DE102007019485A1

DE102007019485A1 - Radfelge, insbesondere für Kraftfahrzeuge

Info

Publication number: DE102007019485A1
Application number: DE200710019485
Authority: DE
Inventors: Michael Braun; Manfred Beck
Original assignee: Individual
Current assignee: Hfs Hotforming Solutions De GmbH
Priority date: 2007-04-25
Filing date: 2007-04-25
Publication date: 2008-11-06

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Radfelge, insbesondere für Kraftfahrzeuge. Erfindungsgemäß ist die Felge ganz oder teilweise pressgehärtet, wobei die Felge Bereiche mit unterschiedlichem Presshärtungsgrad, d. h. unterschiedlicher Festigkeit und Härte, aufweisen kann.

Description

Die Erfindung betrifft eine Radfelge, insbesondere für Kraftfahrzeuge.
Bekanntermaßen spielt bei der Entwicklung von Fahrzeugbauteilen die Reduzierung des Gewichts eine wesentliche Rolle, insbesondere im Hinblick auf den Kraftstoffverbrauch. Die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Bauteile dürfen durch Gewichtsreduzierungen allerdings nicht beeinträchtigt sein. Insbesondere Radfelgen unterliegen mit zunehmender Leistungsfähigkeit der Fahrzeuge erhöhten Belastungen.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue Radfelge zu schaffen, die bei geringem Materialeinsatz eine hohe Festigkeit und Widerstandsfähigkeit aufweist.
Die diese Aufgabe lösende Radfelge nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie ganz oder teilweise pressgehärtet ist.
Durch die Presshärtung, d. h. durch Abkühlen in einem Presswerkzeug unter Pressdruck, lässt sich bei gegebener Materialmenge die Festigkeit und Widerstandsfähigkeit der Radfelge erheblich steigern. Darüber hinaus lassen sich Radfelgen mit hoher Maßgenauigkeit und damit geringer Unwucht herstellen, da bei dem Presshärtvorgang das Werkstück das Presswerkzeug ohne jede Rückfederung verlässt und damit genau die durch das Werkzeug vorgegebene Form aufweist. Bei herkömmlichen Härtungsverfahren würde sich die Radfelge infolge der Wärmeeinwirkung merklich verziehen. Große Festigkeit und Härte, insbesondere im Bereich des Reifenbetts, ver hindern Beschädigungen bei Reifendurchschlägen oder seitlichem Anfahren an Hindernisse.
Die Radfelge kann durch Warmumformung, insbesondere Warmtiefziehen hergestellt sein, wobei die Presshärtung vorzugsweise in einem Arbeitsgang mit dem Umformvorgang erfolgt. Die Teile können vorgeformt, d. h. in mehreren Stufen geformt sein, wobei in der letzten Stufe z. B. die Presshärtung erfolgt.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist die Felge Bereiche mit unterschiedlichem Presshärtungsgrad auf. D. h. die Presshärtung wird so gesteuert, dass sich in unterschiedlichen Bereichen unterschiedliche Härten und Festigkeiten ergeben. So kann gezielt an Stellen großer Belastung eine entsprechend große Festigkeit und Harte erreicht werden.
Die Radfelge kann aus einem einzigen Blechmaterialstück oder mehreren solchen Materialstücken hergestellt sein. Vorzugsweise ist ein das Reifenbett bildende Außenring der Radfelge und ein mit der Radnabe verbindbarer Innenteil der Radfelge jeweils aus einem Materialstück hergestellt, wobei die Materialstücke, z. B. durch Verschweißen miteinander verbunden sind. Es können pressgehärtete und nicht pressgehärtete Teile miteinander verbunden sein.
Besteht nur der das Reifenbett bildende Außenring aus einem gesonderten Blechteil, so kann dieser Außenring vorteilhaft aus einem rohrförmigen Rohling geformt sein, wobei in einem Arbeitsgang mit der Formung aus dem Rohling eine Presshärtung erfolgen kann.
Die die Radfelge bildenden Teile können durch Verschweißen, Löten, Kleben oder unter Verwendung von Schrauben oder Nieten aber auch durch Bördelung oder/und Verprägung miteinander verbunden sein, wobei die Teile insbesondere durch Warmbördeln bzw. Warmprägen bei gleichzeitiger Presshärtung verbunden werden. Eine Verbördelungsnaht oder Verprägungsnaht kann sich ringförmig entlang des das Reifenbett bildenden Außenteils erstrecken.
In einer Ausführungsform der Erfindung weist der mit der Radnabe verbindbare Innenteil der Radfelge radiale Stege und dazwischen breite Ausnehmungen auf. Durch Presshärten, insbesondere der Stege, lässt sich ein stabiles Rad aus Stahlblech in Speichenoptik herstellen.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist der das Reifenbett bildende Außenring der Radfelge am Außen- oder/und Innenrand umgebördelt und der Außenring weist in einem Randbereich einen im Querschnitt durch zwei Materiallagen gebildeten Abschnitt auf. Auf diese Weise lässt sich an den besonders belasteten Stellen des das Reifenbett bildenden Außenrings eine hohe Stabilität erzielen. Entsprechend widerstandsfähig ist die Radfelge gegen Durchschlagen und seitliches Anschlagen.
