EP2788198A1 - Vehicle wheel consisting of fibre-reinforced plastic - Google Patents

Abstract

The invention relates to a vehicle wheel consisting of fibre-reinforced plastic, having a rim spider or a wheel disc assuming the function of spokes and a hub section which is central with respect to the wheel rotation axis, has a greater length in the rotation axis direction than the wheel disc in the region of the spokes, and only extends over part of the diameter of the wheel disc, and in which bores lined with bushings are provided to receive wheel screws or wheel bolts for fastening the wheel to a wheel hub of the vehicle. The hub section is (also) formed by a hub component that is produced separately from the wheel disc, to which hub component the wheel disc, which preferably likewise has a hub section, is connected in a bonded manner.

Description

Fahrzeug-Rad aus faserverstärktem Kunststoff  Vehicle wheel made of fiber-reinforced plastic

Die Erfindung betrifft ein Fahrzeug-Rad aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Felgenstern oder einer die Funktion von Speichen übernehmenden Rad-Scheibe und mit einem zur Rad-Drehachse zentrischen und in Drehachsrichtung ein größeres Längenmaß als der Felgenstern oder die Radscheibe im Bereich der Speichen aufweisenden und sich nur über einen Teil des Durchmessers des Felgensterns oder der Rad-Scheibe erstreckenden Nabenabschnitt, in dem mit Buchsen ausgekleidete Bohrungen zur Aufnahme von Radschrauben oder Radbolzen für die Befestigung des Rades an einer Radnabe des Fahrzeugs vorgesehen sind. Zum Stand der Technik wird auf die DE 100 08 400 A1 verwiesen. The invention relates to a vehicle wheel made of fiber-reinforced plastic with a rim star or a function of spokes wheel disc and with a centric to the wheel axis and in Drehachsrichtung a greater length than the rim star or the wheel in the spokes and having only over a portion of the diameter of the rim or the wheel disc extending hub portion, are provided in the bushes lined with holes for receiving wheel bolts or wheel bolts for attachment of the wheel to a wheel hub of the vehicle. Reference is made to the prior art to DE 100 08 400 A1.

Räder für nicht spurgebundene Kraftfahrzeuge bestehen üblicherweise aus einem Felgenabschnitt, der zur Aufnahme eines Reifens vorgesehen ist, und einem nahe der Drehachse des Rades liegenden und diese umgebenden Nabenabschnitt sowie zwischen diesen beiden Abschnitten vorgesehenen Speichen, anstelle derer auch eine sog. Rad-Scheibe vorgesehen sein kann. Das Rad bzw. der Radkörper zweispuriger Kraftfahrzeuge als solches/solcher ist üblicherweise zumeist einteilig in Leichtmetallguss ausgeführt; ferner sind Stahlräder aus miteinander verschweißen Blechformteilen bekannt und ferner Schmiederäder aus Stahl. Für Einspurfahrzeuge werden zumeist gebaute Speichenräder vorgesehen; ferner sind auch für zweispurige Fahrzeuge gebaute Räder mit einem Felgenabschnitt und einem sog. Felgenstern bekannt, der üblicherweise aus einem Nabenabschnitt und einem äußeren Ring sowie den zwischen diesem Ring und dem Nabenabschnitt vorgesehenen Speichen besteht, wobei der besagte Ring geeignet mit dem Felgenabschnitt verbunden, bspw. verschraubt ist. Grundsätzlich ist es erwünscht, das Gewicht eines Fahrzeug-Rads möglichst gering zu halten, was bei Rädern für leichtere Einspurfahrzeuge relativ einfach darstellbar ist. Insbesondere bei zweispurigen Kraftfahrzeugen ist eine weitere Gewichtsreduktion jedoch nur noch durch Verwendung von faserverstärkten Kunststoff-Materialien möglich, wofür zwar einiges an in der Theorie vorliegendem Stand der Technik bekannt ist, wobei jedoch bislang noch kein nennenswerter Serieneinsatz erfolgt ist. Wheels for non-track-bound motor vehicles usually consist of a rim portion, which is provided for receiving a tire, and a near the axis of rotation of the wheel lying and surrounding the hub portion and provided between these two sections spokes, instead of which also a so-called. Wheel disc can be provided can. The wheel or the wheel body of two-lane motor vehicles as such / such is usually usually carried out in one piece in light metal casting; Furthermore, steel wheels made of welded together sheet metal parts are known and also forged steel wheels. For Einspurfahrzeuge mostly built spoked wheels are provided; Furthermore, also built for two-lane vehicles wheels with a rim portion and a so-called. Rimless known, which usually consists of a hub portion and an outer ring and the spokes provided between this ring and the hub portion, said said ring suitably connected to the rim portion, eg is bolted. In principle, it is desirable to keep the weight of a vehicle wheel as low as possible, which is relatively easy to display for wheels for lighter single-track vehicles. However, especially in the case of two-lane motor vehicles, further weight reduction is only possible by using fiber-reinforced plastic materials, for which some of the state-of-the-art in theory is known, but so far no appreciable series use has taken place.

