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WO2018073240A1 - Vehicle wheel and use thereof - Google Patents

Vehicle wheel and use thereof Download PDF

Info

Publication number
WO2018073240A1
WO2018073240A1 PCT/EP2017/076464 EP2017076464W WO2018073240A1 WO 2018073240 A1 WO2018073240 A1 WO 2018073240A1 EP 2017076464 W EP2017076464 W EP 2017076464W WO 2018073240 A1 WO2018073240 A1 WO 2018073240A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rim
steel alloy
wheel
vehicle wheel
wheel disc
Prior art date
Application number
PCT/EP2017/076464
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
David Pieronek
Patrick TLAUKA
Original Assignee
Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Steel Europe Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Publication of WO2018073240A1 publication Critical patent/WO2018073240A1/en

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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/04—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B23/00—Attaching rim to wheel body
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B60B3/041—Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding characterised by the attachment of rim to wheel disc
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    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B2360/00—Materials; Physical forms thereof
    • B60B2360/10—Metallic materials
    • B60B2360/102—Steel

Definitions

  • the invention relates to a vehicle wheel comprising a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable connection to a wheel. Furthermore, the invention relates to a use of the vehicle wheel.
  • vehicle wheels for example motor vehicle wheels, in particular in steel construction, consist of a rim for receiving a tire and a wheel disc connected to the rim in a material, force and / or form-fitting manner with a connection area for detachable connection to a wheel carrier.
  • Steel-built vehicle wheels are conventionally produced by cold forming, in particular in multi-stage processes, for example by deep-drawing, profiling and / or pressure-rolling.
  • the wheel discs are conventionally used on step presses with up to eleven stages and the rims are manufactured by rolling or profiling.
  • MAG welding in the low-bed has become established in steel vehicle wheel design.
  • the invention was therefore based on the object to provide a vehicle, which can be interpreted in comparison with the prior art with respect to the fatigue strength and / or design freedom better and lighter weight, and to provide a corresponding use
  • the object is achieved according to the vehicle wheel according to the invention in that the wheel is made of a highly deformable steel alloy and at least partially material, force and / or positive fit to the rim shoulder and / or on the rim flange of the rim and / or at the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim is tethered.
  • connection between the wheel rim and rim is not as in the so-called "low bed" of the rim as in the prior art, but in the non-visible area on the rim shoulder of the rim, a design which is known in the art as a semi-full-face wheel , and / or in the non-visible area on the rim flange of the rim and / or at the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim, a design known in the art as a full-face wheel
  • the essentially completely visible wheel bowl in the assembled state visually gives the impression that the vehicle wheel is larger at a comparable (inch) size, and thus there are essentially no limits to design freedom and variety especially when the wheel disc is made of a high-ductility steel alloy ren steel alloys are in particular cold or hot moldable steel alloys with a high elongation at break (according to DIN 50 125), for example A 80 > 30%, in particular A 80 > 35%, preferably A 80 > 40% in the processing state, in particular
  • the rim flange defines the lateral stop for the mounted tire or the corresponding tire bead and connects via a transition region to the rim shoulder, which centers the tire and in particular absorbs the resulting forces by the vehicle weight.
  • the rim shoulder is not equal and is not part of the "deep bed" of the rim.
  • the wheel disc consists of a manganese-containing steel alloy.
  • Manganese-containing steel alloys for wheeled bowls offer a certain lightweight potential, since they have a high strength, in particular a (tensile) strength of at least 700 MPa, which can be achieved or further increased, for example, by an extreme strain hardening, in particular in the course of molding Material concepts can be substituted with, for example, low strength. By substituting the material thicknesses can be reduced in the component design with substantially constant performance due to the higher strength, which can thus advantageously affect the reduction of the mass used.
  • Manganese-containing steel alloys have the advantage that they have very good (cold) shaping properties with elongations at break of, in particular, A 80 > 40% in the delivery state or in the processing state, so that more design freedom is possible with respect to design in comparison to the prior art .
  • manganese-containing steel alloys meet the requirements for high fatigue strength, so that in the vehicle wheel, which is a safety component, occurring high mechanical and dynamic cycling stresses during operation can be permanently absorbed.
  • the manganese-containing steel alloy may contain the following alloying elements in% by weight:
  • N up to 0.1%, optionally one or more of the elements
  • the alloying elements are used to set the desired properties in the manganese-containing steel alloy.
  • Manganese with a content of at least 4% by weight has a positive influence on the strength of the steel alloy. It leads at higher levels, preferably at levels of at least 16 wt .-% to form hardening microstructures ( ⁇ '- and ⁇ -martensite) and TRIP or. TWIP-capable austenite and particularly good strength-formability relations. Above 35.0% by weight and 25.0% by weight, respectively, these mechanisms of induced plasticity are reduced.
  • Carbon may be present at a level of up to 0.8% by weight.
  • the content may in particular be limited to a maximum of 0.6 wt .-%.
  • the content can be set to at least 0.1% by weight, in particular to at least 0.2% by weight.
  • Silicon with a content above 2.0 wt .-% leads to the formation of undesirable, brittle intermetallic phases.
  • Silicon in particular with a content of at least 0.1% by weight, can have a positive influence, in particular on the corrosion resistance. Silicon may preferably be adjusted at a content of between 0.2 and 0.7% by weight.
  • Phosphorus may be present at levels up to 0.1% by weight. In order substantially to reduce segregations, which can have a negative effect on the mechanical properties, in the steel alloy, the content may be limited to a maximum of 0.03% by weight.
  • the contents of sulfur can be limited to a maximum of 0.01% and of nitrogen to a maximum of 0.02%, whereby the suitability for vibration stress of the steel alloy is essentially not adversely affected.
  • niobium and / or titanium bind carbon and may in each case be restricted to a content of up to 0.5% by weight, in particular up to 0.3% by weight, in order substantially to increase undesired, large precipitates in the steel alloy avoid. Contents of at least 0.01 wt .-% can positively influence the control of the microstructure in the steel alloy.
  • Aluminum has a density of about 2.7 g / cm 3 and can the crystal lattice in the steel alloy on.
  • the content is limited to a maximum of 5 wt .-%, in particular a maximum of 3 wt .-% in order to prevent the formation of undesirable, brittle intermetallic phases.
  • a content of at least 0.1 wt .-% may have a positive effect on the corrosion resistance.
  • Chromium can have a positive effect on the corrosion resistance with a content of at least 0.1% by weight, the content being limited to a maximum of 5% by weight, in particular to a maximum of 3.0% by weight.
  • Zircon, vanadium, tungsten, molybdenum and / or cobalt are carbide formers and may each be present at levels up to 1.0%. Their content can each be limited to a maximum of 0.5 wt .-%.
  • Nickel and / or copper may each be present at a level of up to 2.0% by weight and may each improve the corrosion resistance with at least 0.01% by weight.
  • the content may each be limited to a maximum of 1.0% by weight.
  • Boron can favor the formation of a fine microstructure and can be present at a level of up to 0.1% by weight, the content of which may be limited to a maximum of 0.01% by weight in order to effectively utilize the effect of boron ,
  • Calcium can serve to bind sulfur and may be present at levels up to 0.1% by weight. In particular, the content may be limited to a maximum of 0.01 wt .-%.
  • the manganese-containing steel alloy preferably has a predominantly austenitic structure, in particular in the as-delivered condition.
  • the manganese-containing steel alloy preferably contains the following alloying elements in% by weight:
  • N up to 0.01%, and optionally one or more of the elements
  • the rim consists of a microalloyed steel alloy, a predominantly single-phase steel alloy, a multiphase steel alloy or a heat-treatable steel alloy.
