RU2578916C1 - Automotive wheel - Google Patents
Automotive wheel Download PDFInfo
- Publication number
- RU2578916C1 RU2578916C1 RU2014153484/11A RU2014153484A RU2578916C1 RU 2578916 C1 RU2578916 C1 RU 2578916C1 RU 2014153484/11 A RU2014153484/11 A RU 2014153484/11A RU 2014153484 A RU2014153484 A RU 2014153484A RU 2578916 C1 RU2578916 C1 RU 2578916C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- rim
- wheel
- disk
- flange
- supporting
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Rolling Contact Bearings (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к автомобильной промышленности, в частности к конструкциям штампованных автомобильных колес.The invention relates to the automotive industry, in particular to the construction of stamped automobile wheels.
Известно автомобильное колесо, состоящее из обода с бортовыми закраинами, коническими посадочными полками, монтажного ручья с опорной цилиндрической поверхностью и штампованного диска из листового металла, имеющего центральную привалочную зону с крепежными и центральным отверстиями, промежуточную зону с вентиляционными отверстиями и ребром жесткости, наружную зону в виде опорного цилиндрического фланца с вырезами образующими "спицы", по которой он сопрягается и соединяется с цилиндрической поверхностью монтажного ручья обода [Колесо с диском, имеющим вырезы на опорном цилиндрическом фланце и шесть вентиляционных отверстий. Колеса автомобилей марки ГАЗЕЛЬ, выпускавшиеся на ГАЗе с 2000 по октябрь 2004 годов («АВТОМИР», 17.11.2001, «За рулем», №10, 2003, с. 240, «За рулем», №11, 2004, с. 289)].A car wheel is known, consisting of a rim with side flanges, tapered landing flanges, a mounting stream with a supporting cylindrical surface, and a stamped sheet metal disc having a central bonding zone with mounting and central holes, an intermediate zone with ventilation holes and a stiffener, an outer zone in in the form of a supporting cylindrical flange with cutouts forming a “spoke”, along which it is mated and connected to the cylindrical surface of the mounting stream of the rim [Wheels about with a disk having cutouts on the supporting cylindrical flange and six ventilation holes. GAZEL automobile wheels manufactured at GAZ from 2000 to October 2004 (AUTOMIR, November 17, 2001, “Driving”, No. 10, 2003, p. 240, “Driving”, No. 11, 2004, p. 289 )].
Характерные особенности этого колеса заключаются в том, что с целью экономии металла и снижения веса колеса диск изготавливается из круглой заготовки со срезанными краями - хордами, расположенными по взаимно перпендикулярным сторонам, что приводит к образованию вырезов на опорном цилиндрическом фланце изготовленного диска. Размеры заготовки (расстояние между хордами) в данной конструкции обуславливаются сохранением неразрывности опорного цилиндрического фланца. В зонах вырезов фланец сохраняется, но величина его по высоте значительно меньше полной величины опорного цилиндрического фланца. Количество вырезов может быть различным в зависимости от выбранного раскроя полосы.The characteristic features of this wheel are that in order to save metal and reduce the weight of the wheel, the disk is made of a round billet with cut edges - chords located on mutually perpendicular sides, which leads to the formation of cutouts on the supporting cylindrical flange of the manufactured disk. The dimensions of the workpiece (the distance between the chords) in this design are determined by maintaining the continuity of the supporting cylindrical flange. In the areas of the cutouts, the flange is preserved, but its height is much less than the full size of the supporting cylindrical flange. The number of cutouts can be different depending on the selected strip cutting.
Зоны на опорном цилиндрическом фланце диска без вырезов, называемые «спицами», соединяются сваркой с цилиндрической поверхностью монтажного ручья обода.The zones on the supporting cylindrical flange of the disk without cuts, called "spokes", are connected by welding to the cylindrical surface of the mounting stream of the rim.