Die theoretisch bekannten und für zweispurige Kraftfahrzeuge dimensionierten Fahrzeug-Räder aus faserverstärktem Kunststoffmaterial sind entweder komplett einstückig aufgebaut oder aus einer Rad-Scheibe bzw. einem Felgenstem und der Rad-Felge (= Felgenabschnitt) zusammengesetzt, wobei in der Rad-Scheibe oder im Felgenstern gleichzeitig ein sog. Nabenabschnitt eingeformt ist, der sich durch die im Oberbegriff des Anspruchs 1 hierzu angegebenen Merkmale auszeichnet. Insbesondere wenn der Felgenstern bzw. die Rad-Scheibe durch Formpressen von mehreren Lagen von faserverstärktem Kunststoff-Halbzeug gefertigt wird, ist eine solche Formgebung des Nabenabschnitts, die eine ausreichende Stabilität insbesondere im Bereich der Rad-Schrauben oder dgl., über die das Rad an einer Radnabe des Fahrzeugs befestigt wird, gewährleist, praktisch nicht oder nur mit äußerst komplexen Herstellschritten darstellbar. The theoretically known and dimensioned for two-lane motor vehicles vehicle wheels made of fiber-reinforced plastic material are either completely one-piece or composed of a wheel disc or a Felgenstem and the wheel rim (= rim portion), in the wheel disc or in the rim simultaneously a so-called hub portion is formed, which is characterized by the features specified in the preamble of claim 1. In particular, if the rim star or the wheel disc is made by molding of several layers of fiber-reinforced plastic semi-finished, such a shape of the hub portion, the sufficient stability, in particular in the wheel bolts or the like., About the wheel on a wheel hub of the vehicle is secured, virtually impossible or only with extremely complex manufacturing steps representable.

Eine Maßnahme aufzuzeigen, wie ein Kunststoff-Fahrzeugrad mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 angegebenen Merkmalen einfacher ausreichend stabil gestaltet werden kann, ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung. A measure to show how a plastic vehicle wheel with the features specified in the preamble of claim 1 can be made sufficiently stable sufficiently simple, is the object of the present invention.

Die Lösung dieser Aufgabe ist dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenabschnitt des Rades ein getrennt von der Rad-Scheibe oder vom Felgenstern hergestelltes Naben-Bauteil aufweist oder ist, mit dem die Rad-Scheibe oder der Felgenstem stoffschlüssig verbunden ist. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche. The solution to this problem is characterized in that the hub portion of the wheel has a separate from the wheel disc or the rim star hub component or is, with the wheel disc or Felgenstem is materially connected. Advantageous developments are content of the dependent claims.

Erfindungsgemäß werden ein Naben-Bauteil und die Rad-Scheibe bzw. der Felgenstern jeweils als separate Bauteile gefertigt, welche jedes für sich mit ihren Abmessungen und ihrer Geometrie und ohne dabei auf die Fertigungstechnologie nennenswert Rücksicht nehmen zu müssen, im Hinblick auf die an das jeweilige Bauteil gestellten Anforderungen bestmöglich ausgelegt werden können. Selbstverständlich sind dann diese beiden Bauteile, nämlich Rad-Scheibe/Felgenstern und Naben-Bauteil geeignet miteinander zu verbinden, jedoch kann hierfür eine einfache Technologie verwendet werden, wobei es aus Festigkeitsgründen vorteilhaft ist, wenn sich diese beiden Bauteile im Nabenabschnitt des Rades relativ großflächig überlappen, so dass der die gesamtem im Fahrbetrieb auftretenden Kräfte an die Radnabe des Fahrzeugs übertragende Nabenabschnitt sowohl durch das Naben-Bauteil als auch zusätzlich - dieses Merkmal ist jedoch fakultativ - durch einen Teilbereich der Rad-Scheibe bzw. des Felgensterns, nämlich deren/dessen sog. Nabenabschnitt gebildet wird. According to the invention, a hub component and the wheel disc or the rim star are each manufactured as separate components, which each have to take into account with their dimensions and their geometry and without thereby on the manufacturing technology of considerable consideration, in view of the respective Component requirements can be designed as best as possible. Of course, then these two components, namely wheel disc / rim star and hub component to connect properly, but this can be used a simple technology, it is advantageous for strength reasons, if these two components overlap relatively large area in the hub portion of the wheel in that the whole of the forces which occur during the driving operation are transmitted to the wheel hub of the vehicle by both the hub component and in addition - this feature is optional - by a portion of the wheel disc or the rim star, namely the so-called ., Hub portion is formed.

Vorzugsweise kann der Felgenstern bzw. die Rad-Scheibe - ebenso wie ein vorzugsweise auch separat gefertigter Felgenabschnitt des Rades - durch Pressformen von faserverstärktem Kunststoff-Halbzeug gefertigt werden, während das Naben-Bauteil durch Spritzgießen von faserverstärktem Kunststoff hergesteilt werden kann. Insofern unterscheiden sich diese Bauteile auch hinsichtlich der Länge der verwendeten Verstärkungsfasern voneinander, denn während für die Rad-Scheibe bzw. den Felgenstem und für den Felgen-Abschnitt bzw. das separat gefertigte Felgen-Bauteil Langfasern oder Endlosfasem vorgesehen sind, kommen für das Spritzgießen des Naben-Bauteils Kurzfasern zum Einsatz. Preferably, the rim star or the wheel disc - as well as a preferably separately manufactured rim portion of the wheel - are made by compression molding of fiber-reinforced plastic semi-finished, while the hub member can be made by injection molding of fiber-reinforced plastic. In this respect, these components also differ from each other in terms of the length of the reinforcing fibers used, because while the wheel disc or the Felgenstem and for the rim portion or the separately manufactured rim component long fibers or Endlosfasem are provided for the injection molding of Hub component short fibers used.

