DE4141868A1

DE4141868A1 - Fahrzeugrad

Info

Publication number: DE4141868A1
Application number: DE4141868A
Authority: DE
Inventors: Junichi Suzuki
Original assignee: ENBISHI ALUMINUM WHEELS Ltd
Current assignee: ENBISHI ALUMINUM WHEELS Ltd
Priority date: 1991-07-09
Filing date: 1991-12-18
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2011-12-19
Also published as: JPH055501U; DE4141868B4; US5435629A

Description

Die Erfindung betrifft ein Rad für ein Fahrzeug und insbeson dere ein Rad hoher Genauigkeit und Starrheit, welches für ein Fahrzeug vorgesehen ist und billiger und effizienter herge stellt ist aus drei getrennt vorbereiteten Stücken, welche eine Scheibe, eine innere Felge und eine äußere Felge umfas sen.

In den letzten Jahren sind viele Räder, die jeweils aus einer leichten Legierung bestehen und hohe Festigkeit, Steifheit und Dimensionsgenauigkeit aufweisen, für Kraftfahrzeuge zugleich mit der Erhöhung des Leistungsverhaltens der Fahr zeuge oder des Leistungsverhaltens ihrer Reifen verwendet worden. Die Räder werden durch Gießen, Schmieden oder der gleichen so geformt, daß ihre Scheiben unterschiedliche Ge stalten aufweisen, damit sie eine hohe Festigkeit aufweisen und in dem äußeren Aussehen oder der Konstruktion gut sind. Die Räder werden in drei Typen klassifiziert, nämlich einen einteiligen Typ, einen zweiteiligen Typ und einen dreiteili gen Typ. Das Rad des einteiligen Typs besteht aus einem Stück, das monolithisch gefertigt ist durch Gießen, Schmieden oder dergleichen und eine Felge und eine Scheibe umfaßt. Das Rad des zweiteiligen Typs besteht aus zwei getrennt gefertig ten Stücken, welche eine Felge und eine Scheibe sind und durch Schweißen oder Bolzenklemmung fest miteinander verbun den sind. Das Rad des dreiteiligen Typs besteht aus drei ge trennt gefertigten Stücken, welche eine innere Felge, eine äußere Felge und eine Scheibe sind, die durch Schweißen oder Bolzenklemmung fest miteinander verbunden sind.

Nachfolgend werden die Bildung des Rades des dreiteiligen Typs, mit welchem sich das Gewicht des Rades leicht vermin dern läßt und welches eine relativ hohe Starrheit aufweist, und die Art der Montage der Stücke des Rades beschrieben. Fig. 4 zeigt ein Beispiel 23 des Rades, welches auch als "Unterkopf"-Rad bezeichnet wird und eine innere Felge 25, eine äußere Felge 26 und eine Scheibe 24 umfaßt, welche ge trennt geformt werden. Die Flansche 27 und 28 der inneren und der äußeren Felge 25 und 26 werden aufeinander aufgesetzt und dann durch Schrauben 11 und Muttern 12 an der äußeren Konstruktionsfläche der Scheibe 24 festgeklemmt. Die äußeren Umfangskanten der miteinander verbundenen Oberflächen der Flansche 27 und 28 werden bei 10 aneinandergeschweißt, um zu verhindern, daß Luft aus einem Reifen 5 entweicht, der auf eine Felgenanordnung aufgezogen ist, die aus der inneren und der äußeren Felge 25 und 26 besteht. Die Scheibe 24 weist ein Nabenloch 13 auf und 4 bis 6 Bolzenlöcher 14, welche in gleichmäßigen Abständen auf einem zu der Scheibe konzentri schen Kreis liegen und jeweils einen kreisförmigen Quer schnitt aufweisen. Die Scheibe 24 wird an einer Habe durch Radmuttern befestigt.