Недостатками этой конструкции являются:The disadvantages of this design are:
- увеличенное радиальное биение колеса, возникающее вследствие анизотропии свойств металла (вдоль и поперек направления прокатки), приводящей к тому, что диск под действием существенных остаточных напряжений, различных по этим направлениям, принимает форму овала;- increased radial runout of the wheel, resulting from the anisotropy of the properties of the metal (along and across the direction of rolling), leading to the fact that the disk under the influence of significant residual stresses different in these directions takes the form of an oval;
- не равномерное прилегание диска к ободу, вследствие отклонения формы "спиц" диска от теоретической цилиндрической поверхности, ввиду влияния вырезов в опорном цилиндрическом фланце, приводит к возникновению пиковых напряжений в местах окончания вырезов и разрушению обода в процессе эксплуатации;- non-uniform adherence of the disk to the rim, due to the deviation of the shape of the "spokes" of the disk from the theoretical cylindrical surface, due to the effect of cuts in the supporting cylindrical flange, leads to peak stresses at the ends of the cuts and rim destruction during operation;
- в связи с увеличенным биением снижаются его прочностные характеристики в процессе эксплуатации и соответственно ресурс колеса.- due to the increased runout, its strength characteristics during operation and, accordingly, the wheel life are reduced.
Известно автомобильное колесо, состоящее из обода с бортовыми закраинами, коническими посадочными полками, монтажного ручья с опорной цилиндрической поверхностью и штампованного диска из листового металла, имеющего центральную привалочную зону с крепежными и центральным отверстиями, промежуточную зону с вентиляционными отверстиями и ребром жесткости, наружную зону в виде опорного цилиндрического фланца с вырезами, образующими "спицы", по которой он сопрягается и соединяется сваркой с цилиндрической опорной поверхностью монтажного ручья обода и перемычками, соединяющими спицы, образованными периферийными кромками вентиляционных отверстий и кромками вырезов на опорном цилиндрическом фланце.A car wheel is known, consisting of a rim with side flanges, tapered landing flanges, a mounting stream with a supporting cylindrical surface, and a stamped sheet metal disc having a central bonding zone with mounting and central holes, an intermediate zone with ventilation holes and a stiffener, an outer zone in in the form of a supporting cylindrical flange with cutouts forming “spokes” along which it is mated and welded to the cylindrical supporting surface of the mounting pipe learning rim and jumpers connecting the spokes formed by the peripheral edges of the ventilation holes and the edges of the cuts on the supporting cylindrical flange.
При этом перемычки сложной волнообразной формы, связывающие между собой свариваемые "спицы", выполнены таким образом, что создают дополнительный контакт между опорным цилиндрическим фланцем диска и цилиндрической поверхностью монтажного ручья обода. Перемычки становятся одним из элементов наружной зоны диска [Патент РФ на промышленный образец №65005, «Колесо транспортного средства», 2007. Патент РФ на изобретение №2323834, «Автомобильное колесо», 2008].At the same time, jumpers of complex wave-like shape connecting the welded "spokes" to each other are made in such a way that they create additional contact between the supporting cylindrical flange of the disk and the cylindrical surface of the mounting stream of the rim. The jumpers become one of the elements of the outer zone of the disk [RF Patent for industrial design No. 65005, “Wheel of a vehicle”, 2007. RF patent for invention No. 2323234, “Automobile wheel”, 2008].
Характерные особенности этого колеса заключаются в том, что:The characteristic features of this wheel are that:
- расход металла для получения этого колеса минимален по сравнению с известными аналогами;- metal consumption to obtain this wheel is minimal in comparison with known analogues;
- в зонах контакта перемычек сложной волнообразной формы с цилиндрической поверхностью монтажного ручья обода имеются разрывы на опорной цилиндрической поверхности диска, где он не примыкает к ободу;- in the contact zones of jumpers of complex wave-like shape with the cylindrical surface of the mounting stream of the rim there are gaps on the supporting cylindrical surface of the disk, where it does not adjoin the rim;
- на диске выполнены четыре вентиляционных отверстия, находящиеся в зоне вырезов заготовки.- four ventilation holes are located on the disk, located in the area of the blanks of the workpiece.
