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EP3840959A2 - Felgensystem mit zentralverschluss sowie sicherungssystem und adapterelement für das felgensystem - Google Patents

Felgensystem mit zentralverschluss sowie sicherungssystem und adapterelement für das felgensystem

Info

Publication number
EP3840959A2
EP3840959A2 EP19790119.2A EP19790119A EP3840959A2 EP 3840959 A2 EP3840959 A2 EP 3840959A2 EP 19790119 A EP19790119 A EP 19790119A EP 3840959 A2 EP3840959 A2 EP 3840959A2
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
rim
wheel
adapter
flange
star
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP19790119.2A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Dirk Krämer
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
First Composites GmbH
Original Assignee
First Composites GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE202018104888.0U external-priority patent/DE202018104888U1/de
Priority claimed from DE202019103531.5U external-priority patent/DE202019103531U1/de
Priority claimed from DE202019103529.3U external-priority patent/DE202019103529U1/de
Application filed by First Composites GmbH filed Critical First Composites GmbH
Publication of EP3840959A2 publication Critical patent/EP3840959A2/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B60B2900/50—Improvement of
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    • B60B3/18—Attaching disc body to hub ; Wheel adapters by circlips or the like
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16B—DEVICES FOR FASTENING OR SECURING CONSTRUCTIONAL ELEMENTS OR MACHINE PARTS TOGETHER, e.g. NAILS, BOLTS, CIRCLIPS, CLAMPS, CLIPS OR WEDGES; JOINTS OR JOINTING
    • F16B39/00—Locking of screws, bolts or nuts
    • F16B39/02—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down
    • F16B39/10—Locking of screws, bolts or nuts in which the locking takes place after screwing down by a plate, spring, wire or ring immovable with regard to the bolt or object and mainly perpendicular to the axis of the bolt
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/80—Technologies aiming to reduce greenhouse gasses emissions common to all road transportation technologies
    • Y02T10/86—Optimisation of rolling resistance, e.g. weight reduction 

Definitions

  • the invention relates to a rim system with central locking and a security system and an adapter element for the rim system according to the preamble of the 1st, 14th and 20th patent claims.
  • the rim system in particular for motor vehicles, preferably cars, application.
  • a wheel in particular for a two-wheeler, is known from the publication DE 101 20 203 C2.
  • This consists of a rim, a hub and spoke-shaped connecting struts between them.
  • the wheel is divided vertically and thus consists of two halves, each containing half the profile of the hub, the rim and the connecting struts. In the area of the connection plane of the rim and the hub, these geometries are designed such that they partially overlap.
  • the parts of the wheel are preferably made of aluminum, magnesium or alloys of these materials, but carbon fiber reinforced materials can also be used.
  • connection areas of the half-shells partially interlock and preferably have a cylindrical geometry.
  • the half-shells are connected using a tongue and groove connection, adhesive connection, screw connection, rivet connection or a
  • the connection can be designed to be form-fitting, force-fitting or material-fitting.
  • a sealant is used in the area of the connected half-shells.
  • a multi-part two-wheel rim is disclosed in the publication DE 20 2010 000 722 U1. This consists of two rim beds and a wheel rim, the wheel rim containing the wheel bearings. The three parts of the two-wheel rim are radially connected to each other. This is done by screwing or alternatively inseparably by riveting. In the connection levels of the rim well and the
  • a flat gasket can be arranged on the wheel rim. This enables the use of
  • the materials used to manufacture the wheel can include fiber composite materials or aramid fibers.
  • a wheel rim is described in the publication DE 10 2006 062 538 A1. This also consists of three parts, two rim beds and a rim star.
  • the rim beds have a circumferential outer surface for receiving a tire.
  • the star and the beds are connected by screws.
  • the rim star is made of stainless steel.
  • the document US 6 425 641 B1 discloses a multi-part spoke wheel.
  • the rim can consist of two or three parts.
  • the parts have rim flanges for mounting the tire.
  • the third part is arranged between the parts with rim flange. It is therefore possible to adapt the rim width to the tire width using identical outer parts. Seals can be arranged between the connection planes of the parts, so that tubeless tires can be used.
  • the contour of the parts pointing in the direction of the hub is designed such that it is suitable for receiving spokes.
  • the wheel is preferably made of composite material.
  • the rim described therefore has a complicated structure and method for its production.
  • the rim flanges are made of fiber-reinforced plastic and are detachably connected to each other. Furthermore, it is stated that at least one of the rim flanges is pushed axially onto the rim and is secured against displacement by a closure element. The position of the parts can be secured to one another in a positive or non-positive manner.
  • the publication WO 96 08 383 A1 describes a wheel joined under pressure.
  • This also consists of two half-shells which have a comb-shaped geometry in the area of the hub and the rim. This interlocks and the joining process takes place by applying a compressive force.
  • the comb structures can be designed in such a way that, in addition to the non-positive connection, they also implement a positive connection.
  • a seal can be located between the two half-shells, in the area of the rim, so that tubeless tires can also be used.
  • a wheel which is wound from fiber-reinforced plastic and describes a method for its production. It consists of a rim star and a rim bed.
  • the rim star as well as the rim bed are wound from synthetic resin-soaked carbon fibers and bonded together.
  • the rim star is constructed in several parts, preferably from three triangular structures with rounded corners.
  • the carbon fibers are wound dry according to the documents and then impregnated with synthetic resin in a closed form under pressure.
  • GB 1 474 623 A discloses a wheel rim for a motor vehicle, the wheel rim having a first ring-shaped element made of light metal or synthetic resin and a second ring-shaped element made of a material which can be pressed.
  • the ring-shaped elements are screwed together, the screw connection being visible outside the Rim bed is arranged.
  • a seal is provided between the first and second ring-shaped element to compensate for unevenness between the materials and to seal the rim.
  • the document US 5,045,261 A describes a method for producing a cup-shaped object from a fiber-reinforced plastic.
  • This object can preferably be designed in the form of a two-part rim.
  • the rim has an inner and outer half, the inner and outer half being screwed to one another pointing radially inward.
  • a rim made of metal which consists of several parts.
  • the individual parts of the rim have a radially outward-pointing flange in which the rim parts are screwed.
  • metallic rims are very heavy.
  • the object of the invention is to develop a rim system with central locking, a securing system for the wheel rim and an adapter element for the rim system, which has a light and simple construction, and also and adaptability to all
  • Vehicle classes and types should be guaranteed and if necessary a decoupling of the wheel rim from a brake disc with respect to heat transfer during a
  • Braking process should be guaranteed and / or, if necessary, a security system prevents the accidental loosening of a central nut of a central locking system.
  • the rim system according to the invention is known to have a wheel rim with a front rim flange and a rear rim flange facing the vehicle, as well as a rim bed extending therebetween and with a rim star with several spokes or one
  • o has a metallic hub element on the inside diameter
  • the means for a central reception of the wheel rim on a motor vehicle are formed on the metallic hub element or
  • the wheel rim can be connected to the motor vehicle via an adapter element which can be operatively connected to the metallic hub element,
  • a safety system for the wheel rim is available, with which a central nut is attached to an external thread of a rim holder of the
  • the adapter element is designed in the form of an adapter cooling element with a cooling arrangement.
  • the rim system with central locking comprises a wheel rim made of a fiber composite material, which can preferably be mounted on an associated adapter element and, if necessary, is secured against loss of the central nut by means of an associated securing system.
  • the central metallic hub element has a central one
  • wheel rim can be connected directly to the motor vehicle via the hub element or via an adapter element operatively connected to the hub element, and wherein the metallic hub element on its contact surfaces for
  • Fiber composite material is released.
  • the wheel rim manufactured according to the invention from a fiber composite material is intended in particular for a motor vehicle, the wheel rim being secured by means of a central lock
  • the Central nut can be mounted on a motor vehicle.
  • the wheel rim has a rim star or a rim disk and a rim well.
  • the wheel rim is formed at least in two parts.
  • the rim base consists of a first annular element with a first circumferential rim flange and a coaxially arranged second annular element with a second circumferential rim flange, which is designed to receive a tire, the first or second annular element being formed in one piece with the rim star or the rim disk is.
  • the rim star or the rim disk can also be formed separately and connected to the first and second annular elements of the rim well.
  • the rim star or the rim disk has a central metallic hub element (hereinafter also referred to as a star element) with a clamping surface for the central nut and one
  • Rim flange for mounting on the motor vehicle and at least three spoke elements extending in the direction of the rim flange when designed as a rim star or a full-surface rim disc, the wheel rim being connectable to the motor vehicle directly on its hub element or via an adapter element.
  • the first and second are advantageously annular Element on its end face facing away from the first and second rim flange, releasably connected to one another or releasably connected to the rim star or the rim disk.
  • the end face of the first annular element facing away from the front first rim flange is preferably designed in the form of a radially outward-pointing first flange.
  • the end face of the rear second annular element facing away from the rim flange is likewise designed in the form of a radially outwardly pointing second flange.
  • the first flange has a first contour pointing in the direction of the second flange.
  • the second flange has a second contour which points in the direction of the first flange and corresponds to the first in such a way that the first and second annular elements can be centered on one another.
  • the first or second annular element of the rim star or the rim disk is formed in one piece or fastened, preferably screwed, between the first and second flange.
  • the first and second flanges formed from the fiber composite material of the ring-shaped elements of the first and second rims are also screwed together at their radially outwardly facing regions. This has the advantage that the radial
  • the screw connection is located within the wheel that will be mounted later, so that the screw connection is covered by the tire after the tire has been installed.
  • screwed connections are easier to produce due to the radially outward-pointing regions, since they are easily accessible.
  • the thickness of the fiber composite material in the area of the first and second flange can be increased in the area of the first and second flange.
  • a seal (preferably a liquid seal) can be placed between the first and second flange and thus between the first and second ring-shaped element or between the flanges and the rim star or rim disk fastened between them.
  • Screws has openings to use, for example a cut very thin rubber seal.
  • the rim star of the rim which is made up of a hybrid composite with an outer skin
  • Fiber composite material has a central star element with only a clamping surface and a rim flange for mounting on a motor vehicle and at least three spoke elements extending in the direction of the rim flange.
  • the number of spoke elements can be selected depending on the design.
  • spoke elements with hard foam can be provided, which are provided with an outer skin made of fiber composite material, the fiber composite material also extending between the spoke elements, so that the area between the spokes consists entirely of fiber composite material.
  • a foam core connects to the spoke elements formed on the hub element / star element, which extends the spoke into the area of the rim ring (rim bed), the foam cores engaging in a positive manner in the star element.
  • the star element is preferably made of a metallic material, for example steel or aluminum.
  • the star element (hub element) and the adjoining foam cores are encased in a fiber composite material in such a way that, in their combination, they form the rim star.
  • the fiber composite material can form the annular element adjoining the rim star or the rim disk with a rim flange if the rim star or the rim disk is formed in one piece therewith, the area of the clamping surface of the star element and the rim flange being left out, i.e. is not covered by fiber composite material. This results in the one-piece structure of the rim star with the annular element.
  • the hub element is star-shaped in the form of a star element, in which the rigid foam of the rim star or the rim disk engages, good power transmission and a stable bond are created in connection with the fiber composite material.
  • the ring-shaped element which does not have the rim star and which has a further rim flange also consists of a fiber composite material.
  • the layers of the fiber composite material are arranged according to their strength and the direction of pull.
  • the fiber composite material advantageously consists of carbon, aramid, glass fiber or a combination of the aforementioned materials.
  • the structural structure of the wheel rim consists of several components and different materials. The construction takes place “in batches”, starting with the outer visible surface.
  • the first layers are preferably carbon fabric and are inserted into the tool and arranged according to their strength or the direction of tension. It is prepared according to specifications, how and in what amount individual cuts of the fabric are to be used.
  • the fiber fabric and / or fiber fabric are in different orientations
  • the radially inner central hub element / star element is also used as an insert in the tool.
  • This metallic star element is the central element of the wheel rim. Placing the star element on a special centering mandrel of the tool ensures that the finished wheel rim will run later.
  • Connected to the metallic star element are the foam core (s) made of hard foam as inserts between the draped layers of the
  • the star element and foam cores are now carefully enveloped by the fiber composite material, in particular by the carbon fabric.
  • the foam cores can no longer be seen later.
  • the star element represents a hard point of the wheel rim.
  • the wheel rim has an axial contact surface in the area of the star element, which is not of
  • Fiber material is covered and can be connected to the motor vehicle directly or via an adapter element.
  • the wheel rim is advantageously mounted on a wheel hub with a central lock.
  • the star element can only be recognized later on the mating surface for the central lock with the associated nut and on the rim flange, because there is no fiber material in these positions either.
  • Fiber composite material is intended, since clamping the wheel directly onto carbon would not provide any useful results or strength here.
  • a metallic ring is glued into the groove provided.
  • the end ring is primarily used for the look and ensures a clean and well-thought-out overall impression. Furthermore there are important information about the bike or its correct information on the end ring
  • a tire pressure sensor is integrated in the wheel rim.
  • RFID refers to a technology for transceiver systems for the automatic and contactless identification and localization of objects and living things with radio waves.
  • Production-related data e.g. how many kilometers
  • other relevant parameters can be stored on the RFID chip.
  • the RFID chip can be one Provide protection against theft if the rightful owner can be determined.
  • the data of the RFID chip can be read out, for example, via an app in a terminal.
  • the wheel rim can be adapted to any motor vehicle using a central locking adapter.
  • connection via the central locking adapter is made using a component which is a
  • the adapter serves distinctive connection between the wheel rim and the motor vehicle.
  • the adapter is used as a turned part e.g. made of a light metal. And can be made in one or two parts. Alternatively, the adapter can be manufactured as a die-cast part. The adapter receives
  • the wheel can be taken over when changing vehicles. There is only a new central locking Adapter required, resulting in significantly lower costs compared to a new complete wheel set.
  • the rim halves in the form of the first and second annular elements can guarantee correct assembly after final assembly with a seal over the connecting flange surfaces of the first and second flanges.
  • Another advantage is that the seal shows afterwards that the rim was not manipulated by third parties.
  • the wheel rim or the first and second ring-shaped element as well as the rim star or the rim disk are produced in the RTM process, in particular with a device and a process according to EP 2 588 297 B1.
  • the device has an injection unit and a closable tool provided with a mold cavity. The layers of fiber material are draped into the mold cavity and the inserts are inserted as intended. After the tool has been closed, an injection is carried out by means of the injection unit which is coupled to the tool
  • Penetrates fiber material After the resin-hardener mixture has hardened, the tool is opened and the first element or the second element can in each case be removed from its tool.
  • a one-piece wheel rim can be manufactured, but the wheel rim preferably consists of two or three individual parts, e.g. a separate first and second ring-shaped element, each with a rim flange and a rim star fastened in between or a rim disk arranged between them, or from a first ring-shaped element with a first rim flange and rim star or rim disk formed in one piece with the first ring-shaped element and from a ring element connected to the first ring-shaped element second ring-shaped element with the second rim flange.
  • the rim star can also be formed in one piece with the second annular element.
  • the fibers can be arranged in such a way that the central closure does not penetrate any fibers, as a result of which a continuous fiber is achieved.
  • a thermal coating in particular a heat-resistant coating, can be integrated as part of the construction process.
  • the multi-part design of the wheel rim provides an optimal range of products and optimizes warehousing. Furthermore, costs for multi-part wheel rims can be reduced because of a new design Instead of buying a complete wheel, you only have to buy a new rim star with an integrated ring-shaped element or just a new rim star or a new rim disc.
  • the multi-part structure also serves to reduce costs in the event of damage, e.g. in case of a
  • Curb damage can be replaced instead of a complete wheel only the rim star with an integrated ring-shaped first element or only the first ring-shaped element, if this is formed separately.
  • the weight saving of the rim set results in an increase in performance and a reduction in consumption.
  • the tire load and tire wear are reduced.
  • the reduction in weight is approximately 7 kg compared to a comparable aluminum wheel rim, which means that a weight reduction of 28 kg can be achieved with four wheel rims. Especially with regard to e-mobility, this weight reduction can make larger ones
  • Ranges can be achieved.
  • the rim system can also be a safety system for the wheel rim with the
  • the wheel receptacle On its cylindrical inner wall, the wheel receptacle has a diameter widening, spaced from the end face of the wheel receptacle, with a contact surface, the
  • Extension of the inner diameter is in the form of a shoulder or a circumferential groove.
  • fastening ring On a contact surface of the central nut facing away from the wheel rim, there is a coaxially arranged fastening ring with a circumferential ring surface, the
  • Fastening ring has at least two deflectable shaped elements with active elements, which are at least partially in operative connection with the contact surface of the diameter extension, the shaped elements being operatively fixable by means of a holding element such that deflection of the shaped elements can be blocked.
  • the shaped elements can be deflected in particular for loosening and mounting the fastening ring and thus the central nut.
  • the deflection of the shaped elements is preferably prevented by means of a positive fit and the shaped elements are detachably fixed.
  • the shaping elements are preferably pivoted, the shaping elements being pivotally connected to the fastening ring by means of a joint.
  • the pivotable joint is designed in the form of a dowel pin, the dowel pin being mounted with a first end at a first bearing point and with a second end at a second bearing point of the fastening ring.
