DE102020100696A1

DE102020100696A1 - Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs sowie entsprechende Kraftwagenfelge

Info

Publication number: DE102020100696A1
Application number: DE102020100696.9A
Authority: DE
Inventors: Jaan Mattes Reiling; Jan Gaugler; Marc Hummel
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2021-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft ein 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 Druckgießen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei das Felgenbett (2) durch das Druckgießen mit einer bestimmten Wandstärke hergestellt und nach dem Druckgießen spanend bearbeitet wird, wobei die Wandstärke des Felgenbetts (2) zu Beginn des spanenden Bearbeitens der bestimmten Wandstärke entspricht. 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.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 0 301 472 B1 bekannt. Diese beschreibt ein Herstellverfahren für Leichtmetallguss-Räder für Personenkraftwagen, wobei eine nah-eutektische veredelte AISi-Legierung verwendet wird, die - neben Al - Gewichtsanteile von 9,5 % bis 12,5 % Silizium und Legierungsbestandteile wie maximal 0,2 % Eisen, maximal 0,05 % Mangan, maximal 0,1 % Titan, maximal 0,03 % Kupfer, maximal 0,05 % Zink sowie je höchstens 0,05 % und in der Summe höchstens 0,15 % sonstige Verunreinigungen enthält, und wobei die Räder nach dem Erstarren aus der Gießform entnommen und abgekühlt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Legierung mindestens 0,05 bis höchstens 0,15 % Gewichtsanteile Magnesium enthält und dass die Räder von einer Temperatur - gemessen an deren Oberfläche - von mindestens 380 °C an Innenbereichen beziehungsweise Bereichen mit Massenkonzentrationen, wie Nabe und Schüssel von Rädern, unmittelbar beim Entnehmen aus der Gussform in Wasser abgeschreckt werden.
Weiterhin beschreibt die Druckschrift DE 10 2014 221 852 A1 ein Gießwerkzeug mit zumindest einer Kavität zur Herstellung zumindest eines Gussteils, bei welchem eine die Kavität begrenzende Gießfläche des Gießwerkzeugs zumindest abschnittsweise eine Oberflächenstrukturierung aufweist. Die Oberflächenstrukturierung besteht aus mehreren Elementarzellen, wobei jede Elementarzelle eine gegenüber der Gießfläche vorspringende und/oder zurückversetzte Struktur aufweist, die innerhalb der jeweiligen Elementarzelle endet.
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 rasche und kostengünstige Herstellung der Kraftwagenfelge mit besonders filigranen Strukturen ermöglicht.
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 Druckgie-ßen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei das Felgenbett durch das Druckgießen mit einer bestimmten Wandstärke hergestellt und nach dem Druckgießen spanend bearbeitet wird, wobei die Wandstärke des Felgenbetts zu Beginn des spanenden Bearbeitens der bestimmten Wandstärke entspricht.
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.
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 Druckgießen des Gießmaterials in der Gießform.
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.
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.
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 Druckgießen ausgebildet.
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.
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.
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 selbstverständlich auch mittig an dem Felgenbett und/oder der Nabe angreifen.
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.
Die Kraftwagenfelge besteht durchgehend und materialeinheitlich aus dem Gießmaterial, nämlich dem Aluminium oder - bevorzugt - aus der Aluminiumlegierung. Dieses wird durch das Druckgießen verarbeitet. Bei dem Druckgießen 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 Druckgießen ausgebildet.
Das Druckgießen kann bei Normaldruck erfolgen oder in Form von Vakuumdruckgießen durchgeführt werden. Das Vakuumdruckgießen 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 auf 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.
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.
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.
Die mittels des Druckgießens hergestellte Kraftwagenfelge zeichnet sich beispielsweise und rein optional durch eine besonders geringe Wandstärke und/oder eine Krümmung mit einem besonders geringen Krümmungsradius und/oder durch das Vorliegen einer Entformungsfläche aus, wobei letztere in axialer Richtung und in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung und in tangentialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge verläuft und vollständig in einer gedachten Ebene liegt, wobei die Ebene mit der Längsmittelachse einen Winkel einschließt, der mehr als 0° und höchstens 4° beträgt. 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 Felgenmittel 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.
Die geringe Wandstärke beträgt beispielsweise höchstens 15 mm, höchstens 10 mm, höchstens 7,5 mm oder höchstens 5 mm, ist bevorzugt jedoch kleiner. Somit beträgt sie zum Beispiel 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.
Zusätzlich oder alternativ zu der geringen Wandstärke kann die Krümmung mit dem geringen Krümmungsradius vorliegen. 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.
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.
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 Druckgießen unmittelbar an der Gießform anliegt und entlang welcher nach dem Druckgießen 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 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.
Das Entformen der Kraftwagenfelge erfolgt in derselben Richtung. Beispielsweise wird ein Teil der Gießform nach dem Druckgießen 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 Druckgießens an der Entformungsfläche anliegende und diese ausbildende Gießformfläche der Gießform nach dem Druckgießen 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.
