Im Felgenbau ist es seit langem ein allgemeines Bestreben, vgl. z. B. US 1 544 242 A, mit möglichst wenig Masse bzw.

Material möglichst hohe Festigkeiten zu erzielen. Es wurde demgemäß, um leichtgewichtige Felgen zur Verfügung zu stellen, zum einen auf spezielle Leichtmetalle abgestellt, vgl. die herkömmlichen gegossenen Aluminium-oder Magnesiumfelgen, und zum anderen wurden besondere Profilgebungen gesucht, um bei dem angestrebten geringen Materialeinsatz ausreichende Festigkeits- werte zu erhalten. Beispiele für solche Felgen sind in EP 546 307 A, EP 27 272 A, DE 2 063 379 A und US 4 165 131 A zu finden.

Andererseits wurden auch als Verbundkörper ausgeführte Felgen vorgeschlagen, bei denen getrennt hergestellte Teile nachträg- lich miteinander verbunden werden. So ist in WO 97/31 792 A eine Felgenkonstruktion mit einem extrudierten, gebogenen Felgenkranz beschrieben, der einen verstärkten Bereich aufweist, um eine Verbindung mit einem Wandteil mittels Bolzen herzustellen. Dabei handelt es sich nicht um eine Gußfelge, und die Herstellung der Felge ist aufwendig. In ähnlicher Weise ist in der US 4 114 953 A eine mehrteilige Felgenkonstruktion mit Preß- teilen geoffenbart, die miteinander bzw. mit einem Nabenteil z. B. durch Schweißen verbunden werden, wobei zwischen den Preß- teilen ein Füllkörper aus Polyuretan-Hartschaumstoff in einen Hohlraum eingelegt werden kann.

In der DE 44 21 470 A ist ein Leichtmetall-Gußrad beschrie- ben, das mit hohlen Speichen gegossen wird, wozu entsprechende Kerne verwendet werden. Es handelt sich hier somit um eine ein- fache Gußfelge, jedoch nicht um einen Verbundkörper.

Die Felge gemäß der JP 61/86 0 37 A enthält einen durch Extrudieren hergestellten Felgenkranz, der mit Kammern versehen ist, wobei eine nachfolgende Bearbeitung der stranggepreßten Teile durch Walzen etc. vorgesehen ist.

In der DE 34 33 549 A ist schließlich eine Felgen-bzw. Rad- konstruktion geoffenbart, wobei im einzelnen Gußfelgenteile beschrieben sind, für die zur Verstärkung Bienenwaben-Verbund- körper, beispielsweise in Form von angeschweißten oder ange- schraubten Verstärkungs-Ringscheiben, vorgesehen sind.

Die bekannten, zum Teil sehr aufwendig ausgebildeten Leicht- metall-Felgen werfen aber immer wieder Festigkeitsprobleme auf, und es sind beim Materialeinsatz aufgrund der notwendigen Fe- stigkeitswerte nach unten hin Grenzen gesetzt. Darüber hinaus erfordert die Herstellung vielfach einen relativ hohen Aufwand, z. B. hinsichtlich des erforderlichen Gießwerkzeuges oder hin- sichtlich des gesonderten Verbindens von Einzelteilen.

Die Erfindung sucht in Abkehr von den früheren Entwick- lungstendenzen neue Wege zu gehen, um bei noch leichteren Fel- genkörpern höhere Festigkeiten zu erzielen ; die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß mit den im Stand der Technik be- kannten offenen Profilen Verbesserungen in der Festigkeit, wenn überhaupt, so nur mit größerem Materialeinsatz möglich wären.

Es ist demgemäß Ziel der Erfindung, eine Rad-Gußfelge der eingangs angeführten Art vorzusehen, wobei auf wirtschaftliche Weise besonders leichtgewichtige, nichtsdestoweniger außeror- dentlich hohe Festigkeitswerte aufweisende Felgenausbildungen ermöglicht werden.

