DE202018105357U1

DE202018105357U1 - Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge

Info

Publication number: DE202018105357U1
Application number: DE202018105357.4U
Authority: DE
Original assignee: Maxion Wheels Germany Holding GmbH
Current assignee: Maxion Wheels Holding GmbH
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2018-09-18
Publication date: 2019-12-19
Anticipated expiration: 2028-09-19

Abstract

Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge, aufweisend eine metallische Steilschulterfelge (1) mit einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, einer inneren Steilschulter und einer äußeren Steilschulter sowie einem Felgentiefbett mit Tiefbettboden, innerer Bettflanke und äußerer Bettflanke zwischen den Steilschultern, und aufweisend eine im Innern der Steilschulterfelge angeordnete, an die Steilschulterfelge angeschlossene metallische Radschüssel (20), die einen Nabenanschlußflansch mit mehreren auf einem Lochkreis um eine Radachse angeordneten Bolzenlöchern, einen vorzugsweise abgestreckten und mit Lüftungslöchern versehenen Übergangsbereich und einen Schüsselrand aufweist, wobei der Nabenanschlußflansch, der Übergangsbereich, das äußere Felgenhorn und die äußere Steilschulter eine Radvorderseite bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenanschlußflansch (21) zwischen benachbarten Bolzenlöchern (25) auf dem Lochkreis mit randseitig geschlossenen oder mit randoffenen Aussparungen (26, 27; 87) versehen ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge, aufweisend eine metallische Steilschulterfelge mit einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, einer inneren Steilschulter und einer äußeren Steilschulter sowie einem Felgentiefbett mit Tiefbettboden, innerer Bettflanke und äußerer Bettflanke zwischen den Steilschultern, und aufweisend eine im Innern der Steilschulterfelge angeordnete, an die Steilschulterfelge angeschlossene metallische Radschüssel, die einen Nabenanschlußflansch mit mehreren auf einem Lochkreis um eine Radachse angeordneten Bolzenlöchern, einen vorzugsweise abgestreckten und mit Lüftungslöchern versehenen Übergangsbereich und einen Schüsselrand aufweist, wobei der Nabenanschlußflansch, der Übergangsbereich, das äußere Felgenhorn und die äußere Steilschulter eine Radvorderseite bilden.
Nutzfahrzeugräder mit einteiligen Stahl-Steilschulterfelgen sowie eingeschweißter Radschüssel bilden seit vielen Jahrzehnten den Standard für Nutzfahrzeuge. Vielfach erhalten entsprechende Nutzfahrzeugräder ein außenliegendes Ventil, d. h. das Ventil befindet sich am Fahrzeugrad in einem Raum außerhalb der Radschüssel zwischen der äußeren Steilschulter und der Außenfläche der Radschüssel, die entsprechend geformt ist, um ausreichend Freiraum für Scheibenbremsen am Nutzfahrzeug zu schaffen. Der Grundaufbau und die einzuhaltenden Abmessungen entsprechender Steilschulterfelge mit 15° Steilschultern sind beispielsweise von der ETRTO genormt. Die konstruktiven Grundanforderungen an Nutzfahrzeugräder sind höchste Festigkeit bei möglichst geringem Gewicht und niedrigen Herstellkosten.
Zur Reduzierung des Gewichtes ist es bei Fahrzeugrädern bekannt, die Felge in solchen Zonen, die im Betriebseinsatz der Felge bzw. eines Fahrzeugrades geringere mechanische Belastung zu ertragen haben, mit einer geringeren Wanddicke bzw. Materialstärke zu versehen. Die DE 10 2016 115 50 A1 beispielsweise schlägt hierzu vor, während der Profilierungsschritte im Bereich der Steilschultern Abschnitte mit Wanddickenreduzierungen zu erzeugen.
Die DE 20 2014 104 068 U1 betrifft ein Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge mit gewichtsreduzierter Radschüssel, wozu die Radschüssel einen besonders profilierten Übergangsbereich mit mehreren unterschiedliche Krümmungsradien und Materialdicken aufweisenden Teilbereichen erhält. Durch die die besondere Ausgestaltung der Radschüssel konnte das Gewicht bei einer bestimmten Raddimension auf weniger als 35 kg reduziert werden.
Um das Gewicht eines Fahrzeugrades für Nutzfahrzeuge noch weiter zu reduzieren, wird in der DE 10 2014 105 400 A1 vorgeschlagen, in der Radschüssel im Übergangsbereich über den Umfang verteilt lokal ausgebildete Zone mit Materialanhäufung oder Materialreduzierung zu erzeugen, also die sonst übliche Ausgestaltung mit einer zumindest in Umfangsrichtung konstanten Materialdicke, soweit der Übergangsbereich nicht durch Lüftungslöcher unterbrochen ist, zu verlassen. Die Herstellung erfordert besondere Werkzeuge.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Nutzfahrzeugrad mit Steilschulterfelge zu schaffen, welches vorteilhaft herstellbar ist und eine noch stärkere Gewichtsreduzierung gegenüber herkömmlichen Fahrzeugrädern ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird mit der in Anspruch 1 angegebenen Erfindung ein Fahrzeugrad vorgeschlagen, bei welchem der Nabenanschlußflansch zwischen benachbarten Bolzenlöchern auf dem Lochkreis mit randseitig geschlossenen oder mit randoffenen Aussparungen versehen ist. Die Maßnahmen zur Gewichtsreduzierung setzen mithin am Nabenanschluss an, indem dort, also in einem ohnehin weitestgehend ebenen und gegen die Fahrzeugnabe mittels der Bolzenschrauben angepressten Abschnitt des Fahrzeugrades, zwischen den Bolzenlöchern Material zur Gewichtsreduzierung entfernt wird. Die Aussparungen können auf unterschiedliche Weise erzielt werden, beispielsweise durch Schneiden, Stanzen oder Fräsen, insbesondere Laserstrahlschneiden oder Wasserstrahlschneiden.
