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Patent Searching and Data


Title:
WHEEL FOR A COMMERCIAL VEHICLE, AND USE THEREOF
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2017/137310
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a wheel (1, 1') for a commercial vehicle, comprising a wheel rim (2, 2') for holding a tire, and a wheel disk (3, 3') that is connected to the wheel rim (2, 2') and has a connecting zone (9, 9') to be releasably connected to a wheel carrier, the wheel disk (3, 3') being composed of at least two interconnected parts (4, 4', 5, 5', 6). The aim of providing a wheel for commercial vehicles that can be designed in a load-optimized and/or weight-optimized manner compared to the prior art is achieved by making at least one of the parts (4, 4', 5, 5', 6) of a multiphase steel alloy or a hardenable steel alloy.

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Inventors:
PIERONEK DAVID (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/052313
Publication Date:
August 17, 2017
Filing Date:
February 03, 2017
Export Citation:
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Assignee:
THYSSENKRUPP STEEL EUROPE AG (DE)
THYSSENKRUPP AG (DE)
International Classes:
B60B3/00; B60B3/08; B21D53/26; B21H1/04
Foreign References:
EP2326517A12011-06-01
DE4025064A11992-02-06
DE102013104296A12014-10-30
Attorney, Agent or Firm:
THYSSENKRUPP INTELLECTUAL PROPERTY GMBH (DE)
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Claims:
Ansprüche

Nutzfahrzeugrad (1, 1') umfassend eine Felge (2, 2') zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge [2, 2') angebundene Radschüssel (3, 3') mit einem

Anbindungsbereich (9, 9') zur lösbaren Anbindung an einen Radträger, wobei die Radschüssel (3, 3') aus mindestens zwei Teilen (4, 4', 5, 5', 6) gebildet ist, welche miteinander verbunden sind,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens eines der Teile (4, 4', 5, 5', 6) aus einer Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung besteht.

Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Mehrphasenstahllegierung eine Dualphasenstahl-, eine Complexphasenstahl-, eine Ferrit-Bainit-Stahl- oder eine Martensitphasenstahllegierung ist,

insbesondere eine Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa aufweist, wobei das Gefüge der Mehrphasenstahllegierung aus mindestens zwei der Phasen Ferrit, Bainit, Austenit oder Martensit besteht, oder die vergütbare Stahllegierung eine Warmumformstahl- oder lufthärtende Stahllegierung ist, insbesondere eine Zugfestigkeit von mindestens 700 MPa aufweist, wobei das Gefüge der

vergütbaren Stahllegierung überwiegend aus Martensit, insbesondere mehr als 90% des Gefüges aus Martensit besteht.

Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 1 oder 2,

dadurch gekennzeichnet, dass

die mindestens zwei Teile (4, 4', 5, 5', 6) jeweils aus einer

Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung bestehen.

Nutzfahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Radschüssel (3, 3') im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet ist, welche einen Mittenbereich (11) mit einer Mittenöffnung (7) und einen umlaufenden Stegbereich (12, 12'), in welchem mehrere um die Mittenöffnung (7) angeordneten Öffnungen (8) zur Aufnahme von Verbindungsmitteln vorgesehen sind, aufweist, wobei zumindest ein Teil des Stegbereichs (12, 12') den Anbindungsbereich (9, 9') zur lösbaren Anbindung an einen Radträger bildet, und einen an den Stegbereich (12, 12') radial abstehenden Kragenbereich (13, 13') aufweist, in welchem optional Öffnungen vorgesehen sind, wobei der Kragenbereich (13, 13') einen Endbereich (14, 14') umfasst, welcher den Anbindungsbereich an eine Felge bildet,

insbesondere wobei der Stegbereich (12, 12') und der Endbereich (14, 14') durch mindestens ein erstes Teil (4, 4') der Radschüssel (3, 3') gebildet ist.

Nutzfahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein zweites Teil (5, 5') der Radschüssel (3, 3') im Wesentlichen ringförmig und insbesondere einstückig ausgebildet ist und zumindest

bereichsweise im Stegbereich (12, 12') auf der dem Radträger zugewandten Seite oder zumindest bereichsweise im Stegbereich auf der dem Radträger abgewandten Seite angeordnet ist.

Nutzfahrzeugrad nach Anspruch 5,

dadurch gekennzeichnet, dass

das zweite Teil (5) der Radschüssel (12) in den Kragenbereich (13) hineinragt und zumindest bereichsweise im Kragenbereich (13) der Radschüssel (3) angeordnet ist.

Nutzfahrzeugrad nach einem der Ansprüche 5 oder 6,

dadurch gekennzeichnet, dass

mindestens ein drittes Teil (6) der Radschüssel (3') im Wesentlichen ringförmig und insbesondere einstückig ausgebildet ist und zumindest bereichsweise im Stegbereich (12') auf der dem zweiten Teil (5') der Radschüssel (3)

gegenüberliegenden Seite angeordnet ist.

8. Nutzfahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass 3 die Teile (4M, 5M, 6.1) zunächst jeweils einzeln mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser Presshärtung geformt und anschließend zur Bildung der Radschüssel (3') miteinander verbunden werden.

9. Nutzfahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche 1 bis 7,

dadurch gekennzeichnet, dass

die Materialien (4.1, 4".l, 4"'.l, 5.1, 5".l, 5"M) zusammen im insbesondere miteinander verbundenen Zustand mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser Presshärtung zur Bildung der Radschüssel (3) geformt werden.

10. Nutzfahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche,

dadurch gekennzeichnet, dass

die mindestens zwei Teile (4, 4', 5, 5') der Radschüssel (3, 3') Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig miteinander verbunden sind.

11. Verwendung des Nutzfahrzeugrades nach einem der vorgenannten Ansprüche in Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Bussen, Omnibussen, ob mit

Verbrennungsmotor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger oder Trailer.

Description:
Nutzfahrzeugrad und Verwendung

Die Erfindung betrifft ein Nutzfahrzeugrad umfassend eine Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger, wobei die Radschüssel aus mindestens zwei Teilen gebildet ist, welche miteinander verbunden sind. Ferner betrifft die

Erfindung eine Verwendung des Nutzfahrzeugrades.

Konventionell werden Nutzfahrzeugräder, beispielsweise LKW-Räder aus einem

Stahlwerkstoff gefertigt und bestehen aus einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und einer an die Felge angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger. Sowohl die Radschüssel als auch die Felge können mittels Drückwalzen hergestellt werden. Beispielsweise weist die Radschüssel im Anbindungsbereich zum Radträger, welche eine Mindestdicke zur Aufnahme von mechanischen Lasten wie dynamischen Wechselbeanspruchungen haben muss, eine in etwa doppelte Materialdicke im Vergleich zum Übergangsbereich zur Anbindung an die Felge auf. Das Drückwalzen hat somit den Vorteil, dass das Material während der Formgebung an belastungskritische Stellen bei der Verwendung eines Stahlwerkstoff mit einer konstanten Ausgangsmaterialdicke insbesondere belastungs- und/oder gewichtsoptimiert gedrückt werden kann, so dass unterschiedliche Materialdicken entlang des Querschnitts bei der Radschüssel als auch bei der Felge erstellt werden können, welche zur Gewichtsreduzierung im Vergleich zu Radschüsseln und/oder Felgen mit einer konstanten Materialdicke beitragen können. Konventionell eingesetzte Stahlwerkstoffe sind beispielsweise weiche unlegierte Stähle oder allgemeine Baustähle (siehe zum Beispiel S. 7-8,„Warmgewalzter Bandstahl" Hohenlimburger Mittelband, Ausgabe 2005, http://www.hoesch- hohenlimburg.de/proiekt/web2013/HHOWebCMS.nsf/$AU/5FBA8E2A70 F31505C1257 OF5004AB5F2/$FILE/Warmbandd.pdf 1, wobei deren Materialdicke zumindest im Anbindungsbereich zum Radträger eine Dicke größer 10 mm, insbesondere von 14,2 mm aufweist, um den sicherheitsrelevanten Anforderungen zu genügen.

Leichtbaupotential bieten heutzutage Stahllegierungskonzepte wie beispielsweise Mehrphasenstahlliegerungen oder Vergütungsstahllegierungen, welche hohe Festigkeiten im Endzustand aufweisen können und in Bereichen Anwendung finden, in denen bestehende Werkstoffkonzepte mit beispielsweise geringen Festigkeit

substituiert werden können. Durch die Substitution können bei der Bauteilauslegung mit im Wesentlichen gleichbleibender Performance die Materialdicken infolge der höheren Festigkeiten reduziert werden, welche sich somit vorteilhaft auf die

Reduzierung der eingesetzten Masse auswirken. Die verfügbaren Materialdicken derartiger Stahllegierungskonzepte, insbesondere der Mehrphasenstahllegierungen sind herstellungsbedingt limitiert. Entsprechende Prozessführungen verleihen diesen Legierungen die gewünschten Eigenschaften, welche jedoch mit zunehmender

Materialdicke über den Querschnitt schwanken können und Materialdicken mit beispielsweise > 8 mm derzeit nicht fertigungstechnisch und/oder wirtschaftlich darstellbar sind.

Aus der deutschen Patentschrift 40 25 064 ist ein Verfahren zur Herstellung von Nutzfahrzeugräder, insbesondere zur Herstellung der Radschüsseln von

Nutzfahrzeugräder zu entnehmen. Es wurde bereits erkannt, dass bei der Verwendung von Werkstücken mit konstanter Materialdicke der Schulterbereich, d. h. der

Übergangsbereich zur Anbindung an die Felge überdimensioniert ist und dies daher zu Lasten des Gewichtes des Rades geht. In diesem Dokument wird vorgeschlagen, eine Radschüssel aus mehreren Teilen bereit zu stellen, welche ein erstes Teil aufweist, das beispielsweise einen Grundträger der Radschüssel bildet und im Wesentlichen die beiden Anbindungsbereiche abdeckt. Da im Anbindungsbereich zum Radträger hohe Festigkeiten und Steifigkeiten gefordert sind, muss die Radschüssel in diesem Bereich auch eine Mindestdicke aufweisen, welche über eine Materialdoppelung aus Teilen aus einem Warmband (hot-rolled steel) insbesondere zur Verstärkung des

