DE102020100689A1

DE102020100689A1 - Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs sowie Kraftwagenfelge

Info

Publication number: DE102020100689A1
Application number: DE102020100689.6A
Authority: DE
Inventors: Jaan Mattes Reiling; Jan Gaugler; Marc Hummel; Andreas Schubert
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2021-07-15

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftwagenfelge (1) ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Außenhorn (6) und einem Innenhorn (7) begrenztes Felgenbett (2), eine Nabe (4) mit einer Mittenausnehmung (8) und einem Lochkreis (9) sowie eine das Felgenbett (2) und die Nabe (4) miteinander verbindende Felgenmitte (3) aufweist. Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei die Kraftwagenfelge (1) nach dem Gießen wärmebehandelt wird und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge (1).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftwagenfelge ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Außenhorn und einem Innenhorn begrenztes Felgenbett, eine Nabe mit einer Mittenausnehmung und einem Lochkreis sowie eine das Felgenbett und die Nabe miteinander verbindende, insbesondere im Längsschnitt außermittig an dem Felgenbett angreifende Felgenmitte aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge.
Aus dem Stand der Technik ist beispielsweise die Druckschrift EP 0 301 472 B1 bekannt. Diese beschreibt ein Herstellverfahren für Leichtmetallguss-Räder für Personenkraftwagen, wobei eine nah-eutektische veredelte AISi-Legierung verwendet wird, die - neben Al - Gewichtsanteile von 9,5 % bis 12,5 % Silizium und Legierungsbestandteile wie maximal 0,2 % Eisen, maximal 0,05 % Mangan, maximal 0,1 % Titan, maximal 0,03 % Kupfer, maximal 0,05 % Zink sowie je höchstens 0,05 % und in der Summe höchstens 0,15 % sonstige Verunreinigungen enthält, und wobei die Räder nach dem Erstarren aus der Gießform entnommen und abgekühlt werden. Dabei ist vorgesehen, dass die Legierung mindestens 0,05 bis höchstens 0,15 % Gewichtsanteile Magnesium enthält und dass die Räder von einer Temperatur - gemessen an deren Oberfläche - von mindestens 380 °C an Innenbereichen beziehungsweise Bereichen mit Massenkonzentrationen, wie Nabe und Schüssel von Rädern, unmittelbar beim Entnehmen aus der Gussform in Wasser abgeschreckt werden.
Weiterhin zeigt die Druckschrift DE 696 01 183 T2 eine Aluminium-Druckgusslegierung für eine Radscheibe, umfassend Si: 0,6 bis 1,0 Gew.-%, Mg: 0,8 bis 1,2 Gew.-%, Cu: 0,1 bis 0,5 Gew.-%, Zn: 0,4 bis 1,2 Gew.-%, Mn: 0,4 bis 1,2 Gew.-%, Ti: 0,01 bis 0,20 Gew.-%, B: 0,002 bis 0,04 Gew.-% und als Rest Al sowie unvermeidbare Verunreinigungen. Zudem beschreibt die Druckschrift EP 3 176 275 A1 eine Aluminium-Silizium-Druckgusslegierung, ein Verfahren zur Herstellung eines Druckgussbauteils aus der Legierung sowie eine Karosseriekomponente mit einem Druckgussbauteil.
Die Druckschrift DE 601 19 579 T2 beschreibt einen mehrschichtigen Wärmebehandlungsofen zur Wärmebehandlung eines Metallwerkstücks zur Verbesserung seiner Eigenschaften, umfassend: Ein Wirbelbett mit Teilchen, die in einem Behälter durch in den Behälter eingeblasenen Heißwind verwirbelt werden, und eine Atmosphärenschicht oberhalb des Wirbelbetts mit einem Gas als Heizmedium. Dabei ist vorgesehen, dass das Werkstück wärmebehandelt wird, indem es teilweise in das Wirbelbett eingetaucht wird, während der andere Teil der Atmosphärenschicht ausgesetzt ist.
Eine weitere Temperiervorrichtung zum Temperieren eines Bauteils ist aus der Druckschrift DE 10 2016 110 677 A1 bekannt. Die Temperiervorrichtung weist ein Gehäuse, in welchem eine zumindest teilgeschlossene Temperierkammer ausgebildet ist auf, wobei in der Temperierkammer das Bauteil anordenbar ist. Die Temperiervorrichtung weist ferner eine Düsenmatrix und eine Vielzahl von Düsen auf, wobei durch die Düsen ein Temperiermedium auf das Bauteil strömbar ist. Ferner weist die Temperiervorrichtung eine Steuereinheit auf, welche mit der Düsenmatrix gekoppelt ist. Die Steuereinheit ist konfiguriert, eine Düsengruppe der Düsen und eine zweite Düsengruppe der Düsen unabhängig voneinander derart zu steuern, dass die erste Düsengruppe ein erstes Temperiermedium mit einer ersten Temperiercharakteristik und die zweite Düsengruppe ein zweites Temperiermedium mit einer zweiten Temperiercharakteristik auf das Bauteil strömt.
Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs vorzuschlagen, welches gegenüber bekannten derartigen Verfahren Vorteile aufweist, insbesondere eine besonders rasche und kostengünstige Herstellung der Kraftwagenfelge mit besonders filigranen Strukturen und gleichzeitig hoher Dauerfestigkeit ermöglicht.
Dies wird durch ein Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen, insbesondere Druckgießen, eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei die Kraftwagenfelge nach dem Gießen wärmebehandelt wird und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.
Die Kraftwagenfelge ist üblicherweise Bestandteil des Rads des Kraftfahrzeugs, wobei an dem Kraftfahrzeug mehrere Räder angeordnet sind, welche jeweils eine solche Kraftwagenfelge aufweisen. Das Kraftfahrzeug liegt in Form eines Kraftwagens vor und verfügt insoweit über mehr als zwei Räder, insbesondere über genau vier Räder. Die Kraftwagenfelge ist explizit für den Einsatz bei einem solchen als Kraftwagen ausgebildeten Kraftfahrzeug vorgesehen und ausgebildet. Die Kraftwagenfelge liegt also nicht als generische Kraftfahrzeugfelge vor, sondern ist für den Einsatz an dem Kraftwagen bestimmt und entsprechend ausgebildet.
Die Kraftwagenfelge weist als wesentliche Bestandteile das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe auf. Das Felgenbett und die Nabe sind über die Felgenmitte miteinander verbunden, wobei zumindest das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe einstückig und materialeinheitlich miteinander ausgebildet sind. Das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe werden hierzu gleichzeitig miteinander ausgebildet, nämlich während eines einzigen Herstellungsschritts. Es ist also nicht vorgesehen, das Felgenbett, die Felgenmitte und die Nabe separat voneinander herzustellen und nachträglich aneinander zu befestigen. Vielmehr erfolgt die Herstellung gemeinsam, nämlich durch das Gießen des Gießmaterials in der Gießform.
Die Kraftwagenfelge weist eine Längsmittelachse auf, welche insbesondere einer Längsmittelachse der Nabe entspricht und bevorzugt mit einer späteren Drehachse des Rads zusammenfällt oder zumindest nahezu zusammenfällt. In axialer Richtung bezüglich dieser Längsmittelachse gesehen ist das Felgenbett auf gegenüberliegenden Seiten von dem Außenhorn und dem Innenhorn begrenzt. Das Außenhorn und das Innenhorn liegen insoweit auf gegenüberliegenden Seiten des Felgenbetts vor und schließen einen Reifenaufnahmebereich der Kraftwagenfelge im Längsschnitt bezüglich der Längsmittelachse gesehen zwischen sich ein. Der Reifenaufnahmebereich dient der Aufnahme eines Reifens, der zusammen mit der Kraftwagenfelge das Rad ausbildet. Reifenaufnahmebereich wird in radialer Richtung nach innen von dem Felgenbett und in axialer Richtung auf gegenüberliegenden Seiten von dem Außenhorn und dem Innenhorn begrenzt.
Besonders bevorzugt ist die gesamte Kraftwagenfelge in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen in einer ersten Richtung von dem Außenhorn und in einer zweiten Richtung von dem Innenhorn begrenzt, sodass das Außenhorn und das Innenhorn eine Gesamterstreckung der Kraftwagenfelge in axialer Richtung, entsprechend einer Breite der Kraftwagenfelge, definieren. Bei einer Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug wird das Rad über ein Radlager an einem Radträger drehbar gelagert. Das Außenhorn liegt nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug auf einer von dem Radträger abgewandten Seite der Kraftwagenfelge und das Innenhorn auf einer dem Radträger zugewandten Seite der Kraftwagenfelge vor.
Das Außenhorn und das Innenhorn liegen in Form eines von dem Felgenbett ausgehenden Radialvorsprungs vor, der sich von dem Felgenbett in radialer Richtung nach außen erstreckt, wiederum bezogen auf die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge. Selbstverständlich sind auch das Außenhorn und das Innenhorn einstückig und materialeinheitlich mit dem Rest der Kraftwagenfelge, insbesondere dem Felgenbett, der Fehlgenmitte und der Nabe ausgebildet. Sie werden insoweit gleichzeitig mit diesen bei dem Gießen ausgebildet.
