BRPI0707444A2

BRPI0707444A2 - método de formação de disco de roda e de conjunto de roda, disco de roda e conjunto de roda

Info

Publication number: BRPI0707444A2
Application number: BRPI0707444-1A
Authority: BR
Inventors: Alan Coleman; Tom Czarniecki; Bill Fowler
Original assignee: Hayes Lemmerz Int Inc
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2011-05-03
Also published as: US20070175037A1; JP2009525191A; KR101404905B1; DE112007000239T5; JP5580989B2; CN101384383B; WO2007089750A2; CN101384383A; BRPI0707444B1; KR20080093063A; US7587825B2; WO2007089750A3

Abstract

METODO DE FORMAçAO DE DISCO DE RODA E DE CONJUNTO DE RODA, DISCO DE RODA E CONJUNTO DE RODA A presente invenção refere-se a um método de formação de um disco de roda que se inicia com um pedaço de metal laminado plano. Uma pluralidade de janelas é formada no disco de roda, em que cada janela tem uma borda externa respectiva próxima a uma banda externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda. A janela define uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes, e o tamanho angular de cada uma das janelas ao longo da banda externa é preferencialmente maior do que o tamanho angular de cada um dos raios. A faixa externa é parcialmente fechada para uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de came contra pelo menos uma porção da faixa externa. A faixa externa é substancial e completamente fechada para uma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa usando uma matriz cilíndrica. A operação de atuar com came intermediária alcança a forma final desejada após soldagem sem apresentar tensões que enfraqueceriam ou distorceriam o disco de roda.

Description

MÉTODO DE FORMAÇÃO DE DISCO DE RODA E DE CONJUNTO DE RODA,DISCO DE RODA E CONJUNTO DE RODA

FUNDAMENTOS DA INVENÇÃO

A presente invenção refere-se a rodas de veiculo e, maisespecificamente, a um método aperfeiçoado para produzir umdisco de roda adaptado para uso em uma roda de veiculo.

Um tipo de roda de veiculo convencional fabricadacompreende uma construção de duas peças tendo um discointerno e um aro externo. 0 disco inclui uma porção demontagem de roda interna e uma porção anelar externa. Aporção de montagem de roda define uma superfície de montagemintrabordo e inclui um piloto central ou furo de cubo, e umapluralidade de furos de recebimento de parafusos formadosatravés da mesma para montar a roda em um eixo do veículo. 0aro é fabricado a partir de aço, alumínio, ou de outras ligasmetálicas, e inclui um flange que retém assento de rebordo depneu intrabordo, um assento de rebordo de pneu intrabordo,uma cavidade se estendendo axialmente, um assento de rebordode pneu extrabordo, e um flange que retém assento de rebordode pneu extrabordo. A porção anelar externa do disco étipicamente fixada na superfície radial interna do aro porsoldagem.

Alguns materiais preferidos para o disco são aço eoutras ligas metálicas que podem ser trabalhadas a frio apartir de um pedaço de metal laminado plano para a formafinal desejada do disco.· ' Usando diversos estágios deestampagem e perfuração de matriz, um disco de roda deresistência e precisão dimensional suficientes podeeconomicamente ser produzido. Um exemplo de estampagem dematriz progressiva para manufaturar discos de roda comequipamento de prensa de transferência de alta velocidade ede múltiplos estágios é .mostrado na patente US 5.568.745,emitida para Daudi em 29 de outubro de 1996, que é aquiincorporada por referência na totalidade.

Além das exigências rigorosas para resistência e formade ambos aro e disco de roda, uma modelagem atraente do discode roda é desejada. Janelas são formadas em um disco de rodatípico a fim de prover à roda uma aparência raiada ao formarum único raio entre cada par de janelas adjacentes. Asjanelas também funcionam para fornecer um fluxo de ar derefrigeração para unidades de frenagem instaladas intrabordoda roda.

Para adicionalmente aperfeiçoar modelagem de um disco deroda estampado/ cobertura de várias formas e acabamentos podeser aplicada ao lado intrabordo do disco de roda depois queele está montado no aro. A forma de cobertura pode seconformar à forma do disco de roda ou ela pode fornecer umaaparência muito diferente. Independente da modelagem real épreferível que área suficientemente "transparente" permaneçaapós instalar a cobertura para permitir que ar suficienteflua para esfriar roda e freio.

Tendências recentes em modelagem de roda têm se tornadodesejáveis para fornecer janelas grandes de modo que os raiosunitários entre janelas sejam tão pequenos quanto possíveis.Quando uma cobertura é usada, um grande tamanho de janela nodisco de roda fornece maior flexibilidade em modelagem demodo que as janelas de cobertura possam ser localizadas emlocais mais arbitrários.

Usando técnicas convencionais para fabricar discos deroda estampados a partir de pedaços de metal .laminadosplanos, não é possível ' obter maiores tamanhos " de "janela.Durante fabricação, o pedaço de metal laminado.:;é:' tipicamentecurvado para formar a faixa externa antes de perfurar asjanelas porque se as janelas forem primeiro perfuradas entãoelas distorceriam em um grau inaceitável durante odobramento. Com maiores tamanhos de janela, uma operação deperfuração se torna difícil devido à necessidade de fornecero espaço para receber os desbastes conforme elas sãoperfuradas.

