In den letzten Jahren sind viele
Räder,
die jeweils aus einer leichten Legierung bestehen und hohe Festigkeit,
Steifigkeit und Dimensionsgenauigkeit aufweisen, und zugleich mit
einer Erhöhung
der Leistungsfähigkeit
der Fahrzeuge oder der Leistungsfähigkeit der Reifen für Kraftfahrzeuge
verwendet worden. Die Räder
werden durch Gießen, Schmieden
oder dergleichen so geformt, daß ihre Scheiben
unterschiedliche Gestalten aufweisen, damit sie eine hohe Festigkeit
aufweisen und in dem äußeren Aussehen
oder Design gut sind. Die Räder werden
in drei Typen klassifiziert, nämlich
einen einteiligen Typ, einen zweiteiligen Typ und einen dreiteiligen
Typ. Das Rad des einteiligen Typs besteht aus einem Stück, das
monolithisch durch Gießen, Schmieden
oder dergleichen gefertigt ist und eine Felge und eine Scheibe umfaßt. Das
Rad des zweiteiligen Typs besteht aus zwei getrennt gefertigten Stücken, die
eine Felge und eine Scheibe umfassen und durch Schweißen oder
Verschrauben fest miteinander verbunden sind. Das Rad des dreiteiligen
Typs besteht aus drei getrennt gefertigten Stücken, die eine innere Felge,
eine äußere Felge
und eine Scheibe umfassen, die durch Schweißen oder Verschrauben fest
miteinander verbunden sind.
Nachfolgend werden die Bildung des
Rades des dreiteiligen Typs, mit dem sich das Gewicht des Rades
leicht vermindern läßt und das
eine relativ hohe Steifigkeit aufweist, und die Art der Montage
der Stücke
des Rades beschrieben. 4 zeigt
ein Beispiel 23 des Rades, das auch als "Unterkopf"-Rad bezeichnet wird
und eine innere Felge 25, eine äußere Felge 26 und
eine Scheibe 24 umfaßt,
die getrennt geformt werden. Die Flansche 27 und 28 der
inneren und der äußeren Felge 25 und 26 werden
aufeinander aufgesetzt und dann durch Schrauben 11 und Muttern 12 an
der äußeren Konstruktionsfläche der Scheibe 24 festgeklemmt.
Die äußeren Umfangskanten
der miteinander verbundenen Oberflächen der Flansche 27 und 28 werden
bei 10 aneinandergeschweißt,
um zu verhindern, daß Luft
aus einem Reifen 5 entweicht, der auf eine Felgenanordnung
aufgezogen ist, die aus der inneren und der äußeren Felge 25 und 26 besteht.
Die Scheibe 24 weist ein Nabenloch 13 auf und
4 bis 6 Bolzenlöcher 14,
die in gleichmäßigen Abständen auf
einem zu der Scheibe konzentrischen Kreis liegen und jeweils einen kreisförmigen Querschnitt
aufweisen. Die Scheibe 24 wird an einer Nabe durch Radmuttern
befestigt.
5 zeigt
ein anderes Beispiel 30 des Rades des dreiteiligen Typs,
das auch als "Überkopf"-Rad bezeichnet wird
und eine innere Felge 32, eine äußere Felge 23 und
eine Scheibe 31 umfaßt, die
getrennt geformt werden. Die Flansche 34 und 35 der
inneren und der äußeren Felge 32 und 33 werden aufeinander
gesetzt und dann mit den Montageflächen der Scheibe 31 durch
Bolzen und Muttern 12 festgeklemmt. Die äußeren Umfangskanten
der untereinander verbundenen Flächen
der Flansche 34 und 35 werden bei 10 aneinandergeschweißt, um zu verhindern,
daß Luft
aus einem Reifen 5 entweicht, der auf einer aus den Felgen
bestehenden Felgenanordnung montiert. Die Scheibe 31 weist
ein Nabenloch 13 auf sowie 4 bis 6 Bolzenlöcher 14,
die in gleichförmigen
Abständen
auf einem zu der Scheibe konzentrischen Kreis gelegen sind und jeweils
einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen. Die Scheibe 31 wird an einer Nabe
durch Radmuttern befestigt.