  • the shaped element is arranged between the first and second bearing point of the fastening ring and has a bore through which the dowel pin is guided.
  • the shaped elements have a recess on their outward-facing side, in which a circumferential, the shaped elements connecting, snap ring is arranged.
  • the snap ring exerts a force on the shaped elements in the direction of the wheel hub in such a way that the shaped elements are deflected in the direction of the wheel hub.
  • the fastening ring can be easily removed and inserted when the holding element is removed.
  • the holding element is designed such that in the assembled state it exerts a force directed against the snap ring on the shaped elements, so that shaped elements and the active elements are pivoted radially outward and can be brought into a working connection with the contact surface of the diameter extension.
  • Each shaped element preferably has an active element formed thereon, which is designed in the form of a radially outwardly extending elevations.
  • This elevation is preferably designed in the form of a hook-shaped elevation and engages in the diameter extension or groove and fixes the fastening ring on the wheel holder. Due to the ring surface with which the fastening ring is in contact with the central nut, the fastening ring prevents the central nut from loosening.
  • the holding element is disc-shaped with clip elements extending on the underside and can be plugged onto or inserted into the fastening ring in such a way that the holding element in the area of each molded element has the clip element which engages on the inside of the molded elements pointing in the direction of the wheel axis, by means of the clip element deflection of the shaped elements can be prevented.
  • the clip element encompasses the shaped element and can be supported on the edge of the shaped element.
  • the disk-shaped base body of the holding element is supported on the retaining ring, thereby avoiding loosening of the entire security system.
  • the shaped elements have an internal thread, at least in some areas, into which the holding element is inserted in the form of a holding screw such that the shaped elements are fixed in their position. A deflection is prevented by the screw shaft of the holding element.
  • the shaped elements are formed in one piece in an elastically resilient manner on the fastening ring.
  • the shaped elements have radially outwardly directed working elements, preferably elevations, which are in engagement with the diameter widening. The deflection can be prevented by means of a holding element in the form of a holding screw or in the form of a holding element with clip elements, as a result of which the fastening ring is fixed to the wheel receptacle.
  • Fastening ring is chamfered on the edge region of the shaped elements pointing outward in the direction of the wheel rim.
  • the rim system according to the invention can furthermore have an adapter element which is designed in the form of an adapter cooling element and prevents the wheel rim from coming out
  • the adapter cooling element can also be mounted coaxially on a wheel axle between the wheel rim and the brake pot of a brake disk attached to the wheel hub.
  • the adapter cooling element is designed in the form of an adapter cooling element with a cooling arrangement arranged on the circumference.
  • the braking energy in the form of heat is reduced by means of the adapter cooling element.
  • less heat is introduced into a wheel rim mounted thereon, as a result of which less heat is input into the wheel rim.
  • the rim temperature should be limited to a maximum of 300 ° C, which is ensured with such an adapter cooling element.
  • the wheel rim can be decoupled from the brake disc or from the wheel hub with respect to heat transfer.
  • the thermal bridge between the wheel rim and the brake pot can be interrupted.
  • the cooling arrangement is designed in the form of at least two cooling fins or cooling fins extending radially to the wheel axis.
  • the cooling fins are used to dissipate the braking heat.
  • the adapter cooling element is preferably cup-shaped, the cooling arrangement extending in the direction of the wheel rim.
  • the cooling arrangement particularly preferably has a corresponding contour that is spaced apart from the wheel rim, so that an optimal use of space between the wheel rim and the brake pot is possible. Depending on the available space, different numbers of cooling fins can be used.
  • the adapter cooling element is preferably formed in one piece and can be mounted in the form of an independent component between the brake disc and wheel rim.
  • means for increasing the surface area are provided to increase the cooling capacity.
  • These means are designed, in particular, in the form of additional bores such that the cooling arrangement in its side surface pointing in the direction of the brake pot has bores which extend into at least one cooling lamella in order to enlarge the surface.
  • These holes are preferably arranged on the circumference.
  • the additional holes in the rear two fins are used to enlarge the surface in order to achieve more cooling performance.
  • the adapter cooling element has a center hole and
  • the centering hole being alignable with the centering of the wheel hub.
  • a separate centering can also be provided on the adapter cooling element for contacting a wheel rim.
  • the adapter cooling element can also be designed in the form of an adapter, the adapter Cooling element here has a cylindrical wheel receptacle with a thread and a plurality of driver pins such that a wheel rim with a central lock, which interacts with the thread of the adapter cooling element, and the driver pin can be fastened to the adapter cooling element and thereby to the wheel hub.
  • the adapter cooling element preferably has an outer centering ring for centering a wheel rim with a quick-release fastener.
  • the driver pins used here are screwed to the adapter cooling element using countersunk screws.
  • the entire rim or at least the inside of the rim and thus the surface of the fiber composite material with a heat protection coating (for example a heat protection lacquer).
  • a heat protection coating for example a heat protection lacquer.
  • the surface of the rim preferably on the inside can be roughened or roughened and / or porous.
  • the wheel rim can be provided with a UV-resistant clear varnish that protects the carbon fiber fabric from UV rays.
  • FIG. 1 shows a wheel rim according to the invention in a three-dimensional view
  • FIG. 2 shows a rear three-dimensional view of the wheel rim
  • FIG. 3 shows a front view of the wheel rim
  • FIG. 4 shows a sectional illustration according to FIG. 3
  • FIG. 5 shows a detailed view of the screw connection of the annular elements
  • FIG. 6 shows a first annular element with rim star
  • FIG. 7 shows a second annular element
  • FIG. 8 a star element in a three-dimensional view
  • FIG. 9 shows a side view of the star element according to FIG. 8,
  • FIG. 10 shows a side view of the star element with a foam core
  • FIG. 11 shows a rear view of the star element according to FIG. 10,
  • FIG. 12 shows a central locking adapter in a three-dimensional representation
  • FIG. 13 the individual elements for mounting on a motor vehicle
  • FIG. 14 shows the elements according to FIG. 13 in a rear view
  • FIG. 15 an adapter cooling element
  • FIG. 16 shows an adapter cooling element according to FIG. 15,
  • FIG. 17 shows a combination of a wheel rim with a brake disc and an adapter cooling element arranged in between in a front view
  • FIG. 19 shows an exploded view of the securing system for the wheel rim
  • FIG. 20 shows a longitudinal section of the security system
  • FIG. 21 detailed view according to FIG. 20, FIG. 22 shows a side view of the fastening ring and the holding element
  • FIG. 23 shows an oblique rear view of the fastening ring and the holding element
  • FIG. 24 shows a front view of a rim with a rim disk
  • FIG. 25 shows a hub element for a rim disk
  • Figure 26 is a core of hard foam for a rim disc.
  • FIG. 27 shows the arrangement of a rim star or a rim disk between two annular areas with two prescription positions
  • FIG. 28 shows the arrangement of a rim star or a rim disk between two annular areas with a prescription position.
  • a wheel rim according to the invention made of a fiber composite material is shown in a two-part design.
  • the rear view of the wheel rim according to FIG. 1 is shown in FIG. 2.
  • the wheel rim R is designed in the form of a multi-part wheel rim R made of a fiber composite material, the wheel rim R being a front first annular element 1 with a front first
  • the first annular element 1 is designed such that it is connected in one piece to a rim star S or has it.
  • the first annular element 1 has a first radially extending rim flange 1 .1
  • the second annular element 2 has a second radially extending rim flange 2.1, a tire (not shown) being mountable between the first and second rim flange 1 .1, 2.1 ,
  • the end face of the first annular element 1 facing away from the rim flange 1 .1 in the form of an outwardly facing first flange 1 .2, and the end face of the second annular element facing away from the rim flange is designed in the form of an outwardly facing second flange 2.2.
  • the first and second flange are screwed together radially on the circumferential side, this preferably being done by means of a screw-nut connection 3.
  • the rim star S is formed in one piece with the first annular element 1 and, according to the figures, has five spokes 1 .3. However, there can also be more or fewer spokes in
  • a bore for the valve V is arranged in the first annular element 1.
  • the wheel rim R according to the exemplary embodiments has a central nut Z or a central lock Z.
  • the wheel rim R is mounted on a wheel hub of a motor vehicle by means of an adapter A 'and fixed on the adapter via a central lock Z.
  • Information about the wheel rim R can be printed on a ring I surrounding the central lock Z.
  • FIG. 3 shows a frontal view of the wheel rim R according to the invention in a 5-spoke design.
  • the wheel rim R has a central lock Z for mounting on a wheel hub or on an adapter.
  • a sectional illustration of the wheel rim along the sectional axis BB according to FIG. 3 is shown in FIG.
  • the wheel rim R is formed in two parts such that the rim base is formed from the first annular element 1 with the peripheral outer first rim flange 1.1 and the coaxially arranged inner second annular element 2 with the second peripheral rim flange 2.1 for receiving a tire.
  • the first annular element 1 is formed in one piece with the rim star S.
  • the first and second annular elements 1, 2 are detachably connected to one another on their end faces facing away from the first and second rim flanges 1.1, 2.1, wherein according to the exemplary embodiment the first and second flanges 1.2, 2.2 of the first and second annular elements 1, 2 are connected to one another is screwed radially via a screw connection 3 with a screw and nut to hold.
  • the rim star S has a central hub element, which is designed as a star element 4, with at least one clamping surface 4.1 and one rim flange 4.2 for mounting on a motor vehicle.
  • the star element 4 is made of a metallic material.
  • Rim star S then and as a support structure of the spoke, a foam core 5 is arranged in each spoke, which extends radially outward in the direction of the rim well.
  • the foam core 5 is encased by the fiber composite material F and is no longer visible after the wheel rim R has been completed.
  • the star element is also encased by the fiber composite material F, the clamping surface 4.1 and the rim flange 4.2 being left out.
  • FIG. 5 shows a detailed view of the screw connection 3 of the first annular element 1 and the second annular element 2 by means of the first and second flange 1.2, 2.2.
  • the first flange 1.2 has a first contour 1 K, which corresponds to a second contour 2K of the second flange 2.2.
  • the first and second contours 1 K, 2K can be used to center the ring-shaped elements 1, 2 relative to one another before the screw connection.
  • FIGS. 6 to 14 show the individual parts of the wheel rim R and their combinations.
  • FIG. 6 shows the first annular element 1 with a rim star formed thereon, only the part formed by the composite fiber material or by the carbon fiber material being shown.
  • the composite fiber material forms the annular element 1 and the spokes 1.3 arranged therein.
  • Both the first rim flange 1 .1 and the rim flange 1.2 are formed from the fiber composite material.
  • In the center is a large recess in which the star element, not shown here, is arranged.
  • the second annular element 2 is also made of a fiber composite material.
  • the second rim flange 1.1 and the second flange 1 .2 are also formed in one piece with the annular second element 2 in FIG.
  • the two elements 1, 2 are screwed together using screws, the first and second flange having radial through bores 3.1 lying coaxially to one another.
  • a recess 2.3 is advantageously provided in the flange 2.2 of the annular element 2 for a valve (not shown) or for the tire pressure sensor extending thereon.
  • the rim star could be formed on the second annular element 2, so that the first annular element is placed in front of it.
  • the star element 4 is shown as an individual part in FIG. 8 and in a side view in FIG. 9. It has a central bore for a central lock with a clamping surface 4.1 surrounding it, the clamping surface 4.1 tapering conically in the direction of the rim flange 4.2.
  • the star element 4 has at least three, in the exemplary embodiment shown five trained spoke elements 4.3, which extend in the form of double webs from the central bore in the direction of the annular element 1, not shown.
  • a recess 4.4, into which the foam core engages, is arranged between two spoke elements 4.3 designed to form a double web.
  • FIGS. 10 and 11 An arrangement of the star element 4 with foam cores 5 extending thereon and an adapter A ′ with associated closure V is shown in FIGS. 10 and 11.
  • the star element 4 has five formed spoke elements 4.3, which extend in the form of double webs from the closure in the direction of the annular element 1, not shown.
  • a recess 4.4 is arranged between two spoke elements 4.3 designed to form a double web, into which the foam core 5 engages with a corresponding contour 5.1.
  • Each individual foam core 5 has a contour 5.2 at its end facing away from the central closure Z, which at least preforms a transition of the spoke into the annular element, so that there is a uniform transition of the fiber composite material in the region of the spoke to the rim well.
  • the star element 4 forms the rim star S with the foam elements 5 and the fiber composite material arranged around these two elements.
  • FIG. 12 shows an adapter A ′ for mounting a wheel rim with a central lock receptacle on a wheel hub with a 5-hole receptacle.
  • the adapter A ' has a cylindrical wheel holder A1 for holding the wheel rim with a central lock, the cylindrical one
  • Wheel holder A1 has a thread, not shown, for the central locking nut.
  • the adapter is preferably designed with a left-hand or right-hand thread depending on the vehicle side and the direction of travel.
  • the adapters that are mounted on the left in the direction of travel are provided with a right-hand thread and the adapters that are mounted on the right with a left-hand thread. This ensures in addition to the fuse unit
  • central nut of the central lock acts or can act counter to the direction of rotation.
  • the adapter A ' is arranged coaxially to the cylindrical wheel receptacle
  • the bores A2 are preferably conical in accordance with the wheel bolts and have a depth such that the wheel bolts can be completely countersunk in the adapter A '.
  • the bolt circle of the bores A2 of the adapter corresponds to the bolt circle of the wheel hub of the motor vehicle.
  • bores A3 are also provided for inserting driver pins M, which preclude the wheel rim from rotating on the adapter A '. Furthermore, a circumferential phase A4 is provided on the end face of the cylindrical wheel holder A1 of the adapter for easier assembly of the wheel rim.
  • the adapter A ' also has an outer centering ring A5 for centering a wheel rim with a quick-release fastener made of a fiber composite material, the star element enclosing the centering ring.
  • FIGS. 13 and 14 show the connection of the star element 4 to a wheel hub (not shown) via an adapter A '.
  • the star element 4 which forms the center and the clamping area of the wheel rim, is secured against rotation on the adapter A ′ by means of driving pins M arranged in parallel.
  • driving pins M arranged in parallel.
  • five holes 4.5 are provided on the back in the star element 4, into which the driver pins M engage.
  • the ring I with the information relating to the manufacturer, the dimensions and other data is arranged coaxially on the star element 4 arranged on the adapter A 'on the cylindrical wheel mount part A1.
  • the star element 4 is clamped in the area of the clamping surface 4.1 by means of the central lock Z and fixed to the adapter A '.
  • FIGS. 1, 3, 4, 13 and 14 For a simplified illustration, a cover D is shown in FIGS. 1, 3, 4, 13 and 14
  • FIG. 15 shows an adapter in the form of the adapter cooling element A according to the invention.
  • the adapter cooling element A is mounted instead of the adapter A 'and has the same elements as the adapter A'.
  • the adapter cooling element A has a central cylindrical wheel holder A1 with a thread A1.1 and a plurality of driver pins M.
  • the driver pins M are designed in the form of cylindrical sleeves and around the cylindrical wheel holder A1 of the adapter Cooling element A arranged coaxially.
  • the cooling arrangement A6 is provided, which is designed in the form of radially extending cooling fins A6.1 and is arranged in the direction of the brake of the vehicle.
  • the centering ring A5 for centering the wheel rim is arranged in front of the cooling arrangement A6 in the direction of the wheel rim.
  • the wheel rim can interact with a thread A1.1 of the adapter cooling element A.
  • Central lock and driver pin M mounted on the adapter cooling element A are fastened to the adapter cooling element A.
  • the connection to the wheel hub is made by means of the screws 6.
  • the screws 6 are preferably arranged so that they can be countersunk in the bores A2, so that a wheel rim can be arranged above them.
  • the driver pins M are only in areas
  • the driver pins M serve for the non-positive connection between the adapter cooling element A, which is connected to the drive, and the wheel rim R.
  • the adapter cooling element A has a centering hole A7 for positioning on a wheel hub.
  • a plurality of cooling fins A6.1 are preferably provided in the direction of the longitudinal axis of the adapter cooling element A, which is not designated here.
  • This can be, for example, 6 to 20 cooling fins A6.1, which are spaced apart by a distance of, for example, 1 to 4 mm, in particular 2-3 mm.
  • the heat input from the brake disc via the wheel hub to the rim is prevented or weakened (decoupled). This thermal decoupling prevents excessive heating of the wheel rim (e.g. during braking).
  • the height of the adapter cooling element A By reducing the height of the adapter cooling element A, for example by milling in the area of the cooling fins, the height of the adapter cooling element can be adapted to a smaller rim width.
  • FIG. 16 shows, in addition to FIG. 15, a rear view of the adapter cooling element A.
  • the cooling arrangement A6 has, on its side surfaces A6.2 pointing in the direction of the brake pot (not shown), surface enlargements A6.3 in the form of which extend into the cooling fins A6.1 Bores and depressions, which serve to enlarge the surface and thus better heat dissipation.
  • FIG. 17 shows a combination of a wheel rim R with a brake disk (not designated) and the adapter cooling element 1 arranged therebetween according to one of the preceding figures.
