ОБОД КОЛЕСА ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА

Область техники, к которой относится полезная модель
Полезная модель относится к ободу колеса транспортного средства, содержащему дно обода колеса и диск колеса, где дно обода колеса содержит в целом аксиально-вытянутую область, и диск колеса содержит в целом аксиально-вытянутую область.
Уровень техники
Контакт между автомобильными транспортными средствами и землей в наши дни, как правило, устанавливается посредством колес транспортного средства. Указанные колеса состоят из обода колеса и шины, установленной на обод колеса. Обод колеса, как правило, состоит из диска колеса, который соединен с дном обода колеса.
Колеса относятся к неподрессоренным массам транспортного средства. Чтобы сделать возможными характеристики спортивного вождения, например, посредством хороших характеристик управляемости или быстрого разгона, а также чтобы повысить комфорт транспортного средства, предпочтительно, чтобы неподрессоренная масса на транспортном средстве была как можно меньше.
С этой целью, в частности, в спортивных машинах, используются обода колес, которые, благодаря особенно экономному использованию материала, или благодаря использованию особенно легких материалов, имеют малый общий вес. Несмотря на желательное снижение веса, необходимо обеспечить адекватную прочность обода колеса.
Обода колес, состоящие из алюминия или магния, известны из предшествующего уровня техники. Более того, обода колес изготавливают из волокнистых композитных материалов, таких как, например, CFRP (пластик, армированный углеродными волокнами).
Здесь, в частности, CFRP-обода колес должны быть сконструированы так, чтобы они могли выдерживать силы, которые возникают в процессе эксплуатации, и так чтобы демонстрировать адекватно высокую устойчивость к возникновению дефектов.
Из патентного документа DE 19807943 С2 известен обод колеса транспортного средства, по сути такой как упомянут выше. Он содержит дно обода колеса и диск колеса. Диск колеса состоит из первого оболочного элемента и второго оболочного элемента.
В упомянутом решении предшествующего уровня техники переход с диска колеса или области спиц ко дну обода колеса является местоположением, которое рассматривается как критическое.
Раскрытие полезной модели
Поэтому задачей данной полезной модели является создание обода колеса транспортного средства, который, в частности, в области соединения между диском колеса и дном обода колеса, демонстрирует адекватную прочность, соответствующую используемому материалу. Задача данной полезной модели решена путем создания обода колеса транспортного средства, содержащего признаки по пункту 1 формулы полезной модели.
Полезная модель относится к ободу колеса транспортного средства, содержащему дно обода колеса и диск колеса, где дно обода колеса имеет в целом аксиально-вытянутую область, и диск колеса имеет в целом аксиально-вытянутую область, где диск колеса и дно обода колеса соединены друг с другом в аксиально-вытянутых областях (3, 8, 9). Соответственно, задача данной полезной модели решена путем предусмотрения в ободе в целом аксиально-вытянутой области, предназначенной для обеспечения фиксированного соединения между дном обода колеса и диском колеса.
Посредством соединения диска колеса и дна обода колеса во в целом аксиально-вытянутой области, возможно, чтобы силы, такие как, в частности, сдвигающие силы, распределялись особенно выгодным образом даже по точке соединения. Образование в целом аксиально-вытянутой области в каждом случае в дне обода колеса и в диске колеса дает в результате, в зависимости от осевой длины областей, большую зону нахлеста, посредством которой особенно высокий уровень прочности может быть достигнут в пределах точки соединения. Здесь осевые области выгодно образованы как кольцеобразно охватывающие области.
В дальнейшем предпочтительном варианте осуществления предпочтительно, чтобы диск колеса образовывал коническую принимающую область. Указанная принимающая область может предпочтительно служить для размещения ступицы колеса.
Коническая приемная часть, образованная диском колеса, служит, в частности, для размещения ступицы колеса. Здесь коническая форма особенно предпочтительна, потому что коническая форма создает центрирующее действие при установке обода колеса. Это способствует процессу установки обода колеса на транспортное средство.
Также целесообразно, чтобы диск колеса был образован из первого оболочного элемента и второго оболочного элемента. Указанные оболочные элементы могут предпочтительно образовывать полость, расположенную между оболочными элементами.
В одном предпочтительном варианте усовершенствования может быть обеспечено, чтобы диск колеса был образован тремя оболочными элементами.
Здесь может также быть целесообразным, чтобы третий оболочный элемент был размещен как промежуточная деталь между первым оболочным элементом и вторым оболочным элементом. Здесь промежуточная деталь может радиально изнутри соединять друг с другом два других оболочных элемента, в частности, в области конической принимающей области.