A fim de obter maiores tamanhos de janela, outrosprocessos de formação, tal como fundição de alumínio, têmsido empregados. Contudo, estes outros processos e materiaissão menos adequados para produção em massa e baixo custo.

Portanto, seria desejável obter aumento de tamanhos de janelacom um disco de roda estampado.

O pedido US co-pendente número de série (Arquivo doProcurador 1-27067) depositado simultaneamente, intitulado"Disc Forming Process for Wheels with Large Windows", ensinaum processo de formação de disco melhorado que permitetamanho aumentado de janela enquanto mantém a resistência dodisco e evita distorções mesmo que a faixa externa sejadobrada após perfurar as janelas maiores. Uma operação deatuar com carne intermediária executa uma formação preliminarantes da formação final com uma matriz de soldagem de modoque o disco possa ser formado sem introduzir tensões queenfraqueceriam o disco ou distorceriam a forma da janela.um potencial problema associado com ambas as formaspreliminar e final da faixa externa é ondulação nãointencionada. Devido à presença das grandes janelas,variações cíclicas no comprimento radial da faixa externapodem ser produzidas. As variações de comprimento nãointencionadas podem produzir ondulações na faixa externafinal que funciona em um sentido paralelo com o eixogeométrico de roda e/ou ao eixo geométrico de roda. Quando odisco de roda formado é colocado dentro do aro para soldagem,todas as ondulações paralelas ao eixo geométrico de rodafazem com que a costura por soldagem seja ondulada, tornandomais difícil executar a operação de soldágem. Ondulaçõesperpendiculares ao eixo geométrico de r.oda resultam emcontato descontínuo entre o disco de roda e o aro ao longo dacostura, impedindo a formação de uma junção de soldagemforte. Conseqüentemente, seria desejável reduzir ondulações.

Operações de estampagem para formar um disco de roda sãoexecutadas tipicamente usando uma série de estações de prensacom as peças parcialmente terminadas sendo transferidas entreestações. Além das estações múltiplas, cada estação pode serajustada para executar mais de uma operação de formação demetal compatível tal como dobramento de algumas seções dapeça enquanto um furo em uma outra área da parte é perfurado.A fim de produzir uma parte mais econômica usando menosespaço de fábrica e equipamento, é desejável usar um processode fabricação que precisa de um número mínimo de estações.Custos de fabricação são também dependentes da complexidadedas operações de formação executadas por cada conjunto dematrizes, tanto em termos de preço original das ferramentascomo de manutenção durante a vida útil das ferramentas.Assim, é adicionalmente desejável encontrar uma seqüência deoperações para formar um disco de roda desejado usando etapasmenos complicadas sem aumentar o número de estações exigidas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece um processo de formação dedisco de roda melhorado que permite um tamanho aumentado dejanela. O processo reduz ondulações enquanto evita operaçõesperfuração complexas e reduz o número de:íestações de prensa.

Em um aspecto da invenção, um método é fornecido paraformar um disco de roda. Um pedaço de metal laminado plano dedisco é formado em um disco de roda em forma de tigela. Odisco de roda em forma de tigela é formado para formarregiões de formação de raio adjacentes a regiões de formaçãode janela. Uma janela é formada em cada um das regiões deformação de janela em um sentido substancialmente vertical,onde cada janela tem uma respectiva borda externa aproximadacom uma faixa externa contínua em torno de uma periferia dodisco de roda. As janelas definem uma pluralidade de raiosentre janelas adjacentes. Um tamanho angular "de cada um dasjanelas ao longo da faixa externa é pre.f.erivelmente maior doque um tamanho angular de cada um dos raios. A faixa externaé parcialmente fechada para uma forma cilíndrica acoplandouma matriz de carne contra pelo menos a uma porção da faixaexterna, em que a matriz de carne compreende uma superfície deacoplamento que tem uma saliência intermediária para receberuma borda periférica da faixa externa para reduzir ondulaçõesda faixa externa. A faixa externa é inteiramente fechadasubstancialmente em uma forma cilíndrica axialmente soldandoa faixa externa.

Outras vantagens desta invenção tornar-se-ão aparentesàqueles versados na técnica a partir da seguinte descriçãodetalhada da invenção, quando lidas à luz dos desenhos emanexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um disco deroda fabricado de acordo com uma modalidade da presenteinvenção.

A Figura 2 é uma vista em perspectiva do disco de rodada figura 1 junto com um aro de roda.

As figuras 3 e 3A são vistas de seção transversal de umaprensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com uma primeira operação de uma primeira modalidadeda presente invenção.

As figuras 4, 4A, e 4B são vistas de seção transversalde uma prensa fechada após processamento de um disco de rodade acordo com uma segunda operação da primeira modalidade dapresente invenção.

As figuras 5, 5A, e 5B são vistas de seção transversalde uma prensa fechada após processamento de um disco de rodade acordo com uma terceira operação da primeira modalidade dapresente invenção.

As figuras 6, 6A, e 6B são vistas de seção transversalde uma prensa fechada após processamento de um disco de rodade acordo com uma quarta operação da primeira modalidade dapresente invenção.