  • the wheel rim R is connected according to FIG. 17 by means of a central lock Z via the adapter cooling element A to a wheel hub, not shown, which is arranged behind the brake disc.
  • the adapter cooling element A can be visible or invisible from the outside.
  • an adapter cooling element A is connected in a sectional illustration to a wheel rim R by means of a central lock Z, the cooling arrangement A6 having a corresponding contour A8 spaced apart from the wheel rim R, which enables optimal use of the available space.
  • the adapter cooling element A has a cylindrical wheel holder A1 with a thread A1.1 and a plurality of driver pins M.
  • the wheel rim R is with a cooperating with the thread A1.1 of the adapter cooling element A.
  • the adapter cooling element A is connected to a wheel hub by screws 6, which are only indicated here by way of example.
  • the screws 6 are preferably designed in the form of tapered collar screws or spherical collar screws.
  • the adapter cooling element A preferably has a corresponding shape for receiving the screws 6 such that the screw head can be countersunk in a recess in the adapter cooling element A.
  • the screws 6 can also be designed in the form of the wheel screws provided by the vehicle.
  • the adapter cooling element A also serves as a possible widening of the track
  • the number of cooling fins can vary depending on the width of the adapter cooling element in order to achieve optimal heat dissipation.
  • the wheel rim according to FIG. 18 is secured against loss by means of a securing system B according to FIGS. 19 to 23, the securing system B being installed instead of the cover D.
  • FIG. 19 A safety system B for a wheel rim belonging to the rim system is shown in FIG. 19.
  • the wheel rim not shown here, is mounted by means of a central nut Z on a cylindrical wheel holder A1 on a wheel hub by means of the adapter cooling element A.
  • the wheel receptacle A1 has an external thread A1 .1 on its circumference, with which the central nut Z can be brought into engagement after the wheel rim has been fitted.
  • the central nut Z exerts a force on a conical area of the wheel rim, so that a force transmission takes place.
  • the mounting ring is mounted here on the wheel holder A1 using five form elements B1.1.
  • an embodiment with at least two shaped elements B1.1 is also conceivable.
  • Shaped elements B1 .1 are designed to be deflectable, this being able to be implemented via a joint or an elastic deformation.
  • the deflection of the shaped elements B1.1 is by means of the
  • the holding element B2 has a lid-shaped design and closes the space formed by the fastening ring B1 in the interior of the fastening ring B1.
  • the individual components of the security system are arranged coaxially along an axis C.
  • the axis C is arranged coaxially to the wheel axis of the vehicle.
  • FIG. 20 shows the arrangement of the security system in a sectional view.
  • FIG. 21 shows the security system according to FIG. 20 in a detailed view.
  • the cylindrical wheel holder A1.1 is formed on the adapter element A.
  • the wheel receptacle A1.1 has on its cylindrical inner wall A1.1.1 a diameter widening A1.1.2 spaced from the end face A1 .1 2a of the wheel receptacle A1 .1 with a contact surface A1 .1 2a into which the fastening ring B1 with shaped elements B1 arranged thereon .1 using
  • the active element B1 .2 is designed in the form of a hook-shaped elevation and engages in the diameter extension A1 .1.2 and fixes the fastening ring B1 to the wheel holder A1.1. There is a positive connection between the fastening ring B2 and the contact surface A1.1 2a of the wheel holder A1.1.
  • the fastening ring B1 has a circumferential ring surface B1.3, which bears against a contact surface Z1 of the central nut Z facing away from the wheel rim.
  • the shaped elements B1.1 are designed to be deflectable, one being via a joint B1.4
  • the pivoting movement is implemented in such a way that the working element B1 .2 undergoes approximately a radial displacement and can thus be moved out of the diameter widening A1.1.2.
  • the deflection of the shaped elements B1.1 is blocked by means of the holding element B2 arranged on the fastening ring B1, as a result of which the fastening ring B1 is securely fixed.
  • the hinge B1.4 is designed in the form of a dowel pin, the dowel pin being mounted with a first end at a first bearing point B1 .5 and with a second end at a second bearing point B1.6 of the fastening ring B1.
  • the pivotable molded element B1 .1 is positioned between the first and second bearing points B1.5, B1.6 of the fastening ring B1.
  • the holding element B1 has in the area of each molded element B1 .1 a clip element B2.1 which engages on the inner side B1.7 of the molded elements in the direction of the wheel axis C, by means of which a deflection of the molded elements B1 .1 can be prevented ,
  • the clip element B2.1 is preferably designed to be elastically resilient and can thus be easily inserted and removed. In the end region of the clip element B2.1, this has a thickening which engages behind the shaped element B1.1 and thus prevents the holding element B2 from falling out.
  • the molded elements B1 .1 have on their outward-facing side a recess B1.8 in which a circumferential circlip B3 connecting the molded elements B1 .1 is arranged.
  • the snap ring B3 acts in the form of a prestressing force on the shaped elements B1.1 in the direction of the wheel hub in such a way that the Form elements are deflected in the direction of the wheel hub when the holding element B2 is not mounted.
  • the fastening ring B1 can be easily removed and inserted when the holding element B2 is removed.
  • the holding element B2 exerts a force directed against the snap ring B3 on the
  • Shaped elements B1.1 so that the shaped elements B1 .1 and their active elements B1.2 are pivoted radially outward, as a result of which a positive fit is generated between the contact surface A1.1 2a of the diameter widening A1.1.2 and the active elements B1.2.
  • FIGS. 22 and 23 show two further views of the fastening ring B1 with the associated holding element B2 in an unassembled state.
  • Figure 22 shows a side view of the
  • Fastening ring B1 and the holding element B2 Figure 23 shows an oblique rear view.
  • the fastening ring B1 has shaped elements B1.1 with active elements B1.2 arranged thereon, the active elements B1.2 being in the form of a hook-shaped elevation.
  • the shaped element B1.1 is designed to be pivotable about the joint B1.4.
  • the hinge B1 .4 is designed in the form of a dowel pin, the dowel pin being mounted with a first end at a first bearing point B1 .5 and with a second end at a second bearing point B1 .6 of the fastening ring B1.
  • the pivotable shaped element B1.1 is positioned between the first and second bearing points B1 .5, B1 .6 of the fastening ring B1.
  • the holding element B2 has corresponding clip elements B2.1 which engage on the inside B1 .7 of the shaped elements B1.1.
  • Clip elements B2.1 are preferably arranged in a circle on the side pointing in the direction of the fastening ring B1 and spaced from the edge of the holding element B2.
  • this has a thickening which engages behind the shaped element B1.1 and thus prevents the holding element 6 from falling out.
  • the molded element B1.1 has on the outward-facing side the recess B1.8 in which the snap ring B3 connecting the molded elements B1.1 is arranged.
  • the snap ring B3 acts with a force radially from the outside on the shaped elements B1.1.
  • Holding element B2 can be reached by means of a tool, so that the holding element B2 can be removed from the fastening ring B1 by means of leverage.
  • the holding element can be designed in the form of a screw with an external thread.
  • the retaining ring accordingly has a corresponding internal thread on the inner sides of the shaped elements, into which the holding element can be screwed.
  • the holding element prevents the molded element from pivoting through the holding element.
  • FIG. 24 shows a variant of a rim system according to the invention, which in
  • FIG. 25 shows a hub element in the form of a star element 4 for a rim disk, which has a central through hole (not shown here) and is provided on the circumference with a kind of toothing 4.6 in the form of elevations and depressions.
  • the associated foam core 5 is disc-shaped according to FIG. 26 and on it
  • Inner diameter has a contour 5.3, which essentially corresponds to the toothing of the associated star element 4.
  • the star element 4 and the foam core 5 can thereby interlock and are positioned in an RTM tool between layers of fiber composite material, resin then being injected into the tool.
  • FIG. 27 schematically shows the arrangement of a rim star S or a rim disk S1 of a wheel rim R between a first and a second annular element 1, 2 with two
  • the first and second annular elements have a radially outwardly facing flange on the sides facing one another (not designated here.
  • the rim star S or the rim disk S1 have two axially spaced, radially outwardly facing flanges made of fiber composite material on their outer diameter.
  • a flange is screwed in the area of a first screw position P1 to the flange of the first annular element 1 and the second flange of the rim star S or
  • Screw position P2 The flanges of the rim star 2 or the rim disk 2.1 provided for prescription consist of fiber composite material F, with which the foam core 5 is also encased.
  • FIG. 28 shows the arrangement of a rim star 2 or a rim disk 2.1 of a wheel rim R between two ring-shaped regions 1, 2 with only one screwing position P1.
  • the rim star 2 or the rim disk 2.1 also sits between the radially outward-pointing flanges of the first and second ring-shaped regions 1, 3, wherein the unspecified screw connection through the rigid foam (foam core 5).
  • metallic sleeves H for stabilizing the are in the foam core 5 in the area of the screw connections
  • Screw connections provided. These are embedded as inserts. Here too is the
  • the first and the second ring element 1, 2 consist only of fiber composite material.
  • the rim disk can also be formed in one piece with the first annular element 1 or with the second annular element 2.
  • the solution according to the invention provides a rim system with which a wheel rim with a hybrid structure is made available, which due to its modular structure
  • CFRP as a material is generally considered to be high quality and efficient
  • the foam core (s) in the rim structure guarantees a lower weight than with conventional rims, which are made from only fiber composite material, since these require a higher material thickness of the fiber material and thus, in particular in the area of the spokes, a very high laminate density and many cuts.
  • the weight of the rim according to the invention is less than 6kg for a 20 “rim (without adapter).
  • Sandwich structure of the rim achieves a high structural strength with less manufacturing effort, since fewer cuts are required.
  • the fiber composite material is preferably made of laminates in the form of carbon fiber material.
  • the rigid foam which is particularly resistant to tension and compression, consists for example of PUR, PP, acrylic, acrylate.
  • a fiber-reinforced rigid foam can be used, which has, for example, glass fibers, carbon fibers, aramid fibers, etc.
  • the central hub element (star element) has on its outer circumference a star-shaped structure or a tooth structure with which the foam core (s) are in operative connection.
  • Such wheel rims are used in particular for sporty cars and sports cars or in racing.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Felgensystem mit Zentralverschluss mit einer Radfelge mit einem vorderen ersten Felgenhorn und einem zum Fahrzeug weisenden hinteren zweiten Felgenhorn sowie einem sich dazwischen erstreckenden Felgenbett und einem Felgenstern mit mehreren Speichen oder einer Felgenscheibe sowie mit Mitteln für eine zentrale Aufnahme an einem Kraftfahrzeug am Innendurchmesser des Felgensterns oder der Felgenscheibe, wobei die Radfelge erfindungsgemäß in Hybridbauweise ausgebildet ist und Mittel für eine zentrale Aufnahme der Radfelge an einem Kraftfahrzeug an dem metallischen Nabenelement ausgebildet sind oder dass die Radfelge über ein mit dem metallischen Nabenelement in Wirkverbindung bringbares Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist, wobei bedarfsweise ein Sicherungssystem für die Radfelge vorhanden ist, mit dem eine Zentralmutter die auf ein Außengewinde einer Felgenaufnahme des Adapterelements geschraubt ist, verliergesichert ist und /oder wobei bedarfsweise das Adapterelement in Form eines Adapter-Kühlelements mit einer Kühlanordnung ausgebildet ist. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Adapterelement und ein Sicherungssystem für das Felgensystem.

Description

Felqensvstem mit Zentralverschluss sowie Sicherunqssvstem und Adapterelement für das
Felge nsvstem
Die Erfindung betrifft ein Felgensystem mit Zentralverschluss sowie ein Sicherungssystem und ein Adapterelement für das Felgensystem nach dem Oberbegriff des 1., 14. und 20. Patentanspruchs.
Das Felgensystem insbesondere für Kraftfahrzeuge, vorzugsweise PKWs, Anwendung.
Aus der Druckschrift DE 101 20 203 C2 ist ein Rad, insbesondere für ein Zweirad bekannt. Dieses besteht aus einer Felge, einer Nabe und speichenförmigen Verbindungsstreben zwischen diesen. Das Rad ist vertikal geteilt und besteht somit aus zwei Hälften, wobei jede das halbe Profil der Nabe, der Felge und der Verbindungsstreben beinhaltet. Im Bereich der Verbindungsebene der Felge und der Nabe sind diese Geometrien so ausgebildet, dass sie sich teilweise überlappen. Die Teile des Rads sind vorzugsweise aus Aluminium, Magnesium oder Legierungen dieser Werkstoffe ausgebildet, jedoch können auch Karbonfaserverstärkte Werkstoffe zum Einsatz kommen. Die
Verbindungsbereiche der Halbschalen greifen teilweise ineinander und weisen vorzugsweise eine zylindrische Geometrie auf. Die Verbindung der Halbschalen erfolgt unter anderem durch eine Nut- Federverbindung, Klebeverbindung, Schraubverbindung, Nietverbindung oder eine
Schrumpfverbindung. Die Verbindung kann formschlüssig, kraftschlüssig oder stoffschlüssig ausgebildet sein. Zusätzlich wird ein Dichtmittel im Bereich der verbunden Halbschalen angewandt.
In der Druckschrift DE 20 2010 000 722 U1 wird eine mehrteilige Zweiradfelge offenbart. Diese besteht aus zwei Felgenbetten und einem Radkranz, wobei der Radkranz die Radlagerung beinhaltet. Die drei Teile der Zweiradfelge werden radial miteinander verbunden. Dies erfolgt durch Schrauben oder alternativ unlösbar durch Nieten. In den Verbindungsebenen des Felgenbetts und des
Radkranzes kann eine Flachdichtung angeordnet sein. Dies ermöglicht den Einsatz von
schlauchlosen Reifen. Die verwendeten Materialien zur Herstellung des Rads können unter anderem Faserverbundwerkstoffe oder Aramidfasern sein.
In der Druckschrift DE 10 2006 062 538 A1 ist eine Radfelge beschrieben. Diese besteht ebenfalls aus drei Teilen, zwei Felgenbetten und einem Felgenstern. Die Felgenbetten weisen eine umlaufende Außenfläche zur Aufnahme eines Reifens auf. Der Stern und die Betten werden über Schrauben verbunden. Gemäß der Druckschrift ist der Felgenstern aus Edelstahl gefertigt.
Die Druckschrift US 6 425 641 B1 offenbart ein mehrteiliges Speichenrad. Dabei kann die Felge aus zwei oder auch drei Teilen bestehen. Bei der zweiteiligen Ausführung weisen die Teile Felgenhörner zur Aufnahme des Reifens auf. Bei der dreiteiligen Ausführung ist das dritte Teil zwischen den Teilen mit Felgenhorn angeordnet. Somit ist es möglich, unter Verwendung identischer Außenteile, die Felgenbreite an die Reifenbreite anzupassen. Zwischen den Verbindungsebenen der Teile können Dichtungen angeordnet sein, so dass schlauchlose Reifen zum Einsatz kommen können. Die in Richtung der Nabe zeigende Kontur der Teile ist so ausgebildet, dass sie zur Aufnahme von Speichen geeignet ist. Das Rad ist vorzugsweise aus Verbundmaterial hergestellt.
Leichtgewichtige Fahrzeugräder mit Karbonfasereinsätzen werden in der Druckschrift DE 10 2012 213 050 A1 vorgestellt. Dabei werden in metallischen Fahrzeugrädern Hohlräume geschaffen, die mit karbonfaserverstärkten Einlegern ausgefüllt werden. Nachteilig ist, dass Faserverbunde auf Basis von Karbonfasern eine andere Wärmedehnung aufweisen als metallische Werkstoffe. Dies bedeutet, dass es in der Grenzschicht zwischen beiden Strukturen zu Spannungsänderungen kommt, welche die Verbindung zusätzlich belastet und unter Umständen zerstört. Dieser Erscheinung wird
entgegengewirkt in dem das metallische Material vor dem Einbringen der Karbonstruktur auf Betriebstemperatur gebracht wird. Die beschriebene Felge weist daher einen komplizierten Aufbau und Verfahren zu deren Herstellung auf.
In den Druckschriften DE 10 2013 217 919 A1 und EP 2 848 426 A1 wird eine Radnabe,
insbesondere für Flugzeuge, beschrieben. Dabei handelt es sich um ein dreiteiliges Bauteil. Dieses besteht aus einer Felge und zwei Felgenhörnern. Die Einzelteile bestehen aus faserverstärktem Kunststoff und sind lösbar miteinander verbunden. Des Weiteren ist ausgeführt, dass mindestens eines der Felgenhörner auf die Felge axial aufgeschoben wird und durch ein Verschlusselement gegen Verschiebung gesichert ist. Die Lagesicherung der Teile zueinander kann form- oder kraftschlüssig erfolgen.
Die Druckschrift WO 96 08 383 A1 beschreibt ein unter Druck gefügtes Rad. Auch dieses besteht aus zwei Halbschalen, die im Bereich der Nabe und der Felge eine kammförmige Geometrie aufweisen. Diese greift ineinander und durch Aufbringen einer Druckkraft erfolgt der Fügevorgang. Dabei können die Kammstrukturen so ausgebildet sein, dass sie neben der kraftschlüssigen Verbindung auch eine formschlüssige realisieren. Weiterhin ist ausgeführt, dass sich zwischen beiden Halbschalen, im Bereich der Felge, eine Dichtung befinden kann, so dass auch schlauchlose Reifen Anwendung finden können.