Eine der beiden Materiallagen kann bis an den Innenteil der Radfelge heranreichen. Bei einstückiger Herstellung der Radfelge geht die dem Reifenbett abgewandte Materiallage dann einstückig in das Innenteil über.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen und der beiliegenden, sich auf diese Ausführungsbeispiele beziehenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1 eine einstückig aus Stahlblech hergestellte Radfelge nach der Erfindung,
2 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung,
3 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung mit zwei Blechlagen am Außenrand des Felgenbetts,
4 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung mit jeweils zwei Materiallagen am Innen- und Außenrand des Felgenbetts,
5 und 6 jeweils aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelgen nach der Erfindung mit einer Umbördelung am Außenrand bzw. am Außenrand und am Innenrand,
7 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung, wobei die Blechteile durch Warmbördeln miteinander verbunden sind,
8 eine aus zwei Blechteilen hergestellte Radfelge nach der Erfindung, wobei die beiden Blechteile durch Warmverprägung miteinander verbunden sind,
9 und 10 eine Radfelge nach der Erfindung mit radialen, speichenartigen Stegen, und
11 eine Radfelge nach der Erfindung mit einer umlaufenden bzw. unterbrochen umlaufenden sickenförmigen Warmverprägung.
Eine in 1 im Schnitt gezeigte Hälfte einer Radfelge aus Stahlblech, mit einer Drehachse 1, weist einen Außenring 2 und einen Innenteil 3 auf. Der Außenring 2 bildet ein Reifenbett 4. An dem Innenteil 3 ist eine Öffnung 5 zur Aufnahme eines vorstehenden Teils der Radnabe und sind Löcher 6 für eine Schraubverbindung mit der Radnabe (nicht gezeigt) gebildet. Die Bezugszahl 7 weist auf ein Ventil hin.
Die Radfelge ist u. a. durch Warmtiefziehen aus einem einzigen Blechmaterialstück geformt. Am Außenrand des Reifenbetts 4 wurde das Blechmaterial umgebördelt, so dass der Außenring 2 in einem Randbereich 8 durch zwei Blechmateriallagen gebildet ist. Die dem Reifenbett 4 abgewandte Blechmateriallage geht einstückig in den mit der Radnabe verbindbaren Innenteil 3 drüber.
Die Radfelge ist pressgehärtet, wobei die Presshärtegrade, d. h. die Festigkeit und die Harte, in den durch Strichpunktlinien umrissenen Bereichen 9, 10 und 11 der Radfelge unterschiedlich sein können.
Eine in 2 gezeigte, in ähnlicher Weise pressgehärtete Radfelge weist einen Außenring 2a und einen Innenteil 3a auf, wobei der Außenring und der Innenteil jeweils aus einem gesonderten Blechmaterialstück geformt sind. Die Blechmaterialstücke verbindet bei 12 eine Schweißnaht.
Auch die in 3 gezeigte Radfelge besteht aus zwei bei 12b miteinander verschweißten Blechmaterialstücken. In einem Randabschnitt 8b, der bis an den Innenteil 3b heranreicht, ist der Außenring durch zwei Blechmateriallagen gebildet.
Eine in 4 gezeigte pressgehärtete Radfelge weist neben einem Randbereich 8c am Außenrand des Reifenbetts 4c auch in einem Randbereich 13 am Innenrand des Reifenbetts 4c zwei durch Umbördeln des Blechmaterials gebildete Materiallagen auf. Insbesondere diese Bereiche können in hohem Grade pressgehärtet sein, so dass die Felge gegen seitliches Anfahren, z. B. an Bordsteinkanten, unempfindlich ist.
Beim Ausführungsbeispiel von 5 ist ein schmaler Bereich 8d mit zwei Materiallagen nur am Außenrand des Felgenbettes 4d gebildet. Bei dem Ausführungsbeispiel von 6 gibt es sowohl am Außenrand als auch am Innenrand einen schmalen doppellagigen Bereich 8e bzw. 13e.
Abweichend von den vorangehenden Ausführungsbeispielen ist bei der in 7 gezeigten Radfelge ein Außenring 2f mit einem Innenteil 3f nicht durch Verschweißen sondern durch eine ringförmige Warmbördelung 14 verbunden, wobei die Warmbördelung zur Erhöhung der Verbindungsfestigkeit pressgehärtet ist.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 8 ist zur Verbindung der Felgenteile anstelle der Warmbördelung eine Warmverprägung 15 vorgesehen.
Es wird nun auf 9 und 10 Bezug genommen, wo eine einstückig hergestellte Radfelge mit einem Innenteil bzw. Innenbereich 3h gezeigt ist. Der Innenteil bzw. Innenbereich 3h weist speichenartige radiale Stege 16 auf, die durch breite Ausnehmungen 17 voneinander getrennt sind. Wie 10a erkennen lässt weisen die Stege 16 im Querschnitt eine U-Form auf, wobei der Basisschenkel mit einer Sicke 18 versehen ist.
Eine in 11 gezeigte Radfelge weist eine sickenförmige unterbrochene Warmverprägung 19 bzw. durchgehende Warmverprägung 20 in Ringform auf.

