BRPI0707444B1

BRPI0707444B1 - método de formação de disco de roda e de conjunto de roda, disco de roda e conjunto de roda

Info

Publication number: BRPI0707444B1
Application number: BRPI0707444A
Authority: BR
Inventors: Coleman Alan; Fowler Bill; Czarniecki Tom
Original assignee: Hayes Lemmerz Int Inc
Priority date: 2006-02-01
Filing date: 2007-01-29
Publication date: 2020-01-21
Also published as: WO2007089750A3; KR20080093063A; JP2009525191A; BRPI0707444A2; US7587825B2; US20070175037A1; CN101384383A; DE112007000239T5; WO2007089750A2; CN101384383B; JP5580989B2; KR101404905B1

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, mais especificamente, a um método aperfeiçoado para produzir um disco de roda adaptado para uso em uma roda de veículo.

Um tipo de roda de veículo convencional fabricada compreende uma construção de duas peças tendo um disco interno e um aro externo. 0 disco inclui uma porção de 10 montagem de roda interna e uma porção anelar externa. A porção de montagem de roda define uma superfície de montagem intrabordo e inclui um piloto central ou furo de cubo, e uma pluralidade de furos de recebimento de parafusos formados através da mesma para montar a roda em um eixo do veículo. O 15 aro é fabricado a partir de aço, alumínio, ou de outras ligas metálicas, e inclui um flange que retém assento de rebordo de pneu intrabordo, um assento de rebordo de pneu intrabordo, uma cavidade se estendendo axialmente, um assento de rebordo de pneu extrabordo, e um flange que retém assento de rebordo 20 de pneu extrabordo. A porção anelar externa do disco é tipicamente fixada na superfície radial interna do aro por soldagem.

Alguns materiais preferidos para o disco são aço e outras ligas metálicas que podem ser trabalhadas a frio a 25 partir de um pedaço de metal laminado plano para a forma final desejada do disco. Usando diversos estágios de estampagem e perfuração de matriz, um disco de roda de resistência e precisão dimensional suficientes pode economicamente ser produzido. Um exemplo de estampagem de 30 matriz progressiva para manufaturar discos de roda com equipamento de prensa de transferência de alta velocidade e de múltiplos estágios é mostrado na patente US 5.568.745, emitida para Daudi em 29 de outubro de 1996, que é aqui incorporada por referência na totalidade.

Além das exigências rigorosas para resistência e forma de ambos aro e disco de roda, uma modelagem atraente do disco

2/16 de roda é desejada. Janelas são formadas em um disco de roda típico a fim de prover à roda uma'aparência raiada ao formar um único raio entre cada par de janelas adjacentes. As janelas também funcionam para fornecer um fluxo de ar de refrigeração para unidades de frenagem instaladas intrabordo da roda.

Para adicionalmente aperfeiçoar modelagem de um disco de roda estampado, cobertura de várias formas e acabamentos pode ser aplicada ao lado intrabordo do disco de roda depois que ele está montado no aro. A forma de cobertura pode se conformar à forma do disco de roda ou ela pode fornecer uma aparência muito diferente. Independente da modelagem real é preferível que área suficientemente transparente permaneça após instalar a cobertura para permitir que ar suficiente flua para esfriar roda e freio.

Tendências recentes em modelagem de roda têm se tornado desejáveis para fornecer janelas grandes de modo que os raios unitários entre janelas sejam tão pequenos quanto possíveis. Quando uma cobertura é usada, um grande tamanho de janela no disco de roda fornece maior flexibilidade em modelagem de modo que as janelas de cobertura possam ser localizadas em locais mais arbitrários.

Usando técnicas convencionais para fabricar discos de roda estampados a partir de pedaços de metal laminados planos, não é possível obter maiores tamanhos de janela. Durante fabricação, o pedaço de metal laminado é tipicamente curvado para formar a faixa externa antes de perfurar as janelas porque se as janelas forem primeiro perfuradas então elas distorceríam em um grau inaceitável durante o dobramento. Com maiores tamanhos de janela, uma operação de perfuração se torna difícil devido à necessidade de fornecer o espaço para receber os desbastes conforme elas são perfuradas.

A fim de obter maiores tamanhos de janela, outros processos de formação, tal como fundição de alumínio, têm sido empregados. Contudo, estes outros processos e materiais

3/16 são menos adequados para produção em massa e baixo custo. Portanto, seria desejável obter aumento de tamanhos de janela com um disco de roda estampado.