As figuras 1 e IA são vistas de seção transversal de umaprensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com uma quinta operação da primeira modalidade /dapresente invenção.

A Figura 8 é uma vista de seção transversal de umaprensa aberta antes processamento de um disco de roda deacordo com uma sexta operação da primeira modalidade dapresente invenção.

A figura 8A é uma vista de plano superior de uma porçãodo conjunto de matriz da sexta operação.

As figuras 8B e 8C são vistas de seção transversal deuma prensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com a sexta operação.As figuras 9 e 9A são vistas de seção transversal de umaprensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com uma sétima operação da primeira modalidade dapresente invenção.

Figura 10, 10A, e IOB são vistas de seção transversal deuma prensa fechada após processamento de um disco -de roda deacordo com uma oitava operação da primeira modalidade dapresente invenção.

A Figura 11 é uma vista de seção transversal de umaprensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com uma quarta operação de uma segunda modalidade dapresente invenção que pode substituir a quarta operaçãomostrada nas figuras 6, 6A e 6B em conexão com a primeiramodalidade da presente invenção.

As figuras 12 e 12A são vistas de seção transversal deuma prensa fechada após processamento de um disco de roda deacordo com uma quinta operação de uma segunda modalidade dapresente invenção que pode substituir a quinta operaçãomostrada nas figuras 7 e 7A em conexão com a primeiramodalidade da presente invenção.

A figura 12B é uma vista de plano superior de uma porçãodo conjunto de matriz da quinta operação da segundamodalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à figura 1, um disco de roda 10 tendo aforma mostrada deve ser feito a partir de cabeçote planousando estampagem a frio. Depois .que é feito, o disco 10 podeser soldado, rebitado ou fixado apropriadamente de outramaneira a um aro apropriado 11, tal como mostrado na figura2, para produzir uma roda W tendo uma roda ou um eixogeométrico de roda X. O aro de roda 11 é fabricado a partirde um material apropriado, como por exemplo, aço, alumínio ouligas metálicas dos mesmos, magnésio, ou titânio.

Disco de roda 10 é fabricado, ou de outra maneiraformado de um material adequado tendo a ductilidadenecessária para trabalho a frio, tais como, por exemplo, aço,alumínio ou ligas metálicas dos mesmos, ferro, magnésio, outitânio. Disco de roda 10 inclui uma superfície de montagemde roda localizada geralmente de modo central, ou contorno12, uma pluralidade de raios unitários se estendendoexteriormente 13, e um aro anelar externo conectando a faixaou o flange 14. Na modalidade ilustrada, o disco 10 incluicinco de tais raios unitários 13 que são integrais com asuperfície de montagem de roda 12 e faixa externa 14. Namodalidade ilustrada, os raios são formados como raiossólidos; contudo, um ou mais dos raios 13 podem terabertura(s) (não mostrada(s)) formada(s) nos mesmos, se assimdesejado. Também, como mostrado na modalidade ilustrada naFigura 1, cada raio 13 define uma linha radial Rinterceptando o eixo geométrico X do disco de roda e cadaraio 13 é de preferência simétrico em relação à linha radialR. Alternativamente, um número, uma orientação e/ou uma formadiferente dos raios 13 podem ser empregados se assimdesej ado.

Superfície de montagem de roda 12 é provida com umorifício piloto centralmente localizado 15 e uma pluralidadede furos receptores de parafuso de roda 16circunferencialmente espaçados ao redor do orifício piloto15. Os furos receptores de parafuso de roda 16 recebemparafuso de rodas de roda (não mostrados) para fixar a rodaacabada em um eixo de um veículo.

Disco de roda 10 também inclui uma pluralidade deaberturas ou janelas 17 formadas entre raios adjacentes 13.Como mostrado na modalidade ilustrada nas Figuras 1;· e 2, aextensão angular de janelas .17 . é de preferência maior do quea extensão angular dos raios unitários 13, em particular naperiferia radial externa de disco 10 próxima a faixa externa14. Alternativamente, a extensão angular das janelas 17relativa aos raios 13 pode ser diferente do ilustrado, seassim desejado.

Faixa externa 14 se estende em uma direção geralmenteaxial e é unida ao restante do disco 10 somente por raios 13.

Conseqüentemente, as transições entre cada raio 13 e a faixaexterna 14 deveriam ser formadas sem fraturas, rachaduras, ououtras imperfeições que poderiam enfraquecer a integridadeestrutural do disco 10 e, portanto, da roda. Uma vez que afaixa externa 14 define um flange de montagem anelar parasoldagem ao raio 11, ela é dobrada em aproximadamente noventagraus a partir do plano do pedaço de metal laminado originaldurante o processo de estampagem. Como mostrado na modalidadeilustrada nas Figuras 1 e 2, janelas 17 são tão grandes queuma superfície de borda lateral 20 das janelas 17 tem suaface geralmente perpendicular ao eixo geométrico de roda X.Em outras palavras, a faixa externa 14 é um cilindrogeralmente plano com substancialmente nenhuma curvatura (pelomenos na área do centro circunferencial de cada janela 17) demodo a se estender em uma ,direção geralmente axial e definiruma superfície de borda lateral 14A se estendendo entre cadapar de raios adjacentes 13 que se estendem em uma direçãoextrabordo geralmente axial. Esta forma geralmente cilíndricaplana proporciona a quantidade mínima de intrusão da faixaexterna 14 na vista através das janelas 17 após disco 10 serunido ao aro 11, o que é desejável para finalidades demodelagem. Contudo, o grau de dobramento e o estreitamentodos raios unitários 13 resultariam em tensão de materialexcessiva na transição entre raios 13 e faixa externa 14quando do uso de processos de estampagem da técnica anterior.

