CN101966547A - 通过冷成形来制造轮辋底座的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

一种用于通过冷成形制造其壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座的方法，其中具有基本上恒定壁厚的基本上圆柱形金属底座的侧壁在加压操作中被径向向外地扩口，并且其中扩口侧壁的壁厚借助于流动旋压而沿着纵轴线变化，使侧壁轴向伸展和成型。本发明还涉及一种用于通过冷成形来制造轮辋底座的装置。

Description

通过冷成形来制造轮辋底座的方法和装置
本申请是根据2005年8月5日提交的发明名称为“通过冷成形来制造轮辋底座的方法和装置”的专利申请200580033912.8(PCT/NL2005/000575)提出的分案申请。
技术领域
本发明涉及通过冷成形来制造壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座(rim bed)的方法。
背景技术
这种方法从WO 2004/035243中是已知的并且用于制造轮胎轮辋的所谓重量优化的轮辋底座。
在这种重量优化的轮辋底座中，其例如用于客车、卡车或拖车的轮辋中，轮辋底座的厚度沿着纵轴线变化。那么，在沿着纵轴线的不同位置处，轮辋底座的厚度能被选择为使得其正好足以吸收局部负载。因而，轮毂底座例如可选择为在其轴向长度中心附近相对较厚，以便在该处将轮辋底座与轮辋盘相焊接。在相邻区域中，轮辋底座的厚度那么例如可选择为显著较小，而更靠近轮辋侧面的厚度通常选择为较大。
在这种已知的方法中，圆柱形钢底座通过流动旋压而从外面朝着中心向内预压。这里，底座的更靠外部分达到标称厚度并且任何多余材料被带到纵轴线长度的中心并且底座被预成型。然后，在第二流动旋压操作中，在两个运动中，底座在轮辋底座的厚度需要减小之处从中心朝着侧面被轴向向外地伸展。
与如DE 2647464所述的在轧制成型之后发生流动旋压的制造工艺相比，能防止底座材料的过大变形，因此能防止轮辋底座侧面的修整。
在WO 02/053307所述的工艺中，在流动旋压期间底座在圆柱形心轴上进行处理，WO 2004/035243所述的工艺具有已经发生一些预成型的优点。
然而，按照WO 2004/035243的方法的缺点在于其仍然相对昂贵和耗时。
发明内容
因此，本发明考虑了一种其类型为如开头段落所述的方法，其在保持优点的同时能防止这些缺点。为此，本发明提供了一种用于通过冷成形制造其壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座的方法，其中具有基本上恒定壁厚的基本上圆柱形金属底座的侧壁在加压操作中被径向向外地扩口，并且其中扩口侧壁的壁厚借助于流动旋压而沿着纵轴线变化，使侧壁轴向伸展和成型。
通过使用其侧面径向向外地扩口的圆柱形金属底座，该底座能在一个流动旋压步骤中预成型，或者甚至最终成型，而无需侧面的修整。
优选地，这里，底座的材料能在供给方向上自由地移动。具体地，这里，在流动旋压期间，底座的扩口侧壁能从自由位置压到心轴上。在这种方式的向前流动旋压中，仍然将要变形的材料在供给方向上离开心轴并且不会撞上止动件，这会产生力的有利的相互作用。具体地，在将圆柱形底座成形为轮辋底座中能省略移除操作。
在一个有利方式中，在流动旋压期间，在第一流动旋压步骤中，底座在纵轴线长度的中心区域附近被压下到心轴上。于是，底座能被很好地定位，因此，在进一步流动旋压期间，能获得高度的尺寸和成形准确性。
在一个有利方式中，在流动旋压期间，在第二处理步骤中，随着被径向地压下到心轴上，在两个相对的、向外导向的运动中，底座从纵轴线的中心区域被轴向地伸展、径向地减薄和成型。
这里，在从底座的纵轴线中心区域朝着各个侧面的轴向向外朝向的基本运动中，执行流动旋压，同时待被成型的仍然松散的材料被压下到心轴上。
如果需要，预成型的、流动旋压的底座还能借助于辊轧成型而被轧制为轮辋。
优选地，底座的径向扩展仅在流动旋压之后或者流动旋压后的辊轧成型之后发生。
本发明还涉及一种用于通过冷成形制造其壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座的装置，其中具有基本上恒定壁厚的基本上圆柱形金属底座提供有在加压操作中被径向向外地扩口的侧壁，并且其中扩口侧壁的壁厚借助于流动旋压而沿着纵轴线变化，使侧壁轴向伸展和成型。该装置优选地提供有用于随着径向下压来成型和径向地伸展扩口底座的流动旋压站，并且具有用于径向向外地扩口圆柱形底座侧壁的加压站，流动旋压站连接在加压站的下游。