Grundsätzlich bieten sich alle Konturen und Ausgestaltungen von Aussparungen an. Gemäß einer vorteilhaften Ausgestaltung können die Aussparungen in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung breiter sein als der Bolzenlochdurchmesser. Insbesondere wenn die Nabenanschlussfläche ein Mittenloch aufweist, an welches die Nabenanschlussfläche heranreicht, können die Aussparungen aus am Rand geschlossenen Fenstern bestehen, wobei vorzugsweise benachbarte Aussparungen eine unterschiedliche Fensterkontur oder eine unterschiedlich angeordnete Fensterkontor aufweisen. Hierzu können die Fenster insbesondere als Langloch oder trapezförmige Fenster ausgebildet sein, wobei vorzugsweise bei einer Ausgestaltung mit zueinander gleichen aber anders angeordneten Fenstern benachbarte trapezförmige Fenster um 180° gedreht zueinander angeordnet werden können. Die Fenster können aber auch aus ovalen oder runden Ausgestaltungen bestehen, die gleiche Abmessungen oder sogar kleinere Abmessungen/Flächen/Durchmesser erhalten als die Bolzenlöcher.
Die Ausgestaltung kann insbesondere derart getroffen werden, dass um den Lochkreis sowie um die Aussparungen herum ein radial weiter innen liegender geschlossener Ringbereich und ein radial weiter außen liegender geschlossener Ringbereich an der Nabenanschlussfläche verbleibt, wobei vorzugsweise die minimale radiale Tiefe des weiter innen liegenden geschlossenen Ringbereichs zwischen Lüftungslöchern oder Aussparungen und Mittenloch kleiner ist als die minimale radiale Tiefe des weiter außen liegenden geschlossenen Ringbereichs zwischen Lüftungslöchern oder Aussparungen und Übergang in den Übergangsbereich. Hierdurch verbleibt mehr Material an dem dynamisch belasteten Übergangsabschnitt zwischen Flanschfläche und Übergangsbereich.
Alternativ können die Lüftungslöcher am Übergangsbereich eine rechteckfömige Kontur aufweisen, und/oder in einzelnen Fenstern oder in sämtlichen Fenster können Zierelemente angeordnet sein, wobei vorzugsweise die Zierelemente aus Plättchen bestehen können.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung kann die Nabenanschlussfläche mit randoffenen Aussparungen versehen sein und eine in Umfangsrichtung wechselnde Zahnkranzstruktur mit radial nach innen sich erstreckenden Zahnvorsprüngen erhalten, wobei vorzugsweise jeder Zahnvorsprung mit einem Bolzenloch versehen ist, und/oder wobei jeder Zahnvorsprung in radialer Verlängerung eines Bolzenlochs mit einem nach innen vorspringenden Nocken versehen ist. Durch diese Maßnahmen lässt sich das Material an der Nabenanschlussfläche bis weitestgehend auf einen ausreichenden Stützbereich um die Bolzenlöcher herum vermindern. Es wird mithin bewirkt, dass die Nabenanschlussfläche mit randoffenen Aussparungen versehen ist. Bei dieser Ausgestaltung können die Lüftungslöcher insbesondere oval oder kreisrund sein.
Gemäß einer eigenständigen Erfindungsalternative in Kombination oder unabhängig von den vorgenannten Lösungsmerkmalen können im Tiefbettboden und/oder in wenigstens einer Bettflanke des Felgentiefbetts Aussparungen ausgebildet sein, die aus am Rand geschlossenen Fenster bestehen, und auf der Außenseite des Felgentiefbetts ist mindestens ein die Aussparungen in der Steilschulterfelge überdeckendes Abdeckelement, insbesondere ein Felgenband, angebracht. Es kann sich insbesondere um ein kräftiges Gummiband, aber auch die Kombination eines Abdeckelementes aus Kunststoff, insbesondere faserverstärkten Kunststoff, sowie eines Gummibandes zur Fixierung des Abdeckelementes handeln. Auch hier können - ähnlich wie bei den Aussparungen in der Nabenanschlussfläche - benachbarte Fenster im Tiefbettboden und/oder in der Tiefbettflanke unterschiedliche Fensterkonturen oder unterschiedlich angeordnete Fensterkonturen aufweisen. Vorzugsweise werden die Fenster in der inneren Bettflanke des Felgentiefbetts ausgebildet, wohingegen in der äußeren Bettflanke keine Fenster ausgebildet sind, wobei weiter vorzugsweise die Fenster in der inneren Bettflanke eine kleinere Fensterfläche aufweisen als die Fenster im Tiefbettboden.
