客车用车轮的制作方法
【专利说明】客车用车轮
[0001] 本发明涉及车轮，尤其涉及客车用车轮，该车轮包括：辋部分，该辋部分用于接纳 轮胎；以及盘部分，该盘部分连接至所述辋部分并且由一块片状金属坯料通过成形以及切 割或冲压而形成，所述盘部分包括中央部，该中央部具有车轮螺栓用的螺栓孔、轮毂用的中 央穴以及通过成形所述片状金属坯料而形成的多个径向延伸的轮辐装置，所述轮辐装置用 于在轮毂与辋部分之间传递力，各个轮辐装置设置有径向延伸的中央腹板，该中央腹板在 两侧汇入径向延伸的侧向腹板，该侧向腹板从所述中央腹板的平面向外弯曲，然后汇入到 边缘腹板中，该边缘腹板相对于所述侧向腹板再弯回，所述中央腹板的径向外端以及所述 侧向腹板的径向外端汇入到周向环形的盘边缘中，该周向环形的盘边缘轴向地精确平行于 或大体平行于车轮轴线取向，并且使所有所述轮辐装置彼此连接，所述盘边缘由所述片状 金属坯料一体地形成，并且所述盘边缘形成用于在辋部分与盘部分之间进行连接的连接部 分，并且所述盘边缘与相邻的轮辐装置的所述边缘腹板一起界定通风穴，该通风穴在所述 边缘腹板与所述盘边缘之间的区域上延伸。
[0002] 根据申请人的EP 1 262 333 A2公知客车用的一般车轮，权利要求1的前序是基 于此客车用的一般车轮，工业上通常称此客车用的一般车轮为"结构化轮"，并且申请人以 商标名称"Vcrsastylc?"在市场上销售上述客车用的一般车轮。与类似的铸铝车轮相比，由 钢坯料通过成形生产并且具有相当大面积的通风穴的此车轮凭借其结构不仅在重量节约 方面，而且在样式方面能够与铝轮一较高下，一方面因为车轮具有由成形的多个轮辐装置 与大通风穴之间的相互作用产生的引入注目的外观，另一方面因为此车轮可以使用不同的 毂帽，而不会对装配有毂帽的车轮的总重量不利。
[0003] 根据EP 1 262 333 Al公知的客车用的一般车轮形成了一种新类型的客车用凸起 的钢轮，迄今，生产的此钢轮仅具有五个螺栓孔以及相对于螺栓孔对称分布的五个轮辐装 置。其它制造者也对此类车轮提出了创新，例如由US 7, 104, 611 B2或EP 1 790 499 Al 所示，其中，描述了根据EP 1 262 333 Al的所述车轮的最小限度的变型，并且所有这些申 请都以此车轮作为最接近的现有技术。
[0004] 客车，尤其是小的、紧凑的而且中型的客车，常常需要四孔固定装置的轮。因此，根 据EP 1 262 333 A2的轮结构产生具有四个轮辐装置以及四个螺栓孔的钢车轮。
[0005] 本发明的目的是创制具有结合有特别大的面积的通风穴的高强度与硬度的四孔 固定装置的车用钢轮。
[0006] 根据本发明，能够实现此目的原因在于：轮辐装置的数量与螺栓孔的数量是四，并 且一个轮辐装置与一个螺栓孔关于共同的径向线以镜像对称的方式布置，每个轮辐装置的 宽度从中央部开始朝径向外侧不断变窄，每个通风穴在轮辐装置的最窄点处沿周向方向延 伸的弧长大于盘部分至少在此基圆上的周长的1/6,并且各个通风穴在在布置于两个相邻 的轮辐装置之间的中间的径向线上具有最大的径向净宽，该径向净宽大于盘部分的金属部 在相同的径向线上的径向宽度。
