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Dokumentenidentifikation DE10146972B4 24.08.2006
Titel Rad für ein Kraftfahrzeug
Anmelder Stahlschmidt & Maiworm Technics GmbH, 58791 Werdohl, DE
Erfinder Maiworm, Friedhelm, Dipl.-Ing., 58791 Werdohl, DE
Vertreter Flügel Preissner Kastel Schober, 80335 München
DE-Anmeldedatum 24.09.2001
DE-Aktenzeichen 10146972
Offenlegungstag 17.04.2003
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 24.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.08.2006
IPC-Hauptklasse B60B 1/08(2006.01)A, F, I, 20060315, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B60B 3/06(2006.01)A, L, I, 20060315, B, H, DE   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Rad für ein Kraftfahrzeug mit einem aus Speichen gebildeten Radstern und einer hiermit verbundenen Felge. Die Speichen weisen eine erste Seitenwand und eine zweite Seitenwand auf. An den Speichen ist im Bereich der neutralen Faser mindestens eine Aussparung vorgesehen.

Räder für Kraftfahrzeuge bestehen aus einer Nabe, welche die Verbindung zu einer Antriebs- oder Lenkachse herstellt, und einem im wesentlichen kreisförmigen Radkranz, der Felge. Die Felge ist mit einem die Nabe umfassenden Radstern, der aus mehreren in Umfangsrichtung versetzt angeordneten Speichen gebildet ist, verbunden. Der Radstern und die Felge können separat gefertigt und beispielsweise durch Schweißen miteinander verbunden sein. Häufig sind jedoch der Radstern und die Felge einteilig ausgebildet und durch Gießen gefertigt.

Aus der DE 197 54 959 A1 ist ein Rad bekannt, das einteilig aus einer Leichtmetallegierung gegossen ist. Das Rad weist einen Radstern auf, dessen Speichen als einen Hohlraum aufweisende Hohlspeichen ausgebildet sind. Um bei hoher Festigkeit ein geringes Gewicht zu erzielen, sind die Hohlräume der Hohlspeichen mit Einlegeteilen versehen, die ein geringeres spezifisches Gewicht als die Leichtmetallegierung des Rads aufweisen. Die Einlegeteile der Hohlspeichen weisen zur lagegenauen Anordnung in der Kokille Positionierelemente auf, die die Hinterwand der Speichen durchdringen und in dieser verbleiben.

Weiterhin ist aus der DE 198 29 331 A1 ein einteilig gegossenes Leichtmetallrad bekannt, das Radspeichen und eine Felge aufweist. Die Radspeichen setzen sich aus Radspeichenteilen zusammen, die im Bereich von Ringflächen angeordnet sind. Die Ringflächen sind parallel zueinander und verlaufen parallel zu einer Radmittenebene. Auf diese Weise ergibt sich im Bereich der neutralen Faser eine den Querschnitt der Radspeichen vollständig durchdringende Aussparung.

Ein Rad für ein Kraftfahrzeug, das einen Radstern aufweist, der sich aus mehreren Hohlspeichen zusammensetzt, wird überdies in der DE 42 01 838 A1 beschrieben. Die Hohlspeichen weisen einen Hohlraum auf, der mit einer Verstärkungsrippe versehen ist. Die Verstärkungsrippe erstreckt sich radial von der Radnabe bis annähernd zu dem Felgenbett einer Felge und verbindet eine Außenwand mit einer Innenwand des Hohlraums. Die Verstärkungsrippe unterteilt den Hohlraum in zwei annähernd gleich große Kammern. Der Radstern und die Felge werden separat durch Gießen gefertigt und anschließend durch Reibschweißen miteinander verbunden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Rad der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß bei ausreichender Festigkeit eine besonders leichtgewichtige und einfach zu fertigende Ausgestaltung erzielt wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Rad mit den eingangs genannten Merkmalen in Übereinstimmung mit Anspruch 1 erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Aussparung den Querschnitt der Speiche von den Seitenwänden ausgehend derart teilweise durchdringt, daß ein Verbindungssteg verbleibt.

Durch eine derartige Anordnung einer gewichtsreduzierenden Aussparung im Bereich der neutralen Faser wird eine Gewichtsreduzierung erreicht, die jedoch nicht mit einer Verringerung der Festigkeit einhergeht. Unter der neutralen Faser im Sinne der vorliegenden Erfindung wird die durch die Speichen verlaufende Schicht verstanden, die ihre ursprüngliche Länge bei Auftreten einer Biegebeanspruchung beibehält. Die Anordnung der Aussparung im Bereich der neutralen Faser erweist sich aus mehreren Gründen als vorteilhaft. Zum einen ist das Biegemoment im Bereich der neutralen Faser, wenn nicht schon null dann zumindest äußerst gering. Zum anderen stellt die Achse der neutralen Faser, die Nullinie, bekanntermaßen eine durch den Schwerpunkt der Speichen gehende Schwerlinie dar, so daß das Vorsehen der Aussparung in den Speichen keine Unwucht erzeugt und damit den Rundlauf des Rads nicht beeinträchtigt. Erfindungsgemäß durchdringt die Aussparung den Querschnitt der Speiche nur teilweise, so daß ein Verbindungssteg verbleibt, der zu einer hohen Festigkeit des Rads beiträgt.

