DE4025064C2 - Nutzfahrzeugrad - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeugrad gemäß dem Gattungsbegriff des Anspruches 1.

Bei der Herstellung von Nutzfahrzeugrädern, bestehend aus einer Felge und einer damit verbundenen Schüssel, die eine Schräg- oder Steilschulter und in diesem Bereich Belüftungslöcher aufweist, ist der Anteil des konstruktiv bedingten Schrottes sehr hoch. Ursache dafür ist, daß in bekannter Weise eine Ronde aus einer quadratischen Scheibe ausgestanzt wird und in die Ronde das Mittenloch sowie die Belüftungslöcher gestanzt werden. Je nach Radtyp liegt dieser Schrottanteil zwischen 45 und 55%. Ein weiterer Nachteil der bekannten Konstruktion ist darin zu sehen, daß aus Gründen der zu übertragenden Kräfte die Wanddicke der Schüssel sich nach der erforderlichen Wanddicke im Spiegelbereich richtet, die immer dicker sein muß als im Schulterbereich. Dies bedeutet, daß bei den gepreßten Schüsseln die Wanddicke im Schulterbereich überdimensioniert ist und dies zu Lasten des Gewichtes des Rades geht.

Um das Gewicht zu reduzieren, ist bereits vorgeschlagen worden (DE-GM 17 26 163), die Radschüssel mehrteilig auszubilden und zwei kreuzförmig übereinander gelegte gleichartig ausgebildete Schüsselteile miteinander zu verbinden. Durch diese Anordnung werden vom Mittenbereich ausgehende Lappen gebildet, die über eine Schweißnaht mit der Felge verbunden sind. Zur Versteifung der Konstruktion können die Lappen in den Seitenbereichen winklig abgebogen sein. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist, daß weiterhin der Schrottanteil sehr hoch ist, da das großflächige Mittenloch ausgestanzt wird. Die Materialdicke ist ebenfalls sehr hoch, da bei dieser Art der Schüsselausführung ansonsten die geforderte dynamische Festigkeit nicht erreicht wird. Die dafür vorgeschlagene halbe Materialdicke pro Schüsselteil im Vergleich zu einer einteiligen Schüssel reicht dafür nicht aus.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein gattungsgemäß verbessertes Nutzfahrzeugrad anzugeben, bei dessen Herstellung weniger Schrott anfällt und dessen Fertiggewicht unter dem des bisher bekannten Rads liegt.

Diese Aufgabe wird mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen festgelegt.

Kerngedanke der Erfindung ist es, die Schüssel aus mindestens drei gleichartig geformten Teilen herzustellen und diese durch Schweißen miteinander zu verbinden. Dabei weist das einzelne segmentartige Teil eine Form auf, die aus einem den Spiegelbereich bildenden Kreisringabschnitt und einen davon ausgehend bis zur Felge reichenden, über eine bestimmte Breite sich erstreckenden und die Schulter bildenden Lappen besteht. Der äußere Endbereich des Lappens ist durch eine Schweißnaht mit der Felge verbunden. Zur Verstärkung des Spiegelbereiches wird vorgeschlagen, einen zweiten Kreisring, der deckungsgleich zum ersten liegt und mit diesem verbunden ist, anzuordnen, wobei die Schraubenlöcher in axialer Richtung beide Kreisringe durchsetzen. Um die Vielfalt der erforderlichen Warmbänder für die unterschiedlichen Nutzfahrzeugräder gering zu halten, wird in einfacher Weise die Dicke des zweiten Kreisringes gleich dem des ersten Kreisringes gewählt, so daß der Spiegelbereich der Schüssel die doppelte Wanddicke aufweist. Vorteilhafterweise wird man im Sinne eines geringen Schrottanteiles den zweiten Kreisring ebenfalls in Abschnitte unterteilen. Damit bei gleicher Anzahl der Abschnitte der beiden Kreisringe die Stoßkanten nicht aufeinanderliegen, wird eine versetzte Anordnung gewählt. Dieser Versatz kann beispielsweise der halben Umfangserstreckung eines Abschnittes entsprechen. Bei einer solchen Anordnung ist es nicht erforderlich, die segmentartigen Teile des ersten Kreisringes im Stoßfugenbereich durch Schweißen miteinander zu verbinden. Mit Hilfe einer einfachen Montagevorrichtung können die Teile des ersten und des zweiten Kreisrings justiert und anschließend miteinander durch eine Punkt- oder Buckelschweißung verbunden werden.

