DE102020100689A1 - Method for producing a motor vehicle rim from aluminum or an aluminum alloy for a wheel of a motor vehicle and a motor vehicle rim - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftwagenfelge (1) ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Außenhorn (6) und einem Innenhorn (7) begrenztes Felgenbett (2), eine Nabe (4) mit einer Mittenausnehmung (8) und einem Lochkreis (9) sowie eine das Felgenbett (2) und die Nabe (4) miteinander verbindende Felgenmitte (3) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei die Kraftwagenfelge (1) nach dem Gießen wärmebehandelt wird und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge (1).
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftwagenfelge ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Außenhorn und einem Innenhorn begrenztes Felgenbett, eine Nabe mit einer Mittenausnehmung und einem Lochkreis sowie eine das Felgenbett und die Nabe miteinander verbindende, insbesondere im Längsschnitt außermittig an dem Felgenbett angreifende Felgenmitte aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge.The invention relates to a method for producing a motor vehicle rim made of aluminum or an aluminum alloy for a wheel of a motor vehicle, the motor vehicle rim having a rim bed delimited on opposite sides by an outer flange and an inner flange, a hub with a central recess and a hole circle, and the rim bed and the Has the hub connecting to one another, in particular in a longitudinal section eccentrically engaging the rim center on the rim well. The invention also relates to a motor vehicle rim.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift
Weiterhin zeigt die Druckschrift
Die Druckschrift
Eine weitere Temperiervorrichtung zum Temperieren eines Bauteils ist aus der Druckschrift
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten derartigen Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine besonders rasche und kostengünstige Herstellung der Kraftwagenfelge mit besonders filigranen Strukturen und gleichzeitig hoher Dauerfestigkeit ermöglicht.It is the object of the invention to propose a method for producing a motor vehicle rim from aluminum or an aluminum alloy for a wheel of a motor vehicle, which has advantages over known such methods, in particular enables a particularly fast and inexpensive production of the motor vehicle rim with particularly filigree structures and at the same time high fatigue strength .
Dies wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen, insbesondere Druckgießen, eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei die Kraftwagenfelge nach dem Gießen wärmebehandelt wird und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.This is achieved by a method for producing a motor vehicle rim having the features of
Die Kraftwagenfelge ist üblicherweise Bestandteil des Rads des Kraftfahrzeugs, wobei an dem Kraftfahrzeug mehrere Räder angeordnet sind, welche jeweils eine solche Kraftwagenfelge aufweisen. Das Kraftfahrzeug liegt in Form eines Kraftwagens vor und verfügt insoweit über mehr als zwei Räder, insbesondere über genau vier Räder. Die Kraftwagenfelge ist explizit für den Einsatz bei einem solchen als Kraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeug vorgesehen und ausgebildet. Die Kraftwagenfelge liegt also nicht als generische Kraftfahrzeugfelge vor, sondern ist für den Einsatz an dem Kraftwagen bestimmt und entsprechend ausgebildet.The motor vehicle rim is usually part of the wheel of the motor vehicle, with several wheels being arranged on the motor vehicle, each of which has such a motor vehicle rim. The motor vehicle is in the form of a motor vehicle and in this respect has more than two wheels, in particular exactly four wheels. The motor vehicle rim is explicitly intended and designed for use in such a motor vehicle designed as a motor vehicle. The motor vehicle rim is therefore not in the form of a generic motor vehicle rim, but is intended for use on the motor vehicle and is designed accordingly.
Die Kraftwagenfelge weist als wesentliche Bestandteile das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe auf. Das Felgenbett und die Nabe sind über die Felgenmitte miteinander verbunden, wobei zumindest das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe einstückig und materialeinheitlich miteinander ausgebildet sind. Das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe werden hierzu gleichzeitig miteinander ausgebildet, nämlich während eines einzigen Herstellungsschritts. Es ist also nicht vorgesehen, das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe separat voneinander herzustellen und nachträglich aneinander zu befestigen. Vielmehr erfolgt die Herstellung gemeinsam, nämlich durch das Gießen des Gießmaterials in der Gießform.The main components of the motor vehicle rim are the rim base, the rim center and the hub. The rim well and the hub are over the Rim center connected to one another, wherein at least the rim well, the rim center and the hub are integrally formed and made of the same material with one another. For this purpose, the rim well, the rim center and the hub are formed simultaneously with one another, namely during a single production step. There is therefore no provision for the rim well, the rim center and the hub to be produced separately from one another and subsequently to be fastened to one another. Rather, the production takes place jointly, namely by pouring the casting material in the casting mold.
Die Kraftwagenfelge weist eine Längsmittelachse auf, welche insbesondere einer Längsmittelachse der Nabe entspricht und bevorzugt mit einer späteren Drehachse des Rads zusammenfällt oder zumindest nahezu zusammenfällt. In axialer Richtung bezüglich dieser Längsmittelachse gesehen ist das Felgenbett auf gegenüberliegenden Seiten von dem Außenhorn und dem Innenhorn begrenzt. Das Außenhorn und das Innenhorn liegen insoweit auf gegenüberliegenden Seiten des Felgenbetts vor und schließen einen Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse gesehen zwischen sich ein. Der Reifenaufnahmebereich dient der Aufnahme eines Reifens, der zusammen mit der Kraftwagenfelge das Rad ausbildet. Reifenaufnahmebereich wird in radialer Richtung nach innen von dem Felgenbett und in axialer Richtung auf gegenüberliegenden Seiten von dem Außenhorn und dem Innenhorn begrenzt.The motor vehicle rim has a longitudinal center axis which in particular corresponds to a longitudinal center axis of the hub and preferably coincides or at least almost coincides with a later axis of rotation of the wheel. Viewed in the axial direction with respect to this longitudinal center axis, the rim base is delimited on opposite sides by the outer flange and the inner flange. The outer horn and the inner horn are located on opposite sides of the rim well and enclose a tire receiving area of the motor vehicle rim between them, viewed in longitudinal section with respect to the longitudinal center axis. The tire receiving area is used to receive a tire which, together with the vehicle rim, forms the wheel. The tire receiving area is delimited in the radial direction inward by the rim base and in the axial direction on opposite sides by the outer horn and the inner horn.
Besonders bevorzugt ist die gesamte Kraftwagenfelge in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen in einer ersten Richtung von dem Außenhorn und in einer zweiten Richtung von dem Innenhorn begrenzt, sodass das Außenhorn und das Innenhorn eine Gesamterstreckung der Kraftwagenfelge in axialer Richtung, entsprechend einer Breite der Kraftwagenfelge, definieren. Bei einer Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug wird das Rad über ein Radlager an einem Radträger drehbar gelagert. Das Außenhorn liegt nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug auf einer von dem Radträger abgewandten Seite der Kraftwagenfelge und das Innenhorn auf einer dem Radträger zugewandten Seite der Kraftwagenfelge vor.Particularly preferably, the entire motor vehicle rim is delimited in the axial direction or in longitudinal section in a first direction by the outer horn and in a second direction by the inner horn, so that the outer horn and the inner horn have a total extension of the motor vehicle rim in the axial direction, corresponding to a width of the motor vehicle rim. define. When the wheel is mounted on the motor vehicle, the wheel is rotatably mounted on a wheel carrier via a wheel bearing. After the wheel has been mounted on the motor vehicle, the outer flange is on a side of the motor vehicle rim facing away from the wheel carrier, and the inner flange is on a side of the motor vehicle rim facing the wheel carrier.
Das Außenhorn und das Innenhorn liegen in Form eines von dem Felgenbett ausgehenden Radialvorsprungs vor, der sich von dem Felgenbett in radialer Richtung nach außen erstreckt, wiederum bezogen auf die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge. Selbstverständlich sind auch das Außenhorn und das Innenhorn einstückig und materialeinheitlich mit dem Rest der Kraftwagenfelge, insbesondere dem Felgenbett, der Fehlgenmitte und der Nabe ausgebildet. Sie werden insoweit gleichzeitig mit diesen bei dem Gießen ausgebildet.The outer horn and the inner horn are in the form of a radial projection starting from the rim bed, which extends outwardly from the rim bed in the radial direction, again based on the longitudinal center axis of the motor vehicle rim. Of course, the outer horn and the inner horn are also formed in one piece and made of the same material with the rest of the motor vehicle rim, in particular the rim base, the center of the defect and the hub. To that extent, they are formed simultaneously with these during the casting.
Die Nabe verfügt über die Mittenausnehmung und den Lochkreis. Die Mittenausnehmung ist eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme einer Radnabe des Kraftfahrzeugs, an welcher das Rad bei der Montage an dem Kraftfahrzeug befestigt wird. Die Radnabe ist über das Radlager an dem Radträger drehbar gelagert. Der Lochkreis besteht aus mehreren entlang eines gedachten Kreises angeordneten Bohrungen, die jeweils zur Aufnahme eines Befestigungsmittels dienen, mithilfe dessen die Kraftwagenfelge an der Radnabe befestigt wird. Das Befestigungsmittel liegt beispielsweise in Form einer Schraube, eines Bolzens oder dergleichen vor.The hub has the center recess and the bolt circle. The central recess is a central recess for receiving a wheel hub of the motor vehicle, to which the wheel is fastened during assembly on the motor vehicle. The wheel hub is rotatably mounted on the wheel carrier via the wheel bearing. The bolt circle consists of several holes arranged along an imaginary circle, each of which serves to accommodate a fastening means, with the aid of which the motor vehicle rim is fastened to the wheel hub. The fastening means is in the form of a screw, a bolt or the like, for example.
Das Felgenbett und die Nabe sind über die Felgenmitte miteinander verbunden. Die Felgenmitte liegt also in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse gesehen zwischen dem Felgenbett und der Nabe vor. Sie erstreckt sich in radialer Richtung gesehen von der Nabe bis hin zu dem Felgenbett. Beispielsweise weist die Felgenmitte mehrere Speichen auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind. Die Felgenmitte kann jedoch auch in Umfangsrichtung durchgehend ausgestaltet sein, insbesondere vollständig.The rim base and the hub are connected to one another via the center of the rim. The center of the rim is therefore between the rim well and the hub, seen in the radial direction with respect to the longitudinal center axis. Seen in the radial direction, it extends from the hub to the rim well. For example, the center of the rim has a plurality of spokes which are arranged or formed at a distance from one another in the circumferential direction. The center of the rim can, however, also be designed continuously in the circumferential direction, in particular completely.
Die Felgenmitte greift in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen beispielsweise außermittig an dem Felgenbett an. Das bedeutet, dass sie abseits eines Mittelpunkts des Felgenbetts in axialer Richtung in dieses übergeht. Bevorzugt greift die Felgenmitte mit einem Abstand von dem Mittelpunkt des Felgenbetts in axialer Richtung an, der bezogen auf eine Gesamterstreckung des Felgenbetts in axialer Richtung mindestens 10 %, mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mehr beträgt. Beispielsweise geht die Felgenmitte in axialer Richtung gesehen endseitig des Felgenbetts in dieses über. In diesem Fall mündet die Felgenmitte im Längsschnitt gesehen in Überdeckung mit dem Außenhorn oder dem Innenhorn, bevorzugt ersterem, in das Felgenbett ein. Aufgrund der außermittig an dem Felgenbett angreifenden Felgenmitte wirkt auf die Felgenmitte nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug nicht nur eine Kraft in radialer Richtung, sondern zusätzlich ein Biegemoment in axialer Richtung beziehungsweise in einer die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge aufnehmenden gedachten Ebene. Hierdurch war es bislang notwendig, die Felgenmitte unter hohem Materialeinsatz entsprechend massiv auszubilden. Alternativ kann die Felgenmitte jedoch auch mittig an dem Felgenbett und/oder der Nabe angreifen.The center of the rim engages the rim well, for example eccentrically, when viewed in the axial direction or in the longitudinal section. This means that it merges into the rim well in the axial direction away from a center point. The center of the rim preferably engages at a distance from the center point of the rim bed in the axial direction, which is at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40% or more in relation to a total extension of the rim bed in the axial direction. For example, the center of the rim, viewed in the axial direction, merges into the rim base at the end of the latter. In this case, viewed in longitudinal section, the center of the rim opens into the rim bed in overlap with the outer flange or the inner flange, preferably the former. Due to the center of the rim acting off-center on the rim well, not only a force in the radial direction acts on the center of the rim after the wheel has been mounted on the motor vehicle, but also a bending moment in the axial direction or in an imaginary plane that takes up the longitudinal center axis of the motor vehicle rim. As a result, it has hitherto been necessary to make the center of the rim correspondingly massive, using a great deal of material. Alternatively, however, the center of the rim can also act centrally on the rim base and / or the hub.