Figuras 3 e 3A mostram um conjunto de ferramentas,geralmente indicado em 21, para realizar uma4 primeiraoperação em um pedaço de metal laminado de disco de roda (nãomostrado) para produzir um disco de roda 20. O conjunto deferramentas 21 está adaptado para ser montado em uma prensade perfuração (não mostrada) e executa uma operação deestampagem de metal facilmente apreciada por aqueles versadosna técnica a partir de uma inspeção da Figura 3. Um pedaço demetal laminado circular geralmente plano (não mostrado) écarregado no conjunto de ferramentas 21 e, então, a prensa émovida para sua configuração fechada ilustrada na Figura 3.Como resultado do fechamento da prensa, a porção central dodisco de roda 20 é puxada verticalmente para cima no que dizrespeito à periferia externa de disco de roda 20, criando umaforma de tigela simétrica. Isto adiciona volume de materialnecessário para as etapas subseqüentes de puxar eendurecimento por trabalho do material.

Preferivelmente, um raio 22 é formado próximo à bordaexterna do disco de roda 20. Após completar a primeiraoperação mostrada na figura 3, o conjunto de ferramentas 21 éaberto e disco de roda 20 é transferido a uma prensasubseqüente para a operação seguinte.

As Figuras 4, 4A, e 4B mostram uma segunda operação emque um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 30,adicionalmente executa a formação preliminar do disco de roda20. Unidades de matriz 31 e 32 executam a formação preliminarem uma área de montagem de roda interna de disco 20. Unidadesde matriz 33 e 32 cooperam para estampar uma região deformação de raio 35. Unidades de matriz 34 e 32 cooperam paraestampar uma região de formação de janela 36. Na modalidademostrada nas figuras 1 e 2, um total de cinco regiões deformação de raio 35 e cinco regiões de formação de janela 36são formadas em torno da periferia total do disco de roda 20.Na modalidade ilustrada, regiões de formação de janela 36 sãomostradas com uma altura estampada maior do que regiões deformação de raio 35, mas todas as outras alturas relativasentre as regiões de formação de janela e de raio sãopossíveis dependendo da forma final desejada do disco deroda. Embora o conjunto de ferramentas 30 seja mostrado nasecção transversal, a pessoa versada na técnica apreciará queas unidades de matriz têm uma forma tridimensional.

Na segunda operação de pré-formação, a área de montageminterna e as regiões 35 e 36 são puxadas preferivelmente parabaixo em relação à periferia externa do disco de roda 20(isto é, na direção vertical oposta). Conseqüentemente,redistribuição de material e endurecimento de trabalhoadicionalmente são alcançados.

As figuras 5 e 5A mostram um conjunto de ferramentas,indicado geralmente em 40, para uma operação seguinteconduzida em uma prensa subseqüente a qual o disco de roda 20é transferido para as janelas de perfuração em uma direçãosubstancialmente vertical. Uma unidade de perfuração 41 éacionada para as regiões de formação de janela 36 ao longo deum eixo geométrico de perfuração P que é geralmente paraleloem relação ao eixo geométrico do disco de roda X, e odesbaste resultante é removido através de um plano inclinado42. Como mostrado nesta modalidade, a borda externa do discode roda 20 se estende substancial e horizontalmente e éretida pelo conjunto de ferramentas 40 durante a operação deperfuração de modo que a perfuração seja conduzidaverticalmente, que simplifica o conjunto de ferramentas aocontrário de fazer uma perfuração serial em um ângulo.

Na modalidade ilustrada, o lado superior das janelasformadas é preferivelmente cunhado simultaneamente comomostrado na figura 5B fornecendo um anel 43 na unidade dematriz 41 atrás da borda dianteira ou frontal da unidade dematriz 41 (o anel 43 somente sendo mostrado na unidade dematriz 41 na figura 5B) . As batidas do anel 43 ao longo daborda da janela perfurada como parte da mesma batida parabaixo das unidades de matriz 41. Alternativamente, a cunhagemdas janelas perfuradas pode ser executada por outros métodossubseqüentes a esta operação se assim desejado.

A operação seguinte mostrada nas figuras 6 e 6A executaforma de disco adicional usando um conjunto de ferramentas,indicado geralmente em 50. O conjunto de ferramentas 50inclui um anel superior 51 e uma unidade de matriz 52fornecendo uma bigorna 53. Bordas inclinadas complementaresde anel superior 51 e bigorna 53 formam - faixa externa 55 emuma perna inclinada. Preferivelmente, a perna inclinada defaixa externa 55 é orientada em aproximadamente vinte graus apartir do eixo geométrico de disco de roda X (isto é, o eixogeométrico vertical central). É desejável puxar para baixo afaixa externa 55 não mais do que aproximadamente vinte grauspara evitar pressionar as transições do raio ou causarondulações não desejadas. Adicionalmente, na modalidadeilustrada, é preferido que o anel superior 51 e a bigorna 53sejam formados de modo a induzir ou produzir ondulaçõescontrárias na faixa externa 55 que são eficazes para reduzirou cancelar as ondulações auto-induzidas que ocorrem duranteesta operação.