Aufgrund des einstückigen und durchgehenden Ausbildens der Kraftwagenfelge durch Druckgießen 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 4° vorgesehen. Beispielsweise beträgt der Winkel höchstens 3°, höchstens 2,0°, höchstens 1,5°, höchstens 1,0° oder höchstens 0,5°. Bevorzugt sind hierbei die kleineren Winkel von höchstens 2,0° und weniger.
Um die Vorteile des Druckgießens auszunutzen und insbesondere eine rasche und kostengünstige Herstellung der Kraftwagenfelge mit hoher Taktung zu realisieren, wird die Kraftwagenfelge besonders bevorzugt bereits bei dem Druckgießen mit der geringen Wandstärke ausgestaltet, nämlich im Bereich des Felgenbetts, sodass die bestimmte Wandstärke, mit welcher die Kraftwagenfelge bei dem Druckgießen ausgebildet wird, der geringen Wandstärke entspricht. Das bedeutet, dass das Felgenbett zumindest bereichsweise eine Wandstärke aufweist, die der geringen Wandstärke entspricht. Es ist jedoch nicht notwendig, dass das Felgenbett durchgehend über die geringe Wandstärke verfügt, wenngleich dies selbstverständlich in einer besonders bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen sein kann.
Zusätzlich oder alternativ wird die Kraftwagenfelge bei dem Druckgießen mit einer Breite hergestellt, die einer endgültigen Breite der Kraftwagenfelge nach ihrer Montage an dem Kraftfahrzeug entspricht oder zumindest weitgehend entspricht. Insbesondere ist die Breite der Kraftwagenfelge unmittelbar nach dem Druckgießen größer oder gleich ihrer endgültigen Breite. Es ist also keine Bearbeitung der Kraftwagenfelge derart vorgesehen, dass die Breite der Kraftwagenfelge nach dem Druckgießen vergrößert wird, sodass die endgültige Breite der Kraftwagenfelge größer wäre als die unmittelbar nach dem Druckgießen vorliegende Breite. Vielmehr bleibt die Breite gleich oder wird allenfalls, beispielsweise durch das spanende Bearbeiten, verringert.
Vor allem ist kein Flow-Forming der Kraftwagenfelge nach dem Druckgießen vorgesehen. Die Kraftwagenfelge wird also ohne Flow- Forming beziehungsweise Flow-Forming-frei hergestellt. Unter der Breite der Kraftwagenfelge ist im Übrigen die Breite der gesamten Kraftwagenfelge zu verstehen oder alternativ die Breite des Felgenbetts. Letztere schließt beispielsweise die Breite des Außenhorns und des Innenhorns mit ein, sodass sich also die Breite des Felgenbetts in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse der Kraftwagenfelge zwischen einander abgewandten Seiten des Außenhorns und des Innenhorns erstreckt. Anstelle der Felgenbreite kann auch die Maulweite der Kraftwagenfelge herangezogen werden, welche die Erstreckung des Felgenbetts in axialer Richtung zwischen dem Außenhorn und dem Innenhorn beziehungsweise einander zugewandten Seiten des Außenhorns und des Innenhorns beschreibt. Die Ausführungen für die Felgenbreite im Rahmen dieser Beschreibung gelten insoweit alternativ für die Maulweite.
Ganz besonders bevorzugt ist eine Vorgehensweise, bei welcher das Felgenbett bei dem Druckgießen mit der bestimmten Wandstärke und einer bestimmten Felgenbreite ausgebildet und nachfolgend dem spanenden Bearbeiten unterzogen wird. Nach dem spanenden Bearbeiten entspricht die Wandstärke des Felgenbetts mindestens 80 %, mindestens 90 % oder mindestens 95 % der bestimmten Wandstärke und/oder die Felgenbreite mindestens 90 %, mindestens 95 % oder mindestens 97,5 % oder mehr der bestimmten Felgenbreite. Weiterhin kann es in einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, die geringe Wandstärke als bestimmte Wandstärke zu verwenden, sodass das Felgenbett bei dem Druckgießen bereichsweise oder durchgehend mit der geringen Wandstärke ausgebildet wird. Optional wird bei dem Druckgießen ein Hump an dem Felgenbett ausgebildet.
Das beschriebene Verfahren zum Herstellen der Kraftwagenfelge eignet sich insbesondere auch für die Herstellung von Kraftwagenfelge mit großer Felgenbreite beziehungsweise großer Maulweite. Beispielsweise weist die hergestellte Kraftwagenfelge unmittelbar nach dem Druckgießen eine Maulweite von mindestens 8", mindestens 9" oder mindestens 10" auf, wird also bei dem Druckgießen mit einer solchen Maulweite ausgebildet. Somit lassen sich mit dem beschriebenen Verfahren auch Kraftwagenfelgen mit besonders großer Felgenbreite beziehungsweise Maulweite besonders schnell und kostengünstig herstellen.