[0007] 在根据本发明的车轮中，具有四个螺栓孔以及四个轮辐装置，每个轮辐装置都在 螺栓孔的延长部分中延伸，根据本发明，各个通风穴在轮辐装置的最窄点处所具有的弧长 大于所述盘部分在所述轮辐装置的所述最窄点所在的相同的基准圆上的周长的1/6,同时， 各个通风穴在径向方向上延伸的净宽等于或优选大于金属部分的宽度，该金属部分位于盘 部分的与通风穴在径向内侧上接界的区域和中央孔之间，所述区域在该位置通过相邻的轮 辐装置的边缘腹板的会合而形成。盘部分的金属部分的径向宽度与通风穴在相同的径向线 上的净宽的比率近似等于1，或优选小于1。
[0008] 如果径向宽度与净宽的比值（且因此，径向宽度/净宽的商）为从0.85到0.95， 并且优选为0. 9±0. 02,那么是非常有益的。
[0009] 进一步优选的是，所有轮辐装置的中央腹板的径向局部区段可各自在正交于车轮 轴线布置的平面中延伸，各个局部区段所具有的长度等于或优选大于通风穴的净宽的一 半。所述局部区段的长度与所述净宽的商优选为从〇. 6到0. 7。
[0010] 边缘腹板可具有深度，从在两个相邻的轮辐装置之间的中间平分通风穴的径向线 开始，所述深度先连续增大，然后再连续减小。因此，边缘腹板第一在平分通风穴的径向线 上并且第二在轮辐的外端处具有其最窄的区域。
[0011] 进一步有益的是，从中央部开始，朝着轮辐外端的方向，轮辐装置的侧向腹板之间 的距离可先连续变窄，然后再变宽。如同前述措施一样，即使有大面积的通风穴，此措施也 有助于改进盘部分的刚度以及承载负荷的能力。
[0012] 此外，如果中央腹板与侧向腹板到边缘腹板的过渡处之间的最大相对变形深度 在通风穴的延伸范围中为从IOmm到30mm，在径向局部区段的区域中，最小深度优选大于 10mm，那么是有益的。
[0013] 所述边缘腹板的在所述通风穴的径向外部区域中与所述通风穴接界的外侧边缘 可相对于所述螺栓孔与所述轮辐装置的共同的径向线以成角度的方式布置，所述角度为从 6°到10°，优选为8° ±Γ。另选或此外，所述边缘腹板的以及所述盘边缘的与所述通风 穴直接接界的外侧边缘可相对于所述车轮轴线以倾斜方式布置或中断。
[0014] 从根据附图中示意性表示的本发明的车轮的两种优选构造的以下描述来看，根据 本发明的车轮的更多的优势及构造将变得明显。在附图中：
[0015] 图1示出第一示例性实施方式中根据本发明的车轮的平面图；
[0016] 图2在立体图中示出图1的车轮；
[0017] 图3示出沿图1中的III-III的剖面图；
[0018] 图4示意性示出穿过轮辐装置之一的截面；
[0019] 图5示出第二示例性实施方式中根据本发明的车轮的平面图；以及
[0020] 图6在沿图5中的VI-VI的剖面图中示出图5的车轮。
[0021] 在图1至图3中，附图标记50总体上表示第一示例性实施方式中根据本发明的车 轮，该车轮基本上由具有多个台阶部的圆形辋部分1组成，盘部分10紧固至圆形辋部分1 的内侧。接纳轮胎（未示出）的辋部分1借助盘部分10的中央部11紧固至尤其是客车的 车辆（未示出）的轮毂（也未示出）。辋部分1绕轮轴线R以很大程度上旋转对称的方式 延伸，在车轮50的安装状态下，车轮轴线R与车辆轮毂的轴线基本一致。在所示的示例性 实施方式中，辋部分1与盘部分10两者均由各自的片状金属坯料组成，如本领域的技术人 员原则上所公知的，就辋部分1而言，片状金属坯料经过成形以及切割或冲压而呈环形，就 盘部分10而言，片状金属坯料经过成形以及切割或冲压而呈盘形。