DE10343042A1 - Auswuchtgewicht - Google Patents

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Dietmar Wagenschein
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FRANKEN IND WERKE ERNST STENZ
Franken Industrie Werke Ernst Stenz & Co KG GmbH
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FRANKEN IND WERKE ERNST STENZ
Franken Industrie Werke Ernst Stenz & Co KG GmbH
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    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16FSPRINGS; SHOCK-ABSORBERS; MEANS FOR DAMPING VIBRATION
    • F16F15/00Suppression of vibrations in systems; Means or arrangements for avoiding or reducing out-of-balance forces, e.g. due to motion
    • F16F15/32Correcting- or balancing-weights or equivalent means for balancing rotating bodies, e.g. vehicle wheels
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C37/00Cast-iron alloys
    • C22C37/10Cast-iron alloys containing aluminium or silicon
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    • C22C38/04Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing manganese

Abstract

Die Erfindung richtet sich auf ein Auswuchtgewicht mit einem Gewichtskörper aus einem metallischen Werkstoff, wobei der Werkstoff des Gewichtskörpers eine Legierung mit dem Hauptlegierungsbestandteil Eisen und mit wenigstens einem geringen Anteil (> 0,001 Gew.-%) eines Legierungselements, insbesondere Kohlenstoff, ist.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf ein Auswuchtgewicht mit einem Gewichtskörper aus einem metallischen Werkstoff.
  • Derartige Auswuchtgewichte werden insbesondere bei den Rädern von (Kraft-)Fahrzeugen verwendet, um unwuchtbedingte Vibrationen und ggf. daraus folgenden Verschleiß zu minimieren. Üblicherweise wird hierfür Blei verwendet, da dieses ein vergleichsweise schwerer Werkstoff ist. In jüngerer Zeit ist dieser Werkstoff jedoch aufgrund potentiell nicht auszuschließender gesundheitlicher Beeinträchtigungen, insbesondere bei der Herstellung solcher Gewichte, unerwünscht.
  • Aus diesem Nachteil des bekannten Stands der Technik resultiert das die Erfindung initiierende Problem, ein Auswuchtgewicht zu schaffen, das die bisherigen Bleigewichte ersetzen kann.
  • Die Lösung dieses Problems gelingt dadurch, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers eine Legierung mit dem Hauptlegierungsbestandteil Eisen und mit wenigstens einem geringen Anteil eines Legierungselements, insbesondere Kohlenstoff (> 0,001 Gew.-%) ist.
  • Hierbei handelt es sich um „technisches" Eisen, das im Gegensatz zu dem chemischen Element Fe stets Legierungsbestandteile aufweist. Diese Legierungsbestandteile verleihen dem technischen Eisen jedoch vorteilhaftere Eigenschaften im Vergleich zu dem reinen Eisen, bspw. eine höhere Zugfestigkeit, Härte, usf. Auch ist die Herstellung reinen Eisens deutlich aufwendiger und daher teurer als die Herstellung technischen Eisens.
  • Es hat sich als günstig erwiesen, dass der Anteil des Kohlenstoffs in dem Werkstoff des Gewichtskörpers bei 2,1 Gew.% oder darunter liegt, vorzugsweise bei weniger als 0,8 Gew.-%, insbesondere bei weniger als 0,4 Gew.-%. Mit abnehmendem Kohlenstoffgehalt sinkt die Zugfestigkeit, und gleichzeitig erhöhen sich die Bruchdehnung und Kerbzähigkeit. Deshalb lassen sich Eisensorten mit geringerem Kohlenstoftanteil besser verformen, bspw. biegen, als solche mit einem größeren Kohlenstoftanteil, die sich spröder verhalten und daher bei ständigen Belastungen, bspw. Vibrationen, leichter beschädigt werden können.
  • Vorzugsweise besteht der Werkstoff des Gewichtskörpers aus Stahl. Im Gegensatz zu Gußeisen läßt sich Stahl mit verschiedenen Werkzeugen verformen, so dass ein erfindungsgemäßer Gewichtskörper an die Größe einer Felge angepaßt werden kann.