6 zeigt
noch ein anderes Beispiel 37 des Rades des dreiteiligen
Typs, das auch als Rad mit Schichtaufbau (Sandwich) bezeichnet wird
und eine innere Felge 39, eine äußere Felge 40 und
eine Scheibe 38 umfaßt,
die getrennt geformt werden. Die Flansche 41 und 42 der
inneren und der äußeren Felge 39 und 40 werden
an den Seiten des Umfangsabschnitts 43 der Scheibe 38 bei
seiner Montagefläche und
Konstruktionsfläche
durch Bolzen 11 und Muttern 12 so befestigt, daß die Flansche
den Abschnitt einklemmen. Die äußeren Umfangskanten
der miteinander verbundenen Flächen
der Scheibe 38 und der Flansche 41 und 42 werden
bei 10 miteinander verschweißt, um zu verhindern, daß Luft aus
einem Reifen 5 entweicht, der auf einer Felgenanordnung montiert
ist, die aus der inneren und der äußeren Felge 39 und 40 besteht.
Die Scheibe 38 weist ein Nabenloch 13 auf sowie
4 bis 6 Bolzenlöcher 14,
die in gleichmäßigen Abständen auf
einer zu der Scheibe konzentrischen Kreis gelegen sind und jeweils
einen kreisförmigen
Querschnitt aufweisen. Die Scheibe 38 wird durch Radmuttern
an einer Nabe befestigt.
Da die Flansche 41 und 42 der
inneren und der äußeren Felge 39 und 40 des
Sandwich-Rades 37 den
Umfangsabschnitt 43 der Scheibe 38 auf seinen
beiden Seiten einklemmen, benötigt
das Rad zwei Schweißdichtungen 10,
um zu verhindern, daß Luft
aus dem Reifen 5 entweicht. Aus diesem Grund benötigt das
Rad 37 zweimal so viel Schweißnäh te wie die anderen Räder 23 und 30 des
dreiteiligen Typs und ist teurer als diese. Das ist ein Problem.
Aus der Druckschrift
FR 25 82 586 ist eine mehrteilige
Felge mit einseitig an der Radscheibe angeschraubten Felgenteilen
bekannt. Die Zentrierung der Felgenteile erfolgt dabei zwischen
sich radial einwärts
erstreckenden inneren Felgenteilabschnitten und einem zylindrischen
Passabschnitt auf der Radscheibe. Die Felgenteile sind durch mehrere
Bolzen zusammengepresst und an der Radscheibe befestigt, wobei lediglich
eines der Felgenteile an die Radscheibe direkt angepresst wird.
Der Zwischenbereich zwischen den durch die gesamte Haltekraft der
Bolzen zusammengepressten Felgenteilen ist mit einer Naht abgedichtet. Ähnlich wie
bei den in
4 und
5 gezeigten Rädern werden
Kräfte,
die auf die Felgenteile wirken, einseitig in die Radscheibe eingeleitet.
Aus der Druckschrift
US 4,466,670 ist ebenfalls ein mehrteiliges
Fahrzeugrad bekannt, bei der ein inneres und ein äußeres Felgenteil
gemeinsam auf einem Felgenabsatz einer Radscheibe aufgeschraubt
sind. Auch bei diesem Fahrzeugrad erfolgt die Zentrierung der Felgenteile
auf der Radscheibe über
sich radial einwärts
erstreckende Felgenteilabschnitte und einem an der Radscheibe ausgebildeten Stufenabsatz.
Die Felgenteile werden miteinander verspannt und durch Bolzen einseitig
an der Radscheibe verschraubt. Die Abdichtung zwischen den durch
die volle Haltekraft der Bolzen zusammengepressten Felgenteile erfolgt
mittels einer Klebenaht.
