CS236451B2 - Method of metal wheels making from one piece for vehicles - Google Patents

Description

Vynález se týká způsobu výroby kovových kol z jednoho kusu pro vozidla, zejména pro vozidla o velké nosnosti, přičemž tato kola mají být opatřena pneumatikami, a to zejména pneumatikami bez duší, tvarováním a konečným mechanickým opracováním polotovaru, který má tvar válcového kotouče, kteréžto tvarování sestává se zápustkového kování, tlačení na soustruhu a rozšiřování na lisu·

Kolo, na které má bý nasazena pneumatika, se v podstatě skládá z disku a ráfku· Bisk je vytvořen s ráfkem z jednoho kusu a slouží jako orgán к upevnění kola na osu vozidla. Disk má většinou tvar misky, jejíž vydutá strana je obrácena к náboji, to je směřuje dovnitř vozidla, aby byl vytvořen prostor pro uložení brzdových orgánů. Disk má několik otvorů pro upevňovací šrouby a středový otvor.

Ráfek může mít základnu rovinnou nebo opatřenou žlábkem. Kolo, jehož ráfek má žlábek, je vyrobeno z jednoho kusu, nemá Žádný snímatelný Člen a je obzvláště vhodné pro pneumatiky bez duší, protože je lze snadno utěsnit ptoti tlakovému vzduchu. Každá stěna žlábku je prodloužena kuželovou částí zvanou sedlo, přičemž sklon těchto sedel vzhledem к ose kola bývá většinou 15°. Sedla jsou určena к tomu, aby sloužila jako opěry pro žebra pneumatiky. Koncovou část každého sedla tvoří krátký, hákovitě zahnutý okraj. Část, která je v axiálním směru obrácena směrem ven z vozidla, se všeobecné nazývá malý límec a část, která je obrácena v axiálním směru dovnitř vozidle se nazývá velký límec.

Kola vozidel pro velké nosnosti se obvykle vyrábějí z ocelového plechu lisováním a svařením. Tento způsob výroby vyhovuje výrobě ve velkých sériích a je poměrně levný. Způsob spojování svářením je však nevýhodný s ohledem na vyvážení a přesné vystředšní kola a zejména je velmi nevhodný pro utěsněnou konstrukci, která je nezbytná při montáži

2j6451

p.neumaatk bez duší· Vozidlo o velké nosnosti s přívěsem má - často 12 až 16 kol a dvě nebo jedno rezervní kolo, přičemž celková hmotnost kol dosahuje 700 až 900 kg.

V poslední době byly prováděny pokuty t výrobou kol z lehkých slitin nebo ze směsí oceli a lehkých slitin, buá litím nebo opracováním a/nebo tlačením na soustruhu. Tyto výrobní způsoby jsou popsány zejména v patentových spisech Sp. st. am. č. 2 075 294 a č. 2 170 617, v britských patentových spisech č. 507 801, č. 971 258 a 6. 971 259 a v patentových spisech NSR č. 1 297 570 ač. 1 570 620. Žádný z těchto způsobů víak neumožňuje vyrobbt kola z jednoho kusu za přijatelrých technických a/nebo - ekonomických podmínek, nebol tyto způsoby jsou vhodné bud pro výrobu ve velkých sériích - za přijatelné výrobní ceny, nebo vyrobená kola nemají vlastnosti, které jsou uživaaeli žádány, to je dostatečnou maehaniektu odolnost proti rázům e odolnost proti korozi, zejména v krajinách, kde se k urychlení tání sněhu ’používá sooí, jednoduchou .. údržbu, jednoduché vyvažování a vystředění, těsnost nutnou pro používání pnewmaik bez duší a přesnost rozměrů umožňujcí montáž pneiumaik vSech druhů . tak, aby и^осМге^ k moonnosi vysmmknntí pneunmaik z ráfků kol..

Úkolem vynálezu je odssrannt výše uvedené nevýhody známých způsobů výroby kovových kol z jednoho kusu pro vozidla.