Im Längsschnitt gesehen weist das Felgenbett in axialer Richtung bevorzugt eine größere Erstreckung auf als die Felgenmitte und die Nabe. Insbesondere ist die axiale Erstreckung des Felgenbetts größer als die axiale Erstreckung der Nabe, welche wiederum größer ist als die axiale Erstreckung der Felgenmitte. Beispielsweise beträgt die axiale Erstreckung der Nabe bezogen auf die axiale Erstreckung des Felgenbetts höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 %, höchstens 25 % oder höchstens 20 %. Die axiale Erstreckung der Felgenmitte beträgt bezogen auf die axiale Erstreckung des Felgenbetts beispielsweise höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 %. Durch die genannten Abmessungen wird eine von dem Felgenbett umgriffene Aufnahme für die Radnabe und/oder eine an dem Rad befestigte Bremsscheibe geschaffen, wobei die Radnabe und/oder die Bremsscheibe nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug in dieser Aufnahme vorliegen. Dies ist insbesondere bei dem außermittigen Angreifen der Felgenmitte an dem Felgenbett der Fall.Viewed in longitudinal section, the rim base preferably has a greater extent in the axial direction than the center of the rim and the hub. In particular, the axial extent of the rim well is greater than the axial extent of the hub, which is again greater than the axial extent of the center of the rim. For example, the axial extent of the hub in relation to the axial extent of the rim well is at most 50%, at most 40%, at most 30%, at most 25% or at most 20%. The axial extent of the center of the rim, based on the axial extent of the rim well, is, for example, at most 25%, at most 20%, at most 15%, at most 10% or at most 5%. The dimensions mentioned create a receptacle for the wheel hub and / or a brake disc attached to the wheel, which is encompassed by the rim well, the wheel hub and / or the brake disc being in this receptacle after the wheel has been mounted on the motor vehicle. This is the case in particular when the center of the rim engages the rim well off-center.
Die Kraftwagenfelge besteht durchgehend und materialeinheitlich aus dem Gießmaterial, nämlich dem Aluminium oder - bevorzugt - aus der Aluminiumlegierung. Dieses wird durch das Gießen verarbeitet. Bei dem Gießen kommt die Gießform zum Einsatz, mittels welcher die Kraftwagenfelge und damit zumindest das Felgenbett mitsamt dem Außenhorn und dem Innenhorn die Felgenmitte und die Nabe ausgebildet werden. Auch die Mittenausnehmung, welche im Übrigen auch als Radnabenaufnahme bezeichnet werden kann, wird vorzugsweise zumindest teilweise bei dem Gießen ausgebildet.The motor vehicle rim consists continuously and of the same material from the casting material, namely the aluminum or - preferably - the aluminum alloy. This is processed by casting. During the casting, the casting mold is used, by means of which the motor vehicle rim and thus at least the rim base together with the outer flange and the inner flange, the rim center and the hub are formed. The central recess, which can also be referred to as a wheel hub receptacle, is preferably at least partially formed during the casting.
Beispielsweise erfolgt das Gießen als Druckgießen, wobei auch andere Gießverfahren, wie zum Beispiel Kokillengießen oder dergleichen, nicht ausgeschlossen sind. Das Druckgießen kann beispielsweise bei Normaldruck oder - bevorzugt - als Vakuumdruckgießen erfolgen. Das Vakuumdruckgie-ßen zeichnet sich dadurch aus, dass die Gießform vor und/oder bei dem Einbringen des Gießmaterials in die Gießform zumindest teilweise evakuiert wird. Das bedeutet, dass die Gießform vor und/oder bei dem Einbringen des Gießmaterials mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Unter dem Unterdruck ist hierbei ein Druck zu verstehen, welcher gegenüber einem Einbringungsdruck, bei welchem das Gießmaterial in die Gießform eingebracht wird und/oder einem Umgebungsdruck in einer Außenumgebung der Gießform geringer ist. Beispielsweise beträgt der Unterdruck bezogen den Außendruck höchstens 50 %, höchstens 25 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 %. Beispielsweise beträgt der Restdruck zwischen 50 mbar und 200 mbar. Unter dem Restdruck ist der absolute Druck in der Gießform zu verstehen.For example, the casting takes place as pressure die casting, although other casting methods, such as for example permanent mold casting or the like, are not excluded. The pressure casting can for example take place at normal pressure or - preferably - as vacuum pressure casting. Vacuum pressure casting is characterized in that the casting mold is at least partially evacuated before and / or during the introduction of the casting material into the casting mold. This means that the casting mold is subjected to a negative pressure before and / or during the introduction of the casting material. The negative pressure is to be understood here as a pressure which is lower than an introduction pressure at which the casting material is introduced into the casting mold and / or an ambient pressure in an external environment of the casting mold. For example, the negative pressure in relation to the external pressure is at most 50%, at most 25%, at most 10% or at most 5%. For example, the residual pressure is between 50 mbar and 200 mbar. The residual pressure is to be understood as the absolute pressure in the casting mold.
Das Evakuieren der Gießform erfolgt beispielsweise mittels einer Unterdruckquelle, welche hierzu mit der Gießform in Strömungsverbindung gesetzt wird. Insbesondere wird die Gießform bereits vor dem Einbringen des Gießmaterials evakuiert. Beispielsweise erfolgt das Einbringen des Gießmaterials bei, insbesondere erst bei, Erreichen eines bestimmten Unterdrucks beziehungsweise Restdrucks in der Gießform. Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, die Gießform während des Einbringens des Gießmaterials zu evakuieren, also die Strömungsverbindung zwischen der Unterdruckquelle und der Gießform während des Einbringens des Gießmaterials in die Gießform aufrechtzuerhalten und die Unterdruckquelle zum Evakuieren der Gießform weiter zu betreiben. Hierdurch können besonders filigrane Strukturen der Kraftwagenfelge hergestellt werden.The casting mold is evacuated, for example, by means of a vacuum source, which for this purpose is placed in flow connection with the casting mold. In particular, the casting mold is evacuated before the casting material is introduced. For example, the casting material is introduced when, in particular only when, a certain negative pressure or residual pressure is reached in the casting mold. It can additionally or alternatively be provided to evacuate the casting mold while the casting material is being introduced, i.e. to maintain the flow connection between the vacuum source and the casting mold while the casting material is being introduced into the casting mold and to continue operating the vacuum source to evacuate the casting mold. In this way, particularly filigree structures of the motor vehicle rim can be produced.
Beispielsweise ist es vorgesehen, die Gießform zunächst mittels wenigstens einer Dichtung abzudichten, beispielsweise mittels einer Dichtschnur, insbesondere einer Silikondichtschnur. Anschließend wird das Gießmaterial in eine Gießkammer dosiert, die mit der Gießform strömungstechnisch verbunden ist. Hierzu ist die Gießkammer zumindest zeitweise mit einem Tiegel strömungstechnisch verbunden ist, in welchem das geschmolzene Gießmaterial bevorratet ist. Dann wird die Gießform mit dem Unterdruck beaufschlagt und das in der Gießkammer befindliche Gießmaterial in die Gießform hineingedrängt, insbesondere mittels eines druckbeaufschlagten Kolbens. Vorzugsweise besteht gleichzeitig die Strömungsverbindung zwischen der Gießkammer und dem Tiegel, insbesondere weiterhin. Das bedeutet, dass das Evakuieren der Gießkammer auch während des Einbringens des Gießmaterials erfolgt.For example, it is provided that the casting mold is initially sealed by means of at least one seal, for example by means of a sealing cord, in particular a silicone sealing cord. The casting material is then dosed into a casting chamber that is fluidically connected to the casting mold. For this purpose, the casting chamber is fluidically connected at least at times to a crucible in which the molten casting material is stored. The casting mold is then subjected to the negative pressure and the casting material located in the casting chamber is forced into the casting mold, in particular by means of a pressurized piston. The flow connection between the casting chamber and the crucible preferably exists at the same time, in particular still. This means that the casting chamber is evacuated while the casting material is being introduced.
Nach dem Gießen wird die Kraftwagenfelge wärmebehandelt, um besonders gute mechanische Eigenschaften der Kraftwagenfelge zu erzielen. Das Wärmebehandeln umfasst hierbei beispielsweise ein Lösungsglühen und/oder ein Abschrecken und/oder ein Warmauslagern. Bevorzugt schließt sich das Abschrecken an das Lösungsglühen an, wohingegen das Warmauslagern auf das Abschrecken folgt. Das Lösungsglühen kann entweder einstufig oder mehrstufig erfolgen, ebenso das Warmauslagern. Unter einem einstufigen Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern wird ein thermisches Behandeln verstanden, bei welchem die Kraftwagenfelge ausgehend von einer Ausgangstemperatur auf eine bestimmte Wärmebehandlungstemperatur erwärmt und auf dieser über einen bestimmten Zeitraum gehalten wird. Nachfolgend wird die Kraftwagenfelge von der Wärmebehandlungstemperatur in Richtung der Ausgangstemperatur, insbesondere bis auf die Ausgangstemperatur, abgekühlt und das Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern ist beendet. Das einstufige Lösungsglühen und das einstufige Warmauslagern werden gegenüber der mehrstufigen Vorgehensweise bevorzugt, weil sie mit einem geringeren Herstellungsaufwand der Kraftwagenfelge verbunden sind.After casting, the motor vehicle rim is heat-treated in order to achieve particularly good mechanical properties of the motor vehicle rim. The heat treatment here includes, for example, solution heat treatment and / or quenching and / or artificial aging. The quenching preferably follows the solution heat treatment, whereas the artificial aging follows the quenching. The solution heat treatment can be carried out either in one or more stages, as can artificial aging. A single-stage solution annealing or artificial aging process is understood to mean a thermal treatment in which the motor vehicle rim is heated from an initial temperature to a specific heat treatment temperature and is maintained at this temperature for a specific period of time. The motor vehicle rim is then cooled from the heat treatment temperature in the direction of the starting temperature, in particular down to the starting temperature, and the solution annealing or artificial aging process is ended. The single-stage solution heat treatment and the single-stage artificial aging are preferred over the multi-stage procedure because they are associated with lower manufacturing costs for the motor vehicle rim.
Das mehrstufige Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern bezeichnet hingegen ein thermischen Behandeln, bei welchem die Kraftwagenfelge ausgehend von der Ausgangstemperatur auf eine erste Wärmebehandlungstemperatur erwärmt und über einen bestimmten ersten Zeitraum auf dieser gehalten wird. Anschließend wird die Kraftwagenfelge auf eine zweite Wärmebehandlungstemperatur erwärmt oder abgekühlt und über einen bestimmten Zeitraum auf ihr gehalten. Ebenso kann für weitere Wärmebehandlungstemperaturen verfahren werden, sodass allgemein ausgedrückt die Kraftwagenfelge während des mehrstufigen Lösungsglühens beziehungsweise des mehrstufigen Warmauslagerns auf mehrere Wärmebehandlungstemperaturen gebracht und jeweils auf diese über einen bestimmten Zeitraum gehalten wird, bevor die Kraftwagenfelge wieder in Richtung der Ausgangstemperatur abgekühlt wird, insbesondere bis auf die Ausgangstemperatur. Die mehreren Wärmebehandlungstemperaturen sind hierbei voneinander verschieden und jeweils größer als die Ausgangstemperatur.The multi-stage solution annealing or artificial aging, on the other hand, denotes a thermal treatment in which the motor vehicle rim is heated to a first heat treatment temperature starting from the initial temperature and is kept at this temperature for a certain first period of time. The motor vehicle rim is then heated or cooled to a second heat treatment temperature and held on it for a certain period of time. The same procedure can be used for other heat treatment temperatures, so that, in general terms, the vehicle rim is brought to several heat treatment temperatures during the multi-stage solution annealing or the multi-stage artificial aging process and is held at these temperatures for a certain period of time before the vehicle rim is cooled down again in the direction of the initial temperature, in particular up to the starting temperature. The multiple heat treatment temperatures are different from one another and are each greater than the starting temperature.