In den Druckschriften DE 10 2006 051 867 A1 und WO 2008 052 878 A2 ist ein Rad, welches aus faserverstärktem Kunststoff gewickelt ist und ein Verfahren zu dessen Herstellung, beschrieben. Es besteht aus einem Felgenstern und einem Felgenbett. Der Felgenstern als auch das Felgenbett sind aus Kunstharz getränkten Kohlefasern gewickelt und stoffschlüssig verbunden. Dabei ist der Felgenstern mehrteilig, vorzugsweise aus drei dreieckigen Strukturen mit abgerundeten Ecken, aufgebaut. Die Kohlefasern werden gemäß den Druckschriften trocken gewickelt und im Anschluss in einer geschlossenen Form unter Druck mit Kunstharz getränkt.
Aus der Druckschrift GB 1 474 623 A ist eine Radfelge für ein Kraftfahrzeuge bekannt, wobei die Radfelge ein erstes ringförmiges Element aus Leichtmetall oder Kunstharz und ein zweites ringförmiges Element aus einem Material aufweist, welches gepresst werden kann. Die ringförmigen Elemente werden miteinander verschraubt, wobei die Verschraubung sichtbar außerhalb des Felgenbettes angeordnet ist. Zwischen dem ersten und zweiten ringförmigen Element ist eine Dichtung vorgesehen, die Unebenheiten zwischen den Materialien ausgleichen und die Felge abdichten soll.
Die Druckschrift US 5,045,261 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines becherförmigen Gegenstandes aus einem faserverstärkten Kunststoff. Dieser Gegenstand kann vorzugsweise in Form einer zweiteiligen Felge ausgebildet sein. Die Felge weist eine innere und äußere Hälfte auf, wobei die innere und äußere Hälfte radial nach innen weisend miteinander verschraubt sind.
Ergänzend wird auf die Druckschrift FR 1.595.590 hingewiesen. In dieser Druckschrift wird eine Felge aus Metall beschrieben, die aus mehreren Teilen besteht. Dabei weisen die einzelnen Teile der Felge einen radial nach außen weisenden Flansch auf, in dem die Felgenteile verschraubt werden. Derartige metallische Felgen weisen jedoch ein hohes Gewicht auf.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Felgensystem mit Zentralverschluss, ein Sicherungssystem für die Radfelge und ein Adapterelement für das Felgensystem zu entwickeln, welches einen leichten und einfachen konstruktiven Aufbau aufweist, wobei auch und eine Adaptierbarkeit auf alle
Fahrzeugklassen und Typen gewährleistet werden soll und bedarfsweise eine Entkopplung der Radfelge von einer Bremsscheibe in Bezug auf einen Wärmeübergang während eines
Bremsvorganges gewährleistet werden soll und/oder bedarfsweise ein Sicherungssystem das unbeabsichtigte Lösen einer Zentralmutter eines Zentralverschlusssystems verhindert.
Diese Aufgabe wird mit den Merkmalen des ersten, vierzehnten und zwanzigsten Patentanspruchs gelöst.
Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Das erfindungsgemäße Felgensystem weist bekannter weise eine Radfelge mit einem vorderen Felgenhorn und einem zum Fahrzeug weisenden hinteren Felgenhorn sowie ein sich dazwischen erstreckenden Felgenbett und mit einem Felgenstern mit mehreren Speichen oder einer
Felgenscheibe sowie Mittel für eine zentrale Aufnahme an einem Kraftfahrzeug am Innendurchmesser des Felgensterns oder der Felgenscheibe auf, wobei die Radfelge erfindungsgemäß in
Hybridbauweise ausgebildet ist und
der Felgenstern oder die Felgenscheibe
o am Innendurchmesser ein metallisches Nabenelement aufweist,
o einen oder mehrere sich vom metallischen Nabenelement radial nach außen
erstreckende Kerne aus Hartschaum vorhanden sind und
o wobei der oder die Kerne aus Hartschaum und das metallische Element als
Einlegeteile in einem ein- oder mehrlagigen Faserverbundmaterial angeordnet sind das vordere und hintere Felgenhorn und das Felgenbett aus einer oder mehreren Lagen aus Faserverbundmaterial bestehen und wobei
die Mittel für eine zentrale Aufnahme der Radfelge an einem Kraftfahrzeug an dem metallischen Nabenelement ausgebildet sind oder
die Radfelge über ein mit dem metallischen Nabenelement in Wirkverbindung bringbares Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist,
o wobei bedarfsweise ein Sicherungssystem für die Radfelge vorhanden ist, mit dem eine Zentralmutter die auf ein Außengewinde einer Felgenaufnahme des
Adapterelements geschraubt ist, verliergesichert ist
und /oder
o wobei bedarfsweise das Adapterelement in Form eines Adapter-Kühlelements mit einer Kühlanordnung ausgebildet ist.
Somit umfasst das Felgensystem mit Zentralverschluss erfindungsgemäß eine Radfelge aus einem Faserverbundmaterial, die vorzugsweise auf einem zugehörigen Adapterelement montierbar ist und bedarfsweise mittels eines zugehörigen Sicherungssystems gegen Verlieren der Zentralmutter gesichert ist.
Das zentrische metallische Nabenelement weist dabei eine mittige
Bohrung und eine zentrale Aufnahme mit einer Klemmfläche für die eine Zentralmutter und einen Felgenflansch für die Montage an einem Kraftfahrzeug
auf, wobei die Radfelge direkt über das Nabenelement oder über ein mit dem Nabenelement wirkverbundenem Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist und wobei das metallische Nabenelement an seinen Kontaktflächen zum
Fahrzeug und/oder zum Adapterelement und/oder zur Zentralmutter von dem
Faserverbundmaterial freigelassen ist.
Die erfindungsgemäß aus einem Faserverbundmaterial gefertigte Radfelge ist insbesondere für ein Kraftfahrzeug vorgesehen, wobei die Radfelge mittels eines Zentralverschlusses mit einer
Zentralmutter an einem Kraftfahrzeug montierbar ist. Die Radfelge weist einen Felgenstern oder eine Felgenscheibe und ein Felgenbett auf. Die Radfelge ist wenigstens zweiteilig ausgebildet. Das Felgenbett besteht dabei aus einem ersten ringförmigen Element mit einem ersten umlaufenden Felgenhorn und einem koaxial angeordneten zweiten ringförmigen Element mit einem zweiten umlaufenden Felgenhorn, welches zur Aufnahme eines Reifens ausgebildet ist, wobei das erste oder zweite ringförmige Element einteilig mit dem Felgenstern oder der Felgenscheibe ausgebildet ist. Alternativ können der Felgenstern oder die Felgenscheibe auch separat ausgebildet sein und mit dem ersten und zweiten ringförmigen Element des Felgenbettes verbunden sein.
Der Felgenstern oder die Felgenscheibe weist ein zentrales metallisches Nabenelement (nachfolgend auch als Sternelement bezeichnet) mit einer Klemmfläche für die Zentralmutter und einen
Felgenflansch für die Montage an dem Kraftfahrzeug und wenigstens drei sich in Richtung des Felgenhorns erstreckende Speichenelemente bei Ausbildung als Felgenstern bzw. eine vollflächige Felgenscheibe auf, wobei die Radfelge direkt an ihrem Nabenelement oder über ein Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist. Vorteilhafter Weise sind das erste und zweite ringförmige Element an ihrer, dem ersten und zweiten Felgenhorn abgewandten Stirnseite lösbar miteinander bzw. lösbar mit dem Felgenstern oder der Felgenscheibe verbunden.
Die dem vorderen ersten Felgenhorn abgewandte Stirnseite des ersten ringförmigen Elements ist vorzugsweise in Form eines radial nach außen weisenden ersten Flansches ausgebildet. Die dem Felgenhorn abgewandte Stirnseite des hinteren zweiten ringförmigen Elements ist ebenfalls in Form eines radial nach außen weisenden zweiten Flansches ausgebildet. Der erste Flansch weist eine in Richtung des zweiten Flansches weisende erste Kontur auf. Der zweite Flansch weist eine in Richtung zu dem ersten Flansch weisende zweite, zu der ersten korrespondierende Kontur auf derart, dass das erste und zweite ringförmige Element zueinander zentrierbar sind. Mit dem
Ersten oder zweiten ringförmigen Element ist der Felgenstern bzw. die Felgenscheibe einteilig ausgebildet oder zwischen dem ersten und zweiten Flansch befestigt, bevorzugt verschraubt.
Der aus dem Faserverbundmaterial der ringförmigen Elemente der ersten und der zweiten Felge gebildete erste und zweite Flansch sind an ihren radial nach außen weisenden aneinander liegenden Bereichen ebenfalls miteinander verschraubt. Dies hat den Vorteil, dass sich die radiale
Verschraubung innerhalb des später aufgezogenen Rades befindet, sodass die Verschraubung nach der erfolgten Montage des Reifens vom Reifen abgedeckt ist.
Weiterhin sind die Schraubverbindungen durch die radial nach außen weisenden Bereiche einfacher herstellbar, da diese gut zugänglich sind.
In dem ersten und zweiten Flansch sind dabei keine zusätzlichen Metallhülsen oder andere
Einlegeteile im Bereich der Durchbrüche für die Verschraubungen eingebracht. Die Dicke des Faserverbundmaterials im Bereich des ersten und zweiten Flansches kann jedoch im Bereich des ersten und zweiten Flansches erhöht sein.
Zwischen dem ersten und zweiten Flansch und somit zwischen dem ersten und zweiten ringförmigen Element bzw. zwischen den Flanschen und dem dazwischen befestigten Felgenstern oder der Felgenscheibe kann eine Dichtung (bevorzugt eine Flüssigdichtung)
vorgesehen werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Gummidichtung, die im Bereich der
Verschraubungen Durchbrüche aufweist, zu verwenden, beispielsweise eine geschnittene sehr dünne Gummidichtung.
Durch die Verschraubung der beiden Elemente im Bereich ihrer radial nach außen weisenden Flansche sind entgegen den üblichen und bekannten Verfahren zur Verschraubung von mehrteiligen Rädern die Schrauben im fahrfertigen Zustand komplett vom montierten Reifen verdeckt. Dies ist nicht nur ein Design- beziehungsweise Ästhetikelement, sondern schließt zudem zu 100% aus, dass die Radialverschraubung durch Witterungs- oder Säureeinwirkung belastet beziehungsweise geschwächt wird. Des Weiteren entfällt eine aufwändige Reinigung der einzelnen Schrauben und deren Umfeld. Eine radial nach außen weisende Verschraubung zur Verbindung von ringförmigen Elementen einer Radfelge aus Faserverbundmaterial, die insbesondere ohne zusätzliche metallische Einlegeteile im Bereich des sich an das Nabenelement (Sternelement) anschließenden Faserverbundmaterials des ersten und zweiten Flansches besteht, ist dabei aus dem Stand der Technik bisher nicht bekannt.
Der Felgenstern der Felge, die aus einem Hybridverbund mit einer Außenhaut aus
Faserverbundmaterial besteht weist ein zentrales Sternelement mit ausschließlich einer Klemmfläche und einem Felgenflansch für die Montage an einem Kraftfahrzeug und wenigstens drei sich in Richtung des Felgenhorns erstreckende Speichenelemente auf. Die Anzahl der Speichenelemente ist in Abhängigkeit des Designs wählbar.
Auch bei einer Ausführung mit einer Felgenscheibe können Speichenelemente mit Hartschaum vorgesehen werden, die mit einer Außenhaut aus Faserverbundmaterial versehen sind, wobei sich das Faserverbundmaterial auch zwischen den Speichenelementen erstreckt, so dass der Bereich zwischen den Speichen vollflächig aus Faserverbundmaterial besteht.
An die, an dem Nabenelement / Sternelement ausgebildeten Speichenelemente, schließt sich dabei je ein Schaumkern an, der die Speiche bis in den Bereich des Felgenrings (Felgenbetts) verlängert, wobei die Schaumkerne formschlüssig in das Sternelement eingreifen. Dabei weist das
Speichenelement eine erste Kontur und der Schaumkern eine korrespondierende zweite Kontur auf. Das Sternelement ist vorzugsweise aus einem metallischen Werkstoff, beispielsweise Stahl oder Aluminium gefertigt.
Das Sternelement (Nabenelement) und die daran anschließenden Schaumkerne sind von einem Faserverbundmaterial umhüllt derart, dass sie in ihrer Kombination den Felgenstern bilden. Des Weiteren kann das Faserverbundmaterial das an den Felgenstern oder die Felgenscheibe anschließende ringförmige Element mit einem Felgenhorn bilden, wenn der Felgenstern oder die Felgenscheibe damit einteilig ausgebildet ist, wobei der Bereich der Klemmfläche des Sternelements und des Felgenflansches ausgespart ist, d.h. nicht von Faserverbundmaterial umhüllt ist. Daraus ergibt sich somit der einteilige Aufbau des Felgensterns mit dem ringförmigen Element.
Dadurch, dass das Nabenelement sternförmig in Form eines Sternelements ausgebildet ist, in welches der Hartschaum des Felgenstern oder der Felgenscheibe eingreift, wird eine gute Kraftübertragung und ein stabiler Verbund in Verbindung mit dem Faserverbundmaterial geschaffen.
Auch das nicht den Felgenstern aufweisende ringförmige Element, welches ein weiteres Felgenhorn aufweist, besteht aus einem Faserverbundmaterial.
Die Lagen des Faserverbundmaterials sind entsprechend ihrer Festigkeit und der Zugrichtung angeordnet.
Vorteilhafter Weise besteht das Faserverbundmaterial aus Carbon, Aramid, Glasfaser oder einer Kombination der vorgenannten Materialien. Der strukturelle Aufbau der Radfelge setzt sich aus mehreren Komponenten und unterschiedlichen Materialien zusammen. Der Aufbau geschieht„stapelweise“, angefangen bei der äußeren Sichtfläche. Die ersten Lagen sind vorzugsweise Carbon-Gewebe und werden in das Werkzeug eingelegt und Ihren Festigkeiten beziehungsweise der Zugrichtung entsprechen angeordnet. Es wird nach Vorgaben vorbereitet, wie und in welcher Menge einzelne Zuschnitte des Gewebes einzusetzen sind.
Die Fasergelege und/oder Fasergewebe werden dabei in unterschiedlicher Orientierung
Zugeschnitten und gemäß des vorher erstellten Lageplans entsprechend in das Werkzeug eingelegt. Zwischen den unteren und oberen Zuschnitten im Bereich des späteren Felgensterns wird im Bereich jeder Strebe des Sterns radial von innen nach außen gerichtet ein Kern aus Hartschaum als
Einlegeteil eingelegt. Darüber werden weitere Lagen aus Fasergelege bzw. Fasergewebe positioniert.
Das radial innenliegende zentrische Nabenelement / Sternelement wird ebenfalls als Einlegeteil in das Werkzeug eingesetzt. Dieses metallische Sternelement ist das zentrale Element der Radfelge. Das Aufsetzten des Sternelementes auf einen speziellen Zentrierdorn des Werkzeuges gewährleistet den späteren Rundlauf der fertigen Radfelge. Angeschlossen an das metallische Sternelement werden der oder die Schaumkerne aus Hartschaum als Einlegeteile zwischen den drapierten Lagen des
Fasermaterials angeordnet. Diese Schaumkerne greifen in eine, von dem Sternelement im Bereich der Speichenelemente vorgegebene Kontur, und werden an das Sternelement angeschlossen. Die Kombination aus Sternelement und Schaumkernen stellt grob das endgültige Design des Felgenstern oder der Felgenscheibe dar.
Des Weiteren ermöglichen sie einen weiteren Lagenaufbau, ohne dass das gesamte Gelege des Faserverbundmaterials kollabiert. Sternelement und Schaumkerne werden nun sorgfältig vom Faserverbundmaterial, insbesondere von dem Carbon-Gewebe eingehüllt. Die Schaumkerne sind später nicht mehr zu sehen. Das Sternelement stellt einen Hartpunkt der Radfelge dar.
Die Radfelge weist im Bereich des Sternelements eine axiale Anlagefläche auf, die nicht von
Fasermaterial bedeckt ist und ist direkt oder über ein Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar. Vorteilhafter Weise wird die Radfelge mit einem Zentralverschluss an einer Radnabe montiert.
Das Sternelement ist später nur noch an der Passfläche für den Zentralverschluss mit der zugehörigen Mutter und am Felgenflansch zu erkennen, denn auch an diesen Positionen ist kein Fasermaterial vorhanden. Das„Herausragen“ des metallischen Sternelements aus dem
Faserverbundmaterial ist beabsichtigt, da eine Klemmung des Rades direkt auf Carbon hier keine sinnvollen Ergebnisse beziehungsweise Festigkeiten liefern würde.