Miteinander verbunden werden das Naben-Bauteil und die Rad-Scheibe bzw. der Felgenstem, die jeweils aus faserverstärktem Kunststoff bestehen, stoffschlüssig, vorzugsweise durch Verschweißen, genauer Reibschweißen. Für das Handling des Rades und dessen Montage ist eine solche Verbindungstechnik mit Sicherheit ausreichend. Für den Einsatz bzw. Betrieb des Rades an einem Kraftfahrzeug kann eine zusätzliche Absicherung dieser Verbindung vorgesehen sein, indem die eingangs genannten Buchsen, welche im Nabenabschnitt des Rades vorgesehene Bohrungen zur Aufnahme von Radschrauben oder Radbolzen für die Befestigung des Rades an einer Radnabe des Fahrzeugs auskleiden, sowohl das Naben-Bauteil als auch die Rad-Scheibe bzw. den Felgenstem (in deren/dessen Nabenabschnitt) durchdringen, was zur Folge hat, dass die besagten Radschrauben oder Radbolzen die Rad-Scheibe bzw. den Felgenstem zusätzlich gegen das Naben-Bauteil verspannen können. Dabei dienen die besagten Buchsen, welche zumindest die im Naben-Bauteil vorgesehenen Bohrungen für die Radschrauben auskleiden und daher das Naben- Bauteil durchdringen, nicht nur dazu, die Krafteinleitung aus den Radschrauben in das Rad zu optimieren, sondern es sind diese Buchsen vorzugsweise in nicht rostendem Stahl ausgeführt, so dass übliche Radschrauben oder Radbolzen verwendet werden können, ohne dass bei Verwendung von hinsichtlich des Gewichts besonderes vorteilhaften Kohlefasern (Carbonfasern) als Verstärkungsfasern im Kunststoffmaterial an den metallischen Schrauben oder Bolzen Korrosionserscheinungen zu befürchten sind. Was die Krafteinleitung bzw. Kraftübertragung vom Schraubenkopf der Radschrauben zur Fahrzeug-Radnabe betrifft, so erfolgt diese vorzugsweise über den Nabenbereich der Rad-Scheibe bzw. des Felgensterns direkt in die zugehörige Buchse, die mit ihrem anderen Ende direkt oder unter Zwischenlage einer im folgenden noch erläuterten Metallscheibe an der Fzg.- Radnabe abgestützt ist. Damit bleibt das Kriechverhalten des Materials des Naben- Bauteils ohne Einfluss auf das Setzverhalten der Radschrauben-Verbindung. Connected to each other are the hub member and the wheel disc or Felgenstem, each consisting of fiber-reinforced plastic, cohesively, preferably by welding, more precisely friction welding. For the handling of the wheel and its assembly such a connection technique is certainly sufficient. For the use or operation of the wheel on a motor vehicle, an additional safeguarding of this connection can be provided by lining the bushings mentioned above, which provided in the hub portion of the wheel holes for receiving wheel bolts or wheel bolts for attachment of the wheel to a wheel hub of the vehicle , both the hub member and the wheel disc or Felgenstem penetrate (in the hub portion or), with the result that the said wheel bolts or wheel bolts, the wheel disc and the Felgenstem additionally against the hub member can tense. The said bushings, which line at least the holes provided in the hub component for the wheel bolts and therefore penetrate the hub component, not only serve to optimize the introduction of force from the wheel bolts into the wheel, but these bushes are preferably not in place Made of stainless steel, so that conventional wheel bolts or studs can be used without the use of particularly advantageous in terms of weight carbon fibers (carbon fibers) as reinforcing fibers in the plastic material to the metallic screws or bolts corrosion are to be feared. As regards the introduction of force or power transmission from the screw head of the wheel bolts to the vehicle wheel hub, this is preferably done via the hub portion of the wheel disc or the rim star directly into the associated socket, with its other end directly or with the interposition of one below explained metal disc is supported on the Fzg.- wheel hub. Thus, the creep behavior of the material of the hub component remains without influence on the setting behavior of the wheel bolt connection.