为了将车轮1紧固至车 辆轮毂，盘部分10的中央部11设置有中央穴12,并且设置有相互偏移90度并布置在中央 部11中的四个螺栓孔13。在所示的示例性实施方式中，中央穴12具有朝轮的外侧向上弯 曲的边缘14。力在承载轮胎的辋部分1与连接至车辆轮毂的中央部11之间的传递由通过 成形片状金属而形成并具有多个台阶部的四个轮辐装置15实现，各个轮辐装置15均在螺 栓孔13之一的延长部分中径向向外延伸。各个轮辐装置15均具有平面的中央腹板16,该 中央腹板与车轮轴线R正交布置，并且在周向方向上看时，中央腹板在两侧汇入到侧向腹 板17中，该侧向腹板径向延伸并从中央腹板16的平面朝车轮的外侧弯曲，然后汇入到边缘 腹板18中，该边缘腹板相对于侧向腹板再弯回来，由此，如图4中示意性所示，各个轮辐装 置15均基本上得到近似U形的截面。
[0022] 如尤其在图1与图2中能够清晰看到的，各个轮辐装置15的宽度均从中央部11 径向朝外部直至轮辐装置15的外端减小。四个轮辐装置15的外端，或者中央腹板16的外 端以及至少侧向腹板17的外端汇入到环形盘边缘19中。如尤其在图3中能够清晰看到 的，尤其是通风穴5的区域中的盘边缘19被完全精确或近似完全精确地布置成与车轮轴线 R平行。盘边缘19,作为由用于盘部分10的开始坯料一体地形成的盘的周向部分，使全部 四个轮辐装置15相互连接。盘边缘19形成连接部分，盘部分10借助于该连接部分优选地 经焊缝连接至辋部分1的下垂中央2的底面。两个相邻的轮辐装置15的外部的裸露边缘 18'以及与车轮轴线平行布置的盘边缘19界定两个轮辐装置15之间的大面积的通风穴5， 由此，该通风穴在两个相邻的轮辐装置15的边缘腹板18与盘边缘19之间的整个区域上延 伸。在根据本发明的车轮50中，螺栓孔13的数量以及轮辐装置15的数量是四，并且给定 的螺栓孔13与给定的轮辐装置15关于共同的径向线Rl镜像对称。因此，车轮50具有四 个通风穴5。
[0023] 还能够在图1与图2中清晰看到的是，在周向方向上看时，各种情况下朝相同的通 风穴5取向的边缘腹板18在与径向线R2相交的点处汇入到彼此，其中，径向线R2在两个 螺栓孔13或两个相邻的轮辐装置15之间对称布置，并因此在每种情况下都平分通风穴5。 相邻的轮辐装置15的侧向腹板17也在此径向线R2上汇入到彼此，并且盘部分10沿此径 向线R2具有最大的深度变形。
[0024] 各个轮辐装置15以这样的方式径向朝外变窄：在各个轮辐装置15的最窄点（大 致与轮辐装置15和盘边缘19之间的过渡区域一致，并在图1中由附图标记B'表示）处， 各个轮辐装置15的宽度等于或优选小于盘部分10的周长的1/12。与之相比，在周向方向 上看时，各个轮辐装置15的可变宽度在图1中总体上由附图标记B表示。在绕车轮轴线的 相同的基准圆（在该基准圆上，各个轮辐装置15具有其最窄的宽度B'）上，通风穴5相应 地具有其最大弧长，该弧长在图1中由附图标记L'表示。根据本发明，此最大的弧长L'被 选择成这样，在L'与B'所在的相同的基准圆上，各个通风穴5所延伸的弧长L'等于或优 选大于盘部分的周长的1/6。因此，所有四个通风穴总共在盘部分10的周长的2/3或优选 大于2/3上延伸。因此，四个轮辐装置15在其最小的宽度B'处总共覆盖的长度小于