Aus der Druckschrift
DE 38 44 331 A1 ist eine
weitere Felge, die vergleichbar mit den vorangenannten Felgen, ebenfalls
Felgenteile aufweist, die einseitig an einer Radscheibe angeschraubt
sind. Eine Abdichtung des Reifeninnenraums gegenüber der Umgebung des Reifens
erfolgt durch einen O-Ring, der in einer Kammer eingesetzt ist,
die durch eine Ausbeulung in den Felgenteilen gebildet ist. Dieser
O-Ring liegt dabei in einer V-förmigen
Verjüngung oberhalb
eines Stoßes
zwischen den beiden Felgenteilen. Diese Kammer schützt den
O-Ring und ist über
einen schmalen umlaufenden Spalt mit dem Innenraum des Reifens in
Verbindung.
Aus der Druckschrift
DE 26 44 273 A1 ist ein mehrteiliges
Rad für
ein Fahrzeug bekannt, das einen inneren Felgenteil, einen äußeren Felgenteil
und eine Radscheibe aufweist. Bei diesem Fahrzeugrad werden die
Felgenteile gegenüberliegend
in Kontakt mit den beiden Seitenflächen des radial außen liegenden
Umfangsabschnitts der Radscheibe an diesen festgepresst. Dabei dient
zur Befestigung eine Bolzenverschraubung. Bezüglich dieser Merkmale entspricht
das Fahrzeugrad gemäß der
DE 26 44 273 A1 dem
in
6 gezeigten Fahrzeugrad.
Die beiden Felgenteile weisen jeweils
Flansche auf, die sich radial nach innen erstrecken, wobei die Durchgangslöcher zum
Einsetzen der Verschraubung in den Flanschen ausgebildet sind. Der
außen liegende
Umfangsabschnitt der Radscheibe ist in radialer Richtung zurückgesetzt,
so daß die
Umfangsfläche
der Radscheibe sowie ein Teil der gegenüberliegenden Seitenflächen der
Flansche der Felgenteile eine Kammer bilden, in der ein O-Ring aufgenommen
wird, der zur Abdichtung des Innenraums des mit Luft gefüllten Reifens
vorgesehen ist. Dieser O-Ring dichtet somit einen Spalt zwischen
dem Flansch des inneren Felgenteils und der inneren Seitenfläche der
Radscheibe und einen Spalt zwischen dem Flansch des äußeren Felgenteils
und der äußeren Fläche der
Radscheibe ab.
Um den O-Ring in der Kammer zwischen
den Flanschen der Felgenteile und der Umfangsfläche der Radscheibe zu halten,
wird die Kammer in Richtung zum Innenraum des Reifens durch Felgenabschnitte
begrenzt. Gemäß einem
Ausführungsbeispiel,
das in der
DE 26 44
273 A1 gezeigt ist, weisen sowohl das innere Felgenteil
als auch das äußere Felgenteil
gegenüberliegende,
sich axial erstreckende Ansätze
auf, die radial umlaufen und sich aufeinander zugehend erstrecken.
Dabei kann zwischen den sich axial erstreckenden Ansätzen ein
Spalt verbleiben oder die Ansätze
in Kontakt miteinander gelangen. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist
ein einziger axialer Ansatz an einem Felgenteil vorgesehen, um die
Kammer zur Aufnahme des Dichtrings zum Reifeninnenraum hin zu begrenzen. Dieser
Ansatz wird bis zu dem gegenüberliegenden Felgenteil
geführt
und kann diesen berühren.
Es ist die Aufgabe der vorliegenden
Erfindung ein Rad für
ein Fahrzeug mit einem inneren Felgenteil und einem äußeren Felgenteil
zu schaffen, daß bei
hoher Genauigkeit und Steifigkeit, kostengünstig und effizient herstellbar
ist.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein
Rad für
ein Fahrzeug mit einem inneren Felgenteil und einem äußeren Felgenteil
mit den Merkmalen des unabhängigen
Patentanspruchs 1 gelöst.
Bevorzugte Weiterbildungen des Erfindungsgegenstandes
sind in den Unteransprüchen
dargelegt.
