DE102011102848B4

DE102011102848B4 - Verfahren zur Herstellung eines Radsterns eines einteiligen Leichtmetall-Fahrzeugrades

Info

Publication number: DE102011102848B4
Application number: DE102011102848.3A
Authority: DE
Inventors: Markus Huber
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-05-30
Filing date: 2011-05-30
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2031-05-31
Also published as: DE102011102848A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Radsterns (1) eines einteiligen Leichtmetall-Fahrzeugrades mit einer Radfelge aus einem Rohteil (2) durch partielles Ausformen, bei welchema) das Rohteil (2) mittels eines Gießverfahrens in einer an die Endkontur des Leichtmetall-Fahrzeugrades angenäherten Form hergestellt wird,b) das Rohteil (2) auf eine Matrize (3) gelegt wird, welche eine der Form des Radsterns (1) entsprechende Gravur (4) aufweist,c) durch Rollwalzen gegen die rotierende Matrize (3) mittels eines Roll- und Walzwerkzeugs (5) die Endkontur des Radsterns (1) ausgeformt wird, indem jeder Roll- und Walzvorgang vom Zentrum des Rohteils (2) radial nach außen ausgeführt wird, undd) aus einem Randbereich (6) des Rohteils (2) eine Radfelge ausgeformt wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Radsterns eines einteiligen Leichtmetall-Fahrzeugrades mit einer Radfelge aus einem Rohteil durch partielles Ausformen.
Ein solches Verfahren ist aus der EP 1 704 943 A1 bekannt, bei dem das partielle Ausformen des Radsterns zwischen einem Unter- und Oberwerkzeug bzw. zwischen Gesenken einer eine Drehbewegung durchführenden Axial-Gesenkwalzmaschine bis zu seinem Endzustand durchgeführt wird, wobei ein zylindrischer Rohling als Ausgangsmaterial für den Radstern verwendet wird, der im Unterwerkzeug der Axial-Gesenkwalzmaschine gehalten und im Oberwerkzeug der Vorrichtung mitdrehend fixiert wird.
Ferner ist in der AS 1 297 570 ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen Leichtmetall-Fahrzeugrades mit Radstern und Radfelge beschrieben, bei dem ausgehend von einem zylindrischen Gussrohling derselbe in einem Gesenkprozess in einen schalenförmigen Rohling umpresst wird, so dass er der Endform mit vorgeformter Radfelge angenähert wird und nach spanabhebender Bearbeitung die Felgenform durch Rolldrücken in die endgültige Form umgeformt wird.
Die DE 10 2005 025 337 A1 beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Leichtmetallrades aus einem gegossenen Radrohling mit einer Schüssel und einem Felgenbereich, indem der Radrohling im Felgenbereich erwärmt und durch anschließendes Abstreckdrücken ein Felgenbett und ein Felgenhorn hergestellt wird.
Auch aus der DE 199 09 519 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Leichtmetallrades bekannt, bei dem eine aus einer Aluminiumlegierung gegossene Vorform einem Lösungsglühen unterworfen und anschließend durch Drückwalzen im Bereich eines Felgenbettes, einer Felgenschulter und eines Felgenhorns die Endform hergestellt wird.
Bei dem Verfahren gemäß der AT 200 892 B zur Herstellung eines Leichtmetallrades wird ebenso aus einer Vorform mit gegabeltem Randquerschnitt die Endform hergestellt, indem aus dem Randquerschnitt durch Walzen, Rollen oder Pressen das endgültige Felgenprofil erzeugt wird.
Aus der DE 38 01 104 A1 ist die Herstellung eines sogenannten CTS-Leichtmetallrades bekannt, bei welchem die Reifensitzflächen vom Innenumfang der Felgenschultern gebildet werden und die Felgenhörner gegenüber den Felgenschultern in Richtung zur Radachse vorspringen. Zur Herstellung wird das Leichtmetallrad aus einem Gussrohling mit zumindest angenähert auf die Endform gegossener Radscheiben- und Felgenbettpartie hergestellt, dessen Felgenhornpartien gegenüber den Schulterpartien radial nach außen weisen. Anschließend wird der Radrohling einer spanlosen Umformung mittels Drückrollen o. dgl. unterworfen, bei der die Felgenhörner in Richtung auf die Radmitte gedrückt und zur Endform ausgeformt werden. Bei dem Umformprozess werden die Schulterpartien des Radrohlings von ihrem positiven Konuswinkel in eine Lage gedrückt werden, in der ihr Konuswinkel negativ ist. Der Umformprozess der Horn- und Schulterpartien erfolgt zweckmäßig in mehreren Umformstufen.
Schließlich wird auch bei dem bekannten Verfahren gemäß der DE 44 42 465 A1 zum Fließdrücken eines Fahrzeugrades das Felgenbett und ein Felgenhorn mittels eines in radialer Richtung des Fahrzeugrades gerichteten Drückwerkzeuges ausgebildet.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der eingangs genannten Art anzugeben, mit dem eine hohe Festigkeit erreicht wird.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Hiernach zeichnet sich dieses Verfahren erfindungsgemäß dadurch aus, dass

a) das Rohteil mittels eines Gießverfahrens in einer an die Endkontur des Leichtmetall-Fahrzeugrades angenäherten Form hergestellt wird,
b) das Rohteil auf eine Matrize gelegt wird, welche eine der Form des Radsterns entsprechende Gravur aufweist,
c) durch Rollwalzen gegen die rotierende Matrize die Endkontur des Radsterns ausgeformt wird, indem jeder Roll- und Walzvorgang vom Zentrum des Rohteils radial nach außen ausgeführt wird, und
d) aus dem Randbereich des Rohteils eine Radfelge ausgeformt wird.