Die Nabe verfügt über die Mittenausnehmung und den Lochkreis. Die Mittenausnehmung ist eine zentrale Ausnehmung zur Aufnahme einer Radnabe des Kraftfahrzeugs, an welcher das Rad bei der Montage an dem Kraftfahrzeug befestigt wird. Die Radnabe ist über das Radlager an dem Radträger drehbar gelagert. Der Lochkreis besteht aus mehreren entlang eines gedachten Kreises angeordneten Bohrungen, die jeweils zur Aufnahme eines Befestigungsmittels dienen, mithilfe dessen die Kraftwagenfelge an der Radnabe befestigt wird. Das Befestigungsmittel liegt beispielsweise in Form einer Schraube, eines Bolzens oder dergleichen vor.
Das Felgenbett und die Nabe sind über die Felgenmitte miteinander verbunden. Die Felgenmitte liegt also in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse gesehen zwischen dem Felgenbett und der Nabe vor. Sie erstreckt sich in radialer Richtung gesehen von der Nabe bis hin zu dem Felgenbett. Beispielsweise weist die Felgenmitte mehrere Speichen auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet beziehungsweise ausgebildet sind. Die Felgenmitte kann jedoch auch in Umfangsrichtung durchgehend ausgestaltet sein, insbesondere vollständig.
Die Felgenmitte greift in axialer Richtung beziehungsweise im Längsschnitt gesehen beispielsweise außermittig an dem Felgenbett an. Das bedeutet, dass sie abseits eines Mittelpunkts des Felgenbetts in axialer Richtung in dieses übergeht. Bevorzugt greift die Felgenmitte mit einem Abstand von dem Mittelpunkt des Felgenbetts in axialer Richtung an, der bezogen auf eine Gesamterstreckung des Felgenbetts in axialer Richtung mindestens 10 %, mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mehr beträgt. Beispielsweise geht die Felgenmitte in axialer Richtung gesehen endseitig des Felgenbetts in dieses über. In diesem Fall mündet die Felgenmitte im Längsschnitt gesehen in Überdeckung mit dem Außenhorn oder dem Innenhorn, bevorzugt ersterem, in das Felgenbett ein. Aufgrund der außermittig an dem Felgenbett angreifenden Felgenmitte wirkt auf die Felgenmitte nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug nicht nur eine Kraft in radialer Richtung, sondern zusätzlich ein Biegemoment in axialer Richtung beziehungsweise in einer die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge aufnehmenden gedachten Ebene. Hierdurch war es bislang notwendig, die Felgenmitte unter hohem Materialeinsatz entsprechend massiv auszubilden. Alternativ kann die Felgenmitte jedoch auch mittig an dem Felgenbett und/oder der Nabe angreifen.
Im Längsschnitt gesehen weist das Felgenbett in axialer Richtung bevorzugt eine größere Erstreckung auf als die Felgenmitte und die Nabe. Insbesondere ist die axiale Erstreckung des Felgenbetts größer als die axiale Erstreckung der Nabe, welche wiederum größer ist als die axiale Erstreckung der Felgenmitte. Beispielsweise beträgt die axiale Erstreckung der Nabe bezogen auf die axiale Erstreckung des Felgenbetts höchstens 50 %, höchstens 40 %, höchstens 30 %, höchstens 25 % oder höchstens 20 %. Die axiale Erstreckung der Felgenmitte beträgt bezogen auf die axiale Erstreckung des Felgenbetts beispielsweise höchstens 25 %, höchstens 20 %, höchstens 15 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 %. Durch die genannten Abmessungen wird eine von dem Felgenbett umgriffene Aufnahme für die Radnabe und/oder eine an dem Rad befestigte Bremsscheibe geschaffen, wobei die Radnabe und/oder die Bremsscheibe nach der Montage des Rads an dem Kraftfahrzeug in dieser Aufnahme vorliegen. Dies ist insbesondere bei dem außermittigen Angreifen der Felgenmitte an dem Felgenbett der Fall.
Die Kraftwagenfelge besteht durchgehend und materialeinheitlich aus dem Gießmaterial, nämlich dem Aluminium oder - bevorzugt - aus der Aluminiumlegierung. Dieses wird durch das Gießen verarbeitet. Bei dem Gießen kommt die Gießform zum Einsatz, mittels welcher die Kraftwagenfelge und damit zumindest das Felgenbett mitsamt dem Außenhorn und dem Innenhorn die Felgenmitte und die Nabe ausgebildet werden. Auch die Mittenausnehmung, welche im Übrigen auch als Radnabenaufnahme bezeichnet werden kann, wird vorzugsweise zumindest teilweise bei dem Gießen ausgebildet.
Beispielsweise erfolgt das Gießen als Druckgießen, wobei auch andere Gießverfahren, wie zum Beispiel Kokillengießen oder dergleichen, nicht ausgeschlossen sind. Das Druckgießen kann beispielsweise bei Normaldruck oder - bevorzugt - als Vakuumdruckgießen erfolgen. Das Vakuumdruckgie-ßen zeichnet sich dadurch aus, dass die Gießform vor und/oder bei dem Einbringen des Gießmaterials in die Gießform zumindest teilweise evakuiert wird. Das bedeutet, dass die Gießform vor und/oder bei dem Einbringen des Gießmaterials mit einem Unterdruck beaufschlagt wird. Unter dem Unterdruck ist hierbei ein Druck zu verstehen, welcher gegenüber einem Einbringungsdruck, bei welchem das Gießmaterial in die Gießform eingebracht wird und/oder einem Umgebungsdruck in einer Außenumgebung der Gießform geringer ist. Beispielsweise beträgt der Unterdruck bezogen den Außendruck höchstens 50 %, höchstens 25 %, höchstens 10 % oder höchstens 5 %. Beispielsweise beträgt der Restdruck zwischen 50 mbar und 200 mbar. Unter dem Restdruck ist der absolute Druck in der Gießform zu verstehen.
Das Evakuieren der Gießform erfolgt beispielsweise mittels einer Unterdruckquelle, welche hierzu mit der Gießform in Strömungsverbindung gesetzt wird. Insbesondere wird die Gießform bereits vor dem Einbringen des Gießmaterials evakuiert. Beispielsweise erfolgt das Einbringen des Gießmaterials bei, insbesondere erst bei, Erreichen eines bestimmten Unterdrucks beziehungsweise Restdrucks in der Gießform. Es kann zusätzlich oder alternativ vorgesehen sein, die Gießform während des Einbringens des Gießmaterials zu evakuieren, also die Strömungsverbindung zwischen der Unterdruckquelle und der Gießform während des Einbringens des Gießmaterials in die Gießform aufrechtzuerhalten und die Unterdruckquelle zum Evakuieren der Gießform weiter zu betreiben. Hierdurch können besonders filigrane Strukturen der Kraftwagenfelge hergestellt werden.
Beispielsweise ist es vorgesehen, die Gießform zunächst mittels wenigstens einer Dichtung abzudichten, beispielsweise mittels einer Dichtschnur, insbesondere einer Silikondichtschnur. Anschließend wird das Gießmaterial in eine Gießkammer dosiert, die mit der Gießform strömungstechnisch verbunden ist. Hierzu ist die Gießkammer zumindest zeitweise mit einem Tiegel strömungstechnisch verbunden ist, in welchem das geschmolzene Gießmaterial bevorratet ist. Dann wird die Gießform mit dem Unterdruck beaufschlagt und das in der Gießkammer befindliche Gießmaterial in die Gießform hineingedrängt, insbesondere mittels eines druckbeaufschlagten Kolbens. Vorzugsweise besteht gleichzeitig die Strömungsverbindung zwischen der Gießkammer und dem Tiegel, insbesondere weiterhin. Das bedeutet, dass das Evakuieren der Gießkammer auch während des Einbringens des Gießmaterials erfolgt.
Nach dem Gießen wird die Kraftwagenfelge wärmebehandelt, um besonders gute mechanische Eigenschaften der Kraftwagenfelge zu erzielen. Das Wärmebehandeln umfasst hierbei beispielsweise ein Lösungsglühen und/oder ein Abschrecken und/oder ein Warmauslagern. Bevorzugt schließt sich das Abschrecken an das Lösungsglühen an, wohingegen das Warmauslagern auf das Abschrecken folgt. Das Lösungsglühen kann entweder einstufig oder mehrstufig erfolgen, ebenso das Warmauslagern. Unter einem einstufigen Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern wird ein thermisches Behandeln verstanden, bei welchem die Kraftwagenfelge ausgehend von einer Ausgangstemperatur auf eine bestimmte Wärmebehandlungstemperatur erwärmt und auf dieser über einen bestimmten Zeitraum gehalten wird. Nachfolgend wird die Kraftwagenfelge von der Wärmebehandlungstemperatur in Richtung der Ausgangstemperatur, insbesondere bis auf die Ausgangstemperatur, abgekühlt und das Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern ist beendet. Das einstufige Lösungsglühen und das einstufige Warmauslagern werden gegenüber der mehrstufigen Vorgehensweise bevorzugt, weil sie mit einem geringeren Herstellungsaufwand der Kraftwagenfelge verbunden sind.