Nachfolgend wird die vorliegende
Erfindung anhand von Ausführungsformen
mit bezug auf die beigefügten
Zeichnung näher
beschrieben und erläutert.
In den Zeichnung zeigen:
1 eine
Teilschnittansicht eines Rades, das eine Ausführungsform der Vorrichtung
ist und für ein
Fahrzeug dient;
2 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teiles des Rades;
3 eine
vergrößerte Schnittansicht
eines wesentlichen Teiles eines Rades, das eine andere Ausführungsform
der Vorrichtung ist und für
ein Fahrzeug dient;
4 eine
Teilschnittansicht eines herkömmlichen
Rades für
ein Fahrzeug;
5 eine
Teilschnittansicht eines anderen herkömmlichen Rades für ein Fahrzeug;
und
6 eine
Teilschnittansicht eines weiteren herkömmlichen Rades für ein Fahrzeug.
1 zeigt
ein Rad 1, das eine der Ausführungsformen ist und für ein Fahrzeug
gedacht ist. Das Rad 1 umfaßt eine Scheibe 2,
eine innere Felge 3 und eine äußere Felge 4, die
durch Bolzen 11 und Muttern 12 fest miteinander
verbunden sind.
Die innere Felge 3 besteht
aus Aluminiumlegierung und weist eine Wulstauflage 3a auf
zum Tragen eines Reifens 5 an einem seiner Wülste, einen Seitenkantenabschnitt 3b und
einen anderen Seitenkantenabschnitt, der ein Flansch 6 ist.
Die Wulstauflage 3a und ein mittlerer Abschnitt der inneren
Felge 3 sind einteilig (monolithisch) ausgebildet. Der Flansch 6 weist
Bolzenlöcher
in gleichmäßigen Abständen entlang
dem Umfang der Felge 3 auf und erstreckt sich in der Umfangsrichtung
der Felge und zu der Rotationsachse des Rades 1 hin.
Die äußere Felge 4 besteht
aus Aluminiumlegierung und weist eine Wulstauflage 4a auf
zum Tragen des Reifens 5 an seinem anderen Wulst, einen
Seitenkantenabschnitt 4b und einen weiteren Seitenkantenabschnitt,
der ein Flansch 7 ist, der Bolzenlöcher in gleichmäßigen Abständen entlang
dem Umkreis der Felge aufweist und sich in deren Umfangsrichtung
und zu der Rotationsachse des Rades hin erstreckt.
Die Scheibe 2 besteht aus
Aluminiumlegierung und ist mit einem Nabenloch 13 und 4 bis 6 Bolzenlöchern 14 versehen
durch numerisch gesteuerte Bearbeitung. Die Bolzenlöcher 14 sind
in gleichmäßigen Abständen auf
einem zu der Scheibe 2 konzentrischen Kreis gelegen und
weisen je einen kreisförmigen
Querschnitt auf. Die Scheibe 2 wird durch Radmuttern an
einer Nabe befestigt. Der periphere Abschnitt der Scheibe 2 weist
einen Flansch 8 auf, der Bolzenlöcher in gleichmäßigen Abständen entlang dem
Umkreis der Scheibe aufweist und sich in deren Umfangsrichtung und
auswärts
in ihrer Radialrichtung erstreckt.
Ein Verfahren zum Verbinden der Scheibe 2, der
inneren Felge 3 und der äußeren Felge 4 miteinander
wird nachfolgend im einzelnen anhand von 2 beschrieben. Der radial äußere Abschnitt
des Flansches 7 der äußeren Felge 4 steht
in Kontakt mit dem des Flansches 6 der inneren Felge 3.
Der radial innere Abschnitt des Flansches 7 der äußeren Felge 4 erstreckt
sich von dem inneren Abschnitt des Flansches 6 der inneren
Felge 3 weg zu der Konstruktionsfläche der Scheibe 2.
Die Dicke eines Spaltes zwischen den radial inneren Abschnitten
der Flansche 6 und 7 ist im wesentlichen gleich
der Dicke des Flansches 8 der Scheibe 2.
