DE102017112857A1

DE102017112857A1 - Verfahren zur Herstellung eines rotationssymmetrischen Formkörpers sowie Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE102017112857A1
Application number: DE102017112857.3A
Authority: DE
Inventors: Heiko Ohlscher; Martin Thiele
Original assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Current assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Priority date: 2017-06-12
Filing date: 2017-06-12
Publication date: 2018-12-13
Also published as: WO2018228989A1

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen, rotationssymmetrischen, metallischen Formkörpers (1), insbesondere einer Luftreifenfelge, bei dem an einen rotierenden Boden (2) ein abgewinkelt dazu, sich etwa parallel zur Rotationsachse erstreckender, konturierter Abschnitt mittels mindestens einer axial und radial zustellbaren Drückrolle (8) angeformt wird, wozu der Abschnitt (3) mit der außenseitig anliegenden Drückrolle (8) gegen ein innenseitiges Widerlager gedrückt wird unter Ausbildung der Kontur, ist so ausgebildet, dass das Widerlager zumindest radial an die Innenseite des Abschnitts (3) verfahren wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen, rotationssymmetrischen metallischen Formkörpers, insbesondere einer Luftreifenfelge, nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Als Ausgangsmaterial für eine Luftreifenfelge, bei der eine Felgenschüssel durch den Boden und ein Felgenbett durch den konturierten Abschnitt gebildet wird, kommt ein geschmiedeter oder gegossener Rohling zum Einsatz, bei dem in einem folgenden Arbeitsgang der sich etwa parallel zur Rotationsachse erstreckende Abschnitt konturiert wird.
Hierzu findet eine Drückrolle Verwendung, die an den Abschnitt außenseitig angreift und diesen durch axiales und radiales Zustellen konturiert, wobei innenseitig ein Widerlager angeordnet ist, dessen Mantelfläche im Wesentlichen der herzustellenden Kontur des Abschnitts sprich des Felgenbettes entspricht, wobei der Außendurchmesser bzw. die Außendurchmesser des Widerlagers dem zugeordneten lichten Durchmesser des Felgenbettes entspricht.
Damit bildet das Widerlager gegenüber dem Formkörper, d.h. der Luftreifenfelge, einen Innenkern, der mit gleicher Umdrehung rotiert wie der an einer sich drehenden Spannvorrichtung in Form eines Vorsetzers im Bereich des Bodens eingespannte Formkörper.
Allerdings ist das bekannte Verfahren insofern besonders nachteilig, als für jeden Felgendurchmesser ein insbesondere maßlich darauf abgestimmtes Widerlager eingesetzt werden muss, was einer rationellen Fertigung diametral entgegensteht.
Abgesehen von den Beschaffungskosten für die unterschiedlichen Widerlager, sind auch die erheblichen Rüstzeiten, d.h. Stillstandszeiten der Vorrichtung, mit der das Verfahren durchgeführt wird, deutlich kostensteigernd.
Darüber hinaus ist nur eine eingeschränkte Konturierung des Abschnitts möglich, da der Formkörper nach der Konturierung in axialer Richtung vom Widerlager abgezogen werden muss. D.h., mehrfache Hinterschneidungen als Konturierung, wie sie vielfach gewünscht und erforderlich sind, sind bestenfalls in einem weiteren Arbeitsschritt möglich. Zumindest bietet das bekannte Verfahren bezüglich der Konturierung keine gestalterischen Freiheiten.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens so weiterzuentwickeln, dass die Herstellung eines Formkörpers einfacher und kostengünstiger ist.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gelöst.