Um die Stoßkante von Carbon und Metall auf der Sichtseite abzudecken, wird als Abschluss ein metallischer Ring in die dafür vorgesehen Nut eingeklebt. Der Abschlussring dient in erster Linie der Optik und sorgt für einen sauberen und durchdachten Gesamteindruck. Des Weiteren befinden sich auf dem Abschlussring wichtige Informationen zum Rad beziehungsweise dessen korrekte
Befestigung in Form von Anzugsmomente, Gewinderichtung, Felgentyp, Herstellerlogo etc. sowohl Typografisch als auch mit Piktogrammen.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist ein Reifendruck-Sensor in die Radfelge integriert.
Des Weiteren kann ein RFID-Chip in die Felge integriert sein. RFID (radio-frequency Identification = Identifizierung mit Hilfe elektromagnetischer Wellen“) bezeichnet eine Technologie für Sender- Empfänger-Systeme zum automatischen und berührungslosen Identifizierenund Lokalisieren von Objekten und Lebewesen mit Radiowellen.
Auf dem RFID Chip können fertigungsrelevante Daten, die Laufzeit (z.B. wieviele Kilometer) und weitere relevante Patameter gespeichert werden.
Dies schafft die Möglichkeit, zum einen den gesamten Produktionsablauf zu verfolgen und zum anderen sämtliche Daten darauf abzulegen die für den Hersteller und im Nachgang für den Kunden von Interesse sind. Dazu zählen fertigungsrelevante Daten wie beispielsweise das Herstellungsdatum, der Erbauer/Hersteller des einzelnen Rades, die Seriennummer, der Garantiezeitraum, die Größe, das Gewicht, der Geschwindigkeitsindex, Freigaben, Zulassungsnummern und andere Informationen wie beispielsweise die Laufzeit usw. Der RFID Chip kann dabei einen Diebstahlschutz bieten, wenn über diesen der rechtmäßige Besitzer feststellbar ist.
Die Daten des RFID Chips können beispielsweise über eine App in einem Endgerät ausgelesen werden.
Weiterhin ist es möglich, in Verbindung mit entsprechenden Sensoren sicherheitsrelevante Daten zu erfassen und beispielsweise zu ermitteln, ob die Felge beschädigt ist. Auch diese Information kann insbesondere über eine App an ein Endgerät ausgegeben werden.
Die Montage mittels eines Zentralverschlusses bietet gegenüber einer Verschraubung mit vier oder fünf Radschrauben zusätzliche Vorteile. Die Radfelge kann mittels eines Zentralverschluss-Adapters an jedes Kraftfahrzeug angepasst werden.
Die Anbindung per Zentralverschluss-Adapter erfolgt mittels eines Bauteils, welches als
unverwechselbare Verbindung zwischen der Radfelge und dem Kraftfahrzeug dient. Der Adapter wird als Drehteil z.B. aus einem Leichtmetall hergestellt. Und kann ein oder zweiteilig ausgeführt sein. Alternativ kann der Adapter als Druckgussteil gefertigt sein. Der Adapter erhält
Durchgangsbohrungen, die exakt auf das jeweilige Fahrzeug abgestimmt sind. Dies bedeutet, nicht nur alle gängigen und bekannten Lochkreise sind spontan und individuell realisierbar, sondern selbst die am Markt weniger verbreiteten Maße können hergestellt werden, sodass die Radfelge auch hier Anwendung findet. Somit ist es möglich, dass ein gekauftes Rad nicht nur auf ein einziges
Kraftfahrzeug beziehungsweise einen Lochkreis beschränkt ist. Bei einem eventuellen
Fahrzeugwechsel kann das Rad übernommen werden. Es wird lediglich ein neuer Zentralverschluss- Adapter benötigt, wodurch deutlich weniger Kosten im Gegensatz zu einem neuen Komplettradsatz verursacht werden.
Vorteilhafter Weise können die Felgenhälften in Form des ersten und zweiten ringförmigen Elements nach der Endmontage mit einem Siegel über die verbindenden Flanschflächen des ersten und zweiten Flansches eine ordnungsgemäße Montage garantieren. Ein weiterer Vorteil besteht dabei darin, dass das Siegel im Nachhinein davon zeugt, das die Felge nicht von dritten manipuliert wurde.
Die Radfelge beziehungsweise das erste und zweite ringförmige Element sowie der Felgenstern bzw. die Felgenscheibe werden im RTM- Verfahren hergestellt, insbesondere mit einer Vorrichtung und einem Verfahren nach EP 2 588 297 B1. Dabei weist die Vorrichtung eine Injektionseinheit und ein mit einem Formenhohlraum versehenes schließbares Werkzeug auf. In den Formenhohlraum werden die Lagen aus Fasermaterial drapiert und die Einlegeteile wie vorgesehen eingelegt. Nach dem Schließen des Werkzeuges wird mittels der Injektionseinheit, die an das Werkzeug gekoppelt ist, ein
Injektionsharz aus einem Harz-Härtergemisch in das Werkzeug eingebracht, welches das
Fasermaterial durchdringt. Nach dem Aushärten des Harz-Härtergemisches wird das Werkzeug geöffnet und das erste Element bzw. das zweite Element kann jeweils aus seinem Werkzeug entnommen werden.
Es kann eine einteilige Radfelge gefertigt werden, bevorzugt besteht die Radfelge jedoch aus zwei oder drei Einzelteilen, z.B. einem separaten ersten und zweiten ringförmigen Element mit je einem Felgenhorn und einem dazwischen befestigten Felgenstern oder einer dazwischen angeordneten Felgenscheibe oder aus einem ersten ringförmigen Element mit erstem Felgenhorn und mit dem ersten ringförmigen Element einteilig ausgebildetem Felgenstern oder Felgenscheibe und aus einem mit dem ersten ringförmigen Element verbundenen zweiten ringförmigen Element mit dem zweitem Felgenhorn. Alternativ kann der Felgenstern auch mit dem zweiten ringförmigen Element einteilig ausgebildet sein.
Bei Verwendung eines Zentralverschlusses können die Fasern derart angeordnet werden, dass der Zentralverschluss keine Fasern durchdringt, wodurch eine durchgehende Faser erreicht wird. Des Weiteren kann eine Thermobeschichtung, insbesondere eine hitze beständige Beschichtung als Teil des Aufbauprozesses integriert sein.
Die Verwendung eines Faserverbundmaterials für eine mehrteilige Radfelge wird zum einen als Werkstoff der Zukunft angesehen, wobei mittels des Leichtbaus die Effizienz und die Performance gesteigert werden kann.
Bei Verwendung einer Zentralverschlussaufnahme entstehen zudem keine komplizierten Geometrien durch Mehrfach-Stresspunkte. Es kann ein werkstoffgerechter Aufbau gewährleistet werden.
Die Mehrteiligkeit der Radfelge dient einer optimalen Angebotspalette und optimiert die Lagerhaltung. Des Weiteren können Kosten bei mehrteiligen Radfelgen gesenkt werden, da für ein neues Design statt des Komplettradkaufs nur ein neuer Felgenstern mit einem integrierten ringförmigen Element erworben werden muss oder auch nur ein neuer Felgenstern bzw. eine neue Felgenscheibe.
Der mehrteilige Aufbau dient auch der Kostensenkung im Schadensfall, z.B. im Falle eines
Bordsteinschadens kann statt einem Komplettrad lediglich der Felgenstern mit integriertem ringförmigen ersten Element oder auch nur das erste ringförmige Element, wenn dieses separat ausgebildet ist, ausgetauscht werden.
Die Gewichtsersparnis des Felgensatzes bewirkt neben der Steigerung der Performance auch eine Senkung des Verbrauchs. Zudem werden die Reifenbelastung und der Reifenabrieb reduziert. Die Reduktion des Gewichts beträgt ungefähr 7 kg gegenüber einer vergleichbaren Radfelge aus Aluminium, wodurch sich eine Gewichtsreduktion von 28 kg bei vier Radfelgen realisieren lässt. Insbesondere im Hinblick auf die E-Mobility können durch diese Gewichtsreduktion größere
Reichweiten erzielt werden.
Das Felgensystem kann des Weiteren ein Sicherungssystem für die Radfelge mit dem
Zentralverschlusssystem an dem Adapterelement aufweisen, auf dem die Radfelge mit einer entsprechenden Zentralbohrung montierbar ist, sowie eine Zentralmutter, die auf ein Außengewinde der Radaufnahme geschraubt ist und so eine Radfelge auf der Radaufnahme fixiert. Die
Radaufnahme weist an ihrer zylindrischen Innenwand eine von der Stirnseite der Radaufnahme beabstandete Durchmessererweiterung mit einer Anlagefläche auf, wobei die
Durchmessererweiterung des Innendurchmessers in Form eines Absatzes oder einer umlaufenden Nut ausgebildet ist. An einer von der Radfelge weg weisenden Anlagefläche der Zentralmutter liegt ein koaxial angeordneter Befestigungsring mit einer umlaufenden Ringfläche an, wobei der
Befestigungsring wenigstens zwei auslenkbare Formelemente mit Wirkelementen aufweist, die zumindest bereichsweise mit der Anlagefläche der Durchmessererweiterung in Wirkverbindung sind, wobei die Formelemente mittels eines Halteelements in Wirkverbindung fixierbar sind derart, dass ein Auslenken der Formelemente blockierbar ist. Die Formelemente sind insbesondere zum Lösen und Montieren des Befestigungsringes und damit der Zentralmutter auslenkbar. Das Auslenken der Formelemente wird bevorzugt mittels Formschluss verhindert und die Formelemente lösbar fixiert.
Das Auslenken der Formelemente erfolgt bevorzugt schwenkbar, wobei die Formelemente mittels eines Gelenks schwenkbar mit dem Befestigungsring verbunden sind.
In einer vorteilhaften Ausgestaltung ist das schwenkbare Gelenk in Form eines Passstiftes ausgebildet, wobei der Passstift mit einem ersten Ende an einem ersten Lagerpunkt und mit einem zweiten Ende an einem zweiten Lagerpunkt des Befestigungsringes montiert ist. Das Formelement ist zwischen dem ersten und zweiten Lagerpunkt des Befestigungsringes angeordnet und weist eine Bohrung auf, durch die der Passstift geführt ist.
Für eine vereinfachte Montage und Demontage des Befestigungsringes weisen die Formelemente an ihrer nach außen weisenden Seite eine Vertiefung auf, in der ein umlaufender, die Formelemente verbindender, Sprengring angeordnet ist. Der Sprengring übt auf die Formelemente eine in Richtung der Radnabe weisende Kraft aus derart, dass die Formelemente in Richtung der Radnabe ausgelenkt werden. So kann der Befestigungsring bei demontiertem Halteelement einfach entfernt und eingesetzt werden. Das Halteelement ist derart ausgebildet, dass es im montierten Zustand eine dem Sprengring entgegengerichtete Kraft auf die Formelemente ausübt, sodass Formelemente und die Wirkelemente radial nach außen geschwenkt werden und mit der Anlagefläche der Durchmessererweiterung in Wrkverbindung bringbar sind.
Jedes Formelement weist bevorzugt ein daran ausgebildetes Wirkelement auf, das in Form einer, sich radial nach außen erstreckenden Erhebungen ausgebildet ist. Diese Erhebung ist vorzugsweise in Form einer hakenförmigen Erhebung ausgebildet und greift in die Durchmessererweiterung oder Nut ein und fixiert den Befestigungsring an der Radaufnahme. Durch die Ringfläche, mit welcher der Befestigungsring mit der Zentralmutter in Kontakt steht verhindert der Befestigungsring ein Lösen der Zentralmutter.
Das Halteelement ist scheibenförmig mit sich an der Unterseite erstreckenden Klippelementen ausgebildet und auf den Befestigungsring aufsteckbar oder in diesen einlegbar derart, dass das Halteelement im Bereich eines jeden Formelements das an der, in Richtung der Radachse weisenden, Innenseite der Formelemente eingreifende Klippelement aufweist, mittels dessen ein Auslenken der Formelemente verhinderbar ist. Das Klippelement umgreift das Formelement und kann sich an der Kante des Formelementes abstützen. Der scheibenförmige Grundkörper des Halteelements stützt sich an dem Haltering ab, wodurch ein Lösen des gesamten Sicherungssystems vermieden wird.
In einer alternativen Ausgestaltung des Halteelements weisen die Formelemente zumindest bereichsweise ein Innengewinde auf, in welches das Halteelement in Form einer Halteschraube eingesetzt ist derart, dass die Formelemente in Ihrer Position fixiert sind. Ein Auslenken wird durch den Schraubenschaft des Halteelements verhindert.
In einer alternativen Ausgestaltung der Formelemente sind diese einteilig elastisch federnd an dem Befestigungsring ausgebildet. Auch in dieser Ausgestaltung weisen die Formelemente radial nach außen weisende Wrkelemente, vorzugsweise Erhebungen auf, die mit der Durchmessererweiterung in Eingriff stehen. Die Auslenkung kann mittels eines Halteelements in Form einer Halteschraube oder in Form eines Halteelements mit Klippelementen unterbunden werden, wodurch eine Fixierung des Befestigungsringes an der Radaufnahme erfolgt. Für eine vereinfachte Montage des
Befestigungsringes ist an diesem der in Richtung der Radfelge nach außen weisende Randbereich der Formelemente angefast.
Das erfindungsgemäße Felgensystem kann des Weiteren ein Adapterelement aufweisen, welches in Form eines Adapter-Kühlelement ausgeführt ist und verhindert, dass die Radfelge aus dem
Faserverbundwerkstoff nicht zu stark erwärmt wird, da die Wärmebrücke unterbrochen wird. Dabei ist das Adapter-Kühlelement ebenfalls koaxial auf einer Radachse zwischen der Radfelge und dem, an der Radnabe befestigten Bremstopf einer Bremsscheibe montierbar ist. Erfindungsgemäß ist das Adapter-Kühlelement in Form eines Adapter-Kühlelements mit einer umfangsseitig angeordneten Kühlanordnung ausgebildet. Die Bremsenergie in Form von Wärme wird mittels des Adapter- Kühlelements reduziert. In eine daran montierte Radfelge wird dadurch weniger Wärme eingeleitet, wodurch ein geringerer Wärmeeintrag in die Radfelge zu verzeichnen ist. Insbesondere bei der Verwendung von CFK-Felgen sollte die Felgentemperatur auf maximal 300°C begrenzt werden, was mit einem derartigen Adapter-Kühlelement gewährleistet wird.
Mittels dem Adapter-Kühlelement ist die Radfelge von der Bremsscheibe beziehungsweise von der Radnabe in Bezug auf einen Wärmeübergang entkoppelbar. Mit einer derartigen Anordnung kann die Wärmebrücke zwischen der Radfelge und dem Bremstopf unterbrochen werden.
Die Kühlanordnung ist in Form von wenigstens zwei sich radial zu der Radachse erstreckenden Kühllamellen beziehungsweise Kühlrippen ausgebildet. Die Kühllamellen dienen der Ableitung der Bremswärme.
Vorzugsweise ist das Adapter-Kühlelement napfförmig ausgebildet, wobei sich die Kühlanordnung in Richtung der Radfelge erstreckt. Besonders bevorzugt weist die Kühlanordnung eine zu der Radfelge beabstandete, korrespondierende Kontur auf, sodass eine optimale Bauraumausnutzung zwischen der Radfelge und dem Bremstopf möglich ist. In Anhängigkeit des verfügbaren Bauraumes können unterschiedlich viele Kühllamellen Anwendung finden.
Das Adapter-Kühlelement ist vorzugsweise einteilig ausgebildet und in Form eines eigenständigen Bauteils zwischen Bremsscheibe und Radfelge montierbar. Für eine Vergrößerung der Kühlleistung sind in einer vorteilhaften Ausgestaltung Mittel zur Oberflächenvergrößerung vorgesehen.
Diese Mittel sind insbesondere in Form von zusätzlichen Bohrungen ausgebildet derart, dass die Kühlanordnung in ihrer, in Richtung des Bremstopfes weisenden Seitenfläche, in wenigstens eine Kühllamelle hineinreichende Bohrungen zur Oberflächenvergrößerung aufweist. Diese Bohrungen sind vorzugsweise umfangsseitig angeordnet. In einer vorteilhaften Ausgestaltung sind die zusätzlichen Bohrungen in den hinteren zwei Lamellen und dienen der Vergrößerung der Oberfläche um mehr Kühlleistung zu erzielen.
Für eine einfache Montage weist das Adapter-Kühlelement eine Zentrierbohrung und
Durchgangsbohrungen für die Aufnahme von Radschrauben auf, wobei die Zentrierbohrung an der Mittenzentrierung der Radnabe ausrichtbar ist. Je nach Materialstärke des Anlagebereichs kann auch eine eigene Mittenzentrierung an dem Adapter-Kühlelement für die Anlage einer Radfelge vorgesehen sein.
In einer alternativen Ausgestaltung für die Montage einer Radfelge mit einem Zentralverschluss kann das Adapter-Kühlelement auch in Form eines Adapters ausgebildet sein, wobei das Adapter- Kühlelement hier eine zylindrische Radaufnahme mit einem Gewinde und mehrere Mitnehmerzapfen aufweist derart, dass eine Radfelge mit einem, mit dem Gewinde des Adapter-Kühlelements zusammenwirkenden Zentralverschluss und den Mitnehmerzapfen an dem Adapter-Kühlelement und dadurch an der Radnabe befestigbar ist. Das Adapter-Kühlelement weist hier bevorzugt einen äußeren Zentrierring für die Zentrierung einer Radfelge mit Schnellverschluss auf. Die hier verwendeten Mitnehmerzapfen sind mittels Senkschrauben mit dem Adapter-Kühlelement verschraubt.