Fig. 5 zeigt ein anderes Beispiel 30 des Rades des dreitei ligen Typs, welches auch als "Überkopf"-Rad bezeichnet wird und eine innere Felge 32, eine äußere Felge 23 und eine Scheibe 31 umfaßt, welche getrennt geformt werden. Die Flan sche 34 und 35 der inneren und der äußeren Felge 32 und 33 werden aufeinander gesetzt und dann mit den Montageflächen der Scheibe 31 durch Bolzen und Muttern 12 festgeklemmt. Die äußeren Umfangskanten der untereinander verbundenen Flächen der Flansche 34 und 35 werden bei 10 aneinandergeschweißt, um zu verhindern, daß Luft aus einem Reifen 5 entweicht, der auf einer aus den Felgen bestehenden Felgenanordnung montiert. Die Scheibe 31 weist ein Nabenloch 13 auf sowie 4 bis 6 Bol zenlöcher 14, welche in gleichförmigen Abständen auf einem zu der Scheibe konzentrischen Kreis gelegen sind und jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Scheibe 31 wird an einer Habe durch Radmuttern befestigt.

Fig. 6 zeigt noch ein anderes Beispiel 37 des Rades des dreiteiligen Typs, welches auch als Rad mit Schichtaufbau (Sandwich) bezeichnet wird und eine innere Felge 39, eine äußere Felge 40 und eine Scheibe 38 umfaßt, welche getrennt geformt werden. Die Flansche 41 und 42 der inneren und der äußeren Felge 39 und 40 werden an den Seiten des Umfangsab schnitts 43 der Scheibe 38 bei seiner Montagefläche und Kon struktionsfläche durch Bolzen 11 und Muttern 12 so befestigt, daß die Flansche den Abschnitt einklemmen. Die äußeren Um fangskanten der miteinander verbundenen Flächen der Scheibe 38 und der Flansche 41 und 42 werden bei 10 miteinander ver schweißt, um zu verhindern, daß Luft aus einem Reifen 5 ent weicht, der auf einer Felgenanordnung montiert ist, die aus der inneren und der äußeren Felge 39 und 40 besteht. Die Scheibe 38 weist ein Habenloch 13 auf sowie 4 bis 6 Bolzenlö cher 14, welche in gleichmäßigen Abständen auf einer zu der Scheibe konzentrischen Kreis gelegen sind und jeweils einen kreisförmigen Querschnitt aufweisen. Die Scheibe 38 wird durch Radmuttern an einer Nabe befestigt.

Da die Flansche 41 und 42 der inneren und der äußeren Felge 39 und 40 des Sandwich-Rades 37 den Umfangsabschnitt 43 der Scheibe 38 auf seinen beiden Seiten einklemmen, benötigt das Rad zwei Schweißdichtungen 10, um zu verhindern, daß Luft aus dem Reifen S entweicht. Aus diesem Grund benötigt das Rad 37 zweimal so viel Schweißen wie die anderen Räder 23 und 30 des dreiteiligen Typs und ist teurer als diese. Das ist ein Pro blem.

Die Erfindung wurde unternommen, um das oben erwähnte Problem zu lösen. Dementsprechend ist ein Ziel der Erfindung die Schaffung eines Rades, welches ein dreiteiliges Rad mit Schichtanordnung für ein Fahrzeug ist, eine hohe Genauigkeit und Steifheit aufweist und billiger und effizienter herge stellt werden kann.

In dem Rad weisen eine innere und eine äußere Felge, welche eine Felgenanordnung zum Tragen eines Reifens bilden, Flan sche auf, die sich zur Rotationsachse des Rades erstrecken, und eine Scheibe, welche auf einer Habe montiert ist, und die Flansche sind durch Bolzen und Muttern derart miteinander verbunden, daß die Flansche den Umfangsabschnitt der Scheibe auf den beiden Seiten des Abschnitts einklemmen. Das Rad ist dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche der Felgen außerhalb der Umfangskante der Scheibe in ihrer Radialrichtung in Kon takt miteinander angeordnet sind, so daß die Flansche ein Stumpfstoßteil bilden, das mit einer Dichtungseinrichtung versehen ist, um zu verhindern, daß Luft aus dem Reifen ent weicht.

Die Dichtungseinrichtung ist eine Schweißdichtung, die gebil det wird als Ergebnis der Schweißung des Stumpfstoßteiles, einem auf das Teil aufgebrachten Dichtungsmittel, einer Dich tung, die zwischen die aneinandergefügten Flächen der Flan sche zum Zeitpunkt ihrer Verbindung miteinander zwischenge legt wird, oder dergleichen.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. In der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 eine Teilschnittansicht eines Rades, welches eine Ausführungsform der Vorrichtung ist und für ein Fahrzeug dient;

Fig. 2 eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teiles des Rades;

Fig. 3 eine vergrößerte Schnittansicht eines wesentlichen Teiles eines Rades, welches eine andere Ausfüh rungsform der Vorrichtung ist und für ein Fahrzeug dient;

Fig. 4 eine Teilschnittansicht eines herkömmlichen Rades für ein Fahrzeug;

Fig. 5 eine Teilschnittansicht eines anderen herkömmlichen Rades für ein Fahrzeug; und

Fig. 6 eine Teilschnittansicht eines weiteren herkömmli chen Rades für ein Fahrzeug.