O pedido US co-pendente número de série (Arquivo do Procurador 1-27067) depositado simultaneamente, intitulado Disc Forming Process for Wheels with Large Windows, ensina um processo de formação de disco melhorado que permite tamanho aumentado de janela enquanto mantém a resistência do disco e evita distorções mesmo que a faixa externa seja dobrada após perfurar as janelas maiores. Uma operação de atuar com carne intermediária executa uma formação preliminar antes da formação final com uma matriz de soldagem de modo que o disco possa ser formado sem introduzir tensões que enfraqueceríam o disco ou distorceríam a forma da janela.

Um potencial problema associado com ambas as formas preliminar e final da faixa externa é ondulação não intencionada. Devido à presença das grandes janelas, variações cíclicas no comprimento radial da faixa externa podem ser produzidas. As variações de comprimento não intencionadas podem produzir ondulações na faixa externa final que funciona em um sentido paralelo com o eixo geométrico de roda e/ou ao eixo geométrico de roda. Quando o disco de roda formado é colocado dentro do aro para soldagem, todas as ondulações paralelas ao eixo geométrico de roda fazem com que a costura por soldagem seja ondulada, tornando mais difícil executar a operação de soldagem. Ondulações perpendiculares ao eixo geométrico do roda resultam em contato descontínuo entre o disco de roda e o aro ao longo da costura, impedindo a formação de uma junção de soldagem forte. Consequentemente, seria desejável reduzir ondulações.

Operações de estampagem para formar um disco de roda são executadas tipicamente usando uma série de estações de prensa com as peças parcialmente terminadas sendo transferidas entre estações. Além das estações múltiplas, cada estação pode ser ajustada para executar mais de uma operação de formação de metal compatível tal como dobramento de algumas seções da peça enquanto um furo em uma outra área da parte é perfurado.

4/16

A fim de produzir uma parte mais econômica usando menos espaço de fábrica e equipamento, é desejável usar um processo de fabricação que precisa de um número mínimo de estações. Custos de fabricação são também dependentes da complexidade das operações de formação executadas por cada conjunto de matrizes, tanto em termos de preço original das ferramentas como de manutenção durante a vida útil das ferramentas. Assim, é adicionalmente desejável encontrar uma seqüência de operações para formar um disco de roda desejado usando etapas menos complicadas sem aumentar o número de estações exigidas.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

A presente invenção fornece um processo de formação de disco de roda melhorado que permite um tamanho aumentado de janela. 0 processo reduz ondulações enquanto evita operações perfuração complexas e reduz o número de estações de prensa.

Em um aspecto da invenção, um método é fornecido para formar um disco de roda. Um pedaço de metal laminado plano de disco é formado em um disco de roda em forma de tigela. O disco de roda em forma de tigela é formado para formar regiões de formação de raio adjacentes a regiões de formação de janela. Uma janela é formada em cada um das regiões de formação de janela em um sentido substancialmente vertical, onde cada janela tem uma respectiva borda externa aproximada com uma faixa externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda. As janelas definem uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes. Um tamanho'angular de cada mm das janelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que um tamanho angular de cada um dos raios. A faixa externa é parcialmente fechada para uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de carne contra pelo menos a uma porção da faixa externa, em que a matriz de carne compreende uma superfície de acoplamento que tem uma saliência intermediária para receber uma borda periférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixa externa. A faixa externa é inteiramente fechada substancialmente em uma forma cilíndrica axialmente soldando a faixa externa.

Outras vantagens desta invenção tornar-se-ão aparentes àqueles versados na técnica a partir da sequinte descrição

5/16 detalhada da invenção, quando lidas à luz dos desenhos em anexo.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

A Figura 1 é uma vista em perspectiva de um disco de roda fabricado de acordo com uma modalidade da presente invenção.

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

As figuras 3 e 3A são vistas de seção transversal de uma prensa fechada após processamento de um disco de roda de acordo com uma primeira operação de uma primeira modalidade da presente invenção.

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

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

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

As figuras 7 e 7A são vistas de seção transversal de uma prensa fechada após processamento de um disco de roda de acordo com uma quinta operação da primeira modalidade da presente invenção.

A Figura 8 é uma vista de seção transversal de uma prensa aberta antes processamento de um disco de roda de acordo com uma sexta operação da primeira modalidade da presente invenção.

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

As figuras 8B e 8C são vistas de seção transversal de uma prensa fechada após processamento de um disco de roda de acordo com a sexta operação.

6/16

As figuras 9 e 9A são vistas de seção transversal de uma prensa fechada após processamento de um disco de roda de acordo com uma sétima operação da primeira modalidade da presente invenção.