Mit diesem erfindungsgemäßen Verfahren lässt sich aufgrund der durch den Roll- und Walzvorgang bewirkten Änderung des Faserverlauf im Material eine hohe Festigkeit erzielen, mit der Folge eines geringeren Materialeinsatzes, so dass dadurch Gewichtseinsparungen möglich werden. Auch die Werkzeugkosten können gering gehalten werden, da neben einem Roll- und Walzwerkzeug mit zugehöriger Matrize nur ein Gussrohlingswerkzeug zur Herstellung des Rohlings erforderlich ist. Zudem erhöht dieses erfindungsgemäße Verfahren die Formgestaltungsfreiheit des Radsterns.
Zur vollständigen Herstellung des Leichtmetall-Fahrzeugrades wird im Anschluss an den Verfahrensschritt c) aus dem Randbereich des Rohteils eine Radfelge ausgeformt. Die Ausformung kann bspw. ebenfalls durch Rollwalzen erfolgen.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung wird das Rohteil mit seiner der äußeren Seite des Leichtmetall-Fahrzeugrades entsprechenden Profilseite auf die Matrize gelegt, so dass dadurch ein optisch verbesserter Eindruck des ausgeformten Radsterns entsteht.
Als Material für die Herstellung des Rohlings wird Aluminium verwendet, es eignen sich auch alle Aluminiumlegierungen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf eine einzige Figur ausführlich beschrieben. Diese 1 zeigt eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Herstellung eines Radsterns eines Leichtmetall-Fahrzeugrades gemäß der Erfindung.
1 zeigt ein aus Leichtmetall, bspw. Aluminium oder Aluminiumlegierung gegossenes Rohteil 2 als Gussrohteil, aus welchem ein Leichtmetall-Fahrzeugrad mit einem Radstern 1 und einer Radfelge hergestellt werden soll.
Dieses Rohteil 2 wird mittels eines Gussrohlingswerkzeug so gegossen, dass es eine an die Endkontur des herzustellenden Leichtmetall-Fahrzeugrades angenäherte Form aufweist.
Dieses Rohteil 2 wird mit der der Außenseite des Leichtmetall-Fahrzeugrades entsprechenden Profilseite in eine Matrize 3 als formgebendes Werkzeug eingelegt, wobei die Gravur 4 dieser Matrize 3 der endgültigen Form des Radsterns 1 entspricht.
Zur Formung des Radsterns 1 wird das Rohteil 2 mittels eines Roll- und Walzwerkzeugs 5 in Richtung des Kraftpfeils F gegen die Matrize 3 gedrückt und die Endkontur des Radsterns 1 ausgeformt, indem jeder Roll- und Walzvorgang vom Zentrum des Rohteils 2 radial nach außen ausgeführt wird, wie dies in der 1 mit einem Pfeil P angedeutet ist und sich Matrize 3 und Rohteil 2 dabei um die schematisch dargestellte Drehachse 7 drehen. Dieser Prozess ist auch als Flow-Forming-Prozess bekannt.
Nach der Umformung des Radsterns 1 wird aus dem verbleibenden Randbereich 6 des derart umgeformten Rohteils 2 eine Radfelge geformt. Dies wird mit einem weiteren Werkzeug, bspw. ebenfalls mittels eines Rollwalz-Prozesses durchgeführt.
Die durch das Rollwalzen bewirkte Faseränderung im Bereich des Radsterns 1 führt dort zu einer hohen Festigkeit, die für eine Gewichtseinsparung genutzt werden kann.
Bezugszeichenliste

1: Radstern einer Leichtmetall-Fahrzeugrades
2: Rohteil
3: Matrize
4: Gravur der Matrize
5: Roll- und Walzwerkzeug
6: Randbereich des Rohteils 2
7: Drehachse

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Radsterns (1) eines einteiligen Leichtmetall-Fahrzeugrades mit einer Radfelge aus einem Rohteil (2) durch partielles Ausformen, bei welchem a) das Rohteil (2) mittels eines Gießverfahrens in einer an die Endkontur des Leichtmetall-Fahrzeugrades angenäherten Form hergestellt wird, b) das Rohteil (2) auf eine Matrize (3) gelegt wird, welche eine der Form des Radsterns (1) entsprechende Gravur (4) aufweist, c) durch Rollwalzen gegen die rotierende Matrize (3) mittels eines Roll- und Walzwerkzeugs (5) die Endkontur des Radsterns (1) ausgeformt wird, indem jeder Roll- und Walzvorgang vom Zentrum des Rohteils (2) radial nach außen ausgeführt wird, und d) aus einem Randbereich (6) des Rohteils (2) eine Radfelge ausgeformt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem das Rohteil (2) mit seiner der äußeren Seite des Leichtmetall-Fahrzeugrades entsprechenden Profilseite auf die Matrize (3) gelegt wird.