諸如現(xiàn)今主要用于多用途車輛的輻板式車輪基本上由兩個(gè)成形的鋼部分(即，輪輞和車輪輻板)組成，車輪輻板在基本上柱狀包圍輻板邊緣的裝配區(qū)域處被焊接在輪輞內(nèi)周緣處。車輪輻板的制作通常是通過旋壓或變薄旋壓而在旋壓機(jī)器上進(jìn)行，因?yàn)殇撆鞅粖A持在旋轉(zhuǎn)夾頭的端面和壓塊之間的輪轂裝配凸緣的區(qū)域中，此后，在坯抵著旋轉(zhuǎn)夾頭旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過旋壓對(duì)與輪轂裝配凸緣在徑向外部鄰接并且有可能已經(jīng)預(yù)成形的材料進(jìn)行施壓，使其伸長(zhǎng)，以得到過渡區(qū)和在其端部形成的輻板邊緣的所期望輪廓。通過旋壓或變薄旋壓而制成的車輪輻板在其內(nèi)側(cè)和外側(cè)具有均勻的表面并且具有良好的紋理，使得它們能夠耐受在車輛的駕駛操作中在輪輞和車輛輪輪轂之間出現(xiàn)的負(fù)載。用于制作的車輛車輪的車輪輻板的旋壓或變薄旋壓向的方法和裝置得自例如DE 21 56 551、DE 196 15 675 A1、DE 198 60 732 A1或EP 1 473 097 B1。

本發(fā)明提出要解決的問題是創(chuàng)造以上所提到種類的用于輻板式車輪的車輪輻板，相比于已知車輪輻板形式，該車輪輻板在強(qiáng)度特性相同或甚至更好的情況下節(jié)省了重量。

根據(jù)本發(fā)明，這是用以上所提到類型的車輪輻板實(shí)現(xiàn)的，其中，所述過渡區(qū)被細(xì)分為進(jìn)入彼此或者進(jìn)入所述輪轂裝配凸緣或所述輻板邊緣的至少五個(gè)片段，所述片段中的每個(gè)均具有位置更靠近所述輪轂裝配凸緣的外端和位置更靠近所述輻板邊緣的內(nèi)端，其中，所述片段至少在其外端和其內(nèi)端之間的長(zhǎng)度的一部分區(qū)域上具有曲率，并且相鄰片段的曲率具有不同的曲率方向，其中，各個(gè)片段與所述車輪輻板的旋轉(zhuǎn)軸線的徑向距離在該片段的內(nèi)端處比在該片段的外端處更大，并且其中，所述車輪輻板在其過渡區(qū)中具有可變的材料厚度，并且其中，各個(gè)片段在其相應(yīng)內(nèi)端處的材料厚度與其相應(yīng)外端處的材料厚度的比率以及各個(gè)片段在所述車輪輻板的軸向方向上的長(zhǎng)度與其在徑向方向上的高度的比率選擇如下：

本發(fā)明的定義是基于關(guān)于幾何關(guān)系的以下假設(shè)：由過渡區(qū)從凸到凹的曲率的方向改變或由彎曲和筆直路線之間過渡的位置來確定各個(gè)片段的端點(diǎn)。

材料厚度被定義為與車輪輻板的外部和內(nèi)部垂直的尺寸。

從輪轂裝配凸緣的外部或片段的內(nèi)端到后面片段的外端或輻板邊緣的外端(更靠近輪轂裝配凸緣的那端)測(cè)量片段在車輪輻板的軸向方向上的長(zhǎng)度。

每次在特定片段的外端和內(nèi)端之間，在過渡區(qū)的外部測(cè)量片段在徑向方向上的高度。

已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，下表中展示的幾何關(guān)系是尤其有利的：

(容差±0.01)

在車輪輻板具有22.5英寸的額定直徑的情況下，相比于已知車輪輻板，可以用這些厚度和長(zhǎng)度與高度比率來實(shí)現(xiàn)大約10％的重量節(jié)省，而相比于已知設(shè)計(jì)的車輪輻板，該部件的強(qiáng)度沒有變小。