Eine an der der Fahrzeug-Radnabe zugewandten Seite des Nabenabschnitts bzw. Naben-Bauteils anliegende und sich vorzugsweise vorrangig auf den genannten Buchsen abstützende Metallscheibe kann ebenso wie diese Buchsen mehrere Funktionen übernehmen, nämlich zum einen die Anpresskraft der Fahrzeug- Radnabe gegenüber dem Naben-Bauteil des erfindungsgemäßen Rades möglichst gleichmäßig auch auf dieses verteilen, und zum anderen als Kühlkörper wirken. Es kann somit über diese Metallscheibe Wärme, die insbesondere von einer zwischen der Fzg.-Radnabe und dem Rad vorgesehenen Bremsscheibe stammt, verstärkt an die Umgebung abgeführt werden, wofür diese Metallscheibe geeignet geformt und dimensioniert sein kann. Ein unzulässig hoher Wärmeeintrag aus Bremsvorgängen in das Kunststoffmaterial des Rades kann somit vermieden werden. Vorzugsweise ist die Metallscheibe aus Gewichtsgründen in Leichtmetall, bspw. als Aluminium- Gussbauteil ausgeführt, wobei dann zur Vermeidung von Korrosionserscheinungen kein direkter Kontakt zum Naben-Bauteil bestehen sollte, falls dieses aus kohlefaserverstärktem Kunststoff besteht. Hierfür kann das Naben-Bauteil an seiner der Metallscheibe zugewandten Seite einen dünnen Abschnitt aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial aufweisen. Im übrigen kann die besagte Metallscheibe noch eine weitere Funktion übernehmen, indem sie ringförmig ausgebildet einen in Relation zur der Rad-Drehachse kreiszylindrischen Abschnitt besitzt, dessen Innenmantelfläche zur Anlage an einem Zentnerbund der Fahrzeug- Radnabe vorgesehen ist. A on the side facing the vehicle wheel hub side of the hub portion or hub component and preferably primarily on the bushes supporting metal disc can like these sockets take over several functions, namely on the one hand, the contact force of the vehicle hub against the hub component of the wheel according to the invention distribute as evenly as possible on this, and on the other act as a heat sink. It can thus on this metal disc heat, which originates in particular from a provided between the Fzg.-wheel hub and the wheel brake disc, be increasingly dissipated to the environment, for which this metal disc can be suitably shaped and dimensioned. An unacceptably high heat input from braking operations in the plastic material of the wheel can thus be avoided. Preferably, the metal disc for weight reasons in light metal, for example. Designed as aluminum cast component, in which case should be no direct contact with the hub member to avoid corrosion phenomena, if this consists of carbon fiber reinforced plastic. For this purpose, the hub member may have on its side facing the metal disc a thin portion of glass fiber reinforced plastic material. Moreover, said metal disc can take on another function by being annular a circular-cylindrical in relation to the wheel axis of rotation section, the inner lateral surface is provided for engagement with a Zentnerbund the vehicle wheel hub.

Im folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels weiter erläutert, wobei die beigefügte Figur 1 ein erfindungsgemäßes Rad vereinfacht in Explosionsdarstellung und Figur 2 einen Halb-Schnitt im Nabenabschnitt dieses Rades zeigt. In the following the invention will be further explained with reference to an embodiment, the attached Figure 1 shows an inventive wheel simplified in exploded view and Figure 2 shows a half-section in the hub portion of this wheel.

Das in Fig.1 komplett dargestellte Rad für ein zweispuriges Kraftfahrzeug, insbesondere einen PKW, besteht im wesentlichen aus faserverstärktem Kunststoff und ist aus drei wesentlichen Kunststoff-Bestandteilen, die jeweils für sich gefertigt sind, zusammengesetzt, nämlich aus einem Naben-Bauteil 1 , aus einer die Funktion von Speichen übernehmenden und in Form eines sog. Felgensterns ausgebildeten Rad-Scheibe 2 und aus der für die Aufnahme eines nicht dargestellten Luft-Reifens vorgesehenen Felge 3, welche vorliegend auch als Felgenabschnitt bezeichnet wird. Als weiteres Bauteil ist vorliegend eine Metallscheibe 5 vorgesehen, wobei alle diese Bauteile wie üblich konzentrisch zur Drehachse 4 des Rades angeordnet sind. Mittels mehrerer Radschrauben 11 kann dieses Rad wie üblich an einer nicht gezeigten Fahrzeug-Radnabe, die an einem ebenfalls nicht dargestellten Radträger einer Achse des Fahrzeugs angeordnet ist, unter Zwischenlage einer Bremsscheibe befestigt werden, wobei die besagte Metallscheibe 5 vorzugsweise direkt an der genannten Bremsscheibe bzw. deren Topf oder an der Radnabe des Fahrzeugs anliegt und sich somit an der der Fzg.-Radnabe zugewandten Innenseite des dargestellten Rades befindet. In Richtung der Rad-Drehachse 4 betrachtet schließt sich zur Rad-Außenseite hin an die Metallscheibe 5 das vorliegend in dieser Ansicht die Form eines regelmäßigen Polygons aufweisende Naben-Bauteil 1 und an dieses die Rad-Scheibe 2 an, deren äußerer Ring 2a mit der Felge 3 (= Felgenabschnitt 3) verbunden ist, so dass die Felge 3 wie üblich von der Rad-Scheibe 2 getragen wird. The complete illustrated in Figure 1 wheel for a two-lane motor vehicle, especially a car, consists essentially of fiber-reinforced plastic and is composed of three main plastic components, which are each made for themselves, namely from a hub component 1, from a taking over the function of spokes and designed in the form of a so-called. Rim star wheel disc 2 and provided for receiving a pneumatic tire, not shown rim 3, which is also referred to herein as a rim portion. As a further component in the present case, a metal disc 5 is provided, wherein all these components are arranged as usual concentric to the axis of rotation 4 of the wheel. By means of a plurality of wheel bolts 11, this wheel can be attached as usual to a vehicle wheel hub, not shown, which is arranged on a likewise not shown wheel carrier of an axle of the vehicle, with the interposition of a brake disc, said metal disc 5 preferably directly on said brake disc or whose pot or rests against the wheel hub of the vehicle and thus is located on the Fzg.-wheel hub facing inside of the illustrated wheel. Viewed in the direction of the wheel axis of rotation 4 closes to the wheel outer side to the metal plate 5 in the present case in this view the shape of a regular polygon having hub member 1 and to this the wheel disc 2, whose outer ring 2a with the Rim 3 (= rim portion 3) is connected, so that the rim 3 is supported as usual by the wheel disc 2.