Figura 10, 10A, e 10B são vistas de seção transversal de uma prensa fechada após processamento de um disco de roda de acordo com uma oitava operação da primeira modalidade da presente invenção.

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

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

A figura 12B é uma vista de plano superior de uma porção do conjunto de matriz da quinta operação da segunda modalidade da presente invenção.

DESCRIÇÃO DETALHADA DA INVENÇÃO

Com referência à figura 1, um disco de roda 10 tendo a forma mostrada deve ser feito a partir de cabeçote plano usando estampagem a frio. Depois que é feito, o disco 10 pode ser soldado, rebitado ou fixado apropriadamente de outra maneira a um aro apropriado 11, tal como mostrado na figura 2, para produzir uma roda W tendo uma roda ou um eixo geométrico de roda X. O aro de roda 11 é fabricado a partir de um material apropriado, como por exemplo, aço, alumínio ou ligas metálicas dos mesmos, magnésio, ou titânio.

Disco de roda 10 é fabricado, ou de outra maneira formado de um material adequado tendo a ductilidade necessária para trabalho a frio, tais como, por exemplo, aço, alumínio ou ligas metálicas dos mesmos, ferro, magnésio, ou titânio. Disco de roda 10 inclui uma superfície de montagem

7/16 de roda localizada geralmente de modo central, ou contorno 12, uma pluralidade de raios unitários se estendendo exteriormente 13, e um aro anelar externo conectando a faixa ou o flange 14. Na modalidade ilustrada, o disco 10 inclui cinco de tais raios unitários 13 que são integrais com a superfície de montagem de roda 12 e faixa externa 14. Na modalidade ilustrada, os raios são formados como raios sólidos; contudo, um ou mais dos raios 13 podem ter abertura(s) (não mostrada(s)) formada(s) nos mesmos, se assim desejado. Também, como mostrado na modalidade ilustrada na Figura 1, cada raio 13 define uma linha radial R interceptando o eixo geométrico X do disco de roda e cada raio 13 é de preferência simétrico em relação à linha radial R. Alternativamente, um número, uma orientação e/ou uma forma diferente dos raios 13 podem ser empregados se assim desejado.

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

Disco de roda 10 também inclui uma pluralidade de aberturas ou janelas 17 formadas entre raios adjacentes 13. Como mostrado na modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, a extensão angular de janelas 17 é de preferência maior do que a extensão angular dos raios unitários 13, em particular na periferia radial externa de disco 10 próxima a faixa externa 14. Alternativamente, a extensão angular das janelas 17 relativa aos raios 13 pode ser diferente do ilustrado, se assim desejado.

Faixa externa 14 se estende em uma direção geralmente axial e é unida ao restante do disco 10 somente por raios 13. Consequentemente, as transições entre cada raio 13 e a faixa externa 14 deveríam ser formadas sem fraturas, rachaduras, ou

8/16 outras imperfeições que poderíam enfraquecer a integridade estrutural do disco 10 e, portanto, da roda. Uma vez que a faixa externa 14 define um flange de montagem anelar para soldagem ao raio 11, ela é dobrada em aproximadamente noventa graus a partir do plano do pedaço de metal laminado original durante o processo de estampagem. Como mostrado na modalidade ilustrada nas Figuras 1 e 2, janelas 17 são tão grandes que uma superfície de borda lateral 20 das janelas 17 tem sua face geralmente perpendicular ao eixo geométrico de roda X. Em outras palavras, a faixa externa 14 é um cilindro geralmente plano com substancialmente nenhuma curvatura (pelo menos na área do centro circunferencial de cada janela 17) de modo a se estender em uma direção geralmente axial e definir uma superfície de borda lateral 14A se estendendo entre cada par de raios adjacentes 13 que se estendem em uma direção extrabordo geralmente axial. Esta forma geralmente cilíndrica plana proporciona a quantidade mínima de intrusão da faixa externa 14 na vista através das janelas 17 após disco 10 ser unido ao aro 11, o que é desejável para finalidades de modelagem. Contudo, o grau de dobramento e o estreitamento dos raios unitários 13 resultariam em tensão de material excessiva na transição entre raios 13 e faixa externa 14 quando do uso de processos de estampagem da técnica anterior.