Размеры заготовки (расстояние между хордами) в данной конструкции обуславливаются сохранением неразрывности опорного цилиндрического фланца. В зонах вырезов фланец сохраняется, но величина его на отдельных участках меньше, чем у опорного цилиндрического фланца.The dimensions of the workpiece (the distance between the chords) in this design are determined by maintaining the continuity of the supporting cylindrical flange. In the areas of the cutouts, the flange is preserved, but its size in individual sections is less than that of the supporting cylindrical flange.
Недостатками этой конструкции являются:The disadvantages of this design are:
- недостаточное примыкание диска колеса к ободу в зоне вырезов на фланце, т.е. нет полного контакта опорной цилиндрической поверхности диска с цилиндрической поверхностью монтажного ручья обода;- insufficient contact of the wheel disk to the rim in the area of cutouts on the flange, i.e. there is no full contact of the supporting cylindrical surface of the disk with the cylindrical surface of the mounting stream of the rim;
- нет стабильности формы вентиляционных отверстий и перемычек сложной волнообразной формы вследствие неравномерной толщины штампуемого металла и отклонений размеров заготовки в пределах допуска;- there is no stability in the shape of the ventilation holes and jumpers of complex wave-like shape due to the uneven thickness of the stamped metal and deviations of the dimensions of the workpiece within the tolerance;
- в связи со значительным перемещением металла заготовки для получения перемычки сложной волнообразной формы в процессе формообразования диска на кромках контура вентиляционных отверстий появляются зоны утонения исходного металла, достигающие 20% исходной толщины, что требует введения притуплений кромок, а это дополнительная технологическая операция.- due to the significant movement of the metal of the workpiece to obtain a jumper of a complex wave-like shape during the formation of the disk, thinning zones of the initial metal appear on the edges of the contour of the ventilation holes, reaching 20% of the original thickness, which requires the introduction of blunt edges, and this is an additional technological operation.
Наиболее близким техническим решением является автомобильное колесо, состоящее из обода с бортовыми закраинами, коническими посадочными полками, монтажного ручья с опорной цилиндрической поверхностью и штампованного диска из листового металла, имеющего центральную привалочную зону с крепежными и центральным отверстиями, промежуточную зону с вентиляционными отверстиями и ребром жесткости, наружную зону в виде опорного цилиндрического фланца одинаковой высоты, замкнутого по всему контуру, по которому он сопрягается и соединяется сваркой с цилиндрической опорной поверхностью монтажного ручья обода [Патент РФ на промышленный образец №39981, «Колесо грузового автомобиля», 1992. Использовалось на ГАЗе с 1994 по 1996 годы. Колеса большегрузных автомобилей. Большегрузные автомобили фирмы VOLVO. («Коммерческий транспорт», №6, 2005, с. 65) Колеса Кременчугского колесного завода для тракторов и с/х машин. (Каталог «Колеса и ободья для пневматических шин», с. 10) - прототип]The closest technical solution is a car wheel, consisting of a rim with side flanges, tapered landing flanges, a mounting stream with a supporting cylindrical surface and a stamped sheet metal disc having a central bonding zone with mounting and central holes, an intermediate zone with ventilation holes and a stiffener , the outer zone in the form of a supporting cylindrical flange of the same height, closed along the entire circuit along which it mates and connects rka with a cylindrical supporting surface of the mounting stream of the rim [RF Patent for industrial design No. 39981, “Truck wheel”, 1992. It was used at GAZ from 1994 to 1996. Wheels of heavy vehicles. VOLVO heavy trucks. (“Commercial Transport”, No. 6, 2005, p. 65) Wheels of the Kremenchug Wheel Plant for tractors and agricultural machines. (Catalog "Wheels and rims for pneumatic tires", p. 10) - prototype]
Преимуществом в этой конструкции является то, что сопряжение опорной цилиндрической поверхности монтажного ручья обода с опорным цилиндрическим фланцем диска максимальное и осуществляется равномерно по всему диаметру колеса.The advantage in this design is that the mating of the supporting cylindrical surface of the mounting rim of the rim with the supporting cylindrical flange of the disk is maximum and is carried out uniformly over the entire diameter of the wheel.