Anbindungsbereichs bereitgestellt wird und welche miteinander stoffschlüssig gefügt werden. Um den Schrottanteil des Warmbandes zu reduzieren, werden je nach Bedarf die Einzelkomponenten aus einem Warmband ausgestanzt, ringförmig

zusammengesetzt und zur Verstärkung des Anbindungsbereiches zum Radträger mit dem ersten Teil (Grundträger) verbunden. Um die Vielfalt der erforderlichen

Wärmbänder für die unterschiedlichen Nutzfahrzeugräder zu verringern, schlägt die Lehre weiter vor, für die Einzelteile des Verstärkungsringes und auch für das erste Teil das gleiche Material und die gleiche Materialdicke zu verwenden. In Bezug auf den Stand der Technik besteht weiteres Verbesserungspotential insbesondere hinsichtlich einer weiteren Gewichtsreduzierung bei Nutzfahrzeugrädern.

Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Nutzfahrzeugrad bereitzustellen, welches im Vergleich zum bekannten Stand der Technik belastungs- und/oder

gewichtsoptimierter ausgelegt werden kann, sowie eine entsprechende Verwendung anzugeben.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird die Aufgabe gemäß des

erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades dahingehend gelöst, dass mindestens eines der Teile aus einer Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung besteht.

Der Erfinder hat durch eigene Untersuchungen überraschend festgestellt, dass durch die Verwendung einer Mehrphasenstahllegierung oder vergütbaren (härtbaren)

Stahllegierung für mindestens eines der Teile, welche zumindest eine Komponente der Radschüssel bilden, wird eine Stahllegierung eingesetzt, welche eine im Vergleich zu dem konventionell eingesetzten Material (unlegierte Stähle oder Baustähle) höhere Festigkeit aufweist. Somit können bei im Wesentlichen vergleichbarer bzw.

gleichbleibender Performance geringe Materialstärken eingesetzt werden, welche sich vorteilhaft auf eine Reduzierung der eingesetzten Masse auswirken. Die mindestens zwei Teile der Radschüssel sind mindestens ein erstes Teil und ein zweites Teil.

Gemäß einer ersten Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades ist die Mehrphasenstahllegierung eine Dualphasenstahl-, eine Complexphasenstahl-, eine Ferrit-Bainit-Stahl- oder eine Martensitphasenstahllegierung und die Zugfestigkeit der Mehrphasenstahllegierung beträgt mindestens 500 MPa, vorzugsweise mindestens 600 MPa und besonders bevorzugt mindestens 700 MPa, wobei das Gefüge der

Mehrphasenstahllegierung aus mindestens zwei der Phasen Ferrit, Bainit, Austenit oder Martensit besteht. Die vergütbare (härtbare) Stahllegierung ist eine Warmumformstahl- oder lufthärtende Stahllegierung mit einer Zugfestigkeit von mindestens 700 MPa, vorzugsweise mindestens 800 MPa und besonders bevorzugt mindestens 900 MPa, wobei das Gefüge der vergütbaren Stahllegierung überwiegend aus Martensit, insbesondere mehr als 90% des Gefüges aus Martensit besteht. Mit zunehmender Festigkeit kann bei im Wesentlichen gleichbleibender Performance die jeweilige

Materialdicke reduziert werden und dadurch das Gewicht weiter herabgesetzt werden. Die vorgenannten Stahllegierungen weisen gegenüber den konventionell eingesetzten Stahlkonzepten höhere zyklische Biegewechselfestigkeiten auf, welche insbesondere die Lebensdauer entsprechender Bauteile erhöhen können und insbesondere ein

frühzeitiges Materialversagen im Wesentlichen verhindert werden kann. In zahlreichen Untersuchungen wurde ermittelt, wobei Proben (Streifenproben) in einer geeigneten Messvorrichtung einseitig eingespannt und auf der gegenüberliegenden, freien Seite mit einer sinusförmigen Belastung (Lastwechsel) beaufschlagt wurden, dass

Mehrphasenstahllegierung, insbesondere die Vorgenannten, im Schnitt eine mindestens zweifache und Vergütungsstahllegierungen im Schnitt eine mindestens dreifache zyklische Biegewechselfestigkeit im Vergleich zu den konventionell eingesetzten

Stahllegierungen für Radschüsseln aufweisen.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades bestehen die mindestens zwei Teile jeweils aus einer Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung. Dies hat insbesondere den Vorteil, die Radschüssel über die Teile individuell mit einer oder unterschiedlichen Stahllegierung und dadurch mit gleichen oder unterschiedlichen Eigenschaften (maßgeschneiderten Eigenschaften) auszustatten, wodurch weiteres Potential zum Leichtbau gegeben ist.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades ist die Radschüssel im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet, welche einen Mittenbereich mit einer Mittenöffnung und einen umlaufenden Stegbereich, in welchem mehrere um die Mittenöffnung angeordneten Öffnungen zur Aufnahme von Verbindungsmitteln vorgesehen sind, aufweist, wobei zumindest ein Teil des Stegbereichs den

Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger bildet, und einen an den Stegbereich radial abstehenden Kragenbereich aufweist, in welchem optional Öffnungen vorgesehen sind, wobei der Kragenbereich einen Endbereich umfasst, welcher den Übergangsbereich zur Anbindung an eine Felge bildet, insbesondere wobei der

Stegbereich und der Endbereich durch mindestens ein erstes Teil der Radschüssel gebildet ist. Vorzugsweise ist das erste Teil der Radschüssel als Grundträger ausgebildet. Der Stegbereich kann beispielsweise zumindest teilweise plan ausgeführt sein, um eine gewisse Anbindungsfläche (Kontaktfläche) an den Radträger bereitstellen zu können. Je nach Nutzfahrzeugradtyp können im Kragenbereich Öffnungen vorgesehen sein, welche beispielsweise als Belüftungslöcher fungieren und/oder durch gezieltes Ausstanzen bzw. Weglassen von Material zusätzliches Gewicht des Nutzfahrzeugrades reduziert werden kann.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades ist mindestens ein zweites Teil der Radschüssel im Wesentlichen ringförmig und

insbesondere einstückig ausgebildet und zumindest bereichsweise im Stegbereich auf der dem Radträger zugewandten Seite oder zumindest bereichsweise im Stegbereich auf der dem Radträger abgewandten Seite angeordnet. Die Anordnung des zweiten Teils auf der dem Radträger zugewandten Seite hat den Vorteil, dass insbesondere wenn das zweite Teil eine höhere Festigkeit respektive geringere Bruchdehnung als das erste Teil aufweist, kann im Bereich der Kontaktfläche zum Radträger eine lokale Plastifizierung der Radschüssel im Wesentlichen verhindert werden. Weist das zweite Teil hingegen eine geringere Festigkeit und damit verbunden eine höhere Bruchdehnung im Vergleich zum ersten Teil auf, hat dies beispielsweise den Vorteil, dass im Bereich der

Kontaktfläche zum Radträger lokale Spannungsspitzen vergleichmäßigt bzw.

großflächig in den umgebenden Bereich verteilt werden können, um damit die

Kerbempfindlichkeit zu reduzieren. Die alternative Anordnung des zweiten Teils auf der dem Radträger abgewandten Seite hat beispielsweise den Vorteil, dass insbesondere wenn das zweite Teil eine höhere Festigkeit respektive eine geringere Bruchdehnung als das erste Teil aufweist, eine höhere Vorspannkraft der Verbindungsmittel

(Bolzen/Schrauben) umsetzbar ist. Weist das zweite Teil hingegen eine geringere Festigkeit und damit verbunden eine höhere Bruchdehnung im Vergleich zum ersten Teil auf, hat dies beispielsweise den Vorteil, dass im Bereich der Anbindungsfläche der Verbindungsmittel lokale Spannungsspitzen vergleichmäßigt bzw. großflächig in den umgebenden Bereich verteilt werden können, um damit die Kerbempfindlichkeit zu reduzieren. In einer bevorzugten Ausführung ragt das zweite Teil der Radschüssel in den Kragenbereich hinein und ist zumindest bereichsweise im Kragenbereich der Radschüssel angeordnet, wodurch eine zumindest bereichsweise zusätzliche

Verstärkung des Kragenbereichs ermöglicht wird. Um einen Steifigkeitssprung in der Radschüssel vom Bereich der Materialdoppelung auf das erste Teil (Grundträger) im Wesentlichen zu unterdrücken, kann durch eine konstruktive Ausgestaltung, beispielsweise über eine Versteifungswelle, Verprägung und/oder Einbringen einer Phase in das zweite Teil (Verstärkungsteil) respektive an seiner umlaufenden Kante, ein harmonischer Steifigkeitsübergang erfolgen. Alternativ oder kumulativ kann hier eine Stoff- oder kraftschlüssige Verbindung in diesem Bereich erzeugt werden, um diesen Bereich zu entlasten.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades ist mindestens ein drittes Teil der Radschüssel im Wesentlichen ringförmig und

insbesondere einstückig ausgebildet, wobei das dritte Teil zumindest bereichsweise im Stegbereich der Radschüssel auf der dem zweiten Teil gegenüberliegenden Seite angeordnet ist. Eine hierdurch erzeugte Materialverdreifachung, welche zumindest lokal im Anbindungsbereich an einen Radträger vorgesehen ist, ermöglicht beispielsweise eine optimale Auslegung der Radschüssel, so dass gemäß einer vorzugsweisen

Ausführung das erste Teil der Radschüssel eine höhere Festigkeit und somit eine hohe zyklische Biegewechselfestigkeit, beispielsweise durch eine

Warmumformstahllegierung, insbesondere im gehärteten Zustand, aufweist. Die hohe zyklische Biegewechselfestigkeit wirkt sich positiv auf die Übertragung von Kräften mit häufigen Lastwechseln von der Felge in den Radträger aus. Das zweite und das dritte Teil der Radschüssel bestehen beispielsweise aus einer Mehrphasenstahllegierung, insbesondere mit einer geringeren Festigkeit im Vergleich zum ersten Teil, welche vorteilhaft auf die lokalen Spannungsspitzen sowohl auf der Seite der Anbindungsfläche der Verbindungsmittel wie auch auf der Seite der Kontaktfläche zum Radträger Einfluss nehmen können.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades werden die Teile/Materialien, insbesondere das erste und das zweite Teil/Material, zunächst jeweils einzeln beispielsweise mittels Druckumformen, Zugumformen,

Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder

Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser

Presshärtung geformt und anschließend zur Erzeugung der Radschüssel miteinander verbunden. Auch eine Kombination der genannten Verfahren zur Erzeugung der einzelnen Teile ist denkbar. Die Radschüssel wird als„gebaute" Ausführung an die Felge und ggf. weiteren Teilen angebunden oder alternativ im Zuge der Anbindung an die Felge werden die einzelnen Teile der Radschüssel miteinander verbunden.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades werden die Teile/Materialien zusammen im insbesondere miteinander verbundenen Zustand beispielsweise mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen,

Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser Presshärtung zur Erzeugung der Radschüssel geformt. Auch eine Kombination der genannten Verfahren zur Erzeugung der Radschüssel ist denkbar. Die aus mindestens zwei Teilen bestehende Radschüssel wird an die Felge und ggf. weitere Teile angebunden.

Gemäß einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades sind die mindestens zwei Teile der Radschüssel Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig

miteinander verbunden. Gemäß der einfachsten Ausführung werden ein kleines zweites Teil zur bereichsweisen Versteifung des endgeformten Stegbereichs der Radschüssel mit einem ersten Teil, wobei beide Teile als Ausgangsmaterial zunächst im Wesentlichen rund oder rondenförmig, vorzugsweise ringförmig, ausgebildet sind, zumindest bereichsweise vor und/oder nach dem Formen stoffschlüssig miteinander verbunden. Zumindest teilweise, insbesondere vollständig umlaufend an der Kante des zweiten Teils kann das zweite Teil über eine Kehlnaht, welche als MIG-, MAG-, Laser- oder Lötnaht ausgeführt sein kann, mit dem ersten Teil verbunden sein. Alternativ oder kumulativ sind auch andere Nahtformen oder Fügeverfahren, beispielsweise

Reibrührschweißen, Widerstandspunktschweißen oder mechanische Fügeverfahren denkbar. Insbesondere kann im vollständigen Kontaktbereich zwischen den beiden Teilen zusätzlich eine Polymerschicht oder Strukturlack angeordnet sein, welche ein Eindringen insbesondere von Spritzwasser und damit verbunden eine Korrosion zwischen den Teilen der Radschüssel im späteren Gebrauch verhindern kann. Die Polymerschicht kann aus einer silikonhaltigen Schicht bestehen, beispielsweise eine Silikonklebefolie sein, welche insbesondere schmelzschweiß- als auch lötgeeignet ist. Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades in Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Busse, Omnibusse, ob mit Verbrennungsmotor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger oder Trailer. In vorteilhafter Weise wird das erfindungsgemäße Nutzfahrzeugrad insbesondere als mindestens ein Teil eines Zwillingsrades verwendet.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt

Figur la) einen schematischen Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades,

Figur lb) ein erstes Ausgangsmaterial in Draufsicht und in Querschnitt zur

Herstellung einer Radschüssel gemäß der Ausführung in Figur la),

Figur 2a) einen schematischen Schnitt durch ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades,

Figur 2b) ein zweites Ausgangsmaterial in Querschnitt zur Herstellung einer

Radschüssel gemäß der Ausführung in Figur 2a) und

Figur 3a) und 3b) schematische Querschnitte durch ein drittes und viertes

Ausgangsmaterial zur Herstellung einer Radschüssel.

In Figur la) ist ein Schnitt durch ein erstes Ausführungsbeispiel eines

erfindungsgemäßen Nutzfahrzeugrades (1) dargestellt, wobei aufgrund der

rotationssymmetrischen Ausführung nur der obere Bereich des Nutzfahrzeugrades (1) oberhalb der Symmetrieachse (10) abgebildet ist. Das Nutzfahrzeugrad (1) umfasst eine Felge (2) zur Aufnahme eines nicht dargestellten Reifens und eine an die Felge (2) angebundene Radschüssel (3). Die Radschüssel (3) besteht bzw. ist aus zwei Teilen (4, 5) gebildet, welche miteinander verbunden sind. Die Verbindung untereinander kann stoff-, form- und/oder kraftschlüssig sein. Die Radschüssel (3) ist im Wesentlichen schalenförmig ausgebildet. Die Radschüssel umfasst einen Mittenbereich (11) mit einer Mittenöffnung (7) und einen umlaufenden Stegbereich (12), in welchem mehrere um die Mittenöffnung (7) angeordneten Öffnungen (8) zur Aufnahme von nicht dargestellten Verbindungsmitteln, wie beispielsweise Bolzen und/oder Schrauben, vorgesehen sind. Zumindest ein Teil des Stegbereichs (12) bildet den Anbindungsbereich (9) zur lösbaren Anbindung an einen Radträger. Die Radschüssel (3) weist ferner einen an den