Figuras 3 e 3A mostram um conjunto de ferramentas, geralmente indicado em 21, para realizar uma primeira operação em um pedaço de metal laminado de disco de roda (não mostrado) para produzir um disco de roda 20. O conjunto de ferramentas 21 está adaptado para ser montado em uma prensa de perfuração (não mostrada) e executa uma operação de estampagem de metal facilmente apreciada por aqueles versados na técnica a partir de uma inspeção da Figura 3. Um pedaço de metal laminado circular geralmente plano (não mostrado) é carregado no conjunto de ferramentas 21 e, então, a prensa é movida para sua configuração fechada ilustrada na Figura 3. Como resultado do fechamento da prensa, a porção central do disco de roda 20 é puxada verticalmente para cima no que diz

9/16 respeito à periferia externa de disco de roda 20, criando uma forma de tigela simétrica. Isto adiciona volume de material necessário para as etapas subsequentes de puxar e endurecimento por trabalho do material.

Preferivelmente, um raio 22 é formado próximo à borda externa do disco de roda 20. Após completar a primeira operação mostrada na figura 3, o conjunto de ferramentas 21 é aberto e disco de roda 20 é transferido a uma prensa subsequente para a operação seguinte.

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

Na segunda operação de pré-formação, a área de montagem interna e as regiões 35 e 36 são puxadas preferivelmente para baixo em relação à periferia externa do disco de roda 20 (isto é, na direção vertical oposta). Consequentemente, redistribuição de material e endurecimento de trabalho adicionalmente são alcançados.

As figuras 5 e 5A mostram um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 40, para uma operação seguinte conduzida em uma prensa subsequente a qual o disco de roda 20 é transferido para as janelas de perfuração em uma direção

10/16 substancialmente vertical. Uma unidade de perfuração 41 é acionada para as regiões de formação de janela 36 ao longo de um eixo geométrico de perfuração P que é geralmente paralelo em relação ao eixo., geométrico do disco de roda X, e o desbaste resultante é removido através de um plano inclinado 42. Como mostrado nesta modalidade, a borda externa do disco de roda 20 se estende substancial e horizontalmente e é retida pelo conjunto de ferramentas 40 durante a operação de perfuração de modo que a perfuração seja conduzida verticalmente, que simplifica o conjunto de ferramentas ao contrário de fazer uma perfuração serial em um ângulo.

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

A operação seguinte mostrada nas figuras 6 e 6A executa forma de disco adicional usando um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 50. O conjunto de ferramentas 50 inclui um anel superior 51 e uma unidade de matriz 52 fornecendo uma bigorna 53. Bordas inclinadas complementares de anel superior 51 e bigorna 53 formam faixa externa 55 em uma perna inclinada. Preferivelmente, a perna inclinada de faixa externa 55 é orientada em aproximadamente vinte graus a partir do eixo geométrico de disco de roda X (isto é, o eixo geométrico vertical central). É desejável puxar para baixo a faixa externa 55 não mais do que aproximadamente vinte graus para evitar pressionar as transições do raio ou causar ondulações não desejadas. Adicionalmente, na modalidade ilustrada, é preferido que o anel superior 51 e a bigorna 53 sejam formados de modo a induzir ou produzir ondulações contrárias na faixa externa 55 que são eficazes para reduzir

11/16 ou cancelar as ondulações auto-induzidas que ocorrem durante esta operação.

Na modalidade ilustrada, unidades de matriz adicionais 56 e 57 são fornecidas preferivelmente para executar simultaneamente uma forma final de disco de roda 20 para fornecer áreas para receber um furo central e uma pluralidade de furos de parafuso de roda. Os ajustes de forma final podem também ser obtidos nas áreas dos raios e das janelas se desejado. Alternativamente, a forma final do disco de roda 20 nas áreas para receber o furo central e os furos de parafuso de roda pode ser executada por outros métodos subseqüentes a esta operação se assim desejado.

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

A operação seguinte mostrada nas figuras 8, 8A, 8B, e 8C fecha parcialmente a faixa externa usando um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 65. O conjunto de ferramentas 65 é mostrado na figura 8A em sua configuração aberta mantendo o disco de roda 20 em posição de permitir que a faixa externa 55 seja dobrada em uma forma mais próxima de cilindro seguindo do fechamento do conjunto de ferramentas 65. O conjunto de ferramentas 65 inclui uma unidade de matriz de carne 66 que pode ser acionada radialmente para dentro por um acionador de came 67. As superficies inclinadas 68 e 69 na unidade de matriz de carne 66 e no acionador de carne 67, respectivamente, são orientadas tal que quando o acionador de carne é forçado para baixo, a unidade de matriz de carne 66 é acionada radialmente para dentro.

