CS199278B2 - Method of manufacture of metallic wheels made from one piece - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby kovových kol z jednoho kusu, která mají být opatřena pneumatikou, zejména pneumatikou bez duše, pro vozidla, zejména vozidla o vysoké nosnosti, tvářením jednotlivých částí, jejich svářením a následným konečným opracováním.

V zásadě má kolo, které má být opatřeno pneumatikou, disk a ráfek. Disk je spojen s ráfkem a slouží jako orgán pro upevnění na náboj nápravy. Disk má obvykle tvar misky, jejíž konkávní strana je obrácena směrem k náboji, to jest v axiálním směru dovnitř vozidla, aby bylo vytvořeno uložení pro brzdové orgány. Disk má několik otvorů pro upevňovací šrouby kola na náboji a má střední otvor.

Ráfek může mít základnu rovnou nebo žlábkovitou. Kolo s rovnou základnou je kolo z jednoho kusu, které nemá žádný snímatelný konstrukční člen, a které je zejména vhodné pro nasazení pneumatik bez duší, jelikož je snadné utěsnit je vzhledem k tlakovému vzduchu. Každá stěna žlábku je prodloužena kuželovou částí, zvanou sedlo, přičemž úhel, který svírá plocha této kuželové části s osou kola, je obvykle roven 15°. Tato kuželová část, nazvaná sedlo, jů UPOěllcl k teůll, aby zadržovala okraje pneumatiky.

Část ráfku, která je v axiálním směru otočena směrem ven, se obvykle nazývá malý věnec a část ráfku, která v axiálním směru směřuje dovnitř vozidla, se nazývá obvykle velký věnec, přičemž rozdíl rozměrů těchto věnců je odůvodněn nesouměrnou polohou oblasti připojení disku a ráfku.

Kola pro vozidla o velké nosnosti se většinou vyrábějí z ocelového plechu lisováním a svařováním. Tento způsob výroby je vhodný pro sériovou výrobu a není příliš nákladný.

Bylo činěno mnoho pokusů o výrobu kol z jednoho kusu, a zejména kol z lehkých slitin na bázi hliníku. Vozidlo se svým přívěsem má obvykle 12 až 16 kol a jedno nebo dvě pomocná kola, jejichž celková hmotnost může dosáhnout 700 až 900 kg, pokud jde pouze o kola. Použitím kol z jednoho kusu ze slitin o vysoké pevnosti, zejména z lehkých slitin, by se tato hmotnost značně snížila.

Rovněž byly prováděny mnohé zkoušky s výrobou kol z lehkých slitin nebo kol vyrobených z materiálu obsahujícího jak lehké slitiny, tak i ocel, a to litím, opracováním, kováním v zápustce, a/nebo tlačením na soustruhu. Příslušné způsoby byly popsány zejména v patentových spisech Spojených států amerických čís. 2 075 294 a čís.

170 617, v patentových spisech NSR čís. 1 297 570 a 1 908 465 a ve francouzských patentových spisech č. 1 186 248, 1 491 895 a 1 570 620. Žádný z těchto způsobů však neumožňuje vyrábět kola z jednoho kusu za přijatelných a vyhovujících technických, a/ /nebo hospodárných podmínek, a to buď proto, že tyto způsoby nejsou vhodné pro výrobu ve velkých sériích při přijatelných výrobních nákladech, nebo že vyrobená kola nemají vlastnosti, které jsou uživateli požadovány, to jest mechanickou pevnost, odolnost proti korozi, zejména v oblastech, kde se používá solí pro urychlení roztáni sněhu, odolnost proti nárazům, jednoduchou údržbu, snadné vystředění a vyvážení, těsnost při používání pneumatik bez duší a přesnost rozměrů, umožňující montáž pneumatik veškerých druhů při dokonalé bezpečnosti a bez nebezpečí . vyklouznutí pneumatiky z ráfku kola.