Im weiteren wird auf Fig.2 Bezug genommen, da die wesentlichen Merkmale der vorliegenden Erfindung im Nabenabschnitt des Rades liegen. In Fig.2 erkennt man neben dem Ausschnitt der Rad-Scheibe 2 den an dieser anliegenden Ausschnitt des Naben-Bauteils 1. An der der Rad-Scheibe 2 gegenüber liegenden Seite des Naben-Bauteils 1 liegt die bereits genannte im wesentlichen ringförmige Metallscheibe 5 an, die unter anderem als Kühlkörper fungiert, wie vor der Figurenbeschreibung erläutert wurde. Weiterhin erkennt man eine Radschraube 11 , mit welcher dieses Rad an der hier nicht dargestellten, jedoch in dieser Figur rechtsseitig der Metallscheibe 5 liegenden Fahrzeug-Radnabe befestigt wird, wobei wie üblich über dem Umfang des Rades betrachtet mehrere solcher sich parallel zur Drehachse 4 erstreckender Radschrauben 11 vorgesehen sind. Die Radschraube 11 wird mit ihrem auch eine Bohrung in der Metallscheibe 5 durchdringenden Gewindeabschnitt 11a in die Fzg.-Radnabe eingedreht, während der Schraubenkopf 11b unter Zwischenlage einer Unterlegscheibe 14 auf der Außenseite der Rad- Scheibe 2 aufliegt. 2, since the essential features of the present invention lie in the hub portion of the wheel. In Figure 2 can be seen in addition to the section of the wheel-disc 2 adjacent to this section of the hub member 1. At the wheel disc 2 opposite side of the hub member 1 is the aforementioned substantially annular metal disc 5, which acts inter alia as a heat sink, as has been explained before the figure description. Furthermore, one recognizes a wheel bolt 11, with which this wheel is attached to the not shown, but in this figure right side of the metal disc 5 vehicle wheel hub, wherein as usual over the circumference of the wheel considered several such parallel to the axis of rotation 4 extending wheel bolts 11 are provided. The wheel bolt 11 is screwed with its also a hole in the metal disc 5 penetrating threaded portion 11a in the Fzg.-wheel hub, while the screw head 11b rests with the interposition of a washer 14 on the outside of the wheel disc 2.

Die Radschraube 11 ist durch eine Buchse 6 hindurch geführt, die in eine Bohrung 7 im Naben-Bauteil 1 und in eine mit dieser Bohrung 7 gleichachsige Bohrung 8 in der Rad-Scheibe 2 bzw. in deren Nabenabschnitt 2c eingesetzt ist. Wie aus Fig.1 hervorgeht besitzt die Rad-Scheibe 2 nämlich in ihrem Nabenabschnitt 2c einen bezüglich der Drehachse 4 umlaufenden durch Vollmaterial gebildeten Bereich, an den sich in Radialrichtung nach außen hin vorliegend fünf in Umfangsrichtung betrachtet relativ breite Speichen 2b anschließen, die den bereits genannten äußeren Ring 2a der Rad-Scheibe 2 abstützen. The wheel bolt 11 is guided through a bushing 6, which is inserted into a bore 7 in the hub component 1 and into an equiaxed with this hole 7 bore 8 in the wheel disc 2 and in the hub portion 2c. As is apparent from Figure 1, the wheel disc 2 has namely in its hub portion 2c with respect to the axis of rotation 4 circumferential solid material formed by the region in the radial direction outwardly present five circumferentially relatively wide spokes 2b connect that already supported outer ring 2a of the wheel disc 2.