  • a multiphase steel alloy for example a dual-phase steel, a complex-phase steel, a ferrite-bainite steel or a predominantly single-phase steel alloy, such as a martensite phase steel alloy, having a tensile strength of the multiphase steel alloy of at least 500 MPa, preferably at least 600 MPa and more preferably at least 700 MPa
  • the microstructure of the multiphase steel alloy consists of at least two of the phases ferrite, bainite, austenite or martensite, or of a temperable (hardenable) steel alloy, for example a hot-forming steel or air-hardening steel alloy having a tensile strength of at least 700 MPa, preferably at least 800 MPa and more preferably at least 900 MPa
  • the structure of the heat-treatable steel alloy consists predominantly of martensite
  • the Radschadorel is materially connected by means of arc welding, laser beam welding, resistance pressure welding or soldering to the rim over several points and / or a seam or sections extending seams.
  • the Radschadorel is at least partially extending, in particular completely circumferential from the inside in the non-visible area of the rim shoulder of the rim via a joining seam, which may be designed as MIG, MAG, laser, welding or soldering seam, connected.
  • arc or laser beam welding can be used in the use of a wheel bowl made of a manganese steel alloy welding filler, for example in the form of an additional wire, which should be adjusted in its composition due to the alloying elements of the manganese steel alloy accordingly, reliable connection of the wheel to the rim to be able to ensure.
  • the laser beam welding without additional wire is preferred because a larger distance can be overcome by laser beam targeted and thus a challenging joining situation can be realized, which in turn an improved design, especially in the connection region of the wheel is possible to the rim.
  • the wheel disc may also be connected to the rim shoulder of the rim and / or to the rim flange of the rim and / or to the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim via preferably multiple joining points by means of resistance pressure welding.
  • the rim can be formed by means of pressure forming, tensile forming, tensile forming, bending, shear forming, spin forming or deep drawing, in particular by direct or indirect hot forming with optional at least partial (press) curing, or by a combination of said production methods.
  • the wheel disc can also be formed by means of pressure forming, tensile forming, tensile pressure forming, bending forming, shear forming, Press rolls, deep drawing or be formed by a combination of said production methods.
  • the second aspect of the invention relates to a use of the vehicle wheel according to the invention in passenger vehicles, commercial vehicles, trucks, special vehicles, buses, buses, whether with internal combustion engine and / or electric drive, trailer or trailer.
  • the vehicle wheel with its wheel disc and its rim with corresponding material thicknesses which can also vary along the respective cross section, is designed to be weight and / or weight optimized.
  • FIG. 1a shows a cross section through a conventional vehicle wheel
  • Figure lb shows a cross section through a vehicle according to a first
  • Figure lc shows a cross section through a vehicle according to a second embodiment of the invention.
  • FIG. la is shown a cross section through a conventional vehicle wheel (1) of the prior art for a passenger car.
  • the connection between the wheel disc (3) and the rim (2) is conventionally carried out via a MAG weld (4) in the so-called "low bed” of the rim (2)
  • Both the wheel disc (3) and the rim (2) are made from a multiphase steel alloy, a dual-phase steel alloy with a (tensile) strength of approx. 600 MPa.
  • FIG lb) is a cross section through a vehicle wheel () according to a first embodiment of the invention shown.
  • the vehicle wheel (10) comprises a rim (2), which may in particular be profiled, for receiving a not shown Tire and one to the rim (2) material, form and / or non-positively connected wheel (3 ').
  • the wheel disc (3 ') is disc-shaped and has in particular circumferentially at its outer edge (3'.2) an inwardly projecting into the invisible region of the vehicle wheel () collar (3'.3), which in a partial area with the Rim shoulder (2.1) of the rim (2) is in "overlapping" contact and at the end or at the edge of the projecting collar (3'.3) preferably cohesively by laser beam welding, which is preferably carried out without welding, over an at least partially extending, Preferably, a completely circumferential laser seam (4M) is connected to the rim shoulder (2.1) of the rim (2) .
  • the wheel disc (3 ') comprises a central region (3.1) which, for example, forms the connection region for detachable connection to a wheel carrier, in which openings (5) are provided for receiving connection means (bolts / screws), not shown, in the middle area (3.1) a central opening (7) is provided, we Lche example, the centering of the wheel is used to a wheel hub, not shown, which is a component of
  • FIG. 1c A cross section through a vehicle wheel (1 ") according to a second exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 1c.
  • the wheel disc (3") is also disc-shaped, but in particular revolves at its outer edge (third edge) ".2) a collar (3" .3) protruding outwards, into the visible region of the vehicle wheel (12), which is in "overlapping" contact with the rim flange (2.2) of the rim (2) at least in a partial region (3 ") preferably covers the rim flange (2.2) of the rim (2) essentially completely, resulting in the inner, non-visible region of the vehicle wheel (1") in front of the contact area between wheel disc (3 ") and rim (2).
  • a substantially circumferential notch (6) is formed, in which a preferably cohesive connection by means of laser beam welding, which is preferably carried out without welding additive, over an at least partially extending ,
  • a completely circumferential laser seam (4 ".l) is provided at the transition region (2.3) between the rim shoulder (2.1) and the rim flange (2.2).
  • Fig. Lc) shows an embodiment as a so-called "full-face wheel".
  • the rim may be made of a microalloyed steel alloy, a predominantly single phase steel alloy, a multiphase steel alloy, or a heat treatable steel alloy. Alternatively, the previously conventionally used steel alloys can be used.
  • Manganese-containing steel alloys for wheeled dishes (3 ', 3 ") offer not only a certain lightweight potential but also a great freedom of design in the design of the vehicle wheels (, 1"), due to the very good (cold) shaping properties.
  • Wheeled bowls (3 ', 3 ") made of manganese-containing steel alloys have a high level of fatigue resistance and are able to withstand high mechanical and dynamic cyclic stresses during operation, as well as heat-treatable steel alloys as a material for the wheel disc.
  • the invention is not limited to the embodiments shown in the drawing and to the embodiments in the general description, but also the rim (2) and / or the wheel disc (3 ', 3 ") from a tailored product, such as a tailored blank
  • a tailored product such as a tailored blank
  • the vehicle wheel (1 '') with its wheel bowl (3 ', 3' ') and rim (2) with corresponding material thicknesses, which can also vary along the respective cross section, can be loaded and unloaded. and / or weight-optimized design
  • the invention is also particularly advantageously applicable to commercial vehicle wheels.

Landscapes

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Abstract

The invention relates to a vehicle wheel comprising a rim to receive a tire and a wheel disk attached to the rim by integral bonding, force locking and/or form locking, which wheel disk has an attachment region for releasable attachment to a hub carrier. The invention further relates to the use of the inventive printing material.

Description

Fahrzeugrad und Verwendung  Vehicle wheel and use
Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad umfassend eine Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger. Ferner betrifft die Erfindung eine Verwendung des Fahrzeugrades. The invention relates to a vehicle wheel comprising a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable connection to a wheel. Furthermore, the invention relates to a use of the vehicle wheel.