Zudem ist es - optional - vorgesehen, bei dem Druckgießen den wenigstens einen Hump an dem Felgenbett auszubilden. Der wenigstens eine Hump ist ein in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildeter Radialvorsprung, der sich ausgehend von dem Felgenbett in radialer Richtung nach außen erstreckt. Vorzugsweise begrenzt der Hump gemeinsam mit dem Außenhorn oder dem Innenhorn, insbesondere mit letzterem, einen Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge, in welchem ein Reifen nach seinem Aufziehen auf die Kraftwagenfelge an dem Felgenbett anliegt. Der Hump verhindert eine Verlagerung des Reifens bezüglich der Kraftwagenfelge in axialer Richtung (bezogen auf die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge), insbesondere während eines Fahrbetriebs des Kraftfahrzeugs. Bei einem solchen treten, beispielsweise bei einer Kurvenfahrt des Kraftfahrzeugs, Querkräfte auf, welche auf eine Verlagerung des Reifens bezüglich der Kraftwagenfelge in axialer Richtung gerichtet sind.
In dem Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge ist der Reifen jedoch zuverlässig gehalten. Insbesondere stützt sich der Reifen zumindest zeitweise einerseits an dem Hump und andererseits an dem Außenhorn beziehungsweise dem Innenhorn ab. Im Längsschnitt durch die Kraftwagenfelge bezüglich der Längsmittelachse gesehen liegt die geringe Wandstärke des Felgenbetts zumindest einerseits oder sogar beiderseits des Humps vor. Im Längsschnitt gesehen liegt also die geringe Wandstärke entweder zwischen dem Außenhorn und dem Hump oder zwischen dem Hump und dem Innenhorn vor.
Besonders bevorzugt weist das Felgenbett jedoch zwischen dem Außenhorn und dem Hump zumindest bereichsweise eine erste Wandstärke und zwischen dem Hump und dem Innenhorn zumindest bereichsweise eine zweite Wandstärke auf, wobei sowohl die erste Wandstärke als auch die zweite Wandstärke höchstens der geringen Wandstärke entsprechen. Die erste Wandstärke und die zweite Wandstärke können identisch sein. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Wandstärke geringer ist als die zweite Wandstärke. Es kann ebenso vorgesehen sein, dass die erste Wandstärke höchstens der geringen Wandstärke entspricht und die zweite Wandstärke größer ist als die geringe Wandstärke, also mindestens 5 mm entspricht oder größer ist. Unter der ersten Wandstärke und der zweiten Wandstärke ist bevorzugt die in axialer Richtung gesehen jeweils geringste Wandstärke zu verstehen, welche zwischen dem Außenhorn und dem Hump beziehungsweise dem Hump und dem Innenhorn vorliegt.
Nach dem Druckgießen erfolgt das spanende Bearbeiten des Felgenbetts. Unter dem spanenden Bearbeiten wird ein Bearbeiten verstanden, bei welchem auf mechanischem Weg Material abgetragen wird, nämlich in Form von Spänen. Das spanende Bearbeiten kann beispielsweise Drehen, Fräsen, Feilen oder Schleifen sein. Das spanende Bearbeiten erfolgt vor einer Fertigstellung der Kraftwagenfelge, also vor einer Verwendung der Kraftwagenfelge an dem Kraftfahrzeug. Das spanende Bearbeiten erfolgt derart, dass sich zumindest lokal eine wenigstens geringfügige Verringerung der nach dem Druckgießen vorliegenden Wandstärke ergibt.
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 durch das Druckgießen erzielt, 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 Druckgie-ßen 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.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Felgenbett durch das Druckgießen auf seiner in radialer Richtung innenliegenden Seite mit einer in axialer Richtung und in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung und in tangentialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge verlaufenden Entformungsfläche hergestellt wird, die vollständig in einer gedachten Ebene liegt, wobei die Ebene mit der Längsmittelachse einen Winkel einschließt, der mindestens 0° und höchstens 4° beträgt. Aufgrund der besonders guten mittels des Druckgießens erzielbaren Materialeigenschaften kann das Felgenbett die geringe Wandstärke aufweisen, nämlich zumindest teilweise, also entweder nur teilweise oder durgehend.