В результате выполнения диска колеса из множества оболочных элементов, возможно создать диск колеса, для которого характерно особенно малое использование материала и, таким образом, особенно малый общий вес. Здесь, в зависимости от конфигурации, целесообразно, чтобы диск колеса был образован двумя или тремя оболочными элементами.
Использование пластика, армированного углеродными волокнами, в частности, предъявляет особенно высокие требования к конфигурации отдельных элементов, например, потому что процессы механического соединения, такие, которые используются с металлическими компонентами, не могут использоваться или могут использоваться только до определенной степени. Более того, машинная резка, например, пластика, армированного углеродными волокнами, возможна только с высокими затратами.
Далее может быть предпочтительным, чтобы оболочные элементы соединялись друг с другом таким образом, чтобы они по меньшей мере частично соединялись внахлест.
Соединение внахлест между отдельными оболочными элементами предпочтительно дает в результате в каждом случае соединительную поверхность, на которой оболочные элементы могут быть соединены друг с другом, чтобы образовать готовый диск колеса. За исключением формирования пригодной соединительной поверхности, также возможно, чтобы соответствующая форма создавалась между оболочными элементами посредством соединения внахлест, что оказывает выгодное влияние на прочность диска колеса.
Далее предпочтительно, чтобы диск колеса создавался посредством клеевого соединения или уплотненного соединения оболочных элементов друг с другом.
Клеевое соединение компонентов друг с другом особенно предпочтительно, потому что адгезионная связь не приводит к механическому повреждению материала, такому как случается, например, в случае клепаных соединений или винтовых соединений. Таким образом, структурная целостность диска колеса не подвергается негативному воздействию, связанному с разрушающим действием надреза, возникающего вследствие образования высверленных отверстий.
В одном особенно предпочтительном варианте усовершенствования предлагается, чтобы дно обода колеса и диск колеса соединялись друг с другом, таким образом, чтобы точка соединения была двухслойной и/или трехслойной и/или многослойной формы.
Посредством многослойной конфигурации точки соединения прочность точки соединения и, таким образом, жесткость обода колеса в целом может быть увеличена. Таким образом, обод колеса может подвергаться большей нагрузке без деформирования или повреждения соединения.
Также предпочтительно, чтобы диск колеса содержал отверстие в области, расположенной смежно с точкой соединения.
Отверстие в диске колеса предпочтительно, потому что такое отверстие требуется для охлаждения тормозов на транспортном средстве.
В дальнейшем особенно целесообразном варианте усовершенствования полезной модели также предлагается, чтобы диск колеса соединялся с дном обода колеса посредством клеевого соединения.
Подобно соединению оболочных элементов диска колеса, соединение диска колеса с дном обода колеса также предпочтительно создается посредством клеевого соединения, потому что таким образом можно избежать негативного действия влияния надреза, которое могут возникать из-за использования клепаных соединений или винтовых соединений.
Более целесообразно, чтобы дно обода колеса зацеплялось сзади диском колеса в области, смежной с точкой соединения.
Посредством такой конфигурации зацепления сзади в дополнение к клеевому соединению также возможно создание соответствия формы между дном обода колеса и диском колеса, что дополнительно увеличивает жесткость обода колеса.
Более того, также предпочтительно, чтобы диск колеса и/или дно обода колеса изготавливались из пластика, армированного углеродными волокнами (CFRP).
Использование пластика, армированного углеродными волокнами, позволяет изготавливать особенно легкий обод колеса. Легкий обод колеса снижает неподрессоренные массы транспортного средства и, таким образом, способствует улучшению динамики транспортного средства. Это предпочтительно, в частности, в случае спортивных машин.
Предпочтительные варианты усовершенствования описаны в зависимых пунктах формулы полезной модели и в следующем описании фигур.
Краткое описание графических материалов
Полезная модель будет подробно объяснена ниже на основе примерных вариантов осуществления и со ссылкой на графические материалы, на которых:
Фигура 1 показывает вид сечения обода колеса по средней плоскости, причем обод колеса содержит дно обода колеса и содержит диск колеса,
Фигура 2 показывает подробный вид альтернативной конфигурации диска колеса в области приемной части для ступицы колеса, и
Фигура 3 показывает дальнейшую альтернативную конфигурацию диска колеса в области приемной части для ступицы колеса.
Осуществление полезной модели
Фигура 1 показывает сечение по средней плоскости обода 1 колеса. Здесь проиллюстрирована только верхняя половина обода 1 колеса, потому что указанный обод колеса аксиально-симметричен по отношению к центральной оси 6. Обод 1 колеса состоит из дна 2 обода колеса и диска 16 колеса. Диск 16 колеса соединен с дном 2 обода колеса, посредством чего образован обод 1 колеса.