對(duì)設(shè)計(jì)有利的是，第二片段和/或第三片段具有無曲率的子片段，該子片段在片段長(zhǎng)度的一部分區(qū)域內(nèi)延伸。該布置可以被設(shè)計(jì)成，使得所述子片段具有0.9至1.2的其內(nèi)端與其外端的材料厚度比率和1.4至1.7的長(zhǎng)度-高度比率。

進(jìn)入所述輪轂裝配凸緣的第一片段在其外端處的材料厚度優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于所述車輪輻板在所述輪轂裝配凸緣的區(qū)域中的材料厚度。第一片段然后連續(xù)進(jìn)入輪轂裝配凸緣。進(jìn)入所述輻板邊緣的第五片段在其內(nèi)端的材料厚度隨后可以優(yōu)選地對(duì)應(yīng)于所述車輪輻板在所述輻板邊緣的區(qū)域中的材料厚度。

在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中，在與被夾持的所述輪轂裝配凸緣鄰接的預(yù)先成形的邊緣區(qū)域伸長(zhǎng)期間，可以在旋壓機(jī)器上通過旋壓金屬坯(尤其是，鋼坯)來制作根據(jù)本發(fā)明的車輪輻板。

根據(jù)本發(fā)明的車輪輻板的第四片段優(yōu)選地在其內(nèi)端和其外端之間具有材料增厚部分，該材料增厚部分的厚度是所述第四片段的外端處的材料厚度的1.1至1.3倍。用這種構(gòu)造，尤其是在輻板邊緣附近的特別有壓力的徑向外部區(qū)域中，賦予車輪輻板加固，而也不必加固動(dòng)態(tài)和靜態(tài)壓力較小的區(qū)域。

在有利變型中，本發(fā)明創(chuàng)造了一種車輪輻板，在該車輪輻板中，在通過金屬坯(尤其是，鋼坯)的旋壓而制備好車輪輻板坯之后，可以用切削處理尤其是在車床上加工所述輪轂裝配凸緣，并且所述過渡區(qū)具有從所述輪轂裝配凸緣的內(nèi)部到第五片段的與所述輻板邊緣交界的內(nèi)端進(jìn)行測(cè)量的整體軸向長(zhǎng)度，其中，所述過渡區(qū)的所述片段按如下方式延伸：

片段A_I：從所述輪轂裝配凸緣的內(nèi)部延伸到所述整體軸向長(zhǎng)度的9％至12％；

片段A_II：從片段A_I的內(nèi)端延伸到所述整體軸向長(zhǎng)度的43％至46％；

片段A_III：從片段A_II的內(nèi)端延伸到所述整體軸向長(zhǎng)度的70％至75％；

片段A_IV：從片段A_III的內(nèi)端延伸到所述整體軸向長(zhǎng)度的93％至97％；

片段A_V：從片段A_IV的內(nèi)端延伸到所述輻板邊緣的起點(diǎn)(＝所述軸向長(zhǎng)度的100％)。

在此車輪輻板中，所述過渡區(qū)在所述片段之間的過渡點(diǎn)處的材料厚度相對(duì)于加工成的所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)優(yōu)選地是：

A_I/A_II的過渡點(diǎn)(MP_I)處的材料厚度為所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)的50-55％；

A_II/A_III的過渡點(diǎn)(MP_II)處的材料厚度為所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)的45-52％；

A_III/A_IV的過渡點(diǎn)(MP_III)處的材料厚度為所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)的45-53％；

A_IV/A_V的過渡點(diǎn)(MP_IV)處的材料厚度為所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)的49-54％；

A_V/輻板邊緣的過渡點(diǎn)(MP_V)處的材料厚度為所述輪轂裝配凸緣的材料厚度(MP₀)的40-50％。

用本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式中的根據(jù)本發(fā)明的車輪輻板，第二片段在其端部或過渡點(diǎn)之間的材料厚度可以減小至加工成的輪轂裝配凸緣的材料厚度的45％至50％的值，所以相比于已知車輪，輪轂裝配凸緣附近的較小應(yīng)力部分中的過渡區(qū)變薄，從而節(jié)省了材料和重量。在靠近輻板邊緣的區(qū)域中，在考慮了普遍存在的較大應(yīng)力的情況下，第四片段中的材料增厚部分優(yōu)選地是所述輪轂裝配凸緣的材料厚度的55％至65％。