Gemäß noch einer weiteren eigenständigen Erfindungsalternative in Kombination oder unabhängig von sämtlichen vorgenannte Lösungsmerkmalen können bei einem gattungsgemäßen Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 an der Radvorderseite wenigstens ein Ringelement befestigt sein, welches sich mit einem mit Lüftungsöffnungen versehenen Kegelabschnitt über die Tiefe des Übergangsbereichs erstreckt und an diesem partiell anliegend befestigt ist, wobei das Ringelement wenigstens einen mit dem Kegelabschnitt verbunden Randabschnitt aufweist, der sich mindestens entlang der äußeren Felgenschulter erstreckt und an dieser zumindest partiell anliegend befestigt ist. Mit dem Ringelement ergeben sich neue konstruktive Gestaltungsmöglichkeiten und zugleich ergibt sich die Möglichkeit, die Steifigkeit des Fahrzeugrades und/oder die Aerodynamik des Fahrzeugrades im Fahrbetrieb zu erhöhen.
Besonders vorteilhaft ist, wenn das Ringelement aus einem anderen, insbesondere leichteren Material besteht als das Ausgangsmaterial von Steilschulterfelge und Radschüssel, wobei vorzugsweise das Ringelement aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, besonders vorzugsweise einem carbonfaserverstärkten Kunststoff besteht. Insbesondere vorteilhaft ist, wenn sich der Randabschnitt bis zum äußeren Felgenhorn erstreckt.
Bei einem Fahrzeugrad mit Ringelement ist weiter vorteilhaft, wenn die Steilschulterfelge und/oder die Radschüssel im Anordnungsbereich des Ringelements partiell mit wenigstens einer Dickenreduzierung, insbesondere einer durch Fließformen erzeugten Dickenreduzierung versehen ist/sind, wobei weiter vorzugsweise das Ringelement ausreichend Eigensteifigkeit hat, die Steifigkeit des Fahrzeugrades in den dickenreduzierten Bereichen zu erhöhen.
Bei einem Fahrzeugrad mit Ringelement können die Steilschulterfelge und/oder die Radschüssel im Anordnungsbereich des Ringelements partiell mit wenigstens einer Dickenreduzierung, insbesondere einer durch Fließformen erzeugten Dickenreduzierung versehen sein, wobei das Ringelement mit Versteifungselementen, insbesondere mit Rippen und/oder Faserverstärkungen versehen ist, um die Steifigkeit des Fahrzeugrades in den dickenreduzierten Bereichen zu erhöhen.
Bei einem Fahrzeugrad mit Ringelement kann der Kegelabschnitt mit einem radial nach innen sich erstreckenden Kragenabschnitt zur Abdeckung der Bolzenlöcher versehen sein. Es kann aber auch eine zusätzliche Schüsselabdeckung vorgesehen sein, die vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass auch die Bolzenlöcher abgedeckt werden.
Gemäß noch einer weiteren eigenständigen Erfindungsalternative in Kombination oder unabhängig von sämtlichen vorgenannte Lösungsmerkmalen kann bei dem gattungsgemäßen Fahrzeugrad an der Fahrzeugradrückseite ein Scheibenelement angeordnet sein, welches aus einem anderen, insbesondere leichteren Material besteht als das Ausgangsmaterial von Steilschulterfelge und Radschüssel, wobei vorzugsweise das Scheibenelement aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, besonders vorzugsweise einem carbonfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Besonders vorteilhaft ist dann, wenn am Ringelement und/oder am Scheibenelement und/oder an der Schüsselabdeckung Luftleitflächen oder Luftleiteinrichtungen zur Verringerung des Luftwiderstandes des Fahrzeugrades ausgebildet sind. Durch diese Maßnahmen lässt sich der Luftwiderstand herabsetzen, wodurch eine weitere Spriteinsparung erzielt werden kann. Die Nutzung von Scheibenelementen an der Fahrzeugradrückseite ist insbesondere vorteilhaft bei Nutzfahrzeugen mit Zwillingsbereifung.
Weitere Vorteile und Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Erläuterung anhand von in der Zeichnung gezeigten Ausführungsbeispielen. In der Zeichnung zeigen:

1 schematisch in perspektivische Ansicht ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad in Ansicht auf die Rad-Vorderseite gemäß einer ersten Ausführungsvariante Ausführung;
2 das Fahrzeugrad aus 1, teilweise aufgebrochen, in Ansicht auf die Rad-Rückseite;
3 das Fahrzeugrad aus 1 in Explosionsdarstellung;
4 in perspektivische Ansicht die Steilschulterfelge beim Fahrzeugrad aus den 1-3;;
5 in perspektivische Ansicht die Radschüssel beim Fahrzeugrad aus den 1-3;
6 in perspektivische Ansicht das beim Fahrzeugrad aus den 1 bis 3 eingesetzte Ringelement zur Aussteifung des Fahrzeugrades;
7 einen Schnitt durch einen Teilabschnitt des Fahrzeugrades aus 1;
8 ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
9 die beim Fahrzeugrad nach 8 eingesetzte Radschüssel;
10 das beim Fahrzeugrad nach 8 eingesetzte Ringelement zur Ausschweifung des Fahrzeugrades;
11 in perspektivische Ansichten Fahrzeugrad gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel mit zusätzlicher Radschüsselabdeckung;
12 das Fahrzeugrad aus 11 in Explosionsdarstellung;;
13 ein Schnitt durch einen Teilabschnitt des Fahrzeugrades aus 12.

