DE10204054C1

DE10204054C1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Luftreifenfelge

Info

Publication number: DE10204054C1
Application number: DE10204054A
Authority: DE
Inventors: Udo Friese
Original assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Current assignee: WF Maschinenbau und Blechformtecknik GmbH and Co KG
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2003-04-17
Anticipated expiration: 2022-02-02

Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei dem aus einem vorzugsweise aus einem geschweißten Rohr hergestellten Rohrabschnitt (1) durch Kaltverformen ein Felgenbett mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt und anschließend mit einer Felgenschüssel verbunden wird, ist so ausgebildet, daß die Wandstärke im Verbindungsbereich mit der Felgenschüssel gegenüber der Wandstärke des Rohrabschnittes (1) bereichsweise verdickt wird, wozu in diesem Bereich eine radial sich erstreckende, umlaufende Ausstülpung (8) geformt, der Rohrabschnitt (1) unter Zusammendrücken der Ausstülpung (8) axial gestaucht und die gestauchte Ausstülpung (8) zu einer Fläche gewalzt wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gewichts optimierten Luftreifenfelge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Zur Herstellung einer solchen Luftreifenfelge ist es beispielsweise aus der DE-OS 26 47 464 bekannt, aus einem längs geschweißten zylindrischen Rohrabschnitt, der auch als Bandage bezeichnet wird, durch Andrücken mindestens einer rotierenden Drück- oder Streckrolle in Korrespondenz mit einem Innenfutter die Ausgangs wandstärke, also die des Rohrabschnitts, zu verdünnen unter gleichzeitiger Längen streckung, so daß sich partiell unterschiedliche Wanddicken über rotationssymme trische Bereiche ergeben.

Diese sind funktionsabhängig vorgegeben. So wird üblicherweise die Felgenschüs sel mit dem Felgenbett verschweißt, wozu in diesem Bereich eine dickere Wandung vorhanden sein muß als in den übrigen Wandbereichen oder Teilen davon. Auf grund einer geforderten Gewichtsoptimierung sollen die Bereiche, die, wie der ge nannte Schweißbereich, keiner besonderen Beanspruchung unterliegen, so dünn wie möglich ausgebildet sein, so daß die ursprüngliche Wanddicke, die bei der fertigen Luftreifenfelge lediglich in den genannten beanspruchten Bereichen noch vorliegt, durch Fließpressen entsprechend reduziert wird.

Allerdings ist dies mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So sind beispiels weise mehrere Arbeitsschritte erforderlich, um die Wandstärkenreduzierung zu er reichen, was zu relativ hohen Fertigungszeiten führt. Insbesondere unter dem Ge sichtspunkt, daß solche Luftreifenfelgen als Serienteile in großen Stückzahlen her gestellt werden, kommt der Herstellungsdauer eine besondere Bedeutung zu.

Des weiteren werden die Ränder der Luftreifenfelge durch das Fließpressen, also das Strecken des Materials "zipfelig", d. h., es entsteht eine im weitesten Sinne aus gefranste Kante, die eine Nachbearbeitung erforderlich macht. Auch dies stellt sich als kontraproduktiv zu einer oprimierten Fertigung dar.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß die Herstellungszeiten verkürzt werden und damit eine kostengünstigere Fertigung möglich ist.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist und durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 12.

Im Gegensatz zum Stand der Technik erfolgt eine Wanddickenveränderung nun mehr nur noch in einem vorgegebenen relativ zur Gesamtfläche kleinen Bereich, während die übrige Fläche im Sinne einer Wanddickenbearbeitung unverändert bleibt.

Die Ausgangswandstärke des Rohrabschnitts definiert sich durch das erfindungs gemäße Verfahren nicht mehr nach der notwendigen dicksten Wandstärke der ferti gen Luftreifenfelge, sondern nach der dünnsten. Somit ist bezüglich einer Wand stärkenveränderung lediglich ein kleiner Bereich zu bearbeiten, wodurch naturge mäß die Bearbeitungszeit erheblich verkürzt wird.

Die Formgebung des Felgenbettes im übrigen, d. h. ein endseitiges Aufweiten des Rohrabschnittes sowie eine Profilierung kann in an sich bekannter Weise mittels Rimmrollern und Profiliermaschinen durchgeführt werden.