Weiterhin ist vorteilhaft, daß die Anordnung an einer Seitenwand der Speiche für den Betrachter von der Vorderseite des Rads her kaum zu sehen ist. Die Erfindung kann grundsätzlich bei allen Speichenformen und -querschnitten zur Anwendung kommen. Insbesondere können die gewichtsreduzierenden Aussparungen auch bei Hohlspeichenrädern vorgesehen sein. Weiterhin kann die Erfindung grundsätzlich bei allen Herstellungsmaterialien zur Anwendung kommen.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen 2 bis 4.

In einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Rads durchdringt die Aussparung den Querschnitt der Speiche von der ersten Seitenwand und der zweiten Seitenwand ausgehend teilweise derart, daß der Verbindungssteg in einem mittleren Bereich der Speiche verbleibt.

Vorteilhaft erstreckt sich die Aussparung entlang der neutralen Faser von etwa der Nabe bis zur Felge. Hierdurch kann eine relevante Gewichtsreduzierung erzielt werden.

Von Vorteil ist zudem, wenn das Rad aus einer Leichtmetalllegierung, insbesondere einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, gegossen ist, um einerseits eine praxisgerechte Fertigung und andererseits eine leichtgewichtige Bauweise zu gewährleisten.

Nachfolgend wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispieles erläutert, das in schematischer Weise in der Zeichnung dargestellt ist. Hierin zeigen:

1 einen teilweisen Vertikalschnitt durch ein erfindungsgemäßes Rad;

2a einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1, der die Speiche eines herkömmlichen Rads zeigt, und

2b einen Schnitt entlang der Linie II-II in 1, der die Speiche des erfindungsgemäßen Rads zeigt.

Das in 1 dargestellte Rad besteht aus einem Radstern 10 und einer Felge 20. Der Radstern 10 und die Felge 20 sind als einstückiges Gußteil ausgebildet und aus einer Leichtmetallegierung, beispielsweise einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, gegossen.

Der Radstern 10 weist mehrere in Umfangsrichtung versetzt angeordnete Speichen 11 auf, die ausgehend von einer Nabe 30 des Rads sich radial zu der Felge 20 erstrecken. Die Felge 20 weist ein im wesentlichen flaches Felgenbett auf, an der die nicht dargestellte Bereifung des Rads aufgenommen wird. Randseitig weist die Felge 20 ein Felgenhorn 22 auf, das in Radialrichtung abragt.

Im Bereich der neutralen Faser 14 ist eine sich zwischen Nabe 30 und Felge 20 erstreckende Aussparung 12 vorgesehen, die bei der Herstellung des Rads eingeformt wird.

Aus 2a ist ersichtlich, daß die Aussparung 12 den Querschnitt der Speiche 11 vollständig durchdringt. Somit erstreckt sich die Aussparung 12 von einer ersten Seitenwand 15a zu einer zweiten Seitenwand 15b der Speiche 11.

Bei der in 2b dargestellten Ausführungsform durchdringt die Aussparung 12 die Speiche 11 nur teilweise. Im mittleren Bereich verbleibt ein Verbindungssteg 16. Die vorstehend beschriebene Ausführungsform hat den Vorteil, daß das Vorsehen einer Aussparung 12 im Bereich der neutralen Faser 14 zu einer Gewichtsreduzierung des Rads führt. Die Festigkeit des Rads wird durch das Verbleiben des Verbindungsstegs 16 bei der Ausführungsform gemäß 2b nicht beeinträchtigt. Weiterhin kann die Aussparung 12 in einfacher Weise beim Gießen des Rads eingebracht werden.


Anspruch[de]
  1. Rad für ein Kraftfahrzeug mit

    einem aus Speichen (11) gebildeten Radstern (10) und

    einer hiermit verbundenen Felge (20),

    wobei die Speichen (11) eine erste Seitenwand (15a) und eine zweite Seitenwand (15b) aufweisen und

    wobei an den Speichen (11) im Bereich der neutralen Faser (14) mindestens eine Aussparung (12) vorgesehen ist,

    dadurch gekennzeichnet, dass die Aussparung (12) den Querschnitt der Speiche (11) von den Seitenwänden (15a, 15b) ausgehend derart teilweise durchdringt, dass ein Verbindungssteg (16) verbleibt.
  2. Rad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungssteg (16) in einem mittleren Bereich der Speiche (11) verbleibt.
  3. Rad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Aussparung (12) entlang der neutralen Faser (14) von etwa der Nabe (30) bis zur Felge (20) erstreckt.
  4. Rad nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Rad aus einer Leichtmetallegierung, insbesondere einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung, gegossen ist.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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