Zum Verbinden werden die radial inneren Abschnitte
der Flansche 6 und 7 der inneren und der äußeren Felge 3 bzw. 4 zuerst
auf beide Seiten des Flansches 8 der Scheibe 2 aufgesetzt,
um sie einzuklemmen. Die Bolzen 11 werden dann in die Bolzenlöcher der
Flansche 6, 7 und 8 von der Seite der Scheibe 2 für ihre Konstruktionsfläche eingesetzt.
Die Muttern 12 werden auf
den Bolzen 11 in Eingriff gebracht und angezogen, um die
Flansche 6, 7 und 8 miteinander zu verklemmen.
Zu diesem Zeitpunkt werden die äußere Fläche des
radial äußeren Abschnitts
des Flansches 6 der inneren Felge 3 und die innere
Fläche
des radial äußeren Abschnitts
des Flansches 7 der äußeren Felge 4 stumpf
aneinandergefügt,
um ein Stumpfstoßteil 9 zu
bilden. Das Stumpfstoßteil 9 wird
dann an den peripheren Flächen
der radial äußeren Abschnitte
der Flansche 6 und 7 der Felgen mit einer Schweißdichtung 10 versehen,
um zu verhindern, daß Luft
aus dem Reifen 5 entweicht, der auf den Felgen montiert
ist. Obwohl die radial inneren Abschnitte der Flansche 6 und 7 der
Felgen 3 und 4 auf beiden Seiten des Flansches 8 der
Scheibe 2 gelegen sind, sind die radial äußeren Abschnitte
der Flansche der Felgen aufeinander angeordnet, um das Stumpfstoßteil 9 zu
bilden, das die einzige Felgenverbindung des Rades 1 ist
und deren einzige Schweißdichtung
erfordert. Anders ausgedrückt,
erfordert das Rad 1 nur einen Schweißschritt, obwohl das Rad ein
dreiteiliger Sandwichtyp ist. Aus diesem Grund kann das Rad 1 billiger
und effizienter hergestellt werden.
Die miteinander verbundenen Abschnitte
der Scheibe 2, der inneren Felge 3 und der äußeren Felge 4 sind
nicht darauf beschränkt,
daß sie
in den Formen der oben beschriebenen Ausführungsform gestaltet sind,
sondern können
in verschiedenen anderen Formen gestaltet werden. Zum Beispiel unterscheidet
sich ein Rad 22, das eine andere Ausführungsform ist und für ein Fahrzeug
dient, von der vorhergehenden Ausführungsform 1 in den Formen
der miteinander verbundenen Abschnitte der inneren und der äußeren Felge.
Das Rad 22 umfaßt
eine Scheibe 15, die innere Felge 16 und die äußere Felge 17,
die durch Bolzen 11 und Muttern 12 fest miteinander
verbunden sind. Der radial äußere Abschnitt
des Flansches 18 der inneren Felge 16 ist in Kontakt
mit dem äußeren Abschnitt
des Flansches 19 der äußeren Felge 17 angeordnet.
Der radial innere Abschnitt des Flansches 18 der inneren
Felge 16 erstreckt sich von dem inneren Abschnitt des Flansches 19 der äußeren Felge 17 weg
zu der Montagefläche
der Scheibe 15 hin. Die Dicke eines Spaltes zwischen den
radial inneren Abschnitten der Flansche 18 und 19 ist
im Wesentlichen gleich der Dicke des Flansches 20 der Scheibe 15.
Um die Scheibe, die innere Felge 16 und die äußere Felge 17 miteinander
zu verbinden, werden zuerst die radial inneren Abschnitte der Flansche 18 und 19 der
Felgen auf beide Seiten des Flansches 20 der Scheibe aufgesetzt.
Die Bolzen 11 werden dann von der Seite der Scheibe 15 für ihre Designfläche in die
Bolzenlöcher
der Flansche 18, 19 und 20 eingesetzt.
Die Muttern werden auf die Bolzen 11 aufgeschraubt und
angezogen, um die Scheibe und die Felgen miteinander zu verklemmen.