Недостатки этой конструкции:The disadvantages of this design:
- увеличенный относительно других применяемых конструкций расход металла, т.к. диск получается из круглой заготовки, вырубаемой с перемычками из прямоугольной полосы с учетом припуска на обрезку;- increased relative to other applicable structures metal consumption, because the disk is obtained from a round billet, cut with jumpers from a rectangular strip, taking into account the allowance for cutting;
- увеличенное радиальное биение колеса, возникающее вследствие анизотропии свойств металла (вдоль и поперек направления прокатки), приводящей к тому, что диск под действием существенных остаточных напряжений, различных по этим направлениям, принимает форму овала.- increased radial runout of the wheel, resulting from the anisotropy of the properties of the metal (along and across the direction of rolling), leading to the fact that the disk under the influence of significant residual stresses different in these directions takes the form of an oval.
Для получения таких колес с допустимым радиальным биением необходимо дополнительное уникальное и дорогостоящее оборудование и оснастка.To obtain such wheels with a permissible radial runout, additional unique and expensive equipment and accessories are needed.
Техническими задачами, на решение которых направлено изобретение, являются:The technical problems to which the invention is directed are:
- повышение прочности и несущей способности автомобильного колеса;- increase the strength and bearing capacity of the car wheel;
- уменьшение радиального биения колеса;- reduction of the radial runout of the wheel;
- экономия материальных ресурсов.- saving material resources.
Поставленные задачи решаются за счет того, что в известном автомобильном колесе, состоящем из обода с бортовыми закраинами, коническими посадочными полками, монтажного ручья с опорной цилиндрической поверхностью и штампованного диска из листового металла, имеющего центральную привалочную зону с крепежными и центральным отверстиями, промежуточную зону с вентиляционными отверстиями и ребром жесткости, наружную зону в виде опорного цилиндрического фланца одинаковой высоты и замкнутого по всему контуру, по которой он сопрягается и соединяется сваркой с цилиндрической опорной поверхностью монтажного ручья обода, опорный цилиндрический фланец имеет зоны со значительным более чем на 10% увеличением толщины исходного металла, что исключает остаточные деформации диска (пружинение) после штамповки вдоль и поперек прокатки, зоны увеличенной толщины распределены по внутренней поверхности опорного цилиндрического фланца и расположены по краям «спиц», образуемых равномерно расположенными по диаметру колеса вентиляционными отверстиями, а также тем, что кромки вентиляционных отверстий имеют скругления по наружной и внутренней поверхности диска радиусами, величина которых не менее 25% от толщины исходного металла.The tasks are solved due to the fact that in the well-known automobile wheel, consisting of a rim with side flanges, tapered landing flanges, a mounting stream with a supporting cylindrical surface and a stamped sheet metal disk having a central bonding zone with fixing and central holes, an intermediate zone with ventilation holes and a stiffening rib, the outer zone in the form of a supporting cylindrical flange of the same height and closed along the entire circuit along which it is mated and connected can be welded with a cylindrical supporting surface of the mounting stream of the rim, the supporting cylindrical flange has zones with a significant increase of more than 10% in the thickness of the starting metal, which eliminates residual disc deformation (springing) after stamping along and across the rolling, zones of increased thickness are distributed over the inner surface of the supporting cylindrical flange and are located at the edges of the "spokes" formed by uniformly located along the diameter of the wheel ventilation holes, as well as the fact that the edges of the ventilation the holes are rounded on the outer and inner surfaces of the disk with radii of at least 25% of the thickness of the starting metal.
Форма вентиляционных отверстий и их количество в предлагаемой конструкции не являются ее отличительными признаками.The shape of the ventilation holes and their number in the proposed design are not its distinguishing features.