Das mehrstufige Lösungsglühen beziehungsweise Warmauslagern bezeichnet hingegen ein thermischen Behandeln, bei welchem die Kraftwagenfelge ausgehend von der Ausgangstemperatur auf eine erste Wärmebehandlungstemperatur erwärmt und über einen bestimmten ersten Zeitraum auf dieser gehalten wird. Anschließend wird die Kraftwagenfelge auf eine zweite Wärmebehandlungstemperatur erwärmt oder abgekühlt und über einen bestimmten Zeitraum auf ihr gehalten. Ebenso kann für weitere Wärmebehandlungstemperaturen verfahren werden, sodass allgemein ausgedrückt die Kraftwagenfelge während des mehrstufigen Lösungsglühens beziehungsweise des mehrstufigen Warmauslagerns auf mehrere Wärmebehandlungstemperaturen gebracht und jeweils auf diese über einen bestimmten Zeitraum gehalten wird, bevor die Kraftwagenfelge wieder in Richtung der Ausgangstemperatur abgekühlt wird, insbesondere bis auf die Ausgangstemperatur. Die mehreren Wärmebehandlungstemperaturen sind hierbei voneinander verschieden und jeweils größer als die Ausgangstemperatur.
In der Regel haben diese mehrstufigen Prozesse Vorteile bei den erzielbaren mechanischen Eigenschaften, vor allem bei den erzielbaren Festigkeiten, der 0,2%-Dehngrenze und der Zugfestigkeit. Des Weiteren gibt es durch das mehrstufige Lösungsglühen Vorteile bei der erzielbaren Maßhaltigkeit, da hier in der Regel eine geringere thermische Last auf die Teile aufgebracht wird als bei einer vergleichbaren einstufigen Wärmebehandlung.
Das Wärmebehandeln, also insbesondere das Lösungsglühen und/oder das Abschrecken und/oder das Warmauslagern, erfolgt zumindest zeitweise lokal begrenzt und/oder lokal verschieden. Unter dem lokal begrenzten Wärmbehandeln wird ein Wärmebehandeln verstanden, bei welchem lediglich ein erster Teil der Kraftwagenfelge wärmebehandelt wird, wohingegen ein zweiter Teil der Kraftwagenfelge nicht oder mit einem anderen Wärmbehandlungsparameter wärmebehandelt wird.
Hieraus folgt jedoch nicht zwingend, dass die Temperatur des zweiten Teils der Kraftwagenfelge konstant bleibt, insbesondere auf einer Ausgangstemperatur, welche die Kraftwagenfelge, insbesondere ihr zweiter Teil, unmittelbar vor dem Wärmebehandeln oder unmittelbar zu Beginn des Wärmebehandelns aufweist. Vielmehr kann es durch das Wärmebehandeln des ersten Teils durchaus zu einer Veränderung der Temperatur auch des zweiten Teils der Kraftwagenfelge kommen. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass die Temperatur des zweiten Teils gezielt auf eine Solltemperatur eingestellt wird, nämlich durch das direkte Wärmebehandeln des ersten Teils. Der zweite Teil wird insoweit indirekt wärmebehandelt.
Das lokal begrenzte Wärmebehandeln ist also so zu verstehen, dass die Kraftwagenfelge lediglich in dem ersten Teil wärmebeaufschlagt wird, während dies für den zweiten Teil nicht der Fall ist. Das Wärmebeaufschlagen umfasst hierbei entweder ein Erhöhen der Temperatur oder ein Verringern der Temperatur, also ein Eintragen von Wärme oder ein Austragen von Wärme. Das Austragen von Wärme kann auch als Beaufschlagung mit Kälte beziehungsweise Kältebeaufschlagen bezeichnet werden.
Im Falle des lokal verschiedenen Wärmebehandelns erfolgt das Wärmebehandeln für die gesamte Kraftwagenfelge, jedoch lokal verschieden. So wird beispielsweise der erste Teil der Kraftwagenfelge mit einem ersten Wärmbehandlungsparameter wärmebehandelt und der zweite Teil mit einem zweiten Wärmbehandlungsparameter, welcher von dem ersten Wärmbehandlungsparameter verschieden ist. Die Wärmebehandlungsparameter können beispielsweise eine Temperatur, ein Temperaturgradient oder einen Wärmeeintrag beziehungsweise einen Wärmeaustrag pro Zeiteinheit sein.
Es kann zum Beispiel vorgesehen sein, dass für das lokal verschiedene Wärmebehandeln der erste Teil der Kraftwagenfelge mit einer ersten Temperatur oder einer ersten Wärmemenge pro Zeiteinheit beaufschlagt wird, wohingegen die der zweite Teil der Kraftwagenfelge mit einer zweiten Temperatur oder einer zweiten Wärmemenge pro Zeiteinheit beaufschlagt wird. Die zweite Temperatur ist hierbei von der ersten Temperatur und/oder die zweite Wärmemenge pro Zeiteinheit von der ersten Wärmemenge pro Zeiteinheit verschieden. Zudem sind die erste Temperatur und die zweite Temperatur jeweils von der Ausgangstemperatur und/oder der Umgebungstemperatur verschieden.
Es kann vorgesehen sein, dass die Wärmemengen pro Zeiteinheit das gleiche Vorzeichen oder aber verschiedene Vorzeichen aufweisen. In ersterem Fall unterscheiden sie sich zumindest hinsichtlich ihres Betrags, wohingegen in letzterem Fall der Betrag auch gleich sein kann. Wiederum beschreibt das Wärmebehandeln insoweit wahlweise einen Wärmeeintrag oder einen Wärmeaustrag. Hierbei können sowohl für den ersten Teil als auch für den zweiten Teil jeweils ein Wärmeeintrag oder ein Wärmeaustrag vorgesehen sein oder aber für den ersten Teil ein Wärmeeintrag und für den zweiten Teil ein Wärmeaustrag oder umgekehrt vorliegen.
Das lokal begrenzte Wärmebehandeln beziehungsweise das lokal verschiedene Wärmebehandeln ermöglicht es, die Festigkeit der Kraftwagenfelge belastungsabhängig einzustellen. Beispielsweise wird ein hochbelasteter Bereich derart wärmebehandelt, dass er eine höhere Festigkeit aufweist als ein Bereich der Kraftwagenfelge, welcher weniger belastet ist. Hieraus ergeben sich eine bessere Performance der Kraftwagenfelge, eine längere Lebensdauer, eine höhere Widerstandsfähigkeit, auch gegen Vielbeanspruchung, und/oder ein besseres Leichtbaupotential.
Von den bislang genannten Bereichen der Kraftwagenfelge, also von dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Nabe und der Felgenmitte, sind das Innenhorn und die Felgenmitte besonders stark belastet. Beispielsweise erfolgt das Wärmebehandeln der Kraftwagenfelge daher derart, dass das Innenhorn und/oder die Felgenmitte lokal begrenzt wärmebehandelt werden, wohingegen das Wärmebehandeln der übrigen Bereiche unterbleibt, oder dass das Innenhorn und/oder die Felgenmitte einerseits sowie die restlichen Bereiche andererseits lokal verschieden wärmebehandelt werden, nämlich derart, dass das Außenhorn und/oder Felgenmitte mit einer höheren Festigkeit versehen werden als die übrigen Bereiche. Hierdurch werden besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.
Es kann - optional - vorgesehen sein, dass die Kraftwagenfelge wenigstens bereichsweise eine geringe Wandstärke von höchstens 15 mm, insbesondere höchstens 10 mm oder höchstens 5 mm, aufweist, und/oder eine Krümmung mit einem geringen Krümmungsradius von höchstens 4 mm aufweist, und/oder eine in axialer Richtung und radialer Richtung und/oder in axialer Richtung und in tangentialer Richtung bezüglich einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge verlaufende Entformungsfläche aufweist, die vollständig in einer gedachten Ebene liegt, wobei die Ebene mit der Längsmittelachse einen Winkel einschließt, der mehr als 0° und höchstens 4° beträgt.
Die mittels des Gießens hergestellte Kraftwagenfelge zeichnet sich durch eine besonders geringe Wandstärke und/oder eine Krümmung mit einem besonders geringen Krümmungsradius und/oder durch das Vorliegen der Entformungsfläche aus. Unter der Wandstärke ist die Dicke der Wand der Kraftwagenfelge an wenigstens einer Stelle zu verstehen. Die geringe Wandstärke kann also zum Beispiel an dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Felgenmitte und/oder der Nabe vorliegen. Besonders bevorzugt liegt die geringe Wandstärke an der Felgenmitte vor. Ganz besonders bevorzugt stellt die geringe Wandstärke die größte Wandstärke dar, beispielsweise die größte Wandstärke des Außenhorns, die größte Wandstärke des Innenhorns und/oder die größte Wandstärke der Felgenmitte. Selbstverständlich kann sie auch die größte Wandstärke des Felgenbetts und/oder der Nabe sein. Beispielsweise liegt die geringe Wandstärke lediglich in dem Felgenbett und/oder der Felgenmitte vor, wohingegen die anderen Bereiche der Kraftwagenfelge Wandstärken aufweisen, die größer sind als die geringe Wandstärke, insbesondere durchgehend.
Die geringe Wandstärke beträgt höchstens 15 mm, höchstens 10 mm, höchstens 7,5 mm oder höchstens 5 mm, ist bevorzugt jedoch kleiner. Somit beträgt sie beispielsweise höchstens 4 mm, höchstens 3 mm, höchstens 2 mm oder höchstens 1,5 mm. Umgekehrt beträgt die geringe Wandstärke besonders bevorzugt mindestens 1,5 mm oder mindestens 2 mm. In anderen Worten beträgt die geringe Wandstärke zum Beispiel mindestens 1,5 mm und höchstens 5 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 4 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 3 mm, mindestens 1,5 mm und höchstens 2 mm oder in etwa oder genau 1,5 mm. Sie kann jedoch auch mindestens 2 mm und höchstens 5 mm, mindestens 2 mm und höchstens 4 mm, mindestens 2 mm und höchstens 3 mm oder genau 2 mm betragen.