Дно 2 обода колеса содержит аксиально-вытянутую область 3, которая расположена в левой трети дна 2 обода колеса.
Дно 2 обода колеса, показанное на фигуре 1, ориентировано так, чтобы левая область составляла ту сторону обода 1 колеса, которая отвернута от транспортного средства, а правая область составляла ту сторону обода 1 колеса, которая обращена к транспортному средству.
Исходя из аксиально-вытянутой области 3 дна 2 обода колеса, профиль дна 2 обода колеса, примыкающий слева и справа, поднимается, исходя из осевой области 3. В примерном варианте осуществления дна 2 обода колеса, показанном на фигуре 1, аксиально-вытянутая область 3, таким образом, образует нижнюю точку дна 2 обода колеса.
В примерном варианте осуществления, показанном на фигуре 1, диск 16 колеса образован из первого оболочного элемента 4 и из второго оболочного элемента 5. Указанные два оболочных элемента 4, 5 размещены относительно друг друга так, чтобы они образовывали область 10 соединения внахлест, в которой они соединены друг с другом в своей нижней области. Более того, оболочный элемент 4 и оболочный элемент 5 соеденены внахлест в верхней области, обращенной ко дну 2 обода колеса, где указанные оболочные элементы таким же образом соединены друг с другом.
Как дно 2 обода колеса, так и оболочные элементы 4, 5 аксиально-симметричны по отношению к центральной оси 6 обода 1 колеса.
Оболочный элемент 4 имеет аксиально-вытянутую область 8, и оболочный элемент 5 имеет аксиально-вытянутую область 9. Два оболочных элемента 4, 5 соединены друг с другом осевыми областями 8, 9.
Более того, в точке 17 оболочный элемент 5 зацепляется сзади оболочным элементом 4, посредством чего, в дополнение к соединению в осевой области 8, 9, создается соответствие форме, которое также повышает устойчивость соединения оболочных элементов 4, 5.
В одном предпочтительном варианте осуществления оболочные элементы 4, 5 приклеенные друг к другу, так чтобы образовывать диск 16 колеса. С этой целью оболочные элементы 4, 5 приклеенные друг к другу в области их соединения внахлест 10, а также в области осевой протяженности 8, 9. Посредством клеевого соединения избегают влияния надреза, которое могут возникать в результате альтернативных способов соединения, таких как, например, винтовые соединения или клепаные соединения. Это повышает прочность диска 16 колеса.
Оболочные элементы 4, 5 сконструированы так, чтобы между ними образовывалась полость 14.
Здесь оболочный элемент 5 состоит в целом из двух колен, которые ориентированы под углом приблизительно 90° по отношению друг к другу. Здесь первое колено содержит отверстие 7 и, смежно с последним, от начальной точки двух колен, в целом осевую область 9, которая проходит под углом по отношению к первой части колена. Перед осевой областью 9 и сзади нее первое колено содержит поднимающиеся стенки, посредством которых вокруг осевой области 9 легко образуется U-образная область. Первое колено проходит в целом в направлении центральной оси 6 обода 1 колеса.
Второе колено длиннее, чем первое колено, и проходит в целом в направлении от дна 2 обода колеса к центральной оси 6. Второе колено имеет, в своей конечной области, изогнутую часть области, которая, в собранном состоянии, образует область 10 соединения внахлест с оболочным элементом 4, и которая ориентирована в направлении центра дна 2 обода колеса.
Оболочный элемент 4 в целом образует форму Z. Здесь верхнее колено проходит в целом в направлении центральной оси 6. Указанное верхнее колено содержит отверстие 7 и смежно с последним, как видно из точки соединения верхнего и среднего колен, осевую область 8. Указанная осевая область 8 проходит под углом по отношению к опорному верхнему колену. Исходя из осевой области 8, стенка, которая образует колено, поднимается к точке соединения верхнего и среднего колен.
Среднее колено оболочного элемента 4 проходит в целом в направлении от дна 2 обода колеса к центральной оси 6. Конечная область среднего колена содержит изогнутую часть области, к которой примыкает нижнее колено оболочного элемента 4.
Нижнее колено оболочного элемента 4 проходит в целом параллельно верхнему колену оболочного элемента 4. У своего конца нижнее колено содержит изогнутую кверху часть области. В полностью собранном состоянии указанная изогнутая кверху часть области расположена напротив изогнутой части области второго колена оболочного элемента 5 и вместе с ней образует область 10 соединения внахлест двух оболочных элементов 4, 5.
