DE10320688B3

DE10320688B3 - Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln

Info

Publication number: DE10320688B3
Application number: DE10320688A
Authority: DE
Inventors: Bruno Atts
Original assignee: Michelin Kronprinz Werke GmbH
Current assignee: Kronprinz GmbH
Priority date: 2003-04-30
Filing date: 2003-04-30
Publication date: 2005-01-20
Anticipated expiration: 2023-05-01
Also published as: US20040239172A1; DE502004007419D1; JP2004330303A; CN1541785A; PL1473097T3; US7251890B2; BRPI0401662A; EP1473097B1; ES2308107T3; EP1473097A1; BRPI0401662B1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Radschüssel in folgenden Schritten: DOLLAR A Ein rechteckiger Metallstreifen - vorgegebener gleichmäßiger Dicke - wird durch konische Walzen zu einem Teilkreisring kalt gewalzt, wobei die Verringerung der Dicke auf der äußeren Seite des gekrümmten Streifens mindestens 20% beträgt und der Umfang des Teilkreisringes zwischen 130 DEG -310 DEG , vorzugsweise bei 180 DEG , liegt, anschließend wird durch Runden eine konische Bandage erzeugt, deren Enden miteinander verschweißt werden, worauf dann durch Umformen der Boden der Schüssel ausgebildet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln.
Die Herstellung von Schüsseln für Kraftfahrzeugräder wird in der Regel aus Platinen vorgenommen, die wiederum aus Bandmaterial oder Breitflachstahl ausgestanzt oder ausgebrannt werden. Bei dieser Herstellungsart ist der Materialabfall sehr hoch und liegt bei ca. 35 bis 40%.
Um diese sehr hohe Materialverschwendung zu reduzieren, ist von verschiedenen Räderherstellern versucht worden diese Teile aus zylindrischen Bandagen herzustellen. Umgesetzt worden ist dies bisher nur mit einem sehr aufwendigen 2 Stufen Orbital-Pressverfahren.
Hierbei wird zunächst eine zylindrische Bandage hergestellt, aus der dann durch orbitales Pressen eine Kalotte hergestellt wird. In einem zweiten orbitalen Pressschritt wird der Schüsselboden vorgebildet. Anschließend erfolgt in herkömmlicher Weise die Fertigstellung der Schüssel.
Da dieses Verfahren vorwiegend auf Materialstauchen basiert, sind hierfür sehr hohe Kräfte erforderlich, so dass dies nur mit einem sehr hohen Investitionsaufwand realisiert werden kann.

Ein anderes Verfahren ist aus der DE-PS 493 472 bekannt. Hierbei wird ausgehend von einem Flacheisen, also einem rechteckigen Streifen, durch Walzen zwischen Kegelwalzen der Streifen nach einer Kante hin verjüngt und gleichzeitig gerundet. Hierdurch entsteht ein offener Kreisring, dessen Enden dann miteinander verbunden werden. Das Fertigformen der Schüssel erfolgt dann in einem Preß- oder Ziehverfahren.

Aus der US 1 399 951 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Radschüssel bekannt, bei dem zunächst aus einem rechteckigen Metallstreifen gleichmäßiger Dicke durch konische Walzen ein Teilkreisring erzeugt wird, bei dem die Verringerung der Dicke auf der äußeren Seite des gekrümmten Streifens mindestens 20% beträgt.

Der Umfang des Teilkreisringes liegt zwischen 130°–310°. Durch Runden wird dann eine Bandage erzeugt, deren Enden miteinander verschweißt werden. Abschließend wird durch Umformen der Boden ausgebildet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde das Herstellungverfahren zu vereinfachen.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen einer Radschüssel in folgenden Schritten:
ein rechteckiger Metallstreifen – vorgegebener gleichmäßiger Dicke – wird durch konische Walzen zu einem Teilkreisring kalt gewalzt, wobei die Verringerung der Dicke auf der äußeren Seite des gekrümmten Streifens mindestens 20% beträgt, und der Umfang des Teilkreisringes zwischen 130°–310°, vorzugsweise bei 180° liegt, anschließend wird durch Runden eine konische Bandage erzeugt, deren Enden miteinander verschweißt werden, worauf dann durch Umformen der Boden der Schüssel ausgebildet.

Bei der herkömmlichen Radschüsselherstellung wird die runde Platine in einer Fließdrückmaschine umgeformt. Hierbei wird der Schüsseltopf vom Spiegel (Boden) bis zum Rand konisch abgestreckt (verjüngt). Der Grund für das Abstrecken ist:
Gewichtsreduzierung des Bauteils
Verfestigung des Materials durch Kaltumformung

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Verjüngung bzw. die Kaltverfestigung des Materials bereits im Streifen, vor der ersten Umformung, durch Walzen erreicht. Der Streifen wird mittels konischer Walzen einseitig gelängt, so dass ein bogenförmiges Teil entsteht. Wesentlicher Unterschied zum Stand der Technik ist aber, dass kein Kreisring hergestellt wird, mit einem Umfang von nahezu 360 °, sondern ein Teilkreisring, dessen Umfang zwischen 130°–310° liegt, vorzugsweise bei 180°.