Zusätzlich oder alternativ zu der geringen Wandstärke liegt die Krümmung mit dem geringen Krümmungsradius vor. Die Krümmung ist eine Krümmung einer Außenfläche beziehungsweise einer Außenumfangsfläche der Kraftwagenfelge. Die Außenfläche begrenzt eine Wandung der Kraftfahrzeugfelge nach außen. Die Krümmung kann an einer beliebigen Stelle der Kraftwagenfelge vorliegen, beispielsweise an dem Felgenbett, dem Außenhorn, dem Innenhorn, der Felgenmitte und/oder der Nabe. Die Krümmung ist insbesondere eine Übergangskrümmung zwischen zwei Flächen, welche - im Schnitt gesehen - gegeneinander angewinkelt sind und beispielsweise als plane Flächen vorliegen.
Die Krümmung erstreckt sich vorzugsweise über einen Winkel von mindestens 30°, mindestens 45°, mindestens 60° oder mindestens 90°. Die Krümmung weist den geringen Krümmungsradius auf, welcher höchstens 4 mm beträgt, bevorzugt jedoch kleiner ist. Beispielsweise entspricht der geringe Krümmungsradius insoweit also beispielsweise einem Krümmungsradius von höchstens 3 mm, höchstens 2 mm, höchstens 1,5 mm oder höchstens 1 mm. Bevorzugt sind Krümmungsradien von höchstens 2 mm oder weniger. Umgekehrt kann der Krümmungsradius zusätzlich mindestens 0,25 mm, mindestens 0,5 mm oder mindestens 0,75 mm betragen.
Zusätzlich oder alternativ zu der geringen Wandstärke und/oder der Krümmung mit dem geringen Krümmungsradius kann die Kraftwagenfelge die Entformungsfläche aufweisen. Unter der Entformungsfläche ist eine ebene Fläche zu verstehen, die bei dem Gießen unmittelbar an der Gießform anliegt und entlang welcher nach dem Gießen das Entformen der Kraftwagenfelge aus der Gießform erfolgt. Die Entformungsfläche weist eine Erstreckung zumindest in axialer Richtung und in radialer Richtung und/oder - zusätzlich oder alternativ - in axialer Richtung und in tangentialer Richtung, jeweils bezüglich der Längsmittelachse der Kraftwagenfelge auf. In jedem Fall weist die Entformungsfläche also eine Erstreckung in zwei senkrecht aufeinander stehenden Richtungen auf und liegt insoweit vollständig in der gedachten Ebene.
Das Entformen der Kraftwagenfelge erfolgt in derselben Richtung. Beispielsweise wird ein Teil der Gießform nach dem Gießen in Richtung der Längsmittelachse, also in axialer Richtung, zum Öffnen der Gießform und zum Entnehmen der Kraftwagenfelge aus der Gießform verlagert. Das bedeutet, dass eine während des Gießens an der Entformungsfläche anliegende und diese ausbildende Gießformfläche der Gießform nach dem Gießen entlang der Längsmittelachse verlagert wird. Bei einem herkömmlichen Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge muss ein Entformungswinkel, also ein zwischen der Entformungsfläche und der Längsmittelachse vorliegender Winkel, mindestens 5° betragen, um ein ordnungsgemäßes Entformen sicherzustellen.
Aufgrund des einstückigen und durchgehenden Ausbildens der Kraftwagenfelge durch Gießen aus Aluminium beziehungsweise der Aluminiumlegierung ist jedoch ein deutlich geringerer Winkel realisierbar. Der Winkel zwischen der Entformungsfläche beziehungsweise zwischen der die Entformungsfläche vollständig aufnehmenden Ebene und der Längsmittelachse beträgt insoweit zwischen infinitesimal mehr als 0° und 4°, diese Werte jeweils einschließend. Es kann also vorgesehen sein, dass die Entformungsfläche nahezu parallel zu der Längsmittelachse verläuft, sodass bei dem Entformen ein nahezu paralleles Verlagern der Gießformfläche und der Entformungsfläche auftritt. Unter dem Winkel von 0° ist zu verstehen, dass die Ebene und die Längsmittelachse ineinander liegen oder parallel zueinander verlaufen. Der Winkel beträgt beispielsweise mindestens 0,5°, mindestens 1° oder mindestens 1,5°. Höchstens ist jedoch ein Winkel von 1,5° vorgesehen. Beispielsweise beträgt der Winkel höchstens 3°, höchstens 2,0°, höchstens 1,5°, höchstens 1,0° oder höchsten 0,5°. Bevorzugt sind hierbei die kleineren Winkel von höchstens 2,0° und weniger.
Das beschriebene Vorgehen bei dem Herstellen der Kraftwagenfelge ermöglicht eine einfache, schnelle und kostengünstige Ausbildung der Kraftwagenfelge, welche gleichzeitig eine äußerst filigrane Struktur aufweist. Die schnelle Herstellung wird insbesondere erzielt, falls als Gießen das Druckgießen zum Einsatz kommt, bei welchem eine deutlich schnellere Füllung der Gießform erfolgt als bei einem Kokillengießen oder Niederdruckgießen, welches normalerweise zum Herstellen von Kraftwagenfelgen verwendet wird. Insgesamt lässt sich durch das Druckgießen also die Taktung bei dem Herstellen der Kraftwagenfelge deutlich erhöhen, sodass in derselben Zeitspanne eine größere Anzahl an Kraftwagenfelgen herstellbar ist. Auch die Erstarrungszeit ist für das Druckgießen deutlich kürzer als für das Kokillengießen. Auch die Erstarrungszeit ist für das Druckgießen deutlich kürzer als für das Kokillengießen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Felgenmitte mit mehreren in Umfangsrichtung bezüglich der Längsmittelachse der Kraftwagenfelge voneinander beabstandeten Speichen ausgebildet wird. Eine solche Ausgestaltung der Felgenmitte wird insbesondere zur Gewichtsreduzierung der Kraftwagenfelge angewandt, jedoch auch zur Erzielung einer besseren Dämpfung. Die Felgenmitte ist insoweit nicht massiv und in Umfangsrichtung durchgehend ausgestaltet, sondern setzt sich aus den mehreren Speichen zusammen, die in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Vorzugsweise erstreckt sich jede der mehreren Speichen von der Nabe in radialer Richtung bis hin zu dem Felgenbett, verbindet also die Nabe und das Felgenbett miteinander. Beispielsweise sind wenigstens drei Speichen, wenigstens vier Speichen, wenigstens fünf Speichen oder wenigstens sechs Speichen vorgesehen. Beispielsweise sind mindestens 10, mindestens 14 oder mindestens 18 Speichen realisiert. Vorzugsweise liegen höchstens 30 Speichen oder höchstens 20 Speichen vor. Beispielsweise erstreckt sich jede der Speichen in Umfangsrichtung über höchstens 30° oder weniger, bevorzugt höchstens 15° oder höchstens 10°.
Es kann vorgesehen sein, dass die Speichen eine konstante Erstreckung in Umfangsrichtung aufweisen, also ausgehend von dem Felgenbett bis hin zu der Nabe. Es kann jedoch auch eine Verästelung wenigstens einer der Speichen oder mehrerer oder jeder der Speichen vorgesehen sein, sodass sich also die jeweilige Speiche in mehrere Teilspeichen aufteilt. Beispielsweise erstreckt sich die Speiche zunächst ausgehend von der Nabe in radialer Richtung nach außen und teilt sich an einer Teilungsstelle in mehrere Teilspeichen auf, welche voneinander fortlaufen, insbesondere in Umfangsrichtung. Nach der Teilungsstelle verlaufen die Teilspeichen also voneinander beabstandet bis hin zu dem Felgenbett und greifen beabstandet voneinander an diesem an. Es kann vorgesehen sein, dass eine Längsmittelachse zumindest einer der Speichen, insbesondere die Längsmittelachsen mehrerer oder aller Speichen, die Längsmittelachse der Kraftwagenfelge schneiden oder sogar senkrecht auf ihr stehen. Hierdurch wird eine besonders optimale Krafteinleitung aus der Felgenmitte beziehungsweise von den Speichen in die Nabe erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmebehandeln ein Lösungsglühen umfasst, bei welchem die Kraftwagenfelge bereichsweise mit einer globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit einer höheren zweiten Temperatur beaufschlagt wird. Das Wärmebehandeln beziehungsweise das Lösungsglühen erfolgt insoweit lokal verschieden, weil die Kraftwagenfelge grundsätzlich auf die erste Temperatur erwärmt wird. Zusätzlich erfolgt ein lediglich bereichsweises Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit der zweiten Temperatur, welche höher ist als die erste Temperatur. Die erste Temperatur beträgt beispielsweise mindestens 510 °C und höchstens 535 °C. Das Beaufschlagen mit der globalen ersten Temperatur erfolgt bevorzugt über eine Zeitdauer von mindestens 25 Minuten, insbesondere mindestens 35 Minuten, bis höchstens 180 Minuten. Bevorzugt ist das Lösungsglühen ein einstufiges Lösungsglühen, auf welches ohne ein weiteres Lösungsglühen ein Abschrecken folgt. Vorzugsweise folgt also unmittelbar auf das Lösungsglühen das Abschrecken, insbesondere ohne dass die Kraftwagenfelge ausgehend von der für das Lösungsglühen verwendeten ersten Temperatur global weiter erwärmt wird. Allenfalls erfolgt ein weiteres Wärmebehandeln lokal, nämlich dort, wo die Kraftwagenfelge mit der höheren zweiten Temperatur beaufschlagt wird.
