DE2249252B2 - Fahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Fahrzeugrad aus Metall, bestehend aus einer einstückigen Radscheibe und einer daran befestigten Felge zur Aufnahme eines Luftstreifens und mit den Merkmalen a) bis e) des Anspruchs 1.

Ein derartiges bekanntes Fahrzeugrad (DT-Gbm 7013454) hat das Aussehen einer Rosette, d. h., die Rippen bestehen aus übereinander gelagerten und sich überschneidenden Spitzbögen. Dadurch wird eine enge und damit schwere Verrippung erzielt. Um die Nabenbohrung herum ist ein massiver Ring vorgesehen, aus welchem die Rippen axial und radial herauswachsen und der somit Aussteifungen zwischen den Rippen bildet. Die Durchgangsbohrungen für die Radbefestigungsbolzen liegen in diesem massiven Ring, wobei die axial heraustretenden Rippen weggeschnitten sind. Dadurch wird der Kraftfluß durch die Rippen unterbrochen und trotz des hohen Gewichts keine gute Festigkeit erzielt.

Die Radscheibe kegelstumpfförmig auszubilden, ist an sich bekannt (US-PS 3250572), so daß die äußeren Ränder der Rippen auf der Mantelfläche eines mit seiner Spitze von der Nabenbohrung begrenzten Kegelstumpfes liegen. Bei diesem bekannten Fahrzeugrad laufen die Rippen jedoch streng radial, so daß gewisse, tangential einwirkende Kräfte weniger gut abgestützt werden.

Leichtmetallfelge!! sind in den unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt (Zeitschrift »Autor, Motor und Sport«, Heft 25/1969, Seiten 54, 57, CiO, 74 und 78), jedoch wird keine mit dem Anmeldungsgegenstand vergleichbare Rippenanordnung gezeigt. Die bekannten Rippenanordnungen sind entweder streng radial und dann ziemlich eng, oder sie sind sternförmig mit fünf, sechs oder acht dreieckförmigen Sternzacken ausgebildet, so daß entweder die Spannweite der Unterstützung der Felge groß ist oder die Dreiecke der Sternzacken sehr spitzwinklig sind, so daß die Abstützung in tangentialer Richtung wiederum mäßig ist. Die angeführte Literaturstelle zeigt ferner, daß Aussteifungen zwischen den Rippen bekannt sind.

Es ist ferner nicht mehr neu, die Durchgangsbohrungen für die Radbolzen in den Aussteifungen zwischen angrenzenden Rippen unterzubringen (DT-Gbm 1 983 976). Die Anordnung der Rippen ist dabei allerdings nicht so, daß die Durchgangsbohrungen am Boden eines napfartigen Raumes angeordnet sind wie beim Anmeldungsgegenstand.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad so auszubilden, daß es trotz leichter Bauweise hohen Beanspruchungen standzuhalten vermag.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 aufgeführten Merkmale gelöst, wobei Schutz nur für die Gesamtkombination der Merkmale des Anspruches 1 begehrt wird.

Das erfindungsgemäß ausgebildete Fahrzeugrad weist eine bemerkenswert verbesserte Widerstandsfähigkeit gegen Torsion auf, die insbesondere beim heftigen Bremsen auftritt, und zwar wegen der starken Schrägstellung der Rippen im äußeren Rippenband, wobei die schräglaufenden Rippen einen guten Kraftübergang zu dem inneren Rippenband finden, welches versteift ist. Dauertests haben ferner eine vergrößerte Lebensdauer gegenüber Wechselkräften ergeben, die häufig zu Ermüdungserscheinungen, insbesondere in Ecken führen. Auch die Schlagfestigkeit war deutlich verbessert. Schließlich sind auch die Randzonen der Durchgangsbohrungen für die Schraubbolzen gegen direkte Krafteinwirkung abgeschirmt, was sich ebenfalls günstig auswirkt. Schließlich ist das neue Fahrzeugrad wegen der unkomplizierten Verrippung billig herzustellen, und die Radscheibe kann in wirtschaftlicher Weise — durch Schweißen - mit der Felge verbunden werden.

Drei Ausführungsformen der Erfindung werden an Hand der Zeichnung erläutert. Dabei zeigt

Fig. 1 eine Seitenansicht eines Fahrzeugrades nach der ersten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1,

Fig. 3 eine halbe Seitenansicht eines Fahrzeugrades nach der zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 4 einen Schnitt gemäß der Linie 4-4 in Fig. 3,

Fig. 5 eine halbierte Seitenansicht der dritten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 6 einen schnitt entlang der Linie 6-6 der Fig. 5.