В альтернативных вариантах осуществления оболочные элементы 4, 5 могут также иметь конфигурацию, отличную от показанного здесь проекта. Здесь конструкция, показанная на фигуре 1, составляет всего лишь один предпочтительный примерный вариант осуществления, и не исключает других конфигураций.
Для обода 1 колеса согласно полезной модели характерен, в частности, малый вес. Это достигается при помощи выбора целесообразного материала, такого как, в случае фигуры 1, пластик, армированный углеродными волокнами (CFRP).
Более того, толщину стенки элементов, таких как, например, дно 2 обода колеса или диск 16 колеса, по возможности сводят к минимуму. С этой целью, в частности, размеры компонентов являются такими, чтобы они могли выдерживать силы и нагрузки, которые возникают впоследствии в процессе эксплуатации. Поскольку, в частности, точка соединения 15, в которой дно 2 обода колеса соединено с диском 16 колеса, подвергается воздействию больших сдвигающих сил, здесь предпочтительно обеспечивать особенно устойчивую конструкцию обода 1 колеса.
Диск 16 колеса соединен по аксиально-вытянутой области 9 оболочного элемента 5 с аксиально-вытянутой областью 3 дна 2 обода колеса. Соединение между диском 16 колеса и дном 2 обода колеса сходным образом создается посредством клеевого соединения. Осевые области 3, 8, 9 создают плоскую соединительную поверхность, которая обеспечивает хороший контакт между диском 16 колеса, состоящим из двух оболочных элементов 4, 5, и дном 2 обода колеса.
Соединение диска 16 колеса с дном 2 обода колеса создает удвоение или утроение материала в точке соединения 15. По аксиально-вытянутой области 3 дна 2 обода колеса удвоение материала осуществляется оболочным элементом 5, а точнее его аксиально-вытянутой областью 9. Дополнительно утроение материала осуществляется в частях областей аксиально-вытянутой области 3 оболочным элементом 4, который примыкает к оболочному элементу 5 в нисходящем направлении.
Указанное удвоение или утроение материала также повышает жесткость обода 1 колеса.
В дополнение к клеевому соединению между диском 16 колеса и дном 2 обода колеса, две точки 12, 13 зацепления сзади осуществляются оболочным элементом 5, что формирует дополнительное соответствие формы между диском 16 колеса и дном 2 обода колеса. Это дополнительно повышает жесткость обода 1 колеса в целом и, в частности, в области точки 15 соединения, способствуя возможности передачи больших сил и крутящих моментов.
Слева от точки 15 соединения диск 16 колеса содержит отверстие 7. Указанное отверстие 7 проходит как через оболочный элемент 4, так и через оболочный элемент 5. Отверстие 7, которое показано в сечении на фигуре 1, является всего лишь одним из множества отверстий 7. Здесь отверстия 7 расположены радиально охватывающим образом по окружности диска 16 колеса. Указанные отверстия могут быть расположены либо с постоянным, либо с непостоянным интервалом.
На своем конце, удаленном от дна 2 обода колеса, диск 16 колеса образует коническую область, которая расширяется слева направо. Указанная область составляет область 11 ступицы. Для установки на транспортное средство обод 1 колеса, таким образом, толкают областью 11 ступицы на ступицу колеса транспортного средства и жестко соединяют со ступицей колеса, например, при помощи винтового элемента.
Посредством конструкции обода 1 колеса согласно полезной модели, как показано на фигуре 1, формируют обод 1 колеса, для которого характерен особенно малый вес и, в то же время, особенно высокая жесткость. В дополнение к использованию клеевого соединения предусмотрено, в частности, чтобы диск 16 колеса также был закреплен по отношению к дну 2 обода колеса посредством механических точек 12, 13 зацепления сзади, так чтобы соединение между диском 16 колеса и дном 2 обода колеса было особенно устойчивым и могло, таким образом, передавать большие силы и крутящие моменты.
В альтернативных вариантах осуществления диск 16 колеса может также быть образован оболочными элементами, которые отличаются в плане своей формы от показанных здесь оболочных элементов 4, 5. Альтернативные примерные варианты осуществления проиллюстрированы на фигурах 2 и 3.
Фигура 2 показывает альтернативную конфигурацию точки 22 соединения двух оболочных элементов 20, 21, которые образуют альтернативный диск 25 колеса. В отличие от фигуры 1, левый оболочный элемент 20, который на фигуре 1 является оболочным элементом 5, теперь сконструирован так, чтобы область соединения внахлест между оболочным элементом 20 и правым оболочным элементом 21 располагалась вдоль одной из боковых поверхностей области 23 ступицы.