In den 1 bis 3 ist insgesamt mit Bezugszeichen 10 ein erfindungsgemäßes Fahrzeugrad für einen Nutzfahrzeug gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel bezeichnet. In an sich bekannter Weise besteht das Fahrzeugrad 10 aus einer Steilschulterfelge 1 aus Stahl sowie einer an die Steilschulterfelge 1 angeschlossenen Radschüssel 20. Die Steilschulterfelge 1 weist, wie dies ebenfalls an sich bekannt ist, ein äußeres Felgenhorn 2, eine äußere Steilschulter 3, ein Felgentiefbett mit Tiefbettboden 5, äußerer Tiefbettflanke 6, innerer Tiefbettflanke 7, eine äußere Steilschulter 8 und ein äußeres Felgenhorn 9 auf. Die Steilschultern 3, 8 sind vorzugsweise durch ein geeignetes Profilierungsverfahren wie beispielsweise Fließdrücken ab gestreckt und weisen eine geringere Profildicke auf als die benachbarten Bereiche wie beispielsweise die Felgenhörner 2,9 oder der Tiefbettboden 5. Die Radschüssel 20 weist eine Nabenanschlussfläche 21, einen Übergangsbereich 22 und einen Schüsselrand 23 auf. Im Übergangsbereich 22 ist eine Mehrzahl von Lüftungslöchern 24 ausgebildet. Der Schüsselrand 23 ist mit der Unterseite der Steilschulterfelge 1 in einer den Nabenanschlussbereich bildenden Übergangszone 11 verschweißt. Die im Wesentlichen flache Nabenanschlussfläche 21 weist im gezeigten Ausführungsbeispiel 10 Bolzenlöcher für Schraubbolzen auf, um das Fahrzeugrad 1 an der Nabe eines Fahrzeugs zu befestigen. Ein solcher Aufbau ist dem Fachmann bekannt.
Eine erste erfindungsgemäße Neuerung besteht in den Aussparungen 26,27 in der Nabenanschlussfläche 21. Die Aussparungen 26,27 befinden sich auf einem Lochkreis um eine Radachse (nicht dargestellt) herum und weisen zueinander und zu den jeweiligen Bolzenlöchern 25 einen gleichmäßigen Abstand auf. Die Aussparungen 26,27 bestehen aus am Rand geschlossenen Fenstern mit hier trapezförmigem Querschnitt. Die Fensteraussparung 26 hat dieselbe Grundform wie die Fensteraussparung 27, allerdings ist letztere um 180° gedreht zu der Fensteraussparung 26. Die Fensteraussparungen 26,27 enden radial nach außen hin in etwa auf dem selben Teilkreis wie die Bolzenlöcher 25, erstrecken sich allerdings nach innen zum Mittenloch 28 des Fahrzeugrades 1 hin bis annähernd an den geschlossenen Mittenlochrand 29 heran. Wie insbesondere die Explosionsdarstellung in 3 zeigt, sind die einzelnen Aussparungen 26,27 zwar eigentlich durchgehend, aber in die Aussparungen sind Zierelemente 30 eingesetzt. Durch die versetzte Anordnung der Aussparungen 26,27 entsteht radial außerhalb der Aussparungen 26,27 bzw. der Bolzenlöcher 25 ein breiterer vollständig erhaltener Ringbereich aus dem Ausgangsmaterial der Radschüssel 10 als radial innen zwischen den Aussparungen 26,27 und dem Rand 29 des Mittenlochs. Der radial weiter außen liegende Ringbereich hat daher eine größere radiale Erstreckung bzw. Breite als der radial weiter innen liegende Ringbereich. Mit den Aussparungen 26,27 kann eine erhebliche Gewichtsreduzierung der Radschüssel 20 und damit des gesamten Fahrzeugrades 1 erzielt werden.