Stegbereich (12) radial abstehenden Kragenbereich (13) auf, in welchem Öffnungen vorgesehen sein können, welche beispielsweise als Belüftungslöcher fungieren und/oder durch gezieltes Ausstanzen bzw. Weglassen von Material zusätzliches Gewicht einsparen. Der Kragenbereich (13) umfasst einen Endbereich (14), welcher den

Übergangsbereich zur Anbindung an die Felge (2) bildet. Der Stegbereich (12) und der Endbereich (14) sind durch mindestens das erste Teil (4) der Radschüssel (3) gebildet, insbesondere erstreckt sich zumindest das erste Teil (4) zwischen den beiden

Anbindungsbereichen (9, 14). Vorzugsweise ist das erste Teil (4) als Grundträger der Radschüssel (3) ausgebildet. Der Stegbereich (12) ist beispielsweise zumindest teilweise plan ausgeführt, um einen gewissen Anbindungsfläche (Kontaktfläche) an den Radträger bereitstellen zu können. Das zweite Teil (5) der Radschüssel (3) ist im Wesentlichen ringförmig und insbesondere einstückig ausgebildet und vollständig im Stegbereich (12) angeordnet bzw. deckt diesen vollständig ab, wobei das zweite Teil (5) auf der dem Radträger zugewandten Seite angeordnet ist. Insbesondere durch die

Materialdoppelung aufgrund des ersten und des zweiten Teil (4, 5) wird der

Radschüssel (3) eine gewisse Steifigkeit im Stegbereich (12) respektive im

Anbindungsbereich (9) zur lösbaren Anbindung an einen Radträger verliehen. Zur zumindest bereichsweisen Verstärkung des Kragenbereichs (13), ragt das zweite Teil (5) der Radschüssel (3) in den Kragenbereich (13) hinein bzw. ist zumindest

bereichsweise im Kragenbereich (13) der Radschüssel (3) angeordnet. Alternativ und hier nicht dargestellt kann das zweite Teil der Radschüssel zumindest bereichsweise im Stegbereich auf der dem Radträger abgewandten Seite angeordnet sein. Durch die Verwendung einer Mehrphasenstahllegierung oder vergütbaren Stahllegierung für mindestens eines der Teile (4, 5), welche zumindest eine Komponente der Radschüssel (3) bilden, wird eine Stahllegierung eingesetzt, welche eine im Vergleich zu dem konventionell eingesetzten Material (unlegierte Stähle oder Baustähle) höhere

Festigkeit aufweist. Somit können bei im Wesentlichen vergleichbarer bzw. gleichbleibender Performance geringe Materialstärken eingesetzt werden, welche sich zum einen vorteilhaft auf eine Reduzierung der eingesetzten Masse auswirken und zum anderen höhere zyklische Biegewechselfestigkeiten aufweisen, welche insbesondere die Lebensdauer der entsprechende Teile (4, 5) erhöhen und insbesondere ein frühzeitiges Materialversagen im Wesentlichen verhindern.

In Figur lb) ist ein erstes Ausgangsmaterial in schematischer Draufsicht und im

Querschnitt zur Herstellung der Radschüssel (3) dargestellt. Das Ausgangsmaterial besteht aus einem ersten, flachen und ringförmigen Material (4.1) und einem zweiten, flachen und ringförmigen Material (5.1), wobei das zweite Material (5.1) kleiner dimensioniert ist als das erste Material (4.1) und zur Erhöhung der Steifigkeit des an der Radschüssel (3) zu erzeugenden Anbindungsbereich (9) im zu erzeugenden Stegbereich (12) mit dem ersten Material (4.1) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden wird. Die Ausführung entspricht beispielsweise einem Tailored Product, beispielsweise einem Patch wo rk Blank. Die Mittenöffnung (7) kann jeweils vor oder nach dem

Verbinden der beiden Materialien (4.1, 5.1) ausgestanzt werden. Das erste Material (4.1) besteht aus einer Mehrphasenstahllegierung, beispielsweise einer Dualphasenstahl-, einer Complexphasenstahl-, einer Ferrit-Bainit-Stahl- oder eine

Martensitphasenstahllegierung mit einer Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa, vorzugsweise mindestens 600 MPa, besonders bevorzugt mindestens 700 MPa, wobei das Gefüge der Mehrphasenstahllegierung aus mindestens zwei der Phasen Ferrit, Bainit, Austenit oder Martensit besteht, oder aus einer vergütbaren Stahllegierung, beispielsweise einer Warmumformstahl- oder lufthärtenden Stahllegierung mit einer Zugfestigkeit von mindestens 700 MPa, vorzugsweise mindestens 800 MPa, besonders bevorzugt mindestens 900 MPa, wobei das Gefüge der vergütbaren Stahllegierung überwiegend aus Martensit, insbesondere mehr als 90% aus Martensit besteht. Die Dicke des ersten Materials (4.1) beträgt je nach Auslegung des Nutzfahrzeugrades zwischen 3 und 8 mm. Das zweite Material (5.1) kann aus einer