Na modalidade ilustrada, unidades de matriz adicionais56 e 57 são fornecidas preferivelmente para executarsimultaneamente uma forma final de disco de roda 20 parafornecer áreas para receber um furo central e uma pluralidadede furos de parafuso de roda. Os ajustes de forma final podemtambém ser obtidos nas áreas dos raios e das janelas sedesejado. Alternativamente, a forma final do disco de roda 20nas áreas para receber o furo central e os furos de parafusode roda pode ser executada por outros métodos subseqüentes aesta operação se assim desejado.

Na operação subseqüente mostrada nas figuras 7 e 7A, ofuro central é perfurado usando um conjunto de ferramentas,indicado geralmente em 60. Especificamente, uma unidade dematriz 61 é acionada através do disco de roda 20 e umdesbaste resultante é removido através de um plano inclinado 62.

A operação seguinte mostrada nas figuras 8, 8A, 8B, e 8Cfecha parcialmente a faixa externa usando um conjunto deferramentas, indicado geralmente em 65. O conjunto deferramentas 65 é mostrado na figura 8A em sua configuraçãoaberta mantendo o disco de roda 20 em posição de permitir quea faixa externa 55 seja dobrada em uma forma mais próxima decilindro seguindo do fechamento do conjunto de ferramentas65. O conjunto de ferramentas - 65 inclui uma unidade de matrizde carne 66 que pode ser acionada radicalmente para dentro por:um acionador de carne 67. As superfícies inclinadas 68 e 69 naunidade de matriz de carne 66 e no acionador de carne 67,respectivamente, são orientadas tal que quando o acionador decarne é forçado para baixo, a unidade de matriz de carne 66 éacionada radialmente para dentro.

Preferivelmente, a unidade de matriz de carne 66 e oacionador de carne 67 compreendem cada um diversos segmentoscircunferencialmente espaçados separados para acomodar amudança no raio conforme a unidade de matriz de carne 66 semove para dentro simultaneamente às porções respectivas decarne da faixa externa 55. Como mostrado na figura 8A, osintervalos relativamente pequenos 70 entre seções separadasde carne podem ser aproximadamente um quarto de uma polegadano raio menor. Os intervalos 70 podem preferivelmente serlocalizados correspondentes aos pontos no perímetro longe dosraios (isto é, justapostos às janelas) desde que nenhumadobra significativa seja necessária.

A unidade de matriz de carne 66 tem uma superfície deacoplamento inclinada 71 com uma saliência horizontalintermediária 72 para receber uma borda periférica da faixaexterna 55 para reduzir ondulações que podem de outra maneiraser formadas na faixa externa 55. Depois que o disco de roda20 é rebaixado no conjunto de ferramentas 65 e a unidade dematriz de carne 66 começa a se mover radialmente para dentro,a borda periférica da faixa externa 55 faz o contato comsuperfície de acoplamento 71. A faixa externa 55 dobra parabaixo enquanto a borda periférica desliza para baixo asuperfície 71 até que se faça o contato com a saliência 72.

Conforme a borda periférica de faixa externa 55 pressionacontra a saliência 72, a faixa externa 55 continua a dobrarpara baixo e qualquer ondulação que pode estar presente énivelada para fora ou removida devido à restrição nocomprimento da perna da faixa externa 55 resultante dapresença da saliência 72.

As figuras 8B e 8C mostram unidade de matriz de carne 66em sua posição interna radialmente fechada após ter acionadoa faixa externa 55 radialmente para dentro para fechá-laparcialmente. Após atuar com carne na faixa externa 55, oacionador 67 é movido para cima para puxar a unidade dematriz de carne 65 para sua posição externa radial de modo queo disco de roda 20 possa ser transferido para operaçãoseguinte.

As figuras 9 e 9A mostram um conjunto de ferramentas,indicado geralmente em 75, para completamente fechar a faixaexterna em um flange geralmente cilíndrico. Maisespecificamente como mostrado da modalidade ilustrada, umaunidade de soldagem 76 se move para baixo para axialmentesoldar faixa externa 55 de modo que seja puxada para baixo aum ângulo de aproximadamente noventa graus a partir de suaorientação horizontal original. Uma superfície geralmentecilíndrica paralela ao eixo geométrico de roda é formada

casando-se com o lado interior do aro.

