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Verfahren und Presswerkzeug zur Herstellung von luftbereiften Fahrzeugrädern aus Leichtmetall
Es ist bekannt, luftbereifte Fahrzeugräder aus Leichtmetall in der Weise herzustellen, dass der vorzugsweise scheibenförmige Radkörper und die Felge als getrennte Werkstücke erzeugt und durch Schwei- ssung oder Nietung miteinander verbunden werden. Derartige Räder haben den Nachteil, dass im Bereich der Niet- oder Schweissverbindungen Schwachstellen vorhanden sind, die unter den Beanspruchungen des
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die an sich erstrebenswerte Verwendung von Leichtmetall für diese Räder nur in beschränktem Masse mög- lich ist.
Für die Anwendung schlauchloser Luftreifen kommt als Nachteil noch hinzu, dass an den Ver- bindungsstellen Undichtheiten in der den inneren Abschluss des Reifenluftraumes bildenden Felgenwand entstehen können.
Die Erfindung bezweckt, durch ein neuartiges Verfahren die Herstellung von Leichtmetallrädern zu ermöglichen, bei denen die Radscheibe und die Felge unter Vermeidung von Schweiss- oder Nietverbin- dongen zu einem einheitlichen Werkstück vereinigt sind.
Das neue Verfahren besteht darin, dass aus einer Leichtmetallronde durch Schmieden oder Pressen ein Vorwerkstück in Schalenform hergestellt wird, das einen Z-förmigen Randquerschnitt besitzt, und dass dann die Schenkel dieses Z-förmigen Randquerschnittes vor der Profilgebung der Felge ausgestreckt werden.
Dabei kann dieses Ausstrecken auf verschiedenartige Weise erfolgen :
Nach der ersten Ausführungsform erfolgt das Ausstrecken durch drehendes Drücken.
Nach der zweiten Ausführungsform wird dieses Ausstrecken im wesentlichen zylindrisch durch Fliesspressen in einer oder mehreren Arbeitsstufen bewirkt.
In beiden Fällen schliesst sich an den Ausstreckvorgang die Endbearbeitung an, mit der das endgültige Felgenprofil erzeugt wird. Es kann dies in an sich bekannter Weise durch Walzen, Rollen oder Pressen geschehen.
Auf der Zeichnung sind in den Fig. 1-4 die einzelnen Stufen der ersten Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens schematisch dargestellte während in den Fig. 5-10 die zweite Ausführungsform wiedergegeben ist,'u. zw. jeweils in einem axialen Schnitt durch das zur Anwendung kommende Press- werkzeug, wobei die linke Hälfte der Figur immer den Beginn und die rechte Hälfte der Figur das Ende des Arbeitsvorgangs erkennen lässt.
Schilderung der ersten Ausführungsform des Verfahrens :
Aus einer Leichtmetallronde wird das in Fig. 1 gezeigte schalenförmige Vorwerkstück hergestellt, dessen Bodenteil l die Radscheibe bilden soll und dessen zur Felge zu verformender Rand im Profil Z-förmig gegabelt ausgebildet ist und dadurch zwei entgegengesetzt gerichtete ringförmige Schenkel 2, 3 aufweist.
Die zweite Arbeitsstufe (Fig. 2) des Verfahrens besteht darin, dass die Schenkel 2, 3 des Z-förmigen Randprofils des schalenförmigen Vorwerkstückes durch Drücken ausgestreckt werden. Hiezu dienen die Drückrollen 9, 10, die mit zwei den Innen-und Aussenkonturen des Werkstückes 1 angepassten Formkörpern 6 und 8 zusammenwirken. Die Formkörper 6 und 8 sind zusammen mit dem Werkstück 1 mittels einer Mutter 5 auf der Welle 4 der nicht näher dargestellten Drückbank festgespannt, so dass die Formkörper und das Werkstück die Drehbewegung der Welle 4 mitmachen.
Durch den Drückvorgang werden
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die Schenkel 2 und 3 des Randquerschnitts des schalenförmigen Ausgangswerkstückes zu den entgegengesetzt geneigten Hohlkegeln 2'und 3'ausgestreckt, die zusammen ein V-förmiges Vorprofil für die Felge bilden, welches mit seinem Scheitel in den die Radscheibe bildenden Teil des Werkstückes übergeht. Die Kegelwinkel Cl und ss werden so gewählt, dass sich ein möglichst günstiger Ausgangsquerschnitt für die weitere Profilierung der Felge ergibt.