При этом количество вентиляционных отверстий может быть равно четырем, пяти, шести или восьми в зависимости от требований дизайнеров и разработчиков автомобиля.In this case, the number of ventilation openings can be equal to four, five, six or eight, depending on the requirements of car designers and developers.
Заявляемое решение иллюстрируется чертежами, где:The claimed solution is illustrated by drawings, where:
фиг. 1 - диск колеса;FIG. 1 - a disk of a wheel;
фиг. 2 - анализ толщин диска колеса, зеленым цветом показаны зоны с увеличенной толщиной;FIG. 2 - analysis of the thickness of the wheel rim, green zones show increased thickness;
фиг. 3 - диск и обод в сборе - наружная сторона с вырезом ¼ части обода;FIG. 3 - disk and rim assembly - the outer side with a cutout ¼ of the rim;
фиг. 4 - диск и обод в сборе - внутренняя сторона с вырезом ¼ части обода;FIG. 4 - disk and rim assembly - inner side with a cutout ¼ of the rim;
фиг. 5 и 6 - диск и обод в сборе - с 8 вентиляционными отверстиями;FIG. 5 and 6 - disk and rim assembly - with 8 ventilation holes;
фиг. 7 и 8 - диск и обод в сборе - с 4 вентиляционными отверстиями;FIG. 7 and 8 - disk and rim assembly - with 4 ventilation holes;
фиг. 9 - «спицы» и зоны увеличенной толщины.FIG. 9 - "spokes" and zones of increased thickness.
Автомобильное колесо собирается из двух основных частей, а именно диска колеса 1 и обода колеса 12:A car wheel is assembled from two main parts, namely, a
Диск колеса 1 условно разбит на три зоны.The
Привалочная зона, включающая в себя привалочную поверхность 2 с крепежными отверстиями 3 и центральным отверстием 4.The seating area, including the
Наружная зона, образованная опорным цилиндрическим фланцем 5.The outer zone formed by the supporting
На внутренней поверхности опорного цилиндрического фланца 5 имеются зоны увеличенной толщины 6, расположенные по краям «спиц» 7, образуемых равномерно распределенными по диаметру колеса вентиляционными отверстиями.On the inner surface of the supporting
Промежуточная зона, соединяющая привалочную с наружной, состоит из соединительной поверхности 8, на которой имеется ребро жесткости 9 и вентиляционные отверстия 10.The intermediate zone connecting the mating with the outside consists of a connecting
На наружной и внутренней поверхности диска по кромкам вентиляционных отверстий имеются притупляющие радиусы 11. Величина притупляющих радиусов не менее 25% от толщины исходного металла диска.On the outer and inner surface of the disk along the edges of the ventilation holes there are blunting
Обод колеса 12 включает в себя следующие функциональные части:The
- монтажный ручей 13 с опорной цилиндрической посадочной поверхностью 14;- mounting
- конические посадочные полки 15;-
- бортовые закраины 16.-
Диск 1 и обод колеса 12 соединены между собой сваркой 17 по опорному цилиндрическому фланцу диска 5 и по опорной цилиндрической посадочной поверхности 14 монтажного ручья 13.The
Наиболее значимыми характеристиками этих колес являются: расход металла, радиальное биение и его ресурс (количество циклов до разрушения).The most significant characteristics of these wheels are: metal consumption, radial runout and its resource (the number of cycles before failure).
Особенную актуальность приобретает эта конструкция колеса с учетом возможного увеличения полной массы выпускаемых автомобилей.Of particular relevance is this wheel design, taking into account the possible increase in the total mass of cars produced.
Колеса этой конструкции планируются к внедрению на ГАЗе для автомобилей семейства ГАЗель.Wheels of this design are planned for implementation at GAZ for cars of the GAZelle family.