Eine zusätzlich Endenbearbeitung, insbesondere eine spanende, ist nicht mehr er forderlich, da der Rohrabschnitt keine Längenstreckung erfährt, die, wie erwähnt, zu einer unsauberen Kante führt.

Erfindungsgemäß wird zur Wandstärkenverdickung in dem vorbestimmten Bereich eine radial sich vorzugsweise nach außen erstreckende Ausstülpung geformt. Diese Ausstülpung wird durch axiales Zusammenschieben des Rohrabschnitts gestaucht und die gestauchte Ausstülpung zu einer Fläche gewalzt, wobei die Wandstärken dicke in diesem Bereich abhängig ist vom Volumen des gestauchten bzw. zur Wal zung zur Verfügung stehenden Materials. In jedem Fall ist die Wandstärke dicker als in den übrigen Wandungsbereichen.

In vorteilhafter Weise ist der zu bearbeitende Rohrabschnitt zwischen zwei Innen futterteile gespannt, die getrennt voneinander axial bewegbar sind und die zum ei nen ein Andrucklager bei der Formung der Stülpung und beim Walzen bilden und die zum anderen der Stauchung der Ausstülpung dienen. Prinzipiell besteht auch die Möglichkeit, den Rohrabschnitt in Außenspannfuttern zu fixieren, wobei dann die Ausstülpung sich radial nach innen erstreckt und die Walzung mittels einer innen laufenden Walzrolle erfolgt.

Nach einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vor gesehen, daß die Ausstülpung durch das Eindrücken zweier parallel und mit Ab stand zueinander verlaufenden Rillen erzielt wird, wobei die Außenwandungen die ser Rillen jeweils die Begrenzungen für die Breite des sich ergebenden verdickten Bereiches bilden.

Neben den genannten Andruckfuttern weist die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens verschiedene Formrollen auf, von denen eine, eine Sickenrolle, der Ein bringung der Ausstülpung dient und die andere, eine Walzrolle, zur Auswalzung der verdickten Fläche.

Die Sickenrolle zur Herstellung der Ausstülpung, kann ein- oder mehrteilig sein, wobei sie im letzteren Fall beispielsweise aus zwei parallelen Einzelrollen bestehen kann, durch die die genannten Rillen zur Bildung der Ausstülpung ausgeformt wer den.

Die Einzelrollen können federnd miteinander verbunden werden, so daß während des Einbringens der Rillen bereits das axiale Zusammendrücken des Rohrabschnitts erfolgen kann, wodurch die Fertigungszeit weiter verkürzt wird.

Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge kennzeichnet.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zei gen, nochmals beschrieben.

Es zeigen:

Fig. 1-5 eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Längsschnitt, jeweils in ver schiedenen Verfahrensschritten dargestellt.

Eine in den Figuren gezeigte Vorrichtung zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei der aus einem Rohrabschnitt 1 durch Kaltverformen ein Fel genbett 10 mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken herge stellt wird, das anschließend mit einer Felgenschüssel 14 verbunden wird, vorzugs weise durch Verschweißen.

Diese Vorrichtung besteht aus zwei Innenfutterteilen 2, 3, die axial zueinander ver stellbar angeordnet sind, wobei ein unteres Innenfutterteil 3 axial feststeht, während das obere Innenfutterteil 2 relativ dazu, entsprechend dem Doppelpfeil, axial be wegbar ist.

Die Innenfutterteile 2, 3 sind zu den einander abgewandten Seiten hin konisch an steigend ausgebildet und jeweils mit einem umlaufenden Kragen 11 versehen, an dem sich der Rohrabschnitt 1 mit der jeweiligen Kante abstützt.

Der Rohrabschnitt 1 ist vorgeformt und in seinen Endbereichen konisch aufgewei tet, wobei diese konischen Bereiche durch einen zylindrischen Teil 15 miteinander verbunden sind. Die Koniszität der Aufweitungen entspricht der der Innenfutterteile 2, 3.