As figuras 10, 10A, e IOB mostram a operação seguinte emque o comprimento de perna para baixo da faixa externa 55 écalibrado para um comprimento final mais exatamentecontrolado. Além disso, qualquer ondulação restante pode seradicionalmente reduzida. Um conjunto de ferramentas, indicadogeralmente em 80 (mostrado fechado), inclui unidades dematriz 81 e 82 para reter disco de roda 20 em posiçãoenquanto uma unidade de matriz de calibragem 83 bate a bordaperiférica da faixa externa 55 em uma direção geralmenteparalela ao eixo geométrico de disco de roda X. Unidade dematriz ,82 penetra ou é disposta dentro da janela 17 a fim delocalizar exatamente o disco de roda 20 para a calibragem.Como mostrado nas figuras 10A e 10B, unidade de matriz 83inclui uma saliência 84 para receber a borda periférica dafaixa externa 44. Unidade de matriz 83 pode ser segmentada emtorno da periferia do conjunto de ferramentas 80 contanto queos intervalos entre segmentos sejam suficientemente pequenosde modo que todas as porções da faixa externa 55 estejamcalibradas corretamente.

Simultaneamente com a calibragem da faixa externa, um oumais "furos de processo" podem ser criados em torno daperiferia do furo central por uma unidade de matriz deperfuração 85. Desbastes dos furos são removidos através deuma plano inclinado 86. O(S) furo(s) do processo- é (são)usado(s) para localizar e manipular o disco de roda duranteetapas de usinagem subseqüentes. O número e a localização dosfuros de processo dependem das exigências específicas dasetapas de processamento subseqüentes. Preferivelmente, osfuros de processo coincidem com localizações de furo deparafuso de roda de modo que nenhum furo de processo fique nodisco de roda final.

Na modalidade preferida ilustrada, a formação do discode roda é acabada após calibrar a faixa externa 55 comomostrado na figura 10. Subseqüentemente, o disco de roda éunido ao aro de roda por soldagem, rebitagem ou outra conexãoapropriada (por exemplo, adesivo ou por outros meiosmecânicos) e então o aro e o disco de roda são retificados(por exemplo, espremidos em uma máquina central verdadeiranos assentos de rebordo, desse modo pressionando a roda parauma forma redonda com exatidão muito elevada).Posteriormente, o disco de roda é usinado (por exemplo,usando uma fresadora) a fim de localizar exatamente o furocentral. 0 furo central pode então ser expandido e/ou cunhadoem uma prensa enquanto os furos de parafuso de roda finaissão perfurados. Em uma modalidade alternativa, o furo centrale os furos de parafuso de roda podem ser formados no disco deroda em uma prensa de perfuração antes de anexá-los ao aro.

Voltando agora para as figuras 11, e 12 e 12A e usandonúmeros de referência semelhantes para indicar as partescorrespondentes, é ilustrada uma seqüência parcialalternativa de operações que pode ser usada para produzir odisco de roda da presente invenção. Especificamente, a figura11 pode ser usada no lugar das operações mostradas em relaçãoàs figuras 6, 6A e 6B acima, e as figuras 12 e 12A podem serusadas no lugar das operações mostradas em relação às figuras7 e 7A acima.

Como mostrado na modalidade ilustrada da figura 11, umconjunto de ferramentas, indicado geralmente em 150 éfornecido. O conjunto de ferramentas 150 inclui unidades dematriz 151 e 152 para preferível e simultaneamente executaruma forma final do disco de roda 20 para fornecer áreas parareceber um furo central e uma pluralidade de furos deparafuso de roda. Também, conjunto de ferramentas 150 incluiunidades de matriz 153 e 154 que executam uma cunhagem daparte traseira das janelas. Assim, como pode ser visto, aoperação na modalidade ilustrada em relação à figura 11 nãopuxa inicialmente para baixo a faixa externa 55 como ocorridoe descrito acima em relação à operação na modalidade mostradaem relação às figuras 6, 6A e 6B.

Como mostrado na modalidade ilustrada da figura 12, umconjunto de ferramentas, indicado geralmente em 160 éfornecido. O conjunto de ferramentas 160 inclui um anelsuperior 161 e uma unidade de matriz 162 que fornece umabigorna 163. Bordas inclinadas complementares do anelsuperior 161 e bigorna 163 formam a faixa externa 55 em umaperna angulada. Preferivelmente, a perna angulada da faixaexterna 55 é orientada em aproximadamente vinte graus apartir do eixo geométrico de disco de roda X (isto é, o eixogeométrico vertical central). É desejável puxar para baixo afaixa externa 55 não mais do que aproximadamente vinte grauspara evitar pressionar as transições do raio ou causarondulações não desejadas. Nesta modalidade como mostrado nafigura 12, a unidade de matriz 161 (também mostradaesquematicamente na figura 12A), é projetada de modo que, nasáreas da unidade de matriz 161 que são adjacentes a cada umadas porções de janela do disco de roda, um pequeno intervaloG exista entre as superfícies adjacentes da unidade de matriz161 e a faixa externa 55 do disco quando a unidade de matriz161 estiver em sua posição de trabalho inteiramente rebaixadaou estendida. (o intervalo G é mostrado exagerado no ladoesquerdo de figura 12 para maior clareza). Também, nestamodalidade, adjacente a cada uma das porções de raio do discode roda, a unidade de matriz 161 é projetada com um perfilinternamente curvado ou arqueado 161A de modo que quando aunidade de matriz 161 esteja em sua posição inteiramenterebaixada (como mostrado nas figuras 12 e 12A), aquelasporções da faixa externa 55 que são adjacentes a cada uma dasporções de raio sejam forçadas ou deformadas maisinternamente do que aquelas porções da faixa externa 55 quesão adjacentes a cada uma das porções de janela. (A porção doperfil internamente curvado 161A da unidade de matriz 161 émostrada exagerada na figura 12B para maior clareza). Nestamodalidade, a razão para a unidade de matriz 161 tendo estaconstrução é a finalidade de impedir que a faixa externa 55forme curvas ou mova-se externamente nos intervalos 70 queexistem na unidade de matriz 66 discutida acima e melhormostrada em conexão com as figuras 8 e 8A, devido à"recuperação elástica" inerente ao material durante aoperação de atuar com carne de perna discutida em relação aestas figuras. A quantidade ou o grau das porções de perfilinternamente curvado 161A de unidade de matriz 161 sãodeterminados por muitos fatores incluindo, mas não limitados,às características particulares do disco de roda, tais como otipo de material, a espessura do material, o tamanho do discode roda, e semelhante, e acredita-se de forma geral ser aespessura do material do disco de roda; entretanto, a formae/ou a quantidade das porções de perfil internamente curvado161A de unidade de matriz 161 podem ser outras diferentes dasilustradas e das descritas se assim desejado. Além disso, emalgumas construções de disco de roda, unidade de matriz 161pode ser formada com um perfil externo contínuo ou uniforme,isto é, não incluindo as porções de perfil internamentecurvado 161A. Também, como mostrado na figura 12, uma unidadede matriz 164 é fornecida estampando o disco de roda na áreadas aberturas de parafuso de roda.