  • Sofern der Werkstoff des Gewichtskörpers aus einem Gefüge besteht, das Körner aus α-Eisen mit kubisch-raumzentriertem Gitter (Ferrit) enthält, so kann er an der guten Verformbarkeit dieser Ferritkörner partizipieren. Um diesen Effekt voll auszuschöpfen, sollte der Anteil des α-Eisens mit kubisch-raumzentriertem Gitter (Ferrit) in dem Werkstoff des Gewichtskörpers bei mehr als 90 Gew.% liegen, vorzugsweise bei mehr als 95 Gew.-%, insbesondere bei mehr als 98 Gew.-%.
  • Andererseits sollte der Werkstoff des Gewichtskörpers aus einem Gefüge bestehen, das eisencarbidhaltige Körner enthält (Fe3C, Zementit, Perlit), um die Zugfestigkeit zu steigern. Allerdings erhöhen diese eisencarbidhaltigen Körner auch die Sprödigkeit des Werkstoffs, und deshalb sollte der Anteil des Eisencarbids (Fe3C, Zementit, Perlit) in dem Werkstoff des Gewichtskörpers bei höchstens 10 Gew.-% liegen, vorzugsweise bei höchstens 5 Gew.-%, insbesondere bei höchstens 2 Gew.-%.
  • Die Erfindung empfiehlt, als Werkstoff des Gewichtskörpers einen Stahl mit einem ferritisch-perlitischen (unterperlitischen) Gefüge auszuwählen. Eisensorten aus diesem untereutektoide Bereich, bezogen auf den eutektoiden Perlitpunkt, weisen für den vorliegenden Anwendungsfall optimale physikalisch-mechanische Eigenschaften auf, insbesondere hinsichtlich der (Kalt-)Verformbarkeit.
  • Als Werkstoff für den Gewichtskörper kommt insbesondere ein (allgemeiner) Baustahl aus der Gruppe St33 bis St70 in Betracht. Zwar sind solche Baustähle nicht unbedingt korrosionsfrei; ein Mangel dieser Eigenschaft kann jedoch durch einen korrosionshemmenden Überzug ersetzt werden.
  • Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers ein warm- oder kaltgewalzuter oder gezogener Stahl ist. Dabei wird die Grenze zwischen Warm- und Kaltumformen, insbesondere -walzen, etwa durch die Rekristallisationstemperatur TR gezogen, die wiederum wie folgt auf die Schmelztemperatur TS bezogen werden kann: TR = 0,45·TS in K.
  • Für Warmumformungen liegt die bevorzugte (Zieh- oder Walz-) Temperatur etwa 200°C unter der Soliduslinie des Eisen-Kohlenstoff-Diagramms. Aus der Warmumformung resultierende, anisotropische Eigenschaften können zu schlechteren Biegeeigenschaften quer zu der Walzrichtung gegenüber den betreffenden Eigenschaften in Längsrichtung führen; dies ist jedoch bei dem bevorzugten Anwendungsfall zumeist von untergeordneter Bedeutung. Bei kaltgewalzten Eisensorten sinkt mit zunehmendem Kaltwalzgrad die Rekristallisationstemperatur, und damit steigt das Bestreben des Eisens, eine Verfestigung zurückzubilden und damit geschmeidiger zu werden. Aus diesem Grund sollte der Kaltwalzgrad oberhalb von 25% liegen.
  • Für den Anwendungsfall bei einem Auswuchtgewicht ist von erheblicher Bedeutung, dass der verwendete Werkstoff eine gute Kaltumformbarkeit aufweist, so dass Gewichtskörper geeigneter Größe abgeschnitten oder durch sonstige Kaltumformung hergestellt und an die Größe eines Rades angepaßt werden können. Damit korrespondiert eine Zugfestigkeit Rm des Gewichtskörper-Werkstoffs von weniger als 800 N/mm2, vorzugsweise von weniger als 750 N/mm2, insbesondere von weniger als 700 N/mm2.
  • Wenn der Werkstoff für den Gewichtskörper andererseits eine Zugfestigkeit Rm von mehr als 150 N/mm2 aufweist, vorzugsweise von mehr als 175 N/mm2, insbesondere von mehr als 200 N/mm2, oder gar von mehr als 250 N/mm2, so erträgt er auch eine mitunter etwas rauhe Behandlung, wie sie sich beim Montieren/Demontieren von Rädern niemals ausschließen läßt, ohne größere Verformung und daher auch ohne Beeinträchtigung der vorgenommenen Auswuchtmaßnahme.