In der Regel haben diese mehrstufigen Prozesse Vorteile bei den erzielbaren mechanischen Eigenschaften, vor allem bei den erzielbaren Festigkeiten, der 0,2%-Dehngrenze und der Zugfestigkeit. Des Weiteren gibt es durch das mehrstufige Lösungsglühen Vorteile bei der erzielbaren Maßhaltigkeit, da hier in der Regel eine geringere thermische Last auf die Teile aufgebracht wird als bei einer vergleichbaren einstufigen Wärmebehandlung.As a rule, these multi-stage processes have advantages in terms of the mechanical properties that can be achieved, especially the strengths that can be achieved, the 0.2% yield strength and the tensile strength. Furthermore, the multi-stage solution heat treatment has advantages in terms of the dimensional accuracy that can be achieved, since a lower thermal load is generally applied to the parts here than with a comparable single-stage heat treatment.
Das Wärmebehandeln, also insbesondere das Lösungsglühen und/oder das Abschrecken und/oder das Warmauslagern, erfolgt zumindest zeitweise lokal begrenzt und/oder lokal verschieden. Unter dem lokal begrenzten Wärmbehandeln wird ein Wärmebehandeln verstanden, bei welchem lediglich ein erster Teil der Kraftwagenfelge wärmebehandelt wird, wohingegen ein zweiter Teil der Kraftwagenfelge nicht oder mit einem anderen Wärmbehandlungsparameter wärmebehandelt wird.The heat treatment, that is to say in particular the solution annealing and / or the quenching and / or the artificial aging, takes place at least temporarily in a locally limited and / or locally different manner. The locally limited heat treatment is understood to mean a heat treatment in which only a first part of the motor vehicle rim is heat treated, whereas a second part of the motor vehicle rim is not heat treated or is heat treated with a different heat treatment parameter.
Hieraus folgt jedoch nicht zwingend, dass die Temperatur des zweiten Teils der Kraftwagenfelge konstant bleibt, insbesondere auf einer Ausgangstemperatur, welche die Kraftwagenfelge, insbesondere ihr zweiter Teil, unmittelbar vor dem Wärmebehandeln oder unmittelbar zu Beginn des Wärmebehandelns aufweist. Vielmehr kann es durch das Wärmebehandeln des ersten Teils durchaus zu einer Veränderung der Temperatur auch des zweiten Teils der Kraftwagenfelge kommen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Temperatur des zweiten Teils gezielt auf eine Solltemperatur eingestellt wird, nämlich durch das direkte Wärmebehandeln des ersten Teils. Der zweite Teil wird insoweit indirekt wärmebehandelt.However, it does not necessarily follow from this that the temperature of the second part of the motor vehicle rim remains constant, in particular at an initial temperature which the motor vehicle rim, in particular its second part, has immediately before the heat treatment or immediately at the start of the heat treatment. Rather, the heat treatment of the first part can certainly lead to a change in the temperature of the second part of the motor vehicle rim as well. However, it can also be provided that the temperature of the second part is specifically set to a target temperature, namely by the direct heat treatment of the first part. The second part is therefore indirectly heat-treated.
Das lokal begrenzte Wärmebehandeln ist also so zu verstehen, dass die Kraftwagenfelge lediglich in dem ersten Teil wärmebeaufschlagt wird, während dies für den zweiten Teil nicht der Fall ist. Das Wärmebeaufschlagen umfasst hierbei entweder ein Erhöhen der Temperatur oder ein Verringern der Temperatur, also ein Eintragen von Wärme oder ein Austragen von Wärme. Das Austragen von Wärme kann auch als Beaufschlagung mit Kälte beziehungsweise Kältebeaufschlagen bezeichnet werden.The locally limited heat treatment is therefore to be understood in such a way that the motor vehicle rim is only subjected to heat in the first part, while this is not the case for the second part. The application of heat here comprises either an increase in the temperature or a decrease in the temperature, that is to say an introduction of heat or an extraction of heat. The discharge of heat can also be referred to as the application of cold or the application of cold.
Im Falle des lokal verschiedenen Wärmebehandelns erfolgt das Wärmebehandeln für die gesamte Kraftwagenfelge, jedoch lokal verschieden. So wird beispielsweise der erste Teil der Kraftwagenfelge mit einem ersten Wärmbehandlungsparameter wärmebehandelt und der zweite Teil mit einem zweiten Wärmbehandlungsparameter, welcher von dem ersten Wärmbehandlungsparameter verschieden ist. Die Wärmebehandlungsparameter können beispielsweise eine Temperatur, ein Temperaturgradient oder einen Wärmeeintrag beziehungsweise einen Wärmeaustrag pro Zeiteinheit sein.In the case of the locally different heat treatment, the heat treatment is carried out for the entire motor vehicle rim, but locally differently. For example, the first part of the motor vehicle rim is heat treated with a first heat treatment parameter and the second part with a second heat treatment parameter which is different from the first heat treatment parameter. The heat treatment parameters can be, for example, a temperature, a temperature gradient or a heat input or a heat output per unit of time.
Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass für das lokal verschiedene Wärmebehandeln der erste Teil der Kraftwagenfelge mit einer ersten Temperatur oder einer ersten Wärmemenge pro Zeiteinheit beaufschlagt wird, wohingegen die der zweite Teil der Kraftwagenfelge mit einer zweiten Temperatur oder einer zweiten Wärmemenge pro Zeiteinheit beaufschlagt wird. Die zweite Temperatur ist hierbei von der ersten Temperatur und/oder die zweite Wärmemenge pro Zeiteinheit von der ersten Wärmemenge pro Zeiteinheit verschieden. Zudem sind die erste Temperatur und die zweite Temperatur jeweils von der Ausgangstemperatur und/oder der Umgebungstemperatur verschieden.It can be provided, for example, that for the locally different heat treatment, the first part of the vehicle rim is subjected to a first temperature or a first amount of heat per unit of time, whereas the second part of the motor vehicle rim is subjected to a second temperature or a second amount of heat per unit of time . The second temperature is different from the first temperature and / or the second amount of heat per unit of time differs from the first amount of heat per unit of time. In addition, the first temperature and the second temperature are each different from the starting temperature and / or the ambient temperature.
Es kann vorgesehen sein, dass die Wärmemengen pro Zeiteinheit das gleiche Vorzeichen oder aber verschiedene Vorzeichen aufweisen. In ersterem Fall unterscheiden sie sich zumindest hinsichtlich ihres Betrags, wohingegen in letzterem Fall der Betrag auch gleich sein kann. Wiederum beschreibt das Wärmebehandeln insoweit wahlweise einen Wärmeeintrag oder einen Wärmeaustrag. Hierbei können sowohl für den ersten Teil als auch für den zweiten Teil jeweils ein Wärmeeintrag oder ein Wärmeaustrag vorgesehen sein oder aber für den ersten Teil ein Wärmeeintrag und für den zweiten Teil ein Wärmeaustrag oder umgekehrt vorliegen.It can be provided that the amounts of heat per unit of time have the same sign or else different signs. In the former case they differ at least in terms of their amount, whereas in the latter case the amount can also be the same. In this respect, the heat treatment again optionally describes an input of heat or a discharge of heat. A heat input or a heat output can be provided for both the first part and the second part, or there can be a heat input for the first part and a heat output for the second part, or vice versa.
Das lokal begrenzte Wärmebehandeln beziehungsweise das lokal verschiedene Wärmebehandeln ermöglicht es, die Festigkeit der Kraftwagenfelge belastungsabhängig einzustellen. Beispielsweise wird ein hochbelasteter Bereich derart wärmebehandelt, dass er eine höhere Festigkeit aufweist als ein Bereich der Kraftwagenfelge, welcher weniger belastet ist. Hieraus ergeben sich eine bessere Performance der Kraftwagenfelge, eine längere Lebensdauer, eine höhere Widerstandsfähigkeit, auch gegen Vielbeanspruchung, und/oder ein besseres Leichtbaupotential.The locally limited heat treatment or the locally different heat treatment makes it possible to adjust the strength of the vehicle rim as a function of the load. For example, a highly stressed area is heat-treated in such a way that it has a higher strength than an area of the motor vehicle rim which is less burdened. This results in a better performance of the motor vehicle rim, a longer service life, a higher level of resistance, even against heavy loads, and / or a better lightweight construction potential.
Von den bislang genannten Bereichen der Kraftwagenfelge, also von dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Nabe und der Felgenmitte, sind das Innenhorn und die Felgenmitte besonders stark belastet. Beispielsweise erfolgt das Wärmebehandeln der Kraftwagenfelge daher derart, dass das Innenhorn und/oder die Felgenmitte lokal begrenzt wärmebehandelt werden, wohingegen das Wärmebehandeln der übrigen Bereiche unterbleibt, oder dass das Innenhorn und/oder die Felgenmitte einerseits sowie die restlichen Bereiche andererseits lokal verschieden wärmebehandelt werden, nämlich derart, dass das Außenhorn und/oder Felgenmitte mit einer höheren Festigkeit versehen werden als die übrigen Bereiche. Hierdurch werden besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.Of the previously mentioned areas of the motor vehicle rim, that is to say of the rim base, the outer flange, the inner flange, the hub and the center of the rim, the inner flange and the center of the rim are particularly heavily loaded. For example, the heat treatment of the motor vehicle rim is carried out in such a way that the inner flange and / or the center of the rim are heat-treated to a locally limited extent, whereas the other areas are not heat-treated, or that the inner flange and / or the center of the rim on the one hand and the remaining areas on the other hand are locally differently heat-treated, namely in such a way that the outer flange and / or the center of the rim are provided with a higher strength than the other areas. In this way, particularly advantageous properties of the motor vehicle rim are achieved.
Es kann - optional - vorgesehen sein, dass die Kraftwagenfelge wenigstens bereichsweise eine geringe Wandstärke von höchstens 15 mm, insbesondere höchstens 10 mm oder höchstens 5 mm, aufweist, und/oder eine Krümmung mit einem geringen Krümmungsradius von höchstens 4 mm aufweist, und/oder eine in axialer Richtung und radialer Richtung und/oder in axialer Richtung und in tangentialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge verlaufende Entformungsfläche aufweist, die vollständig in einer gedachten Ebene liegt, wobei die Ebene mit der Längsmittelachse einen Winkel einschließt, der mehr als 0° und höchstens 4° beträgt.It can - optionally - be provided that the motor vehicle rim has, at least in some areas, a small wall thickness of at most 15 mm, in particular at most 10 mm or at most 5 mm, and / or has a curvature with a small radius of curvature of at most 4 mm, and / or has a demolding surface running in the axial direction and in the radial direction and / or in the axial direction and in the tangential direction with respect to a longitudinal center axis of the motor vehicle rim, which lies completely in an imaginary plane, the plane enclosing an angle with the longitudinal center axis which is more than 0 ° and does not exceed 4 °.
Die mittels des Gießens hergestellte Kraftwagenfelge zeichnet sich durch eine besonders geringe Wandstärke und/oder eine Krümmung mit einem besonders geringen Krümmungsradius und/oder durch das Vorliegen der Entformungsfläche aus. Unter der Wandstärke ist die Dicke der Wand der Kraftwagenfelge an wenigstens einer Stelle zu verstehen. Die geringe Wandstärke kann also zum Beispiel an dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Felgenmitte und/oder der Nabe vorliegen. Besonders bevorzugt liegt die geringe Wandstärke an der Felgenmitte vor. Ganz besonders bevorzugt stellt die geringe Wandstärke die größte Wandstärke dar, beispielsweise die größte Wandstärke des Außenhorns, die größte Wandstärke des Innenhorns und/oder die größte Wandstärke der Felgenmitte. Selbstverständlich kann sie auch die größte Wandstärke des Felgenbetts und/oder der Nabe sein. Beispielsweise liegt die geringe Wandstärke lediglich in dem Felgenbett und/oder der Felgenmitte vor, wohingegen die anderen Bereiche der Kraftwagenfelge Wandstärken aufweisen, die größer sind als die geringe Wandstärke, insbesondere durchgehend.The motor vehicle rim produced by casting is characterized by a particularly small wall thickness and / or a curvature with a particularly small radius of curvature and / or by the presence of the demolding surface. The wall thickness is to be understood as the thickness of the wall of the motor vehicle rim at at least one point. The small wall thickness can therefore be present, for example, on the rim base, the outer flange, the inner flange, the center of the rim and / or the hub. The small wall thickness is particularly preferably at the center of the rim. Very particularly preferably, the small wall thickness represents the greatest wall thickness, for example the greatest wall thickness of the outer horn, the greatest wall thickness of the inner horn and / or the greatest wall thickness of the center of the rim. Of course, it can also be the greatest wall thickness of the rim well and / or the hub. For example, the small wall thickness is only present in the rim well and / or the center of the rim, whereas the other areas of the motor vehicle rim have wall thicknesses that are greater than the small wall thickness, in particular continuously.