Mehrphasenstahllegierung oder aus einer vergütbaren Stahllegierung bestehen, wobei das Material (5.1) identisch mit dem ersten Material (4.1) ist oder sich hinsichtlich mindestens einer Eigenschaft, beispielsweise Festigkeit und/oder Bruchdehnung, von dem ersten Material (4.1) unterscheidet. Die Dicke des zweiten Materials (5.1) beträgt zwischen 3 und 8 mm. Auch die Verwendung der bisherigen konventionellen Stahllegierungen als zweites Material (5.1) ist denkbar. Mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser Presshärtung werden die beiden Materialien/Teile (4.1, 5.1) zur Erzeugung der

Radschüssel (3) im miteinander verbunden Zustand geformt. Die aus zwei Teilen (4, 5) bestehende Radschüssel (3) wird an die Felge (2) zur Erzeugung eines

Nutzfahrzeugrades (1) angebunden (s. Figur la)).

Figur 2a) zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen

Nutzfahrzeugrades ( ). Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel besteht bzw. ist die Radschüssel (3') aus drei Teilen (4', 5', 6) gebildet. Die Radschüssel (3') ist im

Wesentlichen schalenförmig ausgebildet, welche einen Mittenbereich (11) mit einer Mittenöffnung (7) und einen umlaufenden Stegbereich (12), in welchem mehrere um die Mittenöffnung (7) angeordneten Öffnungen (8) zur Aufnahme von nicht dargestellten Verbindungsmitteln vorgesehen sind, aufweist. Zumindest ein Teil des Stegbereichs (12) bildet den Anbindungsbereich (9') zur lösbaren Anbindung an einen Radträger. Die Radschüssel (3') weist ferner einen an den Stegbereich (12') radial abstehenden

Kragenbereich (13') auf und umfasst einen Endbereich (14'), welcher den

Übergangsbereich zur Anbindung an die Felge (2') bildet. Der Stegbereich (12') und der Endbereich (14') sind durch mindestens das erste Teil (4') der Radschüssel (3') gebildet, insbesondere erstreckt sich zumindest das erste Teil (4') zwischen den beiden

Anbindungsbereichen (9', 14'). Vorzugsweise ist das erste Teil (4') als Grundträger der Radschüssel (3') ausgebildet. Das zweite Teil (5') der Radschüssel (3') ist im

Wesentlichen ringförmig und insbesondere einstückig ausgebildet und vollständig im Anbindungsbereich (9') des Stegbereichs (12') angeordnet, wobei das zweite Teil (5') auf der dem Radträger zugewandten Seite angeordnet ist. Das dritte Teil (6) der

Radschüssel (3'), welches im Wesentlichen ringförmig und insbesondere einstückig ausgebildet ist, ist zumindest bereichsweise im Stegbereich (12') auf der dem zweiten Teil (5') der Radschüssel (3') gegenüberliegenden Seite, in diesem Beispiel auf der dem Radträger abgewandten Seite, angeordnet.

In Figur 2b) sind die Ausgangsmaterialien zur Herstellung der Radschüssel (3') schematisch im Querschnitt dargestellt. Die Ausgangsmaterialen bestehen aus einem ersten, schalenförmig geformten Material (4M), welches im Wesentlichen bereits der Geometrie des ersten Teiles (4') entspricht und somit den Grundträger der Radschüssel (3') bildet, einem zweiten, flachen und ringförmigen Material/Teil (5M), und einem dritten, flachen und ringförmigen Material/Teil (6.1). Das zweite und dritte

Material/Teil (5'.1, 6.1) sind vorzugsweise einstückig ausgebildet, wobei sie die gleiche Geometrie aufweisen und kleiner dimensioniert sind als das erste Material (4M) und zur Erhöhung der Steifigkeit des an der Radschüssel (3') zu erzeugenden

Anbindungsbereichs (9') im Stegbereich (12') mit dem ersten Material (4M) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden werden. Die Mittenöffnung (7) wurde in diesem Beispiel vor dem Verbinden der drei Materialien (4M, 5M, 6.1) ausgestanzt. Das erste Material (4M) besteht aus einer Mehrphasenstahllegierung oder aus einer vergütbaren Stahllegierung. Die Dicke des ersten Materials (4M) beträgt je nach

Auslegung des Nutzfahrzeugrades zwischen 3 und 8 mm. Das zweite und/oder das dritte Material (5M, 6.1) können aus einer Mehrphasenstahllegierung oder aus einer vergütbaren Stahllegierung bestehen. Die Dicke des zweiten und/oder dritten Materials (5M, 6.1) beträgt zwischen 3 und 8 mm. Mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen und/oder

Tiefziehen, insbesondere mittels Warmumformung mit zumindest teilweiser

Presshärtung wird zumindest das erste Material (4M) in eine Geometrie überführt, welche im Wesentlichen der Geometrie des ersten Teiles (4'), somit vorzugsweise der Geometrie des Grundträgers der Radschüssel (3') entspricht. Das zweite und das dritte Material (5M, 6.1) werden zur bereichsweisen Versteifung des im Wesentlichen endgeformten Stegbereichs (12') mit dem ersten Material (4M) bzw. Teil (4.1) kraft-, form- und/oder stoffschlüssig verbunden, wobei sie je nach Auslegung nicht in flacher Form ausgeführt sein müssen, sondern ebenfalls eine Vorgeometrie oder Endgeometrie aufweisen können. Die Öffnungen (8) zur Aufnahme der Verbindungsmittel können, wie in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, jeweils vor oder alternativ nach dem Verbinden der Materialien (4M, 5M, 6.1) eingebracht werden. Die aus den einzelnen, zum Teil geformten Materialien (4M, 5M, 6.1)„gebaute" Radschüssel (3') wird an die Felge (2') zur Erzeugung eines Nutzfahrzeugrades ( ) angebunden (s. Figur 2a)).