  • Der Werkstoff des Gewichtskörpers sollte ein kaltzäher Stahl sein, insbesondere ein austenitischer Stahl, ggf. ein mit Ni oder Cr/Ni legierter Stahl, bspw. 12Ni19 oder XCrNi18.10. Eine solche Zähigkeit bei Kaltverformungen erlaubt das mehrmalige Bearbeiten, insbesondere Biegen eines Gewichtskörpers entsprechend vorgegebener Radgrößen.
  • Im Rahmen einer ersten Ausführungsform kann der Werkstoff des Gewichtskörpers ein Stahl der Werkstoffgruppe C sein (C-Stahl, Kohlenstoffstahl, „unlegierter Stahl"), bspw. C 45. Derartige Stahlsorten bringen die erforderlichen, mechanischen Eigenschaften mit; mangelnde Korrosionsfreiheit kann durch Auftrag eines korrosionshemmenden Überzugs kompensiert werden.
  • Größeren Einfluß auf die mechanischen, physikalischen und chemischen Eigenschaften des Stahls bieten Werkstoffe in Form von niedrig oder hoch legierten Stahlsorten, insbesondere Stähle der Werkstoffgruppe X, bspw. X5CrNi18.10. Dabei lassen sich weitere Legierungsbestandteile (neben Eisen und Kohlenstoff) insbesondere dazu nutzen, dem Gewichtskörper korrosionsbeständige Eigenschaften zu verleihen. Hierfür eignet sich besonders ein Hauptlegierungszusatz in Form von Chrom (insbesondere mehr als 12% Cr, bspw. X5CrNi18.9).
  • Bei der Auswahl eines geeigneten Werkstoffs sollte darauf geachtet werden, dass der Werkstoff Blei und/oder Zink nicht als Hauptlegierungsbestandteil enthält, vorzugsweise auch nicht als Hauptlegierungszusatz, insbesondere überhaupt nicht oder allenfalls in technisch unvermeidbaren Mengen. Blei soll wie oben ausgeführt aus gesundheitlichen Erwägungen heraus vermieden werden. Zink ist einerseits relativ leicht und andererseits spröde und daher kaum für Kaltumformzwecke geeignet.
  • Die Erfindung erlaubt eine Weiterbildung dahingehend, dass der Gewichtskörper aus einem Flacherzeugnis (Band, Blech) oder aus einem Langerzeugnis (Walzdraht, Stabstahl) zum Kaltumformen, insbesondere aus der Werkstoffgruppe D, bspw. DC 04, hergestellt ist. Im Rahmen des weiteren Herstellungsverfahrens erfolgt sodann das Abtennen geeigneter Massenportionen von dem Flach- oder Langerzeugnis sowie das Biegen derselben in eine der Radgröße entsprechende Form, ggf. auch das Entgraten und/oder das Einstanzen von Gewichtsangaben, Herstellermarken od. dgl. Bei Bedarf kann auch ein korrosionshemmender oder sonstiger Überzug aufgetragen werden.
  • Weitere Vorteile bietet ein Gewichtskörper, der aus einem kaltgewalzten Flachoder Langerzeugnis aus einem höherfesten Stahl zum Kaltumformen hergestellt ist, insbesondere aus einer Stahlsorte der Werkstoffgruppe H, bspw. H 360. Hier sind die Eigenschaften der Festigkeit und der Kaltumformbarkeit in idealer Weise vereinigt.
  • Wie oben ausgeführt, wurde der erfindungsgemäße Werkstoff derart ausgewählt, dass eine Herstellung der Auswuchtgewichte aus einem Werkstoffstrang, insbesondere einem (runden) Stangen- oder (flächigen) Bandmaterial durch Umformung möglich ist. Derartige Herstellungsverfahren, wie Schmieden, insbesondere aber Pressen (zum Anpassen an einen mittleren Felgenradius) und Stanzen (zum Abtrennen oder Einkerben von Trennstellen), erlauben üblicherweise höhere Durchsätze als Gußverfahren, da erstere einen eher kontinuierlichen Arbeitsgang darstellen, wobei ein einzelnes Teil nur für Sekundenbruchteile in einer Maschine verweilt. Bei Verwendung eines korrosionsbeständigen Werkstoffs ist eine Nachbearbeitung der durch Umformung erzeugten Auswuchtgewichte nicht mehr erforderlich. Anderenfalls muß sich das Auftragen eines Überzugs als Korrosionsschutz anschließen.