Konventionell hergestellte Fahrzeugräder, beispielsweise Kraftfahrzeugräder, insbesondere in Stahlbauweise bestehen aus einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und einer an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger. Fahrzeugräder in Stahlbauweise werden konventionell durch Kaltumformung, insbesondere in Mehrstufenverfahren, beispielsweise durch Tiefziehen, Profilieren und/oder Drückwalzen hergestellt. Die Radschüsseln werden konventionell auf Stufenpressen mit bis zu elf Stufen und die Felgen werden durch Rollverfahren bzw. Profilieren gefertigt. Als Anbindung zwischen Radschüssel und Felge hat sich im Stahl-Fahrzeugradbau das MAG- Schweißen im Tiefbett etabliert. Als Stahllegierungen haben sich mikrolegierte Stähle und Dualphasen-Stähle mit (Zug-) Festigkeiten zwischen 400 und 600 MPa durchgesetzt, da die entsprechend hergestellten Bauteile eine ausreichende Festigkeit und Ermüdungsbeständigkeit aufweisen und die genannten Stahllegierungen gleichzeitig für die konventionelle Ausgestaltung genügend verformbar sind. Conventionally produced vehicle wheels, for example motor vehicle wheels, in particular in steel construction, consist of a rim for receiving a tire and a wheel disc connected to the rim in a material, force and / or form-fitting manner with a connection area for detachable connection to a wheel carrier. Steel-built vehicle wheels are conventionally produced by cold forming, in particular in multi-stage processes, for example by deep-drawing, profiling and / or pressure-rolling. The wheel discs are conventionally used on step presses with up to eleven stages and the rims are manufactured by rolling or profiling. As a connection between wheel disc and rim, MAG welding in the low-bed has become established in steel vehicle wheel design. As steel alloys, microalloyed steels and dual-phase steels with (tensile) strengths between 400 and 600 MPa have prevailed, since the correspondingly produced components have sufficient strength and fatigue resistance and at the same time the steel alloys mentioned are sufficiently deformable for the conventional design.
Der in den letzten Jahren gestiegene Druck auf die Automobilhersteller den C02-Ausstoß in ihrer Fahrzeugflotte zu reduzieren, rückt nun neben den bisher betrachteten Karosseriebauteile auch Fahrwerksteile, insbesondere rotierende Fahrwerksteile wie Fahrzeugräder in den Fokus, Gewicht weiter zu reduzieren. Um eine weitere Gewichtsreduzierung erreichen zu können, sind zum einen Materialien mit höherer Festigkeit bzw. Schwingfestigkeit zur sicheren Aufnahme der Betriebsbelastungen und zum anderen Geometrieanpassungen zur Kompensierung der Steifigkeitsverluste aufgrund geringeren Materialdicken erforderlich. Mit ansteigender Festigkeit der Materialien nimmt aber in der Regel auch die (Kalt-) Umformbarkeit des Materials ab. Vor dem Hintergrund des bekannten Standes der Technik ist der Materialeinsatz für Fahrzeugräder nur eingeschränkt mit Stahllegierungen höherer Festigkeit möglich. Insbesondere kann eine Materialdickenreduktion im Vergleich zu den konventionell eingesetzten Materialen nicht zielführend sein, wenn der Steifigkeitsverlust bei biegedominierten Bauteilen überproportional abfällt, was auch zu Lasten der Designfreiheit gehen kann. Die Attraktivität eines Fahrzeugrades spiegelt sich im Wesentlichen im Design der Radschüssel wieder. In Bezug auf den Stand der Technik besteht weiteres Verbesserungspotential insbesondere hinsichtlich der Schwingfestigkeit und/oder der Designfreiheit. The increased pressure in recent years on the car manufacturers to reduce C0 2 emissions in their vehicle fleet, now moves in addition to the previously considered body parts and chassis parts, especially rotating chassis parts such as vehicle wheels in the focus to further reduce weight. In order to be able to achieve a further reduction in weight, on the one hand materials with higher strength or fatigue strength are required to safely accommodate the operating loads and, on the other hand, geometric adjustments to compensate for the stiffness losses due to lower material thicknesses. As the strength of the materials increases, however, the (cold) formability of the material generally also decreases. Against the background of the known prior art, the use of material for vehicle wheels is limited possible with steel alloys of higher strength. In particular, a material thickness reduction in comparison to the conventionally used materials can not be effective if the loss of stiffness drops in bending-dominated components disproportionately, which can also go at the expense of design freedom. The attractiveness of a vehicle wheel is reflected essentially in the design of the wheel dish. With respect to the prior art, there is further potential for improvement, in particular with regard to the vibration resistance and / or the freedom of design.
Der Erfindung lag somit die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad bereitzustellen, welches im Vergleich zum bekannten Stand der Technik hinsichtlich der Schwingfestigkeit und/oder der Designfreiheit besser und gewichtsoptimierter ausgelegt werden kann, sowie eine entsprechende Verwendung anzugeben The invention was therefore based on the object to provide a vehicle, which can be interpreted in comparison with the prior art with respect to the fatigue strength and / or design freedom better and lighter weight, and to provide a corresponding use
Gemäß einem ersten Aspekt wird die Aufgabe gemäß des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades dahingehend gelöst, dass die Radschüssel aus einer hochverformbaren Stahllegierung besteht und zumindest bereichsweise Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig an die Felgenschulter und/oder an dem Felgenhorn der Felge und/oder am Übergangsbereich zwischen der Felgenschulter und dem Felgenhorn der Felge angebunden ist. Die Anbindung zwischen Radschüssel und Felge erfolgt nicht wie im Vergleich zum Stand der Technik im sogenannten„Tiefbett" der Felge, sondern im nicht-sichtbaren Bereich an der Felgenschulter der Felge, eine Ausführung die in Fachkreisen als Semi-Full-Face- Rad bekannt ist, und/oder im nicht-sichtbaren Bereich an dem Felgenhorn der Felge und/oder am Übergangsbereich zwischen der Felgenschulter und dem Felgenhorn der Felge, eine Ausführung die in Fachkreisen als Full-Face-Rad bekannt ist. Diese Art der Anbindung erhöht den Bauraum unter der Felge und vereinfacht die Unterbringung von Bremselementen. Zudem erweckt die im Wesentlichen komplett sichtbare Radschüssel im zusammengebauten Zustand optisch den Eindruck, dass das Fahrzeugrad bei vergleichbarer (Zoll) -Größe größer wirkt und dadurch auch der Designfreiheit und - Vielfalt im Wesentlichen keine Grenzen gesetzt sind, insbesondere wenn die Radschüssel aus einer hochverformbaren Stahllegierung besteht. Unter hochverformbaren Stahllegierungen sind insbesondere kalt bzw. warm formbare Stahllegierungen mit einer hohen Bruchdehnung (nach DIN 50 125) beispielsweise A80 > 30%, insbesondere A80 > 35%, bevorzugt A80 > 40% im Verarbeitungszustand, insbesondere während der Umformung gemeint. According to a first aspect, the object is achieved according to the vehicle wheel according to the invention in that the wheel is made of a highly deformable steel alloy and at least partially material, force and / or positive fit to the rim shoulder and / or on the rim flange of the rim and / or at the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim is tethered. The connection between the wheel rim and rim is not as in the so-called "low bed" of the rim as in the prior art, but in the non-visible area on the rim shoulder of the rim, a design which is known in the art as a semi-full-face wheel , and / or in the non-visible area on the rim flange of the rim and / or at the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim, a design known in the art as a full-face wheel In addition, the essentially completely visible wheel bowl in the assembled state visually gives the impression that the vehicle wheel is larger at a comparable (inch) size, and thus there are essentially no limits to design freedom and variety especially when the wheel disc is made of a high-ductility steel alloy ren steel alloys are in particular cold or hot moldable steel alloys with a high elongation at break (according to DIN 50 125), for example A 80 > 30%, in particular A 80 > 35%, preferably A 80 > 40% in the processing state, in particular during the forming meant.
Das Felgenhorn definiert den seitlichen Anschlag für den aufgezogenen Reifen respektive die entsprechende Reifenwulst und schließt sich über einen Übergangsbereich an die Felgenschulter an, welche den Reifen zentriert und insbesondere die resultierenden Kräfte durch das Fahrzeuggewicht aufnimmt. Die Felgenschulter entspricht nicht und ist auch nicht Teil des„Tiefbetts" der Felge. The rim flange defines the lateral stop for the mounted tire or the corresponding tire bead and connects via a transition region to the rim shoulder, which centers the tire and in particular absorbs the resulting forces by the vehicle weight. The rim shoulder is not equal and is not part of the "deep bed" of the rim.
