DE4441615A1 - Blechrad und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Blechrad, bestehend aus einer Felge 1 und einer Schüssel 2, die durch eine Schweißnaht verbunden sind, wobei das Blechrad eine Sichtseite auf der im montierten Zustand außen liegenden Radseite und eine Nicht-Sichtseite für die Aufnahme von Bremsaggregaten aufweist und ein Verfahren zu seiner Herstellung.

Blechräder der eingangs genannten Art sind als sogenannte "Stahlfelgenräder" im Automobilbereich bekannt. Sie werden übli­ cherweise als zweiteilige Blechräder durch Verpressen eines Schüssel- und eines Felgenteils hergestellt. Die ineinander verpreßten Teile werden von der Nicht-Sicht-Seite des Blechrades her mit einer Kehlnaht verschweißt.

Es ist weiter bekannt, daß Kehlnähte beanspruchungsmäßig ungün­ stiger sind als Stumpfnähte. Siehe hierzu: Aluminiumtaschenbuch, 14. Auflage, Seite 821. In dem vorbeschriebenen Anwendungsfall ließen sich jedoch Kehlnähte bisher nicht vermeiden, so daß zur Erhöhung der Belastungsfähigkeit die Einpreßtiefe von Schüssel und Felge vergrößert werden mußte, um mehr Kräfte von der Felge auf die Schüssel und in umgekehrter Richtung übertragen zu kön­ nen.

Eine Vergrößerung der Einpreßtiefe führt jedoch zu einer Erhö­ hung des Gesamtgewichtes des Blechrades und zu einer Verringe­ rung des Freiraumes für die im Blechrad anzuordnenden Bremsag­ gregate. Ferner ist eine vergrößerte Einpreßtiefe auch aus fer­ tigungstechnischen Gründen problematisch.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Blechrad insbesondere für die Anwendung im Automobilbereich und vorzugsweise unter Verwendung von Leichtmetallwerkstoffen zu entwickeln, bei dem Schüssel und Felge eine geringe Einpreßtiefe aufweisen und bei dem der im Felgeninnenraum verbleibende Freiraum für die Bremsaggregate vergrößert ist und das sich fertigungstechnisch einfacher her­ stellen läßt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Blechrad mit den Merkmalen gemäß Anspruch 1 gelöst.

Es hat sich gezeigt, daß der Kraftverlaufin einem mehrteiligen Blechrad besonders günstig ist, wenn zwischen Felge 1 und Schüs­ sel 2 von der Sichtseite her eine strahlgeschweißte Stumpfnaht 3 angeordnet ist. Aus Fertigungsgründen ist es besonders vor­ teilhaft, wenn die Stumpfnaht 3 als Laserstrahlschweißnaht aus­ gebildet ist mit einer Schweißnahttiefe E < 10,0 mm. Dies er­ möglicht die Verwendung sehr enger Spalten, wobei die Schüssel 2 in die Felge 1 eingepreßt und die Einpreßtiefe P < 5,0 mm ist.

Es hat sich als besonders günstig erwiesen, wenn die Einpreßtie­ fe P begrenzt ist durch eine Wulst 4, die etwa in der Mitte eines mittleren Bereichs M im engsten Durchmesserbereich D der Felge 1 angeordnet ist. Hierdurch wird eine zentrale Anordnung der Schüssel in der Felge ermöglicht, wobei gleichzeitig die Wulst 4 als Anschlagfläche für den äußeren Rand der Schüssel 2 ausgebildet ist. Somit kann das zweiteilige Blechrad im vormon­ tierten Zustand fixiert werden. Ferner kann damit vorteilhaft die Wulst 4 als Schweißbadstütze für die Strahlschweißnaht 3 ausgebildet werden.

Durch die erfindungsgemäße Gestaltung des Blechrades können Schüssel 2 und Felge 1 aus Aluminium oder einer Aluminium­ legierung bestehen und gleichzeitig hohe Belastungen übertragen werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispie­ les näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Blechrad in Achsrichtung,

Fig. 2 Ausschnittsvergrößerung der Verbindungsstelle zwischen Schüssel und Felge gemäß Fig. 1.

In Fig. 1 ist ein Blechrad in vereinfachter Form dargestellt, bestehend aus einer Felge 1 und einer in die Felge eingepreßten Schüssel 2. Die Einpreßtiefe P wird durch eine Wulst 4 begrenzt, die gleichzeitig zur Fixierung und damit als Montagehilfe für den Zusammenbau der Schüssel 2 und der Felge 1 dient.