Zu diesem Zeitpunkt werden die Außenfläche des radial äußeren Abschnitts
des Flansches 18 der inneren Felge 16 und die
Innenfläche
des radial äußeren Abschnitts des
Flansches 19 der äußeren Felge 17 stumpf
aneinandergefügt,
um ein Stumpfstoßteil 21 zu
bilden. Das Stumpfstoßteil 21 wird
dann an den peripheren Flächen
der radial äußeren Abschnitte
der Flansche 18 und 19 der Felgen 16 und 17 mit
einer Schweißdichtung 10 versehen,
um zu verhindern, daß Luft aus
einem Reifen entweicht, der auf den Felgen montiert ist. Das Stumpfstoßteil 21 ist
die einzige Felgenverbindung des Rades 22 und erfordert
nur die einzige Schweißdichtung 10.
Anders ausgedrückt
benötigt
das Rad 22 nur einen Schweißschritt, obwohl das Rad von
dem dreiteiligen Sandwich-Typ ist. Aus diesem Grund kann das Rad 22 billiger
und effizienter hergestellt werden.
Jede der Ausführungsformen kann derart modifiziert
werden, daß die
radial äußeren Abschnitte
der Flansche der inneren und der äußeren Felge aufeinander gelegen
sind, die radial inneren Abschnitte der Flansche so gebogen sind,
daß sie
voneinander weg verlaufen zu der Designfläche und Montagefläche der
Scheibe hin, ein Spalt, dessen Dicke im wesentlichen gleich der
des Flansches der Scheibe ist, zwischen den radial inneren Abschnitten der
Felgen definiert wird, die Scheibe und die Felgen werden durch Bolzen
und Muttern miteinander verklemmt, um zu bewirken, daß die Flansche
der Felgen den Flansch der Scheibe in dem Zwischenraum einklemmen,
und ein durch die stumpf aneinandergefügten Flächen der radial äußeren Abschnitte
der Flansche der Felgen gebildetes Stumpfstoßteil mit einer Schweißdichtung
an den peripheren Flächen
der Abschnitte versehen wird.
Statt die Schweißdichtung in jeder der Ausführungsformen
vorzusehen, kann vorgesehen werden, ein Dichtungsmittel an der Verbindungsstelle der
peripheren Flächen
der radial äußeren Abschnitte
der Flansche der inneren und der äußeren Fläche aufzubringen. Ferner sind
die Wulstauflagen der Felgen, der zentrale Abschnitt der inneren
Felge, die Designfläche
der Scheibe usw. nicht auf die Gestaltung der Formen in den Ausführungsformen
beschränkt, sondern
können
in anderen Formen gestaltet werden. Außerdem können die miteinander verbundenen
Flächen
der inneren und der äußeren Felgen an dem
zentralen Abschnitt der Felgenanordnung jedes der Räder 21 und 22 angeordnet
werden.
Ein für ein Fahrzeug vorgesehenes
Rad umfaßt
gemäß der Ausführungsformen
eine innere und eine äußere Felge,
die eine Felgenanordnung bilden zum Tragen eines Reifens und Flansche
aufweisen, die sich zu der Rotationsachse des Rades hin erstrecken,
und eine Scheibe, die durch die Flansche der Felgen auf beiden Seiten
der peripheren Fläche
der Scheibe eingeklemmt wird und sich an einer Nabe befestigen läßt. Die
Flansche der Felgen sind in Kontakt miteinander außerhalb
der peripheren Kante der Scheibe in ihrer Radialrichtung angeordnet,
so daß die
Flansche ein Stumpfstoßteil
bilden, das die einzige Felgenverbindung ist, die das Rad aufweist,
obwohl das Rad ein dreistückiger
Sandwich-Typ ist. Da die Felgenverbindung nur eine Schweißdichtungseinrichtung
benötigt,
um zu verhindern, daß Luft
aus dem Reifen entweicht, erfordert das Rad nur einen Schweißschritt.
Aus diesem Grund kann das Rad mit großer Genauigkeit und Steifheit
billiger und effizienter hergestellt werden.