Der Nabenabschnitt 2c der Radscheibe 2 besitzt eine zentrale Aussparung 2d; eine vergleichbare zentrale Aussparung 1d ist im Naben-Bauteil 1 vorgesehen. Das Naben-Bauteil 1 besitzt in Richtung der Drehachse 4 betrachtet vorliegend ein größeres Längenmaß als die Radscheibe 2 bzw. deren Nabenabschnitt 2c und erstreckt sich nur über einen Teil des Durchmessers der Rad-Scheibe 2. Da sich der Nabenanschnitt 2c der Rad-Scheibe 2 mit dem Naben-Bauteil 1 überdeckt, kann das Naben-Bauteil 1 über einen ausreichend großen Kreisring-Bereich, der die Aussparungen 1d, 2d umgibt, stoffschlüssig mit der Rad-Scheibe 2 bzw. deren Nabenabschnitt 2c verbunden werden. Vorliegend ist diese stoffschlüssige Verbindung durch Verschweißen dargestellt. Vorliegend ist somit der Nabenabschnitt des Rades durch das Naben-Bauteil 1 sowie den Nabenabschnitt 2c der Rad-Scheibe 2 gebildet. Da die Rad-Scheibe 2 und das Naben-Bauteil 1 aus kohlefaserverstärktem Kunststoff gefertigt ist, dient die Buchse 6 (bzw. dienen die Buchsen 6) wie vor der Figurenbeschreibung bereits ausgeführt wurde insbesondere auch der Vermeidung von Korrosion an den aus üblichem Metallwerkstoff bestehenden Radschrauben 11. Daher sind die Buchsen 6 und die Unterlegscheiben 14 an den jeweiligen Radschrauben 11 in nicht rostendem Stahl (bspw. V4A) ausgeführt. Eine Korrosion der Metallscheibe 5 unter Einwirkung des Naben-Bauteils 1 hingegen wird vermieden, indem das Naben-Bauteil 1 an seiner der Metallscheibe 5 zugewandten Seite einen dünnen Abschnitt 1a aus mit Gasfasern verstärktem Kunststoffmaterial aufweist. Dieser Abschnitt 1a aus glasfaserverstärktem Kunststoff wird direkt beim Spritzgießen des Naben-Bauteils 1 an den anderen größeren, in kohlefaserverstärktem Kunststoff geformten Abschnitt des Naben-Bauteils 1 angeformt. The hub portion 2c of the wheel disc 2 has a central recess 2d; a comparable central recess 1d is provided in the hub component 1. Seen in the direction of the axis of rotation 4, the hub component 1 has a greater length dimension than the wheel disk 2 or its hub portion 2c and extends only over part of the diameter of the wheel disk 2. Since the hub portion 2c of the wheel disk 2 Covered with the hub member 1, the hub member 1 via a sufficiently large annulus area surrounding the recesses 1d, 2d, are integrally connected to the wheel disc 2 and its hub portion 2c. In the present case, this cohesive connection is represented by welding. In the present case, therefore, the hub portion of the wheel is formed by the hub member 1 and the hub portion 2 c of the wheel disc 2. Since the wheel disc 2 and the hub member 1 is made of carbon fiber reinforced plastic, the bushing 6 (or serve the sockets 6) as described before the figure description has been executed in particular also to avoid corrosion of existing from conventional metal material wheel bolts 11. Therefore, the bushes 6 and washers 14 on the respective wheel bolts 11 are made of stainless steel (eg, V4A). By contrast, corrosion of the metal disk 5 under the action of the hub component 1 is avoided by the hub component 1 having on its side facing the metal disk 5 a thin section 1a of plastic material reinforced with gas fibers. This section 1a of fiberglass-reinforced plastic is formed directly in the injection molding of the hub member 1 to the other larger, molded in carbon fiber reinforced plastic portion of the hub member 1.

Hergestellt werden kann ein solches Rad wie folgt: Es wird die Rad-Scheibe 2 ohne Bohrungen 8 als eigenständiges Bauteil bspw. durch Formpressen von faserverstärktem Kunststoff-Halbzeug hergestellt und es wird das Naben-Bauteil 1 als eigenständiges Bauteil ohne Bohrungen 7 (für die Rad-Schrauben 11 ) im Spritzgussverfahren hergestellt. Darauf folgend wird das Naben-Bauteil 1 mit der Rad- Scheibe 2 stoffschlüssig verbunden, vorzugsweise durch Reibschweißen verschweißt. Unabhängig hiervon wird die Rad-Felge 3 durch Formpressen von faserverstärktem Kunststoffhalbzeug hergestellt und kann zu einem beliebigen Zeitpunkt vorzugsweise ebenfalls stoffschlüssig mit der Rad-Scheibe 2, genauer deren äußeren Ring 2a verbunden, insbesondere durch Reibschweißen verschweißt werden. Such a wheel can be manufactured as follows: The wheel disk 2 without holes 8 is produced as an independent component, for example by compression molding of fiber-reinforced plastic semifinished product and the hub component 1 is designed as an independent component without holes 7 (for the wheel Screws 11) produced by injection molding. Subsequently, the hub member 1 is materially connected to the wheel disc 2, preferably welded by friction welding. Regardless of this, the wheel rim 3 is produced by compression molding of fiber-reinforced plastic semifinished product and can at any time preferably also be materially bonded to the wheel disk 2, more precisely its outer ring 2a, in particular by friction welding.