Preferivelmente, a unidade de matriz de carne 66 e o acionador de carne 67 compreendem cada um diversos segmentos circunferencialmente espaçados separados para acomodar a mudança no raio conforme a unidade de matriz de carne 66 se move para dentro simultaneamente às porções respectivas de carne da faixa externa 55. Como mostrado na figura 8A, os

12/16 intervalos relativamente pequenos 70 entre seções separadas de carne podem ser aproximadamente um quarto de uma polegada no raio menor. Os intervalos 70 podem preferivelmente ser localizados correspondentes aos pontos no perímetro longe dos raios (isto é, justapostos às janelas) desde que nenhuma dobra significativa seja necessária.

A unidade de matriz de carne 66 tem uma superfície de acoplamento inclinada 71 com uma saliência horizontal intermediária 72 para receber uma borda periférica da faixa externa 55 para reduzir ondulações que podem de outra maneira ser formadas na faixa externa 55. Depois que o disco de roda 20 é rebaixado no conjunto de ferramentas 65 e a unidade de matriz de carne 66 começa a se mover radialmente para dentro, a borda periférica da faixa externa 55 faz o contato com superfície de acoplamento 71. A faixa externa 55 dobra para baixo enquanto a borda periférica desliza para baixo a superfície 71 até que se faça o contato com a saliência 72. Conforme a borda periférica de faixa externa 55 pressiona contra a saliência 72, a faixa externa 55 continua a dobrar para baixo e qualquer ondulação que pode estar presente é nivelada para fora ou removida devido à restrição no comprimento da perna da faixa externa 55 resultante da presença da saliência 72.

As figuras 8B e 8C mostram unidade de matriz de carne 66 em sua posição interna radialmente fechada após ter acionado a faixa externa 55 radialmente para dentro para fechá-la parcialmente. Após atuar com carne na faixa externa 55, o acionador 67 é movido para cima para puxar a unidade de matriz de carne 65 para sua posição externa radial de modo que o disco de roda 20 possa ser transferido para operação seguinte.

As figuras 9 e 9A mostram um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 75, para completamente fechar a faixa externa em um flange geralmente cilíndrico. Mais especificamente como mostrado da modalidade ilustrada, uma unidade de soldagem 7 6 se move para baixo para axialmente soldar faixa externa 55 de modo que seja puxada para baixo a um ângulo de aproximadamente noventa graus a partir de sua

13/16 orientação horizontal original. Uma superfície geralmente cilíndrica paralela ao eixo geométrico de roda é formada casando-se com o lado interior do aro.

As figuras 10, 10A, e 10B mostram a operação seguinte em que o comprimento de perna para baixo da faixa externa 55 é calibrado para um comprimento final mais exatamente controlado. Além disso, qualquer ondulação restante pode ser adicionalmente reduzida. Um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 80 (mostrado fechado), inclui unidades de matriz 81 e 82 para reter disco de roda 20 em posição enquanto uma unidade de matriz de calibragem 83 bate a borda periférica da faixa externa 55 em uma direção geralmente paralela ao eixo geométrico de disco de roda X. Unidade de matriz 82 penetra ou é disposta dentro da janela 17 a fim de localizar exatamente o disco de roda 20 para a calibragem. Como mostrado nas figuras 10A e 10B, unidade de matriz 83 inclui uma saliência 84 para receber a borda periférica da faixa externa 44. Unidade de matriz 83 pode ser segmentada em torno da periferia do conjunto de ferramentas 80 contanto que os intervalos entre segmentos sejam suficientemente pequenos de modo que todas as porções da faixa externa 55 estejam calibradas corretamente.

Simultaneamente com a calibragem da faixa externa, um ou mais furos de processo podem ser criados em torno da periferia do furo central por uma unidade de matriz de perfuração 85. Desbastes dos furos são removidos através de uma plano inclinado 86. O(s) furo(s) do processo é(são) usado(s) para localizar e manipular o disco de roda durante etapas de usinagem subseqüentes. O número e a localização dos furos de processo dependem das exigências específicas das etapas de processamento subseqüentes. Preferivelmente, os furos de processo coincidem com localizações de furo de parafuso de roda de modo que nenhum furo de processo fique no disco de roda final.