Ресурс колеса, описанного в заявке и выпускающегося в настоящее время, наилучший по сравнению со всеми выпускавшимися ранее. Расход металла минимальный по сравнению с аналогами. Биение соответствует международным требованиям.The resource of the wheel, described in the application and currently produced, is the best compared to all previously produced. Metal consumption is minimal in comparison with analogues. The heartbeat complies with international requirements.
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153484/11A RU2578916C1 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Automotive wheel |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153484/11A RU2578916C1 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Automotive wheel |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2578916C1 true RU2578916C1 (en) | 2016-03-27 |
Family
ID=55656926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153484/11A RU2578916C1 (en) | 2014-12-26 | 2014-12-26 | Automotive wheel |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2578916C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788924C2 (en) * | 2019-09-17 | 2023-01-25 | Мв Италиа С.Р.Л. | Car wheel made by magnetic pulse welding |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU902655A3 (en) * | 1973-10-16 | 1982-01-30 | Георг Фишер Аг (Фирма) | Method of making whole car wheel rim |
| SU992243A1 (en) * | 1981-04-08 | 1983-01-30 | Центральное Конструкторско-Технологическое Бюро Колесного Производства | Vehicle wheel |
| WO1986000549A1 (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-30 | Washi Kosan Co., Ltd. | Method of manufacturing light alloy wheels |
| WO1998047721A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Hayes Lemmerz International, Inc. | Process for forging a near net wheel casting |
-
2014
- 2014-12-26 RU RU2014153484/11A patent/RU2578916C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU902655A3 (en) * | 1973-10-16 | 1982-01-30 | Георг Фишер Аг (Фирма) | Method of making whole car wheel rim |
| SU992243A1 (en) * | 1981-04-08 | 1983-01-30 | Центральное Конструкторско-Технологическое Бюро Колесного Производства | Vehicle wheel |
| WO1986000549A1 (en) * | 1984-07-05 | 1986-01-30 | Washi Kosan Co., Ltd. | Method of manufacturing light alloy wheels |
| WO1998047721A1 (en) * | 1997-04-21 | 1998-10-29 | Hayes Lemmerz International, Inc. | Process for forging a near net wheel casting |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2788924C2 (en) * | 2019-09-17 | 2023-01-25 | Мв Италиа С.Р.Л. | Car wheel made by magnetic pulse welding |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8740315B2 (en) | Automobile wheel | |
| JP6577825B2 (en) | Airless tire and hub for airless tire | |
| WO2012039194A1 (en) | Wheel for automobile | |
| EP0031882A2 (en) | Fabricated heavy-duty industrial wheel | |
| CN102343765B (en) | Truck rear wheel aluminum alloy spinning hub and manufacturing method thereof | |
| US2840422A (en) | Wheel | |
| AU2020285305B2 (en) | Vehicle wheels, methods of making vehicle wheels, and dual wheel assemblies | |
| RU2578916C1 (en) | Automotive wheel | |
| US2126223A (en) | Metal wheel rim | |
| US2818303A (en) | Wheel | |
| US11697304B2 (en) | Vehicle wheel disc and vehicle disc wheel | |
| US6595595B1 (en) | Wheel rim having dual centripetal flanges | |
| US2294256A (en) | Rim attaching device | |
| KR101949029B1 (en) | Vehicle wheel | |
| US1544242A (en) | Cast-metal wheel | |
| RU2323834C1 (en) | Automobile wheel | |
| EP2927020B1 (en) | Wheel body, in particular for use as a hollow rim for high load bearing capacity, in the form of a bandage rim for example | |
| US20210178808A1 (en) | Vehicle wheel and methods of making and using a vehicle wheel | |
| CN105291717A (en) | Wheel | |
| US2660477A (en) | Pressed steel truck wheel | |
| US1788431A (en) | Disk wheel | |
| JP7342132B2 (en) | Manufacturing method for vehicle wheel discs | |
| US2523756A (en) | Wheel structure | |
| JP3967209B2 (en) | Automotive disc wheel | |
| US1716013A (en) | Method of making wheels |