Erfindungsgemäß besteht die Radschüssel aus einer manganhaltigen Stahllegierung. Manganhaltige Stahllegierungen für Radschüsseln bieten ein gewisses Leichtbaupotential, da sie eine hohe Festigkeit, insbesondere eine (Zug-) Festigkeit von mindestens 700 MPa aufweisen, welche beispielsweise durch eine extreme Kaltverfestigung, insbesondere im Zuge des Formens erreicht respektive noch weiter erhöht werden kann, wodurch bestehende Materialkonzepte mit beispielsweise geringer Festigkeit substituiert werden können. Durch die Substitution können bei der Bauteilauslegung mit im Wesentlichen gleichbleibender Performance die Materialdicken infolge der höheren Festigkeit reduziert werden, welche sich somit vorteilhaft auf die Reduzierung der eingesetzten Masse auswirken kann. Manganhaltige Stahllegierungen haben den Vorteil, dass sie sehr gute (kalte) Formungseigenschaften mit Bruchdehnungen von insbesondere A80 > 40% im Anlieferungszustand respektive im Verarbeitungszustand aufweisen, so dass hinsichtlich des Designs bei der Bauteilauslegung mehr Freiheiten zur Ausgestaltung im Vergleich zum Stand der Technik möglich sind. Zudem erfüllen manganhaltige Stahllegierungen die Anforderungen hinsichtlich einer hohen Schwingfestigkeit, so dass bei dem Fahrzeugrad, bei dem es sich um ein Sicherheitsbauteil handelt, auftretende hohe mechanische und dynamische Wechselbeanspruchungen im Betrieb dauerfest aufgenommen werden können. Die manganhaltige Stahllegierung kann folgende Legierungselemente in Gew.-% enthalten: According to the invention, the wheel disc consists of a manganese-containing steel alloy. Manganese-containing steel alloys for wheeled bowls offer a certain lightweight potential, since they have a high strength, in particular a (tensile) strength of at least 700 MPa, which can be achieved or further increased, for example, by an extreme strain hardening, in particular in the course of molding Material concepts can be substituted with, for example, low strength. By substituting the material thicknesses can be reduced in the component design with substantially constant performance due to the higher strength, which can thus advantageously affect the reduction of the mass used. Manganese-containing steel alloys have the advantage that they have very good (cold) shaping properties with elongations at break of, in particular, A 80 > 40% in the delivery state or in the processing state, so that more design freedom is possible with respect to design in comparison to the prior art , In addition, manganese-containing steel alloys meet the requirements for high fatigue strength, so that in the vehicle wheel, which is a safety component, occurring high mechanical and dynamic cycling stresses during operation can be permanently absorbed. The manganese-containing steel alloy may contain the following alloying elements in% by weight:
C: bis zu 0,8 %, C: up to 0.8%,
Si: bis zu 2,0 %  Si: up to 2.0%
Mn: 4,0 - 35,0 %, P: bis zu 0,1 %, Mn: 4.0-35.0%, P: up to 0.1%,
S: bis zu 0,1 %,  S: up to 0.1%,
N: bis zu 0,1 %, optional eines oder mehrere der Elemente  N: up to 0.1%, optionally one or more of the elements
Nb: bis zu 0,5 %, Nb: up to 0.5%,
Ti: bis zu 0,5 %,  Ti: up to 0.5%,
AI: bis zu 5,0 %,  AI: up to 5.0%,
Cr: bis zu 5,0 %,  Cr: up to 5.0%,
Cu: bis zu 2,0 %,  Cu: up to 2.0%,
Zr: bis zu 1,0 %,  Zr: up to 1.0%,
V: bis zu 1,0 %,  V: up to 1.0%,
W: bis zu 1,0 %,  W: up to 1.0%,
Mo: bis zu 1,0 %,  Mo: up to 1.0%,
Co: bis zu 1,0 %,  Co: up to 1.0%,
Ni: bis zu 2,0 %,  Ni: up to 2.0%,
B: bis zu 0,1 %,  B: up to 0.1%,
Ca: bis zu 0,1 %,  Ca: up to 0.1%,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Residual Fe and unavoidable impurities.
Über die Legierungselemente werden die gewünschten Eigenschaften in der mangan- haltigen Stahllegierung eingestellt. Mangan hat mit einem Gehalt von mindestens 4 Gew.-% positiven Einfluss auf die Festigkeit der Stahllegierung. Es führt bei höheren Gehalten, vorzugsweise bei Gehalten von mindestens 16 Gew.-% zur Ausbildung von Härtungsgefügen (α'- und ε-Martensit) sowie zu TRIP-bzw. TWIP-fähigem Austenit und zu besonders guten Festigkeits-Umformbarkeits-Relationen. Oberhalb von 35,0 Gew.-% respektive 25,0 Gew.-% reduzieren sich diese Mechanismen der induzierten Plastizität. The alloying elements are used to set the desired properties in the manganese-containing steel alloy. Manganese with a content of at least 4% by weight has a positive influence on the strength of the steel alloy. It leads at higher levels, preferably at levels of at least 16 wt .-% to form hardening microstructures (α'- and ε-martensite) and TRIP or. TWIP-capable austenite and particularly good strength-formability relations. Above 35.0% by weight and 25.0% by weight, respectively, these mechanisms of induced plasticity are reduced.
Kohlenstoff kann mit einem Gehalt von bis zu 0,8 Gew.-% anwesend sein. Um eine ausreichende Schweißbarkeit zu ermöglichen, kann der Gehalt insbesondere auf maximal 0,6 Gew.-% beschränkt sein. Beispielsweise kann der Gehalt auf mindestens 0,1 Gew.-%, insbesondere auf mindestens 0,2 Gew.-% eingestellt sein. Carbon may be present at a level of up to 0.8% by weight. In order to allow sufficient weldability, the content may in particular be limited to a maximum of 0.6 wt .-%. For example, the content can be set to at least 0.1% by weight, in particular to at least 0.2% by weight.
Silizium mit einem Gehalt oberhalb von 2,0 Gew.-% führt zur Bildung von unerwünschten, spröden intermetallischen Phasen. Silizium kann insbesondere mit einem Gehalt von mindestens 0,1 Gew.-% positiv Einfluss, insbesondere auf die Korrosionsbeständigkeit nehmen. Silizium kann bevorzugt mit einem Gehalt zwischen 0,2 und 0,7 Gew.-% eingestellt sein. Silicon with a content above 2.0 wt .-% leads to the formation of undesirable, brittle intermetallic phases. Silicon, in particular with a content of at least 0.1% by weight, can have a positive influence, in particular on the corrosion resistance. Silicon may preferably be adjusted at a content of between 0.2 and 0.7% by weight.
Phosphor kann mit einem Gehalt von bis zu 0,1 Gew.-% anwesend sein. Um Seigerungen, welche sich negativ auf die mechanischen Eigenschaften auswirken können, in der Stahllegierung im Wesentlichen zu reduzieren, kann der Gehalt auf maximal 0,03 Gew.-% beschränkt sein. Phosphorus may be present at levels up to 0.1% by weight. In order substantially to reduce segregations, which can have a negative effect on the mechanical properties, in the steel alloy, the content may be limited to a maximum of 0.03% by weight.