Anschließend wird dieser Teilkreisring zu einem geschlossenen Ring umgeformt, wobei dadurch gleich eine konische Bandage entsteht.

Aus der auf diese Weise hergestellten Bandage lässt sich durch einfache Pressoperationen sowohl der Schüsselboden als auch der Schüsseltopf umformen. Die Voraussetzung für die Schüsselbodenumformung ist, dass dieser Bereich bereits vorgeformt ist, d.h. beim Walzen des Streifens zwischen den konischen Walzen erfolgt eine Materialdickenverjüngung an der äußeren Seite des Streifens je nach gewünschter Umformung zwischen 20% und 50%. In Abhängigkeit davon liegt der Umfang des Teilkreisringes zwischen 130° und 310°.

Die weitere Arbeitsfolge entspricht der gegenwärtigen Fertigungsmethode.

Der Effekt des neuen Verfahrens ist – verglichen mit den derzeitig praktizierten Verfahren eine Materialersparnis von ca. 38%.

Das erfindungsgemäße Verfahren soll nachfolgend anhand der Zeichnungen an einem konkteren Beispiel erläutert werden, wobei die Herstellung für eine LWR Schüssel der Abmessung 22,5×9,00 beschrieben ist.
Wie sich aus der 1 ergibt, ist das Ausgangsprodukt ein Streifen vom Coil oder aus Breitflachstahl der angegebenen Abmessung. Dieser wird durch Kegelwalzen zu einem Streifen konisch auswalzen und dabei gleichzeitig zu einem Bogen oder Teilkreisring verformt.
Durch das konische Auswalzen des Materials entsteht auf der äußeren Faser des Streifens (R=540) eine größere Länge als an der inneren Faser (r=340), wodurch das Biegen des Streifens zu einem Bogen erleichtert wird. Vorzugsweise hat der Teilkreisring einen Umfang von 180°, auf jeden Fall aber deutlich weniger als 360° (2).
Durch Runden des Teilkreisringes zu einem geschlossenen Ring entsteht eine konische Bandage (3).
Die Biegerollen an der Rundemaschine müssen wegen der unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten an der inneren und äußeren Faser des bogenförmigen Streifens konisch ausgelegt sein und unter einem bestimmten Winkel zueinender stehen.
Das Schweißen (Abbrennstumpf- , Gleichstrompress- oder andere Schweißverfahren) sowie das Entgraten und Nachrunden der Teile erfolgt ähnlich wie bei der Felgenherstellung (4).
In der konischen Bandage wird unter einer Presse der Schüsselboden vorgepresst und der Radius zwischen dem Schüsselboden und dem Schüsseltopf dem Fertigmaß entsprechend ausgeführt (5).
Das Umlegen des Schüsselbodens kann unter einer Presse oder auf einer Fließdrückmaschine erfolgen.
Das Umlegen unter einer Presse ist ohne größere Probleme durchführbar sein, da durch das Fertigen der Teile aus einer konischen Bandage der Schüsselboden bereits zu ca. 30%–60% vorgeformt ist.
Das Fertigstellen des Schüsselbodens auf einer Fließdrückmaschine würde den zusätzlichen Effekt des Kaltverfestigens in diesem Bereich mit sich bringen welches zu einer Lebensdauerverbesserung des Rades führt.
Eine Reduzierung der Wandstärke des Einsatzmaterials wäre möglich und würde:

a eine Gewichtserleichterung des Bauteils,
b eine wertere Materialeinsparung

Das Umformen des Schüsseltopfes kann:
durch Fließdrücken (wie bisher) oder
aufgrund der bereits konisch ausgewalzten Materials im diesen Bereich, durch eine einfache Pressoperation anstelle des aufwändigen Fließdrückverfahrens erfolgen.
Die weiteren Arbeitsgänge für die Fertigstellung einer Radschüssel entsprechen den herkömmlichen Arbeitsgängen (6–8).

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Radschüssel in folgenden Schritten: ein rechteckiger Metallstreifen – vorgegebener gleichmäßiger Dicke – wird durch konische Walzen zu einem Teilkreisring kalt gewalzt, wobei die Verringerung der Dicke auf der äußeren Seite des gekrümmten Streifens mindestens 20% beträgt, und der Umfang des Teilkreisringes zwischen 130°–310°, vorzugsweise bei 180° liegt, anschließend wird durch Runden eine konische Bandage erzeugt, deren Enden miteinander verschweißt werden, worauf dann durch Umformen der Boden der Schüssel ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die konische Bandage einen Hauptwinkel relativ zur Symmetrieachse zwischen 20° und 70° aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Streifen keine Dickenverringerung an seiner Innenseite aufweist.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Verringerung der Dicke des Streifens an der Innenseite weniger als 20 % beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1–3, dadurch gekennzeichnet, dass an der Innenseite des Streifens eine Verdickung durch Aufstauchen erzeugt wird, die bis zu 30% beträgt.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die letzten Umformungen durch Fließpressen oder Pressen erfolgen.
Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Kaltwalzen mittels zweier oder mehrerer konischer Walzen erfolgt.