Die geringe Wandstärke beträgt höchstens 15 mm, höchstens 10 mm, höchstens 7,5 mm oder höchstens 5 mm, ist bevorzugt jedoch kleiner. Somit beträgt sie beispielsweise höchstens 4 mm, höchstens 3 mm, höchstens 2 mm oder höchstens 1,5 mm. Umgekehrt beträgt die geringe Wandstärke besonders bevorzugt mindestens 1,5 mm oder mindestens 2 mm. In anderen Worten beträgt die geringe Wandstärke zum Beispiel mindestens 1,5 mm und höchstens 5 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 4 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 3 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 2 mm oder in etwa oder genau 1,5 mm. Sie kann jedoch auch mindestens 2 mm und höchstens 5 mm, mindestens 2 mm und höchstens 4 mm, mindestens 2 mm und höchstens 3 mm oder genau 2 mm betragen.The small wall thickness is at most 15 mm, at most 10 mm, at most 7.5 mm or at most 5 mm, but is preferably smaller. It is thus for example at most 4 mm, at most 3 mm, at most 2 mm or at most 1.5 mm. Conversely, the small wall thickness is particularly preferably at least 1.5 mm or at least 2 mm. In other words, the small wall thickness is, for example, at least 1.5 mm and at most 5 mm, at least 1.5 mm and at most 4 mm, at least 1.5 mm and at most 3 mm, at least 1.5 mm and at most 2 mm or in about or exactly 1.5 mm. However, it can also be at least 2 mm and at most 5 mm, at least 2 mm and at most 4 mm, at least 2 mm and at most 3 mm or exactly 2 mm.
Zusätzlich oder alternativ zu der geringen Wandstärke liegt die Krümmung mit dem geringen Krümmungsradius vor. Die Krümmung ist eine Krümmung einer Außenfläche beziehungsweise einer Außenumfangsfläche der Kraftwagenfelge. Die Außenfläche begrenzt eine Wandung der Kraftfahrzeugfelge nach außen. Die Krümmung kann an einer beliebigen Stelle der Kraftwagenfelge vorliegen, beispielsweise an dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Felgenmitte und/oder der Nabe. Die Krümmung ist insbesondere eine Übergangskrümmung zwischen zwei Flächen, welche - im Schnitt gesehen - gegeneinander angewinkelt sind und beispielsweise als plane Flächen vorliegen.In addition or as an alternative to the small wall thickness, the curvature is present with the small radius of curvature. The curvature is a curvature of an outer surface or an outer circumferential surface of the motor vehicle rim. The outer surface delimits a wall of the motor vehicle rim to the outside. The curvature can be present at any point on the motor vehicle rim, for example on the rim base, the outer flange, the inner flange, the center of the rim and / or the hub. The curvature is in particular a transition curvature between two surfaces which - seen in section - are angled with respect to one another and are present, for example, as flat surfaces.
Die Krümmung erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von mindestens 30°, mindestens 45°, mindestens 60° oder mindestens 90°. Die Krümmung weist den geringen Krümmungsradius auf, welcher höchstens 4 mm beträgt, bevorzugt jedoch kleiner ist. Beispielsweise entspricht der geringe Krümmungsradius insoweit also beispielsweise einem Krümmungsradius von höchstens 3 mm, höchstens 2 mm, höchstens 1,5 mm oder höchstens 1 mm. Bevorzugt sind Krümmungsradien von höchstens 2 mm oder weniger. Umgekehrt kann der Krümmungsradius zusätzlich mindestens 0,25 mm, mindestens 0,5 mm oder mindestens 0,75 mm betragen.The curvature preferably extends over an angle of at least 30 °, at least 45 °, at least 60 ° or at least 90 °. The curvature has the small radius of curvature, which is at most 4 mm, but is preferably smaller. For example, the small radius of curvature corresponds to a radius of curvature of at most 3 mm, at most 2 mm, at most 1.5 mm or at most 1 mm. Radii of curvature of at most 2 mm or less are preferred. Conversely, the radius of curvature can additionally be at least 0.25 mm, at least 0.5 mm or at least 0.75 mm.
Zusätzlich oder alternativ zu der geringen Wandstärke und/oder der Krümmung mit dem geringen Krümmungsradius kann die Kraftwagenfelge die Entformungsfläche aufweisen. Unter der Entformungsfläche ist eine ebene Fläche zu verstehen, die bei dem Gießen unmittelbar an der Gießform anliegt und entlang welcher nach dem Gießen das Entformen der Kraftwagenfelge aus der Gießform erfolgt. Die Entformungsfläche weist eine Erstreckung zumindest in axialer Richtung und in radialer Richtung und/oder - zusätzlich oder alternativ - in axialer Richtung und in tangentialer Richtung, jeweils bezüglich der Längsmittelachse der Kraftwagenfelge auf. In jedem Fall weist die Entformungsfläche also eine Erstreckung in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen auf und liegt insoweit vollständig in der gedachten Ebene.In addition or as an alternative to the small wall thickness and / or the curvature with the small radius of curvature, the motor vehicle rim can have the demolding surface. The demolding surface is to be understood as a flat surface which is in direct contact with the casting mold during casting and along which the motor vehicle rim is demolded from the casting mold after casting. The demolding surface has an extension at least in the axial direction and in the radial direction and / or - additionally or alternatively - in the axial direction Direction and in the tangential direction, each with respect to the longitudinal center axis of the motor vehicle rim. In any case, the demolding surface thus extends in two directions perpendicular to one another and to this extent lies completely in the imaginary plane.
Das Entformen der Kraftwagenfelge erfolgt in derselben Richtung. Beispielsweise wird ein Teil der Gießform nach dem Gießen in Richtung der Längsmittelachse, also in axialer Richtung, zum Öffnen der Gießform und zum Entnehmen der Kraftwagenfelge aus der Gießform verlagert. Das bedeutet, dass eine während des Gießens an der Entformungsfläche anliegende und diese ausbildende Gießformfläche der Gießform nach dem Gießen entlang der Längsmittelachse verlagert wird. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge muss ein Entformungswinkel, also ein zwischen der Entformungsfläche und der Längsmittelachse vorliegender Winkel, mindestens 5° betragen, um ein ordnungsgemäßes Entformen sicherzustellen.The motor vehicle rim is demolded in the same direction. For example, after casting, part of the casting mold is displaced in the direction of the longitudinal center axis, that is to say in the axial direction, in order to open the casting mold and to remove the motor vehicle rim from the casting mold. This means that a casting mold surface of the casting mold that rests against the demolding surface during casting and that forms this is displaced along the longitudinal center axis after casting. In a conventional method for producing a motor vehicle rim, a demolding angle, that is to say an angle between the demolding surface and the longitudinal center axis, must be at least 5 ° in order to ensure proper demolding.
Aufgrund des einstückigen und durchgehenden Ausbildens der Kraftwagenfelge durch Gießen aus Aluminium beziehungsweise der Aluminiumlegierung ist jedoch ein deutlich geringerer Winkel realisierbar. Der Winkel zwischen der Entformungsfläche beziehungsweise zwischen der die Entformungsfläche vollständig aufnehmenden Ebene und der Längsmittelachse beträgt insoweit zwischen infinitesimal mehr als 0° und 4°, diese Werte jeweils einschließend. Es kann also vorgesehen sein, dass die Entformungsfläche nahezu parallel zu der Längsmittelachse verläuft, sodass bei dem Entformen ein nahezu paralleles Verlagern der Gießformfläche und der Entformungsfläche auftritt. Unter dem Winkel von 0° ist zu verstehen, dass die Ebene und die Längsmittelachse ineinander liegen oder parallel zueinander verlaufen. Der Winkel beträgt beispielsweise mindestens 0,5°, mindestens 1° oder mindestens 1,5°. Höchstens ist jedoch ein Winkel von 1,5° vorgesehen. Beispielsweise beträgt der Winkel höchstens 3°, höchstens 2,0°, höchstens 1,5°, höchstens 1,0° oder höchsten 0,5°. Bevorzugt sind hierbei die kleineren Winkel von höchstens 2,0° und weniger.Due to the one-piece and continuous design of the motor vehicle rim by casting from aluminum or the aluminum alloy, however, a significantly smaller angle can be achieved. The angle between the demolding surface or between the plane completely accommodating the demolding surface and the longitudinal center axis is between infinitesimally more than 0 ° and 4 °, including these values. It can therefore be provided that the demolding surface runs almost parallel to the longitudinal center axis, so that during demolding there is an almost parallel displacement of the casting mold surface and the demolding surface. The angle of 0 ° means that the plane and the longitudinal center axis lie one inside the other or run parallel to one another. The angle is, for example, at least 0.5 °, at least 1 ° or at least 1.5 °. However, an angle of at most 1.5 ° is intended. For example, the angle is at most 3 °, at most 2.0 °, at most 1.5 °, at most 1.0 ° or at most 0.5 °. The smaller angles of at most 2.0 ° and less are preferred here.
Das beschriebene Vorgehen bei dem Herstellen der Kraftwagenfelge ermöglicht eine einfache, schnelle und kostengünstige Ausbildung der Kraftwagenfelge, welche gleichzeitig eine äußerst filigrane Struktur aufweist. Die schnelle Herstellung wird insbesondere erzielt, falls als Gießen das Druckgießen zum Einsatz kommt, bei welchem eine deutlich schnellere Füllung der Gießform erfolgt als bei einem Kokillengießen oder Niederdruckgießen, welches normalerweise zum Herstellen von Kraftwagenfelgen verwendet wird. Insgesamt lässt sich durch das Druckgießen also die Taktung bei dem Herstellen der Kraftwagenfelge deutlich erhöhen, sodass in derselben Zeitspanne eine größere Anzahl an Kraftwagenfelgen herstellbar ist. Auch die Erstarrungszeit ist für das Druckgießen deutlich kürzer als für das Kokillengießen. Auch die Erstarrungszeit ist für das Druckgießen deutlich kürzer als für das Kokillengießen.The procedure described in the manufacture of the motor vehicle rim enables a simple, fast and inexpensive construction of the motor vehicle rim, which at the same time has an extremely filigree structure. The rapid production is achieved in particular if die casting is used as casting, in which the casting mold is filled much more quickly than in chill casting or low-pressure casting, which is normally used for the production of motor vehicle rims. Overall, the die-casting can significantly increase the timing in the manufacture of the motor vehicle rim, so that a larger number of motor vehicle rims can be produced in the same period of time. The solidification time is also significantly shorter for die casting than for die casting. The solidification time is also significantly shorter for die casting than for die casting.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Felgenmitte mit mehreren in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse der Kraftwagenfelge voneinander beabstandeten Speichen ausgebildet wird. Eine solche Ausgestaltung der Felgenmitte wird insbesondere zur Gewichtsreduzierung der Kraftwagenfelge angewandt, jedoch auch zur Erzielung einer besseren Dämpfung. Die Felgenmitte ist insoweit nicht massiv und in Umfangsrichtung durchgehend ausgestaltet, sondern setzt sich aus den mehreren Speichen zusammen, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise erstreckt sich jede der mehreren Speichen von der Nabe in radialer Richtung bis hin zu dem Felgenbett, verbindet also die Nabe und das Felgenbett miteinander. Beispielsweise sind wenigstens drei Speichen, wenigstens vier Speichen, wenigstens fünf Speichen oder wenigstens sechs Speichen vorgesehen. Beispielsweise sind mindestens 10, mindestens 14 oder mindestens 18 Speichen realisiert. Vorzugsweise liegen höchstens 30 Speichen oder höchstens 20 Speichen vor. Beispielsweise erstreckt sich jede der Speichen in Umfangsrichtung über höchstens 30° oder weniger, bevorzugt höchstens 15° oder höchstens 10°.A further development of the invention provides that the center of the rim is formed with a plurality of spokes spaced from one another in the circumferential direction with respect to the longitudinal center axis of the motor vehicle rim. Such a configuration of the rim center is used in particular to reduce the weight of the motor vehicle rim, but also to achieve better damping. In this respect, the center of the rim is not solid and continuous in the circumferential direction, but is composed of the plurality of spokes which are arranged at a distance from one another in the circumferential direction. Each of the plurality of spokes preferably extends from the hub in the radial direction up to the rim base, that is to say connects the hub and the rim base to one another. For example, at least three spokes, at least four spokes, at least five spokes or at least six spokes are provided. For example, at least 10, at least 14 or at least 18 spokes are implemented. Preferably there are at most 30 spokes or at most 20 spokes. For example, each of the spokes extends in the circumferential direction over at most 30 ° or less, preferably at most 15 ° or at most 10 °.