Fig. 1 und 2 stellen ein Fahrzeugrad 10 nach der ersten Ausführungsform der Erfindung dar, das aus

einer Felge 12 und einer einstückigen Radscheibe 14 besteht. Die Felge 12 kann als übliche Tiefbettfelge aus Walzstahl gefertigt sein und weist seitliche Flanschen 16 zur Aufnahme eines schlauchlosen Reifens, ein Durchgangsloch 18 für ein Ventil und ein Felgenbett 20 auf. Die Radscheibe 14 weist einen äußeren Ring 22, der axial mit Preßpassung aui das Felgenbett 20 geschoben ist, und koaxial hierzu einen inneren Ring 24 auf, dessen innerer Durchmesser so gewählt ist, daß er das Lagergehäuse einer üblichen (nicht gezeigten) Vorderrad-Nabe eines Kraftfahrzeugs aufnehmen kaiHi.

Die Radscheibe 14 weist X-förmig angeordnete Rippen 26 und Y-förmig angeordnete Rippen 28 auf, die in einem äußeren Rippenband ein in axialer Richtung offenes Gitterwerk bilden, so daß dort abwechselnd nebeneinander liegende V- und Y-Formen angetroffen werden. In einem inneren Rippenband sind radial gerichtete Rippen 30 vorgesehen (die untere Hälfte des X stellt die Verbindung zwischen den beiden Rippenbändern dar). Es ergibt sich eine erhöhte Torsionssteifigkeit des Fahrzeugrades 10 daraus, daß die X-förmig angeordneten Rippen 26 deutlich nichtradial verlaufen, ebenso wie die Arme 28' der Y-förmig angeordneten Rippen 28. Eine Torsion des Fahrzeugrades 10 führt zu Zug- und Druckbeanspruchung dieser Rippen, im Gegensatz zu den üblichen, radial verlaufenden Rippen, bei denen Biegeinomente infolge Torsionsbelastung des Fahrzeugrades auftreten. Zur Verbindung des Fahrzeugrades 10 mit der (nicht gezeigten) Nabe des Fahrzeugs dienen fünf im gleichen Abstand voneinander angebrachte Durchgangsbohrungen 32, die jeweils mittig in einer Aussteifung 34 sitzen, welche die inneren Ränder der angrenzenden Rippen (untere Hälfte der X-förmig angeordneten Rippen, radiale Rippen 30) miteinander verbinden. Das äußere Band der nichtradial verlaufenden Rippen 26 und 28' wird also durch ein inneres, versteiftes Band von radial laufenden, inneren Rippen 30 getragen, was dem Fahrzeugrad eine erhöhte Schlagfestigkeit verleiht.

Fig. 3 und 4 zeigen die zweite Ausführungsform der Erfindung, d. h. ein Fahrzeugrad 36, bestehend aus einer Felge 12 und einer Radscheibe 14'. Die Radscheibe 14' weist wiederum einen äußeren Ring 22 und einen inneren Ring 24 auf, und statt der unteren Hälfte der X-Form ist zur Trennung der beiden Rippenbänder eine konzentrische kreisförmige Rippe 38 vorgesehen. Im äußeren Rippenband sind niehtradial verlaufende Rippen 40 vorgesehen, die demnach V-Formen bilden, den äußeren Ring 22 mit der kreisförmigen Rippe 38 verbinden und als ein offenes Gitterwerk mit Dreiecksöffnungen 39 und 39' ausgebildet sind. Im inneren Rippenband sind radial verlaufende Rippen 42 vorgesehen, die den inneren Ring 24 und die kreisförmige Rippe 38 verbinden. Die Verbindungsstellen der Rippen 42 mit der kreisförmigen Rippe 38 sind halb so zahlreich wie die Verbindungsstellen der schräglaufenden Rippe 40 mit der kreisförmigen Rippe 38 und liegen in der Mitte zwischen diesen (Fig. 3). Aussteifungen 34' erstrecken sich umlaufend zwischen den inneren Rändern der radialen Rippen 42 und radial zwischen dem Ring 24 und der kreisförmigen Rippe 38. In jeder Aussteifung 34' sitzt mittig eine axiale Durchgangsbohrung 32 zur Aufnahme der Radbefestigungsbolzen.

Fig. 5 und 6 zeigen ein weiteres Fahrzeugrad in

einer abgeänderten Ausfiihrungsform der Erfindung, unter Verwendung der bereits beschriebenen Felge 12 und einer abgeänderten Radscheibe 14". Die Radscheibe 14" entspricht im großen und ganzen der Radscheibe 14', jedoch sind die Verbindungsstellen der radialen inneren Rippe 42 mit der kreisförmigen Rippe 38 gegenüber der Ausfiihrungsform nach Fig. 3 versetzt und an den jeweiligen Verbindungspunkt 46 der schräglaufenden Rippen 40 mit der kreisförmigen Rippe 38 gerückt, wie in Fig. 5 dargestellt.

