用于机动车辆的轻金属车轮的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于机动车辆的轻金属车轮，该轻金属车轮具有轮辋(2)，轮辋(2)经由车轮辐条(4)连接到轮缘(3)。至少一根车轮辐条(6)具有比至少一根其余车轮辐条(7)更大的质量，其中更大质量的至少一根车轮辐条(6)通过至少一根其余车轮辐条(7)的质量减小来至少部分地补偿。
【专利说明】用于机动车辆的轻金属车轮
[0001]本发明涉及根据权利要求1的前序部分的一种用于机动车辆的轻金属车轮。
[0002]由轻金属合金——例如铝或镁合金——铸造而成的这样的轻金属车轮的许多配置是已知的。它们包括接收轮胎的轮辋和将轮辋连接到轮缘的多个车轮辐条。轮缘用于经由车轮螺栓将车轮固定到机动车辆的轮毂。轻金属车轮在它们用增大和减小的动态弯曲和扭转力使用期间被加载。车轮辐条的横截面必须具有符合那些载荷的尺寸。此外，在这样的轻金属车轮中低重量、符合所需的NVH性能(噪声、振动和粗糙性)并且尤其提供吸引人的外观的实现也是重要的因素。
[0003]因此，具有很大数量的车轮辐条的轻金属车轮被普遍认为比具有很少数量的车轮辐条的车轮在视觉上更有吸引力。然而，很大数量的车轮辐条相比于具有相同重量且更少的车轮辐条的轻金属车轮导致轻金属车轮的固有频率降低并且因此更不利的NVH性能。例如，具有十根车轮辐条的轻金属车轮具有比相同重量的具有仅五根车轮辐条的轻金属车轮更低的固有频率。然而，轻金属车轮的较低的固有频率引起由机动车辆的乘员感知到的大声的噪声的产生，这是不期望的。因此，为了实现良好的NVH性能，寻求尽可能高的轻金属车轮的固有频率。此外，在具有大量车轮辐条的轻金属车轮中，车轮辐条的横截面通常相对较小，这导致车轮刚性的损害。
[0004]JP 2006347477 A提出了在中央部分每根车轮辐条的厚度相比于端部减小以便增加具有轮辋和将轮辋连接到轮缘的多个车轮辐条的车轮的固有频率。
[0005]为了相同的目的，JP2006347476 A公开了在具有代替车轮辐条将轮辋连接到轮缘的轮盘的车辆中的同样的方法。轮盘的厚度在径向方向从轮缘到轮辋减小。
[0006]CN102795050A公开了一种具有减轻重量的凹槽的轻金属车轮。
[0007]JP 2003306001 A和JP 2012-040903 A公开了用于轻金属车轮的每根车轮辐条的附加的减轻重量的措施。
[0008]在此背景下，本发明的目的是提供一种用于机动车辆的轻金属车轮，该车轮尽管具有大量的车轮辐条，但具有低重量并且具有足够高水平的刚性和良好的NVH性能。
[0009]这个目的是通过具有权利要求1的特征的轻金属车轮来实现的。本发明的附加的特别有利的实施例在从属权利要求中阐述。
[0010]应当指出的是，在以下说明书中单独阐述的特征可以以任何技术上有利的方式彼此组合并且阐述本发明的附加实施例。说明书特别是结合附图描述和说明本发明。
[0011]根据本发明，一种用于机动车辆的轻金属车轮包含经由车轮辐条连接到轮缘的轮辋，其中至少一根车轮辐条具有比至少一根其余车轮辐条更大的质量。换句话说，在根据本发明的轻金属车轮中，不是所有的车轮辐条都具有相同的质量使得还提供有具有比其余车轮辐条更小的质量的至少一根车轮辐条。轻金属车轮的固有频率和刚性由此增加。根据本发明的轻金属车轮的固有频率增加是因为质量减小的至少一根车轮辐条对轻金属车轮的固有频率的影响降低并且根据本发明的轻金属车轮保持犹如其设置有很少数量的车轮辐条一一就是说，仅具有较大质量的车轮辐条一一的其NVH性能。由于较大质量的至少一根车轮辐条，其刚性同时增加，由此根据本发明的轻金属车轮的刚性也通常增加。
[0012]根据本发明，较大质量的至少一根车轮辐条通过至少一根其余车轮辐条的质量减小来至少部分地补偿。在这种情况下，应当理解的是，根据本发明的轻金属车轮的总质量有利地保持与所有车轮辐条具有相同的质量的常规轻金属车轮大体上相同。换句话说，增加到具有较大质量的车轮辐条的质量可以大体上或至少部分从具有较小质量的车轮辐条去除使得根据本发明的轻金属车轮的总重量完全或仅稍稍不同于常规轻金属车轮。