Die erfindungsgemäße Rad-Gußfelge der eingangs erwähnten Art ist dadurch gekennzeichnet, daß im Leichtmetall des einteilig gegossenen Felgenkörpers wenigstens ein Formteil eingegossen ist, der ein mittleres spezifisches Gewicht kleiner als jenes des für den Guß verwendeten Leichtmetalls aufweist. Mit einer derartigen Ausbildung wird der vorstehenden Zielsetzung in vor- teilhafter Weise entsprochen, und es werden wirtschaftlich her- stellbare Profilquerschnitte ermöglicht, die eine hohe Festig- keit bei geringer Masse erzielen lassen. Der oder die einge- gossenen Formteile können außerordentlich leichtgewichtig sein, und sie ermöglichen die Erzielung von geschlossenen Profilen, d. h."Hohl"profilen, aus dem gegossenen Leichtmetall, so daß auch bei dünnwandigen Strukturen die hohe Festigkeit erreicht werden kann.

Dabei kann bzw. können je nach der grundsätzlichen Gestalt des Felgenkörpers-die in weitesten Bereichen variieren kann- zur Erzielung von steifen Hohlprofilen im Wand-oder Rippen- bereich ein oder mehrere sich radial erstreckende (r) Formteil (e) eingegossen sein. Diese Formteile können sich bis in den Naben- bereich des Felgenkörpers fortsetzen, wobei aber zweckmäßiger- weise zumindest im Bereich der Bolzenbohrungen volle Leicht- metall-Querschnitte vorzusehen sein werden.

Für die-angestrebte sehr leichtgewichtige, jedoch hochfeste Ausbildung ist es auch von Vorteil, wenn im Hornbereich ein kreisförmig geschlossener Formteil eingegossen ist. Dadurch wird ein minimaler Leichtmetall-Materialeinsatz im hier besonders wichtigen radial äußeren Felgenbereich sichergestellt.

Um die Herstellung zu vereinfachen, ist es günstig, wenn der im Hornbereich eingegossene kreisförmig geschlossene Formteil einstückig mit von ihm radial einwärts verlaufenden Speichen- Formteilen ausgebildet ist. Bei dieser Ausbildung braucht somit jeweils nur ein einstückiger Formkörper in das Gießwerkzeug ein- gelegt zu werden, um dann im Leichtmetall-untere Herstellung der geschlossenen Leichtmetall-Profilquerschnitte-eingegossen zu werden.

Für die angestrebte Gewichtsreduktion ist es vorteilhaft, wenn der oder die Formteil (e) ein mittleres spezifisches Gewicht kleiner 1,3 kg/dm3, vorzugsweise kleiner 1 kg/dm3, aufweist bzw. aufweisen.

Für die Wahl des Materials der Formteile ist von Bedeutung, daß dieses Material ein Umgießen mit dem Leichtmetall erlaubt, d. h. es muß den Gießtemperaturen dieses Leichtmetalls stand- halten können. Dies bedeutet aber nicht unbedingt, daß für die Formteile insgesamt ein vergleichsweise hochschmelzendes oder nichtschmelzendes Material auszuwählen ist. So haben beispiels- weise Formteile aus aufgeschäumten Metall, vorzugsweise aus Schaumaluminium, den Vorteil, daß ihre sich beim Formen bildende Oxidhaut eine vergleichsweise hohe Schmelztemperatur hat ; über- dies weisen diese Metallschaum-Formteile, insbesondere aus Schaumaluminium, aufgrund der enthaltenen Gasanteile eine schlechte Wärmeübertragung auf, so daß sie sich vorzüglich in Aluminium oder dergl. Leichtmetall eingießen lassen. Außerdem liegt ihr-mittleres-spezifisches Gewicht (also das sich insgesamt aufgrund der Metall-und Gasanteile ergebende spezi- fische Gewicht) deutlich unter jenem der üblicherweise für das Gießen verwendeten Leichtmetall-Legierungen. Beispielsweise kann mit Vorteil Schaumaluminium mit einem spezifischen Gewicht im Bereich von 0,3 bis 0,7 kg/dm3, vorzugsweise ca. 0,5 kg/dm3, eingesetzt werden.