Vynález - řeší úkol tím, že vytváří - způsob výroby kovových kol z jednoho kusu pro vozidla, zejména pro vozidla o velké nosnnosi, přičemž teto kole maj být opatřena pneumatikami, a to zejména pneurnmaikami bez duší, tvarováním a konečným mechanickým opracováním polotovaru, který má tvar válcového kotouče, kteréžto tvarování sestává ze zápustkového kovánn, tlačení na soustruhu a rozšiřování na lisu, jehož podstata spočívá v tom, že se na polotovaru postupně provede první zápustkové kování, při kterém se vytvoří disk kola a na jeho obvodu žebro umístěné v rovině rovnoběžné s osou kole e siamě^ící dovnntř kola, druhé zápustkové kovánn, kterým se žebro prodlouží - ve stejném smmru-jeko při prvním zápustkovém kování a vytvoří se předtyer malého límce ráfku, třetí zápustkové kovánn_r při kterém se žebro opět prodlouží ve stejném směru jako při prvním a druhém zápustkovém kováni a malý límec ráfku dostane tvar blížký jeho konečnému tvaru, rozšíření na lisu tгoSlotžlné třetím zápustkovým kováním, při kterém se - vyklene velký - - límec ráfku, a kuželové tlačení na soustruhu, kterým se velký límec ráfku vytvaruje do svého konečného tvaru.

Je výhodné, když mezi třetím zápustkovým kováním a rozšířením na lisu se provede válcové tlačení ne soustruhu, kterým se vytvoří další prodloužení čássi- prodloužené prvním, druhým a třetím zápustkovým kováním ve sten^ém směru rovnoběžně s osou a s vnitřní stranou kole.

Dále je výhodné, když mezi druhým - zápustkovým kováním a třetím zápustkovým kováním se vytvoří střední otvor v disku.

Dále je výhodné, když během válcového tlačení na soustruhu se na dnu malého límce na vnější straně vytvoří výstupek.

Dále je výhodné, když během kuželového tlačení na soustruhu se na dnu - velkého límce na vnější straně vytvoří výstupek. ’

Vynález dále vytváří zápustky k provádění způsobu definovaného výše, jejcehž podstata spočívá v tom, že maaí ve svém středu alespoň jedno vybrání pro uložení přebytku kovu z disku kola.

Nový a vyšší technický účinek těchto opatření podle - vynálezu spočívá v tom, že vynález tmo0ňňje - pod statné snížení hmotou kovových kol z jednoho kusu pro vozidla, vyrobených ze slitin o vysoké pevnoosi a ze slitin lehkých kovů, a dále umožňuje jejich přesné vy3 vážení e vystředění, dosahuje se jím nutné těsnosti pro používání pneumatik bez duší a kovová kola podle způsobu podle vynálezu mají vysokou pevnost, odolnost proti rázům a odolnost proti korozi.

Příklad provedení vynálezu je znázorněn na výkresech, kde obr. 1 až 3 znázorňují tváření polotovaru během prvního, druhého e třetího zápustkového kování, která následují po sobě, obr. 4 znázorňuje obměnu, podle které se střední otvor kola vytváří bezprostředně po druhém zápustkovém kování před třetím zápustkovým kováním a obr. 5 znázorňuje obměnu, při které třetí zápustkové kování se provádí zápustkou opatřenou dvěma vybráními pro přebytečný kov, obr. 6 až 8 znázorňují tvarování podle prvního způsobu, obr. 9 za třetí zápustkové kování vhodné zejména při druhém způsobu tvarování, obr. 10 a 11 posloupnost tvarování podle druhého způsobu, obr. 12 vytváření dvojitého výstupku během kuželového tlačení na soustruhu a obr. 13 a 14 místa určená pro konečné mechanické opracování při obou způsobech tvarování.

Ne obr. 1 je znázorněno vytváření žebra 1 prvním zápustkovým kováním. Výchozí polotovar abc·má tvar kruhového kotouče. Rovina AB žebra 1 je v podstatě kolmá к rovině CD disku.

První zápustkové kování se provádí při teplotě Pádově 475 °C, která je vhodná pro hliníkové slitiny, se kterých se kovová kola vyrábějí, nappíklad pro slitinu, která má hmotnostní koncentraci křemíku 0,60 %, hořčíku 1 %, železa od stopy do 0,50 %, zinku od stopy do 0,25 mědi od stopy do 0,3 %, chrómu 0,25 %, niklu od stopy do 0,05 % a zbytek hliníku·

Zápustka je ohřátá asi na 400 °C·

Na obr· 2 je znázorněno, jak bylo druhým zápustkovým kováním prodlouženo žebro 1, které má nyní tvar žebra £ a malý límec 1 je vykován do tvaru malého límce £, který je blízký konečnému tvaru·

Během tPetího zápustkového kování může v určitých případech nastat nebezpečí, že část kovu disku £ má sklon téci к oblasti £, kde vytvoří zvlnění· Vytvoří-li se střední otvor 2 kola bezprostředně po druhém zápustkovém kování a před třetím zápustkovým kováním, může se přebytečný kov přemísťovat směrem ke vnitřnímu okraji £ středního otvoru 2 kola, odkud se později odstraní během konečného opracování.