Stickstoff und Schwefel beeinflussen negativ die Eigenschaften der Stahllegierung, insbesondere durch Bildung von Sulfiden und Nitriden und sind daher auf Gehalte von maximal 0,1 Gew.-% beschränkt. Insbesondere können die Gehalte von Schwefel auf maximal 0,01 % und von Stickstoff auf maximal 0,02 % beschränkt sein, wodurch die Eignung auf Schwingbeanspruchung der Stahllegierung im Wesentlichen nicht negativ beeinflusst wird. Nitrogen and sulfur negatively affect the properties of the steel alloy, in particular by forming sulfides and nitrides and are therefore limited to contents of not more than 0.1 wt .-%. In particular, the contents of sulfur can be limited to a maximum of 0.01% and of nitrogen to a maximum of 0.02%, whereby the suitability for vibration stress of the steel alloy is essentially not adversely affected.
Niob und/oder Titan binden insbesondere Kohlenstoff ab und können jeweils auf einen Gehalt von bis zu 0,5 Gew.-%, insbesondere bis zu 0,3 Gew.-% beschränkt sein, um unerwünschte, große Ausscheidungen in der Stahllegierung im Wesentlichen zu vermeiden. Gehalte von jeweils mindestens 0,01 Gew.-% können positiv die Steuerung der Gefügestruktur in der Stahllegierung beeinflussen. In particular, niobium and / or titanium bind carbon and may in each case be restricted to a content of up to 0.5% by weight, in particular up to 0.3% by weight, in order substantially to increase undesired, large precipitates in the steel alloy avoid. Contents of at least 0.01 wt .-% can positively influence the control of the microstructure in the steel alloy.
Aluminium besitzt eine Dichte von ca. 2,7 g/cm3 und kann das Kristallgitter in der Stahllegierung auf. Der Gehalt ist auf maximal 5 Gew.-%, insbesondere maximal 3 Gew.-% beschränkt, um die Bildung von unerwünschten, spröden intermetallischen Phasen zu verhindern. Ein Gehalt von mindestens 0,1 Gew.-% kann sich positiv auf die Korrosionsbeständigkeit auswirken. Chrom kann sich mit einem Gehalt von mindestens 0,1 Gew.-% positiv auf die Korrosionsbeständigkeit auswirken, wobei der Gehalt auf maximal 5 Gew.-%, insbesondere auf maximal 3,0 Gew.-% beschränkt ist. Aluminum has a density of about 2.7 g / cm 3 and can the crystal lattice in the steel alloy on. The content is limited to a maximum of 5 wt .-%, in particular a maximum of 3 wt .-% in order to prevent the formation of undesirable, brittle intermetallic phases. A content of at least 0.1 wt .-% may have a positive effect on the corrosion resistance. Chromium can have a positive effect on the corrosion resistance with a content of at least 0.1% by weight, the content being limited to a maximum of 5% by weight, in particular to a maximum of 3.0% by weight.
Zirkon, Vanadium, Wolfram, Molybdän und/oder Kobalt sind Karbidbildner und können jeweils mit einem Gehalt von bis zu 1,0 % anwesend sein. Ihr Gehalt kann jeweils auf maximal 0,5 Gew.-% beschränkt sein. Zircon, vanadium, tungsten, molybdenum and / or cobalt are carbide formers and may each be present at levels up to 1.0%. Their content can each be limited to a maximum of 0.5 wt .-%.
Nickel und/oder Kupfer können jeweils mit einem Gehalt von bis zu 2,0 % Gew.-% anwesend sein und können jeweils mit mindestens einem Gehalt von 0,01 Gew-% die Korrosionsbeständigkeit verbessern. Insbesondere kann der Gehalt jeweils auf maximal 1,0 Gew.-% beschränkt sein. Nickel and / or copper may each be present at a level of up to 2.0% by weight and may each improve the corrosion resistance with at least 0.01% by weight. In particular, the content may each be limited to a maximum of 1.0% by weight.
Bor kann die Ausbildung eines feinen Gefüges begünstigen und kann mit einem Gehalt bis zu 0,1 Gew.-% anwesend sein, wobei der Gehalt auf maximal 0,01 Gew.-% beschränkt sein kann, um die Wirkung von Bor effektiv nutzen zu können. Boron can favor the formation of a fine microstructure and can be present at a level of up to 0.1% by weight, the content of which may be limited to a maximum of 0.01% by weight in order to effectively utilize the effect of boron ,
Calcium kann zur Abbindung von Schwefel dienen und kann mit einem Gehalt bis zu 0,1 Gew.-% anwesend sein. Insbesondere kann der Gehalt auf maximal 0,01 Gew.-% beschränkt sein. Calcium can serve to bind sulfur and may be present at levels up to 0.1% by weight. In particular, the content may be limited to a maximum of 0.01 wt .-%.
Die manganhaltige Stahllegierung weist bevorzugt ein überwiegend austenitisches Gefüge, insbesondere im Anlieferungszustand auf. The manganese-containing steel alloy preferably has a predominantly austenitic structure, in particular in the as-delivered condition.
Vorzugsweise enthält die manganhaltige Stahllegierung folgende Legierungselemente in Gew.-%: The manganese-containing steel alloy preferably contains the following alloying elements in% by weight:
C: 0,3 - 0,6 %, C: 0.3-0.6%,
Si: 0,2 - 0,6 %  Si: 0.2 - 0.6%
Mn: 16,0 - 25,0 %,  Mn: 16.0 - 25.0%,
P: bis zu 0,003 %,  P: up to 0.003%,
S: bis zu 0,005 %,  S: up to 0.005%,
N: bis zu 0,01 %, sowie optional eines oder mehrere der Elemente N: up to 0.01%, and optionally one or more of the elements
Nb: bis zu 0,1 %, Nb: up to 0.1%,
Ti: bis zu 0,2 %,  Ti: up to 0.2%,
AI: bis zu 2,5 %,  AI: up to 2.5%,
Cr: bis zu 2,5 %,  Cr: up to 2.5%,
Cu: bis zu 0,2 %,  Cu: up to 0.2%,
Zr: bis zu 0,2 %,  Zr: up to 0.2%,
V: bis zu 0,2 %,  V: up to 0.2%,
W: bis zu 0,2 %,  W: up to 0.2%,
Mo: bis zu 0,2 %,  Mo: up to 0.2%,
Co: bis zu 0,2 %,  Co: up to 0.2%,
Ni: bis zu 1,0 %,  Ni: up to 1.0%,
B: bis zu 0,01 %,  B: up to 0.01%,
Ca: bis zu 0,01 %,  Ca: up to 0.01%,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Residual Fe and unavoidable impurities.
Gemäß einer Ausgestaltung besteht die Felge aus einer mikrolegierten Stahllegierung, einer überwiegend einphasigen Stahllegierung, einer Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung. Eine Mehrphasenstahllegierung, beispielsweise eine Dualphasenstahl-, eine Komplexphasenstahl-, eine Ferrit-Bainit-Stahl- oder eine überwiegend einphasige Stahllegierung, wie beispielsweise eine Martensitphasenstahl- legierung, mit einer Zugfestigkeit der Mehrphasenstahllegierung bzw. der überwiegend einphasigen Stahllegierung von 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, oder aus einer vergütbaren (härtbaren) Stahllegierung, beispielsweise 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, kann mit zunehmender Festigkeit bei im Wesentlichen gleichbleibender Performance die jeweilige Materialdicke der Felge reduziert werden und dadurch das Gewicht weiter herabgesetzt werden. Alternativ können auch die bisher konventionell, eingesetzten Stahllegierungen verwendet werden. According to one embodiment, the rim consists of a microalloyed steel alloy, a predominantly single-phase steel alloy, a multiphase steel alloy or a heat-treatable steel alloy. A multiphase steel alloy, for example a dual-phase steel, a complex-phase steel, a ferrite-bainite steel or a predominantly single-phase steel alloy, such as a martensite phase steel alloy, having a tensile strength of the multiphase steel alloy of at least 500 MPa, preferably at least 600 MPa and more preferably at least 700 MPa, wherein the microstructure of the multiphase steel alloy consists of at least two of the phases ferrite, bainite, austenite or martensite, or of a temperable (hardenable) steel alloy, for example a hot-forming steel or air-hardening steel alloy having a tensile strength of at least 700 MPa, preferably at least 800 MPa and more preferably at least 900 MPa, wherein the structure of the heat-treatable steel alloy consists predominantly of martensite, in particular more than 90% of the structure of martensite, can increasing strength at substantially constant performance, the respective material thickness of the rim are reduced and thereby the weight can be further reduced. Alternatively, the previously conventionally used steel alloys can be used.