[0013]根据本发明的有利实施例，提供了偶数数量的车轮辐条，该偶数数量的车轮辐条中第一半的车轮辐条具有比其余第二半的车轮辐条更大的质量。以这种方式，把对轻金属车轮的NVH性能大体上有效的车轮辐条的数量减半是可能的。换句话说，轻金属车轮具有大体上对应于具有一半车轮辐条数量一一就是说，仅具有较大质量的那些一一的轻金属车轮的NVH性能，由此轻金属车轮的固有频率因此可以增加。
[0014]为了获得对称结构，本发明的另一个有利的实施例提供了具有较大质量的车轮辐条具有相同的质量并且具有较小质量的车轮辐条具有相同的质量。
[0015]在进一步优选的方式中，根据本发明另一个有利的实施例，具有较大质量的车轮辐条和具有较小质量的车轮辐条交替地设置在轮缘的圆周方向上。以这种方式，具有较大质量并且大体上承受动态载荷的车轮辐条均匀地分布在轻金属车轮上。
[0016]根据本发明的有利实施例，为了轻金属车轮的吸引人的外观，所有的车轮辐条在组装状态在机动车辆上可见的外侧面上构造相同。换句话说，在轻金属车轮的可见的外侧面上看不到哪根车轮辐条具有较大质量以及哪根车轮辐条具有较小质量使得轻金属车轮的总体视觉效果不受损。如果有的话，就其质量而言不同构造的车轮辐条至多可以在组装状态在轻金属车轮面向机动车辆的内侧面上识别，因为它们具有例如不同的材料厚度、壁厚、横截面以及诸如此类。
[0017]图1是根据现有技术的轻金属车轮的内侧视图。本发明的附加特征和优点将从本发明的实施例的以下描述中领会，其并非意在以限制的方式理解。本发明以下参考附图进行更详细的说明。在这些示意图中:
[0018]图2是根据本发明的轻金属车轮的第一实施例的内侧视图；
[0019]图3是根据本发明的轻金属车轮的第二实施例的内侧视图；
[0020]图4是根据本发明的轻金属车轮的第三实施例的内侧视图；以及
[0021]图5是根据本发明的轻金属车轮的第四实施例的内侧视图。
[0022]在不同的附图中，功能等同的部件总是用相同的附图标记指代使得它们也总体上仅描述一次。
[0023]图1是根据现有技术的轻金属车轮I的示意性内侧视图。总体上，轻金属车轮I的内侧面是在组装状态轻金属车轮I面向机动车辆的与外侧面相对的侧面。轻金属车轮I大体上包含轮辋2和轮缘3，在图1中未示出的轮胎固定到轮辋2，轻金属车轮I经由轮缘3通过车轮螺栓(未示出)装配到机动车辆的轮毂(也未示出)。轮辋2经由多个车轮辐条4一一特别是在所示的实施例中总共10根车轮辐条4——连接到轮缘3，车轮辐条4在径向方向上大体上从轮缘3延伸到轮辋2。在图1中可以清楚地看到，轻金属车轮I的所有车轮辐条4具有相同的结构并且因此也具有相同的质量。轻金属车轮I对于大约7.9kg的总重量具有大约350Hz的固有频率。
[0024]图2是根据本发明的轻金属车轮5的第一实施例的内侧视图。轻金属车轮5与图1中所示的轻金属车轮I的显着差异包括车轮辐条4的结构。当以精确的方式考虑时，在图2中所示的轻金属车轮5包含两种不同类型的车轮辐条4，就是说，五根具有较大质量的车轮辐条6和五根具有较小质量的车轮辐条7。这两种类型的车轮辐条6和7大体上具有U形横截面，但具有较大质量的车轮辐条6具有比具有较小质量的车轮辐条7大体上更大的壁厚。如图2中可以看到，车轮辐条6和7以交替的方式设置在围绕凸缘3的圆周方向上。此外，所有的车轮辐条6具有相同的结构并且因此具有大体上相同的质量。以相同的方式，所有的车轮辐条7也具有相同的结构并且因此具有相同的质量。以这种方式，产生了轻金属车轮5的完全对称结构。图2中所示的轻金属车轮5对于大约7.35kg的总重量具有大约338.7Hz的固有频率。相比于图1中所示的轻金属车轮I，固有频率的减小可以通过相比于轻金属车轮I大约0.55kg的重量减小来解释。