Úkolem vynálezu je odstranit výše popsané nevýhody známého stavu techniky a vytvořit zlepšený způsob výroby kovových.kol z jednoho kusu.

Vynález řeší úkol tím, že vytváří způsob výroby kovových kol z jednoho kusu, jehož podstata spočívá v tom, že se kováním v zápustce z kotoučovitého polotovaru vytvoří na obvodu tohoto polotovaru obvodová část v podstatě tvaru válce, z jejíž části se vytvaruje malý věnec, a část obvodové části se prodlouží, přičemž lisováním se z ' válcového polotovaru vytvoří velký věnec, který se přivaří k prodloužené části obvodové části.

Podle výhodného vytvoření vynálezu se kování v zápustce provede ve dvou krocích, přičemž během prvního kroku kování v zápustce se vytvoří z kotoučovitého polotovaru disk kola a na jeho obvodu obvodová část, směřující dovnitř kola, a během druhého kroku kování se tato obvodová část prodlouží ve stejném směru a vytvoří se malý věnec ráfku.

Těmito opatřeními podle vynálezu se dosáhne toho, že kola vyrobená způsobem· podle vynálezu mají vysokou mechanickou pevnost, odolnost proti korozi solemi, odolnost proti nárazům, jednoduchou údržbu, snadné vystředění a vyvážení, těsnost . při používání pneumatik bez duší a přesnost rozměrů, umožňující montáž pneumatik všech druhů .při dokonalé bezpečnosti a bez nebezpečí vyklouznutí pneumatiky z ráfku kola. Způsob podle vynálezu je vhodný zejména pro výrobu ve velkých sériích.

Použitím kol vyrobených způsobem podle vynálezu se dosáhne snížení celkové hmotnosti vozidla s jeho přívěsem o 300 až 400 kilogramů. Tepelná vodivost, která je u hliníku a jeho slitin vyšší, umožňuje zvýšené odvádění tepla vznikajícího brzděním, čímž se zabrání místním přehřátím, která by byla velmi nebezpečná pro životnost pneumatik a duší. Snížení hmotnosti kol zlepšuje částečně . podmínky jízdy vozidla následkem nižší neodpružené hmotnosti a zvyšuje účinnost brzdění snížením kinetické energie otáčejících se hmot, která se během brzdění mění v teplo.

Příklad provedení způsobu podle vynálezu je znázorněn na připojených výkresech, kde obr. 1 a 2 znázorňují oba kroky . kování v zápustce, obr. 3 a 4 tváření velkého věnce pod lisem, obr. 5 svaření obou částí kola a obr. 6 místa, kde je svařené kolo podrobeno konečnému opracování.

Čárkovanými čarami je na obr. 1 znázorněn průřez a, b, c kotoučovitého polotovaru pro výrobu kola podle vynálezu. Na. obr. 1 je znázorněno, že prvním krokem kování v zápustce· . je vytvořen disk 1 kola a na jeho obvodu obvodová část 2, směřující dovnitř kola.

První krok kování v zápustce se provádí za horka při teplotě řádově 475 ^CC, která je vhodná pro hliníkové slitiny typu hliník— křemík—hořčík, jejichž obvyklé složení obsahuje kromě hliníku 0,60 % hmot, křemíku, 1,0 % hmot, hořčíku, 0,30 % hmot, mědi, 0,25 % hmot, chrómu, od stopy do 0,50 procent hmot, železa, od stopy do 0,25 % hmot, zinku a od stopy do 0,05 · °/o hmot, niklu. Nástroje pro první krok kování v zápustce mají teplotu asi 400 =C.

Na obr. 2 je znázorněno, jak při druhém kroku kování v zápustce byla protažena obvodová část 2, která nabyla protaženého tvaru 3, přičemž · byl vytvořen polotovar 4 pro malý věnec 9 ráfku kola.