附图说明
将参照附图中示出的示例性实施例更详细地解释本发明。在附图中：
图1示出了根据本发明用于轮辋底座的生产线的流程图。
图2A示出了厚度沿着纵轴线基本上恒定的扩口圆柱形底座的示意性纵向截面图；
图2B示出了基于图2A通过流动旋压而预成型的底座的示意性纵向截面图，其中清楚地看出底座的厚度沿着纵轴线1变化；
图3示出了用于圆柱形底座的侧壁的径向向外扩口的加压站的示意性纵向截面图；
图4A和4B示出了流动旋压站分别在用扩口侧固定和伸展/成型底座期间的两个示意性纵向截面图；
图5A示出了三个连续辊轧成型机的示意性侧面视图；
图5B示出了其中预成型的底座被成型的辊轧成型机的示意性纵向截面图；和
图6示出了径向扩张器的示意性侧面视图。
要说明的是，附图仅示意性地示出了本发明的优选实施例，这些附图专门以非限制性实施例的方式给出。在附图中，相同或相应的部件用相同的附图标记标识。
具体实施方式
图1示意性地示出了用于轮辋的生产线P的流程图。在生产线的预备部分1中，在第一步骤1.1中金属带材被切割成定长并且在第二组的步骤1.2中形成为圆柱形底座。这里，带材被连续地盘绕(1.2.1)并且其前端彼此间焊接(1.2.2)，此后修整焊缝(1.2.3)。
在生产线的第二部分2中，在部分1中形成的具有恒定壁厚的圆柱形轮辋底座在成型线(2.1)中被成形为成型轮辋底座并且然后测试泄漏并且提供有阀孔(2.2)。成型通过材料的冷成形来进行，即材料没有熔化并且不会发生材料的去除。在第一处理站2.1.1，在借助于心轴进行的轴向向内导向的加压操作中，底座的侧壁被径向向外地扩口到如图3所示的基本形式。那么，如同下文将阐明的，在第二处理站2.1.2中，借助于流动旋压使扩口底座的壁厚沿着纵轴线变化，同时进行底座的预成型。
接着，在第三处理站2.1.3，预成型的底座借助于辊轧成型机成型为轮辋底座，此后成型的底座在第四处理站2.1.4被径向扩张到预定尺寸。
在检查泄漏和提供阀孔之后，轮辋底座就准备好在生产线的装配部分3与盘装配成轮辋。根据轮辋的类型，盘在沿着纵轴线的预定位置处与轮辋底座相连接。
在图2A中，示出了沿着纵轴线具有恒定直径的扩口圆柱形底座10的纵向截面。
图2B中，示出了预成型的底座20，同时清楚地看到底座的厚度在纵轴线1的长度上变化。
在图4A中，示意性地示出了流动旋压站2.1.2。
流动旋压站提供有两个可旋转地布置的心轴11A、11B，它们沿着扩口底座10的纵轴线1均可轴向地滑动。在附图中，心轴11每个都从扩口底座10的侧面12A、12B布置到底座的纵轴线1的长度的中心区域M。在心轴11A、11B的滑入期间，底座在其侧面12A、12B借助于可滑动的止动环14被夹紧。
流动旋压站还包括一个或多个轧辊13，它们能相对于底座10的纵轴线径向地移动并且其还能相对于底座10的纵轴线平移。轧辊13还布置为相对于扩口底座10可旋转。这里，在生产期间轧辊13和/或扩口底座10能相对于固定世界旋转。
图4A示出了，在第一处理步骤中，扩口底座10如何在第一流动旋压步骤中在底座10的纵轴线的长度1的中心区域M附近被压下到心轴11A、11B上。中心区域M的厚度t保持基本上相等。
然后，如图4B所示，借助于轧辊13A、13B，底座10的材料随着径向压下在两个连续、相对的运动中沿着纵轴线1向外移动，以使得在底座10的轴向延展之下，底座10的厚度t局部地减小。
与此同时，底座10的扩口侧的材料从自由位置由轧辊13A、13B压下到心轴11上，因此底座10的侧壁被预成型为如图2B所示的预成型底座20。要说明的是，在示意图中，厚度t在纵轴线1上的变化很小。很清楚，实际上，厚度变化可以比这里所示的要大或小。而且，能形成比这里所示的更多或更少的不同厚度区域。
在处理过程期间，底座材料相对于纵轴线中心朝着侧面向外流动。如果希望，在第二处理步骤期间，底座的侧面12A、12B能借助于可滑动的止动环14进行支撑。然而，图4B示出了可滑动的止动环14不支撑侧面12A、12B。
在处理之后，止动环14再次被带入与侧面12A、12B相接触，此后心轴11A、11B被轴向地撤出。在止动环14轴向撤出之后，然后就能移除预成型的底座20。
因此，在如图4B所示的第二处理步骤，从中心执行两个连续的、侧向的流动旋压操作。当然也可以从中心向两个侧面同时地执行流动旋压操作。
要说明的是，本发明并不限于这里所示的实施例并且在本发明如权利要求所述的范围内可以有很多变化。