Durch die Erfindung ist das Widerlager nun so ausgebildet, dass es zumindest radial verstellbar ist, wobei der äußere Durchmesser des Widerlagers kleiner ist als der lichte Durchmesser des endkonturierten Abschnitts, so dass der insoweit fertig gestellte Formkörper ohne weiteres aus seiner Bearbeitungsposition entnehmbar ist.
Darüber hinaus ist damit die Möglichkeit geschaffen, den Abschnitt beliebig zu konturieren, d.h., auch mit Ausbauchungen, Freischnitten oder dergleichen, die, wie zum Stand der Technik beschrieben, bislang nicht möglich waren.
Insofern stellt die Erfindung eine erhebliche Verbesserung dar, aus der sich eine Gestaltungsoptimierung des Formkörpers, insbesondere einer Luftreifenfelge, ergibt.
Darüber hinaus sind durch die radiale Verstellbarkeit des Widerlagers mit ein und derselben Vorrichtung hinsichtlich ihrer Durchmesser unterschiedliche Formkörper herstellbar.
Damit ist eine deutliche Kostenersparnis verbunden, die sich nicht nur aus der nun nicht mehr erforderlichen Bereitstellung unterschiedlichster Widerlager ergibt, sondern auch daraus, dass die Vorrichtung nicht mehr stillgesetzt werden muss, wie dies bei der Umrüstung auf ein anderes Widerlager erforderlich wäre.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, dass die Mantelfläche des Widerlagers im Sinne der Endkontur des Abschnitts ausgebildet ist, sich also über die gesamte Länge des Abschnitts erstreckt, so dass die außen am Abschnitt anliegende Drückrolle das Material des Abschnitts an die Kontur des Widerlagers andrückt, wobei die Drückrolle sowohl axial wie auch radial bewegbar ist und sich mit der Rotationsbewegung des Formkörpers dreht, ebenso wie das Widerlager.
In diesem Fall ist das Widerlager in axialer Richtung fest stehend und lediglich radial bewegbar.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist das Widerlager, ebenso wie die Drückrolle, sowohl radial wie auch axial verstellbar, wobei das Widerlager dem Bewegungsverlauf der Drückrolle folgt.
Der, wie erwähnt, durch Schmieden oder Gießen hergestellte Rohling weist bodenseitig einen radial sich nach außen erstreckenden umlaufenden Wulst auf, der bei einer fertigen Radfelge ein Felgenhorn bildet.
Mithilfe dieses Wulstes wird der Rohling auf einer Vorrichtung gespannt, wobei hierzu eine Spanneinrichtung im Sinne eines Spannfutters vorgesehen sein kann, die den Wulst und damit den Rohling formschlüssig hält.
Das Spannfutter besteht aus mehreren, radial bewegbaren Spannbacken, die an einer rotierenden Planscheibe gehalten sind, wobei diese Planscheibe ein Auflager für den Rohling im Bodenbereich bildet.
Bevorzugt werden die nach der Erfindung das Widerlager bildende Widerlagerrolle und die außenseitig des Abschnitts angreifende Drückrolle zumindest zur Konturierung des Abschnitts zumindest in axialer Richtung synchron bewegt, wenn die Widerlagerrolle in ihrer Dickendimensionierung eine axiale Bewegung bedingt.
In dem Fall, dass die Widerlagerrolle in ihrem axialen Abmaß etwa dem axialen Abmaß des Abschnitts entspricht, ist eine axiale Verstellung während der Konturierung nicht erforderlich.
Vielmehr wird diese Widerlagerrolle zu Beginn des Eingriffs der Drückrolle an einen umfänglichen Abschnitt der inneren Mantelfläche des Abschnitts verfahren und verbleibt in dieser Position, während die Drückrolle nach einem radialen Anstellen an den Abschnitt entsprechend der beabsichtigten Konturierung axial verfahren wird.
Nach der Konturierung wird die Widerlagerrolle aus dem Anlagebereich mit der Innenwand des Abschnitts radial nach innen verfahren, so dass der insoweit fertig gestellte Formkörper nach einem Lösen der Spannvorrichtung entnommen werden kann.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnung nochmal beschrieben.