Beispielsweise ist die Entformungsfläche an dem Felgenbett ausgebildet, nämlich auf der in radialer Richtung innenliegenden Seite des Felgenbetts. Auf dieser Seite greift die Felgenmitte an dem Felgenbett an beziehungsweise gehen eventuell vorgesehene Speichen der Felgenmitte in das Felgenbett über. Die Entformungsfläche liegt also beispielsweise in tangentialer Richtung und/oder in axialer Richtung benachbart zu einer der Speichen vor, insbesondere in tangentialer Richtung zwischen zwei der Speichen. Auf die Vorteile der Anordnung der Entformungsfläche derart, dass die sie definierende Ebene mit der Längsmittelachse den Winkel von mehr als 0° und höchstens 4° einschließt, wurde bereits hingewiesen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Felgenbett durch das Druckgießen mit einer Wandstärke ausgebildet wird, die höchstens dreimal oder höchstens doppelt so groß ist wie seine endgültige Wandstärke. Die nach dem Druckgießen vorliegende Wandstärke beträgt also höchstens 300 %, höchstens 250 %, höchstens 200 %, höchstens 175 %, höchstens 150 %, höchstens 125 % oder höchstens 110 % der nach dem spanenden Bearbeiten vorliegenden Wandstärke entspricht. In anderen Worten wird das Felgenbett bei dem Druckgießen mit einer Wandstärke hergestellt, die der endgültigen Wandstärke des Felgenbetts nach dem spanenden Bearbeiten genau oder zumindest in etwa entspricht. So ist sie an einer bestimmten Stelle, insbesondere an jeder Stelle des Felgenbetts oder über einen Großteil des Felgenbetts, also über mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80 % oder mindestens 90 %, höchstens 100 %, höchstens 75 %, höchstens 50 %, höchstens 25 % oder höchstens 10 % größer als die Wandstärke nach dem spanenden Bearbeiten an derselben Stelle. Die Wandstärke unmittelbar nach dem Druckgießen und die Wandstärke nach dem spanenden Bearbeiten sollen also an derselben Stelle vorliegen beziehungswiese an derselben Stelle ermittelt werden.
Das Herstellen der Kraftwagenfelge nahe ihrer endgültigen Geometrie mittels des Druckgießens hat den Vorteil, dass weitere aufwendige Bearbeitungsschritte entfallen können. Das nach dem Druckgießen durchgeführte spanende Bearbeiten dient bevorzugt lediglich der Erzielung einer hohen Maßhaltigkeit und/oder der Realisierung eines besonders guten optischen Eindrucks. Zudem wird ein einwandfreier Reifensitz und eine hohe Dichtheit erzielt. Insgesamt erlaubt damit das beschriebene Verfahren ein besonders rasches Herstellen der Kraftwagenfelge, welche gleichzeitig besonders gute Materialeigenschaften aufweist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass an zumindest einem der Hörner, also an dem Außenhorn und/oder dem Innenhorn, durch das Druckgießen zum Verringern der Materialstärke mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung derart ausgebildet wird, dass eine die Ausnehmung begrenzende Felgenhornwand unmittelbar nach dem Druckgießen eine reduzierte Wandstärke von höchstens 15 mm aufweist. Um eine besonders leichte Ausgestaltung der Kraftwagenfelge und zugleich eine optisch filigrane Anmutung zu erzielen, wird an dem zumindest einen der Hörner durch das Druckgießen die mindestens eine Ausnehmung hergestellt, nämlich durch das Druckgießen. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ausnehmung mit ihren endgültigen Abmessungen oder zumindest nahezu ihren endgültigen Abmessungen durch das Druckgießen hergestellt wird. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass die Abmessungen der Ausnehmung in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung nach dem Druckgießen um höchstens 5 %, höchstens 2,5 %, höchstens 1 % oder weniger als 1 % verändert werden, beispielsweise durch spanabhebendes Bearbeiten, insbesondere durch Fräsen. Eine solche konturnahe Ausgestaltung der Ausnehmung ist mittels des Druckgießens ohne weiteres zu erzielen. Es kann auch vorgesehen sein, dass die die Ausnehmung begrenzende Felgenhornwand nach dem Druckgießen lediglich geschliffen und/oder poliert wird, also insbesondere kein Fräsen oder dergleichen erfolgt.
Die Ausnehmung liegt an dem mindestens einen der Hörner vor. Beispielsweise ist sie also an dem Außenhorn oder an dem Innenhorn realisiert. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass an dem Außenhorn und dem Innenhorn jeweils eine entsprechende Ausnehmung ausgebildet ist. Die Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung sind in diesem Fall auf jede der Ausnehmungen unmittelbar übertragbar. Die Ausnehmung wird derart in dem Horn, also dem Außenhorn beziehungsweise dem Innenhorn, ausgebildet, dass die Felgenhornwand unmittelbar nach dem Druckgießen die reduzierte Wandstärke von höchstens 15 mm aufweist. Bevorzugt ist die Wandstärke der Felgenhornwand jedoch kleiner, beispielsweise beträgt sie höchstens 10 mm, höchstens 9 mm, höchstens 8 mm, höchstens 7 mm, höchstens 6 mm oder höchstens 5 mm. Beispielsweise entspricht die reduzierte Wandstärke der bereits erwähnten geringen Wandstärke, sie kann jedoch auch größer sein, beispielsweise um einen Faktor von mindestens 1,25, mindestens 1,5, mindestens 1,75 oder mindestens 2.
