauglich und benötigt hier keine Sonderkonstruktion.

Fig. 3 zeigt den inneren Bereich der äußeren Reifenkarkasse 71. Ihr Fußbereich 72 beherbergt die umlaufenden Seile 73. Der Fußbereich 72 geht in eine Zehe 74 über, die dünn ausläuft. Natürlich ist die Zehe in Wirklichkeit eine Kreisringlippe. Diese Zehe 74 kann in den Spalt 64 gelangen und so den Reifen beim Notlauf stabilisieren.

Claims

1. Mindestens zweiteilige Leichtmetallfelge für schlauchlose Reifen,
mit einer Radscheibe,
mit einem Felgenring,
mit einem inneren Felgenhorn,
mit einem äußeren Felgenhorn,
mit einer ersten Rundung entsprechend dem ersten Richtmaßkreis eines inneren Felgenwulstes,
mit einer zweiten Rundung entsprechend dem zweiten Richtmaßkreis eines äußeren Felgenwulstes,
mit einem die zweite Rundung umfassenden äußeren, napfringförmigen Bett, das im wesentlichen die Fortsetzung sowohl des Felgenrings als auch der Rad scheibe bildet, das unter Formumwandlung hergestellt ist, das einen inneren, kreisringförmigen radialen Flansch aufweist, der eine Vielzahl von Durchgangs löchern aufweist, welche von Schrauben durchquert werden und welche Schrauben den Flansch gegen eine radiale äußere, kreisringförmige Stirnfläche der Radscheibe pressen, gekennzeichnet durch folgende Merkmale

a) Die Radscheibe und der Felgenring sind zumindest an ihrem Übergang im Bereich um die Schrauben einstückig und bilden dort ein überwiegend radial nach außen weisendes Horn auf, das die radiale Stirnfläche trägt und Schäfte der Schrauben aufnimmt.
b) Die Spitze des Horns reicht bis etwa in die Höhe des radial inneren Bereichs des Richtmaßkreises.
c) Die Schrauben sitzen auf einem Radius, der wenig kleiner als derjenige Radius ist, auf dem die innere Außenfläche der zweiten Rundung des Bettes liegt.
d) Der innere Radius des Flansches passiert ungefähr die inneren Bereiche der Schraubenköpfe.

2. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett radial gemessen niederer als 6 cm ist.

3. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett niederer als 5 cm ist.

4. Felge nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett zwischen 4 und 5 cm hoch ist.

5. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett die 2- bis 3-fache Höhe des Richtmaßkreis-Durchmessers hat.

6. Felge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe das 2,41±15% -fache des Richtmaßkreis-Durchmessers ist.

7. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Bett ausschließlich aus dem äußeren Felgenhorn, hieraus übergehend aus einem Sitz für den Richtmaß kreis und hieraus übergehend in den Flansch besteht.

8. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Spitze des Horns eine sanfte Kuppe ist.

9. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der radialen Stirnfläche des Horns und dem zur Kuppe hin gewandten Knie des Betts ein Spalt vorgesehen ist.

10. Felge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die sanfte Kuppe den inneren Sicherheitswulst bildet und damit höher als der Sitz für den Richtmaß kreis reicht.

11. Felge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß im Horn Sacklöcher vor gesehen sind, die zur Stirnfläche hin offen sind, und daß in die Sacklöcher Gewindebuchsen eingepreßt sind.