附圖和對(duì)附圖的描述示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式并且更詳細(xì)地說明了該優(yōu)選實(shí)施方式。其中：

圖1以徑向橫截面示出根據(jù)本發(fā)明的車輪輻板的上半部分；以及

圖2示出輪轂裝配凸緣和輻板邊緣之間的過渡區(qū)中的圖1的對(duì)象，例示了與本發(fā)明相關(guān)的幾何關(guān)系。

在附圖中，10指代用于多用途車輛的鋼輻板式車輪的車輪輻板。在車輪輻板的基本布局中，車輪輻板遵循已知設(shè)計(jì)。它具有基本上徑向延伸的輪轂裝配凸緣11和基本上柱狀(實(shí)際上向著車輪輻板的軸線12呈略微圓錐形)的輻板邊緣13(大約1.5°的孔徑角)，由此，車輪輻板可以按熟悉方式接合到輪輞(未示出)的裝配區(qū)域。

過渡區(qū)14在輻板邊緣13和輪轂裝配凸緣11之間延伸，根據(jù)本發(fā)明，過渡區(qū)14被細(xì)分成至少五個(gè)片段A_I至A_V，這五個(gè)片段A_I至A_V進(jìn)入彼此或者進(jìn)入輪轂裝配凸緣和輻板邊緣。在圖1中，片段A_I位于點(diǎn)MP₀和MP₁之間，片段A_II位于點(diǎn)MP₁和MP₂之間，片段A_III位于點(diǎn)MP₂和MP₃之間，第四片段A_IV位于點(diǎn)MP₃和MP₄之間，最后，第五片段A_V位于點(diǎn)MP₄和MP₅之間。片段A_I至A_V中的每個(gè)均具有位置更靠近輪轂裝配凸緣11的外端和位置更靠近輻板邊緣的內(nèi)端，外端和內(nèi)端位于附圖中示出的測(cè)量點(diǎn)MP處。片段中的每個(gè)都至少在相應(yīng)的外端和內(nèi)端之間的其長(zhǎng)度的一部分區(qū)域上具有曲率，如圖1中示出的半徑R_I至R_V所指定的。該布置使得相鄰片段具有不同方向的曲率。因此，雖然片段A在測(cè)量點(diǎn)MP₀和MP_I之間具有凸曲率R_I(如從輻板的內(nèi)部18看到的)，但是在第二片段的起點(diǎn)位于測(cè)量點(diǎn)MP_I的情況下，曲率的方向改變至凹曲率R_II，并且具有更大的曲率半徑。在與具有曲率半徑R_II的部分相鄰的第二片段的子片段UA(該子片段是筆直的，即，沒有曲率)之后，緊跟著在測(cè)量點(diǎn)MP_II處的第三片段，第三片段具有凸曲率。在測(cè)量點(diǎn)MP_III處，再次地，存在與片段A_IV中的凹曲率相反的曲率方向，最后，片段A_V在測(cè)量點(diǎn)MP_IV和測(cè)量點(diǎn)MP_V之間具有凸曲率。

所有片段A_I-V的相應(yīng)內(nèi)端與車輪輻板10的旋轉(zhuǎn)軸線12的徑向距離大于位置更靠近輪轂裝配凸緣11的其外端處。過渡區(qū)中的車輪輻板的材料厚度是可變的，雖然如下地選擇針對(duì)具有22.5英寸輪輞直徑的車輛車輪的車輪輻板而示出的優(yōu)選樣本實(shí)施方式中的各個(gè)片段A_I至A_V在其內(nèi)端的材料厚度di與其相應(yīng)外端的材料厚度da的比率和各個(gè)片段在車輪輻板的軸向方向上的其長(zhǎng)度La與在徑向方向上的其高度H_r的比率：

(容差±0.01)