In den Figuren 3a) und 3b) sind ein drittes und viertes Ausgangsmaterial im

schematischen Querschnitt zur Herstellung einer Radschüssel dargestellt. Beide Ausgangsmaterialien bestehen jeweils aus einem ersten Material (4".l, 4"'.l), welches aus einer Mehrphasenstahllegierung mit einer Zugfestigkeit von mindestens 500 MPa oder aus einer vergütbaren Stahllegierung mit einer Zugfestigkeit von mindestens 700 MPa besteht, und einem zweiten Material (5".l, 5".l), welches wiederrum aus einer Mehrphasenstahllegierung oder aus einer vergütbaren Stahllegierung bestehen kann. Die Materialien (4".l, 4"'.l, 5".l, 5".l) sind flach, ringförmig und im Wesentlichen rund oder rondenförmig ausgebildet.

Figur 3a) zeigt, dass das zweite Material (5".l) mit dem ersten Material (4".l) zumindest teilweise, insbesondere vollständig umlaufend an der (Außen-) Kante (5".3) des zweiten Materials (5".l) über eine Kehlnaht 16, welche als MIG-, MAG-, Laser- oder Lötnaht ausgeführt sein kann, stoffschlüssig verbunden ist. Eine weitere Verbindungsnaht 17, welche zumindest teilweise, insbesondere vollständig umlaufend an den (Innen-) Kanten (4".2, 5".2) der beiden Materialien (4".l, 5".l) vorgesehen ist, wobei die (Innen-) Kanten (4".2, 5".2) die Mittenöffnung (7) definieren, kann neben der Verstärkung der Verbindung zwischen den beiden Materialien/Teilen auch eine Dichtheit dazwischen gewährleisten.

Figur 3b) zeigt, dass bei dem vierten Ausgangsmaterial im Unterschied zu dem dritten Ausgangsmaterial das zweite Material (5"'.l) über diskrete um die Mittenöffnung (7) angeordnete Schweißpunkte 15 mit dem ersten Material (4"'.l) stoffschlüssig

verbunden ist. Im vollständigen Kontaktbereich (K) zwischen den beiden Materialien (4"'.l, 5"'.l) ist zusätzlich eine Polymerschicht (18) angeordnet, welche ein Eindringen insbesondere von Spritzwasser und damit verbunden eine Korrosion zwischen den Teilen der endgeformten Radschüssel im späteren Gebrauch verhindern kann. Die Polymerschicht (18) besteht beispielsweise aus einer silikonhaltigen Schicht, welche insbesondere schmelzschweiß- als auch lötgeeignet ist. Das dritte und vierte

Ausgangsmaterial werden vorzugsweise mittels Drückwalzen zu einer Radschüssel kalt oder warm geformt (vgl. Figur la)). Alternativ kann auch ein Tiefziehen, insbesondere eine Warmumformung mit zumindest teilweiser Presshärtung zur Erzeugung einer Radschüssel angewandt werden. Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt, vielmehr kann auch die Felge 2, 2' aus einer Mehrphasenstahllegierung oder vergütbaren

Stahllegierung bestehen und vorzugsweise mittels Drückwalzen belastungs- und/oder gewichtsoptimiert ausgelegt sein. Ferner können Teile respektive das Ausgangsmaterial für die Erzeugung der Radschüssel und/oder der Felge aus Tailored Products, beispielsweise Tailored Blanks, Tailored Roiled Blanks und/oder Patchwork Blanks gebildet sein.

Bezugszeichenliste

1, Nutzfahrzeugrad

2, 2' Felge

3, 3' Radschüssel

4, 4' erstes Teil der Radschüssel, Grundträger der Radschüssel 4.1, 4M, 4".l, 4"'.l erstes Material

4".2, 4"'.2 (Innen-) Kante erstes Material

5, 5' zweites Teil der Radschüssel

5.1, 5'.1, 5".l, 5"'.l zweites Material

5".2, 5"'.2 (Innen-) Kante zweites Material

5".3 (Außen-) Kante zweites Material

6 drittes Teil der Radschüssel

6.1 drittes Material

7 Mittenöffnung

8 Öffnung zur Aufnahme von Verbindungsmitteln

9, 9' Anbindungsbereich

10 Symmetrieachse

11 Mittenbereich

12, 12' Stegbereich

13, 13' Kragenbereich

14, 14' Endbereich, Übergangsbereich zur Anbindung

15 Schweißpunkt

16 Kehlnaht

17 Verbindungsnaht

18 Polymerschicht

K Kontaktbereich