Claims

Radfelge, insbesondere für ein Kraftfahrzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge ganz oder teilweise pressgehärtet ist.
Radfelge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie durch Warmumformung, insbesondere Warmtiefziehen, hergestellt ist.
Radfelge nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sie Bereiche (9–11) mit unterschiedlichem Presshärtungsgrad, d. h. unterschiedlicher Festigkeit und Harte, aufweist.
Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus einem einstückigen Blechteil oder mehreren einstückigen Blechteilen hergestellt ist.
Radfelge nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Reifenbett (4) bildender Außenring (2) der Radfelge und der ein mit der Radnabe verbindbarer Innenteil (3) der Radfelge jeweils aus einem Blechmaterialstück hergestellt sind.
Radfelge nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der das Reifenbett (4) bildende Außenring (2) aus einem rohrförmigen Rohling geformt ist.
Radfelge nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der das Reifenbett (4) bildende Außenring (2) in einem Arbeitsgang mit der Formung aus dem rohrförmigen Rohling pressgehärtet ist.
Radfelge nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Radfelge bildende Teile (2f, 3f; 2g, 3g) durch eine Bördelung (14) oder/und Verprägung (15) miteinander verbunden sind.
Radfelge nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Teile (2f, 3f; 2g, 3g) durch Warmbördeln bzw. Warmverprägen unter gleichzeitiger Presshärtung der Verbindung miteinander verbunden sind.
Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der mit der Radnabe verbindbare Innenteil (3h) der Radfelge radiale Stege (16) aufweist.
Radfelge nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein das Reifenbett (4) bildender Außenring (2) der Radfelge am Außen- oder/und Innenrand umgebördelt und der Außenring in einem Randbereich (8, 13) durch zwei Materiallagen gebildet ist.
Radfelge nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass eine der beiden Materiallagen bis an den Innenteil (3) der Radfelge heranreicht und ggf. einstückig in den Innenteil (3) übergeht.