Gemäß einer Ausgestaltung ist die Radschüssel stoffschlüssig mittels Lichtbogenschweißen, Laserstrahlschweißen, Widerstandspressschweißen oder Löten an der Felge über mehrere Punkte und/oder eine Naht bzw. abschnittsweise verlaufende Nähte angebunden. Vorzugsweise wird die Radschüssel zumindest bereichsweise verlaufende, insbesondere vollständig umlaufende von innen im nicht-sichtbaren Bereich an die Felgenschulter der Felge über eine Fügenaht, welche als MIG-, MAG-, Laser-, Schweißoder Lötnaht ausgeführt sein kann, angebunden. Beim Lichtbogen- oder Laserstrahlschweißen kann bei der Verwendung einer Radschüssel aus einer manganhaltigen Stahllegierung ein Schweißzusatz, beispielsweise in Form eines Zusatzdrahts verwendet werden, welcher in seiner Zusammensetzung aufgrund der Legierungselemente der manganhaltigen Stahllegierung entsprechend abgestimmt sein sollte, um betriebssicher eine Anbindung der Radschüssel an die Felge sicherstellen zu können. Das Laserstrahlschweißen ohne Zusatzdraht wird bevorzugt, da mittels Laserstrahl gezielt eine größere Entfernung überwunden werden kann und dadurch eine anspruchsvolle Fügesituation realisierbar ist, wodurch wiederrum ein verbessertes Design insbesondere im Anbindungsbereich der Radschüssel an die Felge möglich ist. Alternativ kann die Radschüssel auch über vorzugsweise mehrere Fügepunkte mittels Widerstandspressschweißen an die Felgenschulter der Felge und/oder an das Felgenhorn der Felge und/oder am Übergangsbereich zwischen der Felgenschulter und dem Felgenhorn der Felge angebunden sein. According to one embodiment, the Radschüssel is materially connected by means of arc welding, laser beam welding, resistance pressure welding or soldering to the rim over several points and / or a seam or sections extending seams. Preferably, the Radschüssel is at least partially extending, in particular completely circumferential from the inside in the non-visible area of the rim shoulder of the rim via a joining seam, which may be designed as MIG, MAG, laser, welding or soldering seam, connected. When arc or laser beam welding can be used in the use of a wheel bowl made of a manganese steel alloy welding filler, for example in the form of an additional wire, which should be adjusted in its composition due to the alloying elements of the manganese steel alloy accordingly, reliable connection of the wheel to the rim to be able to ensure. The laser beam welding without additional wire is preferred because a larger distance can be overcome by laser beam targeted and thus a challenging joining situation can be realized, which in turn an improved design, especially in the connection region of the wheel is possible to the rim. Alternatively, the wheel disc may also be connected to the rim shoulder of the rim and / or to the rim flange of the rim and / or to the transition region between the rim shoulder and the rim flange of the rim via preferably multiple joining points by means of resistance pressure welding.
Gemäß einer Ausgestaltung kann die Felge mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen oder Tiefziehen, insbesondere mittels direkter oder indirekter Warmumformung mit optional zumindest teilweiser (Press-) Härtung, oder mittels einer Kombination der genannten Herstellungsverfahren geformt sein. Auch die Radschüssel kann mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen, Tiefziehen oder mittels einer Kombination der genannten Herstellungsverfahren geformt sein. According to one embodiment, the rim can be formed by means of pressure forming, tensile forming, tensile forming, bending, shear forming, spin forming or deep drawing, in particular by direct or indirect hot forming with optional at least partial (press) curing, or by a combination of said production methods. The wheel disc can also be formed by means of pressure forming, tensile forming, tensile pressure forming, bending forming, shear forming, Press rolls, deep drawing or be formed by a combination of said production methods.
Der zweite Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung des erfindungsgemäßen Fahrzeugrades in Personenfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Bussen, Omnibussen, ob mit Verbrennungsmotor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger oder Trailer. Je nach Fahrzeugtyp ist das Fahrzeugrad mit seiner Radschüssel und seiner Felge mit entsprechenden Materialdicken, welche entlang des jeweiligen Querschnitts auch variieren können, belastungs- und/oder gewichtsoptimiert ausgelegt. The second aspect of the invention relates to a use of the vehicle wheel according to the invention in passenger vehicles, commercial vehicles, trucks, special vehicles, buses, buses, whether with internal combustion engine and / or electric drive, trailer or trailer. Depending on the vehicle type, the vehicle wheel with its wheel disc and its rim with corresponding material thicknesses, which can also vary along the respective cross section, is designed to be weight and / or weight optimized.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer Ausführungsbeispiele darstellenden Zeichnung näher erläutert. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Es zeigt In the following the invention will be explained in more detail with reference to an illustrative drawing. Identical parts are provided with the same reference numerals. It shows
Figur la) einen Querschnitt durch ein konventionelles Fahrzeugrad, FIG. 1a) shows a cross section through a conventional vehicle wheel,
Figur lb) einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad gemäß einem ersten Figure lb) shows a cross section through a vehicle according to a first
erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel und  Embodiment of the invention and
Figur lc) einen Querschnitt durch ein Fahrzeugrad gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel. Figure lc) shows a cross section through a vehicle according to a second embodiment of the invention.
In Figur la) ist ein Querschnitt durch ein konventionelles Fahrzeugrad (1) aus dem Stand der Technik für einen Personenkraftwagen gezeigt. Die Anbindung zwischen der Radschüssel (3) und der Felge (2) ist konventionell über eine MAG-Schweißnaht (4) im sogenannten„Tiefbett" der Felge (2) erfolgt. Sowohl die Radschüssel (3) als auch die Felge (2) bestehen aus einer mehrphasigen Stahllegierung, einer Dualphasenstahl- legierung mit einer (Zug-) Festigkeit von ca. 600 MPa. In Figure la) is shown a cross section through a conventional vehicle wheel (1) of the prior art for a passenger car. The connection between the wheel disc (3) and the rim (2) is conventionally carried out via a MAG weld (4) in the so-called "low bed" of the rim (2) Both the wheel disc (3) and the rim (2) are made from a multiphase steel alloy, a dual-phase steel alloy with a (tensile) strength of approx. 600 MPa.