Eine zweite Neuerung zur Gewichtsreduzierung betrifft die Ausgestaltung der Radschüssel 1, denn die Radschüssel 1 ist, wie insbesondere die 3 und 4 zeigen, im Tiefbettboden 5 und in der äußeren Bettflanke 7 des Felgentiefbetts 4 ebenfalls mit fensterförmigen, randseitig geschlossenen Aussparungen 13,14 im Tiefbettboden 5 sowie 15,16 in der äußeren Bettflanke 7 versehen. Auch hier haben die umfangsverteilt angeordneten, benachbart zueinander liegenden Aussparungen 13,14 zueinander eine unterschiedliche Kontur; zwar sind sowohl die Aussparungen 13 als auch die Aussparungen 14 hier im Wesentlichen trapezförmig; die Aussparungen 13, die jede zweite Aussparung über den Umfang verteilt bilden, ist jedoch jeweils größer als die beiden benachbart hierzu liegenden Aussparungen 14; die Trapeze sind wiederum um 180° gedreht zueinander angeordnet, um möglichst gleichbleibende Materialquerschnitte zwischen den einzelnen Aussparungen 13,14 zu erzielen. Die Aussparungen 15,16 bestehen aus ovalen langen Löchern, wobei jeweils die Aussparungen 16 größer sind und auf einer Radiallinie mit den kleineren Aussparungen 14 im Tiefbettboden 5 liegen, während die Aussparungen 15 etwas kleiner sind als die Aussparungen 16 und in einer Radiallinie mit den größeren Aussparungen 13 im Tiefbettboden 5 liegen. Auch mit diesen Aussparungen 13,14, 15,16 im Tiefbett 4 kann eine Gewichtsreduzierung der Steilschulterfelge 1 erreicht werden. Um trotz der Aussparungen 13 bis 16 einen schlauchlosen Reifen montieren und mit entsprechendem Luftdruck beaufschlagen zu können, ist auf der äußeren Umfangsseite der Steilschulterfelge 1 ein beispielsweise aus einem kräftigen Gummiband bestehendes Felgenband 30 (vergleiche 3 oder 1) angeordnet und aufgespannt.
Die Radschüssel 20 hat ferner, wie die 3 und 5 besonders gut erkennen lassen, relativ großflächige, hier annähernd rechteckförmige Lüftungslöcher 24, zwischen denen Materialstege 31 im Bereich des Übergangsbereichs 22 verbleiben. Insgesamt kann der Übergangsbereich 22 auch in dem Erstreckungsbereich der Materialstege 31 einen angepassten Dickenverlauf mit partiellen Dickenreduzierungen erhalten.
Ergänzend sind beim Fahrzeugrad 1, wie weiter oben schon erwähnt, die Steilschultern 3, 8 durch geeignetes Fließformen ausgewalzt und in der Materialdicke reduziert. Und trotz dieser Kombination von Materialdicken-Reduzierungen eine ausreichende Steifigkeit eines Fahrzeugrades 1 zu gewährleisten, ist das Fahrzeugrad 1, wie wiederum die Explosionsdarstellung in 3 zeigt, zusätzlich mit einem vorgeformten Ringelement 40 versehen, wobei dieses Ringelement 40 partiell an der Radschüssel 20 und zugleich partiell an der Steilschulterfelge 1 befestigt ist, insbesondere mit Partien von Radschüssel 20 und Steilschulterfelge 1 verklebt ist. Das Ringelement 40 erstreckt sich im gezeigten Ausführungsbeispiel über die gesamte Tiefe des Übergangsbereichs 22 der Radschüssel 20 und weist hierzu einen an die Formgebung der Außenkontur des Übergangsbereichs 22 angepassten Kegelabschnitt 41 auf, der mit einer entsprechend der Anzahl der Lüftungslöcher 24 in der Radschüssel 20 entsprechenden Anzahl von Lüftungsöffnungen 42 versehen ist, und er weist ferner einen integral mit dem Kegelabschnitt 41 verbundenen Randabschnitt 43 auf, wobei hier einzelne Randabschnitte 43 gebildet sind, die zentral mit einer Versteifung 44 versehen sind. Während sich der Kegelabschnitt 41 von vorne nach hinten erstreckt und hierbei erweitert, verlaufen die Randabschnitte 44 zurück nach außen und vorne. Die Kegelabschnitte 41 und die Randabschnitte 43 sind derart zueinander abgewinkelt ausgerichtet und positioniert, dass im Montagezustand des Ringelements 40 der Kegelabschnitt 41 mit den zwischen benachbarten Lüftungslöchern 42 verbleibenden Stegabschnitten 45 an der Außenseite der Zwischenstege 31 anliegt, und zugleich mit den Querstegen 47 und den weiteren Randabschnitten um die Lüftungsöffnungen 42 herum an der Radschüssel 20 jeweils im Bereich eines Lüftungslochs 24 flächig anliegt. Das Ringelement 40 besteht vorzugsweise aus faserverstärkten Kunststoff wie beispielsweise Carbonfaser verstärktem Kunststoff, und hat eine Materialdicke, die deutlich geringer ist als die Materialdicke der Wandabschnitte der Radschüssel 20; gleichwohl bewirkt das Vorhandensein eines fest mit der Radschüssel 20 verbundenen Ringelements 40 eine zusätzliche Aussteifung des Fahrzeugrades 10, insbesondere weil das Ringelement 40 nicht nur mit dem Kegelabschnitt 41 im Bereich des Übergangsbereichs 22 der Radschüssel 20 sondern auch mit dem Randabschnitt 43 an der Unterseite der äußeren Steilschulter 6 anliegt.