Besonders bevorzugt beträgt die erste Temperatur bei dem Lösungsglühen mindestens 520 °C, mindestens 525 °C oder mindestens 530 °C und jeweils höchstens 535 °C oder höchstens 540 °C. Das Lösungsglühen wird weiter bevorzugt über eine Zeitdauer von mindestens 45 Minuten, mindestens 60 Minuten, mindestens 90 Minuten oder mindestens 120 Minuten und jeweils höchstens 180 Minuten durchgeführt. Durch die lange Zeitdauer wird eine besonders gleichmäßige Gefügestruktur der Kraftwagenfelge realisiert. Die zweite Temperatur wird vorzugsweise in Abhängigkeit von der ersten Temperatur gewählt und ist mindestens 5 %, mindestens 10 %, mindestens 20 %, mindestens 30 %, mindestens 40 % oder mindestens 50 % größer als die erste Temperatur. Mit einer derart hohen zweiten Temperatur wird eine besonders gute Festigkeit der Kraftwagenfelge in einem lokal begrenzten Bereich geschaffen.
Es kann hierbei vorgesehen sein, dass die erste Temperatur einer Umgebungstemperatur entspricht. Das bedeutet, dass schlussendlich das Lösungsglühen lediglich lokal begrenzt erfolgt, weil die Kraftwagenfelge global während des Lösungsglühens bei der Umgebungstemperatur vorliegt und lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur beaufschlagt wird, welche höher ist als die Umgebungstemperatur. Anstelle der Umgebungstemperatur kann selbstverständlich auch eine Ausgangstemperatur herangezogen werden, welche die Kraftwagenfelge unmittelbar vor dem Lösungsglühen oder unmittelbar zu Beginn des Lösungsglühens aufweist. Besonders bevorzugt ist die Temperatur der Kraftwagenfelge unmittelbar vor dem Lösungsglühen beziehungsweise unmittelbar zu Beginn des Lösungsglühens homogen und entspricht durchgehend der Umgebungstemperatur beziehungsweise der Ausgangstemperatur.
Selbstverständlich kann es jedoch auch vorgesehen sein, dass die erste Temperatur höher gewählt wird als die Umgebungstemperatur, sodass die erste Temperatur größer ist als diese. Entsprechend erfolgt das Lösungsglühen mit lokal verschiedenen Temperaturen, nämlich der globalen ersten Temperatur, welche insbesondere größer ist als die Umgebungstemperatur beziehungsweise die Ausgangstemperatur, und der höheren zweiten Temperatur. Hierdurch wird eine durchgehend hohe Festigkeit der Kraftwagenfelge realisiert.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Beaufschlagen mit der höheren zweiten Temperatur durch Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Infrarotlichtbestrahlen, oder durch induktives oder konvektives Erwärmen erfolgt. In jedem Fall soll die höhere zweite Temperatur lediglich lokal an der Kraftwagenfelge vorliegen, sodass das Bestrahlen mit der elektromagnetischen Strahlung beziehungsweise das konduktive oder konvektive Erwärmen lediglich lokal durchgeführt wird.
Das Erwärmen mittels der elektromagnetischen Strahlung erfolgt besonders bevorzugt durch Bestrahlen mit Infrarotlicht. Für das induktive Erwärmen wird ein elektromagnetisches Wechselfeld erzeugt, welches in lediglich einem Teil der Kraftwagenfelge eine Temperaturerhöhung bewirkt. Schlussendlich kann das Erwärmen auch konvektiv durchgeführt werden. Hierzu wird die Kraftwagenfelge beispielsweise mit einem Körper in Anlagekontakt gebracht, welcher die höhere zweite Temperatur aufweist. Zusätzlich oder alternativ kann das konvektive Erwärmen selbstredend durch ein Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit einem Fluid oder einem fluidisierten Medium erfolgen, welches die zweite Temperatur aufweist.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur gleichzeitig oder nacheinander erfolgt. Es kann also vorgesehen sein, die Kraftwagenfelge auf die globale erste Temperatur zu erwärmen, während die Kraftwagenfelge die globale erste Temperatur aufweist lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur zu beaufschlagen. Alternativ wird zunächst das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur vorgenommen und anschließend die Kraftwagenfelge wieder abgekühlt, nämlich auf eine Temperatur, die kleiner ist als die erste Temperatur, vorzugsweise bis auf die Ausgangstemperatur.
Erst nach dem Abkühlen wird die Kraftwagenfelge im Zuge des Lösungsglühens mit der zweiten Temperatur lediglich bereichsweise beaufschlagt. Im Falle des gleichzeitigen Beaufschlagen der Kraftwagenfelge mit der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur werden in den mit der höheren Temperatur beaufschlagten Bereichen der Kraftwagenfelge mehr aushärtende Elemente, wie beispielsweise Magnesium, gelöst, die beim Auslagern eine lokal erhöhte Festigkeit bewirken. In jedem Fall wird mit der beschriebenen Vorgehensweise eine besonders hohe Materialfestigkeit der Kraftwagenfelge erzielt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge zwischen dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur abgekühlt, insbesondere abgeschreckt, wird. Das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur und der zweiten Temperatur erfolgt insoweit nacheinander, wobei die Kraftwagenfelge zwischenzeitlich abgekühlt wird. Zunächst wird also die Kraftwagenfelge mit der globalen ersten Temperatur beaufschlagt und über eine bestimmte erste Zeitspanne auf dieser gehalten.
Anschließend wird die Kraftwagenfelge abgekühlt, nämlich auf eine Temperatur, welche kleiner ist als die erste Temperatur. Besonders bevorzugt wird die Kraftwagenfelge bis auf die Umgebungstemperatur beziehungsweise die Ausgangstemperatur abgekühlt. Das Abkühlen erfolgt beispielsweise mit einem Temperaturgradient von höchstens 20 K/s oder alternativ in Form eines Abschreckens, für welches bevorzugt ein Temperaturgradient von mindestens 20 K/s verwendet wird.
Das Abkühlen erfolgt beispielsweise durch Luft mittels natürlicher Konvektion, insbesondere ausschließlich. Das Abschrecken wird hingegen vorzugsweise mittels eines Fluids, insbesondere mittels Wasser, durchgeführt. Das Fluid wird hierbei auf die Kraftwagenfelge zum Abschrecken aufgebracht, insbesondere aufgesprüht. Alternativ wird die Kraftwagenfelge in das Fluid zumindest teilweise oder sogar vollständig eingetaucht. Alternativ kann das Abschrecken mittels eines fluidisierten Mediums erfolgen. Besonders bevorzugt beträgt der Temperaturgradient bei dem Abschrecken mindestens 40 K/s, mindestens 70 K/s oder mindestens 100 K/s.
Beispielsweise wird der Temperaturgradient auf maximal 150 K/s, maximal 200 K/s oder maximal 300 K/s begrenzt, sodass insgesamt der Temperaturgradient 20 K/s bis 300 K/s beträgt. Vorzugsweise beträgt er 20 K/s bis 200 K/s. Es kann auch vorgesehen sein, dass der Temperaturgradient bei dem Abschrecken mittels des Fluids beziehungsweise des fluidisierten Mediums stets höchstens 60 K/s, höchstens 40 K/s oder höchstens 20 K/s beträgt. Hierzu wird beispielsweise eine Temperatur des Fluids beziehungsweise des Mediums entsprechend eingestellt. Die beschriebene Vorgehensweise führt zu einer Kraftwagenfelge mit besonders guten mechanischen Eigenschaften.
Nach dem Abkühlen beziehungsweise dem Abschrecken wird die Kraftwagenfelge lediglich lokal mit der höheren zweiten Temperatur beaufschlagt. Zu Beginn des Beaufschlagens weist die Kraftwagenfelge insoweit eine Temperatur auf, welche kleiner ist als die erste Temperatur und beispielsweise der Umgebungstemperatur oder der Ausgangstemperatur entspricht. Besonders bevorzugt weist die Kraftwagenfelge vor dem Beaufschlagen mit der zweiten Temperatur eine homogene Temperatur auf, also eine durchgehend gleiche Temperatur.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen gleichzeitig oder zeitversetzt lokal unterschiedlich abgekühlt wird. Auch das Abkühlen, welches beispielsweise in Form des Abschreckens erfolgt, kann insoweit lokal unterschiedlich erfolgen. Das lokal unterschiedliche Abkühlen kann wiederrum gleichzeitig oder zeitversetzt vorgenommen werden. In ersterem Fall wird die Kraftwagenfelge an unterschiedlichen Stellen mit unterschiedlichen Temperaturgradienten abgekühlt, beispielsweise indem sie mit unterschiedlichen Temperaturen beaufschlagt wird. Dies erfolgt gleichzeitig.