Es ist ebenfalls möglich, die gesamte Felge oder zumindest die Innenseite der Felge und somit die Oberfläche des Faserverbundmaterials mit einer Hitzeschutzbeschichtung (beispielsweise einem Hitzeschutzlack) zu versehen. Um eine gute Haftung der Hitzeschutzbeschichtung zu gewährleisten, kann dazu die Oberfläche der Felge (bevorzug an deren Innenseite) an- bzw. aufgeraut und/oder porös sein.
Abschließend kann die Radfelge mit einem UV-beständigen Klarlack versehen sein, der das Karbonfasergewebe vor UV-Strahlen schützt.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert, ohne auf diese beschränkt zu sein. Es zeigen:
Figur 1 eine erfindungsgemäße Radfelge in einer dreidimensionalen Ansicht,
Figur 2 eine rückseitige dreidimensionale Ansicht der Radfelge,
Figur 3 eine Vorderansicht der Radfelge,
Figur 4 eine Schnittdarstellung gemäß Figur 3,
Figur 5 eine Detailansicht der Verschraubung der ringförmigen Elemente,
Figur 6 ein erstes ringförmiges Element mit Felgenstern,
Figur 7 ein zweites ringförmiges Element,
Figur 8 ein Sternelement in dreidimensionaler Ansicht,
Figur 9 eine Seitenansicht des Sternelements gemäß Figur 8,
Figur 10 eine Seitenansicht des Sternelements mit Schaumkern,
Figur 11 eine Rückansicht des Sternelements gemäß Figur 10,
Figur 12 einen Zentralverschlussadapter in dreidimensionaler Darstellung,
Figur 13 die einzelnen Elemente zur Montage an einem Kraftfahrzeug,
Figur 14 die Elemente gemäß Figur 13 in einer rückseitigen Ansicht,
Figur 15 ein Adapter-Kühlelement,
Figur 16 ein Adapter-Kühlelement nach Figur 15,
Figur 17 eine Kombination einer Radfelge mit einer Bremsscheibe und einem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement in einer Vorderansicht,
Figur 18 ein Adapter-Kühlelement mit Radfelge und Sicherungssystem,
Figur 19 eine Explosionszeichnung des Sicherungssystems für die Radfelge,
Figur 20 eine Längsschnittdarstellung des Sicherungssystems,
Figur 21 Detailansicht gemäß Figur 20, Figur 22 eine Seitenansicht des Befestigungsringes und des Halteelements,
Figur 23 eine schräge Rückansicht des Befestigungsringes und des Halteelements Figur 24 eine Vorderansicht einer Felge mit einer Felgenscheibe,
Figur 25 ein Nabenelement für eine Felgenscheibe,
Figur 26 ein Kern aus Hartschaum für eine Felgenscheibe.
Figur 27 die Anordnung eines Felgensterns oder einer Felgenscheibe zwischen zwei ringförmigen Bereichen mit zwei Verschreibungspositionen,
Figur 28 die Anordnung eines Felgensterns oder einer Felgenscheibe zwischen zwei ringförmigen Bereichen mit einer Verschreibungsposition.
In Figur 1 ist eine erfindungsgemäße Radfelge aus einem Faserverbundmaterial in einer zweiteiligen Ausführung dargestellt. Die Rückansicht der Radfelge gemäß Figur 1 ist in Figur 2 dargestellt. Die Radfelge R ist in Form einer mehrteiligen Radfelge R aus einem Faserverbundmaterial ausgebildet, wobei die Radfelge R ein vorderes erstes ringförmiges Element 1 mit einem vorderen ersten
Felgenhorn 1 .1 und ein zweites koaxial angeordnetes hinteres ringförmiges Element 2 mit einem hinteren zweiten Felgenhorn 2.1 aufweist. Das erste ringförmige Element 1 ist derart ausgestaltet, dass es einteilig mit einem Felgenstern S verbunden ist beziehungsweise diesen aufweist. Das erste ringförmige Element 1 weist ein erstes sich radial erstreckendes Felgenhorn 1 .1 auf, das zweite ringförmige Element 2 weist ein zweites sich radial erstreckendes Felgenhorn 2.1 auf, wobei zwischen dem ersten und zweiten Felgenhorn 1 .1 , 2.1 ein nicht dargestellter Reifen montierbar ist.
Die dem Felgenhorn 1 .1 abgewandte Stirnseite des ersten ringförmigen Elements 1 in Form eines nach außen weisenden ersten Flansches 1 .2, die dem Felgenhorn abgewandte Stirnseite des zweiten ringförmigen Elements ist in Form eines nach außen weisenden zweiten Flansches 2.2 ausgebildet. Der erste und zweite Flansch ist miteinander umfangsseitig radial verschraubt, wobei dies vorzugsweise mittels einer Schrauben-Mutter Verbindung 3 erfolgt.
Der Felgenstern S ist einteilig mit dem ersten ringförmigen Element 1 ausgebildet und weist gemäß den Figuren fünf Speichen 1 .3 auf. Es können jedoch auch mehr oder weniger Speichen in
Abhängigkeit des gewünschten Designs genutzt werden. Des Weiteren ist in dem ersten ringförmigen Element 1 eine Bohrung für das Ventil V angeordnet.
Die Radfelge R gemäß den Ausführungsbeispielen weist eine Zentralmutter Z beziehungsweise einen Zentralverschluss Z auf. Die Radfelge R wird mittels eines Adapters A‘ an einer Radnabe eines Kraftfahrzeugs montiert und an dem Adapter über einen Zentralverschluss Z fixiert. Weitere
Informationen zu der Radfelge R können auf einem, den Zentralverschluss Z umschließenden Ring I aufgedruckt sein.
In Figur 3 ist eine Frontalansicht der erfindungsgemäßen Radfelge R in einem 5-Speichen-Design dargestellt. Die Radfelge R weist einen Zentralverschluss Z zur Montage an einer Radnabe beziehungsweise an einem Adapter auf. Eine Schnittdarstellung der Radfelge entlang der Schnittachse B - B gemäß Figur 3 ist in Figur 4 dargestellt.
Die Radfelge R ist zweiteilig ausgebildet derart, dass das Felgenbett aus dem ersten ringförmigen Element 1 mit dem umlaufenden äußeren ersten Felgenhorn 1.1 und dem koaxial angeordneten inneren zweiten ringförmigen Element 2 mit dem zweiten umlaufenden Felgenhorn 2.1 zur Aufnahme eines Reifens ausgebildet ist. Das erste ringförmige Element 1 ist einteilig mit dem Felgenstern S ausgebildet. Erfindungsgemäß ist das erste und zweite ringförmige Element 1 , 2 an ihrer, dem ersten und zweiten Felgenhorn 1.1 , 2.1 abgewandten Stirnseite lösbar miteinander verbunden, wobei gemäß dem Ausführungsbeispiel der erste und zweite Flansch 1.2, 2.2 des ersten und zweiten ringförmigen Elements 1 , 2 miteinander radial über eine Schraubverbindung 3 mit einer Schraube und Mutter zum gegenhalten verschraubt ist.
Der Felgenstern S weist ein zentrales Nabenelement auf, welches als Sternelement 4 ausgebildet ist, mit wenigstens einer Klemmfläche 4.1 und einem Felgenflansch 4.2 für die Montage an einem Kraftfahrzeug. Das Sternelement 4 ist aus einem metallischen Werkstoff hergestellt. An den
Felgenstern S anschließend und als Stützstruktur der Speiche ist in jeder Speiche ein Schaumkern 5 angeordnet, der sich radial nach außen in Richtung des Felgenbettes erstreckt. Der Schaumkern 5 ist von dem Faserverbundmaterial F umhüllt und nach der Fertigstellung der Radfelge R nicht mehr sichtbar. Das Sternelement ist ebenfalls von dem Faserverbundmaterial F umhüllt, wobei die Klemmfläche 4.1 und der Felgenflansch 4.2 ausgespart sind.
Das„herausragen“ des metallischen Sternelements 4 im Bereich des Klemmbereichs 4.1 und des Felgenflansch 4.2 ist beabsichtigt, da eine Klemmung des Rades direkt auf Carbon keine sinnvollen Ergebnisse beziehungsweise Festigkeiten liefern würde.
Figur 5 zeigt eine Detailansicht der Verschraubung 3 des ersten ringförmigen Elements 1 und des zweiten ringförmigen Elements 2 mittels des ersten und zweiten Flansches 1.2, 2.2. Der erste Flansch 1.2 weist eine erste Kontur 1 K auf, die mit einer zweiten Kontur 2K des zweiten Flansches 2.2 korrespondiert. Mittels der ersten und zweiten Kontur 1 K, 2K kann eine Zentrierung der ringförmigen Elemente 1 , 2 zueinander vor der Verschraubung erfolgen.
In den Figuren 6 bis 14 sind die Einzelteile der Radfelge R und deren Kombinationen dargestellt.
Figur 6 zeigt das erste ringförmige Element 1 mit daran ausgebildetem Felgenstern, wobei lediglich der von dem Verbundfasermaterial beziehungsweise von dem Carbonfasermaterial gebildete Teil dargestellt ist. Das Verbundfasermaterial bildet das ringförmige Element 1 sowie die darin angeordneten Speichen 1.3. Sowohl das erste Felgenhorn 1 .1 als auch der Felgenflansch 1.2 sind aus dem Faserverbundmaterial gebildet. Im Zentrum ist eine große Aussparung, in der das hier nicht dargestellte Sternelement angeordnet ist. Das zweite ringförmige Element 2 ist ebenfalls aus einem Faserverbundmaterial gefertigt.
Entsprechend Figur 6 ist auch in Figur 7 das zweite Felgenhorn 1.1 und der zweite Flansch 1 .2 einteilig mit dem ringförmigen zweiten Element 2 ausgebildet.
Die Verschraubung der zwei Elemente 1 , 2 erfolgt über Schrauben, wobei der erste und zweite Flansch radiale zueinander koaxial liegende Durchgangsbohrungen 3.1 aufweist. Vorteilhafter Weise ist in dem Flansch 2.2 des ringförmigen Elements 2 eine Aussparung 2.3 für ein nicht dargestelltes Ventil beziehungsweise für den sich daran erstreckenden Reifendrucksensor vorgesehen.
In einer alternativen Ausgestaltung könnte der Felgenstern an dem zweiten ringförmigen Element 2 ausgebildet sein, sodass das erste ringförmige Element davorgesetzt wird.
Das Sternelement 4 ist als Einzelteil in Figur 8 und in einer Seitenansicht in Figur 9 dargestellt. Es weist eine zentrale Bohrung für einen Zentralverschluss mit einer diese umschließende Klemmfläche 4.1 auf, wobei sich die Klemmfläche 4.1 in Richtung des Felgenflansches 4.2 konisch verjüngt. Das Sternelement 4 weist wenigstens drei, im dargestellten Ausführungsbeispiel fünf ausgebildete Speichenelemente 4.3 auf, die sich in Form von Doppelstegen von der zentralen Bohrung in Richtung des nicht dargestellten ringförmigen Elements 1 erstrecken. Zwischen zwei, zu einem Doppelsteg ausgebildeten Speichenelementen 4.3 ist eine Aussparung 4.4 angeordnet, in die der Schaumkern eingreift.
Eine Anordnung des Sternelements 4 mit daran sich erstreckenden Schaumkernen 5 und einem Adapter A‘ mit zugehörigem Verschluss V ist in den Figuren 10 und 11 dargestellt. Das Sternelement 4 weist fünf ausgebildete Speichenelemente 4.3 auf, die sich in Form von Doppelstegen von dem Verschluss in Richtung des nicht dargestellten ringförmigen Elements 1 erstrecken. Zwischen zwei, zu einem Doppelsteg ausgebildeten Speichenelementen 4.3 ist eine Aussparung 4.4 angeordnet, in die der Schaumkern 5 mit einer korrespondierenden Kontur 5.1 eingreift.
Jeder einzelne Schaumkern 5 weist an seinem von dem Zentralverschluss Z abgewandten Ende eine Kontur 5.2 auf, die einen Übergang der Speiche in das ringförmige Element zumindest vorformt, sodass ein gleichmäßiger Übergang des Faserverbundmaterials im Bereich der Speiche zu dem Felgenbett erfolgt.
Das Sternelement 4 bildet mit den Schaumelementen 5 und dem um diese beiden Elemente angeordneten Faserverbundmaterial den Felgenstern S.
Figur 12 zeigt einen Adapter A‘ für die Montage einer Radfelge mit einer Zentralverschlussaufnahme an einer Radnabe mit einer 5-Loch Aufnahme. Der Adapter A‘ weist eine zylindrische Radaufnahme A1 für die Aufnahme der Radfelge mit einem Zentralverschluss auf, wobei die zylindrische
Radaufnahme A1 ein nicht dargestelltes Gewinde für die Zentralverschlussmutter aufweist. Der Adapter wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der Fahrzeugseite und Fahrtrichtung mit einem Links- oder Rechtsgewinde ausgeführt. Dabei sind die Adapter, die in Fahrtrichtung links montiert sind, mit einem Rechtsgewinde versehen und die entsprechend rechts montierten Adapter mit einem Linksgewinde versehen. Dies sorgt neben der Sicherungseinheit
dafür, dass die Zentralmutter des Zentralverschlusses entgegen der Laufrichtung„selbstsichernd“ wirkt bzw. wirken kann.
Des Weiteren weist der Adapter A‘ koaxial zu der zylindrischen Radaufnahme angeordnete
Bohrungen auf, wobei die Montage an der Radnabe mittels Radschrauben in fünf dafür vorgesehenen Bohrungen A2 erfolgt. Die Bohrungen A2 sind entsprechend den Radschrauben vorzugsweise kegelförmig ausgebildet und weisen eine Tiefe auf, dass die Radschrauben vollständig in dem Adapter A‘ versenkbar sind. Der Lochkreis der Bohrungen A2 des Adapters entspricht dabei dem Lochkreis der Radnabe des Kraftfahrzeuges.
Zwischen den Bohrungen A2 der Radschrauben sind zudem Bohrungen A3 für das Einlegen von Mitnehmerzapfen M vorgesehen, die ein Verdrehen der Radfelge auf dem Adapter A‘ ausschließen. Des Weiteren ist an der Stirnseite der zylindrischen Radaufnahme A1 des Adapters eine umlaufende Phase A4 für eine einfachere Montage der Radfelge vorgesehen.
Der Adapter A‘ weist des Weiteren einen äußeren Zentrierring A5 für die Zentrierung einer Radfelge mit Schnellverschluss aus einem Faserverbundmaterial auf, wobei das Sternelement den Zentrierring umschließt.
In den Figuren 13 und 14 ist die Anbindung des Sternelements 4 an eine nicht dargestellte Radnabe über einen Adapter A‘ dargestellt. Das Sternelement 4, welches das Zentrum und den Klemmbereich der Radfelge bildet, wird mittels parallel angeordneter Mitnehmerzapfen M gegen Verdrehen auf dem Adapter A‘ gesichert. Dafür sind rückseitig fünf Bohrungen 4.5 in dem Sternelement 4 vorgesehen, in die die Mitnehmerzapfen M eingreifen.
An das, an dem Adapter A‘ auf der zylindrischen Radaufnahme Teil A1 angeordnete Sternelement 4 wird der Ring I mit den Informationen bezüglich des Herstellers, der Abmessungen und anderweitiger Daten koaxial angeordnet. Im Folgenden wird das Sternelement 4 im Bereich der Klemmfläche 4.1 mittels des Zentralverschlusses Z geklemmt und an dem Adapter A‘ fixiert.
Für eine vereinfachte Darstellung ist in den Figuren 1 , 3, 4, 13 und 14 ein Deckel D als
Abschlusselement dargestellt.
In der Figur 15 ist ein Adapter in Form des erfindungsgemäßen Adapter-Kühlelements A dargestellt. Das Adapter-Kühlelement A wird anstelle des Adapters A‘ montiert und weist die gleichen Elemente wie der Adapter A‘ auf. Das Adapter-Kühlelement A weist eine zentrische zylindrische Radaufnahme A1 mit einem Gewinde A1.1 und mehreren Mitnehmerzapfen M auf. Die Mitnehmerzapfen M sind in Form von zylindrischen Hülsen ausgebildet und um die zylindrischen Radaufnahme A1 des Adapter- Kühlelements A koaxial angeordnet. Umfangsseitig ist an dem Adapter-Kühlelement A die Kühlanordnung A6 vorgesehen, die in Form von sich radial erstreckenden Kühllamellen A6.1 ausgebildet ist und in Richtung zur Bremse des Fahrzeuges angeordnet ist. Der Zentrierring A5 für die Zentrierung der Radfelge ist vor der Kühlanordnung A6 in Richtung der Radfelge angeordnet. Die Radfelge kann mit einem, mit dem Gewinde A1.1 des Adapter-Kühlelements A zusammenwirkenden
Zentralverschluss und an dem Adapter-Kühlelement A montierten Mitnehmerzapfen M an dem Adapter-Kühlelement A befestigt werden. Die Verbindung mit der Radnabe erfolgt mittels der Schrauben 6. Die Schrauben 6 sind bevorzugt in den Bohrungen A2 versenkbar angeordnet, sodass eine Radfelge darüber anordbar ist. Die Mitnehmerzapfen M sind lediglich bereichsweise in
Bohrungen A3 in dem Adapter-Kühlelement A eingelassen und mittels Senkschrauben 7 mit diesem verschraubt. Die Mitnehmerzapfen M dienen der kraftschlüssigen Verbindung zwischen dem Adapter- Kühlelement A, welches mit dem Antrieb verbunden ist und der Radfelge R. Das Adapter-Kühlelement A weist eine Zentrierbohrung A7 für die Positionierung an einer Radnabe auf.