Um die Dauerfestigkeit des Schulterbereichs der Schüssel zu erhöhen wird weiterbildend vorgeschlagen, die Lappen durch Anformung von Abkantungen, Verkröpfungen oder Sickenbildungen zu versteifen. Die Steifigkeit des gesamten Nutzfahrzeugrads und damit die Belastbarkeit kann auch in der Weise weiter erhöht werden, wenn der zweite Kreisring von diesem ausgehend ebenfalls bis zur Felge sich erstreckende Lappen aufweist, die alternierend zu den Lappen des ersten Kreisrings mit der Felge verbunden sind. Die verbleibenden, nicht abgedeckten Schüsselbereiche zwischen zwei benachbarten Lappen bilden die erforderlichen Belüftungsquerschnitte für die Bremsen, so daß die Ausstanzung von Belüftungslöchern entfallen kann. Die Querschnittskonturen der versetzt angeordneten Lappen im Schulterbereich können gleich oder verschieden sein. Dies ergibt zum Beispiel die Möglichkeit, den Spiegeldurchmesser auf der Innen- im Vergleich zur Außenseite gleich oder verschieden zu gestalten.

Das Gewicht des erforderlichen Einsatzmaterials zur Herstellung der erfindungsgemäßen Schüssel kann bis zu 40% und das Gewicht der fertigen Schüssel bis zu 30% reduziert werden. Trotz des höheren Fertigungsaufwands muß diese Gewichtseinsparung und damit auch Kosteneinsparung gegenüber dem bekannten Nutzfahrzeugrad als erheblich angesehen werden.

Die Fertigungsabfolge zur Herstellung des beschriebenen erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrads setzt sich beispielsweise aus den nachfolgend aufgeführten Schritten zusammen:

• - Einsatz eines gebeizten Warmbandes
• - Stanzen der segmentartigen Teile einschließlich der Schraubenlöcher auf einer Feinschneidpresse
• - Verformen des Lappenbereichs der Teile mit gleichzeitigem Prägen der Schraubenlöcher auf einer Presse
• - Justierung der Teile in einer Montagevorrichtung und Verbinden der Teile mit einem Schweißautomaten
• - beidseitiges Plandrehen der Schüssel
• - Einziehen der Schüssel in die Felge (die Felge wird in bekannter weise separat hergestellt)
• - Verbindungsschweißen Schüssel-Felge
• - Ausdrehen des Mittenlochs
• - Vermessen des fertigen Rads
• - Oberflächenbehandlung

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert.

Es zeigt

Fig. 1 eine Draufsicht des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades;

Fig. 2 einen Teilquerschnitt entlang der Linie A-A in Fig. 1;

Fig. 3 einen Teilquerschnitt entlang der Linie B-B in Fig. 1;

Fig. 4 eine mögliche Anordnung der auszustanzenden Teile in einem Band;

Fig. 5a-5c die in einem Teilquerschnitt unterschiedliche Konturenausbildung der Lappen;

Fig. 6 die in einer perspektivischen Darstellung unterschiedliche Formgestaltung der Lappen.

In Fig. 1 ist in einer Draufsicht und in den Fig. 2 und 3 in Teilquerschnitten das erfindungsgemäße Nutzfahrzeugrad 1 dargestellt, das eine profilierte Felge 2 und eine damit verbundene Schüssel aufweist. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Schüssel aus insgesamt zehn gleichartigen Teilen 3.1-3.5; 4.1-4.5, die sich nur in der Formgestaltung der Lappen der segmentartigen Teile unterscheiden. Die auf der Radaußenseite liegenden Teile 3.1-3.5 weisen einen ebenen, den Spiegelbereich 5 bildenden Kreisringabschnitt und einen davon ausgehend bis zur Felge 2 reichenden, den Schulterbereich 6 bildenden und über eine bestimmte Breite sich erstreckenden Lappen auf. Der äußere Bereich der Lappen ist über eine Schweißnaht 7 mit der Felge 2 verbunden. Zur Versteifung der Schüssel sind versetzt zu den außenliegenden Teilen 3.1-3.5 gleichartig gestaltete Teile 4.1-4.5 angeordnet und mit diesen verbunden. In den Kreisringabschnitten der Teile 3.1-3.5; 4.1-4.5 sind Schraubenlöcher 8 gestanzt, die sich durch beide Kreisringabschnitte erstrecken, wobei die aneinandergesetzten Kreisringabschnitte das erforderliche Mittenloch 9 bilden. Auf die unterschiedliche Formgestaltung der Lappen der Teile 3.1- 3.5, 4.1-4.5 wird in Fig. 6 noch näher eingegangen. Aus Gründen der Lagerhaltung und im Hinblick auf eine kostengünstige Fertigung wird die Blechdicke s der den Spiegelbereich 5 verstärkenden beiden Kreisringabschnitte gleich groß gewählt, so daß sich in diesem Bereich eine Gesamtdicke 10 von zweimal s ergibt. Falls nur der Spiegelbereich 5 allein verstärkt werden muß, kann auch eine unterschiedliche Wanddicke der beiden Kreisringabschnitte zweckmäßig sein. Die Verbindung der Teile 3.1-3.5, 4.1-4.5 miteinander erfolgt im Bereich der Kreisringabschnitte, z. B. durch Punktschweißung 11 oder durch eine Schweißnaht 11 (Fig. 2) im Stoßfugenbereich.