Alle gezeigten Ausbildungsformen des Fahrzeugrades sind durch die Verwendung eines kegelstumpfförmigen Querschnitts, wie in Fig. 2, 4 und 6 gezeigt, besonders widerstandsfähig gegen axiale Belastungen trotz bedeutender Gewichtsersparnis des Fahrzeugrades. Gemäß dieser kegeistumpfförmigen Ausbildung liegt der kleinste Querschnitt nahe dem äußeren Ring 22 und der größte Querschnitt beim inneren Ring 24, bei welchem die Biegemomente der Radscheibe durch axiale, an der Felge 12 angreifende Kräfte am größten sind. Dieauf die Aussteifungen 34 oder 34' und die darin angeordneten Durchgangsbohrungen 32 übertragenen Belastungen werden durch die Art der Verbindung des äußeren Rippenbandes mit dem inneren Rippenband zu dem inneren Ring 24 relativ klein gehalten. Mit anderen Worten wird durch die Verbindung der äußeren und inneren Ringe 22 und 24 mit Hilfe einer Vielzahl von Rippen und durch die Anordnung der Aussteifungen 34 außerhalb des Umrisses des inneren Ringes 24 erreicht, daß in einer solchen Radscheibe die mechanischen Spannungslinien in den aus vollem Material bestehenden inneren Ring 24 völlig über die Rippen verlaufen, so daß die Ausstcifungen 34 oder 34' von diesen Spannungslinien abgeschirmt sind und die Wechsellast im Bereich der Durchgangsbohrungen 32 besonders klein ist.

Alle Ausbildungsformen der Radscheiben 14, 14' und 14" sind einstückig durch Gießen hergestellt und bestehen aus demselben Material, z. B. aus Stahl mit geringem oder mittlerem Kohlenstoffgehalt, aus Aluminium oder Magnesium. Gußstahl wird deshalb bevorzugt, weil die verhältnismäßig dünnen Abschnitte kräftig genug sind und weil die Verschweißung der Radscheibe mit der Felge 12 leicht durchführbar ist, ohne daß Einsätze aus Eisen in die Radscheibe miteingegossen werden müssen. Die Radscheiben sind mit mindestens 0,127 mm Übermaß zwischen dem äußeren Ring 22 und dem Felgenbett 20, 16 bemessen, so daß die Radscheibe in die Felge eingepreßt werden kann und an dieser mit einer fortlaufenden Schweißnaht, die sich um den gesamten äußeren Umfang der Radscheibe erstreckt, befestigt werden kann. Der Guß der Radscheibe wird dadurch erleichtert, daß seine axialen Maße verhältnismäßig gering sind, sowie durch die Anordnung der Rippen, wodurch es möglich wird, Gußformen für die Radscheiben 14, 14'und 14" zu verwenden, die mit Hilfe eines verhältnismäßig einfachen Modells hergestellt werden, welches nur eine Teilebene an der Seite, die der Innenseite der Radscheibe benachbart ist, aufweist. Die gußgerechte Form der Radscheibe ergibt sich auch dadurch, daß ein zentraler Steiger und Einlaufe verwendet werden können, die ungefähr bei einem Drittel des Radius, von außen gerechnet, angebracht sind, so daß die dünneren Teile bis zum Abschluß des Gießens heißbleiben.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Fahrzeugrad aus Metall, bestehend aus einer einstückigen Radscheibe und einer daran befestigten Felge zur Aufnahme eines Luftreifens und mit folgenden Merkmalen:

a) die Radscheibe weist axiale Durchgangsbohrungen für die Radbefestigungsbolzen auf und ist mit einer Nabenbohrung sowie mit einem die Felge tragenden äußeren Ring versehen;

b) zwischen der Nabenbohrung und dem äußeren Ring sind ein inneres und ein äußeres Rippenband vorgesehen;

c) die Rippen im äußeren Rippenband gabeln sich und verlaufen größtenteils nicht radial;

d) die Rippen im äußeren Rippenband bilden ein axial offenes Gitter:

e) das innere Rippenband ist durch Aussteifungen zwischen den Rippen geschlossen;

gekennzeichnet durch die Kombination folgender, teilweise für sich bekannter Merkmale:

f) die äußeren Ränder der Rippen (30, 26, 28; 42, 40) beider Rippenbänder liegen auf der Mantelfläche eines mit seiner Spitze von der Nabenbohrung begrenzten Kegelstumpfes;

g) die Rippen (26, 28; 40) des äußeren Rippenbandes bilden nebeneinanderliegende V-Formen oder abwechselnd nebeneinanderliegende V- und Y-Formen;

h) die Durchgangsbohrungen (32) sind in den Aussteifungen (34; 34') zwischen den angrenzenden Rippen (30; 42) vorgesehen;

i) die Aussteifungen (34; 34) verbinden in Umfangsrichtungdie Ränder der angrenzenden Rippen (30; 42).

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aussteifungen (34; 34') bezüglich der an den äußeren Ring angrenzenden Ebene weiter innen liegen.