[0025]图3中所示的根据本发明的轻金属车轮8的第二实施例具有已经略微提高NVH性能的固有频率。可以清楚地看到，具有较大质量的车轮辐条6的大体上U形横截面轮廓在轮缘侧部分填充有材料。换句话说，车轮辐条6的质量从径向向外位置朝向径向向内位置增加。对于比在图2中所示的轻金属车轮5略高的总重量，图3中所示的轻金属车轮8的固有频率是大约 340.4Hz。
[0026]如果按照图4中所示的根据本发明的轻金属车轮9的实施例引入具有较大质量的车轮辐条6的质量分布，则得到固有频率的另一个改进。关于具有较大质量的车轮辐条6，质量分布原则上以相对于图3中所示的质量分布精确地颠倒的方式延伸。在图4所示的轻金属车轮9中，车轮辐条6的质量从径向向内位置朝向径向向外位置增大。轻金属车轮9的固有频率是大约357.3Hz。
[0027]图5示出了根据本发明的轻金属车轮10的第四实施例。在本实施例中，具有较大质量的车轮辐条6的原始的大体上U形横截面轮廓完全充满材料，而具有较小质量的车轮辐条7在所示的轻金属车轮10的内侧面以大体上中空的方式构造。相比于图1中所示的根据现有技术的轻金属车轮1，具有较大质量的车轮辐条6中的材料的增加由此通过具有较小质量的车轮辐条7中的材料减少来完全补偿。轻金属车轮10的固有频率对于大约7.9kg的总重量是大约372.8Hz。可以看到，虽然轻金属车轮10具有与根据现有技术的轻金属车轮I相同的总重量，但是轻金属车轮10的固有频率相对于根据现有技术的轻金属车轮I的固有频率是大体上增加的并且轻金属车轮10因此具有大体上更好的NVH性能。
[0028]虽然在图2至5中示出的实施例中的车轮辐条6和7在轻金属车轮5、8、9和10的内侧面分别具有不同的结构，但是应当理解的是，车轮辐条6和7在轻金属车轮5、8、9和10的外侧面分别优选具有相同的结构，因为它们不能在视觉上彼此区分。分别获得轻金属车轮5、8、9和10的吸引人的外观由此是可能的。
[0029]根据本发明的上述轻金属车轮并不限于在此所公开的实施例，相反也包括具有相同效果的附加实施例。
[0030]在优选的实施例中，根据本发明的轻金属车轮在机动车辆上使用。
[0031]附图标记列表:
[0032]I 根据现有技术的轻金属车轮
[0033]2 轮辋
[0034]3 轮缘
[0035]4车轮辐条
[0036]5轻金属车轮
[0037]6具有大质量的车轮辐条
[0038]7具有小质量的车轮辐条
[0039]8轻金属车轮
[0040]9轻金属车轮[0041 ]10轻金属车轮
【主权项】
1.一种用于机动车辆的轻金属车轮，所述轻金属车轮具有轮辋(2)，所述轮辋(2)经由车轮辐条(4)连接到轮缘(3)， 其中 至少一根车轮辐条(6)具有比至少一根其余车轮辐条(7)更大的质量，其中更大质量的所述至少一根车轮辐条(6)通过所述至少一根其余车轮辐条(7)的质量减小来至少部分地补偿。2.根据前述权利要求之一所述的轻金属车轮， 其特征在于 偶数数量的车轮辐条(4)，所述偶数数量的车轮辐条(4)中第一半的车轮辐条(6)具有比其余、第二半的车轮辐条(7)更大的质量。3.根据前述权利要求中的任一项所述的轻金属车轮， 其中 具有较大质量的所述车轮辐条(6)具有相同的质量并且具有较小质量的所述车轮辐条(7)具有相同的质量。4.根据前述权利要求之一所述的轻金属车轮， 其中 具有较大质量的所述车轮辐条(6)和具有较小质量的所述车轮辐条(7)被交替地设置在所述轮缘(3)的圆周方向。5.根据前述权利要求之一所述的轻金属车轮， 其中 所有的所述车轮辐条(6、7)在组装状态在所述机动车辆上可见的外侧面被相同地构造。
【文档编号】B60B1/00GK105835611SQ201610055003
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年1月27日
【发明人】巴萨姆·诺威伊赫德
【申请人】福特全球技术公司