Die einzige 1 zeigt einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht.

In der 1 ist ein Teilausschnitt einer Vorrichtung abgebildet, mit der ein Verfahren zur Herstellung eines einteiligen, rotationssymmetrischen metallischen Formkörpers 1 möglich ist.
Dabei weist diese Vorrichtung eine drehbare Planscheibe 5 auf, die über einen nicht dargestellten Motor antreibbar ist und an der ein Rohling 1.1 des Formkörpers mit einem Bodenbereich 2 aufliegt.
An diesen Bodenbereich 2 schließt sich abgewinkelt dazu ein Abschnitt 3 an, der benachbart dem Bodenbereich zu einem außenseitig radial vorstehenden Wulst 4 geformt ist.
An diesen Wulst 4 greift zur Festsetzung und Zentrierung eine Spanneinrichtung 6 in Form eines Spannfutters an mit radial bewegbaren Spannbacken, die formschlüssig den Wulst 4 halten, so dass eine sichere Verdrehung des Rohlings möglich ist.
Bei diesem als geschmiedetes oder gegossenes Teil ist der Abschnitt 3 zunächst als Abschnitt 3.1 geneigt nach außen gestellt, wie dies als dünne Linie erkennbar ist.
Nach dem Spannen des Rohlings taucht eine Widerlagerrolle 7 in das Innere des Rohlings ein durch axiales Verstellen einer Rollenaufnahme 9, die, ebenso wie dann die angeschlossene Widerlagerrolle 7 radial verstellbar ist.
Im Weiteren wird außenseitig eine ebenfalls radial und axial verstellbare Drückrolle gegen die äußere Mantelfläche des Abschnitts 3.1 gedrückt, bis die Innenwandung des Abschnitts 3.1 an der Widerlagerrolle 7 zur Anlage kommt.
Durch gleichzeitiges und gleichgerichtetes Verfahren der Widerlagerrolle 7 und der Drückrolle 8 wird eine gewünschte Kontur des Abschnitts 3 hergestellt, wie es sich in der Abbildung in Volllinie darstellt.
Die radialen und axialen Bewegungen der Widerlagerrolle 7 und der Drückrolle 8 sind zur Konturierung des Abschnitts 3 synchron, wozu eine entsprechende Steuerung vorgesehen ist, die den Konturenverlauf des Abschnitts 3 bestimmt.
Im Übrigen werden die Widerlagerrolle 7 und die Drückrolle 8 nicht unmittelbar angetrieben, sondern durch die Rotationsbewegung der Planscheibe 5 bzw. des Formköpers 1 in Drehung versetzt.
Wie bereits erwähnt, kann anstelle einer Widerlagerrolle 7, wie sie im Beispiel abgebildet ist, und die axial verfahrbar ist, auch eine Widerlagerrolle Verwendung finden, die zur Konturierung des Abschnitts 3 lediglich radial verfahrbar ist und erst zur Entnahme des insoweit fertig gestellten Formköpers 1 aus dessen Überdeckungsbereich durch axiales Anheben entfernt wird.
Bezugszeichenliste

1: Formkörper
1.1: Rohling
2: Bodenbereich
3: Abschnitt
3.1: Abschnitt
4: Wulst
5: Planscheibe
6: Spanneinrichtung
7: Widerlagerrolle
8: Drückrolle
9: Rollenaufnahme

Claims

Verfahren zur Herstellung eines einteiligen, rotationssymmetrischen, metallischen Formkörpers (1), insbesondere einer Luftreifenfelge, bei dem an einen rotierenden Boden (2) ein abgewinkelt dazu, sich etwa parallel zur Rotationsachse erstreckender, konturierter Abschnitt mittels mindestens einer axial und radial zustellbaren Drückrolle (8) angeformt wird, wozu der Abschnitt (3) mit der außenseitig anliegenden Drückrolle (8) gegen ein innenseitiges Widerlager gedrückt wird unter Ausbildung der Kontur, dadurch gekennzeichnet, dass das Widerlager zumindest radial an die Innenseite des Abschnitts (3) verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerrolle (7) radial und axial verfahren wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Konturierung des Abschnitts (3) durch synchrones Verfahren der Drückrolle (8) und der Widerlagerrolle (7) hergestellt wird, wobei die synchronisierte Bewegung rechnergesteuert erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein geschmiedeter oder gegossener Rohling im Bereich seines Bodens (2) mittels einer Spannvorrichtung verdrehsicher an einer rotierenden Vorrichtung, insbesondere einer Planscheibe, gehalten wird.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei eine axial und radial verfahrbare Drückrolle (8) vorgesehen ist sowie eine rotierende Spanneinrichtung, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest radial verfahrbare Widerlagerrolle (7) vorgesehen ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerrolle (7) entsprechend dem axialen Verfahrweg der Drückrolle (8) verfahrbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Widerlagerrolle (7) in ihrer Höhe zumindest der Höhe des konturierten Abschnitts des Formkörpers (1) entspricht.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (6) aus einem Spannfutter besteht, das radial zustellbare Spannbacken aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Spannvorrichtung (6) sowie eine diese tragende Planscheibe (5) mittels eines Antriebs drehbar ist.