Es kann vorgesehen sein, dass die Speichen eine konstante Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen, also ausgehend von dem Felgenbett bis hin zu der Nabe. Es kann jedoch auch eine Verästelung wenigstens einer der Speichen oder mehrerer oder jeder der Speichen vorgesehen sein, sodass sich also die jeweilige Speiche in mehrere Teilspeichen aufteilt. Beispielsweise erstreckt sich die Speiche zunächst ausgehend von der Nabe in radialer Richtung nach außen und teilt sich an einer Teilungsstelle in mehrere Teilspeichen auf, welche voneinander fortlaufen, insbesondere in Umfangsrichtung. Nach der Teilungsstelle verlaufen die Teilspeichen also voneinander beabstandet bis hin zu dem Felgenbett und greifen beabstandet voneinander an diesem an. Es kann vorgesehen sein, dass eine Längsmittelachse zumindest einer der Speichen, insbesondere die Längsmittelachsen mehrerer oder aller Speichen, die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge schneiden oder sogar senkrecht auf ihr stehen. Hierdurch wird eine besonders optimale Krafteinleitung aus der Felgenmitte beziehungsweise von den Speichen in die Nabe erzielt.It can be provided that the spokes have a constant extension in the circumferential direction, that is to say starting from the rim well up to the hub. However, branching of at least one of the spokes or several or each of the spokes can also be provided, so that the respective spoke is divided into several partial spokes. For example, starting from the hub, the spoke initially extends outward in the radial direction and divides into several partial spokes at a division point, which run away from one another, in particular in the circumferential direction. After the dividing point, the partial spokes run at a distance from one another up to the rim base and attack it at a distance from one another. It can be provided that a longitudinal center axis of at least one of the spokes, in particular the longitudinal center axes of several or all of the spokes, intersect the longitudinal center axis of the motor vehicle rim or even stand perpendicular to it. This achieves a particularly optimal introduction of force from the center of the rim or from the spokes into the hub.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmebehandeln ein Lösungsglühen umfasst, bei welchem die Kraftwagenfelge bereichsweise mit einer globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit einer höheren zweiten Temperatur beaufschlagt wird. Das Wärmebehandeln beziehungsweise das Lösungsglühen erfolgt insoweit lokal verschieden, weil die Kraftwagenfelge grundsätzlich auf die erste Temperatur erwärmt wird. Zusätzlich erfolgt ein lediglich bereichsweises Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit der zweiten Temperatur, welche höher ist als die erste Temperatur. Die erste Temperatur beträgt beispielsweise mindestens 510 °C und höchstens 535 °C. Das Beaufschlagen mit der globalen ersten Temperatur erfolgt bevorzugt über eine Zeitdauer von mindestens 25 Minuten, insbesondere mindestens 35 Minuten, bis höchstens 180 Minuten. Bevorzugt ist das Lösungsglühen ein einstufiges Lösungsglühen, auf welches ohne ein weiteres Lösungsglühen ein Abschrecken folgt. Vorzugsweise folgt also unmittelbar auf das Lösungsglühen das Abschrecken, insbesondere ohne dass die Kraftwagenfelge ausgehend von der für das Lösungsglühen verwendeten ersten Temperatur global weiter erwärmt wird. Allenfalls erfolgt ein weiteres Wärmebehandeln lokal, nämlich dort, wo die Kraftwagenfelge mit der höheren zweiten Temperatur beaufschlagt wird.A further development of the invention provides that the heat treatment includes a solution heat treatment in which the motor vehicle rim has a global first temperature and only a higher second temperature is applied in some areas. The heat treatment or solution annealing takes place locally differently because the vehicle rim is basically heated to the first temperature. In addition, the motor vehicle rim is subjected to the second temperature, which is higher than the first temperature, only in areas. The first temperature is, for example, at least 510 ° C and at most 535 ° C. The application of the global first temperature preferably takes place over a period of at least 25 minutes, in particular at least 35 minutes, up to a maximum of 180 minutes. The solution annealing is preferably a single-stage solution annealing, which is followed by quenching without any further solution annealing. Preferably, the quenching immediately follows the solution heat treatment, in particular without the vehicle rim being further heated globally starting from the first temperature used for the solution heat treatment. At most, further heat treatment takes place locally, namely where the motor vehicle rim is subjected to the higher second temperature.
Besonders bevorzugt beträgt die erste Temperatur bei dem Lösungsglühen mindestens 520 °C, mindestens 525 °C oder mindestens 530 °C und jeweils höchstens 535 °C oder höchstens 540 °C. Das Lösungsglühen wird weiter bevorzugt über eine Zeitdauer von mindestens 45 Minuten, mindestens 60 Minuten, mindestens 90 Minuten oder mindestens 120 Minuten und jeweils höchstens 180 Minuten durchgeführt. Durch die lange Zeitdauer wird eine besonders gleichmäßige Gefügestruktur der Kraftwagenfelge realisiert. Die zweite Temperatur wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der ersten Temperatur gewählt und ist mindestens 5 %, mindestens 10 %, mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mindestens 50 % größer als die erste Temperatur. Mit einer derart hohen zweiten Temperatur wird eine besonders gute Festigkeit der Kraftwagenfelge in einem lokal begrenzten Bereich geschaffen.The first temperature in the solution heat treatment is particularly preferably at least 520 ° C., at least 525 ° C. or at least 530 ° C. and in each case at most 535 ° C. or at most 540 ° C. in each case. The solution heat treatment is further preferably carried out over a period of at least 45 minutes, at least 60 minutes, at least 90 minutes or at least 120 minutes and in each case not more than 180 minutes. Due to the long duration, a particularly uniform structure of the motor vehicle rim is achieved. The second temperature is preferably selected as a function of the first temperature and is at least 5%, at least 10%, at least 20%, at least 30%, at least 40% or at least 50% greater than the first temperature. With such a high second temperature, a particularly good strength of the motor vehicle rim is created in a locally limited area.
Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die erste Temperatur einer Umgebungstemperatur entspricht. Das bedeutet, dass schlussendlich das Lösungsglühen lediglich lokal begrenzt erfolgt, weil die Kraftwagenfelge global während des Lösungsglühens bei der Umgebungstemperatur vorliegt und lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur beaufschlagt wird, welche höher ist als die Umgebungstemperatur. Anstelle der Umgebungstemperatur kann selbstverständlich auch eine Ausgangstemperatur herangezogen werden, welche die Kraftwagenfelge unmittelbar vor dem Lösungsglühen oder unmittelbar zu Beginn des Lösungsglühens aufweist. Besonders bevorzugt ist die Temperatur der Kraftwagenfelge unmittelbar vor dem Lösungsglühen beziehungsweise unmittelbar zu Beginn des Lösungsglühens homogen und entspricht durchgehend der Umgebungstemperatur beziehungsweise der Ausgangstemperatur.It can be provided here that the first temperature corresponds to an ambient temperature. This means that ultimately the solution annealing only takes place locally, because the vehicle rim is present globally during the solution annealing at the ambient temperature and is only subjected to the second temperature in some areas, which is higher than the ambient temperature. Instead of the ambient temperature, it is of course also possible to use an initial temperature which the motor vehicle rim has immediately before the solution heat treatment or immediately at the start of the solution heat treatment. The temperature of the motor vehicle rim is particularly preferably homogeneous immediately before the solution heat treatment or immediately at the start of the solution heat treatment and continuously corresponds to the ambient temperature or the starting temperature.
Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Temperatur höher gewählt wird als die Umgebungstemperatur, sodass die erste Temperatur größer ist als diese. Entsprechend erfolgt das Lösungsglühen mit lokal verschiedenen Temperaturen, nämlich der globalen ersten Temperatur, welche insbesondere größer ist als die Umgebungstemperatur beziehungsweise die Ausgangstemperatur, und der höheren zweiten Temperatur. Hierdurch wird eine durchgehend hohe Festigkeit der Kraftwagenfelge realisiert.Of course, however, it can also be provided that the first temperature is selected to be higher than the ambient temperature, so that the first temperature is higher than this. Correspondingly, the solution annealing takes place at locally different temperatures, namely the global first temperature, which is in particular greater than the ambient temperature or the initial temperature, and the higher second temperature. As a result, a consistently high strength of the motor vehicle rim is achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Beaufschlagen mit der höheren zweiten Temperatur durch Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Infrarotlichtbestrahlen, oder durch induktives oder konvektives Erwärmen erfolgt. In jedem Fall soll die höhere zweite Temperatur lediglich lokal an der Kraftwagenfelge vorliegen, sodass das Bestrahlen mit der elektromagnetischen Strahlung beziehungsweise das konduktive oder konvektive Erwärmen lediglich lokal durchgeführt wird.A further development of the invention provides that the higher second temperature is applied by irradiation with electromagnetic radiation, in particular by infrared light irradiation, or by inductive or convective heating. In any case, the higher second temperature should only be present locally on the motor vehicle rim, so that the irradiation with the electromagnetic radiation or the conductive or convective heating is only carried out locally.
Das Erwärmen mittels der elektromagnetischen Strahlung erfolgt besonders bevorzugt durch Bestrahlen mit Infrarotlicht. Für das induktive Erwärmen wird ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in lediglich einem Teil der Kraftwagenfelge eine Temperaturerhöhung bewirkt. Schlussendlich kann das Erwärmen auch konvektiv durchgeführt werden. Hierzu wird die Kraftwagenfelge beispielsweise mit einem Körper in Anlagekontakt gebracht, welcher die höhere zweite Temperatur aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann das konvektive Erwärmen selbstredend durch ein Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit einem Fluid oder einem fluidisierten Medium erfolgen, welches die zweite Temperatur aufweist.The heating by means of the electromagnetic radiation is particularly preferably carried out by irradiation with infrared light. An electromagnetic alternating field is generated for inductive heating, which causes a temperature increase in only part of the vehicle rim. Finally, the heating can also be carried out convectively. For this purpose, the motor vehicle rim is brought into contact with a body, for example, which has the higher second temperature. Additionally or alternatively, the convective heating can of course take place by subjecting the motor vehicle rim to a fluid or a fluidized medium which has the second temperature.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur gleichzeitig oder nacheinander erfolgt. Es kann also vorgesehen sein, die Kraftwagenfelge auf die globale erste Temperatur zu erwärmen, während die Kraftwagenfelge die globale erste Temperatur aufweist lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur zu beaufschlagen. Alternativ wird zunächst das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur vorgenommen und anschließend die Kraftwagenfelge wieder abgekühlt, nämlich auf eine Temperatur, die kleiner ist als die erste Temperatur, vorzugsweise bis auf die Ausgangstemperatur.A further development of the invention provides that the solution heat treatment with the global first temperature and only in areas with the second temperature take place simultaneously or one after the other. Provision can therefore be made for the motor vehicle rim to be heated to the global first temperature, while the motor vehicle rim has the global first temperature only to have the second temperature applied to it in certain areas. Alternatively, the solution annealing is first carried out with the global first temperature and then the motor vehicle rim is cooled again, namely to a temperature which is lower than the first temperature, preferably down to the starting temperature.
Erst nach dem Abkühlen wird die Kraftwagenfelge im Zuge des Lösungsglühens mit der zweiten Temperatur lediglich bereichsweise beaufschlagt. Im Falle des gleichzeitigen Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur werden in den mit der höheren Temperatur beaufschlagten Bereichen der Kraftwagenfelge mehr aushärtende Elemente, wie beispielsweise Magnesium, gelöst, die beim Auslagern eine lokal erhöhte Festigkeit bewirken. In jedem Fall wird mit der beschriebenen Vorgehensweise eine besonders hohe Materialfestigkeit der Kraftwagenfelge erzielt.Only after it has cooled down is the vehicle rim in the course of solution annealing with the second Temperature only applied in certain areas. If the vehicle rim is exposed to the first temperature and the second temperature at the same time, more hardening elements, such as magnesium, are dissolved in the areas of the vehicle rim exposed to the higher temperature, which cause a locally increased strength during aging. In any case, a particularly high material strength of the motor vehicle rim is achieved with the procedure described.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge zwischen dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur abgekühlt, insbesondere abgeschreckt, wird. Das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur und der zweiten Temperatur erfolgt insoweit nacheinander, wobei die Kraftwagenfelge zwischenzeitlich abgekühlt wird. Zunächst wird also die Kraftwagenfelge mit der globalen ersten Temperatur beaufschlagt und über eine bestimmte erste Zeitspanne auf dieser gehalten.A further development of the invention provides that the motor vehicle rim is cooled, in particular quenched, between the solution heat treatment at the first temperature and the solution heat treatment at the second temperature. The solution annealing with the global first temperature and the second temperature takes place one after the other, with the vehicle rim being cooled in the meantime. The first global temperature is therefore applied to the motor vehicle rim and is kept at this for a specific first period of time.