Von Bedeutung ist in jedem Fall, dass die Felgenhornwand die reduzierte Wandstärke unmittelbar nach dem Druckgießen aufweist, also ohne weitere Nachbearbeitung. Die Felgenhornwand begrenzt die Ausnehmung bevorzugt in axialer Richtung, beispielsweise liegt sie in axialer Richtung zwischen der Ausnehmung und dem Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge vor. Besonders bevorzugt weist die Ausnehmung in axialer Richtung eine Tiefe auf, welche unmittelbar nach dem Druckgießen mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 % oder mindestens 75 % der Wandstärke der Felgenhornwand entspricht. Mit einer derartigen Ausgestaltung der Kraftwagenfelge kann zum einen der bereits erwähnte filigrane optische Eindruck erzielt und zum anderen eine deutliche Gewichtsreduzierung der Kraftwagenfelge bewirkt werden.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Außenhorn und/oder das Innenhorn durch das Druckgießen mit der reduzierten Wandstärke und/oder einer geringen Krümmung hergestellt oder zumindest mit wenigstens einer die verringerte Wandstärke und/oder die geringe Krümmung aufweisenden Felgenhornwand ausgebildet werden. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Diese Ausgestaltung dient der Erzielung eines filigranen optischen Eindrucks der Kraftwagenfelge.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge durch das Druckgießen mit einer Materialstärke ausgebildet wird, die von dem Felgenbett bis zu einem dem Felgenbett abgewandten freien Ende des Außenhorns oder des Innenhorns höchstens der geringen Wandstärke entspricht oder um einen Faktor von höchstens 1,1, höchstens 1,15, höchstens 1,2 oder höchstens 1,25 größer ist als diese. Das Außenhorn beziehungsweise das Innenhorn erstreckt sich ausgehend von dem Felgenbett und weist auf seiner diesem abgewandten Seite das jeweilige freie Ende auf. Das jeweilige Horn, also das Außenhorn oder das Innenhorn, weist ausgehend von dem Felgenbett bis hin zu diesem freien Ende durchgehend eine Materialstärke auf, welche höchstens der reduzierten Wandstärke entspricht oder um den genannten Faktor größer ist. Das bedeutet nicht, dass die Materialstärke ausgehend von dem Felgenbett bis hin zu dem freien Ende durchgehend konstant sein muss, wenngleich dies selbstverständlich der Fall sein kann. Vielmehr ist es vorzugsweise vorgesehen, dass die größte der Materialstärke des jeweiligen Horns zwischen dem Felgenbett und dem freien Ende nicht größer ist als die genannten Werte. Hierdurch wird ein besonders geringes Gewicht der Kraftwagenfelge erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Felgenhornwand in axialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge einerseits die Ausnehmung und andererseits einen Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge begrenzend ausgebildet wird, wobei die Felgenhornwand über eine Biegung in einen Felgenhornfortsatz übergeht, und wobei die Ausnehmung in radialer Richtung zwischen dem Felgenhornfortsatz und einem weiteren Felgenhornfortsatz angeordnet ist. Die Felgenhornwand liegt also in axialer Richtung zwischen der Ausnehmung und dem Reifenaufnahmebereich vor. Beispielsweise stützt sich die Felgenhornwand nach einer Montage des Reifens an der Kraftwagenfelge der Reifen in axialer Richtung an der Felgenhornwand ab oder liegt zumindest an dieser an.
Die Felgenhornwand ist Bestandteil des jeweiligen Horns. Dies gilt ebenso für den Felgenhornfortsatz und die Biegung, wobei die Felgenhornwand über die Biegung in den Felgenhornfortsatz übergeht. Der Felgenhornfortsatz begrenzt die Ausnehmung und radialer Richtung, insbesondere in radialer Richtung nach außen. Der Felgenhornfortsatz erstreckt sich in axialer Richtung von der Felgenhornwand fort und weist auf seiner der Felgenhornwand abgewandten Seite im Längsschnitt gesehen ein freies Ende auf. Ebenfalls im Längsschnitt gesehen weist die Biegung vorzugsweise unterschiedliche Krümmungen auf, nämlich eine auf ihrer Innenseite, welche der Ausnehmung zugewandt ist, und eine auf ihrer Außenseite, welche der Ausnehmung abgewandt ist.
Die Krümmung auf der Innenseite weist - in Umfangsrichtung zumindest bereichsweise, insbesondere über mindestens 50 %, mindestens 60 %, mindestens 70 %, mindestens 80%, mindestens 90 % des Umfangs, oder sogar vollständig - bevorzugt einen Radius von höchstens 7,5 mm auf, die Krümmung auf der Außenseite einen Radius von höchstens 10 mm. Die Biegung und mithin die Krümmungen werden mit den genannten Radien unmittelbar bei dem Druckgießen ausgebildet, also nicht im Rahmen einer Nachbearbeitung der Kraftwagenfelge. Hierdurch wird eine filigrane, gleichzeitig jedoch äußerst belastbare Kraftwagenfelge realisiert.