In Figur lb) ist ein Querschnitt durch ein Fahrzeugrad ( ) gemäß einem ersten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Das Fahrzeugrad ( ) umfasst eine Felge (2), die insbesondere profiliert sein kann, zur Aufnahme eines nicht dargestellten Reifens und eine an die Felge (2) Stoff-, form- und/oder kraftschlüssig angebundene Radschüssel (3'). Die Radschüssel (3') ist scheibenförmig ausgebildet und weist insbesondere umlaufend an ihrer äußeren Kante (3'.2) einen nach innen, in den nichtsichtbaren Bereich des Fahrzeugrades ( ) abstehenden Kragen (3'.3), welcher in einem Teilbereich mit der Felgenschulter (2.1) der Felge (2) in„überlappendem" Kontakt steht und am Ende bzw. an der Kante des abstehenden Kragens (3'.3) vorzugsweise stoffschlüssig mittels Laserstrahlschweißen, welches vorzugsweise ohne Schweißzusatz erfolgt ist, über eine zumindest bereichsweise verlaufende, vorzugsweise eine vollständig umlaufende Lasernaht (4M) an der Felgenschulter (2.1) der Felge (2) angebunden ist. Die Radschüssel (3') umfasst einen Mittenbereich (3.1), welcher beispielsweise den Anbindungsbereich zur lösbaren Anbindung an einen Radträger bildet, in welchen Öffnungen (5) zur Aufnahme von nicht dargestellten Verbindungsmitteln (Bolzen/Schrauben) vorgesehen sind. Im Mittenbereich (3.1) ist eine Zentralöffnung (7) vorgesehen, welche beispielsweise der Zentrierung des Rades an eine nicht dargestellte Radnabe dient, welche eine Komponente eines nicht dargestellten Radträgers ist. Fig. lb) zeigt eine Ausführung als sogenanntes„Semi-Full-Face-Rad". In Figure lb) is a cross section through a vehicle wheel () according to a first embodiment of the invention shown. The vehicle wheel (10) comprises a rim (2), which may in particular be profiled, for receiving a not shown Tire and one to the rim (2) material, form and / or non-positively connected wheel (3 '). The wheel disc (3 ') is disc-shaped and has in particular circumferentially at its outer edge (3'.2) an inwardly projecting into the invisible region of the vehicle wheel () collar (3'.3), which in a partial area with the Rim shoulder (2.1) of the rim (2) is in "overlapping" contact and at the end or at the edge of the projecting collar (3'.3) preferably cohesively by laser beam welding, which is preferably carried out without welding, over an at least partially extending, Preferably, a completely circumferential laser seam (4M) is connected to the rim shoulder (2.1) of the rim (2) .The wheel disc (3 ') comprises a central region (3.1) which, for example, forms the connection region for detachable connection to a wheel carrier, in which openings (5) are provided for receiving connection means (bolts / screws), not shown, in the middle area (3.1) a central opening (7) is provided, we Lche example, the centering of the wheel is used to a wheel hub, not shown, which is a component of a wheel carrier, not shown. Fig. Lb) shows an embodiment as a so-called "semi-full-face wheel".
In Figur lc) ist ein Querschnitt durch ein Fahrzeugrad (1") gemäß einem zweiten erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel dargestellt. Im Unterschied zum Fahrzeugrad ( ) ist die Radschüssel (3") zwar auch scheibenförmig ausgebildet, sie weist aber insbesondere umlaufend an ihrer äußeren Kante (3".2) einen nach außen, in den sichtbaren Bereich des Fahrzeugrades ( ) abstehenden Kragen (3".3), welcher zumindest in einem Teilbereich mit dem Felgenhorn (2.2) der Felge (2) in„überlappendem" Kontakt steht. Die Radschüssel (3") deckt vorzugsweise das Felgenhorn (2.2) der Felge (2) im Wesentlichen vollständig ab, wodurch sich im inneren, nicht-sichtbaren Bereich des Fahrzeugrades (1") vor dem Kontaktbereich zwischen Radschüssel (3") und Felge (2) eine im Wesentlichen umlaufende Kerbe (6) ausbildet, in welcher eine vorzugsweise stoffschlüssige Anbindung mittels Laserstrahlschweißen, welches vorzugsweise ohne Schweißzusatz erfolgt ist, über eine zumindest bereichsweise verlaufende, vorzugsweise eine vollständig umlaufende Lasernaht (4".l) am Übergangsbereich (2.3) zwischen der Felgenschulter (2.1) und dem Felgenhorn (2.2) vorgesehen ist. Fig. lc) zeigt eine Ausführung als sogenanntes„Full-Face-Rad". Die Felge kann aus einer mikrolegierten Stahllegierung, einer überwiegend einphasigen Stahllegierung, einer Mehrphasenstahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung. Alternativ können auch die bisher konventionell, eingesetzten Stahllegierungen verwendet werden. A cross section through a vehicle wheel (1 ") according to a second exemplary embodiment according to the invention is shown in FIG. 1c. In contrast to the vehicle wheel (), the wheel disc (3") is also disc-shaped, but in particular revolves at its outer edge (third edge) ".2) a collar (3" .3) protruding outwards, into the visible region of the vehicle wheel (12), which is in "overlapping" contact with the rim flange (2.2) of the rim (2) at least in a partial region (3 ") preferably covers the rim flange (2.2) of the rim (2) essentially completely, resulting in the inner, non-visible region of the vehicle wheel (1") in front of the contact area between wheel disc (3 ") and rim (2). a substantially circumferential notch (6) is formed, in which a preferably cohesive connection by means of laser beam welding, which is preferably carried out without welding additive, over an at least partially extending , Preferably a completely circumferential laser seam (4 ".l) is provided at the transition region (2.3) between the rim shoulder (2.1) and the rim flange (2.2). Fig. Lc) shows an embodiment as a so-called "full-face wheel". The rim may be made of a microalloyed steel alloy, a predominantly single phase steel alloy, a multiphase steel alloy, or a heat treatable steel alloy. Alternatively, the previously conventionally used steel alloys can be used.
Erfindungsgemäß besteht die Radschüssel (3', 3") aus einer manganhaltigen Stahllegierung. Vorzugsweise enthält sie folgende Legierungselemente in Gew.-%: C=0,3 - 0,6 %, Si=0,2 - 0,6 %, Mn=16,0 - 25,0 %, P bis zu 0,003 %, S bis zu 0,005 %, Ti bis zu 0,2 %, AI bis zu 2,5 %, Cr bis zu 2,5 %, Cu bis zu 0,2 %, V bis zu 0,2 %, Mo bis zu 0,2 %, Ni bis zu 1,0 %, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. According to the invention, the wheel disc (3 ', 3 ") consists of a manganese-containing steel alloy, preferably containing the following alloying elements in% by weight: C = 0.3-0.6%, Si = 0.2-0.6%, Mn = 16.0 - 25.0%, P up to 0.003%, S up to 0.005%, Ti up to 0.2%, Al up to 2.5%, Cr up to 2.5%, Cu up to 0 , 2%, V up to 0.2%, Mo up to 0.2%, Ni up to 1.0%, balance Fe and unavoidable impurities.
Manganhaltige Stahllegierungen für Radschüsseln (3', 3") bieten neben einem gewissen Leichtbaupotential auch eine große Designfreiheit bei der Ausgestaltung der Fahrzeugräder ( , 1"), aufgrund der sehr guten (kalten) Formungseigenschaften. Radschüsseln (3', 3") aus manganhaltigen Stahllegierungen weisen eine hohe Schwingfestigkeit auf und können auftretende hohe mechanische und dynamische Wechselbeanspruchungen im Betrieb dauerfest aufnehmen. Auch eignen sich alternativ vergütbare Stahllegierungen als Material für die Radschüssel. Manganese-containing steel alloys for wheeled dishes (3 ', 3 ") offer not only a certain lightweight potential but also a great freedom of design in the design of the vehicle wheels (, 1"), due to the very good (cold) shaping properties. Wheeled bowls (3 ', 3 ") made of manganese-containing steel alloys have a high level of fatigue resistance and are able to withstand high mechanical and dynamic cyclic stresses during operation, as well as heat-treatable steel alloys as a material for the wheel disc.