Na modalidade preferida ilustrada, a formação do disco de roda é acabada após calibrar a faixa externa 55 como mostrado na figura 10. Subseqüentemente, o disco de roda é unido ao aro de roda por soldagem, rebitagem ou outra conexão

14/16 apropriada (por exemplo, adesivo ou por outros meios mecânicos) e então o aro e o disco de roda são retificados (por exemplo, espremidos em uma máquina central verdadeira nos assentos de rebordo, desse modo pressionando a roda para uma forma redonda com exatidão muito elevada). Posteriormente, o disco de· roda é usinado (por exemplo, usando.uma fresadora) a fim de localizar exatamente o furo central. 0 furo central pode então ser expandido e/ou cunhado em uma prensa enquanto os furos de parafuso de roda finais são perfurados. Em uma modalidade alternativa, o furo central e os furos de parafuso de roda podem ser formados no disco de roda em uma prensa de perfuração antes de anexá-los ao aro.

Voltando agora para as figuras 11, e 12 e 12A e usando números de referência semelhantes para indicar as partes correspondentes, é ilustrada uma seqüência parcial alternativa de operações que pode ser usada para produzir o disco de roda da presente invenção. Especificamente, a figura 11 pode ser usada no lugar das operações mostradas em relação às figuras 6, 6A e 6B acima, e as figuras 12 e 12A podem ser usadas no lugar das operações mostradas em relação às figuras 7 e 7A acima.

Como mostrado na modalidade ilustrada da figura 11, um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 150 é fornecido. O conjunto de ferramentas 150 inclui unidades de matriz 151 e 152 para preferível e simultaneamente executar uma forma final do disco de roda 20 para fornecer áreas para receber um furo central e uma pluralidade de furos de parafuso de roda. Também, conjunto de ferramentas 150 inclui unidades de matriz 153 e 154 que executam uma cunhagem da parte traseira das janelas. Assim, como pode ser visto, a operação na modalidade ilustrada em relação à figura 11 não puxa inicialmente para baixo a faixa externa 55 como ocorrido e descrito acima em relação à operação na modalidade mostrada em relação às figuras 6, 6A e 6B.

Como mostrado na modalidade ilustrada da figura 12, um conjunto de ferramentas, indicado geralmente em 160 é fornecido. O conjunto de ferramentas 160 inclui um anel superior 161 e uma unidade de matriz 162 que fornece uma

15/16 bigorna 163. Bordas inclinadas complementares do anel superior 161 e bigorna 163 formam a faixa externa 55 em uma perna angulada. Preferivelmente, a perna angulada da faixa externa 55 é orientada em aproximadamente vinte graus a partir do eixo geométrico de disco de roda X (isto é, o eixo geométrico vertical central). É desejável puxar para baixo a faixa externa 55 não mais do que aproximadamente vinte graus para evitar pressionar as transições do raio ou causar ondulações não desejadas. Nesta modalidade como mostrado na figura 12, a unidade de matriz 161 (também mostrada esquematicamente na figura 12A) , é projetada de modo que, nas áreas da unidade de matriz 161 que são adjacentes a cada uma das porções de janela do disco de roda, um pequeno intervalo G exista entre as superficies adjacentes da unidade de matriz 161 e a faixa externa 55 do disco quando a unidade de matriz 161 estiver em sua posição de trabalho inteiramente rebaixada ou estendida. (o intervalo G é mostrado exagerado no lado esquerdo de figura 12 para maior clareza). Também, nesta modalidade, adjacente a cada uma das porções de raio do disco de roda, a unidade de matriz 161 é projetada com um perfil internamente curvado ou arqueado 161A de modo que quando a unidade de matriz 161 esteja em sua posição inteiramente rebaixada (como mostrado nas figuras 12 e 12A), aquelas porções da faixa externa 55 que são adjacentes a cada uma das porções de raio sejam forçadas ou deformadas mais internamente do que aquelas porções da faixa externa 55 que são adjacentes a cada uma das porções de janela. (A porção do perfil internamente curvado 161A da unidade de matriz 161 é mostrada exagerada na figura 12B para maior clareza). Nesta modalidade, a razão para a unidade de matriz 161 tendo esta construção é a finalidade de impedir que a faixa externa 55 forme curvas ou mova-se externamente nos intervalos 70 que existem na unidade de matriz 66 discutida acima e melhor mostrada em conexão com as figuras 8 e 8A, devido à recuperação elástica inerente ao material durante a operação de atuar com carne de perna discutida em relação a estas figuras. A quantidade ou o grau das porções de perfil internamente curvado 161A de unidade de matriz 161 são

16/16 determinados por muitos fatores incluindo, mas não limitados, às características particulares do disco de roda, tais como o tipo de material, a espessura do material, o tamanho do disco de roda, e semelhante, e acredita-se de forma geral ser a espessura do material do disco de roda; entretanto, a forma e/ou a quantidade das porções de perfil internamente curvado 161A de unidade de matriz 161 podem ser outras diferentes das ilustradas e das descritas se assim desejado. Além disso, em algumas construções de disco de roda, unidade de matriz 161 pode ser formada com um perfil externo contínuo ou uniforme, isto é, não incluindo as porções de perfil internamente curvado 161A. Também, como mostrado na figura 12, uma unidade de matriz 164 é fornecida estampando o disco de roda na área das aberturas de parafuso de roda.