In der Fig. 1 ist gezeigt, wie der so vorgeformte Rohrabschnitt 1, der eine gleich mäßige Wandstärke aufweist, in die Vorrichtung eingelegt ist und beidseitig durch die Innenfutterteile 2, 3 bzw. deren Kragen 11 axial gesichert ist.

Weiter gehören zu der Vorrichtung Formrollen, und zwar zwei Sickenrollen 5 und eine Walzrolle 6.

Die Sickenrollen 5 weisen jeweils umlaufende, im Querschnitt höckerförmige Erhe bungen 12 auf. Durch radiale Zustellung der Sickenrollen 5 in Richtung der Innen futterteile 2, 3 kommen die Erhebungen 12 an dem zylindrischen Teil 15 des Rohr abschnitts 1 zur Anlage und drücken diesen im Berührungsbereich in Ausnehmun gen 4, die an den benachbarten Randbereichen der beiden Innenfutterteile 2, 3 vor gesehen sind.

Hierdurch werden Rillen 7 geformt, die zwischen sich eine sich radial nach außen erstreckende Ausstülpung 8 bilden. Dies ist in der Fig. 2 sehr deutlich zu sehen.

Durch gegengerichtete axiale Verstellung der Sickenrollen 5, ausgehend vom Mit tenbereich des zylindrischen Teiles 5, wird hieraus Material in Richtung der außen liegenden Schultern 16 der Rillen 7 gedrückt, so daß hier eine Wandverstärkung er reicht wird.

Bei dem Ausformen der Ausstülpung 8 sind die Innenfutterteile 2, 3 abständig zu einander angeordnet. Im nächsten Arbeitsgang, nachdem die Sickenrolle 5 aus ihrer Arbeitsposition herausgefahren sind, werden die rotierenden Innenfutterteile 2, 3 axial bis zu einem vorbestimmten Spalt 17 zueinander verstellt. Dabei verändert sich der Abstand der außenseitigen Wandungen der Ausnehmungen 4, d. h., dieser Abstand wird enger, wodurch eine Stauchung der Ausstülpung 8 erfolgt, so daß sich deren überschüssiges Material radial noch weiter nach außen erstreckt (Fig. 3). Hier kommt jedoch die Walzrolle 6 in Eingriff, durch die radiale Erstreckung der Ausstülpung 8 begrenzt wird.

Im weiteren Verlauf wird die Walzrolle 6, die eine umlaufende, im wesentlichen zylindrische Walzfläche 13 aufweist, radial gegen die gestauchte Ausstülpung 8 ge drückt, unter weiterer axialer Zustellung der Innenfutterteile 2, 3 unter Schließung des Spaltes 17, wodurch sich das Material im Sinne eines Fließens so verformt, daß sich eine Fläche 9 ergibt, die in ihrer Breite etwa dem Abstand der Wandungen der Ausnehmung 4 entspricht und deren Wandstärke dicker ist als die des Rohrab schnitts 1 im übrigen bzw. die des Felgenbettes 10.

Die Walzrolle 6 ist neben der radialen Zustellbarkeit axial bewegbar, so daß sie während des axialen Verfahrens beim Stauchen ständig im Eingriff ist. Durch die radiale Zustellung der Walzrolle 6 bereits beim Zusammendrücken der Ausstülpung 8, zumindest innerhalb der durch den Spalt 17 definierten Verfahrstrecke, werden die Schultern 16 verdickt, so daß in diesem Bereich eine mögliche Wandverdün nung wirksam verhindert wird.

Wie sich überraschend gezeigt hat, wird durch das erfindungsgemäße Verfahren so gar eine Wandstärkenverdickung in dem Bereich erzielt, in dem der Rohrabschnitt 1 der Länge nach geschweißt ist. Eine solche Schweißung liegt dann vor, wenn der Rohrabschnitt 1, wie üblich, aus einem Blechstreifen geformt ist.