Alternativ kann das lokal unterschiedliche Abkühlen auch zeitversetzt erfolgen, sodass zunächst ein Bereich der Kraftwagenfelge mit einem ersten Temperaturgradient abgekühlt beziehungsweise mit einer ersten Temperatur beaufschlagt und nachfolgend ein von dem ersten Bereich verschiedener zweiter Bereich der Kraftwagenfelge mit einem zweiten Temperaturgradient beziehungsweise durch Beaufschlagen mit einer zweiten Temperatur abgekühlt wird, wobei der zweite Temperaturgradient von dem ersten Temperaturgradient und/oder die zweite Temperatur von der ersten Temperatur verschieden ist.
Das lokal unterschiedliche Abkühlen erfolgt nach dem Lösungsglühen und vorzugsweise vor dem Warmauslagern. Beispielsweise erfolgt das Abkühlen nach dem Lösungsglühen als solchem, also beispielsweise nach dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und der zweiten Temperatur. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, dass das gleichzeitige oder zeitversetzte lokal unterschiedliche Abkühlen zwischen dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur vorgenommen wird. Bei dem lokal unterschiedlichen Abkühlen wird beispielsweise die Kraftwagenfelge mit einem Kühlelement in Anlagekontakt gebracht, beispielsweise einem Kühlelement aus Metall, insbesondere aus Kupfer oder Aluminium. Die beschriebene Vorgehensweise ermöglicht das Erzielen einer besonders hohen Materialfestigkeit der Kraftwagenfelge.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen zunächst lokal abgekühlt und anschließend als Ganzes abgekühlt wird. Das Abkühlen der Kraftwagenfelge kann wiederum nach dem Lösungsglühen als solchem oder nach dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und vor dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur vorgenommen werden. Es ist vorgesehen, die Kraftwagenfelge zunächst lokal abzukühlen, beispielsweise mittels des Kühlelements oder durch Beaufschlagung mit dem Fluid. Das lokale Abkühlen kann wiederum in Form des Abschreckens erfolgen. Durch das lokale Abkühlen wird die Temperatur der Kraftwagenfelge nach dem Lösungsglühen lokal verringert, nämlich in Richtung der Umgebungstemperatur beziehungsweise der Ausgangstemperatur, vorzugsweise jedoch nicht bis auf diese.
Nach dem lokalen Abkühlen erfolgt das Abkühlen der gesamten Kraftwagenfelge, also ein globales Abkühlen. Vorzugsweise ist es vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge nach dem lokalen Abkühlen eine inhomogene Temperatur aufweist, also an unterschiedlichen Stellen unterschiedliche Temperaturen aufweist. Nach dem Abkühlen als solchem, also nach dem globalen Abkühlen, soll hingegen die Kraftwagenfelge eine homogene Temperatur aufweisen.
Bevorzugt ist es vorgesehen, dass das lokale Abkühlen mit einem kleineren Temperaturgradienten erfolgt als das Abkühlen als solches. Hierdurch wird zunächst ein lokales Abkühlen der Kraftwagenfelge erzielt, bevor das tatsächliche Abschrecken der Kraftwagenfelge vorgenommen wird. Beispielsweise erfolgt das lokale Abkühlen mit einem Temperaturgradient von höchstens oder weniger als 20 K/s, wohingegen das Abkühlen als Ganzes mit einem Temperaturgradient von mindestens oder mehr als 20 K/s vorgenommen wird. Das Abkühlen als solches wird also insbesondere als Abschrecken der Kraftwagenfelge umgesetzt.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass das Wärmebehandeln das Lösungsglühen, ein anschließendes Abschrecken und ein darauffolgendes einstufiges oder mehrstufiges Warmauslagern umfasst. Auf das Lösungsglühen wurde bereits eingegangen, auf das Abschrecken wurde ebenfalls hingewiesen. Sowohl das Lösungsglühen als auch das Abschrecken können insoweit lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgen. Auf das Abschrecken erfolgt das Warmauslagern, welches einstufig oder mehrstufig erfolgt. Besonders bevorzugt wird das Warmauslagern lediglich global durchgeführt, sodass also die Kraftwagenfelge durchgehend mit derselben Temperatur beaufschlagt wird, sodass das Warmauslagern schlussendlich homogen erfolgt.
Das Warmauslagern kann einstufig oder mehrstufig erfolgen. Beispielsweise ist es vorgesehen, dass das einstufige Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 135°C, insbesondere von mindestens 150°C, bis höchstens 230°C, insbesondere bis höchstens 220°C, über eine Zeitdauer von mindestens 90 min, insbesondere von mindestens 120 min, bis höchstens 420 min erfolgt. Bevorzugt wird die Temperatur der Kraftwagenfelge unmittelbar anschließend an das einstufige Warmauslagern in Richtung einer Umgebungstemperatur, insbesondere bis auf die Umgebungstemperatur, verringert. Die Temperatur des einstufigen Warmauslagerns beträgt vorzugsweise mindestens 150°C, mindestens 175°C oder mindestens 200°C, und jeweils höchstens 220°C. Es wird über die Zeitdauer von mindestens 120 min, mindestens 180 min, mindestens 240 min, mindestens 300 min oder mindestens 360 min, jeweils jedoch über höchstens 420 min vorgenommen. Hierdurch werden besonders gute mechanische Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.
Zusätzlich oder alternativ kann vorgesehen sein, dass das mehrstufige Warmauslagern ein erstes Warmauslagern und ein zweites Warmauslagern umfasst, wobei das erste Warmauslagern bei einer ersten Temperatur über eine erste Zeitdauer und das zweite Warmauslagern bei einer zweiten Temperatur über eine zweite Zeitdauer erfolgt, wobei die zweite Temperatur höher ist als die erste Temperatur und/oder die zweite Zeitdauer kürzer ist als die erste Zeitdauer. Das zweite Warmauslagern schließt sich vorzugsweise unmittelbar an das erste Warmauslagern an, sodass zu Beginn des zweiten Warmauslagerns die Temperatur der Kraftwagenfelge ausgehend von der ersten Temperatur direkt auf die zweite Temperatur eingestellt wird. Unmittelbar nach dem zweiten Warmauslagern wird die Temperatur der Kraftwagenfelge vorzugsweise in Richtung der Umgebungstemperatur verringert, insbesondere bis auf die Umgebungstemperatur. Besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge werden erzielt, wenn die zweite Temperatur höher gewählt wird als die erste Temperatur. Zusätzlich oder alternativ kann die zweite Zeitdauer kürzer sein als die erste Zeitdauer.
Beispielsweise erfolgt das erste Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 100°C und höchstens 180°C über eine Zeitdauer von mindestens 60 min bis höchstens 200 min und das zweite Warmauslagern bei einer Temperatur von mindestens 120°C und höchstens 200°C über eine Zeitdauer von mindestens 60 min bis höchstens 400 min. Das bedeutet in anderen Worten, dass die erste Temperatur 100°C bis 180°C und die zweite Temperatur 120°C bis 200°C beträgt. Zusätzlich oder alternativ beträgt die Zeitdauer 20 min bis 200 min und die zweite Zeitdauer 60 min bis 400 min. Besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge werden erzielt, wenn die erste Temperatur 140°C bis 175°C beträgt. Selbiges gilt, wenn für die erste Zeitdauer eine Länge von 90 min bis 150 min verwendet wird.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass als Gießmaterial die Aluminiumlegierung mit Bestandteilen 6,5 Gew.-% bis 12,0 Gew.-% Silizium (Si), maximal 0,80 Gew.-%, insbesondere 0,30 Gew.-% bis 0,80 Gew.-%, Mangan (Mn), 0,25 Gew.-% bis 0,60 Gew.-%, insbesondere 0,25 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, Magnesium (Mg), 0,08 Gew.-% bis 0,50 Gew.-%, insbesondere 0,08 Gew.-% bis 0,35 Gew.-%, Zink (Zn), maximal 0,30 Gew.-%, insbesondere 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, Zirkonium (Zr), maximal 0,025 Gew.-%, insbesondere 0,006 Gew.-% bis 0,025 Gew.-%, Strontium (Sr), maximal 0,5 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen, sowie als Rest Aluminium verwendet. Besonders bevorzugt enthält die Aluminiumlegierung ausschließlich die genannten Bestandteile, also Silizium, Mangan, Magnesium, Zink, Zirkonium, Strontium, Aluminium und - optional - die unvermeidbaren Verunreinigungen mit einem Anteil von maximal 0,5 Gew.-% oder weniger. Besonders bevorzugt weisen die unvermeidbaren Verunreinigungen einen Anteil von maximal 0,25 Gew.-%, maximal 0,1 Gew.-% oder maximal 0,05 Gew.-% auf. Unter den Verunreinigungen ist wenigstens ein Element des Periodensystems zu verstehen, das sich ohne gezielte Zugabe in der Legierung befindet. Die Verunreinigungen können selbstverständlich auch mehrere dieser Elemente enthalten. Besonders bevorzugt enthält die Aluminiumlegierung - optional - Chrom, nämlich maximal 0,3 Gew.-%.