Při dalším způsobu znázorněném na obr· 5 není střední otvor v disku vytvořen, avšak v sápustce pro třetí zápustkové kování je provedeno alespoň jedno vybrání £, do kterého se může uložit přebytečný kov, který se rovněž odstraní během konečného opracování·

Na obr. 6 je znázorněno válcové tlačení na soustruhu, které tvoří krok druhého způsobu tvarování· Tlačné kolečko se pohybuje ve směru šipky, čímž se zpracovávané kolo přitlačuje к trnu Ц soustruhu, který je umístěn v dolní části obr· 6» U dřívějších způsobů se tlačné kolečko pohybovalo v obou směrech, což mělo značné nevýhody, dobře známé odborníkům, neboť při pohybu tlačného kolečka ДД ve smyslu opačném ke směru šipky na obr· 6 má zpracovávané kolo sklon vzdalovat se od trnu 11·

Během tohoto válcového tlačení na soustruhu se také tvaruje malý límec 11·

Na obr· 7 je znázorněno rozšiřování prodloužené části 1g sa účelem vytvoření polotovaru velkého límce ráfku·

Tvarování velkého límce Ц kuželovým tlačením na soustruhu tlačnou kladkou 10. která se posouvá pause ve směru šipky na obr· 6 s důvodů výše uvedených, je snásorněno na obr· 8. Při tomto pracovním úkonu podobně jako při úkonu snásorněném na obr· 6 je kolo sevřeno mesi trnem Ц a hrotem koníku soustruhu·

Na obr. 9 je znázorněn jiný způsob třetího zápustkového kování, které se od třetího zápustkového kování podle obr. 3 líží větší prodloužením částo J, což umooňuje vynechat válcové tlačení na . soustruhu a provést rozšiřování na lisu, jak je znázorněno na obr. 10.

Další úkon, to je kuželové tlačení na soustruhu, znázorněné na obr. 11, se v podstatě neUší od úkonu znázorněného na obr. 8.

Počáteční místo působení tlačné kladky Ю může při - tomto způsobu být u konce malého límce 13. čímž se též vytvoří jeho konečný tvar. Během tohoto pracovního kroku se vytvoří výstupek lg, obvykle označovaný anglickým výrazem hump, a mající za úkol zabritait náhlému vysmeknutí pnewmaiky z ráfku kola, když je pneiumaika podhuštěna nebo když praskla nebo ' za jitých nevýhodných okoonootí.

Muí-li Vozidlo jezdit za obzvláště obtížných podmínek, to je s maximálním nákladem a po cestách, které jsou ve velmi špatném stavu, je výhodné k odstranění jakéhosi nebezpeční tohoto vysmo^o^í pnevumaiky vytvoořt dvo^tý výstupek, a to ^eden na malém límci a druhý na velkém límci.

Na obr. 12 je znázorněno, jak střední otvor X byl vytvořen po druhém zápustkovém kováni, avšak je zřejmé, že dvo^tý výstupek hump může být vytvořen i před vytvořením středního otvoru J.

Na obr. 13 jsou slitými,čárami vyznačena místa konečného mechanického opracování kola při poouití druhého způsobu tvarováií, v obr. 14 totéž při poouití třetího způsobu tvarován. V tomto posledním případě je opracování zredukováno.

Konečné opracování kola obecně zahrnuje vyrovnání obou stěn Ц8, 19 disku, provrtání otvoru Jg pro upevnění kola na oábboi, provrtání otvoru 21 pro přístup k ventilu, otvoru 21 pro venntl a opracování celého žlábku , nebo jeho čás^i, dále okrajů 24 a zafouní 25, jakož i vnitřního okraje § středního otvoru 2 kola.

Příklad

Je vyráběn rovný disk ze slitiny m^cí hmoonostsní koncentraci křemíku 0,6 - , hořčíku 1 %, železa od stopy do 0,50 %, zinku od stopy 0,25 %, mědi 0,3 %, chrómu 0,25 %, niklu od stopy do 0,05 % a zbytek hliníku.