Fig. 1 zeigt ein Rad 1, welches eine der Ausführungsformen ist und für ein Fahrzeug gedacht ist. Das Rad 1 umfaßt eine Scheibe 2, eine innere Felge 3 und eine äußere Felge 4, wel che durch Bolzen 11 und Muttern 12 fest miteinander verbunden sind.

Die innere Felge 3 besteht aus Aluminiumlegierung und weist eine Wulstauflage 3a auf zum Tragen eines Reifens 5 an einem seiner Wülste, einen Seitenkantenabschnitt 3b und einen ande ren Seitenkantenabschnitt, welcher ein Flansch 6 ist. Die Wulstauflage 3a und ein mittlerer Abschnitt der inneren Felge 3 sind einteilig (monolithisch) ausgebildet. Der Flansch 6 weist Bolzenlöcher in gleichmäßigen Abständen entlang dem Um fang der Felge 3 auf und erstreckt sich in der Umfangsrich tung der Felge und zu der Rotationsachse des Rades 1 hin.

Die äußere Felge 4 besteht aus Aluminiumlegierung und weist eine Wulstauflage 4a auf zum Tragen des Reifens 5 an seinem anderen Wulst, einen Seitenkantenabschnitt 4b und einen wei teren Seitenkantenabschnitt, welcher ein Flansch 7 ist, wel cher Bolzenlöcher in gleichmäßigen Abständen entlang dem Umkreis der Felge aufweist und sich in deren Umfangsrichtung und zu der Rotationsachse des Rades hin erstreckt.

Die Scheibe 2 besteht aus Aluminiumlegierung und ist dann mit einem Nabenloch 13 und 4 bis 6 Bolzenlöchern 14 versehen durch numerisch gesteuerte Bearbeitung. Die Bolzenlöcher 14 sind in gleichmäßigen Abständen auf einem zu der Scheibe 2 konzentrischen Kreis gelegen und weisen je einen kreisförmi gen Querschnitt auf. Die Scheibe 2 wird durch Radmuttern an einer Habe befestigt. Der periphere Abschnitt der Scheibe 2 weist einen Flansch 8 auf, welcher Bolzenlöcher in gleich mäßigen Abständen entlang dem Umkreis der Scheibe aufweist und sich in deren Umfangsrichtung und auswärts in ihrer Radi alrichtung erstreckt.

Ein Verfahren zum Verbinden der Scheibe 2, der inneren Felge 3 und der äußeren Felge miteinander wird nachfolgend im ein zelnen anhand von Fig. 2 beschrieben. Der radial äußere Ab schnitt des Flansches 7 der äußeren Felge 4 steht in Kontakt mit dem des Flansches 6 der inneren Felge 3. Der radial in nere Abschnitt des Flansches 7 der äußeren Felge 4 erstreckt sich von dem inneren Abschnitt des Flansches 6 der inneren Felge 3 weg zu der Konstruktionsfläche der Scheibe 2. Die Dicke eines Spaltes zwischen den radial inneren Abschnitten der Flansche 6 und 7 ist im wesentlichen gleich der Dicke des Flansches 8 der Scheibe 2.

Zum Verbinden werden die radial inneren Abschnitte der Flan sche 6 und 7 der inneren und der äußeren Felge 3 bzw. 4 zu erst auf beide Seiten des Flansches 8 der Scheibe 2 aufge setzt, um sie einzuklemmen. Die Bolzen 11 werden dann in die Bolzenlöcher der Flansche 6, 7 und 8 von der Seite der Scheibe 2 für ihre Konstruktionsfläche eingesetzt. Die Mut tern 12 werden auf den Bolzen 11 in Eingriff gebracht und an gezogen, um die Flansche 6, 7 und 8 miteinander zu verklem men.