Der Montagezustand wird besonders gut aus 7 deutlich, in der die Felge 1 mit den Aussparungen 13 bis 16 im Tiefbettboden zu erkennen ist, die mittels des Felgenbands 30 abgedeckt werden, und außerdem das Ringelement 40 zu erkennen ist, welches am Übergangsbereich 22 der Radschüssel 20 anliegt und sich dort sowie entlang der äußeren Steilschulter 3 erstreckt. Ähnlich wie das Ringelement 40 kann auch ein zweiter Aussteifungsring 49 aus geeignetem Material wie beispielsweise carbonfaserverstärktem Kunststoff an der Radrückseite positioniert sein und dort die innere Steilschulter 8 unterfüttern und hierdurch zusätzlich versteifen und verstärken.
Die 8 bis 10 zeigen ein alternatives Ausführungsbeispiel eines insgesamt mit Bezugszeichen 60 bezeichneten Fahrzeugrades. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Radschüssel 80 mit gewichtsreduzierenden Aussparungen im Bereich der Nabenanschlussfläche 81 mit einer Steilschulterfelge 51 verbunden, die im Bereich eines Felgentiefbetts 54 sowohl am Tiefbettboden 55 mit Aussparungen 63,64 versehen ist als auch im Bereich der inneren Bettflanke 57 mit Aussparungen 65,66 versehen ist. Die Aussparungen 63,64 im Tiefbettboden 55 haben hier aber eine grundlegend andere Formgebung, nämlich schlüssellochförmige Fenster 64 und ringsegmentförmige Fenster 63. Ein Felgenband zur Abdeckung der Aussparungen 63 bis 66 ist nicht dargestellt, kommt aber wie beim vorherigen Ausführungsbeispiel zur Abdichtung eines Reifeninnenraums zum Einsatz. Auch die Radschüssel 80 unterscheidet sich konstruktiv von der Radschüssel aus dem vorherigen Ausführungsbeispiel. Zwar sind auch hier eine Nabenanschlussfläche 81, ein Übergangsbereich 82 mit Lüftungslöchern 84 und ein Schüsselrand 63 ausgebildet; die Lüftungslöcher 84 sind hier allerdings kreisrund bzw. oval, und die Nabenanschlussfläche 81 ist mittels randoffener Aussparungen 87 zwischen benachbarten Bolzenlöchern 85 im Wesentlichen auf einen schmalen zahnkranzförmigen Ring 86 mit zahnförmigen, radial nach innen sich erstreckenden Zahnvorsprüngen 88 verkleinert, wobei jeweils innerhalb einer der Zahnvorsprünge 88 ein Bolzenloch 85 ausgebildet ist. In radialer Verlängerung eines jeden Bolzenlochs 85 ist jeder Zahnvorsprung 88 mit einem Nocken 85 versehen.
Auch beim Fahrzeugrad 60 ist die Radschüssel 51 zusätzlich mittels eines Ringelements 90 ausgestattet. Auch hier hat das Ringelement 90 einen Kegelabschnitt 91 und einen Randabschnitt 93 und das Ringelement 90 ist ausgebildet, auf der die Radvorderseite bildenden Außenseite der Radschüssel 80 montiert zu werden. Angepasst an die runden Lüftungslöcher 84 des Übergangsbereichs 82 der Radschüssel 80 ist der Kegelabschnitt 91 mit runden Lüftungsöffnungen 92 versehen, wohingegen die Stülpung des Randabschnitts 93 derart ausgebildet ist, dass sich der Randabschnitt 93 innen an die Unterseite der Steilschulterfelge 51 anlegen kann. Die Länge des Randabschnitts 93 ist vorzugsweise derart ausgebildet, dass er noch die äußere Steilschulter 53 der Steilschulterfelge 51 unterfüttern kann, um dem Fahrzeugrad 60 in geeigneter Weise trotz der im Übergangsbereich 82 und an den Steilschultern 53, 58 ausgebildeten Materialreduzierungen eine ausreichende Steifigkeit zu verleihen. Der Kegelabschnitt 91 hat hier eine verminderte Tiefe und ist kürzer als die Tiefe des Übergangsbereichs 82 an der Radschüssel 80. Das Ringelement 90 besteht vorzugsweise wieder aus faserverstärkten Kunststoffmaterial.
Die 11 bis 13 zeigen noch ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Fahrzeugrades 10'. Wie die Explosionsdarstellung in 12 gut erkennen lässt, kommen beim Fahrzeugrad 10' eine Radschüssel 20 und eine Steilschulterfelge 1 zusammen mit einem Felgenband 30 zum Einsatz, wie sie mit Bezug auf die 1 bis 7 im Detail erläutert worden. Die Radschüssel 20 hat die Aussparungen in der Nabenanschlussfläche und die Steilschulterfelge 1 hat die Aussparungen im Tiefbett. Wie beim Ausführungsbeispiel nach den 1-7 ist die Radschüssel 20 vorzugsweise mittels eines zusätzlichen Ringelements ausgesteift, und es kann auch ein zweites Aussteifungselement an der Radrückseite angeordnet sein. Das Fahrzeugrad 10' hat als zusätzliche Elemente eine Schüsselabdeckung 97 und einen Verschlussring 98 für den Lochkreis oberhalb der einzelnen Bolzenköpfe der Radschrauben. Sowohl die Schüsselabdeckung 97 als auch der Verschlussring 98 verbessern die Aerodynamik; die Schüsselabdeckung 97 ist hierzu mit einer Fächerstruktur versehen, die in geeigneter Weise ausgebildet ist, den Luftwiderstand zu reduzieren, und gleichzeitig für eine ausreichende Belüftung zu sorgen. Die Schüsselabdeckung 97 deckt die Radvorderseite ab und ist daher im Montagezustand am Fahrzeug sichtbar. Auch für die Radrückseite ist zur Verbesserung der Aerodynamik ein Scheibenelement 99 vorgesehen, welches wiederum mit geeigneten Luftleiteinrichtungen versehen ist.