Na obr. 3 je zobrazen válcový polotovar 5 pro velký věnec 6 ráfku kola. ’

Velký věnec 6 ráfku kola, který se · vytvoří kováním válcového polotovaru 5 pod lisem, má . tvar, který je velmi blízký konečnému tvaru velkého věnce 6 ráfku kola a je zobrazen na obr. 4.

Spojení obou částí kola prstencovitým svarem 7 je zobrazeno na obr. 5.

Na obr. 6 jsou vyznačena· silnějšími čarami ona místa, na kterých jsou velký věnec 6 a malý věnec 9 ráfku kola opracovány. Na obr. .6 jsou též vyznačena místa, která byla různými pracovními pochody· opracována, což platí o vytvoření · středního otvoru 10, provrtání otvoru 11 pro průchod ventilu, provrtání otvoru 12 pro ventil sdruženého kola, vytvoření otvorů 13 pro šrouby připojující kolo k náboji nápravy vozidla, vyrovnání obou stran 14, 15 disku a vytvoření výčnělku 16, který se obecně označuje anglickým názvem „hump“ a který má za účel zabránit náhlému vysmeknutí pneumatiky z ráfku kola, když vozidlo jede s pneumatikou, která je podhuštěná . nebo prázdná následkem prasknutí nebo z jiných důvodů.

Příklad

Válcový kotouč z hliníkové . slitiny, jejíž přísady tvoří 0,60 o/0 hmot, křemíku, 1,0 hmot, hořčíku, od stopy do 0,50 hmot.

železa, od stopy do 0,25 % hmot, zinku, 0,30 % hmot, mědi, 0,25 % hmot, chrómu a od stopy do 0,05 %· hmot, niklu, má průměr 300 mm a šířku 160 mm a byl zpracován pracovními pochody, a to prvním krokem kování v zápustce pod lisem o maximální kapacitě 20 000 tun, podle obr. 1 při teplotě asi 475 °C, druhým krokem kování v zápustce podle obr. 2 za stejných podmínek, rozšířením trubky tvořící velký věnec 6 ráfku kola · podle obr. 4 a potom svařením obou polovin podle obr. 5.

Konečné opracování bylo provedeno tak, jak je zobrazeno na obr. 6. Vyrobené kolo o rozměrech 22,5 x 7,5 palců je určeno pro pneumatiky normalizovaných rozměrů 11 až 225. Jeho hmotnost je 23 kg, což je v podstatě polovina hmotnosti kola vyrobeného z oceli klasickým způsobem.

Je samozřejmé, že způsob podle vynálezu není omezen na použití hliníkové slitiny, která byla uvedena pouze jako příklad. Je naopak možno použít všech kovových slitin, které mohou být tvářeny kováním v zápustce a svařovány a které mají mechanické vlastnosti postačující k tomu, aby z nich byla vytvořena kola pro vozidla o velké nosnosti. *

Claims (2)

1. Způsob výroby kovových kol z jednoho kusu, která mají být opatřena pneumatikou, zejména pneumatikou bez duše, pro vozidla, zejména vozidla o vysoké nosnosti, tvářením jednotlivých částí, jejich svářením a následným konečným opracováním, vyznačený tím, že kováním v zápustce se z kotoučovitého polotovaru · vytvoří na obvodu tohoto polotovaru obvodová část tvaru válce, z jejíž části se vytvaruje malý věnec, a část obvodové části se prodlouží, přičemž lisováním se z válcového polotovaru vytvoří velký věnec, který se přivaří k prodloužené části obvodové části.

2. Způsob podle bodu 1· vyznačený tín, že kování v zápustce se provede ve dvou krocích, přičemž během prvního kroku kování v zápustce se vytvoří z kotoučovitého polotovaru disk kola a na jeho obvodu obvodová část, směřující dovnitř kola, a během druhého kroku kování se tato obvodová část prodlouží ve stejném směru a vytvoří se malý věnec ráfku.