Anschließend wird die Kraftwagenfelge abgekühlt, nämlich auf eine Temperatur, welche kleiner ist als die erste Temperatur. Besonders bevorzugt wird die Kraftwagenfelge bis auf die Umgebungstemperatur beziehungsweise die Ausgangstemperatur abgekühlt. Das Abkühlen erfolgt beispielsweise mit einem Temperaturgradient von höchstens 20 K/s oder alternativ in Form eines Abschreckens, für welches bevorzugt ein Temperaturgradient von mindestens 20 K/s verwendet wird.The motor vehicle rim is then cooled, namely to a temperature which is lower than the first temperature. The motor vehicle rim is particularly preferably cooled down to the ambient temperature or the starting temperature. The cooling takes place, for example, with a temperature gradient of at most 20 K / s or alternatively in the form of quenching, for which a temperature gradient of at least 20 K / s is preferably used.
Das Abkühlen erfolgt beispielsweise durch Luft mittels natürlicher Konvektion, insbesondere ausschließlich. Das Abschrecken wird hingegen vorzugsweise mittels eines Fluids, insbesondere mittels Wasser, durchgeführt. Das Fluid wird hierbei auf die Kraftwagenfelge zum Abschrecken aufgebracht, insbesondere aufgesprüht. Alternativ wird die Kraftwagenfelge in das Fluid zumindest teilweise oder sogar vollständig eingetaucht. Alternativ kann das Abschrecken mittels eines fluidisierten Mediums erfolgen. Besonders bevorzugt beträgt der Temperaturgradient bei dem Abschrecken mindestens 40 K/s, mindestens 70 K/s oder mindestens 100 K/s.The cooling takes place, for example, through air by means of natural convection, in particular exclusively. Quenching, on the other hand, is preferably carried out by means of a fluid, in particular by means of water. The fluid is applied to the motor vehicle rim for quenching, in particular sprayed on. Alternatively, the motor vehicle rim is at least partially or even completely immersed in the fluid. Alternatively, the quenching can take place by means of a fluidized medium. The temperature gradient during quenching is particularly preferably at least 40 K / s, at least 70 K / s or at least 100 K / s.
Beispielsweise wird der Temperaturgradient auf maximal 150 K/s, maximal 200 K/s oder maximal 300 K/s begrenzt, sodass insgesamt der Temperaturgradient 20 K/s bis 300 K/s beträgt. Vorzugsweise beträgt er 20 K/s bis 200 K/s. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Temperaturgradient bei dem Abschrecken mittels des Fluids beziehungsweise des fluidisierten Mediums stets höchstens 60 K/s, höchstens 40 K/s oder höchstens 20 K/s beträgt. Hierzu wird beispielsweise eine Temperatur des Fluids beziehungsweise des Mediums entsprechend eingestellt. Die beschriebene Vorgehensweise führt zu einer Kraftwagenfelge mit besonders guten mechanischen Eigenschaften.For example, the temperature gradient is limited to a maximum of 150 K / s, a maximum of 200 K / s or a maximum of 300 K / s, so that the total temperature gradient is 20 K / s to 300 K / s. It is preferably 20 K / s to 200 K / s. It can also be provided that the temperature gradient during quenching by means of the fluid or the fluidized medium is always at most 60 K / s, at most 40 K / s or at most 20 K / s. For this purpose, for example, a temperature of the fluid or the medium is set accordingly. The procedure described leads to a motor vehicle rim with particularly good mechanical properties.
Nach dem Abkühlen beziehungsweise dem Abschrecken wird die Kraftwagenfelge lediglich lokal mit der höheren zweiten Temperatur beaufschlagt. Zu Beginn des Beaufschlagens weist die Kraftwagenfelge insoweit eine Temperatur auf, welche kleiner ist als die erste Temperatur und beispielsweise der Umgebungstemperatur oder der Ausgangstemperatur entspricht. Besonders bevorzugt weist die Kraftwagenfelge vor dem Beaufschlagen mit der zweiten Temperatur eine homogene Temperatur auf, also eine durchgehend gleiche Temperatur.After cooling or quenching, the motor vehicle rim is only exposed to the higher second temperature locally. At the beginning of the application, the motor vehicle rim has a temperature which is lower than the first temperature and, for example, corresponds to the ambient temperature or the starting temperature. It is particularly preferable for the motor vehicle rim to have a homogeneous temperature before the second temperature is applied, that is to say a temperature that is the same throughout.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen gleichzeitig oder zeitversetzt lokal unterschiedlich abgekühlt wird. Auch das Abkühlen, welches beispielsweise in Form des Abschreckens erfolgt, kann insoweit lokal unterschiedlich erfolgen. Das lokal unterschiedliche Abkühlen kann wiederrum gleichzeitig oder zeitversetzt vorgenommen werden. In ersterem Fall wird die Kraftwagenfelge an unterschiedlichen Stellen mit unterschiedlichen Temperaturgradienten abgekühlt, beispielsweise indem sie mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird. Dies erfolgt gleichzeitig.A further development of the invention provides that the motor vehicle rim is cooled locally differently at the same time or at different times after the solution heat treatment. The cooling, which takes place, for example, in the form of quenching, can also take place locally differently in this respect. The locally different cooling can in turn be carried out at the same time or at different times. In the first case, the motor vehicle rim is cooled at different points with different temperature gradients, for example by being subjected to different temperatures. This is done at the same time.
Alternativ kann das lokal unterschiedliche Abkühlen auch zeitversetzt erfolgen, sodass zunächst ein Bereich der Kraftwagenfelge mit einem ersten Temperaturgradient abgekühlt beziehungsweise mit einer ersten Temperatur beaufschlagt und nachfolgend ein von dem ersten Bereich verschiedener zweiter Bereich der Kraftwagenfelge mit einem zweiten Temperaturgradient beziehungsweise durch Beaufschlagen mit einer zweiten Temperatur abgekühlt wird, wobei der zweite Temperaturgradient von dem ersten Temperaturgradient und/oder die zweite Temperatur von der ersten Temperatur verschieden ist.Alternatively, the locally different cooling can also take place with a time delay, so that initially an area of the vehicle rim is cooled with a first temperature gradient or has a first temperature applied to it, and then a second area of the vehicle rim, which is different from the first area, with a second temperature gradient or by applying a second temperature is cooled, the second temperature gradient being different from the first temperature gradient and / or the second temperature being different from the first temperature.
Das lokal unterschiedliche Abkühlen erfolgt nach dem Lösungsglühen und vorzugsweise vor dem Warmauslagern. Beispielsweise erfolgt das Abkühlen nach dem Lösungsglühen als solchem, also beispielsweise nach dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das gleichzeitige oder zeitversetzte lokal unterschiedliche Abkühlen zwischen dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur vorgenommen wird. Bei dem lokal unterschiedlichen Abkühlen wird beispielsweise die Kraftwagenfelge mit einem Kühlelement in Anlagekontakt gebracht, beispielsweise einem Kühlelement aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht das Erzielen einer besonders hohen Materialfestigkeit der Kraftwagenfelge.The locally different cooling takes place after the solution heat treatment and preferably before artificial aging. For example, the cooling takes place after the solution heat treatment as such, for example after the solution heat treatment with the first temperature and the second temperature. However, it can also be provided that the simultaneous or time-offset locally different cooling is carried out between the solution annealing at the first temperature and the solution annealing at the second temperature. In the case of locally different cooling, for example the motor vehicle rim is brought into abutment contact with a cooling element, for example a cooling element made of metal, in particular made of copper or aluminum. The procedure described enables a particularly high material strength of the motor vehicle rim to be achieved.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen zunächst lokal abgekühlt und anschließend als Ganzes abgekühlt wird. Das Abkühlen der Kraftwagenfelge kann wiederum nach dem Lösungsglühen als solchem oder nach dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und vor dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur vorgenommen werden. Es ist vorgesehen, die Kraftwagenfelge zunächst lokal abzukühlen, beispielsweise mittels des Kühlelements oder durch Beaufschlagung mit dem Fluid. Das lokale Abkühlen kann wiederum in Form des Abschreckens erfolgen. Durch das lokale Abkühlen wird die Temperatur der Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen lokal verringert, nämlich in Richtung der Umgebungstemperatur beziehungsweise der Ausgangstemperatur, vorzugsweise jedoch nicht bis auf diese.A further development of the invention provides that the motor vehicle rim is first locally cooled after the solution heat treatment and then cooled as a whole. The motor vehicle rim can in turn be cooled after the solution heat treatment as such or after the solution heat treatment at the first temperature and before the solution heat treatment at the second temperature. It is provided that the motor vehicle rim is initially cooled locally, for example by means of the cooling element or by application of the fluid. Local cooling can in turn take the form of quenching. As a result of the local cooling, the temperature of the motor vehicle rim is reduced locally after the solution heat treatment, namely in the direction of the ambient temperature or the starting temperature, but preferably not down to this.
Nach dem lokalen Abkühlen erfolgt das Abkühlen der gesamten Kraftwagenfelge, also ein globales Abkühlen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge nach dem lokalen Abkühlen eine inhomogene Temperatur aufweist, also an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Temperaturen aufweist. Nach dem Abkühlen als solchem, also nach dem globalen Abkühlen, soll hingegen die Kraftwagenfelge eine homogene Temperatur aufweisen.After the local cooling, the entire vehicle rim is cooled, i.e. global cooling. It is preferably provided that the motor vehicle rim has an inhomogeneous temperature after local cooling, that is to say has different temperatures at different points. After cooling as such, that is to say after global cooling, however, the motor vehicle rim should have a homogeneous temperature.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das lokale Abkühlen mit einem kleineren Temperaturgradienten erfolgt als das Abkühlen als solches. Hierdurch wird zunächst ein lokales Abkühlen der Kraftwagenfelge erzielt, bevor das tatsächliche Abschrecken der Kraftwagenfelge vorgenommen wird. Beispielsweise erfolgt das lokale Abkühlen mit einem Temperaturgradient von höchstens oder weniger als 20 K/s, wohingegen das Abkühlen als Ganzes mit einem Temperaturgradient von mindestens oder mehr als 20 K/s vorgenommen wird. Das Abkühlen als solches wird also insbesondere als Abschrecken der Kraftwagenfelge umgesetzt.It is preferably provided that the local cooling takes place with a smaller temperature gradient than the cooling as such. In this way, a local cooling of the motor vehicle rim is first achieved before the actual quenching of the motor vehicle rim is carried out. For example, the local cooling takes place with a temperature gradient of at most or less than 20 K / s, whereas the cooling as a whole is carried out with a temperature gradient of at least or more than 20 K / s. The cooling as such is therefore implemented in particular as a quenching of the motor vehicle rim.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmebehandeln das Lösungsglühen, ein anschließendes Abschrecken und ein darauffolgendes einstufiges oder mehrstufiges Warmauslagern umfasst. Auf das Lösungsglühen wurde bereits eingegangen, auf das Abschrecken wurde ebenfalls hingewiesen. Sowohl das Lösungsglühen als auch das Abschrecken können insoweit lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgen. Auf das Abschrecken erfolgt das Warmauslagern, welches einstufig oder mehrstufig erfolgt. Besonders bevorzugt wird das Warmauslagern lediglich global durchgeführt, sodass also die Kraftwagenfelge durchgehend mit derselben Temperatur beaufschlagt wird, sodass das Warmauslagern schlussendlich homogen erfolgt.A further development of the invention provides that the heat treatment includes solution annealing, subsequent quenching and subsequent single-stage or multi-stage artificial aging. Solution annealing has already been discussed, and quenching has also been pointed out. Both the solution annealing and the quenching can be locally limited and / or locally different. The quenching is followed by artificial aging, which takes place in one or more stages. The artificial aging process is particularly preferably carried out only globally, so that the same temperature is applied to the motor vehicle rim throughout, so that the artificial aging process ultimately takes place homogeneously.
