Felgen

In der Automobilindustrie sind Leichtmetall Felgen , die aus einer Aluminium- oder Magnesiumlegierung bestehen. Legierungen sind Mischungen aus einem Metall und anderen Elementen.

Sie bieten im Allgemeinen eine höhere Festigkeit gegenüber reinen Metallen, die normalerweise viel weicher und duktiler sind. Aluminium- oder Magnesiumlegierungen sind bei gleicher Festigkeit in der Regel leichter, bieten eine bessere Wärmeleitung und erzeugen häufig ein verbessertes kosmetisches Erscheinungsbild gegenüber Stahlrädern. Obwohl Stahl, das am häufigsten verwendete Material bei der Herstellung von Felgen, eine Legierung aus Eisen und Kohlenstoff ist, ist der Begriff “Leichtmetallrad” normalerweise für Felgen aus Nichteisenlegierungen reserviert.

Die ersten Leichtmetallräder wurden aus Magnesiumlegierungen hergestellt. Obwohl sie die Beliebtheit bei herkömmlichen Fahrzeugen verloren, blieben sie in den 1960er Jahren beliebt, wenn auch in sehr begrenzter Anzahl. Mitte bis Ende der 1960er-Jahre ermöglichten Aluminiumveredelungen die Herstellung von Felgen, die nicht so spröde waren. Bis zu diesem Zeitpunkt wiesen die meisten Aluminiumräder eine geringe Duktilität auf, die gewöhnlich zwischen 2-3% Dehnung lag. Da damals Leichtmetallräder häufig aus Magnesium (oft auch als “mags” bezeichnet) waren, wurden diese frühen Radausfälle später der geringen Duktilität von Magnesium zugeschrieben, obwohl diese Felgen in vielen Fällen schlecht gegossene Aluminiumlegierungsräder waren. Nachdem diese Aluminiumgussverbesserungen breiter angenommen wurden, trat das Aluminiumrad anstelle von Magnesium als kostengünstige Hochleistungsräder für den Motorsport an.

Eigenschaften

Leichtere Felgen können das Fahrverhalten verbessern, indem sie die ungefederte Masse reduzieren, wodurch die Aufhängung dem Gelände genauer folgt und somit den Grip verbessert. Allerdings sind nicht alle Leichtmetallfelgen leichter als ihre Stahläquivalente. Die Reduzierung der Fahrzeuggesamtmasse kann auch dazu beitragen, den Kraftstoffverbrauch zu senken.

Eine bessere Wärmeleitung und ein offeneres Raddesign können dazu beitragen, die Bremsenwärme abzuleiten. Dies verbessert die Bremsleistung bei anspruchsvolleren Fahrbedingungen und verringert die Gefahr einer verminderten Bremsleistung oder sogar eines Ausfalls aufgrund von Überhitzung.

Leichtmetallfelgen werden auch für kosmetische Zwecke gekauft, obwohl die verwendeten günstigeren Legierungen normalerweise nicht korrosionsbeständig sind. Legierungen erlauben die Verwendung attraktiver blanker Metalloberflächen, diese müssen jedoch mit Lack- oder Radkappen abgedichtet werden. Selbst wenn diese Felgen so geschützt sind, korrodieren die verwendeten Felgen nach 3 bis 5 Jahren, aber eine Renovierung ist jetzt zu einem großen Preis erhältlich.

Die Herstellungsprozesse erlauben auch komplizierte, mutige Designs. Im Gegensatz dazu werden Stahlfelgen normalerweise aus Blech gepresst und dann zusammengeschweißt (oft unansehnliche Unebenheiten hinterlassen) und müssen lackiert werden, um Korrosion zu vermeiden und / oder mit Radkappen / Radkappen verborgen zu werden.

Leichtmetallfelgen neigen zur galvanischen Korrosion, was dazu führen kann, dass die Reifen Luft verlieren, wenn entsprechende Vorsichtsmaßnahmen nicht getroffen werden. Auch sind Leichtmetallfelgen im gebogenen Zustand schwieriger zu reparieren als Stahlfelgen, aber aufgrund ihres höheren Preises sind Reparaturen normalerweise billiger als der Ersatz.

Leichtmetallfelgen sind in der Herstellung teurer als herkömmliche Stahlfelgen und werden daher häufig nicht als Standardausrüstung mitgeliefert. Sie werden stattdessen als optionale Ergänzungen oder als Teil eines teureren Trimmpakets angeboten. Seit dem Jahr 2000 sind jedoch Leichtmetallfelgen wesentlich häufiger geworden und werden derzeit für sparsame und kompakte Autos angeboten, im Vergleich zu einem Jahrzehnt zuvor, in dem Leichtmetallräder für preiswerte Fahrzeuge oft keine Werksoption waren. Alufelgen gehören seit langem zur Standardausstattung von Luxus- oder Sportwagen mit höherem Preis. Größere oder “exklusive” Alufelgen stehen zur Auswahl. Die hohen Kosten von Leichtmetallrädern machen sie für Diebe attraktiv; Um dem entgegenzuwirken, verwenden Automobilhersteller und -händler häufig Sicherungsmuttern oder -schrauben, für deren Entfernung ein Spezialschlüssel erforderlich ist.