Der Felgenhornfortsatz begrenzt die Ausnehmung in radialer Richtung gesehen bevorzugt nach außen und der weitere Felgenhornfortsatz nach innen. Der Felgenhornfortsatz und der weitere Felgenhornfortsatz werden von der Felgenhornwand miteinander verbunden. Beispielsweise liegen der Felgenhornfortsatz und der weitere Felgenhornfortsatz an - im Längsschnitt gesehen - gegenüberliegenden Enden der Felgenhornwand vor beziehungsweise sind an gegenüberliegenden Enden der Felgenhornwand mit dieser verbunden.
Diese Verbindung ist im Falle des Felgenhornfortsatzes über die Biegung realisiert. Der weitere Felgenhornfortsatz kann unmittelbar von der Felgenhornwand ausgehen oder über eine weitere Biegung an diese angebunden sein. Für die weitere Biegung gilt besonders bevorzugt das für die Biegung Gesagte, insbesondere hinsichtlich des Radius der Krümmung auf der der Ausnehmung zugewandten Seite. Der Felgenhornfortsatz und der weitere Felgenhornfortsatz erstrecken sich in die von dem jeweils anderen der Hörner abgewandte Richtung. Sind sie also dem Innenhorn zugeordnet, erstrecken sie sich in die von dem Außenhorn abgewandte Richtung, sind sie dem Außenhorn zugeordnet, so erstrecken sie sich in die von dem Innenhorn abgewandte Richtung.
Der Felgenhornfortsatz und der weitere Felgenhornfortsatz verlaufen im Längsschnitt gesehen bevorzugt parallel zueinander. Die Felgenhornwand, der Felgenhornfortsatz und der weitere Felgenhornfortsatz sind beispielsweise C-förmig zueinander angeordnet und begrenzen die Ausnehmung gemeinsam. Sie sind dabei derart angeordnet, dass die Ausnehmung in die von dem jeweils anderen der Hörner abgewandte Richtung geöffnet ist. Die Ausbildung der beiden Felgenhornfortsätze erzielt ein besonders filigranes optisches Bild der Kraftwagenfelge.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Ausnehmung in Umfangsrichtung durchgehend oder mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Teilausnehmungen ausgebildet wird. Unter der in Umfangsrichtung durchgehenden Ausnehmung wird verstanden, dass die Ausnehmung in Umfangsrichtung eine durchgehend von null verschiedene Tiefe aufweist, insbesondere eine durchgehend konstante Tiefe. Alternativ setzt sich die Ausnehmung aus mehreren Teilausnehmungen zusammen, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet ausgebildet sind. Hierunter ist zu verstehen, dass die Ausnehmung zwischen den Teilausnehmungen eine Tiefe von null aufweist und lediglich in den Teilausnehmungen eine von null verschiedene Tiefe. Die Teilausnehmungen können grundsätzlich mit derselben Tiefe oder mit voneinander verschiedenen Tiefen ausgebildet sein. In jedem Fall wird mithilfe der Ausnehmung eine deutliche Gewichtsreduzierung der Kraftwagenfelge umgesetzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge bei dem Druckgießen mit einer Felgenbreite hergestellt wird, die einer endgültigen Felgenbreite nach dem Herstellen entspricht. Hierauf wurde vorstehend bereits hingewiesen. Nach dem Herstellen, also nach dem spanenden Bearbeiten der Kraftwagenfelge, wird die Kraftwagenfelge vorzugsweise an dem Kraftfahrzeug montiert. Unmittelbar nach dem Herstellen, also unmittelbar nach dem spanenden Bearbeiten, und/oder unmittelbar vor dem Montieren an dem Kraftfahrzeug, soll das Felgenbett die endgültige Felgenbreite aufweisen. Erneut sei darauf hingewiesen, dass anstelle der Felgenbreite selbstverständlich auch die Maulweite verwendet werden kann. Hieraus resultiert eine besonders effiziente und kostengünstige Herstellung der Kraftwagenfelge.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge aus Aluminium oder eine Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, 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. Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Druckgießen eines Gießmaterials hergestellt ist, wobei das Felgenbett durch das Druckgießen mit einer bestimmten Wandstärke hergestellt und nach dem Druckgießen spanend bearbeitet ist, wobei die Wandstärke des Felgenbetts zu Beginn des spanenden Bearbeitens der bestimmten Wandstärke entspricht.
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.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt:

1 eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Kraftwagenfelge entlang einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge sowie
2 eine schematische Detailschnittdarstellung durch die Kraftwagenfelge im Bereich des Felgenbetts.

Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Kraftwagenfelge 1 für ein Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Kraftwagenfelge 1 weist als wesentliche Bestandteile ein Felgenbett 2, eine Felgenmitte 3 und eine Nabe 4 auf. Gezeigt ist die Kraftwagenfelge 1 im Längsschnitt bezüglich einer Längsmittelachse 5 der Kraftwagenfelge 1. Das Felgenbett 2 ist in axialer Richtung einerseits von einem Außenhorn 6 und andererseits von einem Innenhorn 7 begrenzt, die sich ausgehend von dem Felgenbett 2 in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 5 nach außen erstrecken. Ergänzend sei angemerkt, dass sich die axiale Erstreckung des Felgenbetts 2 bis zu einem jeweiligen außenseitigen Ende des Außenhorns 6 beziehungsweise des Innenhorns 7 erstreckt. Die axiale Erstreckung des Felgenbetts 2 schließt also die axialen Erstreckungen des Außenhorns 6 und des Innenhorns 7 mit ein.
Das Felgenbett 2 und die Nabe 4 sind über die Felgenmitte 3 miteinander verbunden. Die Felgenmitte 3 greift also sowohl an dem Felgenbett 2 als auch an der Nabe 4 an und erstreckt sich ausgehend von der Nabe 4 bis hin zu dem Felgenbett 2. Die Nabe 4 weist eine Mittenausnehmung 8 auf, die bezüglich der Längsmittelachse 5 zentral in der Nabe 4 vorliegt und diese in axialer Richtung vollständig durchgreift. Zusätzlich weist die Nabe 4 einen Lochkreis 9 mit mehreren Bohrungen 10 auf, welche jeweils zur Aufnahme eines Befestigungsmittels dienen, mittels welchem die Kraftwagenfelge 1 an einer Radnabe des Kraftfahrzeugs befestigbar ist beziehungsweise befestigt wird.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Felgenmitte 3 mehrere Speichen 11 auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Jede der Speichen 11 erstreckt sich ausgehend von der Nabe 4 bis hin zu dem Felgenbett 2. In Umfangsrichtung zwischen den Speichen 11 liegt ein Zwischenspeichenbereich vor, welcher in Umfangsrichtung von den Speichen 11 in radialer Richtung nach innen von der Nabe 4 und in radialer Richtung nach außen von dem Felgenbett 2 begrenzt ist. In diesem Zwischenspeichenbereich kann ein optionales Zwischenspeichenelement ausgebildet sein, welches den Zwischenspeichenbereich beispielsweise vollständig ausfüllt. Die Kraftwagenfelge 2 weist zumindest bereichsweise eine geringe Wandstärke von höchstens 15 mm oder weniger auf. Bevorzugt ist die Wandstärke höchstens 10 mm, höchstens 7,5 mm oder höchstens 5 mm. Insbesondere um die geringe Wandstärke zu realisieren, wird die Kraftwagenfelge 1 einstückig und durchgehend in eine Gießform durch Druckgießen eines Gießmaterials hergestellt. Als Gießmaterial kommt Aluminium oder eine Aluminiumlegierung zum Einsatz.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem Innenhorn 7 eine Ausnehmung 12 ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann eine derartige Ausnehmung 12 in dem Außenhorn 6 vorliegen. Die Ausnehmung 12 erstreckt sich in Umfangsrichtung, beispielsweise ist sie in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ausnehmung 12 in Umfangsrichtung durchgehend dieselbe Tiefe aufweist. Die Ausnehmung 12 wird von einer Felgenhornwand 13 in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 5 begrenzt, wobei die Felgenhornwand 13 in axialer Richtung zwischen einem Reifenaufnahmebereich 14 der Kraftwagenfelge 1 und der Ausnehmung 12 angeordnet ist. In radialer Richtung nach außen ist die Ausnehmung 12 von einem Felgenhornfortsatz 15 und in radialer Richtung nach innen von einem Felgenhornfortsatz 16 begrenzt. Die Ausnehmung 12 ist derart in dem Innenhorn 7 ausgebildet, dass die Felgenhornwand 13 unmittelbar nach dem Druckgießen eine reduzierte Wandstärke aufweist, welche höchstens 15 mm beträgt.
An dem Felgenbett 2 ist zudem ein Hump 17 ausgebildet, welcher in Form eines sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Radialvorsprungs vorliegt. Der Hump 17 begrenzt den Reifenaufnahmebereich 14 in axialer Richtung, sodass der Reifenaufnahmebereich 14 - ebenfalls in axialer Richtung gesehen - zwischen dem Hump 17 und dem Innenhorn 7 vorliegt.
Die 2 zeigt eine schematische Detailschnittdarstellung des Felgenbetts 2 der Kraftwagenfelge 1. Die Felgenmitte 3 und die Nabe 4 sind nicht dargestellt. Das Felgenbett 2 ist hier in seiner unmittelbar nach einem Druckgießen der Kraftwagenfelge 1 vorliegenden Zustand dargestellt, also vor einem spanenden Bearbeiten des Felgenbetts 2. Es ist erkennbar, dass das Felgenbett 2 zumindest bereichsweise bereits eine geringe Wandstärke aufweist, welche in dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel höchstens 5 mm beträgt. Vorzugsweise weist das Felgenbett 2 eine Wandstärke, welche höchstens der geringen Wandstärke entspricht, in axialer Richtung gesehen zwischen dem Hump 17 und einem weiteren Hump 18 auf, welcher im Bereich des Außenhorns 6 ausgebildet ist. Der weitere Hump 18 begrenzt mit dem Außenhorn 6 einen weiteren Reifenaufnahmebereich 19. Es ist erkennbar, dass der weitere Reifenaufnahmebereich 19 in radialer Richtung weiter außenliegend angeordnet ist als der Reifenaufnahmebereich 14. Selbstverständlich kann es auch vorgesehen sein, dass die Reifenaufnahmebereiche 14 und 19 in radialer Richtung gesehen auf demselben Niveau liegen.