In die Radscheibe 2, genauer in deren Nabenabschnitt 2c sowie in das Naben- Bauteil 1 werden vorzugsweise im zusammengesetzten Zustand dieser beiden Bauteile die mehreren koaxialen Bohrungen 7 und 8 eingebracht, wonach die Buchsen 6 von der der Fahrzeug-Radnabe zugewandten (in Fig.2 rechten) Seite des Naben-Bauteils 1 aus in diese Bohrungen 7, 8 eingesetzt werden, wobei den beiden Bohrungen 7, 8 eine einzige Buchse 6 zugeordnet ist, d.h. eine einzige Buchse 6 kleidet sowohl die Bohrung 7 als auch die Bohrung 8 aus und liegt daher mit ihrer Außenwand im Bereich der Bohrung 7 an der Bohrungswand des Naben- Bauteils 1 und im Bereich der Bohrung 8 an der Bohrungswand der Rad-Scheibe 2 an. Wie ersichtlich besitzt jede Bohrung 7 im Naben-Bauteil 1 einen nennenswert größeren Durchmesser als die bzw. jede mit dieser Bohrung 7 koaxiale Bohrung 8 in der Rad-Scheibe 2. Im Übergangsbereich von der Bohrung 7 zur Bohrung 8 ist daher außenseitig an der Buchse 6 zwangsläufig ein Absatz vorhanden, der vorliegend als Steg 6a ausgebildet ist, mit dem die Buchse 6 an der dem Naben- Bauteil 1 zugewandten Seite der Rad-Scheibe 2 anliegt und somit exakt positioniert ist. In der Figur linksseitig schließt sich an diesen Steg 6a der den geringeren Außendurchmesser aufweisende Bereich der Buchse 6 an, mit dem sie die Bohrung 8 in der Rad-Scheibe 2 auskleidet. Unter anderem zur Gewichtsreduktion ist der Außendurchmesser der Buchse 6 im Bereich der Bohrung 7 in der Figur rechtsseitig des Stegs 6a bis zu einem endseitigen Bund 6b hin, dessen Außendurchmesser wieder der Bohrung 7 angepasst ist, reduziert. Insbesondere jedoch kann mit einer solchen gezielt geometrischen Gestaltung das Entstehen von durch die unterschiedliche Wärmedehnung des Stahls der Buchsen 6 und des kohlefaserverstärkten Kunststoffmaterials des Naben-Bauteils 1 hervorgerufener mechanischer Verspannung verhindert bzw. zumindest minimiert werden. In the wheel disc 2, more precisely in the hub portion 2c and in the hub member 1, the plurality of coaxial bores 7 and 8 are preferably introduced in the assembled state of these two components, after which the sockets 6 from the vehicle wheel hub facing (in Fig.2 right) side of the hub member 1 are inserted from these holes 7, 8, wherein the two holes 7, 8 is assigned a single socket 6, ie, a single sleeve 6 dresses both the hole 7 and the bore 8 and is located Therefore, with its outer wall in the region of the bore 7 on the bore wall of the hub member 1 and in the region of the bore 8 on the bore wall of the wheel disc. 2 at. As can be seen, each bore 7 in the hub member 1 has a significantly larger diameter than the or each with this bore 7 coaxial bore 8 in the wheel disc 2. In the transition region from the bore 7 to the bore 8 is therefore on the outside of the sleeve. 6 inevitably a paragraph present, which is presently designed as a web 6a, with which the sleeve 6 rests against the hub member 1 side facing the wheel disc 2 and thus is accurately positioned. In the figure on the left side adjoins this web 6a of the smaller outer diameter having portion of the sleeve 6, with which it lines the bore 8 in the wheel disc 2. Among other things, to reduce weight, the outer diameter of the sleeve 6 in the region of the bore 7 in the figure on the right side of the web 6a to an end-side collar 6b out whose outer diameter is again adapted to the bore 7, reduced. In particular, however, the emergence of caused by the different thermal expansion of the steel of the sockets 6 and the carbon fiber reinforced plastic material of the hub member 1 mechanical stress can be prevented or at least minimized with such a targeted geometric design.

Nochmals auf Fig.1 Bezug nehmend erkennt man hierin die vorliegend besondere (jedoch nicht obligatorische) Formgebung des Naben-Bauteils 1 , welches die genannte zentrale Aussparung 1d umgebend zunächst einen bezüglich der Drehachse 4 umlaufenden Bereich aus Voll-Material besitzt, woran sich in Radialrichtung nach außen betrachtet vorliegend zehn quasi zackenförmige Vorsprünge 1 b anschließen, die mit ihrer Form an die Speichen 2b der Radscheibe 2 angepasst sind, derart, dass beidseitig jeder Speiche 2b ein solcher Vorsprung 1b anliegt. Hinzuweisen ist schließlich noch auf einen in nur in Fig.2 sichtbaren und bezüglich der Drehachse 4 kreiszylindrischen Abschnitt 5a der Metallscheibe 5, der das Naben-Bauteil 1 an seiner der Drehachse 4 zugewandten Seite über einen geringen Bereich umgreift und dessen Innenmantelfläche F zur Anlage an einem hier nicht dargestellten Zentrierbund der Fahrzeug-Radnabe vorgesehen ist. Femer sei noch erwähnt, dass im Schrauben-Kopf 11 b jeder Radschraube 11 ein Innengewinde vorgesehen ist, so dass an diesen Schraubenköpfen 11 b nicht gezeigte Befestigungsmittel für eine außenseitig, d.h. in der Figur 2 von links her auf das Rad aufbringbare Radabdeckung angebracht werden können. Referring again to Fig. 1, the present particular (but not mandatory) design of the hub member 1, which initially surrounds said central recess 1d, has an area of solid material revolving around the axis of rotation 4, in the radial direction viewed from the outside present ten quasi-pronged projections 1 b connect, which are adapted with their shape to the spokes 2b of the wheel disc 2, such that on each side of each spoke 2b such a projection 1b is applied. Attention is finally still on a visible in only in Fig.2 and with respect to the axis of rotation 4 circular section 5a of the metal plate 5, which surrounds the hub member 1 on its axis of rotation 4 side facing a small area and the inner circumferential surface F to the plant a centering collar, not shown here, of the vehicle wheel hub is provided. It should also be mentioned that in the screw head 11 b of each wheel screw 11 is provided an internal thread, so that on these screw heads 11 b fastening means not shown for an outside, i. can be mounted in the figure 2 from the left to the wheel coatable wheel cover.