Im engsten Querschnittsbereich D des Blechrades 1 befindet sich ein mittlerer Bereich M, in dem die Wulst 4 angeordnet ist. Der mittlere Bereich M weist einen Radinnendurchmesser D auf, der gleichzeitig auch der Außendurchmesser für die Schüssel 2 ist, so daß beide Teile, nämlich Felge 1 und Schüssel 2, vor dem Verschweißen ineinander gepreßt und damit in eine vorgegebene Position gebracht werden können.

Die Situation vor dem Verschweißen an der Verbindungsstelle zwischen Felge 1 und Schüssel 2 wird in Fig. 2 vergrößert dar­ gestellt. Es ist die Einpreßtiefe P erkennbar, die vorzugsweise einen Wert von weniger als 5 mm aufweist, sowie die als An­ schlagfläche wirkende Wulst 4 die gleichzeitig die Wurzelspitze der Stumpfnaht 3 begrenzt.

Grundsätzlich ist sowohl ein Elektronenstrahlschweißen (EB- Schweißen) als auch ein Laserstrahlschweißen (LA-Schweißen) möglich. Es wird jedoch bevorzugt das Laserstrahlschweißen angewendet, da sich dies aufgrund der Versuche für die Verwendung bei sehr engen Spalten als besonders geeignet erwie­ sen hat.

Wie eingangs erwähnt, kann durch die geringe Einpreßtiefe P der Felgeninnenraum 5 besonders groß gehalten werden, so daß mehr Raum für die Bremsaggregate zur Verfügung steht als bei herkömm­ lichen Blechrädern.

Ferner kann durch die kurze Schweißnahttiefe E von weniger als 10 mm die Wärmeeinflußzone klein gehalten werden, was besonders bei der Verwendung von Aluminiumwerkstoffen Vorteile im Fertig­ keitsverhalten des Blechrades bringt.

Neben diesen technisch bedingten Vorteilen lassen sich auch optische Vorteile durch die schmale Schweißnaht auf der Sicht­ seite des Blechrades nutzen. Sie erhielt gleichzeitig eine Schutzfunktion gegen Spaltkorrosionseinflüsse, die im Kontaktbe­ reich zwischen Felge 1 und Schüssel 2 oftmals festgestellt wur­ den.

Claims (7)

1. Blechrad, bestehend aus einer Felge (1) und einer Schüssel (2), die durch eine Schweißnaht verbunden sind, wobei das Blechrad eine Sichtseite auf der im montierten Zustand außen liegenden Radseite und eine Nicht-Sichtseite für die Aufnahme von Bremsaggregaten aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Felge (1) und Schüssel (2) von der Sichtseite her eine strahlgeschweißte Stumpfnaht (3) angeordnet ist mit einem V-förmigen Nahtquerschnitt, dessen Spitze zur Nicht-Sichtseite hinweist, wobei die Schweißfuge aus einem ins Radinnere vorspringenden mittleren Felgenbereich M und einem äußeren Rand R der Schüssel (2) gebildet wird.

2. Blechrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge 1 eine Wulst (4) aufweist, die etwa in der Mitte des mittleren Bereiches M im engsten Durchmesser­ bereich D der Felge 1 angeordnet ist.

3. Blechrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulst (4) als Anschlagfläche für den äußeren Rand der Schüssel (2) ausgebildet ist.

4. Blechrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Wulst (4) als Schweißbadstütze für die Strahl­ schweißnaht (3) ausgebildet ist.

5. Blechrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schüssel (2) und Felge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung bestehen.

6. Verfahren zur Herstellung eines Blechrades, bestehend aus einer Felge (1) und einer Schüssel (2) mit einer Sichtseite auf der im montierten Zustand außenliegenden Radseite und einer Nicht-Sichtseite des Blechrades, die zur Aufnahme von Bremsaggregaten dient, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (1) und die Schüssel (2) in getrennten Um­ formverfahren hergestellt werden, danach ineinandergesteckt und durch Strahlschweißen von der Sichtseite des Blechrades her miteinander verbunden werden, wobei in der Schweißfuge zwischen der Felge (1) und der Schüssel (2) eine Stumpfnaht gebildet wird, die eine Schweißnahttiefe E < 10,0 mm auf­ weist.

7. Verfahren zur Herstellung eines Blechrades nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß Schüssel (2) und Felge (1) ineinander gepreßt werden, wobei die Einpreßtiefe P < 5,0 mm ist.