Vorzugsweise werden in Richtung zu der hier nicht bezeichneten Längsachs des Adapter- Kühlelements A an dessen Außenumfang mehre Kühllamellen A6.1 vorgesehen.
Dies können beispielsweise 6 bis 20 Kühllamellen A6.1sein, die in einem Abstand von beispielsweise 1 bis 4 mm, insbesondere 2-3 mm zueinander beabstandet sind.
Über das Adapter-Kühlelement wird der Wärmeeintrag von der Bremsscheibe über die Radnabe zur Felge unterbunden bzw. abgeschwächt(entkoppelt). Durch diese thermische Entkopplung kann eine zu starke Erwärmung der Radfelge (z.B. beim Bremsvorgang) vermieden werden.
Durch Reduzierung der Höhe des Adapter-Kühlelements A, beispielsweise durch Abfräsen im Bereich der Kühllamellen, kann die Höhe des Adapter-Kühlelements einer geringeren Felgenbreite angepasst werden.
Figur 16 zeigt in Ergänzung zu Figur 15 eine rückseitige Darstellung des Adapter-Kühlelements A. Die Kühlanordnung A6 weist an ihrer, in Richtung des nicht dargestellten Bremstopfes weisenden Seitenflächen A6.2, in die Kühllamellen A6.1 hineinreichende Oberflächenvergrößerungen A6.3 in Form von Bohrungen und Vertiefungen auf, die der Oberflächenvergrößerung und damit einer besseren Wärmeableitung dienen.
In Figur 17 ist eine Kombination einer Radfelge R mit einer nicht bezeichneten Bremsscheibe und dem dazwischen angeordneten Adapter-Kühlelement 1 nach einer der vorangegangenen Figuren dargestellt. Die Radfelge R ist gemäß Figur 17 mittels eines Zentralverschlusses Z über das Adapter- Kühlelement A mit einer nicht dargestellten Radnabe verbunden, die hinter der Bremsscheibe angeordnet ist. Das Adapter-Kühlelement A kann in Abhängigkeit des Felgendesigns sichtbar oder nichtsichtbar von außen sein. ln Figur 18 ist ein Adapter-Kühlelement A in einer Schnittdarstellung mit einer Radfelge R mittels eines Zentralverschlusses Z verbunden, wobei die Kühlanordnung A6 eine zu der Radfelge R beabstandete korrespondierende Kontur A8 aufweist, die eine optimale Ausnutzung des zur Verfügung gestellten Bauraumes ermöglicht. Gemäß der Figur 18 weist das Adapter-Kühlelement A eine zylindrischen Radaufnahme A1 mit einem Gewinde A1.1 und mehrere Mitnehmerzapfen M auf. Die Radfelge R ist mit einem, mit dem Gewinde A1.1 des Adapter-Kühlelements A zusammenwirkenden
Zentralverschluss Z und an dem Adapter-Kühlelement A montierten Mitnehmerzapfen M an dem Adapter-Kühlelement A befestigt. Das Adapter-Kühlelement A wird durch Schrauben 6, die hier nur beispielhaft angedeutet sind, mit einer Radnabe verbunden. Die Schrauben 6 sind bevorzugt in Form von Kegelbundschrauben oder Kugelbundschrauben ausgebildet. Das Adapter-Kühlelement A weist bevorzugt eine korrespondierende Form für die Aufnahme der Schrauben 6 auf derart, dass der Schraubenkopf in einer Ausnehmung des Adapter-Kühlelements A versenkbar ist. Die Schrauben 6 können auch in Form der von dem Fahrzeug zur Verfügung gestellten Radschrauben ausgebildet sein.
Das Adapter-Kühlelement A dient gleichzeitig auch einer möglichen Spurverbreiterung des
Kraftfahrzeuges, wobei in Abhängigkeit der gewünschten Spurverbreiterung der Anlagebereich breiter oder weniger breit ausgebildet ist. Des Weiteren kann die Anzahl der Kühllamellen in Abhängigkeit der Breite des Adapter-Kühlelements variieren, um eine optimale Wärmeableitung zu erzielen.
Die Radfelge gemäß Figur 18 wird mittels eines Sicherungssystems B nach den Figuren 19 bis 23 gegen Verlieren gesichert, wobei das Sicherungssystem B anstelle des Deckels D montiert ist.
Ein zu dem Felgenystem zugehöriges Sicherungssystem B für eine Radfelge ist in Figur 19 dargestellt. Die hier nicht dargestellte Radfelge wird mittels einer Zentralmutter Z auf einer zylindrischen Radaufnahme A1 an einer Radnabe mittels des Adapter-Kühlelements A montiert. Die Radaufnahme A1 weist an Ihrem Umfang ein Außengewinde A1 .1 auf, mit dem die Zentralmutter Z nach dem Montieren der Radfelge in Eingriff bringbar ist. Die Zentralmutter Z übt eine Kraft auf einen konischen Bereich der Radfelge aus, sodass eine Kraftübertragung erfolgt.
Diese Schraubverbindung kann sich jedoch lösen, sodass eine Sicherung der Zentralmutter Z nötig wird. Die Sicherung der Zentralmutter Z erfolgt mittels eines Befestigungsringes B1 mit einem darauf aufgesteckten Halteelement B2.
Der Befestigungsring wird mittels hier fünf Formelementen B1.1 an der Radaufnahme A1 montiert. Jedoch ist auch eine Ausgestaltung mit wenigstens zwei Formelementen B1.1 denkbar. Die
Formelemente B1 .1 sind auslenkbar ausgebildet, wobei dies über ein Gelenk oder eine elastische Verformung umsetzbar ist. Die Auslenkung der Formelemente B1.1 wird mittels des an dem
Befestigungsring B1 angeordneten Halteelements B2 blockiert, wodurch eine sichere Fixierung des Befestigungsrings B1 erfolgt. Das Halteelement B2 ist deckelförmig ausgebildet und verschließt den von dem Befestigungsring B1 gebildeten Raum in Inneren des Befestigungsringes B1. Die einzelnen Bauteile des Sicherungssystems sind koaxial entlang einer Achse C angeordnet. Die Achse C ist koaxial zu der Radachse des Fahrzeuges angeordnet.
Figur 20 zeigt die Anordnung des Sicherungssystems in einer Schnittdarstellung. Figur 21 zeigt das Sicherungssystem gemäß Figur 20 in einer Detailansicht.
Die zylindrische Radaufnahme A1.1 ist an dem Adapterelement A ausgebildet.
Die Radaufnahme A1.1 weist an ihrer zylindrischen Innenwand A1.1.1 eine von der Stirnseite A1 .1 2a der Radaufnahme A1 .1 beabstandete Durchmessererweiterung A1.1.2 mit einer Anlagefläche A1 .1 2a auf, in die der Befestigungsring B1 mit daran angeordneten Formelementen B1 .1 mittels
Wirkelementen B1.2 eingreift. Das Wirkelement B1 .2 ist in Form einer hakenförmigen Erhebung ausgebildet und greift in die Durchmessererweiterung A1 .1.2 ein und fixiert den Befestigungsring B1 an der Radaufnahme A1.1 . Es wirkt ein Formschluss zwischen dem Befestigungsring B2 und der Anlagefläche A1.1 2a der Radaufnahme A1.1. Der Befestigungsring B1 weist eine umlaufende Ringfläche B1.3 auf, die an einer von der Radfelge weg weisenden Anlagefläche Z1 der Zentralmutter Z anliegt.
Die Formelemente B1.1 sind auslenkbar ausgebildet, wobei über ein Gelenk B1.4 eine
Schwenkbewegung umgesetzt wird derart, dass das Wrkelement B1 .2 annähernd eine radiale Verschiebung erfährt und so aus der Durchmessererweiterung A1.1.2 herausbewegbar ist. Die Auslenkung der Formelemente B1.1 wird mittels des an dem Befestigungsring B1 angeordneten Halteelements B2 blockiert, wodurch eine sichere Fixierung des Befestigungsrings B1 erfolgt.
Das Gelenk B1.4 ist in Form eines Passstiftes ausgebildet, wobei der Passstift mit einem ersten Ende an einem ersten Lagerpunkt B1 .5 und mit einem zweiten Ende an einem zweiten Lagerpunkt B1.6 des Befestigungsringes B1 montiert ist. Das schwenkbare Formelement B1 .1 ist zwischen dem ersten und zweiten Lagerpunkt B1.5, B1.6 des Befestigungsringes B1 positioniert.
Das Halteelement B1 weist gemäß den Figuren im Bereich eines jeden Formelements B1 .1 ein an der, in Richtung der Radachse C weisenden, Innenseite B1.7 der Formelemente eingreifendes Klippelement B2.1 aufweist, mittels dessen ein Auslenken der Formelemente B1 .1 verhinderbar ist. Das Klippelement B2.1 ist bevorzugt elastisch federnd ausgestaltet und kann so leicht eingesetzt und entnommen werden. Im Endbereich des Klippelements B2.1 weist dieses eine Verdickung auf, die hinter dem Formelement B1.1 eingreift und so ein herausfallen des Halteelements B2 verhindert.
Für eine vereinfachte Montage und Demontage des Befestigungsringes B1 weisen die Formelemente B1 .1 an ihrer nach außen weisenden Seite eine Vertiefung B1.8 auf, in der ein umlaufender, die Formelemente B1 .1 verbindender, Sprengring B3 angeordnet ist. Der Sprengring B3 wirkt in Form einer Vorspannkraft auf die Formelemente B1.1 in Richtung der Radnabe derart, dass die Formelemente in Richtung der Radnabe bei nicht montiertem Halteelement B2 ausgelenkt werden. So kann der Befestigungsring B1 bei demontiertem Halteelement B2 einfach entfernt und eingesetzt werden. Das Halteelement B2 übt eine, dem Sprengring B3 entgegengerichtete Kraft auf die
Formelemente B1.1 aus, sodass die Formelemente B1 .1 und deren Wirkelemente B1.2 radial nach außen geschwenkt werden, wodurch ein Formschluss zwischen der Anlagefläche A1.1 2a der Durchmessererweiterung A1.1.2 und den Wirkelementen B1.2 erzeugt wird.
Die Figuren 22 und 23 zeigen zwei weitere Ansichten des Befestigungsrings B1 mit dem zugehörigen Halteelement B2 in einem nicht montierten Zustand. Figur 22 zeigt eine Seitenansicht des
Befestigungsringes B1 und des Halteelements B2, Figur 23 zeigt eine schräge Rückansicht. Der Befestigungsring B1 weist Formelemente B1.1 mit daran angeordneten Wirkelementen B1.2 auf, wobei die Wirkelemente B1.2 ist in Form je einer hakenförmigen Erhebung ausgebildet sind.
Das Formelement B1.1 ist schwenkbar um das Gelenk B1.4 ausgebildet. Das Gelenk B1 .4 ist in Form eines Passstiftes ausgebildet, wobei der Passstift mit einem ersten Ende an einem ersten Lagerpunkt B1 .5 und mit einem zweiten Ende an einem zweiten Lagerpunkt B1 .6 des Befestigungsringes B1 montiert ist. Das schwenkbare Formelement B1.1 ist zwischen dem ersten und zweiten Lagerpunkt B1 .5, B1 .6 des Befestigungsringes B1 positioniert.
Das Halteelement B2 weist gemäß der Anzahl und Position der Formelemente B1.1 entsprechende Klippelemente B2.1 auf, die an der Innenseite B1 .7 der Formelemente B1.1 eingreifen. Die
Klippelemente B2.1 sind bevorzugt kreisförmig an der in Richtung des Befestigungsringes B1 weisenden Seite von dem Rand des Halteelements B2 beabstandet angeordnet.
Im Endbereich des Klippelements B2.1 weist dieses eine Verdickung auf, die hinter dem Formelement B1 .1 eingreift und so ein herausfallen des Halteelements 6 verhindert.
Das Formelement B1.1 weist an der nach außen weisenden Seite die Vertiefung B1.8 auf, in der der, die Formelemente B1.1 verbindender, Sprengring B3 angeordnet ist. Der Sprengring B3 wirkt dabei mit einer Kraft radial von außen auf die Formelemente B1.1 .
Für eine leichtere Entfernung des Halteelements B2 kann dieses umfangsseitig an der in Richtung des Befestigungsringes B1 weisenden Seite Vertiefungen aufweisen, die vom Randbereich des
Halteelements B2 mittels eines Werkzeuges erreichbar sind, sodass das Halteelement B2 aus dem Befestigungsring B1 mittels Hebelwirkung entfern bar ist.
In einer nicht dargestellten Ausführung kann das Halteelement in Form einer Schraube mit einem Außengewinde ausgebildet sein. Der Haltering weist demnach an den Innenseiten der Formelemente ein korrespondierendes Innengewinde auf, in welches das Halteelement einschraubbar ist. Auch in einer derartigen Ausgestaltung wird mittels des Halteelements ein Schwenken des Formelements durch das Halteelement verhindert. Zur Fixierung am Fahrzeug wird erst der Adapter A mit passendem Lochkreis am Fahrzeug montiert (Radbolzen separat erhältlich bzw. original Bolzen) und dann die gesamte Felge auf den Adapter A aufgesetzt und mittels Zentralmutter Z befestigt.
In Figur 24 ist eine Variante eines erfindungsgemäßen Felgensystems dargestellt, welches im
Wesentlichen wie in den vorgenannten Ausführungsbeispielen ausgebildet ist und ebenfalls eine Radfelge R mit mehreren (hier fünf) Speichenelementen 4.3 aufweist, die Einlegeteile aus
Hartschaum aufweisen (hier nicht sichtbar) und eine Außenschicht aus Faserverbundmaterial F, wobei sich das Faserverbundmaterial F in den Zwischenraum der Speichenelemente 4.3 erstreckt, so dass eine Felgenscheibe S1 mit Erhöhungen im Bereich der Speichenelemente 4.3 gebildet wird.
In Figur 25 ist ein Nabenelement in Form eines Sternelements 4 für eine Felgenscheibe dargestellt, welches eine zentrische hier nicht bezeichnete Durchgangsbohrung aufweist und umfangsseitig mit einer Art Verzahnung 4.6 in Form von Erhöhungen und Vertiefungen versehen ist.
Der Zugehörige Schaumkern 5 ist gemäß Figur 26 scheibenförmig ausgebildet und an seinem
Innendurchmesser eine Kontur 5.3 auf, die im Wesentlichen der Verzahnung des zugehörigen Sternelements 4 entspricht.
Das Sternelement 4 und der Schaumkern 5 können dadurch ineinandergreifen und werden in einem RTM Werkzeug zwischen Lagen aus Faserverbundmaterial positioniert, wobei in das Werkzeug dann Harz injiziert wird.
Figur 27 zeigt schematisch die Anordnung eines Felgensterns S oder einer Felgenscheibe S1 einer Radfelge R zwischen einem ersten und einem zweiten ringförmigen Element 1 , 2 mit zwei
Verschraubungspositionen P1 , P2. Das erste und zweite Ringförmige Element weisen an den aufeinander zuweisenden Seiten einen radial nach außen weisenden Flansch auf (hier nicht bezeichnet. Der Felgenstern S bzw. die Felgenscheibe S1 weisen an ihrem Außendurchmesser zwei axial voneinander beabstandete radial nach außen weisende Flansche aus Faserverbundmaterial auf.
Ein Flansch wird in Bereich einer ersten Verschraubungsposition P1 mit dem Flansch des ersten ringförmigen Elements 1 verschraubt und der zweite Flansch des Felgensterns S oder der
Felgenscheibe S1 mit dem Flansch des zweiten ringförmigen Elements 2 in der
Verschraubungsposition P2. Die zur Verschreibung vorgesehenen Flansche des Felgensterns 2 oder der Felgenscheibe 2.1 bestehen aus Faserverbundmaterial F, mit dem auch der Schaumkern 5 ummantelt ist.
In Figur 28 ist die Anordnung eines Felgensterns 2 oder einer Felgenscheibe 2.1 einer Radfelge R zwischen zwei ringförmigen Bereichen 1 , 2 mit nur einer Verschraubungsposition P1 dargestellt.