Левый оболочный элемент 20 соответствует в плане своей базовой конструкции оболочному элементу 5 по фигуре 1. В отличие от него, оболочный элемент 20 теперь содержит третье колено, которое примыкает к изогнутой конечной области второго колена.
Указанное третье колено проходит в целом прямолинейно в направлении центральной оси 24.
В отличие от оболочного элемента 4, оболочный элемент 21 в этом случае не имеет изогнутой концевой области на своем нижнем колене, но, подобно третьему колену оболочного элемента 20, проходит в целом прямолинейно в направлении центральной оси 24.
Третье колено оболочного элемента 20 и нижнее колено оболочного элемента 21 вместе образуют точку 22 соединения посредством соединения внахлест друг с другом.
Здесь левый оболочный элемент 20 расположен над оболочным элементом 21. Соединение внахлест происходит в плоской области, которая образует боковую стенку области 23 ступицы. Два оболочных элемента 20, 21 также приклеены друг к другу на фигуре 2. Однако из-за конфигурации оболочных элементов 20, 21 на фигуре 2 показан тот случай, когда только клеевое соединение действует как соединение между двумя оболочными элементами 20, 21 в точке 22 соединения. Из-за такого формирования между оболочными элементами 20, 21 нет соответствия форме.
В альтернативном варианте осуществления оболочный элемент 20 может также выполнен в качестве наружной стенки области 23 ступицы.
Как и в случае фигуры 1, элементы фигуры 2 расположены аксиально-симметричным образом на центральной оси 24. Точка 22 соединения, которая создается нахлестом материала между оболочным элементом 20 и оболочным элементом 21, таким образом, образует, в результате осевой симметрии по отношению к центральной оси 24, наружную стенку области 23 ступицы.
Оболочные элементы 20, 21 образуют полость 26, которая образует внутреннюю часть диска 25 колеса.
Фигура 3 показывает дополнительный альтернативный вариант осуществления диска 37 колеса. В отличие от фигур 1 и 2, диск 37 колеса теперь образован из трех оболочных элементов 30, 31, 32.
Оболочный элемент 30, который на фигуре расположен слева, соответствует в целом оболочному элементу 5, показанному на фигуре 1. Правый оболочный элемент 31 соответствует в целом оболочному элементу 21, показанному на фигуре 2, с тем отличием, что нижняя, плоскостная протяженность значительно короче, чем протяженность оболочного элемента 21.
Левый оболочный элемент 30 соединен с правым оболочным элементом 31 посредством дополнительного оболочного элемента 32. Указанный третий оболочный элемент 32 выполнен в виде промежуточной детали и образует точку 33 соединения с левым оболочным элементом 30 и точку 34 соединения с правым оболочным элементом 31.
Оболочные элементы 30, 31, 32 сходным образом приклеены друг к другу.
Здесь выполненный в виде промежуточной детали оболочный элемент 32 сформирован так, чтобы соответствовать наружным контурам конечных областей оболочных элементов 30 и 31. Это относится, в частности, к точкам 33 и 34 соединения. Между точками 33, 34 соединения подобный промежуточной детали оболочный элемент 32 имеет прямолинейную форму и проходит в целом в направлении центральной оси 36.
В дополнение к клеевому соединению, благодаря соответствию формы, образованному между оболочным элементом 32 и двумя другими оболочными элементами 30, 31 образуется соответствие формы, и это соответствие формы закрепляет оболочный элемент 32 в положении, показанном на фигуре 3. Нижняя, плоская область оболочного элемента 31 и та плоская область оболочного элемента 32, которая обращена к центральной оси 36, образуют на фигуре 3 стенку области 35 ступицы.
Оболочные элементы 30, 31 и 32 образуют полость 38, которая образует внутреннюю часть диска 37 колеса.
Соединения диска 25 колеса из фигуры 2 и 37 из фигуры 3 с дном 2 обода колеса аналогичны соединению диска 16 колеса из фигуры 1. Только конструкция дисков 25, 37 колес отличается от фигуры 1.
Компоненты, показанные на фигуре 3, аксиально-симметричны по отношению к центральной оси 36.
В альтернативных вариантах осуществления конфигурация оболочных элементов 4, 5, 20, 21, 30, 31, 32 может также отличатся от вариантов осуществления, показанных на фигурах 1-3. Существенно то, что соединение между диском 16, 25, 37 колеса и дном 2 обода колеса соответствует принципу, 5 показанному на фигуре 1.