Das Warmauslagern kann einstufig oder mehrstufig erfolgen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das einstufige Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 135°C, insbesondere von mindestens 150°C, bis höchstens 230°C, insbesondere bis höchstens 220°C, über eine Zeitdauer von mindestens 90 min, insbesondere von mindestens 120 min, bis höchstens 420 min erfolgt. Bevorzugt wird die Temperatur der Kraftwagenfelge unmittelbar anschließend an das einstufige Warmauslagern in Richtung einer Umgebungstemperatur, insbesondere bis auf die Umgebungstemperatur, verringert. Die Temperatur des einstufigen Warmauslagerns beträgt vorzugsweise mindestens 150°C, mindestens 175°C oder mindestens 200°C, und jeweils höchstens 220°C. Es wird über die Zeitdauer von mindestens 120 min, mindestens 180 min, mindestens 240 min, mindestens 300 min oder mindestens 360 min, jeweils jedoch über höchstens 420 min vorgenommen. Hierdurch werden besonders gute mechanische Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.Artificial aging can take place in one or more stages. For example, it is provided that the single-stage artificial aging at a temperature of at least 135 ° C, in particular at least 150 ° C, up to a maximum of 230 ° C, in particular up to a maximum of 220 ° C, over a period of at least 90 minutes, in particular at least 120 min, up to a maximum of 420 min. The temperature of the motor vehicle rim is preferably reduced immediately after the single-stage artificial aging in the direction of an ambient temperature, in particular down to the ambient temperature. The temperature of the single-stage artificial aging is preferably at least 150 ° C, at least 175 ° C or at least 200 ° C, and in each case at most 220 ° C. It is carried out over a period of at least 120 minutes, at least 180 minutes, at least 240 minutes, at least 300 minutes or at least 360 minutes, but in each case for a maximum of 420 minutes. In this way, particularly good mechanical properties of the motor vehicle rim are achieved.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das mehrstufige Warmauslagern ein erstes Warmauslagern und ein zweites Warmauslagern umfasst, wobei das erste Warmauslagern bei einer ersten Temperatur über eine erste Zeitdauer und das zweite Warmauslagern bei einer zweiten Temperatur über eine zweite Zeitdauer erfolgt, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur und/oder die zweite Zeitdauer kürzer ist als die erste Zeitdauer. Das zweite Warmauslagern schließt sich vorzugsweise unmittelbar an das erste Warmauslagern an, sodass zu Beginn des zweiten Warmauslagerns die Temperatur der Kraftwagenfelge ausgehend von der ersten Temperatur direkt auf die zweite Temperatur eingestellt wird. Unmittelbar nach dem zweiten Warmauslagern wird die Temperatur der Kraftwagenfelge vorzugsweise in Richtung der Umgebungstemperatur verringert, insbesondere bis auf die Umgebungstemperatur. Besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge werden erzielt, wenn die zweite Temperatur höher gewählt wird als die erste Temperatur. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Zeitdauer kürzer sein als die erste Zeitdauer.Additionally or alternatively, it can be provided that the multi-stage artificial aging comprises a first artificial aging and a second artificial aging, the first artificial aging taking place at a first temperature over a first period of time and the second artificial aging taking place at a second temperature over a second period of time, the second temperature is higher than the first temperature and / or the second time period is shorter than the first time period. The second artificial aging preferably immediately follows the first artificial aging, so that at the beginning of the second artificial aging the temperature of the motor vehicle rim is set directly to the second temperature, starting from the first temperature. Immediately after the second artificial aging, the temperature of the motor vehicle rim is preferably reduced in the direction of the ambient temperature, in particular down to the ambient temperature. Particularly advantageous properties of the motor vehicle rim are achieved if the second temperature is selected to be higher than the first temperature. Additionally or alternatively, the second time period can be shorter than the first time period.
Beispielsweise erfolgt das erste Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 100°C und höchstens 180°C über eine Zeitdauer von mindestens 60 min bis höchstens 200 min und das zweite Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 120°C und höchstens 200°C über eine Zeitdauer von mindestens 60 min bis höchstens 400 min. Das bedeutet in anderen Worten, dass die erste Temperatur 100°C bis 180°C und die zweite Temperatur 120°C bis 200°C beträgt. Zusätzlich oder alternativ beträgt die Zeitdauer 20 min bis 200 min und die zweite Zeitdauer 60 min bis 400 min. Besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge werden erzielt, wenn die erste Temperatur 140°C bis 175°C beträgt. Selbiges gilt, wenn für die erste Zeitdauer eine Länge von 90 min bis 150 min verwendet wird.For example, the first artificial aging takes place at a temperature of at least 100 ° C and at most 180 ° C over a period of at least 60 min to a maximum of 200 min and the second artificial aging at a temperature of at least 120 ° C and at most 200 ° C over a period of at least 60 minutes to at most 400 minutes, which means in other words that the first temperature is 100 ° C to 180 ° C and the second temperature is 120 ° C to 200 ° C. Additionally or alternatively, the duration is 20 minutes to 200 minutes and the second duration is 60 minutes to 400 minutes.Particularly advantageous properties of the motor vehicle rim are achieved when the first temperature is 140.degree. C. to 175.degree amounts to. The same applies if a length of 90 min to 150 min is used for the first period.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Gießmaterial die Aluminiumlegierung mit Bestandteilen 6,5 Gew.-% bis 12,0 Gew.-% Silizium (Si), maximal 0,80 Gew.-%, insbesondere 0,30 Gew.-% bis 0,80 Gew.-%, Mangan (Mn), 0,25 Gew.-% bis 0,60 Gew.-%, insbesondere 0,25 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, Magnesium (Mg), 0,08 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, insbesondere 0,08 Gew.-% bis 0,35 Gew.-%, Zink (Zn), maximal 0,30 Gew.-%, insbesondere 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, Zirkonium (Zr), maximal 0,025 Gew.-%, insbesondere 0,006 Gew.-% bis 0,025 Gew.-%, Strontium (Sr), maximal 0,5 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen, sowie als Rest Aluminium verwendet. Besonders bevorzugt enthält die Aluminiumlegierung ausschließlich die genannten Bestandteile, also Silizium, Mangan, Magnesium, Zink, Zirkonium, Strontium, Aluminium und - optional - die unvermeidbaren Verunreinigungen mit einem Anteil von maximal 0,5 Gew.-% oder weniger. Besonders bevorzugt weisen die unvermeidbaren Verunreinigungen einen Anteil von maximal 0,25 Gew.-%, maximal 0,1 Gew.-% oder maximal 0,05 Gew.-% auf. Unter den Verunreinigungen ist wenigstens ein Element des Periodensystems zu verstehen, das sich ohne gezielte Zugabe in der Legierung befindet. Die Verunreinigungen können selbstverständlich auch mehrere dieser Elemente enthalten. Besonders bevorzugt enthält die Aluminiumlegierung - optional - Chrom, nämlich maximal 0,3 Gew.-%.A further development of the invention provides that the aluminum alloy with constituents of 6.5 wt.% To 12.0 wt.% Silicon (Si), a maximum of 0.80 wt.%, In particular 0.30 wt. % to 0.80% by weight, manganese (Mn), 0.25% by weight to 0.60% by weight, in particular 0.25% by weight to 0.50% by weight, magnesium ( Mg), 0.08% by weight to 0.50% by weight, in particular 0.08% by weight to 0.35% by weight, zinc (Zn), maximum 0.30% by weight, in particular 0.05% by weight to 0.30% by weight, zirconium (Zr), maximum 0.025% by weight, in particular 0.006% by weight to 0.025% by weight, strontium (Sr), maximum 0, 5% by weight of unavoidable impurities, and the remainder aluminum. The aluminum alloy particularly preferably contains only the mentioned constituents, ie silicon, manganese, magnesium, zinc, zirconium, strontium, aluminum and - optionally - the unavoidable impurities with a proportion of at most 0.5% by weight or less. The unavoidable impurities particularly preferably have a proportion of at most 0.25% by weight, at most 0.1% by weight or at most 0.05% by weight. The impurities are to be understood as meaning at least one element of the periodic table which is to be found in the alloy without specific addition. The impurities can of course also contain several of these elements. The aluminum alloy particularly preferably contains - optionally - chromium, namely a maximum of 0.3% by weight.
Eine solche Aluminiumlegierung eignet sich normalerweise besonders gut für Karosseriekomponenten des Kraftfahrzeugs, weil sie eine gute Fließfähigkeit aufweist und somit sehr dünnwandige Strukturen gegossen werden können. Eine solche ist beziehungsweise solche sind jedoch bei Kraftwagenfelgen nicht erforderlich beziehungsweise gewünscht, insbesondere weil diese üblicherweise durch Kokillengießen hergestellt werden. Überraschenderweise wurde nun jedoch festgestellt, dass sich die Aluminiumlegierung auch zur Herstellung der Kraftwagenfelge in besonderem Maße eignet, wobei dies insbesondere dann und vorzugsweise nur dann der Fall ist, falls das Herstellen der Kraftwagenfelge durch das Druckgießen erfolgt.Such an aluminum alloy is normally particularly suitable for body components of the motor vehicle because it has good flowability and therefore very thin-walled structures can be cast. However, such is or are not required or desired in the case of motor vehicle rims, in particular because they are usually produced by die casting. Surprisingly, however, it has now been found that the aluminum alloy is also particularly suitable for producing the motor vehicle rim, this being the case in particular and preferably only if the motor vehicle rim is produced by die casting.
Durch den Gehalt von mindestens 6,5 Gew.-% Silizium wird eine ausreichende Gießbarkeit der Aluminiumlegierung gewährleistet. Zudem werden Erstarrungsschrumpfungen vermieden. Durch das Beschränken des Anteils des Siliziums auf maximal 12,0 Gew.-% wird das Auftreten von primären Siliziumphasen vermieden. Der Mangangehalt von maximal 0,80 Gew.-% verbessert die Entformbarkeit aus der Gießform, insbesondere bei einem geringen Eisengehalt von höchstens 0,3 Gew.-%. Der Magnesiumgehalt von mindestens 0,25 Gew.-% führt zur Ausbildung von aushärtenden Mg2Si-Phasen; die Obergrenze von maximal 0,60 Gew.-% Magnesium verhindert eine zu starke Versprödung der Kraftwagenfelge.Adequate castability of the aluminum alloy is ensured by the content of at least 6.5% by weight silicon. In addition, solidification shrinkage is avoided. By limiting the proportion of silicon to a maximum of 12.0% by weight, the occurrence of primary silicon phases is avoided. The manganese content of a maximum of 0.80% by weight improves the demoldability from the casting mold, in particular with a low iron content of at most 0.3% by weight. The magnesium content of at least 0.25% by weight leads to the formation of hardening Mg 2 Si phases; the upper limit of a maximum of 0.60% by weight magnesium prevents excessive embrittlement of the motor vehicle rim.