Em vista da descrição acima, um processo de estampagem ou formação de metal foi mostrado em que as janelas relativamente grandes podem ser dadas forma em um disco de roda. Um flange cilíndrico para unir o disco de roda a um aro é obtido sem ondulações significativas na faixa externa em virtude de uma operação de carne intermediária que usa uma matriz de came com uma saliência intermediária.

De acordo com as disposições dos estatutos de patente, o princípio e o modo de operação desta invenção foram explicados e ilustrados em sua modalidade preferida. Entretanto, deve ser entendido que esta invenção pode ser praticada de outro modo diferente do especificamente explicado e ilustrado sem se afastar de seu espírito ou escopo.

Claims

REIVINDICAÇÕES

1. Método de formação de disco de roda compreendendo as etapas de:

formar um pedaço de metal laminado plano em um disco de roda geralmente em forma de tigela definindo um eixo geométrico de disco de roda;

formar o disco de roda em forma de tigela para formar regiões de formação de raio adjacentes a regiões de formação de janela;

formar uma janela em cada uma das regiões de formação de janela em uma direção geralmente vertical, em que cada janela tem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda, em que as janelas definem uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes, e em que um tamanho angular de cada uma das janelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que um tamanho angular de cada um dos raios;

caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de fechar parcialmente a faixa externa em uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de came radialmente contra pelo menos a uma porção da faixa externa, em que a matriz de came compreende uma superfície de acoplamento inclinada tendo uma saliência horizontal intermediária para receber uma borda periférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixa externa; e fechar completamente a faixa externa substancialmente em uma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa.
2. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

formar a faixa externa para uma posição orientada em aproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixo geométrico 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 do disco de roda é formada a uma forma final simultaneamente com formação da faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 12/18

2/7
4. Método, de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que uma região central axial do disco de roda é formada a uma forma final antes de formar a faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.
5. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

calibrar uma borda periférica da faixa externa batendo na borda periférica paralela ao eixo geométrico de roda após a etapa de fechamento completo.
6. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

formar um furo central e cunhar um lado inferior das janelas antes da etapa de fechamento parcial.
7. Método, de acordo com a reivindicação 6, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende as etapas de:

formar o furo central em um tamanho e localização calibrados; e formar uma pluralidade de furos de parafuso de roda em torno de uma periferia do furo central.
8. Método, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a matriz de came que parcialmente fecha a faixa externa para uma forma cilíndrica inclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.
9. Disco de roda, caracterizado pelo fato de ser formado conforme o método descrito na reivindicação 1.
10. Método de formação de disco de roda compreendendo as etapas de:

formar um pedaço de metal laminado plano de disco em uma primeira direção vertical em um disco de roda geralmente em forma de tigela definindo um eixo geométrico de disco de roda;

formar o disco de roda em forma de tigela em uma segunda posição oposta vertical para formar regiões de formação de raio adjacentes a regiões de formação de janela;

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 13/18

3/7 formar uma janela em cada uma das regiões de formação de janela em uma direção geralmente vertical, em que cada janela tem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda, em que as janelas definem uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes, em que um tamanho angular de cada uma das janelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que um tamanho angular de cada um dos raios;

formar a faixa externa em uma posição orientada em aproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixo geométrico de disco de roda;

caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de fechar parcialmente a faixa externa em uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de came radialmente contra pelo menos uma porção da faixa externa, em que a matriz de came compreende uma superfície de acoplamento tendo uma saliência horizontal intermediária para receber uma borda periférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixa externa;

fechar completamente a faixa externa substancialmente em uma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa; e calibrar a borda periférica da faixa externa batendo na borda periférica geralmente paralela ao eixo de disco de roda.
11. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma região central axial do disco de roda é formada para uma forma final simultaneamente com formação da faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.
12. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que uma região central axial do disco de roda é formada para uma forma final antes de formar a faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.
13. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

formar um furo central e cunhar um lado inferior das janelas antes da etapa de fechamento parcial.