Zu diesem Zeitpunkt werden die äußere Fläche des radial äuße ren Abschnitts des Flansches 6 der inneren Felge 3 und die innere Fläche des radial äußeren Abschnitts des Flansches 7 der äußeren Felge 4 stumpf aneinandergefügt, um ein Stumpf stoßteil 9 zu bilden. Das Stumpfstoßteil 9 wird dann an den peripheren Flächen der radial äußeren Abschnitte der Flansche 6 und 7 der Felgen mit einer Schweißdichtung 10 versehen, um zu verhindern, daß Luft aus dem Reifen 5 entweicht, der auf den Felgen montiert ist. Obwohl die radial inneren Abschnitte der Flansche 6 und 7 der Felgen 3 und 4 auf beiden Seiten des Flansches 8 der Scheibe 2 gelegen sind, sind die radial äuße ren Abschnitte der Flansche der Felgen aufeinander angeord net, um das Stumpfstoßteil 12 zu bilden, welches die einzige Felgenverbindung des Rades 1 ist und deren einzige Schweiß dichtung erfordert. Anders ausgedrückt, erfordert das Rad 1 nur einen Schweißschritt, obwohl das Rad ein dreiteiliger Sandwichtyp ist. Aus diesem Grund kann das Rad 1 billiger und effizienter hergestellt werden.

Die miteinander verbundenen Abschnitte der Scheibe 2, der in neren Felge 3 und der äußeren Felge 4 sind nicht darauf beschränkt, daß sie in den Formen der oben beschriebenen Aus führungsform gestaltet sind, sondern können in verschiedenen anderen Formen gestaltet werden. Zum Beispiel unterscheidet sich ein Rad 22, welches eine andere Ausführungsform ist und für ein Fahrzeug dient, von der vorhergehenden Ausführungs form 1 in den Formen der miteinander verbundenen Abschnitte der inneren und der äußeren Felge. Das Rad 22 umfaßt eine Scheibe 15, die innere Felge 16 und die äußere Felge 17, wel che durch Bolzen 11 und Muttern 12 fest miteinander verbunden sind. Der radial äußere Abschnitt des Flansches 18 der inne ren Felge 16 ist in Kontakt mit dem äußeren Abschnitt des Flansches 19 der äußeren Felge 17 angeordnet. Der radial in nere Abschnitt des Flansches 18 der inneren Felge 16 er streckt sich von dem inneren Abschnitt des Flansches 19 der äußeren Felge 17 weg zu der Montagefläche der Scheibe 15 hin. Die Dicke eines Spaltes zwischen den radial inneren Abschnit ten der Flansche 18 und 19 ist im wesentlichen gleich der Dicke des Flansches 20 der Scheibe 15. Um die Scheibe, die innere Felge 16 und die äußere Felge 17 miteinander zu ver binden, werden zuerst die radial inneren Abschnitte der Flan sche 18 und 19 der Felgen auf beide Seiten des Flansches 20 der Scheibe aufgesetzt. Die Bolzen 11 werden dann von der Seite der Scheibe 15 für ihre Designfläche in die Bolzenlö cher der Flansche 18, 19 und 20 eingesetzt. Die Muttern wer den auf die Bolzen 11 aufgeschraubt und angezogen, um die Scheibe und die Felgen miteinander zu verklemmen. Zu diesem Zeitpunkt werden die Außenfläche des radial äußeren Ab schnitts des Flansches 18 der inneren Felge 16 und die Innen fläche des radial äußeren Abschnitts des Flansches 19 der äußeren Felge 17 stumpf aneinandergefügt, um ein Stumpfstoß teil 21 zu bilden. Das Stumpfstoßteil 21 wird dann an den pe ripheren Flächen der radial äußeren Abschnitte der Flansche 18 und 19 der Felgen 16 und 17 mit einer Schweißdichtung 10 versehen, um zu verhindern, daß Luft aus einem Reifen ent weicht, der auf den Felgen montiert ist. Das Stumpfstoßteil 21 ist die einzige Felgenverbindung des Rades 22 und erfor dert nur die einzige Schweißdichtung 10. Anders ausgedrückt benötigt das Rad 22 nur einen Schweißschritt, obwohl das Rad von dem dreiteiligen Sandwich-Typ ist. Aus diesem Grund kann das Rad 22 billiger und effizienter hergestellt werden.