In Fig. 4 ist dargestellt, wie die Teile 3, 4 aus einem Band ausgestanzt werden können einschließlich der Schraubenlöcher 8, um den Abfall möglichst gering zu halten. Damit die Lappen der Teile 3, 4 eine bestimmte Steifigkeit erhalten, werden z. B. die Flanken der Lappen 14 abgekantet 12 oder es werden in die Lappen 15 Sicken 13 eingepreßt (siehe Fig. 6).

Die unterschiedlichen Gestaltungsmöglichkeiten des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades 1 im Spiegel- 5 und Schulterbereich 6 zeigen Fig. 5a- 5c. In Fig. 5c ist die Querschnittskontur der Lappen der beiden Teile 3, 4 so gewählt, daß über den gesamten Schulterbereich 6 die Querschnitte der beiden Teile 3, 4 in einer Ebene liegen. In den Fig. 5a und 5b sind sie dagegen unterschiedlich, wobei sich gemäß dem Beispiel in Fig. 5b eine große radiale Erstreckung des Spiegelbereichs 5 ergibt.

Claims (7)

1. Nutzfahrzeugrad bestehend aus einer Felge und einer daran befestigten, mit einem Mittenloch versehenen mehrteiligen Schüssel, die eine Schräg- oder Steilschulter und in diesem Bereich mehrere Belüftungsöffnungen und im Spiegelbereich symmetrisch verteilt angeordnete Schraubenlöcher sowie mehrere vom Mittenbereich bis zur Felge sich erstreckende Lappen aufweist, deren äußerer Endbereich mit der Felge über eine Schweißnaht verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schüssel aus mindestens drei gleichartig geformten und miteinander verbundenen segmentartigen Teilen (3, 4) besteht und jedes Teil (3, 4) einen ebenen, den Spiegelbereich (5) bildenden Kreisringabschnitt und den davon bis zur Felge (2) reichenden, über eine bestimmte Breite sich erstreckenden und die Schulter (6) bildenden Lappen aufweist und daß der Spiegelbereich (5) der Schüssel durch einen Kreisring verstärkt ist, der deckungsgleich zu dem sich aus den Kreisringabschnitten der segmentartigen Teile (3, 4) sich bildenden Kreisring liegt und mit diesem verbunden ist.

2. Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Kreisring aus mehreren Abschnitten besteht.

3. Nutzfahrzeugrad nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Kreisringe eine gleich große Anzahl von Abschnitten aufweisen, wobei die Stoßkanten versetzt zueinander angeordnet sind.

4. Nutzfahrzeugrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Kreisring die gleiche Wanddicke aufweist wie die Kreisringabschnitte der Teile (3, 4) und auf der Innen- oder Außenseite der Schüssel zugeordnet ist.

5. Nutzfahrzeugrad nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der verstärkende Kreisring von diesem ausgehend bis zur Felge (2) sich erstreckende Lappen aufweist, die alternierend zu den Lappen der Teile (3) mit der Felge (2) verbunden sind.

6. Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen der Teile (3, 4) im Schulterbereich (6) die gleiche Querschnittskontur aufweisen.

7. Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Lappen der Teile (3, 4) im Schulterbereich (6) eine unterschiedliche Querschnittskontur aufweisen.