Em vista da descrição acima, um processo de estampagemou formação de metal foi mostrado em que as janelasrelativamente grandes podem ser dadas forma em um .disco deroda. Um flange cilíndrico para.unir o disco de roda a um aroé obtido sem ondulações significativas na faixa externa emvirtude de uma operação de carne intermediária que usa umamatriz de carne com uma saliência intermediária.

De acordo com as disposições dos estatutos de patente, oprincípio e o modo de operação desta invenção foramexplicados e ilustrados em sua modalidade preferida.Entretanto, deve ser entendido que esta invenção pode serpraticada de outro modo diferente do especificamenteexplicado e ilustrado sem se afastar .'.ide seu espírito ouescopo.

Claims

1. Método de formação de disco de roda caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de:formar um pedaço de metal laminado plano em um disco deroda geralmente em forma de tigela definindo um eixogeométrico de disco de roda;formar o disco de roda em forma de tigela para formarregiões de formação de raio adjacentes a regiões de formaçãode janela; formar uma janela em cada uma das regiões de formação dejanela em uma direção geralmente vertical, em que cada janelatem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externacontinua em torno de uma periferia do disco de roda, em queas janelas definem uma pluralidade de raios entre janelasadjacentes, e em que um tamanho angular de cada uma dasjanelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior doque um tamanho angular de cada um dos raios;fechar parcialmente a faixa externa em uma formacilíndrica acoplando uma matriz de carne radialmente contrapelo menos a uma porção da faixa externa, em que a matriz decarne compreende uma superfície de acoplamento inclinada tendouma saliência horizontal intermediária para receber uma bordaperiférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixaexterna; e fechar completamente a faixa externa substancialmente emuma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa.

2. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de: formar a faixa externa para uma posição orientada emaproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixogeométrico de roda antes da etapa de fechamento parcial.

3. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada a uma forma final simultaneamente comformação da faixa externa na posição de quarenta e cincograus.

4. Método, de acordo com a reivindicação 2,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada a uma forma final antes de formar afaixa externa na posição de quarenta e cinco graus.

5. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:calibrar uma borda periférica da faixa externa batendona borda periférica paralela ao eixo geométrico de roda apósa etapa de fechamento completo.

6. Método, de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:formar um furo central e cunhar um lado inferior dasjanelas antes da etapa de fechamento parcial.

7. Método, de acordo com a reivindicação 6,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende asetapas de:formar o furo central em um tamanho e localizaçãocalibrados; eformar uma pluralidade de furos de parafuso de roda emtorno de uma periferia do furo central.

8. Método de acordo com a reivindicação 1,caracterizado pelo fato de que a matriz de carne queparcialmente fecha a faixa externa para uma forma cilíndricainclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.

9. Disco de roda, caracterizado pelo fato de serformado de acordo com o método da reivindicação 1.

10. Método de formação de disco de roda caracterizadopelo fato de que compreende as etapas de:formar um pedaço de metal laminado plano de disco em umaprimeira direção vertical em um disco de roda geralmente emforma de tigela definindo um eixo geométrico de disco deroda ;formar o disco de roda em forma de tigela em uma segundaposição oposta vertical para formar regiões de formação deraio adjacentes a regiões de formação de janela;formar uma janela em cada uma das regiões de formação dejanela em uma direção geralmente vertical, em que cada janelatem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externacontinua em torno de uma periferia do disco de roda, em queas janelas definem uma pluralidade de raios entre janelasadjacentes, em que um tamanho angular de cada uma das janelasao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que umtamanho angular de cada um dos raios;formar a faixa externa em uma posição orientada emaproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixogeométrico de disco de roda;fechar parcialmente a faixa externa em uma formacilíndrica acoplando uma matriz de carne radialmente contrapelo menos uma porção da faixa' externa, em que a matriz decarne compreende uma superfície de acoplamento tendo umasaliência horizontal intermediária para receber uma bordaperiférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixaexterna;fechar completamente a faixa externa substancialmente emuma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa; ecalibrar a borda periférica da faixa externa batendo naborda periférica geralmente paralela ao disco de roda.

11. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada para uma forma final simultaneamentecom formação da faixa externa na posição de quarenta e cincograus.

12. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada para uma forma final antes de formara faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.

13. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:formar um furo central e cunhar um lado inferior dasjanelas antes da etapa de fechamento parcial.

14. Método, de acordo com a reivindicação 13,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende asetapas de:formar o furo central em um tamanho e posiçãocalibrados; eformar uma pluralidade de furos de parafuso de roda emtorno de uma periferia do furo central.

15. Método, de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que formar ferramentas para formaras janelas possui anéis para cunhar as janelas.

16. Método de acordo com a reivindicação 10,caracterizado pelo fato de que a matriz de carne ' paraparcialmente fechar a faixa externa para uma forma cilíndricainclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.

17. Disco de roda, caracterizado pelo fato de serformado de acordo com o método da reivindicação 10.

18. Método de formação de conjunto de rodacaracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:formar um pedaço de metal laminado plano de disco em umdisco de roda geralmente em forma de tigela definindo um eixogeométrico de disco de roda;formar o disco de roda em forma de tigela para formarregiões de formação de raio adjacentes a regiões de formaçãode janela;formar uma janela em cada uma das regiões de formação dejanela em uma direção geralmente vertical, em que cada janelatem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externacontínua em torno de uma periferia do disco de roda, em queas janelas definem uma pluralidade de raios entre janelasadjacentes, e em que um tamanho angular de cada uma dasjanelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior doque um tamanho angular de cada um dos raios;fechar parcialmente a faixa externa em uma formacilíndrica acoplando uma matriz de carne radialmente contrapelo menos uma porção da faixa externa, em que a matriz decarne compreende uma superfície de acoplamento tendo umasaliência intermediária para receber uma borda periférica dafaixa externa para reduzir ondulações da faixa externa; efechar completamente a faixa externa substancialmente emuma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa paraproduzir o disco de roda; efixar o disco de roda em um aro de roda para produzir oconjunto de roda.

19. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:formar a faixa externa em uma posição orientada emaproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixogeométrico de roda antes da etapa de fechamento parcial.

20. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada para uma forma final simultaneamentecom formação da faixa externa na posição de quarenta e cincograus.

21. Método, de acordo com a reivindicação 19,caracterizado pelo fato de que uma região central axial dodisco de roda é formada para uma forma final antes de formara faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.

22. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:calibrar uma borda periférica da faixa externa batendona borda periférica paralela ao eixo geométrico de roda apósa etapa de fechamento completo.

23. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende aetapa de:formar um furo central e cunhar um lado inferior dasjanelas antes da etapa de fechamento parcial.

24. Método, de acordo com a reivindicação 23,caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende asetapas de:formar o furo central em um tamanho e posiçãocalibrados; eformar uma pluralidade de furos de parafuso de roda emtorno de uma periferia do furo central.

25. Método, de acordo com a reivindicação 18,caracterizado pelo fato de que a matriz de carne queparcialmente fecha a faixa externa para uma forma cilíndricainclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.

26. Conjunto de roda, caracterizado pelo fato de serformado de acordo com a reivindicação 14.

27. Método de formação de um conjunto da rodacaracterizado pelo fato de que compreende as etapas de:formar um pedaço de metal laminado plano de disco em umaprimeira direção vertical em um disco de roda geralmente emforma de tigela definindo um eixo geométrico de disco deroda ;formar o disco de roda em forma de tigela em uma segundadireção oposta vertical para formar regiões de formação deraio adjacentes a regiões de formação de janela;formar uma janela em cada uma das regiões de formação dejanela em uma direção geralmente vertical, em que cada janelatem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externacontínua em torno de uma periferia do disco de roda, em queas janelas definem uma pluralidade de raios entre janelasadjacentes, em que um tamanho angular de cada uma das janelasao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que umtamanho angular de cada um dos raios;formar a faixa externa em uma posição orientada emaproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixogeométrico de disco de roda;fechar parcialmente a faixa externa em uma formacilíndrica acoplando uma matriz de carne contra pelo menos umaporção da faixa externa, em que a matriz de carne compreendeuma superfície de acoplamento tendo uma saliênciaintermediária para receber a borda periférica da faixaexterna para reduzir ondulações da faixa externa;fechar completamente a faixa externa substancialmente emuma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa;calibrar a borda periférica da faixa externa batendo naborda periférica geralmente paralela ao eixo geométrico dedisco de roda para produzir o disco de roda; esegurar o disco de roda em um aro de roda para produziro conjunto de roda.

28. Conjunto de roda, caracterizado pelo fato de serformado de acordo com o método da reivindicação 27.