DE1939910C3

DE1939910C3 - Motor vehicle impeller

Info

Publication number: DE1939910C3
Application number: DE19691939910
Authority: DE
Inventors: Albrecht Dr.-Ing. 5657 Haan; Brinkmann Heinz; Theis Gerd; 5650 Solingen Lüders
Original assignee: Kronprinz GmbH
Current assignee: Kronprinz GmbH
Filing date: 1969-08-01
Publication date: 1976-09-30

Description

Die Erfindung betrifft ein Laufrad für Kraftfahrzeuge, das aus mit Glasfasern, Keramikfasern oder anderen ultra-hochfesten Fasern verstärkten Kunststoffen besteht.The invention relates to a wheel for motor vehicles, the one made of plastics reinforced with glass fibers, ceramic fibers or other ultra-high-strength fibers consists.

Aus Kunststoff hergestellte und mit Fasern verstärkte Laufräder sind bereits seit längerer Zeit bekannt. So offenbart z. B. die OE-PS 2 29 018, bei der Herstellung von Laufrollen, Laufkränzen usw. hochfeste Verstärkungsfasern in Abhängigkeit von den bei der Beanspruchung auftretenden Spannungen ihrem Verhuf nach kreisförmig und radial zur Radachse im Kunststoff anzuordnen. Impellers made of plastic and reinforced with fibers have been known for a long time. So discloses e.g. B. OE-PS 2 29 018, in the manufacture of rollers, bearing rings, etc. high-strength reinforcing fibers depending on the stresses occurring during the load according to their frequency to be arranged circularly and radially to the wheel axis in the plastic.

Aus der US-PS 33 69 843 ist ein Fahrzeugrad aus faserverstärktem Kunststoff bekannt, bei dem fertigkeitserhöhende Fasergeflechte kreissegmentartig im Rad angeordnet sind.From US-PS 33 69 843 a vehicle wheel made of fiber-reinforced plastic is known in which the skill-increasing Fiber braids are arranged like segments of a circle in the wheel.

Es ist ferner noch aus der US-PS 15 09 705 für ein aus Gummi bestehendes Rad bekannt, verstärkende Fasern vorzusehen, die sowohl radial als auch kreisförmig zur Radachse angeordnet sind. Mit den bekannten fertigkeitserhöhenden Maßnahmen ist jedoch die für ein Kfz-Kunststoff lauf rad erforderliche Dauerfestigkeit nicht zu erreichen. Infolge innerer Reibung ist besonders der Krafteinleitungsbereich, d. h. der Bereich, in dem sich die Schraubenbefestigungslöcher des Flades befinden, besonders gefährdet, weil die dort auftretende starke Erwärmung des Kunststoffs zu einem Abfall der Festigkeitseigenschaften und schließlich zu einer Rißbildung im Bereich der Schraubenlöcher führtIt is also known from US-PS 15 09 705 for an existing rubber wheel, reinforcing Provide fibers that are arranged both radially and circularly to the wheel axis. With the known Skill-increasing measures, however, is the fatigue strength required for a motor vehicle plastic running wheel unavailable. Due to internal friction, the force application area is particularly important, i. H. the area in which are the screw mounting holes of the Flade, particularly at risk because that occurs there excessive heating of the plastic leads to a decrease in the strength properties and ultimately to a Crack formation in the area of the screw holes leads

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kraftfahrzeuglaufrad der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es die erforderliche Dauerfestigkeit aufweist. The invention is based on the object of a motor vehicle impeller of the type mentioned in such a way that it has the required fatigue strength.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daßThis object is achieved according to the invention in that

a) die festigkeitserhöhenden Fasern entsprechend den bei der Beanspruchung eines Rades oder einer Radschüssel auftretenden Hauptspannungsrichtungen in an sich bekannter Weise radial und kreisförmig zur Radachse im Kunststoff angeordnet sind,a) the strength-increasing fibers according to the stress of a bike or a Wheel disc occurring main stress directions in a known manner radially and circularly are arranged in plastic to the wheel axle,

b) das Fasernetz in Bereichen hoher Spannungen dichter ausgelegt ist als in den Bereichen niedriger Spannung,b) the fiber network is designed more densely in areas of high tension than in the areas of lower tension Voltage,

c) zusätzliche Fasereinlagen radial und/oder kreisförmig um den Mittelpunkt der Schraubenbefestigungslöcher des Rades eingebettet sind.c) additional fiber inserts radially and / or circularly around the center of the screw mounting holes of the wheel are embedded.

ίο In weiterer Ausbildung des Erfindungsgegenstandes sind in dem Bereich hoher Spannungen zusätzliche Fasereinlagen in Achsrichtung des Rades nebeneinander angeordnetίο In further development of the subject matter of the invention are additional fiber layers in the axial direction of the wheel next to each other in the area of high stresses arranged

Der mit der Erfindung erzielte Vorteil besteht im wesentlichen darin, daß mit relativ geringem konstruktiven Aufwand eine so weitgehende Verstärkung des Kunststofflaufrades erreicht werden konnte, daß die für Kfz-Laufräder erforderlichen Dauerfestigkeitswerte ohne weiteres eingehalten werden können.The advantage achieved by the invention is essentially that with relatively little constructive Effort so extensive a reinforcement of the plastic impeller could be achieved that the for Motor vehicle wheels required fatigue strength values can be easily met.

Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im folgenden beschrieben. Es zeigtEmbodiments of the invention are shown in the drawing and are described below. It shows

Fig.! eine schematische Darstellung einer Radhälfte aus faserverstärktem Kunststoff mit herkömmlichem Faserverlauf in Draufsicht,Fig.! a schematic representation of a wheel half made of fiber-reinforced plastic with conventional Fiber orientation in plan view,

F i g. 2 eine Darstellung nach F i g. 1 mit einem Faserverlauf gemäß der Erfindung,F i g. 2 shows a representation according to FIG. 1 with a fiber course according to the invention,

F i g. 3 einen Schnitt durch die senkrechte Symmetrieebene des Rades nach F i g. 2,F i g. 3 shows a section through the vertical plane of symmetry of the wheel according to FIG. 2,

F i g. 4 einen Schnitt nach F i g. 3 mit einer zusätzlichen Fasereinlage im Radquerschnitt.F i g. 4 shows a section according to FIG. 3 with an additional fiber core in the wheel cross-section.

In Fig. 1 ist eine Radhälfte 1 in Ansicht dargestellt, in die ein herkömmliches Fasergeflecht mit waagerecht verlaufenden Fasern 2 und senkrecht dazu verlaufenden Fasern 3, also ein Kreuzgeflecht, eingebettet ist. Eine solche Anordnung ist z. B. bei in Rollen oder Rädern aus unterschiedlichen Werkstoffen eingebetteten Drahtgeflechten bekannt. Die kreuzweise Anordnung der Fasern erbringt jedoch keine optimalen Festigkeitsverhältnisse. da in einem Rad bei Belastung Spannungen in radialer und kreisförmiger Richtung entstehen. In Fig. 1, a wheel half 1 is shown in view, in which a conventional fiber braid with horizontally extending fibers 2 and perpendicular thereto Fibers 3, so a cross braid, is embedded. Such an arrangement is e.g. B. in roles or wheels Wire meshes embedded from different materials are known. The criss-cross arrangement however, the fibers do not provide optimal strength ratios. because there are tensions in a wheel under load arise in radial and circular directions.

Bei dem erfindungsgemäßen Rad nach den F i g. 2, 3 und 4 sind radiale Fasern 5 und kreisförmig zur Achse angeordnete Fasern 4 im Werkstoff des Rades eingebettet und zur Erhöhung der Festigkeit, insbesondere in Zonen höherer spezifischer Belastung, d. h. im Bereich der Befestigungslöcher, sind den radialen Fasern 5 Zwischenfasern 5a (gestrichelt dargestellt) und den Fasern 4 Zwischenfasern 4a (gestrichelt dargestellt) zugeordnet. Die zusätzlichen Fasereinlagen können radial und/oder kreisförmig um den Mittelpunkt der Schraubenbefestigungslöcher angeordnet werden (nicht dargestellt). In the wheel according to the invention according to FIGS. 2, 3 and 4 are radial fibers 5 and circular to the axis arranged fibers 4 embedded in the material of the wheel and to increase the strength, in particular in Zones of higher specific load, d. H. In the area of the fastening holes, the radial fibers 5 are intermediate fibers 5a (shown in dashed lines) and the fibers 4 are assigned intermediate fibers 4a (shown in dashed lines). The additional fiber cores can be radial and / or circular around the center of the screw mounting holes be arranged (not shown).

F i g. 4 zeigt, wie zur weiteren Erhöhung der Festigkeit bedarfsweise im Radkörper 1 eine zweite (oder auch mehrere) Fasereinlage 6 über die Fasereinlagen 4 und 5, d. h. in Achsrichtung des Rades gesehen, nebeneinander angeordnet werden kann. Diese Fasereinlage 6 braucht nicht vom Achspunkt des Rades bis zum äußeren Umfang zu verlaufen, sondern kann auf jene Bereiche beschränkt bleiben, in denen die höchsten Spannungen auftreten. In der Darstellung endet diese zusätzliche Fasereinlage 6 etwa in der Mitte zwischenF i g. 4 shows how a second (or also several) fiber core 6 over the fiber core 4 and 5, d. H. seen in the axial direction of the wheel, side by side can be arranged. This fiber core 6 does not need from the axle point of the wheel to the outer one Scope to run, but can be limited to those areas where the highest stresses appear. In the illustration, this additional fiber core 6 ends approximately in the middle between

⁶S Radmittelpunkt und äußerem Umfang. ⁶ S wheel center and outer circumference.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims

Patent claims:

1. Motor vehicle impeller made with fiberglass, ceramic fiber or other ultra-high strength Fibers-reinforced plastics are characterized in that

a) the strength-increasing fibers according to the load on a bike or a wheel disc occurring main stress directions in a known manner radially and are arranged circularly to the wheel axis in the plastic

b) the fiber network is designed more densely in areas of high stresses than in areas with lower voltages Tensions,

c) additional fiber inserts radially and / or circularly around the center of the screw mounting holes of the wheel are embedded.

2. Impeller according to claim 1, characterized in that additional in the area of high voltages Fiber inserts are arranged side by side in the axial direction of the wheel.