Die meisten Leichtmetallfelgen werden im Gussverfahren hergestellt, einige sind jedoch geschmiedet. Geschmiedete Räder sind normalerweise leichter, stärker, aber viel teurer als gegossene Räder. Es gibt zwei Arten geschmiedeter Räder: einteilig und modular. Modulare Schmiederäder können zwei- oder dreiteilig ausgeführt sein.

Typische mehrteilige Räder bestehen aus dem inneren Felgenboden, der äußeren Felgenlippe und dem Radmittelstück mit Öffnungen für Radmuttern. Alle Teile eines modularen Rades werden mit Bolzen gehalten. BBS RS ist eine der bekanntesten dreiteiligen Schmiederäder.

 Aftermarket-Räder

Eine große Auswahl an Leichtmetallrädern steht Automobilbesitzern zur Verfügung, die leichtere, optisch ansprechende, seltenere und / oder größere Räder an ihren Fahrzeugen haben möchten. Der Austausch von Standard-Stahlrad- und Reifenkombinationen durch leichtere Leichtmetallfelgen und möglicherweise Reifen mit niedrigerem Profil kann zwar zu mehr Leistung und besserem Handling führen, dies gilt jedoch nicht unbedingt für immer größere Räder. Untersuchungen von Auto und Fahrer, die mit einer Auswahl an unterschiedlich großen Leichtmetallrädern von 41 bis 48 cm (16 bis 19 Zoll) durchgeführt wurden, die alle mit dem gleichen Reifenhersteller und -modell ausgestattet waren, zeigten, dass sowohl die Beschleunigung als auch der Kraftstoffverbrauch an größeren Rädern litten.  Sie stellten auch fest, dass Fahrkomfort und Geräusch durch die größeren Räder negativ beeinflusst wurden.

 Aftermarket-Marken

Die meisten Aftermarket-Räder werden gegossen, während nur wenige darüber geschmiedet werden, wie Donz, Vellano und Weld. Viele Unternehmen wurden im Laufe der Jahre (einige in letzter Zeit) aufgrund der steigenden Nachfrage nach Rädern mit größerem Durchmesser gegründet.

Die Nachfrage nach größeren Rädern wurde durch die Erfindung der Radspinner von amerikanischen Tru-Spinners beflügelt. Das ursprüngliche US-Patent Nr. 5,290,094, das von dem Gründer des amerikanischen Tru-Spinners James JD Gragg erfunden wurde, der mehrere Radhersteller lizenzierte und seine eigene Serie von Spinnrädern herstellte, die einteilige integrale Spinnräder und einige anpassbare Spinnräder im Zentrum waren Das Rad dreht sich weiter, nachdem das Fahrzeug zum Stillstand gekommen ist. Die amerikanischen Tru-Spinners erfanden auch eine weitere Serie von Radschleudern, die sich rückwärts drehten, während das Rad vorwärts und einige stationär bewegten, wobei das Radhersteller-Logo während der Bewegung unter Verwendung spezieller Lager auf dem Boden gehalten wurde. American Tru-Spinners führte auch die Verwendung von Hologrammen in den Spinnrädern ein, die einen beleuchteten Strobe-Effekt ohne Verwendung einer Batterie oder einer elektrischen Quelle ergaben.

American Racing besitzt Motegi Racing unter anderen Marken wie TIS und TIS Modular. Es ist das älteste Aftermarket-Radunternehmen aus dem Jahr 1956. Das älteste britische Unternehmen ist Wolfrace, das als erstes Unternehmen ein poliertes Leichtmetallrad in Europa anbot und erreichte TÜV-Zulassung Wolfrace lieferte auch die Felgen für Thrust SSC und den Rekord für das Landgeschwindigkeitsrekord in Großbritannien.

Ein jüngster Trend in der Branche umfasst Joint Venture-Partnerschaften zwischen Offshore-Herstellern und lokalen Importeuren / Distributoren wie PDW Wheels, die 2006 in Australien gegründet wurden, unter anderem.

Einige Aftermarket-Produkte sind / waren auch als OEM-Zubehör (Original Equipment Manufacturer) erhältlich, wobei BBS ein bedeutender Erstausrüster von Volkswagen ist.

Einige Hersteller teilen auch Muster und Gussteile, zum Beispiel (Motorrad) ist die Lizenzierung des Marchesini-Fünfspeichendesigns an Brembo für die Herstellung von Leichtmetallrädern (nicht aus Magnesium) für Ducati-Rennräder.