Claims

Patentansprüche claims

1. Fahrzeug-Rad aus faserverstärktem Kunststoff mit einem Felgenstern oder einer die Funktion von Speichen (2b) übernehmenden Rad-Scheibe (2) und mit einem zur Rad-Drehachse (4) zentrischen und in Drehachsrichtung ein größeres Längenmaß als der Felgenstern oder die Rad-Scheibe (2) im Bereich der Speichen (2b) aufweisenden und sich nur über einen Teil des Durchmessers der Rad-Scheibe (2) oder des Felgensterns erstreckenden Nabenabschnitt (1 , 2a), in dem mit Buchsen (6) ausgekleidete Bohrungen (7, 8) zur Aufnahme von Radschrauben (11) oder Radbolzen für die Befestigung des Rades an einer Radnabe des Fahrzeugs vorgesehen sind, dadurch gekennzeichnet, dass der Nabenabschnitt (1 , 2a) ein getrennt von der Rad-Scheibe (2) hergestelltes Naben-Bauteil (1 ) aufweist oder ist, mit dem die Rad-Scheibe (2) stoffschlüssig verbunden ist. 1. vehicle wheel made of fiber-reinforced plastic with a rim star or the function of spokes (2b) taking over wheel disc (2) and with a wheel rotation axis (4) centric and in Drehachsrichtung a greater length than the rim star or the wheel (2) in the region of the spokes (2b) and extending only over a part of the diameter of the wheel disc (2) or the rim star extending hub portion (1, 2a), in the bushings (6) lined bores (7 , 8) are provided for receiving wheel bolts (11) or wheel bolts for the attachment of the wheel to a wheel hub of the vehicle, characterized in that the hub portion (1, 2a) a separate from the wheel disc (2) hub member (1) has or is, with the wheel disc (2) is integrally connected.

2. Fahrzeug-Rad nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass auch die Rad-Scheibe (2) einen Nabenabschnitt (2a) aufweist und die Buchsen (6) sowohl das Naben-Bauteil (1) als auch den Nabenabschnitt (2a) der Rad- Scheibe (2) in Bohrungen (7, 8) durchdringen. 2. Vehicle wheel according to claim 1, characterized in that the wheel disc (2) has a hub portion (2 a) and the bushes (6) both the hub member (1) and the hub portion (2 a) of the wheel - penetrate washer (2) in holes (7, 8).

3. Fahrzeug-Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine Metallscheibe (5) an der der Fahrzeug-Radnabe zugewandten Seite des Naben-Bauteils (1 ) anliegt. 3. Vehicle wheel according to claim 1 or 2, characterized in that a metal disc (5) on the vehicle wheel hub side facing the hub component (1) is present.

4. Fahrzeug-Rad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das größtenteils aus mit Kohiefasern verstärktem Kunststoff bestehende Naben- Bauteil (1 ) an seiner der Metallscheibe (5) zugewandten Seite einen dünnen Abschnitt (1a) aus mit Glasfasern verstärktem Kunststoffmaterial aufweist. 4. Vehicle wheel according to claim 3, characterized in that the mostly made of carbon fibers reinforced plastic hub component (1) on its metal disc (5) side facing a thin portion (1 a) of glass fiber reinforced plastic material.

5. Fahrzeug-Rad nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmige Metallscheibe (5) einen in Relation zur Rad-Drehachse (4) kreiszylindrischen Abschnitt (5a) besitzt, dessen Innenmantelfläche (F) zur Anlage an einem Zentrierbund der Fahrzeug-Radnabe vorgesehen ist. 5. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the annular metal disc (5) in relation to the wheel rotation axis (4) has a circular cylindrical portion (5 a) whose inner lateral surface (F) for engagement with a centering collar of the vehicle Wheel hub is provided.

6. Fahrzeug-Rad nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Buchsen (6) zumindest einen Steg (6a) aufweisen, mit dem sie von der der Fahrzeug-Radnabe zugewandten Seite des Naben- Bauteils (1 ) in die jeweiligen Bohrungen (7, 8) eingeführt am Nabenabschnitt (2a) n der Rad-Scheibe (2) anliegen. 6. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the bushes (6) have at least one web (6a), with which they from the vehicle wheel hub side facing the hub member (1) in the respective holes (7, 8) inserted on the hub portion (2a) n the wheel disc (2) abut.

7. Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeug-Rades nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte: 7. A method for producing a vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized by the following steps:

• Herstellen der Rad-Scheibe (2) durch Formpressen von faserverstärktem Kunststoff-Halbzeug  • Manufacture of the wheel disc (2) by molding of fiber-reinforced plastic semi-finished product

• Herstellen des Naben-Bauteils (1 ) ohne Bohrungen (7) für die Rad- Schrauben (11) oder Rad-Bolzen im Spritzgussverfahren • Manufacture of the hub component (1) without holes (7) for the wheel bolts (11) or wheel bolts by injection molding

• stoffschlüssiges Verbinden des Naben-Bauteils (1 ) mit der Rad- Scheibe (2), vorzugsweise durch Reib-VerschweißenCohesive connection of the hub member (1) with the wheel disc (2), preferably by friction welding

• Herstellen der Rad-Felge (3) durch Formpressen von faserverstärktem Kunststoffhalbzeug und Verbinden derselben mit der Rad- Scheibe (2), wobei dieser Schritt auch früher durchführbar ist• Manufacture of the wheel rim (3) by compression molding of fiber-reinforced plastic semi-finished product and connecting the same with the wheel disc (2), this step is also feasible earlier

• Einbringen der Bohrungen (7, 8) zur Aufnahme der Buchsen (6) für die Radschrauben (11 ) oder Radbolzen in das Naben-Bauteil (1 ) und in den Nabenabschnitt (2a) der Rad-Scheibe (2) Inserting the bores (7, 8) for receiving the bushings (6) for the wheel bolts (11) or wheel bolts in the hub component (1) and in the hub portion (2a) of the wheel disk (2)

• Einsetzen der Buchsen (6) in die Bohrungen (7, 8).  • Insert the bushes (6) into the holes (7, 8).