Die beschriebene Ausgestaltung der Kraftwagenfelge 1 realisiert eine äußerst filigrane Optik und stellt gleichzeitig aufgrund des Herstellens der Kraftwagenfelge 1 durch das Druckgießen eine kostengünstige und schnelle Herstellung der Kraftwagenfelge 1 sicher. Zudem werden mittels des Druckgießens des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung hervorragende Festigkeitswerte erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftwagenfelge
2: Felgenbett
3: Felgenmitte
4: Nabe
5: Längsmittelachse
6: Außenhorn
7: Innenhorn
8: Mittenausnehmung
9: Lochkreis
10: Bohrung
11: Speiche
12: Ausnehmung
13: Felgenhornwand
14: Reifenaufnahmebereich
15: Felgenhornfortsatz
16: Felgenhornfortsatz
17: Hump
18: Hump
19: Reifenaufnahmebereich

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0301472 B1 [0002]
DE 102014221852 A1 [0003]

Claims

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, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Druckgießen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei das Felgenbett (2) durch das Druckgießen mit einer bestimmten Wandstärke hergestellt und nach dem Druckgießen spanend bearbeitet wird, wobei die Wandstärke des Felgenbetts (2) zu Beginn des spanenden Bearbeitens der bestimmten Wandstärke entspricht.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Felgenbett (2) durch das Druckgießen auf seiner in radialer Richtung innenliegenden Seite mit einer in axialer Richtung und in radialer Richtung und/oder in axialer Richtung und in tangentialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse (5) der Kraftwagenfelge (1) verlaufenden Entformungsfläche hergestellt wird, die vollständig in einer gedachten Ebene liegt, wobei die Ebene der Längsmittelachse (5) einen Winkel einschließt, der mehr als 0° und höchstens 4° beträgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Felgenbett (2) durch das Druckgießen mit einer Wandstärke ausgebildet wird, die höchstens dreimal oder höchstens doppelt so groß ist wie seine endgültige Wandstärke.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an zumindest einem der Hörner (6,7), also an dem Außenhorn (6) und/oder dem Innenhorn (7), durch das Druckgießen zum Verringern der Materialstärke mindestens eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausnehmung (12) derart ausgebildet wird, dass eine die Ausnehmung (12) begrenzende Felgenhornwand (13) unmittelbar nach dem Druckgießen eine reduzierte Wandstärke von höchstens 15 mm aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Außenhorn (6) und/oder das Innenhorn (7) durch das Druckgießen mit der reduzierten Wandstärke und/oder einer geringen Krümmung hergestellt oder zumindest mit der die verringerte Wandstärke und/oder die geringe Krümmung aufweisenden Felgenhornwand (13) ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) durch das Druckgießen mit einer Materialstärke ausgebildet wird, die von dem Felgenbett (2) bis zu einem dem Felgenbett (2) abgewandten freien Ende des Außenhorns (6) oder des Innenhorns (7) höchstens der geringen Wandstärke entspricht oder um einen Faktor von höchstens 1,1, höchstens 1,15, höchstens 1,2 oder höchstens 1,25 größer ist als diese.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Felgenhornwand (13) in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse (5) der Kraftwagenfelge (1) einerseits die Ausnehmung (12) und andererseits einen Reifenaufnahmebereich (14) der Kraftwagenfelge (1) begrenzend ausgebildet wird, wobei die Felgenhornwand (13) über eine Biegung in einen Felgenhornfortsatz (15) übergeht, und wobei die Ausnehmung (12) in radialer Richtung zwischen dem Felgenhornfortsatz (15) und einem weiteren Felgenhornfortsatz (16) angeordnet ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausnehmung (12) in Umfangsrichtung durchgehend oder mit mehreren in Umfangsrichtung voneinander beabstandeten Teilausnehmungen ausgebildet wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) bei dem Druckgießen mit einer Felgenbreite hergestellt wird, die einer endgültigen Felgenbreite nach dem Herstellen entspricht.
Kraftwagenfelge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, 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, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Druckgießen eines Gießmaterials hergestellt ist, wobei das Felgenbett (2) durch das Druckgießen mit einer bestimmten Wandstärke hergestellt und nach dem Druckgießen spanend bearbeitet wird, wobei die Wandstärke des Felgenbetts (2) zu Beginn des spanenden Bearbeitens der bestimmten Wandstärke entspricht.