  • Sofern das erfindungsgemäße Auswuchtgewicht eine flächige Gestalt aufweist mit einer der Innenseite einer Felge etwa entsprechenden Wölbung, so kann es (weitgehend) vollflächig an dem (Innen-)Umfang einer Felge anliegen und kann sodann zusätzlich fixiert werden, bspw. mit einer Klemmvorrichtung. Die Erfindung empfiehlt jedoch, an einer vorzugsweise konvex gewölbten Fläche des Auswuchtgewichts eine Klebebeschichtung aufzutragen, mit der eine adhäsive Festlegung an einer Felge möglich ist. Diese Befestigungstechnik ist völlig ausreichend, da insbesondere bei Fahrzeugen mit zunehmender Fahrtgeschwindigkeit aufgrund von Fliehkräften ein zusätzlicher Anpreßdruck erzeugt wird.
  • Um ein erfindungsgemäßes Auswuchtgewicht zur Anpassung an die Wölbung einer Felge biegen und/oder auf ein gewünschtes, reduziertes Gewicht zerteilen zu können, mag an einer oder mehreren vorgegebenen Stellen (jeweils) wenigstens eine Querschnittsverringerung vorgesehen sein. Wie oben ausgeführt, hat der Werkstoff des erfindungsgemäßen Auswuchtgewichts eine etwas höhere Festigkeit als die bisherigen Bleigewichte. Um bei der Montage an einer Radfelge eine Anpassung an den gewünschten Gewichtswert einerseits und an den exakten Wölbungsradius der betreffenden Felge ohne Maschine herbeiführen zu können, haben sich derartige Querschnittsverringerungen als nützlich erwiesen. Diese lassen sich jeweils mit einer oder mehrerer Durchbohrungen und/oder mit einer oder mehreren Einkerbungen realisieren. Um ein manuelles Biegen (welches im Extremfall auch zum Abbrechen, d.h. Abtrennen führen kann) zuzulassen, sollte der verbleibende Gesamtquerschnitt im Bereich einer vorgesehenen Biege- bzw. Trennstelle nach folgender Formel bestimmt werden: dmin 2 [mm2]·bmin [mm] ≤ 10.000 [Nmm]/σb [N/mm2] mit
    dmin = Dicke des verbleibenden Querschnitts im Knick- bzw. Trennbereich
    bmin = projizierte bzw. zusammengefaßte Breite des Querschnitts im Knick- bzw. Trennbereich
    σb = Biegespannung des verwendeten Werkstoffs
  • Diese Formel verknüpft die Materialeigenschaften des gewählten Werkstoffs mit der Geometrie eines Auswuchtgewichts unter dem Gesichtspunkt des manuell überwindbaren Biegewiderstands.
  • Schließlich entspricht es der Lehre der Erfindung, dass die Abmessungen eines dem Querschnitt des Auswuchtgewichts quer zu dessen Wölbungsrichtung umbeschriebenen Rechtecks nach folgender Formel bestimmt sind: d2 [mm2]·b [mm] > 10.000 (Nmm]/σb [N/mm2] mit
    d = Dicke eines dem Querschnitt umbeschriebenen Rechtecks
    b = Breite eines dem Querschnitt umbeschriebenen Rechtecks
    σb = Biegespannung des verwendeten Werkstoffs
  • Diese Dimensionierung korrespondiert mit der zuvor wiedergegebenen Formel für die Bereiche reduzierten Querschnitts insofern, als solchenfalls eine manuelle Verformung nur an den ausgewählten Bereichen reduzierten Querschnitts möglich ist. Eine (Biege-) Verformung tritt demnach stets nur an den vorgesehenen Stellen auf, so dass bspw. ein Abbrechen (nach mehrmaligem Biegen) zu Teilstücken mit genau vorherbestimmten Massen führt. Daher ist es möglich, eine größere Anzahl von potentiellen Auswuchtgewichten hintereinander und noch zusammenhängend aneinanderzureihen und durch vordefinierte Sollbruchstellen voneinander definiert abtrennbar zu gestalten. Solchuenfalls können bei Bedarf ohne Maschine individuelle Auswuchtgewichte mit der gewünschten Masse bspw. in Abstufungen von 1, 2, 5, 10 oder 15 Gramm aus ein und demselben, bspw. bandförmigen Rohmaterial angefertigt werden. Dadurch reduziert sich der Lagerhaltungsaufwand bei einer Autowerkstatt ganz erheblich.