Eine andere vorteilhafte Möglichkeit leichtgewichtiger Form- teile, die überdies zur Steifigkeits-Festlegung mit herangezogen werden können, besteht darin, für die Formteile Wabenkörper, z. B. aus Stahllamellen, zu verwenden.

Für die hochfeste Felgenstruktur ist es ferner auch von Vor- teil, wenn der oder die Formteil (e) zur Bildung eines ihn bzw. sie umschließenden Kastenprofils aus dem gegossenen Leichtmetall einen geschlossenen, z. B. im wesentlichen viereckigen Quer- schnitt aufweist bzw. aufweisen.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der vor- liegenden Rad-Gußfelge durch Gießen in einem Gießwerkzeug ist dadurch gekennzeichnet, daß ein oder mehrere vorgefertigte (r) Formteil (e) in das Gießwerkzeug eingelegt und darin mit Hilfe von Zentrierstiften oder dergl. fixiert wird bzw. werden, und daß dann der oder die Formteil- (e) mit dem Leichtmetall, z. B.

Aluminium oder einer Aluminium-Magnesium-Legierung, umgossen wird bzw. werden. Das Gießwerkzeug selbst kann dabei-im Hin- blick auf die möglichen einfacheren Formen der Felgenkörper- einfach ausgebildet sein, und die Zentrierung der Formteile, vorzugsweise aus Metallschaum, insbesondere Schaumaluminium, in den Gießwerkzeugen mit Hilfe der Zentrierstifte kann rasch und unproblematisch bewerkstelligt werden. Dabei können in den Form- teilen sowie in den Gießwerkzeugen im vorhinein passende Aus- nehmungen zum Einsetzen der Zentrierstifte vorgesehen werden.

Nach dem Gießen können etwaige am Felgenkörper außen vorstehende Teile der Zentrierstifte abgeschliffen werden. Die Zentrier- stifte können aus Stahl oder Keramikmaterial, allgemein aus einem mit dem Leichtmetall der Felgen verträglichen, jedoch höherschmelzenden oder aber nichtschmelzenden Material bestehen.

Die Formung von Körpern aus Metallschaum, insbesondere aus Schaumaluminium, ist an sich eine gängige Technik, ebenso wie die Herstellung von Wabenstrukturteilen, so daß sich hier eine weitere Erkläuterung erübrigen kann.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von in der Zeichnung veranschaulichten, besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen, auf die sie jedoch nicht beschränkt sein soll, noch weiter er- läutert. Es zeigen : Fig. 1 einen sektorförmigen Ausschnitt einer Rad-Gußfelge ; Fig. 2 einen radialen Schnitt durch diese Rad-Gußfelge gemäß der Linie II-II in Fig. 1, im Bereich einer Speiche der Rad-Gußfelge ; Fig. 3 einen demgegenüber winkelmäßig versetzten Schnitt, entsprechend der Linie III-III in Fig. 1, zur Veranschaulichung des Querschnitts der Rad-Gußfelge im Bereich einer Ausnehmung zwischen den Speichen der Rad-Gußfelge ; und Fig. 4 einen Querschnitt im Bereich einer Speiche dieser Rad-Gußfelge, gemäß der Linie IV-IV in Fig. l.

Die in der Zeichnung veranschaulichte, derzeit als besonders bevorzugt angesehene Rad-Gußfelge 1 (nachstehend kurz Felge ge- nannt) besteht aus einem als Verbundkörper ausgebildeten Felgen- körper 2, der einen Nabenbereich 3, einen Rippenbereich 4 und einen Hornbereich 5 mit einem Felgenbett 6 aufweist. Im Nabenbe- reich 3 sind in herkömmlicher Weise Bolzenbohrungen 7 zum An- schrauben der Felge 1 mit dem darauf angebrachten, nicht näher gezeigten Reifen vorgesehen.