Nach der Ausstreckung der Schenkel 2 und 3 auf die Länge 2"und 3"wird das endgültige Felgenprofil erzeugt (Fig. 3). Hiefür können verschiedene Verfahren angewendet werden. Gemäss Fig. 3 geschieht die Formgebung des endgültigen Felgenprofils mittels einer Profilwalze 13, die mit zwei entsprechend profilierten gleichachsigen Gegenwalze 11 und 12, zwischen denen das Werkstück 1 eingespannt ist, zusammenwirken. Die Winkel Cf. und B des V-förmigen Vorprofils der Felge sind so gewählt, dass die Schenkel 2"und 3"an den Profilkanten der Walzen 11 und 12 anliegen, so dass sie durch die Walze 13 in die zwischen den Profilkanten befindlichen tiefer liegenden Profilteile der Walzen 11 und 12 hineingedrückt werden, wodurch das in Fig. 4 dargestellte endgültige Felgenprofil in einem Stück mit der Radscheibe erzeugt wird.
Schilderung der zweiten Ausführungsform des Verfahrens :
Die erste Arbeitsstufe (Fig. 5) besteht darin, dass an einer Ronde 14 durch Fliesspressen unter gleich- zeitiger Dickenverminderung der Nabenring 14a und ein Aussenring 14b angeformt wird. Das Presswerkzeug besteht aus zwei axial bewegbaren Pressstempeln 15 und 16 und einer auf dem Pressentisch17 ruhenden Matrize 18 sowie einer Fühmngsmatrize 19, die die Pressstempel und das Werkstück umfasst und eine Grundplatte 20 enthält. Für sämtliche nachfolgend beschriebenenArbeitsvorgängewird ebenfalls ein Presswerkzeug verwendet, dessen Bauart die gleiche ist wie die des Presswerkzeuges für die erste Arbeitsstufe.
Lediglich die Formgebung der Bestandteile des Presswerkzeuges entspricht der jeweiligen Werkstückform.
In der zweiten Arbeitsstufe (Fig. 6) wird ebenfalls durch Fliesspressen das Werkstück in die Schalenform gebracht, wobei gleichzeitig durch die Pressstempel 15' und 16' und die Matrizen 18'und 19'der Nabenring 14a weiter ausgezogen wird und der Aussenring 14b ein Z-förmiges Randprofil erhält, wodurch zwei Schenkel 14c und 14d entstehen.
Nachdem der von dem Nabenring 14a umgebene Bodenteil des schalenförmigen Vorwerkstuckes herausgeschnitten ist, werden im dritten Arbeitsgang (Fig. 7) die Randschenkel 14c und 14d des Vorwerkstückes durch Fliesspressen mittels der Pressstempel 15"und 16"und der Matrizen 18"und 19"im wesentlichen zylindrisch ausgestreckt.
Im vierten Arbeitsgang (Fig. 8) erhält mittels der Werkzeuge 15"', 16'", 18'" und 19'" der eine Randschenkel 14c durch Formpressen die dem endgültigen Felgenprofil entsprechende Gestalt.
Im fünften Arbeitsgang (Fig. 9) wird die gegenüberliegende Felgenseite 14d vorgeformt. Dazu ist anstatt der ungeteilten Matrize eine geteilte Matrize 18'"'erforderlich, ferner die Matrize 19"" und die Werkzeuge 15'"', 16''', 17'und 20'.
Schliesslich erhält im sechsten Arbeitsgang (Fig. 10) der Randschenkel 14d das endgültige Profil mittels der Werkzeuge 15'"11, 16""', 18""'und 19""'.
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Schrägschulter und mit kurzen Felgenhörnern dargestellt. Selbstverständlich können mittels des beschriebenen Verfahrens auch andere Felgenformen erzeugt werden.
Die zweite Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens hat den besonderen Vorteil, dass sämtliche Arbeitsstufen auf einer Mehrfachpresse mittels in derBauart und Funktion gleichartiger Presswerkzeuge durchgeführt werden können. Jedes Presswerkzeug besitzt in einer gegebenenfalls teilbaren ringförmigen Matrize zwei axial zueinander bewegbare Pressstempel, deren Umfangsflächen zusammen mit der inneren Umfangsfläche der Matrize die Formgebung der Randschenkel des Werkstückes bewirken, während zwischen den Stirnflächen der Pressstempel der Bodenteil des Werkstückes geformt wird.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung von luftbereiften Fahrzeugrädern aus Leichtmetall, bei dem aus einer Leichtmetallronde ein Vorwerkstück mit gegabeltem Randquerschnitt hergestellt und die Schenkel des Randquerschnitts spanlos zur Bildung der Felge verformt werden, dadurch gekennzeichnet, dass das Vorwerkstück
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