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 14/18

4/7
14. Método, de acordo com a reivindicação 13, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende as etapas de:

formar o furo central em um tamanho e posição calibrados; e formar uma pluralidade de furos de parafuso de roda em torno de uma periferia do furo central.
15. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que ferramentas para formação das janelas possuem anéis para cunhar as janelas.
16. Método, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que a matriz de came para parcialmente fechar a faixa externa para uma forma cilíndrica inclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.
17. Disco de roda, caracterizado pelo fato de ser formado conforme o método descrito na reivindicação 10.
18. Método de formação de conjunto de roda compreendendo as etapas de:

formar um pedaço de metal laminado plano de disco em um disco de roda geralmente em forma de tigela definindo um eixo geométrico de disco de roda;

formar o disco de roda em forma de tigela para formar regiões de formação de raio adjacentes a regiões de formação de janela;

formar uma janela em cada uma das regiões de formação de janela em uma direção geralmente vertical, em que cada janela tem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda, em que as janelas definem uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes, e em que um tamanho angular de cada uma das janelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que um tamanho angular de cada um dos raios;

caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de fechar parcialmente a faixa externa em uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de came radialmente contra pelo menos uma porção da faixa externa, em que a matriz de came compreende uma superfície de acoplamento tendo uma saliência

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 15/18

5/7 intermediária para receber uma borda periférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixa externa; e fechar completamente a faixa externa substancialmente em uma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa para produzir o disco de roda; e fixar o disco de roda em um aro de roda para produzir o conjunto de roda.
19. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

formar a faixa externa em uma posição orientada em aproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixo geométrico 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 do disco de roda é formada para uma forma final simultaneamente com formação da faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.
21. Método, de acordo com a reivindicação 19, caracterizado pelo fato de que uma região central axial do disco de roda é formada para uma forma final antes de formar a faixa externa na posição de quarenta e cinco graus.
22. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

calibrar uma borda periférica da faixa externa batendo na borda periférica paralela ao eixo geométrico de roda após a etapa de fechamento completo.
23. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende a etapa de:

formar um furo central e cunhar um lado inferior das janelas antes da etapa de fechamento parcial.
24. Método, de acordo com a reivindicação 23, caracterizado pelo fato de que adicionalmente compreende as etapas de:

formar o furo central em um tamanho e posição calibrados; e

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 16/18

6/7 formar uma pluralidade de furos de parafuso de roda em torno de uma periferia do furo central.
25. Método, de acordo com a reivindicação 18, caracterizado pelo fato de que a matriz de came que parcialmente fecha a faixa externa para uma forma cilíndrica inclui uma pluralidade de porções de perfil interno curvado.
26. Conjunto de roda, caracterizado pelo fato de ser formado conforme o método descrito na reivindicação 14.
27. Método de formação de um conjunto da roda compreendendo as etapas de:

formar um pedaço de metal laminado plano de disco em uma primeira direção vertical em um disco de roda geralmente em forma de tigela definindo um eixo geométrico de disco de roda;

formar o disco de roda em forma de tigela em uma segunda direção oposta vertical para formar regiões de formação de raio adjacentes a regiões de formação de janela;

formar uma janela em cada uma das regiões de formação de janela em uma direção geralmente vertical, em que cada janela tem uma borda externa respectiva próxima a uma faixa externa contínua em torno de uma periferia do disco de roda, em que as janelas definem uma pluralidade de raios entre janelas adjacentes, em que um tamanho angular de cada uma das janelas ao longo da faixa externa é preferivelmente maior do que um tamanho angular de cada um dos raios;

formar a faixa externa em uma posição orientada em aproximadamente quarenta e cinco graus a partir do eixo geométrico de disco de roda;

caracterizado pelo fato de que inclui as etapas de fechar parcialmente a faixa externa em uma forma cilíndrica acoplando uma matriz de came contra pelo menos uma porção da faixa externa, em que a matriz de came compreende uma superfície de acoplamento tendo uma saliência intermediária para receber a borda periférica da faixa externa para reduzir ondulações da faixa externa;

fechar completamente a faixa externa substancialmente em uma forma cilíndrica soldando axialmente a faixa externa;

Petição 870190094751, de 23/09/2019, pág. 17/18

7/7 calibrar a borda periférica da faixa externa batendo na borda periférica geralmente paralela ao eixo geométrico de disco de roda para produzir o disco de roda; e fixar o disco de roda em um aro de roda para produzir o 5 conjunto de roda.
28. Conjunto de roda, caracterizado pelo fato de ser formado conforme o método descrito na reivindicação 27.