所示出的優(yōu)選樣本實(shí)施方式中的子片段UA的材料厚度比率diu/dau是1.02至1.04，即，在子片段的外端和內(nèi)端之間，輻板的厚度僅僅略微改變。另外，在第三片段A_III中，從外端到內(nèi)端，材料厚度da_III只略微增大至di_III，材料厚度比率在這里在1.01和1.03之間。在片段A_IV中，同樣地，在外端處的厚度da_IV和內(nèi)端處的厚度da_V之間，發(fā)現(xiàn)厚度絕對(duì)沒有過度增大，di_IV/di_III的比率在1.03和1.05之間，而片段A_IV在其兩端之間具有明顯的材料增厚部分15，該材料增厚部分15的厚度是第四片段A_IV的外端處的材料厚度da_IV的1.1至1.3倍。該材料增厚部分考慮到了以下事實(shí)：車輪輻板在該區(qū)域中比例如在位置更靠近輪轂裝配凸緣的片段中經(jīng)受更大的應(yīng)力。

可以通過在與所夾持的輪轂裝配凸緣11鄰接的預(yù)先成形的邊緣區(qū)域的伸長(zhǎng)下，通過金屬坯(即，鋼坯)的旋壓在旋壓機(jī)器上制作根據(jù)本發(fā)明的車輪輻板，其中，在車輪輻板的成品狀態(tài)下的該邊緣區(qū)域然后形成過渡區(qū)和輻板邊緣。在各個(gè)片段進(jìn)入彼此的附圖中示出的測(cè)量點(diǎn)之間，在制造期間的伸長(zhǎng)過程基本上是連續(xù)的，而伸長(zhǎng)區(qū)域中的±3％的厚度容差是現(xiàn)實(shí)的。通常，在通過鋼坯的旋壓而制造粗糙鋼輻板之后，將用切削處理(尤其是在車床上)加工輪轂裝配凸緣。如果將整體軸向長(zhǎng)度定義為輪轂裝配凸緣11的內(nèi)部16和在測(cè)量點(diǎn)MP_V處與輻板邊緣鄰接的第五片段A_V的內(nèi)端之間的長(zhǎng)度并且將該整體軸向長(zhǎng)度17設(shè)置成等于100％，則片段A_I至A_V在下面的部分長(zhǎng)度TL_I至TL_V內(nèi)延伸：

片段A_I

從輪轂裝配凸緣的內(nèi)部延伸到整體軸向長(zhǎng)度17的9％至12％。

片段A_II

從片段A_I的內(nèi)端延伸到整體軸向長(zhǎng)度的43％至46％。

片段A_III

從片段A_II的內(nèi)端延伸到整體軸向長(zhǎng)度的70％至75％。

片段A_IV

從片段A_III的內(nèi)端延伸到整體軸向長(zhǎng)度的93％至97％。

片段A_V

從片段A_IV的內(nèi)端延伸到輻板邊緣的起點(diǎn)(軸向長(zhǎng)度的100％)。

如果建立片段之間的過渡點(diǎn)MP處的材料厚度與加工成的輪轂裝配凸緣的材料厚度MP₀的比率，片段A_I和片段A_II之間的過渡點(diǎn)(測(cè)量點(diǎn)MP_I)處的材料厚度是輪轂裝配凸緣的材料厚度MP₀的50％至55％，片段A_II和片段A_III之間的過渡(MP_II)處的材料厚度是材料厚度MP₀的45％至52％，在片段A_III和片段A_IV的過渡點(diǎn)(測(cè)量點(diǎn)MP_III)處，它是材料厚度MP₀的45％至53％，在片段A_IV和片段A_V的過渡點(diǎn)(測(cè)量點(diǎn)MP_IV)處，它是輪轂裝配凸緣處的材料厚度MP₀的49％至54％，在片段V和輻板邊緣的過渡點(diǎn)(MP_V)處，它是輪轂裝配凸緣處的材料厚度MP₀的40％至50％，

在第四片段中的材料增厚部分的區(qū)域中，材料厚度增至輪轂裝配凸緣度MP₀的材料厚度的55％至65％，而在片段A_II的筆直區(qū)域中，它減小至材料厚度MP₀的45％至50％。

相比于相同的額定直徑和輻板深度的已知車輪輻板，車輪輻板在其過渡區(qū)中的特殊幾何關(guān)系導(dǎo)致大幅的材料和重量節(jié)省，在具有22.5英寸直徑的車輪的輻板的情況下，該節(jié)省可以等于大約10％。