Die Erfindung ist nicht auf die in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele sowie auf die Ausführungen in der allgemeinen Beschreibung beschränkt, vielmehr können auch die Felge (2) und/oder die Radschüssel (3', 3") aus einem Tailored Product, beispielsweise einem Tailored Blank und/oder Tailored Rolled Blank gebildet sein. Je nach Fahrzeugtyp ist das Fahrzeugrad ( , 1") mit seiner Radschüssel (3', 3") und Felge (2) mit entsprechenden Materialdicken, welche entlang des jeweiligen Querschnitts auch variieren können, belastungs- und/oder gewichtsoptimiert ausgelegt. Besonders vorteilhaft ist die Erfindung auch bei Nutzfahrzeugrädern anwendbar. The invention is not limited to the embodiments shown in the drawing and to the embodiments in the general description, but also the rim (2) and / or the wheel disc (3 ', 3 ") from a tailored product, such as a tailored blank Depending on the type of vehicle, the vehicle wheel (1 '') with its wheel bowl (3 ', 3' ') and rim (2) with corresponding material thicknesses, which can also vary along the respective cross section, can be loaded and unloaded. and / or weight-optimized design The invention is also particularly advantageously applicable to commercial vehicle wheels.

Claims

Ansprüche claims
1. Fahrzeugrad ( , 1") umfassend eine Felge (2) zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge (2) Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel (3', 3") mit einem Anbindungsbereich (3.1) zur lösbaren Anbindung an einen Radträger, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a s s die Radschüssel (3', 3") aus einer hochverformbaren Stahllegierung besteht und die Radschüssel (3', 3") zumindest bereichsweise Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig an der Felgenschulter (2.1) der Felge (2) und/oder am Felgenhorn (2.2) der Felge (2) und/oder am Übergangsbereich (2.3) zwischen der Felgenschulter (2.1) und dem Felgenhorn (2.2) der Felge (2) angebunden ist, wobei die Radschüssel aus einer manganhaltigen Stahllegierung besteht und folgende Legierungselemente in Gew.- % enthält: 1. Vehicle wheel (11, 11) comprising a rim (2) for receiving a tire and a wheel rim (3 ', 3 ") connected to the rim (2) in a material, force and / or form-fitting manner with a connection region (3.1) for detachable connection to a wheel carrier, characterized in that the wheel disc (3 ', 3 ") consists of a highly deformable steel alloy and the wheel disc (3', 3") at least partially material, force and / or positive fit to the rim shoulder (2.1 ) of the rim (2) and / or the rim flange (2.2) of the rim (2) and / or at the transition region (2.3) between the rim shoulder (2.1) and the rim flange (2.2) of the rim (2) is connected, wherein the wheel disc consists of a manganese-containing steel alloy and contains the following alloying elements in% by weight:
C: bis zu 0,8 %,  C: up to 0.8%,
Si: bis zu 2,0 %  Si: up to 2.0%
Mn: 4,0 - 35,0 %,  Mn: 4.0-35.0%,
P: bis zu 0,1 %,  P: up to 0.1%,
S: bis zu 0,1 %,  S: up to 0.1%,
N: bis zu 0,1 %,  N: up to 0.1%,
sowie optional eines oder mehrere der Elemente  and optionally one or more of the elements
Nb: bis zu 0,5 %,  Nb: up to 0.5%,
Ti: bis zu 0,5 %,  Ti: up to 0.5%,
AI: bis zu 5,0 %,  AI: up to 5.0%,
Cr: bis zu 5,0 %,  Cr: up to 5.0%,
Cu: bis zu 2,0 %,  Cu: up to 2.0%,
Zr: bis zu 1,0 %,  Zr: up to 1.0%,
V: bis zu 1,0 %,  V: up to 1.0%,
W: bis zu 1,0 %,  W: up to 1.0%,
Mo: bis zu 1,0 %,  Mo: up to 1.0%,
Co: bis zu 1,0 %,  Co: up to 1.0%,
Ni: bis zu 2,0 %,  Ni: up to 2.0%,
B: bis zu 0,1 %,  B: up to 0.1%,
Ca: bis zu 0,1 %, Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Ca: up to 0.1%, Residual Fe and unavoidable impurities.
2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die manganhaltige Stahllegierung folgende Legierungselemente in Gew.-% enthält: 2. Vehicle wheel according to claim 1, characterized in that the manganese-containing steel alloy contains the following alloying elements in wt .-%:
C: 0,3 - 0,6 %,  C: 0.3-0.6%,
Si: 0,2 - 0,6 %  Si: 0.2 - 0.6%
Mn: 16,0 - 25,0 %,  Mn: 16.0 - 25.0%,
P: bis zu 0,003 %,  P: up to 0.003%,
S: bis zu 0,005 %,  S: up to 0.005%,
N: bis zu 0,01 %, sowie optional eines oder mehrere der Elemente  N: up to 0.01%, and optionally one or more of the elements
Nb: bis zu 0,1 %, Nb: up to 0.1%,
Ti: bis zu 0,2 %,  Ti: up to 0.2%,
AI: bis zu 2,5 %,  AI: up to 2.5%,
Cr: bis zu 2,5 %,  Cr: up to 2.5%,
Cu: bis zu 0,2 %,  Cu: up to 0.2%,
Zr: bis zu 0,2 %,  Zr: up to 0.2%,
V: bis zu 0,2 %,  V: up to 0.2%,
W: bis zu 0,2 %,  W: up to 0.2%,
Mo: bis zu 0,2 %,  Mo: up to 0.2%,
Co: bis zu 0,2 %,  Co: up to 0.2%,
Ni: bis zu 1,0 %,  Ni: up to 1.0%,
B: bis zu 0,01 %,  B: up to 0.01%,
Ca: bis zu 0,01 %,  Ca: up to 0.01%,
Rest Fe und unvermeidbare Verunreinigungen. Residual Fe and unavoidable impurities.
3. Fahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (2) aus einer mikrolegierten Stahllegierung, einer überwiegend einphasigen Stahllegierung, einer Mehrphasen-Stahllegierung oder einer vergütbaren Stahllegierung besteht. 3. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the rim (2) consists of a microalloyed steel alloy, a predominantly single-phase steel alloy, a multiphase steel alloy or a heat-treatable steel alloy.
4. Fahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radschüssel (3', 3") stoffschlüssig mittels Lichtbogenschweißen, Laserstrahlschweißen, Widerstandspressschweißen oder Löten über mehrere Punkte und/oder eine Naht, insbesondere abschnittsweise verlaufende Nähte oder ein komplett umlaufende Naht an der Felge (2) angebunden ist. 4. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel disc (3 ', 3 ") cohesively by arc welding, laser beam welding, resistance pressure welding or soldering over a plurality of points and / or a seam, in particular sections running seams or a completely circumferential seam the rim (2) is connected.
5. Fahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (2) mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen oder Tiefziehen, insbesondere mittels direkter oder indirekter Warmumformung mit optional zumindest teilweiser (Press-) Härtung geformt ist. 5. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the rim (2) by means of pressure forming, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, flow forming or deep drawing, in particular by means of direct or indirect hot forming with optional at least partially (press) curing is formed ,
6. Fahrzeugrad nach einem der vorgenannten Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Radschüssel (3', 3") mittels Druckumformen, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, Drückwalzen oder Tiefziehen geformt ist. 6. Vehicle wheel according to one of the preceding claims, characterized in that the wheel disc (3 ', 3 ") by means of pressure forming, Zugumformen, Zugdruckumformen, Biegeumformen, Schubumformen, flow forming or deep drawing is formed.
7. Verwendung des Fahrzeugrades ( , 1") nach einem der vorgenannten Ansprüche in Personenfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Bussen, Omnibussen, ob mit Verbrennungsmotor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger oder Trailer. 7. Use of the vehicle wheel (, 1 ") according to one of the preceding claims in passenger vehicles, commercial vehicles, trucks, special vehicles, buses, buses, whether with internal combustion engine and / or electric drive, trailer or trailer.
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