Disk, má průměr 300 mm a šířku 205 mm a byl zhotoven druhým způsobem tvarováni, to je ^první^m zápustkovým kováním oa Hsu o ooxio^olní síí 2.I⁰⁸ N podle ^obr. 1 při toplotě 475 °C, druhým zápustkovým kováním za stejných podmínek podle obr. 2, třetím zápustkovým kováním za stejných podmínek podle obr. 3, dále vytažením velkého lí^ce válcovým tlačením oa soustruhu podle obr. 6, rozšiřováním oa lisu podle obr. 7 a potom kuželovým tlačením oa soustruhu podle obr. 8.

Konečné opracování bylo provedeno podle obr. 13. Vyrobené kolo mělo rozměry 57/19 cm a bylo zhotoveno pro montáž pneiumatk o normalizovaném rozměru 11/225. Jeho hmotnost byla 23 kg, což je v podstatě polovina hmoonoШ kola z occli klasického typu vyrobeného Usouánío a svařením.

Celková úspora hmotnc^si vozidla s přívěsem může při použžtí těchto kol činit 300 až 400 kg. Vysoká tepelná vodivost hliníku a jeho slitin značně usnadňuje odvádění tepla vznikajícího brzděním, což zamezuje místní přeihřáí, která by byla škodlivá pro životnost poeшmtin a duší. Kromě toho menší hmotnost kol poněkud zlepšuje pohooií vozidla následkem zmenšené ^ο^ο^Ι nludpružloých čássí a způsobuje, že brzdění je účiuUjší - vlivem snížení kinetické energie otáčejících se hmot přeměňované během brzdění v teplo.

Je zřejmé, že způsob výroby podle vynálezu není omezen pouze na výše uvedenou slitinu, která byla volena pouze jako příklad. Všechny kovové slitiny, které nohou být tvářeny zápustkovým kováním a tlačením na soustruhu a které mají dostatečné mechanické vlastnosti k vytvoření kol vozidel o velké nosnn.ssi, mohou být použity pro způsob podle vynálezu.

Claims (6)

1. PŘEDMĚT VYNALEZU

   1. Způsob výroby kovových kol z jednoho kusu pro vozidla, zejména pro vozidla o velké nosnnoti, přičemž tato kola maaí být opatřena pneumatikami a to zejména pneumatikami bez duší, tvarováním a konečným mechanickým opracováním polotovaru, který má tvar válcového kotouče, kteréžto tvarování sestává ze zápustkového kování, tlačení na sou ,ruhu a rozšiřování na lisu, vyznačený tím, že se na polotovaru postupné provede první zápustkové kování, při kterém sevytvoří disk kola a na jeho obvodu žebro umístěné v rovině rovnoběžné s osou kola a směřuje! dovnntř kola, druhé zápustkové kování, kterým se žebro prodlouží ve stejném směru jako při prvním zápustkovém kování a vytvoří se předtvar malého límce ráfku, třetí zápustkové kování, při kterém se žebro opět prodlouží ve stejném směru jako při prvním a druhém zápustkovém kování a malý límee ráfku dostane tvar blízký jeho konečnému tvaru, rozšíření části prodloužené třetím zápustkovým kováním, při kterém se vyklene velký límec ráfku, a kuželové tlačení, kterým se velký límec ráfku vytvaruje do svého konečného tvaru.
2. 2. Způsob podle bodu 1, vyznačený tím, že mezi třetím zápustkovým kováním a rozšířením se provede válcové tlačení, kterým se vytvoří daaší prodloužení čáslti prodloužené prvním, druhým a třetím zápustkovým kováním. ve stejném směru rovnoběžně s osou a s vnitřní stranou kola.
3. 3. Způsob podle bodu 1 nebo 2, vyznačený tím, že mezi druhým zápustkoým* kováním a třetím zápustkovým kováním se stvoří střední otvor v disku.
4. 4. Způsob podle bodu 2 nebo . 3, vyznačený tím, že během válcového tlačení se na dnu malého límce na vnější straně tvoří výstupek.
5. 5. Způsob podle kteréhokoli z bodů 1 až 4, vyznačený tím, že během kuželového tlačení se na dnu velkého. límce na vněSÍ straně vytvoří výstupek.
6. 6. Zápustky k provádění způsobu . podle bodů 1 až 5, vyznačené tím, ' že mají ve svém . středu alespoň jedno vybrání (9) pro uložení přebytku kovu z disku kola.