Der Felgenkörper 2 wird in an sich herkömmlicher Weise aus Leichtmetall gegossen ; beispielsweise handelt es sich bei der vorliegenden Felge um eine gegossene Aluminium-oder Magnesium- felge. Anders als bei herkömmlichen Leichtmetallfelgen wird bei der vorliegenden Felge 1 jedoch das Leichtmetall in Form von ge- schlossenen"Hohl"profilen in der Art von Kastenprofilen ge- gossen, wodurch hohe Festigkeitswerte erzielt werden können. Um dabei die Herstellung so einfach wie möglich zu halten, werden die"Hohl"räume in diesen Kastenprofilen oder allgemein in den geschlossenen Profilen der Felge 1 durch leichtgewichtige Form- teile ausgefüllt, die bevorzugt aus Metallschaum, insbesondere aus Schaumaluminium, vorgefertigt und dann beim Gießen der Felgen 1 in das Gießwerkzeug (nicht dargestellt) eingelegt werden.

Im vorliegenden Ausführungsbeispiel ist ein einstückiger Formteil 8 vorgesehen, der im Hornbereich bei 8'kreisförmig ge- schlossen ist, und der im Rippenbereich 4, im Bereich der Felgenspeichen 9, in einem Stück mit radial einwärts abstehenden Speichen-Formteilen 8"ausgebildet ist.

Wie aus der Zeichnung, insbesondere Fig. 3 im Vergleich zu Fig. 2, ersichtlich ist, ist der Formteil 8, d. h. der kreisförmig geschlossene äußere Teil 8', in seinem Bereich zwischen den Speichen 9 im Querschnitt kleiner gestaltet, verglichen mit dem Bereich unmittelbar radial außerhalb der Speichen 9, wobei auch der zugehörige Hornbereich 5 der Felge 1 in diesen Umfangs- abschnitten einen kleineren Querschnitt aufweist, der über Übergangsbereiche 10 bzw. 11 an die eine größere Dicke auf- weisenden Abschnitte im Bereich der Speichen 9 anschließt.

Je nach Form der Felge-die gezeigte Felge 1 mit den Speichen 9 ist nur als eines von vielen Beispielen anzusehen- kann der Formteil 8 selbstverständlich auch andere Gestalten haben, und insbesondere ist es auch möglich, die Formteile 8"im Bereich der Speichen als von dem reifenförmigen Formteil 8'ge- trennte Teile vorzusehen. Auch ist es denkbar, im Rippenbereich 4, innerhalb der Speichen 9, mehrere Formteile in Abständen nebeneinander vorzusehen, so daß vom Leichtmetall beim Gießen dann Mehrkammer-Hohlprofile gebildet werden. Von Bedeutung ist jedenfalls, daß durch das Umgießen der leichtgewichtigen Form- teile 8 bzw. 8', 8"mit dem Leichtmetall geschlossene Kasten- profile gebildet werden, wie in Fig. 4 bei 12 angedeutet ist, wodurch außerordentlich hohe Festigkeitswerte erzielt werden können. Dabei können sehr dünnwandige Kastenprofile 12 vorge- sehen werden, ohne daß die Festigkeit dadurch beeinträchtigt wurde, und andererseits können die Formteile 8 bzw. 8', 8"im Vergleich zum für die Felge 1 an sich verwendeten Leichtmetall ein wesentlich geringeres mittleres spezifisches Gewicht haben, so daß die beschriebenen Gewichtsvorteile erzielt werden. Als besonders vorteilhaft hat sich in Versuchen Schaumaluminium für die Herstellung der Formteile 8 bzw. 8', 8"erwiesen, es ist je- doch auch mit vergleichbaren ähnlichen, anderen aufgeschäumten Metallen, aber auch mit Wabenstrukturen, eine entsprechende Gewichtsreduktion in Verbindung mit den dünnwandigen Kasten- profilen beim Eingießen im Leichtmetall zu erreichen. Damit können in den fraglichen Bereichen, wie insbesondere im Bereich der Speichen 9 und im Hornbereich 5, auf wirtschaftliche Weise Querschnitte hergestellt werden, welche durch das beschriebene geschlossene Kastenprofil 12 ein Höchstmaß an Festigkeit bei einem Minimum an Leichtmetall-Masse (und damit bei einem mini- malen Gewicht) ermöglichen. Das Schaumaluminium kann, je nach Gasanteil beim Aufschäumen, ein spezifisches Gewicht von bei- spielsweise 0,3 bis 0,7 kg/dm3 haben, wobei gute Ergebnisse bei praktischen Versuchen mit Schaumaluminium mit einem spezifischen Gewicht von ca. 0,5 kg/dm3 erzielt werden konnten.