Eine vorgeformte Felgenschüssel 14 kann vorab in den zu verdickenden, zylindri schen Teil 15 eingebracht werden, wobei sie sich auf dem Innenfutter 3 abstützt. In der Fig. 5 ist deutlich zu erkennen, daß die Felgenschüssel im Bereich eines kon zentrischen, sich axial erstreckenden Schenkels 18 nach dem Walzen, also dem Verdicken, von der verdickten Wandung der Fläche 9 umgriffen und so formschlüs sig gehalten wird. Gegenüber dem Stand der Technik sind hierdurch nicht nur ferti gungstechnische Vorteile gegeben, sondern auch erhebliche Qualitätsverbesserun gen. Insbesondere durch einen nunmehr exakten Rundlauf der Felge.

Bezugszeichenliste

1

Rohrabschnitt

2

Innenfutterteil

3

Innenfutterteil

4

Ausnehmung

5

Sickenrolle

6

Walzrolle

7

Rille

8

Ausstülpung

9

Fläche

10

Felgenbett

11

Kragen

12

Erhebung

13

Walzfläche

14

Felgenschüssel

15

zyl. Teil

16

Schulter

17

Spalt

18

Schenkel

Claims

1. Verfahren zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei dem aus einem vorzugsweise aus einem geschweißten Rohr hergestellten Rohrab schnitt (1) durch Kaltverformen ein Felgenbett (10) mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt und anschließend mit einer Felgenschüssel verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke im Verbindungsbereich mit der Felgenschüssel gegenüber der Wandstärke des Rohrabschnittes verdickt wird, wozu in diesem Bereich eine radial sich erstrec kende, umlaufende Ausstülpung (8) geformt, der Rohrabschnitt (1) unter Zu sammendrücken der Ausstülpung (8) axial gestaucht und die gestauchte Aus stülpung (8) zu einer Fläche (9) gewalzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpung (8) während des Stauchens gewalzt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach einem ersten Stauchen im weiteren Verlauf des Stauchens die Ausstülpung (8) gewalzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpung (8) nach außen geformt ist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausstülpung (9) nach innen geformt ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bildung der Ausstülpung (8) zwei parallel und mit Abstand zueinander verlaufende, umlaufende Rillen (7) in den Rohrabschnitt (1) gedrückt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rillen (7) radial und axial von der Ausstülpung 8 fort gedrückt werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wandstär kenverdickung eine vorgeformte Felgenschüssel (14) in den zu verdickenden Bereich des Rohrabschnitts (1) eingebracht wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß beim Walzen der Ausstülpung (8) der entsprechende Wandungsbereich um einen äußeren, kon zentrischen Schenkel der Felgenschüssel (14) geformt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Wandstär kenverdickung der Rohrabschnitt (1) vorgeformt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohrabschnitt (1) zunächst an beiden Endseiten konisch aufgeweitet wird.

12. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß ein Andruckfutter vorgesehen ist, an dem der Rohrabschnitt (1) anliegt und das eine Ausnehmung (4) aufweist, in die die Wandstärkenver dickung einformbar ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Andruck futter aus zwei antreibbaren Innenfutterteilen (2, 3) besteht, die in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Sickenrolle (5) zur Bildung der Ausstülpung (8) bzw. zum Eindrücken der Ril len (7) und mindestens eine Walzrolle (6) vorgesehen sind, die radial an den Rohrabschnitt (1) andrückbar sind.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzrolle (6) axial bewegbar gelagert ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenrolle (5) zwei parallel und mit Abstand zueinander verlaufende, umlaufende höc kerartige Erhebungen (12) aufweist, mittels derer die Rillen (7) unter Eindruck des Rohrabschnitts im Eingriffsbereich in die Ausnehmung (4) eindrückbar sind.

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenrolle (5) aus zwei parallel und mit Abstand zueinander verlaufenden separaten Sic kenrollen besteht, die abstandsveränderbar zueinander angeordnet sind.

18. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Sickenrollen (5) axial gegenläufig verstellbar sind.

19. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die separaten Sickenrollen federbelastet axial zueinander bewegbar sind.

20. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Innenfut terteil (2, 3) einen Kragen (11) aufweist, an dem der Rohrabschnitt (1) mit sei ner jeweiligen Kante anliegt.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12-20, dadurch gekennzeichnet, daß ein Teil der Ausnehmung (4) jedem der Innenfutterteile (2, 3) zugeordnet ist, und zwar in den einander zugewandten umfänglichen Bereichen.