Eine solche Aluminiumlegierung eignet sich normalerweise besonders gut für Karosseriekomponenten des Kraftfahrzeugs, weil sie eine gute Fließfähigkeit aufweist und somit sehr dünnwandige Strukturen gegossen werden können. Eine solche ist beziehungsweise solche sind jedoch bei Kraftwagenfelgen nicht erforderlich beziehungsweise gewünscht, insbesondere weil diese üblicherweise durch Kokillengießen hergestellt werden. Überraschenderweise wurde nun jedoch festgestellt, dass sich die Aluminiumlegierung auch zur Herstellung der Kraftwagenfelge in besonderem Maße eignet, wobei dies insbesondere dann und vorzugsweise nur dann der Fall ist, falls das Herstellen der Kraftwagenfelge durch das Druckgießen erfolgt.
Durch den Gehalt von mindestens 6,5 Gew.-% Silizium wird eine ausreichende Gießbarkeit der Aluminiumlegierung gewährleistet. Zudem werden Erstarrungsschrumpfungen vermieden. Durch das Beschränken des Anteils des Siliziums auf maximal 12,0 Gew.-% wird das Auftreten von primären Siliziumphasen vermieden. Der Mangangehalt von maximal 0,80 Gew.-% verbessert die Entformbarkeit aus der Gießform, insbesondere bei einem geringen Eisengehalt von höchstens 0,3 Gew.-%. Der Magnesiumgehalt von mindestens 0,25 Gew.-% führt zur Ausbildung von aushärtenden Mg₂Si-Phasen; die Obergrenze von maximal 0,60 Gew.-% Magnesium verhindert eine zu starke Versprödung der Kraftwagenfelge.
Der Zinkanteil der Aluminiumlegierung dient einer Festigkeitssteigerung durch Mischkristallhärtung. Da ein hoher Zinkanteil die Korrosionsneigung der fertigen Kraftwagenfelge erhöht, ist der Anteil an Zink auf maximal 0,5 Gew.-%, insbesondere auf maximal 0,3 Gew.-%, beschränkt. Die Zugabe von Zirkonium dient einer Verbesserung der mechanischen Eigenschaften der Aluminiumlegierung. Es hat sich gezeigt, dass der optimale Zirkoniumanteil maximal 0,30 Gew.-%, insbesondere 0,05 Gew.-% bis 0,30 Gew.-%, beträgt. Der optionale Strontiumanteil von maximal 0,025 Gew.-%, insbesondere von 0,006 Gew.-% bis 0,025 Gew.-%, dient einer Veredelung der Aluminiumlegierung.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aluminiumlegierung mit mindestens 0,35 Gew.-% und höchstens 0,50 Gew.-% Magnesium, insbesondere mindestens 0,38 Gew.-% und höchstens 0,45 Gew.-% Magnesium, verwendet wird. Überraschenderweise hat sich gezeigt, dass die genannten Magnesiumanteile in der Aluminiumlegierung auch bei der Herstellung der Kraftwagenfelge zu einer besonders dauerfesten Kraftwagenfelge führt, insbesondere aufgrund der aushärtenden Mg₂Si-Phasen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass die Aluminiumlegierung mit höchstens 0,05 Gew.-% Kupfer (Cu), höchstens 0,002 Gew.-% Phosphor (P), höchstens 0,002 Gew.-% Calcium (Ca), höchstens 0,002 Gew.-% Natrium (Na) und/oder höchstens 0,30 Gew.-% Eisen (Fe) an Verunreinigungen verwendet wird. Vorstehend wurde bereits erläutert, dass die Aluminiumlegierung insgesamt maximal 0,5 Gew.-% an Verunreinigungen enthält. Diese Verunreinigungen setzen sich insbesondere oder ausschließlich aus Kupfer, Phosphor, Calcium, Natrium und/oder Eisen zusammen, wobei die Verunreinigungen beispielsweise lediglich genau eines der genannten Elemente, mehrere der genannten Elemente oder alle der genannten Elemente enthalten oder zumindest enthalten können. Mit den genannten maximalen Anteilen der genannten einzelnen Elemente wird eine besonders gute Dauerfestigkeit der Kraftwagenfelge erzielt. Selbstverständlich können die Verunreinigungen alternativ oder zusätzlich zu wenigstens einem der genannten Elemente zumindest ein weiteres Element aufweisen, insbesondere unter Einhaltung der maximalen Gesamtmenge von höchstens 0,5 Gew.-% der Verunreinigungen.
Eine Weiterbildung der Erfindung sieht vor, dass der Aluminiumlegierung zusätzlich maximal 0,2 Gew.-% Vanadium (V), maximal 0,2 Gew.-% Molybdän (Mo), maximal 0,3 Gew.-% Zinn (Sn), maximal 0,3 Gew.-% Kobalt (Ko) und/oder maximal 0,2 Gew.-% Titan (Ti) zugegeben wird. Die Aluminiumlegierung enthält also zusätzlich zu den bereits genannten Elementen wenigstens eines der hier genannten Elemente, mehrere der genannten Elemente oder alle der genannten Elemente. In anderen Worten werden der Aluminiumlegierung genau eines, mehrere oder alle der nachfolgend genannten Elemente beigemengt: Vanadium, Molybdän, Zinn, Kobalt und Titan. Selbstverständlich kann die Aluminiumlegierung jedoch auch frei von diesen Elementen sein.
Durch die Zugabe von Zinn und/oder Kobalt kann die Festigkeit der Kraftwagenfelge weiter verbessert werden. Die Beimengung des Zinns führt dabei zu einer Erhöhung der Anzahl an Leerstellen nach dem Abschrecken, was eine beschleunigte Ausscheidungskinetik zur Folge hat. Der Gehalt an Zinn und Kobalt wird jedoch auf jeweils maximal 0,3 Gew.-% beschränkt, weil ansonsten im Falle des Kobalts versprödende intermetallische Phasen und im Falle des Zinns niedrigschmelzende Gefügebestandteile auftreten oder zumindest auftreten können. Mit der Zugabe von Vanadium und/oder Molybdän und/oder Titan, einzeln oder in Kombination miteinander, mit jeweils einem Gehalt von maximal 0,2 Gew.-%, kann eine besonders gute Kornfeinung der Aluminiumlegierung erzielt werden.
Sofern angegeben ist, dass der Aluminiumlegierung die genannten Elemente mit dem jeweils genannten Anteil zugegeben werden, so ist darunter zu verstehen, dass tatsächlich ein Beimengen des jeweiligen Elements erfolgt, dass also der Anteil des Elements größer als 0,0 Gew.-% ist. Beispielsweise enthält die Aluminiumlegierung zusätzlich folgende Elemente: 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Vanadium und/oder 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Molybdän und/oder 0,1 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% Zinn und/oder 0,1 Gew.-% bis 0,3 Gew.-% Kobalt und/oder 0,05 Gew.-% bis 0,2 Gew.-% Titan. Hierdurch werden besonders vorteilhafte Eigenschaften der Kraftwagenfelge erzielt.
Zusammenfassend können beispielsweise folgende Vorgehensweisen beim Wärmebehandeln der Kraftwagenfelge vorgesehen sein:

- Glühung mit lokal erhöhten Temperaturen an den hoch beanspruchten Bereichen. Dies kann über die erhöhte Temperaturbeaufschlagung durch Infrarot oder ähnlichem im Konvektionsofen erfolgen. Hier werden an den lokal höher temperierten Bereichen mehr aushärtende Elemente wie Mg gelöst, die beim Auslagern eine lokal erhöhte Festigkeit bewirkt.
- Glühung mit einer ersten Glühtemperatur zur Erzielung der Grundfestigkeit mit anschließender Abschreckung. Danach lokale Glühung mit einer erhöhten zweiten Glühtemperatur. Diese kann lokal über konduktiven Wärmeübertrag, induktiven Wärmeeintrag oder den oben beschriebenen Verfahren erfolgen. Danach erfolgt ein erneutes Abschrecken des Rades, bevor die Auslagerung folgt, bei der je nach Glühtemperatur unterschiedliche Festigkeiten entstehen.
- Glühung bei einer einheitlichen Glühtemperatur und lokal unterschiedliche Abschreckung. Die hoch beanspruchten Bereiche werden mit höheren Abkühlraten beaufschlagt als die weniger hoch belasteten Bereiche. Danach erfolgt die Auslagerung.
- Glühung bei einheitlicher Glühtemperatur und lokale Vorabkühlung der weicheren Bereiche über Kühlelemente, zum Beispiel kalte Kupferformstücke. Anschließende homogene Abschreckung und Auslagerung.

Die Erfindung betrifft weiterhin eine Kraftwagenfelge aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung, wobei die Kraftwagenfelge ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Au-ßenhorn und einem Innenhorn begrenztes Felgenbett, eine Nabe mit einer Mittenausnehmung und einem Lochkreis sowie eine das Felgenbett und die Nabe miteinander verbindende, insbesondere im Längsschnitt außermittig an dem Felgenbett angreifende Felgenmitte aufweist.
Dabei ist vorgesehen, dass die Kraftwagenfelge einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen eines Gießmaterial hergestellt ist, wobei die Kraftwagenfelge nach dem Gießen wärmebehandelt ist und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.
Auf die Vorteile einer derartigen Ausgestaltung der Kraftwagenfelge beziehungsweise einer derartigen Vorgehensweise bei ihrem Herstellen wurde vorstehend bereits hingewiesen. Sowohl die Kraftwagenfelge als auch das Verfahren zu ihrem Herstellen können gemäß den Ausführungen im Rahmen dieser Beschreibung weitergebildet sein, sodass insoweit auf diese verwiesen wird.