Zwischen den nicht bezeichneten radial nach außen weisenden Flanschen des ersten und zweiten ringförmigen Bereichs 1 , 3 sitzt ebenfalls der Felgenstern 2 oder die Felgenscheibe 2.1 , wobei die nicht bezeichnete Verschraubung durch den Hartschaum (Schaumkern 5) führt. Dazu sind in dem Schaumkern 5 im Bereich der Verschraubungen metallische Hülsen H zur Stabilisierung der
Verschraubungen vorgesehen. Diese werden als Einlegeteile eingebettet. Auch hier ist der
Schaumkern 5 mit Faserverbundmaterial F ummantelt.
Bei den Varianten der Figuren 27 und 28 bestehen das erste und das zweite Ringelement 1 , 2 nur aus Faserverbundmaterial.
Gemäß eines nicht dargestellten Ausführungsbeispiels kann die Felgenscheibe auch mit dem ersten ringförmigen Element 1 oder mit den zweiten ringförmigen Element 2 einteilig ausgebildet sein.
Die erfindungsgemäße Lösung stellt ein Felgensystem zur Verfügung, mit dem eine Radfelge mit einem Hybridaufbau zur Verfügung gestellt wird, die aufgrund ihres modularen Aufbaus
unterschiedlichen Anforderungen, Reifenbreiten und Fahrzeugen einfach anpassbar ist
Zusammenfassend werden mit der erfindungsgemäßen Radfelge führende Vorteile im Vergleich zum Stand der Technik erzielt:
• wegweisender Werkstoff der Zukunft,
• Leichtbau = Effizienz = Performance-Steigerung,
• keine komplizierten Geometrien durch Mehrfach-Stresspunkte (siehe herkömmliche Vier-, Fünf-/ Sechsloch bohrung),
• Centerlock für Motorsport-Charakter,
• Centerlock für aufgeräumte Optik,
• Centerlock für Werkstoffgerechten Aufbau,
• Mehrteiligkeit für optimale Angebotspalette,
• Mehrteiligkeit für optimale Lagerhaltung,
• Mehrteiligkeit für Kostensenkung (statt Komplettradkauf nur neuer Stern),
• Mehrteiligkeit für Kostensenkung im Schadenfall (z.B. bei Bordsteinschaden statt
Komplettradkauf nur neuer Stern),
• Gewichtsersparnis = Verbrauchssenkung = weniger Reifenbelastung/-abrieb
(7kg leichter als vergleichbares Alurad),
• Agilität und Spurtreue insbesondere bei Kurvenfahren wird deutlich verbessert (deutliche
Sicherheits-Reserven),
• CFK als Werkstoff gilt im Allgemeinen als hochwertig und leistungsfähig,
• passiver Diebstahlschutz, da Centerlock noch Exotisch und Exklusiv ist (am
Schwarzmarkt nahezu nicht vorhanden),
• mit Hinblick auf E-Mobility bessere Reichweite durch Gewichtsreduktion um 28kg
bei vier Rädern. Der/die Schaumkerne in Felgenaufbau gewährleistet/gewährleisten ein geringeres Gewicht als bei herkömmlichen Felgen, die aus nur aus Faserverbundmaterial gefertigt sind, da diese eine höhere Materialstärke des Fasermaterials und somit insbesondere im Bereich der Speichen eine sehr große Laminatdichte und viele Zuschnitte erforderlich sind.
Das Gewicht der erfindungsgemäßen Felge beträgt beispielsweise bei einer 20“ Felge (ohne Adapter) weniger als 6kg.
Durch den Einsatz von Einlagen (Einlegeteilen) aus Hartschaum wird mit diesem neuartigen
Sandwichaufbau der Felge eine hohe Strukturfestigkeit bei einem geringeren Fertigungsaufwand erreicht, da weniger Zuschnitte benötigt werden.
Das Faserverbundmaterial wird dabei bevorzuge aus Laminaten in Form von Karbonfasermaterial zur Verfügung gestellt. Der insbesondere Zug- und Druckstabile Hartschaum besteht beispielsweise aus PUR, PP, Acryl, Acrylat. Weiterhin kann auch ein Faserverstärkter Hartschaum verwendet werden, der beispielsweise Glasfasern, Karbonfasern, Aramidfasern usw. aufweist.
Vorteilhaft für die Kraftübertragung ist, dass das mittige Nabenelement (Sternelement) an seinen Außenumfang eine sternförmige Struktur oder eine Verzahnungsstruktur aufweist, mit der der/die Schaumkerne in Wirkverbindung stehen.
Derartige Radfelgen werden insbesondere für sportliche PKWs und Sportwagen bzw. im Rennsport eingesetzt.
Bezuqszeichenliste
Zentrierbohrung
1 Erstes ringförmiges Element A7
Erstes Felgenhorn A8 Kontur
1 .1
Erster Flansch B Sicherungssystem 1.2
1.3 Speiche B1 Befestigungsring
Erste Kontur B1.1 Formelement
1 K
ringförmiges Element B1.2 Wirkelement
2 Zweites
B1 .3 Ringfläche
2.1 Zweites Felgenhorn
Zweiter Flansch B1.4 Gelenk
2.2
B1 .5 Erster Lagerpunkt
2K Zweite Kontur
Schraubverbindu B1 .6 Zweiter Lagerpunkt
3 ng
4 Nabenelement B1 .7 Innenseite
Klemmfläche B1 .8 Vertiefung
4.1
Felgenflansch B2 Halteelement
4.2
B2.1 Klippelement
4.3 Speichenelement
B3 Sprengring
4.4 Aussparung
Bohrung D Deckel
4.5
4.6 Verzahnung H Hülsen
5 Schaumkern I Ring
Kontur M Mitnehmerzapfen
5.1
5.2 Kontur R Radfelge
Kontur S Felgenstern
5.3
6 Rads S1 Felgenscheibe
chrauben
7 Senkschrauben V Ventil
Z Zentralverschluss/Zentralmutter
Adapter Z1 Anlagefläche
A‘
A Adapter-Kühlelement
A1 zylindrische Radaufnahme
A1 .1 Gewinde
A1 .1.1 zylindrischen Innenwand
A1 .1.2 Durchmessererweiterung
A1 .1.2a Anlagefläche
A2 Bohrung
A3 Bohrung
A4 Phase
A5 Zentrierring
A6 Kühlanordnung
A6.1 Kühllamellen
A6.2 Seitenfläche
A6.3 Oberflächenvergrößerung

Claims

Patentansprüche
1. Felgensystem mit Zentralverschluss
mit einer Radfelge mit einem vorderen ersten Felgenhorn und einem zum Fahrzeug weisenden hinteren zweiten Felgenhorn sowie einem sich dazwischen erstreckenden Felgenbett und
o einem Felgenstern mit mehreren Speichen oder
o einer Felgenscheibe
sowie
mit Mitteln für eine zentrale Aufnahme an einem Kraftfahrzeug am Innendurchmesser des Felgensterns oder der Felgenscheibe,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Radfelge in Hybridbauweise ausgebildet ist, wobei
der Felgenstern oder die Felgenscheibe
o am Innendurchmesser ein metallisches Nabenelement aufweist,
o einen oder mehrere sich vom metallischen Nabenelement radial nach außen
erstreckende Kerne aus Hartschaum vorhanden sind und
o wobei der oder die Kerne aus Hartschaum und das metallische Nabenelement als Einlegeteile in einem ein- oder mehrlagigen Faserverbundmaterial angeordnet sind das vordere erste und hintere zweite Felgenhorn und das Felgenbett aus einer oder mehreren Lagen aus Faserverbundmaterial bestehen
und dass
die Mittel für eine zentrale Aufnahme der Radfelge an einem Kraftfahrzeug an dem metallischen Nabenelement ausgebildet sind
oder dass
die Radfelge über ein mit dem metallischen Nabenelement in Wirkverbindung bringbares Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist,
o wobei bedarfsweise ein Sicherungssystem für die Radfelge vorhanden ist, mit dem eine Zentralmutter die auf ein Außengewinde einer Felgenaufnahme des
Adapterelements geschraubt ist, verliergesichert ist
und /oder
o wobei bedarfsweise das Adapterelement in Form eines Adapter-Kühlelements mit einer Kühlanordnung ausgebildet ist.
2. Felgensystem, nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Radfelge wenigstens zweiteilig ausgebildet ist derart, dass das Felgenbett aus wenigstens einem ersten ringförmigen Element aus Faserverbundmaterial mit einem ersten umlaufenden Felgenhorn und wenigstens einem koaxial angeordneten zweiten ringförmigen Element aus Faserverbundmaterial mit einem zweiten umlaufenden Felgenhorn zur Aufnahme eines Reifens ausgebildet ist,
wobei das erste oder zweite ringförmige Element einteilig mit dem Felgenstern oder der Felgenscheibe ausgebildet ist oder
wobei der Felgenstern oder die Felgenscheibe separat ausgebildet ist und zwischen dem ersten und zweiten Felgenhorn befestigt ist.
3. Felgensystem nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrische
metallische Nabenelement eine mittige Bohrung und eine zentrale Aufnahme mit einer
Klemmfläche für eine Zentralmutter und einen Felgenflansch für die Montage an einem
Kraftfahrzeug aufweist und wobei die Radfelge über das Nabenelement oder über mit dem Nabenelement wirkverbundenem Adapterelement mit dem Kraftfahrzeug verbindbar ist und wobei das metallische Nabenelement an seinen Kontaktflächen zum Fahrzeug und/oder zum
Adapterelement und/oder zur Zentralmutter von dem Faserverbundmaterial freigelassen ist.
4. Felgensystem mach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das erste ringförmige Element eine dem ersten Felgenhorn abgewandte erste Stirnseite und das zweite ringförmige Element eine dem zweiten Felgenhorn abgewandte zweite Stirnseite aufweist und dass das erste und zweite ringförmige Element an der ersten und zweiten Stirnseite aneinander anliegen und lösbar miteinander verbunden sind oder dass zwischen dem ersten und dem zweiten ringförmigen Element der Felgenstern oder die Felgenscheibe befestigt ist.
5. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die dem
Felgenhorn abgewandte Stirnseite des ersten ringförmigen Elements in Form eines radial nach außen abgewinkelten ersten Flansches ausgebildet ist und dass die dem Felgenhorn abgewandte Stirnseite des zweiten ringförmigen Elements in Form eines radial nach außen abgewinkelten zweiten Flansches ausgebildet ist.
6. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Flansch eine in Richtung des zweiten Flansches weisende erste Kontur aufweist und dass der zweite Flansch eine in Richtung zu dem ersten Flansch weisende zweite, zu der ersten korrespondierende Kontur aufweist derart, dass die erste und die zweite Kontur ineinander eingreifbar und das erste und zweite ringförmige Element dadurch zueinander zentrierbar sind und dass der erste und der zweite Flansch miteinander verschraubt sind oder dass bei einer Anordnung des Felgensterns oder der Felgenscheibe zwischen dem ersten und zweiten Flansch der Felgenstern oder die Felgenscheibe eine Zentrierkontur aufweist, die mit der ersten und zweiten Kontur des ersten und zweiten Flansches korrespondiert und dass der erste und zweite Flansch mit dem dazwischen liegenden Felgenstern oder der Felgenscheibe miteinander verschraubt sind.
7. Felgensystem nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschraubung in einem montierten Zustand eines Reifens vom Reifen abgedeckt ist.
8. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das zentrale metallische Nabenelement (4) an seinem Außenumfang mehrere sich radial nach außen erstreckende Vorsprünge aufweist, wobei
bei einer Felgenscheibe zwischen die Vorsprünge mindestens ein Einlegeteil aus
Hartschaum eingreift
und bei einem Felgenstern im Bereich jeder Speiche des Felgensterns mindestens ein Einlegeteil aus Hartschaum vorhanden ist, welches zwischen mindestens zwei Vorsprünge des Nabenelements eingreift.
9. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagen des Faserverbundmaterials entsprechend ihrer Festigkeit und der Zugrichtung angeordnet sind.
10. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das
Faserverbundmaterial aus Carbon, Aramid, Glasfaser oder einer Kombination der vorgenannten Materialien besteht.
11. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein RFID-Chip in die Radfelge integriert ist, wobei auf dem Chip die Felge betreffende Daten gespeichert sind.
12. Felgensystem nach eiriem der Ansprüche 1 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der RFID-Chip über ein Auslesegerät in Form eines Smartphones oder eines anderen insbesondere mobilen Endgerätes auslesbar ist.
13. Felgensystem nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die ein- oder mehrteilige Radfelge mittels eines geregelten RTM-Verfahrens hergestellt ist.
14. Sicherungssystem für eine Radfelge nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine
zylindrische Felgenaufnahme an dem Adapterelement vorhanden ist, auf dem die Radfelge an ihrem zentralen metallischen Nabenelement aufgenommen ist, sowie mit einer Zentralmutter, die auf ein Außengewinde der Radaufnahme des Adapterelements geschraubt ist, wobei die
Radaufnahme an ihrer zylindrischen Innenwand eine von der Stirnseite der Radaufnahme beabstandete Durchmessererweiterung mit einer Anlagefläche aufweist und dass ein
Befestigungsring mit einer umlaufenden Ringfläche an einer von der Radfelge weg weisenden Anlagefläche der Zentralmutter anliegt und dass der Befestigungsring wenigstens zwei auslenkbare Formelemente mit Wirkelementen aufweist, die zumindest bereichsweise mit der
Anlagefläche in Wirkverbindung sind, wobei die Formelemente mittels eines Halteelements lösbar in Wirkverbindung fixierbar sind.
15. Sicherungssystem nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente mittels eines Gelenks schwenkbar mit dem Befestigungsring verbunden sind, wobei das Gelenk in Form eines Passstiftes ausgebildet ist, wobei der Passstift mit einem ersten Ende an einem ersten Lagerpunkt und mit einem zweiten Ende an einem zweiten Lagerpunkt des Befestigungsringes montiert ist und dass das Formelement zwischen dem ersten und zweiten Lagerpunkt des Befestigungsringes angeordnet ist.
16. Sicherungssystem nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente an ihrer nach außen weisenden Seite eine Vertiefung aufweisen, in der ein umlaufender Sprengring angeordnet ist, wobei der Sprengring eine in Richtung der Radnabe weisende Kraft ausübt derart, dass die Formelemente in Richtung der Radnabe ausgelenkt werden, wobei bei montiertem Halteelement das Halteelement eine dem Sprengring entgegengerichtete Kraft ausübt, sodass die Wirkelemente der Formelemente mit der Anlagefläche der
Durchmessererweiterung in Wirkverbindung stehen, wobei das Wirkelement insbesondere in Form einer, sich radial nach außen erstreckenden Erhebungen ausgebildet ist.
17. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Halteelement auf den Befestigungsring aufsteckbar ist derart, dass das Halteelement im Bereich eines jeden Formelements ein an der, in Richtung der Radachse weisenden, Innenseite der Formelemente eingreifendes Klippelement aufweist, mittels dessen ein Auslenken der
Formelemente verhinderbar ist.
18. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Formelemente zumindest bereichsweise ein Innengewinde aufweisen und dass in das
Innengewinde das Halteelement in Form einer Halteschraube eingesetzt ist derart, dass die Formelemente in Ihrer Position fixiert sind und/oder dass die Formelemente einteilig elastisch federnd an dem Befestigungsring ausgebildet sind.
19. Sicherungssystem nach einem der Ansprüche 14 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass der in Richtung der Radfelge nach außen weisende Randbereich der Formelemente angefast ist.
20. Adapter-Kühlelement für ein Felgensystem nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Adapter-Kühlelement koaxial auf einer Radachse zwischen einer Radfelge und einem, an einer
Radnabe befestigten Bremstopf einer Bremsscheibe montiert ist und in Richtung zum hinteren Felgenhorn eine umfangsseitig angeordnete Kühlanordnung aufweist.
21. Adapter-Kühlelement nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapter- Kühlelement eine zentrische zylindrische Radaufnahme mit einem Gewinde und mehreren Mitnehmerzapfen aufweist derart, dass die Radfelge mit einem, mit dem Gewinde des Adapter- Kühlelements zusammenwirkenden Zentralverschluss und den Mitnehmerzapfen an dem Adapter-Kühlelement und dadurch an der Radnabe befestigbar ist.
22. Adapter-Kühlelement nach Anspruch 20 und 21 , dadurch gekennzeichnet, dass die
Kühlanordnung in Form von wenigstens zwei sich radial zu der Radachse erstreckenden Kühllamellen ausgebildet ist.
23. Adapter-Kühlelement nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die
Kühlanordnung Mittel zur Oberflächenvergrößerung in Form von in wenigstens eine Kühllamelle hineinreichenden Bohrungen aufweist.
24. Adapter-Kühlelement nach einem der Ansprüche 20 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapter-Kühlelement eine Zentrierbohrung und Durchgangsbohrungen für das Durchschrauben von Radschrauben aufweist oder dass das Adapter-Kühlelement eine Zentrierbohrung und Gewindebohrungen für die Aufnahme von Radschrauben aufweist.
25. Adapter-Kühlelement nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Adapter- Kühlelement einen äußeren Zentrierring für die Zentrierung einer Radfelge mit Schnellverschluss aus einem Faserverbundmaterial aufweist.
EP19790119.2A 2018-08-24 2019-08-23 Felgensystem mit zentralverschluss sowie sicherungssystem und adapterelement für das felgensystem Withdrawn EP3840959A2 (de)

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