Jede der Ausführungsformen kann derart modifiziert werden, daß die radial äußeren Abschnitte der Flansche der inneren und der äußeren Felge aufeinander gelegen sind, die radial inneren Abschnitte der Flansche so gebogen sind, daß sie von einander weg verlaufen zu der Designfläche und Montagefläche der Scheibe hin, ein Spalt, dessen Dicke im wesentlichen gleich der des Flansches der Scheibe ist, zwischen den radial inneren Abschnitten der Felgen definiert wird, die Scheibe und die Felgen miteinander verklemmt werden durch Bolzen und Muttern, um zu bewirken, daß die Flansche der Felgen den Flansch der Scheibe in dem Zwischenraum einklemmen, und ein durch die stumpf aneinandergefügten Flächen der radial äuße ren Abschnitte der Flansche der Felgen gebildetes Stupfstoß teil mit einer Schweißdichtung an den peripheren Flächen der Abschnitte versehen wird.

Statt die Schweißdichtung in jeder der Ausführungsformen vor zusehen, kann vorgesehen werden, ein Dichtungsmittel an der Verbindungsstelle der peripheren Flächen der radial äußeren Abschnitte der Flansche der inneren und der äußeren Fläche aufzubringen, eine Dichtung zwischen die stumpf aneinanderge fügten Flächen der Abschnitte zwischenzulegen oder ähnlich zu verfahren. Ferner sind die Wulstauflagen der Felgen, der zen trale Abschnitt der inneren Felge, die Designfläche der Scheibe usw. nicht auf die Gestaltung der Formen in den Aus führungsformen beschränkt, sondern können in anderen Formen gestaltet werden. Außerdem können die miteinander verbundenen Flächen der inneren und der äußeren Felgen an dem zentralen Abschnitt der Felgenanordnung jedes der Räder 21 und 22 ange ordnet werden.

Ein für ein Fahrzeug vorgesehenes Rad umfaßt gemäß der Erfin dung eine innere und eine äußere Felge, welche eine Felgenan ordnung bilden zum Tragen eines Reifens und Flansche aufwei sen, die sich zu der Rotationsachse des Rades hin erstrecken, und eine Scheibe, die durch die Flansche der Felgen auf bei den Seiten der peripheren Fläche der Scheibe eingeklemmt wird und sich an einer Nabe befestigen läßt. Die Flansche der Felgen sind in Kontakt miteinander außerhalb der peripheren Kante der Scheibe in ihrer Radialrichtung angeordnet, so daß die Flansche ein Stumpfstoßteil bilden, welches die einzige Felgenverbindung ist, die das Rad aufweist, obwohl das Rad ein dreistückiger Sandwich-Typ ist. Da die Felgenverbindung nur eine Schweißdichtungseinrichtung benötigt, um zu verhin dern, daß Luft aus dem Reifen entweicht, erfordert das Rad nur einen Schweißschritt. Aus diesem Grund kann das Rad mit großer Genauigkeit und Steifheit billiger und effizienter hergestellt werden.

Claims

1. Rad für ein Fahrzeug, mit einer inneren und einer äußeren Felge zum Tragen eines Reifens, wobei die innere und die äußere Felge Flansche aufweisen, die sich zu der Rotations achse des Rades hin erstrecken, ferner einer Scheibe und den miteinander durch ein Befestigungsglied verbundenen Felgen, wobei die Scheibe auf einer Habe montiert ist, die dem Fahr zeug angepaßt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Flansche (6, 7) einen peri pheren Abschnitt (8) der Scheibe auf beiden Seiten des Ab schnitts (8) einklemmen und die Flansche (6, 7) in Kontakt miteinander außerhalb einer peripheren Kante der Scheibe (2) in ihrer Radialrichtung angeordnet sind, so daß die Flansche (6, 7) ein Stumpfstoßteil (9) bilden, das mit einer Dichtungs einrichtung (10) versehen ist, um zu verhindern, daß Luft aus dem Reifen (12) entweicht.

2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Be festigungsglied Bolzen (11) und Muttern (12) umfaßt.

3. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung eine Schweißdichtung (10) umfaßt.

4. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung ein Dichtungsmittel umfaßt, das auf eine Verbindungsstelle der peripheren Fläche radial äußerer Ab schnitte der Flansche (6, 7) aufgebracht ist.

5. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungseinrichtung eine Dichtung umfaßt, die zwischen die stumpf aneinandergefügten Flächen der Flansche (6, 7) zwi schengelegt ist.