Bei der Herstellung können vergleichsweise einfache Form- gebungen für die Felge 1 vorgesehen werden, wobei insbesondere keine Abwinkelungen oder dergl. in den fraglichen Bereichen er- forderlich sind, wie dies in der Vergangenheit vorgesehen wurde, um die Festigkeit der Profilbereiche zu erhöhen ; demgemäß können auch die Gießwerkzeuge für die Felgen 1 relativ einfach ge- staltet werden.

Vor dem Eingießen des Leichtmetalls, z. B. Gußaluminium, werden die zuvor gefertigten Formteile 8 bzw. 8', 8"in das Gießwerkzeug eingelegt und dort mit Hilfe von Zentrierstiften in der richtigen Position festgelegt. Danach wird das Leichtmetall in das Gießwerkzeug eingegossen, wobei die Formteile 8,8', 8" in der Art von verlorenen Kernen umgossen werden. Die Zentrier- stifte, von denen in Fig. 2 zwei beispielsweise bei 13 bzw. 14 schematisch angedeutet sind, verbleiben im Leichtmetall der Felge 1, und etwaige über die Außenseite der Felge 1 vorstehende Teile werden nach dem Entformen einfach abgeschliffen.

Die Formteile 8,8', 8"sind selbstverständlich so zu wählen, daß sie beim Eingießen im Leichtmetall nicht schmelzen.

Die vorstehend erwähnten Materialien, nämlich besonders bevor- zugt Schaumaluminium oder allgemein Metallschaum, sind dabei insofern gut geeignet, als sie nach ihrer Herstellung üblicher- weise eine Oxidhaut aufweisen, die eine höhere Schmelztempe- ratur, verglichen mit dem Leichtmetall des Felgenkörpers 2, aufweist. Außerdem weisen diese Materialien durch die hohen Gas- anteile einen schlechten Wärmeübertragungskoeffizienten auf, so daß sich derartige Metallschaum- (Schaumaluminium-) Formteile, wie Versuche gezeigt haben, völlig problemlos beispielsweise in Alu- minium bzw. Aluminium-Magnesium-Legierungen eingießen lassen. Im Fall von Wabenstrukturen für die Formteile 8,8', 8"können die Wabenlamellen auch aus Stahl bestehen und so einen höheren Schmelzpunkt, verglichen mit dem Gußaluminium oder dergl.

Leichtmetall, haben.

Als Material für die Zentrierstifte 13,14 kann beispiels- weise ebenfalls Stahl gewählt werden, die Zentrierstifte 13,14 können jedoch auch beispielsweise aus Keramikmaterial bestehen.

Die vorliegende Felge 1 eignet sich insbesondere für PKW-und LKW-Räder und für Motorräder, aber auch für Räder im Flugzeugbau.