Claims (12)

1.一种用于通过冷成形制造其壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座的方法，其中具有基本上恒定壁厚的基本上圆柱形金属底座的侧壁在加压操作中被径向向外地扩口，并且其中扩口侧壁的壁厚借助于流动旋压而沿着纵轴线变化，使侧壁轴向伸展和成型。
2.根据权利要求1的方法，其中，在流动旋压期间，底座的扩口侧壁从自由位置被压下到心轴上。
3.根据权利要求1或2的方法，其中，在流动旋压期间，在第一流动旋压步骤中，底座在纵轴线长度的中心附近被压下到心轴上。
4.根据权利要求3的方法，其中，在流动旋压期间，在第二处理步骤中，随着被径向地压下到心轴上，在两个相对的、向外导向的运动中，底座从纵轴线的中心区域被轴向地伸展、径向地减薄和成型。
5.根据前述权利要求中任一的方法，其中预成型的、流动旋压的底座借助于辊轧成型而被轧制为轮辋。
6.根据前述权利要求中任一的方法，其中，底座在流动旋压和可选的辊轧成型之后仅被径向地扩张。
7.一种用于通过冷成形制造其壁厚沿着纵轴线变化的基本上旋转对称的轮辋底座的装置，其中具有基本上恒定壁厚的基本上圆柱形金属底座提供有在加压操作中被径向向外地扩口的侧壁，并且其中扩口侧壁的壁厚借助于流动旋压而沿着纵轴线变化，使侧壁轴向伸展和成型。
8.根据权利要求7的装置，其中，在流动旋压期间，底座的扩口侧壁从自由位置被压下到心轴上。
9.根据权利要求8的装置，其中提供加压站来径向向外地扩口圆柱形底座的侧壁。
10.根据权利要求8或9的装置，其中提供流动旋压站来成型和轴向地伸展扩口底座。
11.根据权利要求10的装置，其中流动旋压站连接在加压站的下游。
12.根据权利要求10或11的装置，其中流动旋压站位于辊轧站的上游，辊轧站用于将预成型的、流动旋压的底座轧制成轮辋底座。
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