Felgen aus Magnesiumlegierung

Räder aus Magnesiumlegierung waren die ersten hergestellten Gussräder, die oft als “Mag-Räder” bezeichnet wurden. Magnesiumräder wurden ursprünglich für den Rennsport verwendet, aber ihre Beliebtheit in den 1960er Jahren führte zur Entwicklung anderer Druckgussräder, insbesondere von Aluminiumlegierungen. Der Begriff “Mag-Räder” wurde zum Synonym für Druckgussräder, die aus jedem Material hergestellt wurden, von modernen Aluminium-Leichtmetallrädern bis zu Kunststoff- und Verbundrädern, die für Fahrräder, Rollstühle und Skateboards verwendet werden.

Es werden jedoch keine reinen Magnesiumräder mehr hergestellt, sondern nur noch bei Oldtimern. Reines Magnesium leidet unter vielen Problemen. Vintage-Magnesiumfelgen waren sehr anfällig für Lochfraß, Rissbildung und Korrosion. Magnesium in loser Schüttung ist schwer zu entzünden, aber reine Magnesiumräder können durch einen brennenden Reifen oder durch längeres Abkratzen des Rades auf der Straßenoberfläche nach einer Reifenpanne gezündet werden. Magnesiumlegierungen wurden später entwickelt, um die meisten dieser Probleme zu lindern. Tatsächlich hat die US-amerikanische Luftfahrtbehörde (Federal Aviation Administration) im letzten Jahrzehnt umfangreiche Tests durchgeführt und ist zu dem Schluss gekommen, dass die potenzielle Entflammbarkeit von Magnesium nicht länger als bedenklich angesehen wird. Moderne Oberflächenbehandlungstechnologien schützen vor Korrosion und verlängern die durchschnittliche Lebensdauer von Magnesiumfelgen erheblich.

Die Masse eines typischen Magnesium-Automobilrades beträgt (je nach Größe) etwa 5–9 kg.

Produktionsmethoden

Schmieden

Das Schmieden kann durch ein- oder mehrstufiges Schmieden aus verschiedenen Magnesiumlegierungen, meist AZ80, ZK60 (MA14 in Russland), erfolgen. Mit diesem Verfahren hergestellte Felgen ha ben normalerweise eine höhere Zähigkeit und Dehnbarkeit als Aluminiumräder, obwohl die Kosten viel höher sind.

Das Schmieden ist ein komplizierter Prozess, bei dem Prozesse wie Erwärmen, Walzen, Anwenden von Hochdruck, Hämmern und / oder eine Kombination davon durchgeführt werden . Dadurch ändert sich die Molekülstruktur der Legierung und das Material wird dadurch fester und leichter . Auf diese Weise stellen Hersteller von Aftermarket-Rädern ihre Produkte her. Es gibt ein-, zwei- und dreiteilige Schmiederäder. Jedes Stück ist ursprünglich ein Leichtmetallknüppel, der bei einteiligen Schmiederädern zu einem Rad oder bei mehrteiligen Rädern zu einem Radteil wird.

Hochdruckguss (HPDC)

Dieses Verfahren verwendet eine Matrize, die in einer großen Maschine angeordnet ist und eine hohe Schließkraft aufweist, um die Matrize zu spannen. Das geschmolzene Magnesium wird in ein Füllrohr gegossen, das als Spritzhülse bezeichnet wird. Ein Kolben drückt das Metall mit hoher Geschwindigkeit und Druck in die Matrize, das Magnesium erstarrt und die Matrize wird geöffnet und das Rad freigegeben. Durch dieses Verfahren hergestellte Alufelge können Preissenkungen und Verbesserungen der Korrosionsbeständigkeit bieten, sind jedoch aufgrund der Beschaffenheit des HPDC weniger duktil und von geringerer Festigkeit.

Niederdruckguss (LPDC)

Dieses Verfahren verwendet normalerweise eine Stahlform, diese ist oberhalb des mit geschmolzenem Magnesium gefüllten Tiegels angeordnet. Am häufigsten ist der Tiegel gegen die Düse abgedichtet, und es wird Druckluft / Abdeckgasgemisch verwendet, um das geschmolzene Metall über ein strohartiges Füllrohr in die Düse zu pressen.

Bei der Verarbeitung mit Best-Practice-Verfahren können LPDC-Räder Verbesserungen der Duktilität gegenüber Magnesiumrädern und allen Aluminiumgussrädern bieten. Sie bleiben weniger duktil als geschmiedetes Magnesium.

Kokillenguss

Schwerkraftguss-Magnesiumräder werden seit den frühen 1920er Jahren produziert und bieten eine gute Duktilität und relative Eigenschaften, die über dem liegen, was mit Aluminiumguss hergestellt werden kann. Die Werkzeugkosten für schwerkraftgegossene Alufelge gehören zu den günstigsten aller Verfahren. Dies ermöglichte Kleinserien, Flexibilität im Design und kurze Entwicklungszeiten.

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