13 zeigt den Montagezustand am Fahrzeugrad 10' mit Steilschulterfelge 1, Radschüssel 20, Felgenband 30 zur Abdeckung der Aussparungen 13-16 im Felgentiefbett der Felge 1, und ferner auch das Scheibenelement 99 an der Radrückseite sowie den Verschlussring 98 und die Schüsselabdeckung 97 an der Radvorderseite.
Für den Fachmann ergeben sich aus der vorhergehenden Beschreibung zahlreiche Modifikationen, die in den Schutzbereich der anhängenden Ansprüche fallen sollen. Es versteht sich, dass Radschüssel und Felge auch aus Leichtmetall bestehen könnten; sofern das Fahrzeugrad aus Stahl besteht, könnte das Ringelement auch aus Aluminium bestehen. Die Formgebung der Aussparungen insbesondere im Felgentiefbett und in der Nabenanschlussfläche kann variieren. Die Ausführungsbeispiele zeigen jeweils Fahrzeugräder, bei denen Aussparungen sowohl an der Felge als auch an der Radschüssel angebracht sind. In den Schutzbereich sollen aber auch Ausgestaltungen fallen, bei denen nur die Felge oder nur die Radschüssel einzelne Aussparungen zur Gewichtsreduzierung aufweisen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 10201611550 A1 [0003]
DE 202014104068 U1 [0004]
DE 102014105400 A1 [0005]

Claims

Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge, aufweisend eine metallische Steilschulterfelge (1) mit einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, einer inneren Steilschulter und einer äußeren Steilschulter sowie einem Felgentiefbett mit Tiefbettboden, innerer Bettflanke und äußerer Bettflanke zwischen den Steilschultern, und aufweisend eine im Innern der Steilschulterfelge angeordnete, an die Steilschulterfelge angeschlossene metallische Radschüssel (20), die einen Nabenanschlußflansch mit mehreren auf einem Lochkreis um eine Radachse angeordneten Bolzenlöchern, einen vorzugsweise abgestreckten und mit Lüftungslöchern versehenen Übergangsbereich und einen Schüsselrand aufweist, wobei der Nabenanschlußflansch, der Übergangsbereich, das äußere Felgenhorn und die äußere Steilschulter eine Radvorderseite bilden, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenanschlußflansch (21) zwischen benachbarten Bolzenlöchern (25) auf dem Lochkreis mit randseitig geschlossenen oder mit randoffenen Aussparungen (26, 27; 87) versehen ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparungen in Radialrichtung und/oder in Umfangsrichtung breiter sind als der Bolzenlochdurchmesser.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenanschlussfläche (21) ein Mittenloch (29) aufweist und die Aussparungen aus am Rand geschlossenen Fenstern bestehen, wobei vorzugsweise benachbarte Aussparungen eine unterschiedliche Fensterkontur oder eine unterschiedlich angeordnete Fensterkontor aufweisen.
Fahrzeugrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster als Langloch oder trapezförmig ausgebildet sind, wobei vorzugsweise benachbarte trapezförmige Fenster um 180° gedreht zueinander angeordnet sind.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass um den Lochkreis sowie um die Aussparungen herum ein radial weiter innen liegender geschlossener Ringbereich und ein radial weiter außen liegender geschlossener Ringbereich an der Nabenanschlussfläche verbleibt, wobei vorzugsweise die minimale radiale Tiefe des weiter innen liegenden geschlossenen Ringbereichs zwischen Lüftungslöchern oder Aussparungen und Mittenloch kleiner ist als die minimale radiale Tiefe des weiter außen liegenden geschlossenen Ringbereichs zwischen Lüftungslöchern oder Aussparungen und Übergang in den Übergangsbereich.
Fahrzeugrad nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lüftungslöcher am Übergangsbereich eine rechteckfömige Kontur aufweisen, und/oder dass in einzelnen oder sämtlichen Fenstern Zierelemente angeordnet sind, wobei vorzugsweise die Zierelemente aus Plättchen bestehen.
Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nabenanschlussfläche (81) mit randoffenen Aussparungen (87) versehen ist und eine in Umfangsrichtung wechselnde Zahnkranzstruktur mit radial nach innen sich erstreckenden Zahnvorsprüngen (88) versehen ist, wobei jeder Zahnvorsprung mit einem Bolzenloch (85) versehen ist, und/oder wobei jeder Zahnvorsprung in radialer Verlängerung eines Bolzenlochs mit einem nach innen vorspringenden Nocken versehen ist, und/oder wobei vorzugsweise die Lüftungslöcher am Übergangsbereich kreisrund oder oval sind.
Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im Tiefbettboden (5) und/oder in wenigstens einer Bettflanke des Felgentiefbetts (4) Aussparungen (13, 14; 15, 16) ausgebildet sind, die aus am Rand geschlossenen Fenster bestehen, und dass auf der Außenseite des Felgentiefbetts mindestens ein die Aussparungen in der Radfelge überdeckendes Abdeckelement, insbesondere ein Felgenband (30), angebracht ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass benachbarte Fenster im Tiefbettboden und/oder in der Tiefbettflanke unterschiedliche Fensterkonturen oder unterschiedlich angeordnete Fensterkonturen aufweisen.
Fahrzeugrad nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Fenster in der inneren Bettflanke des Felgentiefbetts ausgebildet sind, und dass in der äußeren Bettflanke keine Fenster ausgebildet sind, wobei die Fenster in der inneren Bettflanke eine kleinere Fensterfläche aufweisen als die Fenster im Felgentiefbett.
Fahrzeugrad für Nutzfahrzeuge, aufweisend eine metallische Steilschulterfelge mit einem inneren Felgenhorn und einem äußeren Felgenhorn, einer inneren Steilschulter und einer äußeren Steilschulter sowie einem Felgentiefbett mit Tiefbettboden, innerer Bettflanke und äußerer Bettflanke zwischen den Steilschultern, und aufweisend eine im Innern der Steilschulterfelge angeordnete, an die Steilschulterfelge angeschlossene metallische Radschüssel, die einen Nabenanschlußflansch mit mehreren auf einem Lochkreis um eine Radachse herum angeordneten Bolzenlöchern, einen vorzugsweise abgestreckten und mit Lüftungslöchern versehenen Übergangsbereich und einen Schüsselrand aufweist, wobei der Nabenanschlußflansch, der Übergangsbereich, das äußere Felgenhorn und die äußere Steilschulter eine Radvorderseite bilden, dadurch gekennzeichnet, dass das Fahrzeugrad nach einem der vorhergenden Ansprüche ausgebildet ist und/oder dass an der Radvorderseite wenigstens ein Ringelement (40) befestigt ist, welches sich mit einem mit Lüftungsöffnungen versehenen Kegelabschnitt (41) über die Tiefe des Übergangsbereichs (21) erstreckt und an diesem partiell anliegend befestigt ist, wobei das Ringelement wenigstens einen mit dem Kegelabschnitt verbunden Randabschnitt (43) aufweist, der sich mindestens entlang der äußeren Felgenschulter erstreckt und an dieser zumindest partiell anliegend befestigt ist.
Fahrzeugrad nach Anspruch 11 mit einem Ringelement, dadurch gekennzeichnet, dass das Ringelement aus einem anderen, insbesondere leichteren Material besteht als das Ausgangsmaterial von Steilschulterfelge und Radschüssel, wobei vorzugsweise das Ringelement aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, besonders vorzugsweise einem carbonfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Fahrzeugrad mit Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der Randabschnitt bis zum äußeren Felgenhorn erstreckt.
Fahrzeugrad mit Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilschulterfelge und/oder die Radschüssel im Anordnungsbereich des Ringelements partiell mit wenigstens einer Dickenreduzierung, insbesondere einer durch Fließformen erzeugten Dickenreduzierung versehen ist/sind, wobei das Ringelement ausreichend Eigensteifigkeit hat, die Steifigkeit des Fahrzeugrades in den dickenreduzierten Bereichen zu erhöhen.
Fahrzeugrad mit Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Steilschulterfelge und/oder die Radschüssel im Anordnungsbereich des Ringelements partiell mit wenigstens einer Dickenreduzierung, insbesondere einer durch Fließformen erzeugten Dickenreduzierung versehen ist/sind, wobei das Ringelement mit Versteifungselementen, insbesondere mit Rippen und/oder Faserverstärkungen versehen ist, um die Steifigkeit des Fahrzeugrades in den dickenreduzierten Bereichen zu erhöhen.
Fahrzeugrad mit Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kegelabschnitt mit einem radial nach innen sich erstreckenden Kragenabschnitt zur Abdeckung der Bolzenlöcher versehen ist.
Fahrzeugrad mit Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine zusätzliche Schüsselabdeckung vorgesehen ist, die vorzugsweise derart ausgestaltet ist, dass auch die Bolzenlöcher abgedeckt werden
Fahrzeugrad nach dem Oberbegriff von Anspruch 1 oder nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Fahrzeugradrückseite ein Scheibenelement angeordnet ist, welches aus einem anderen, insbesondere leichteren Material besteht als das Ausgangsmaterial von Steilschulterfelge und Radschüssel, wobei vorzugsweise das Scheibenelement aus Kunststoff, insbesondere einem faserverstärkten Kunststoff, besonders vorzugsweise einem carbonfaserverstärkten Kunststoff besteht.
Fahrzeugrad mit einem Ringelement nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass am Ringelement und/oder am Scheibenelement und/oder an der Schüsselabdeckung Luftleitflächen oder Luftleiteinrichtungen zur Verringerung des Luftwiderstandes des Fahrzeugrades ausgebildet sind.