Die Erfindung wird nachfolgenden anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, ohne dass eine Beschränkung der Erfindung erfolgt. Dabei zeigt die einzige

Figur eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Kraftwagenfelge entlang einer Längsmittelachse der Kraftwagenfelge.

Die 1 zeigt eine schematische Längsschnittdarstellung durch eine Kraftwagenfelge 1 für ein Rad eines Kraftfahrzeugs. Die Kraftwagenfelge 1 weist als wesentliche Bestandteile ein Felgenbett 2, eine Felgenmitte 3 und eine Nabe 4 auf. Gezeigt ist die Kraftwagenfelge 1 im Längsschnitt bezüglich einer Längsmittelachse 5 der Kraftwagenfelge 1. Das Felgenbett 2 ist in axialer Richtung einerseits von einem Außenhorn 6 und andererseits von einem Innenhorn 7 begrenzt, die sich ausgehend von dem Felgenbett 2 in radialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 5 nach außen erstrecken. Ergänzend sei angemerkt, dass sich die axiale Erstreckung des Felgenbetts 2 bis zu einem jeweiligen außenseitigen Ende des Außenhorns 6 beziehungsweise des Innenhorns 7 erstreckt. Die axiale Erstreckung des Felgenbetts 2 schließt also die axialen Erstreckungen des Außenhorns 6 und des Innenhorns 7 mit ein.
Das Felgenbett 2 und die Nabe 4 sind über die Felgenmitte 3 miteinander verbunden. Die Felgenmitte 3 greift also sowohl an dem Felgenbett 2 als auch an der Nabe 4 an und erstreckt sich ausgehend von der Nabe 4 bis hin zu dem Felgenbett 2. Die Nabe 4 weist eine Mittenausnehmung 8 auf, die bezüglich der Längsmittelachse 5 zentral in der Nabe 4 vorliegt und diese in axialer Richtung vollständig durchgreift. Zusätzlich weist die Nabe 4 einen Lochkreis 9 mit mehreren Bohrungen 10 auf, welche jeweils zur Aufnahme eines Befestigungsmittels dienen, mittels welchem die Kraftwagenfelge 1 an einer Radnabe des Kraftfahrzeugs befestigbar ist beziehungsweise befestigt wird.
In dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel weist die Felgenmitte 3 mehrere Speichen 11 auf, welche in Umfangsrichtung voneinander beabstandet angeordnet sind. Jede der Speichen 11 erstreckt sich ausgehend von der Nabe 4 bis hin zu dem Felgenbett 2. In Umfangsrichtung zwischen den Speichen 11 liegt ein Zwischenspeichenbereich vor, welcher in Umfangsrichtung von den Speichen 11 in radialer Richtung nach innen von der Nabe 4 und in radialer Richtung nach außen von dem Felgenbett 2 begrenzt ist. In diesem Zwischenspeichenbereich kann ein optionales Zwischenspeichenelement ausgebildet sein, welches den Zwischenspeichenbereich beispielsweise vollständig ausfüllt. Zumindest das Zwischenspeichenelement weist eine geringe Wandstärke von höchstens 15 mm, höchstens 10 mm oder höchstens 5 mm auf. Insbesondere um diese zu realisieren, wird die Kraftwagenfelge 1 einstückig und durchgehend in eine Gießform durch Gießen, insbesondere durch Druckgießen, eines Gießmaterials hergestellt. Als Gießmaterial kommt Aluminium oder eine Aluminiumlegierung zum Einsatz.
In dem hier gezeigten Ausführungsbeispiel ist in dem Innenhorn 7 eine Ausnehmung 12 ausgebildet. Zusätzlich oder alternativ kann eine derartige Ausnehmung 12 in dem Außenhorn 6 vorliegen. Die Ausnehmung 12 erstreckt sich in Umfangsrichtung, beispielsweise ist sie in Umfangsrichtung durchgehend ausgebildet. Hierunter ist insbesondere zu verstehen, dass die Ausnehmung 12 in Umfangsrichtung durchgehend dieselbe Tiefe aufweist. Die Ausnehmung 12 wird von einer Felgenhornwand 13 in axialer Richtung bezüglich der Längsmittelachse 5 begrenzt, wobei die Felgenhornwand 13 in axialer Richtung zwischen einem Reifenaufnahmebereich 14 der Kraftwagenfelge 1 und der Ausnehmung 12 angeordnet ist. In radialer Richtung nach außen ist die Ausnehmung 12 von einem Felgenhornfortsatz 15 und in radialer Richtung nach innen von einem Felgenhornfortsatz 16 begrenzt. Die Ausnehmung 12 ist derart in dem Innenhorn 7 ausgebildet, dass die Felgenhornwand 13 unmittelbar nach dem Gießen eine reduzierte Wandstärke aufweist, welche höchstens 10 mm beträgt.
An dem Felgenbett 2 ist zudem ein Hump 17 ausgebildet, welcher in Form eines sich in radialer Richtung nach außen erstreckenden Radialvorsprungs vorliegt. Der Hump 17 begrenzt den Reifenaufnahmebereich 14 in axialer Richtung, sodass der Reifenaufnahmebereich 14 - ebenfalls in axialer Richtung gesehen - zwischen dem Hump 17 und dem Innenhorn 7 vorliegt.
Die beschriebene Ausgestaltung der Kraftwagenfelge 1 realisiert eine äußerst filigrane Optik und stellt gleichzeitig aufgrund des Herstellens der Kraftwagenfelge 1 durch das Gießen, insbesondere das Druckgießen, eine kostengünstige und schnelle Herstellung der Kraftwagenfelge 1 sicher. Zudem werden zumindest im Falle des Druckgießens des Aluminiums oder der Aluminiumlegierung hervorragende Festigkeitswerte erzielt.
Bezugszeichenliste

1: Kraftwagenfelge
2: Felgenbett
3: Felgenmitte
4: Nabe
5: Längsmittelachse
6: Außenhorn
7: Innenhorn
8: Mittenausnehmung
9: Lochkreis
10: Bohrung
11: Speiche
12: Ausnehmung
13: Felgenhornwand
14: Reifenaufnahmebereich
15: Felgenhornfortsatz
16: Felgenhornfortsatz
17: Hump

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

EP 0301472 B1 [0002]
DE 69601183 T2 [0003]
EP 3176275 A1 [0003]
DE 60119579 T2 [0004]
DE 102016110677 A1 [0005]

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Kraftwagenfelge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, wobei die Kraftwagenfelge (1) ein auf gegenüberliegenden Seiten von einem Außenhorn (6) und einem Innenhorn (7) begrenztes Felgenbett (2), eine Nabe (4) mit einer Mittenausnehmung (8) und einem Lochkreis (9) sowie eine das Felgenbett (2) und die Nabe (4) miteinander verbindende Felgenmitte (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gie-ßen eines Gießmaterials hergestellt wird, wobei die Kraftwagenfelge (1) nach dem Gießen wärmebehandelt wird und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmebehandeln ein Lösungsglühen umfasst, bei welchem die Kraftwagenfelge (1) bereichsweise mit einer globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit einer höheren zweiten Temperatur beaufschlagt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Beaufschlagen mit der höheren zweiten Temperatur durch Bestrahlen mit elektromagnetischer Strahlung, insbesondere durch Infrarotlichtbestrahlen, oder durch induktives oder konvektives Erwärmen erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Lösungsglühen mit der globalen ersten Temperatur und lediglich bereichsweise mit der zweiten Temperatur gleichzeitig oder nacheinander erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) zwischen dem Lösungsglühen mit der ersten Temperatur und dem Lösungsglühen mit der zweiten Temperatur abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) nach dem Lösungsglühen gleichzeitig oder zeitversetzt lokal unterschiedlich abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) nach dem Lösungsglühen zunächst lokal abgekühlt und anschließend als Ganzes abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Wärmebehandeln das Lösungsglühen, ein anschließendes Abschrecken und ein darauffolgendes einstufiges oder mehrstufiges Warmauslagern umfasst.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Gießmaterial die Aluminiumlegierung mit den Bestandteilen 6,5 Gew.-% bis 12,0 Gew.-% Silizium, maximal 0,80 Gew.-% Mangan, 0,25 Gew.-% bis 0,60 Gew.-% Magnesium, 0,08 Gew.-% bis 0,50 Gew.-% Zink, maximal 0,30 Gew.-% Zirkonium, maximal 0,025 Gew.-% Strontium, maximal 0,5 Gew.-% unvermeidbare Verunreinigungen sowie als Rest Aluminium verwendet wird.
Kraftwagenfelge (1) aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung für ein Rad eines Kraftfahrzeugs, insbesondere hergestellt nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Kraftwagenfelge (1) ein auf gegenüberliegenden Seite von einem Außenhorn (6) und einem Innenhorn (7) begrenztes Felgenbett (2) eine Nabe (4) mit einer Mittenausnehmung (8) und einem Lochkreis (9) sowie eine das Felgenbett (2) und die Nabe (4) miteinander verbindende Felgenmitte (3) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftwagenfelge (1) einstückig und durchgehend in einer Gießform durch Gießen eines Gießmaterial hergestellt ist, wobei die Kraftwagenfelge (1) nach dem Gießen wärmebehandelt ist und das Wärmebehandeln lokal begrenzt und/oder lokal verschieden erfolgt.