Der Zinkanteil der Aluminiumlegierung dient einer Festigkeitssteigerung durch Mischkristallhärtung. Da ein hoher Zinkanteil die Korrosionsneigung der fertigen Kraftwagenfelge erhöht, ist der Anteil an Zink auf maximal 0,5 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,3 Gew.-%, beschränkt. Die Zugabe von Zirkonium dient einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung. Es hat sich gezeigt, dass der optimale Zirkoniumanteil maximal 0,30 Gew.-%, insbesondere 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, beträgt. Der optionale Strontiumanteil von maximal 0,025 Gew.-%, insbesondere von 0,006 Gew.-% bis 0,025 Gew.-%, dient einer Veredelung der Aluminiumlegierung.The zinc content of the aluminum alloy serves to increase strength through solid solution hardening. Since a high proportion of zinc increases the tendency of the finished motor vehicle rim to corrode, the proportion of zinc is limited to a maximum of 0.5% by weight, in particular to a maximum of 0.3% by weight. The addition of zirconium serves to improve the mechanical properties of the aluminum alloy. It has been shown that the optimum proportion of zirconium is a maximum of 0.30% by weight, in particular 0.05% by weight to 0.30% by weight. The optional strontium content of a maximum of 0.025% by weight, in particular from 0.006% by weight to 0.025% by weight, is used to refine the aluminum alloy.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aluminiumlegierung mit mindestens 0,35 Gew.-% und höchstens 0,50 Gew.-% Magnesium, insbesondere mindestens 0,38 Gew.-% und höchstens 0,45 Gew.-% Magnesium, verwendet wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die genannten Magnesiumanteile in der Aluminiumlegierung auch bei der Herstellung der Kraftwagenfelge zu einer besonders dauerfesten Kraftwagenfelge führt, insbesondere aufgrund der aushärtenden Mg2Si-Phasen.A further development of the invention provides that the aluminum alloy contains at least 0.35% by weight and at most 0.50% by weight of magnesium, in particular at least 0.38% by weight and at most 0.45% by weight of magnesium, is used. Surprisingly, it has been shown that the stated magnesium proportions in the aluminum alloy also lead to a particularly durable motor vehicle rim in the manufacture of the motor vehicle rim, in particular due to the hardening Mg 2 Si phases.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aluminiumlegierung mit höchstens 0,05 Gew.-% Kupfer (Cu), höchstens 0,002 Gew.-% Phosphor (P), höchstens 0,002 Gew.-% Calcium (Ca), höchstens 0,002 Gew.-% Natrium (Na) und/oder höchstens 0,30 Gew.-% Eisen (Fe) an Verunreinigungen verwendet wird. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass die Aluminiumlegierung insgesamt maximal 0,5 Gew.-% an Verunreinigungen enthält. Diese Verunreinigungen setzen sich insbesondere oder ausschließlich aus Kupfer, Phosphor, Calcium, Natrium und/oder Eisen zusammen, wobei die Verunreinigungen beispielsweise lediglich genau eines der genannten Elemente, mehrere der genannten Elemente oder alle der genannten Elemente enthalten oder zumindest enthalten können. Mit den genannten maximalen Anteilen der genannten einzelnen Elemente wird eine besonders gute Dauerfestigkeit der Kraftwagenfelge erzielt. Selbstverständlich können die Verunreinigungen alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der genannten Elemente zumindest ein weiteres Element aufweisen, insbesondere unter Einhaltung der maximalen Gesamtmenge von höchstens 0,5 Gew.-% der Verunreinigungen.A further development of the invention provides that the aluminum alloy with at most 0.05 wt.% Copper (Cu), at most 0.002 wt.% Phosphorus (P), at most 0.002 wt.% Calcium (Ca), at most 0.002 wt. -% sodium (Na) and / or at most 0.30% by weight iron (Fe) of impurities is used. It has already been explained above that the aluminum alloy contains a maximum of 0.5% by weight of impurities. These impurities are composed in particular or exclusively of copper, phosphorus, calcium, sodium and / or iron, the impurities, for example, only containing or at least being able to contain precisely one of the elements mentioned, several of the elements mentioned or all of the elements mentioned. With the stated maximum proportions of the stated individual elements, a particularly good fatigue strength of the motor vehicle rim is achieved. As an alternative or in addition to at least one of the elements mentioned, the impurities can of course have at least one further element, in particular while maintaining the maximum total amount of at most 0.5% by weight of the impurities.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Aluminiumlegierung zusätzlich maximal 0,2 Gew.-% Vanadium (V), maximal 0,2 Gew.-% Molybdän (Mo), maximal 0,3 Gew.-% Zinn (Sn), maximal 0,3 Gew.-% Kobalt (Ko) und/oder maximal 0,2 Gew.-% Titan (Ti) zugegeben wird. Die Aluminiumlegierung enthält also zusätzlich zu den bereits genannten Elementen wenigstens eines der hier genannten Elemente, mehrere der genannten Elemente oder alle der genannten Elemente. In anderen Worten werden der Aluminiumlegierung genau eines, mehrere oder alle der nachfolgend genannten Elemente beigemengt: Vanadium, Molybdän, Zinn, Kobalt und Titan. Selbstverständlich kann die Aluminiumlegierung jedoch auch frei von diesen Elementen sein.A further development of the invention provides that the aluminum alloy also has a maximum of 0.2% by weight of vanadium (V), a maximum of 0.2% by weight Molybdenum (Mo), a maximum of 0.3% by weight tin (Sn), a maximum of 0.3% by weight cobalt (Ko) and / or a maximum of 0.2% by weight titanium (Ti) is added. The aluminum alloy thus contains, in addition to the elements already mentioned, at least one of the elements mentioned here, several of the elements mentioned or all of the elements mentioned. In other words, exactly one, several or all of the following elements are added to the aluminum alloy: vanadium, molybdenum, tin, cobalt and titanium. Of course, however, the aluminum alloy can also be free from these elements.
Durch die Zugabe von Zinn und/oder Kobalt kann die Festigkeit der Kraftwagenfelge weiter verbessert werden. Die Beimengung des Zinns führt dabei zu einer Erhöhung der Anzahl an Leerstellen nach dem Abschrecken, was eine beschleunigte Ausscheidungskinetik zur Folge hat. Der Gehalt an Zinn und Kobalt wird jedoch auf jeweils maximal 0,3 Gew.-% beschränkt, weil ansonsten im Falle des Kobalts versprödende intermetallische Phasen und im Falle des Zinns niedrigschmelzende Gefügebestandteile auftreten oder zumindest auftreten können. Mit der Zugabe von Vanadium und/oder Molybdän und/oder Titan, einzeln oder in Kombination miteinander, mit jeweils einem Gehalt von maximal 0,2 Gew.-%, kann eine besonders gute Kornfeinung der Aluminiumlegierung erzielt werden.The strength of the motor vehicle rim can be further improved by adding tin and / or cobalt. The addition of tin leads to an increase in the number of voids after quenching, which results in accelerated precipitation kinetics. The tin and cobalt content is, however, limited to a maximum of 0.3% by weight each, because otherwise, in the case of cobalt, embrittling intermetallic phases and, in the case of tin, low-melting structural components occur or at least can occur. With the addition of vanadium and / or molybdenum and / or titanium, individually or in combination with one another, each with a content of at most 0.2% by weight, particularly good grain refinement of the aluminum alloy can be achieved.
Sofern angegeben ist, dass der Aluminiumlegierung die genannten Elemente mit dem jeweils genannten Anteil zugegeben werden, so ist darunter zu verstehen, dass tatsächlich ein Beimengen des jeweiligen Elements erfolgt, dass also der Anteil des Elements größer als 0,0 Gew.-% ist. Beispielsweise enthält die Aluminiumlegierung zusätzlich folgende Elemente: 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Vanadium und/oder 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Molybdän und/oder 0,1 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% Zinn und/oder 0,1 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% Kobalt und/oder 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Titan. Hierdurch werden besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.If it is stated that the stated elements are added to the aluminum alloy in the respectively stated proportion, this is to be understood as meaning that the respective element is actually added, that is to say that the proportion of the element is greater than 0.0% by weight. For example, the aluminum alloy additionally contains the following elements: 0.05% by weight to 0.2% by weight vanadium and / or 0.05% by weight to 0.2% by weight molybdenum and / or 0.1% by weight % to 0.3% by weight tin and / or 0.1% by weight to 0.3% by weight cobalt and / or 0.05% by weight to 0.2% by weight titanium . In this way, particularly advantageous properties of the motor vehicle rim are achieved.
Zusammenfassend können beispielsweise folgende Vorgehensweisen beim Wärmebehandeln der Kraftwagenfelge vorgesehen sein:
- - Glühung mit lokal erhöhten Temperaturen an den hoch beanspruchten Bereichen. Dies kann über die erhöhte Temperaturbeaufschlagung durch Infrarot oder ähnlichem im Konvektionsofen erfolgen. Hier werden an den lokal höher temperierten Bereichen mehr aushärtende Elemente wie Mg gelöst, die beim Auslagern eine lokal erhöhte Festigkeit bewirkt.
- - Glühung mit einer ersten Glühtemperatur zur Erzielung der Grundfestigkeit mit anschließender Abschreckung. Danach lokale Glühung mit einer erhöhten zweiten Glühtemperatur. Diese kann lokal über konduktiven Wärmeübertrag, induktiven Wärmeeintrag oder den oben beschriebenen Verfahren erfolgen. Danach erfolgt ein erneutes Abschrecken des Rades, bevor die Auslagerung folgt, bei der je nach Glühtemperatur unterschiedliche Festigkeiten entstehen.
- - Glühung bei einer einheitlichen Glühtemperatur und lokal unterschiedliche Abschreckung. Die hoch beanspruchten Bereiche werden mit höheren Abkühlraten beaufschlagt als die weniger hoch belasteten Bereiche. Danach erfolgt die Auslagerung.
- - Glühung bei einheitlicher Glühtemperatur und lokale Vorabkühlung der weicheren Bereiche über Kühlelemente, zum Beispiel kalte Kupferformstücke. Anschließende homogene Abschreckung und Auslagerung.
- - Annealing with locally increased temperatures in the highly stressed areas. This can be done via the increased temperature exposure by infrared or the like in the convection oven. Here, more hardening elements such as Mg are dissolved in the locally higher temperature areas, which causes a locally increased strength during aging.
- - Annealing with a first annealing temperature to achieve the basic strength with subsequent quenching. Then local annealing with an increased second annealing temperature. This can take place locally via conductive heat transfer, inductive heat input or the methods described above. The wheel is then quenched again before aging takes place, during which different strengths arise depending on the annealing temperature.
- - Annealing at a uniform annealing temperature and locally different quenching. The highly stressed areas are subjected to higher cooling rates than the less heavily stressed areas. This is followed by the outsourcing.
- - Annealing at a uniform annealing temperature and local pre-cooling of the softer areas using cooling elements, for example cold copper fittings. Subsequent homogeneous quenching and outsourcing.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Kraftwagenfelge ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Au-ßenhorn und einem Innenhorn begrenztes Felgenbett, eine Nabe mit einer Mittenausnehmung und einem Lochkreis sowie eine das Felgenbett und die Nabe miteinander verbindende, insbesondere im Längsschnitt außermittig an dem Felgenbett angreifende Felgenmitte aufweist.The invention further relates to a motor vehicle rim made of aluminum or an aluminum alloy for a wheel of a motor vehicle, in particular produced in accordance with the statements within the scope of this description, the motor vehicle rim having a rim bed delimited on opposite sides by an outer flange and an inner flange, a hub with a central recess and a bolt circle as well as a rim center which connects the rim well and the hub to one another, in particular in a longitudinal section it acts eccentrically on the rim well.
Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen eines Gießmaterial hergestellt ist, wobei die Kraftwagenfelge nach dem Gießen wärmebehandelt ist und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.It is provided that the motor vehicle rim is produced in one piece and continuously in a casting mold by casting a casting material, the motor vehicle rim being heat-treated after casting and the heat treatment being locally limited and / or locally different.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Kraftwagenfelge beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise bei ihrem Herstellen wurde vorstehend bereits hingewiesen. Sowohl die Kraftwagenfelge als auch das Verfahren zu ihrem Herstellen können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.The advantages of such a configuration of the motor vehicle rim or such a procedure in its manufacture have already been pointed out above. Both the motor vehicle rim and the method for producing it can be developed in accordance with the explanations in this description, so that reference is made to them in this respect.
Die Erfindung wird nachfolgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige
- Figur eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Kraftwagenfelge entlang einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge.
- FIG. 1 shows a schematic longitudinal section through a motor vehicle rim along a longitudinal center axis of the motor vehicle rim.
Die
Das Felgenbett
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Felgenmitte
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem Innenhorn
An dem Felgenbett
Die beschriebene Ausgestaltung der Kraftwagenfelge
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- KraftwagenfelgeCar rim
- 22
- FelgenbettRim base
- 33
- FelgenmitteRim center
- 44th
- Nabehub
- 55
- LängsmittelachseLongitudinal central axis
- 66th
- AußenhornOuter horn
- 77th
- InnenhornInner horn
- 88th
- MittenausnehmungCenter recess
- 99
- LochkreisBolt circle
- 1010
- Bohrungdrilling
- 1111
- Speichespoke
- 1212th
- AusnehmungRecess
- 1313th
- FelgenhornwandRim flange wall
- 1414th
- ReifenaufnahmebereichTire receiving area
- 1515th
- FelgenhornfortsatzRim flange extension
- 1616
- FelgenhornfortsatzRim flange extension
- 1717th
- HumpHump
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- DE 102016110677 A1 [0005]DE 102016110677 A1 [0005]
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