  • Bei diesen Formeln ist zu berücksichtigen, dass die Biegespannung σb an den von der Biegerichtung lotrecht durchsetzten Flächen etwa die größten Druck- und Zugspannungen σdmax und σzmax hervorruft. Die Biegebedingung besteht darin, dass zumindest dort die Zugfestigkeit Rm überschritten wird: σb = σzmax > Rm mit:
    σb = Biegespannung
    σzmax = maximal auftretende Zugspannung
    Rm = Zugfestigkeit
  • Weitere Merkmale, Einzelheiten, Vorteile und Wirkungen auf der Basis der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung sowie anhand der Zeichnung. Hierbei zeigt:
  • 1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Auswuchtgewichts in der Draufsicht;
  • 2 eine Seitenansicht auf die 1 in Richtung des Pfeils II;
  • 3 eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung in einer der 1 entsprechenden Darstellung;
  • 4 eine Seitenansicht auf die 3 in Richtung des Pfeils IV;
  • 5 ein Band mit mehreren, voneinander trennbaren Auswuchtgewichten in einer Ansicht gemäß 1; sowie
  • 6 eine Seitenansicht auf die 5 in Richtung des Pfeils VI.
  • Das Auswuchtgewicht 1 hat eine flache Gestalt mit einer etwa rechteckigen Grundfläche. Bei dem in 1 dargestellten Beispiel beträgt das Verhältnis Länge 1 zu Breite b etwa 2,5 : 1.
  • Das Auswuchtgewicht 1 weist eine leichte Wölbung auf, so dass seine Grundfläche entlang einer Zylindermantelfläche etwa vom Wölbungsradius einer Felgeninnenseite verläuft. Dabei ist die Symmetrieachse dieser (gedachten) Zylindermantelfläche parallel zu einer Schmalseite 2 des Auswuchtgewichts 1.
  • Das Auswuchtgewicht 1 besteht aus dem eigentlichen Gewichtskörper 3 aus einem erfindungsgemäßen Werkstoff und einer auf dessen konvexer Wölbungsaußenseite 4 applizierten, selbstklebenden Schicht 5, bspw. in Form eines doppelseitig klebenden Klebebandes.
  • Das Verhältnis der Dicke d (lotrecht zu der Grundfläche) zur Breite b des Gewichtskörpers 3 liegt etwa bei 0,125 : 1 bzw. 8 : 1. Bei einem derartigen Verhältnis d/b ≥ 5 empfiehlt die Erfindung eine Herstellung aus einem band- oder bahnförmigen Material, bspw. einem Blech etwa von der Stärke h, insbesondere durch Ausstanzen oder Ablängen. Sofern das Verhältnis d/b < 5 ist, kann darüber hinaus auch von einem (Rund-)Stab ausgegangen werden, der solchenfalls durch (Kalt-)Walzen auf den gewünschten Querschnitt umgeformt werden kann.
  • Als Rohmaterial für die erfindungsgemäßen Auswuchtgewichte empfiehlt die Erfindung eine korrosionsbeständige Legierung mit einer Dichte zwischen 6,7 kg/dm3 und 11,0 kg/dm3, insbesondere zwischen 7 kg/dm3 und 9,0 kg/dm3, u.a. Chrom-Nickel-Stahl (z.B. X5CrNi18.10) oder Edelstahl. Andererseits könnte auch ein weniger oder nicht rostfreier Werkstoff Verwendung finden, bspw. Baustahl; solchenfalls müßte jedoch nach Abschluß aller (spanenden oder nicht spanenden Umformvorgänuge sowie vorzugsweise vor dem Applizieren einer rückseitigen Selbstklebeschicht ein Korrosionsschutz-Überzug aufgetragen werden.
  • Alle vorderseitigen, d.h., nicht an die mit der Klebeschicht 5 versehene Seite 4 angrenzenden Kanten 6, 7, 8 des Gewichtskörpers 3 sind gebrochen, um die Verletzungsgefahr zu minimieren.
  • Der Gewichtskörper 3 ist ferner mit einer durchgehenden Ausnehmung 9, insbesondere in Form einer Durchgangsbohrung mit dem Radius r, versehen, die sich bei der gezeichneten Ausführungsform 1 etwa in der Mitte der Grundfläche befindet und den Gewichtskörper entlang seiner gesamten Dicke h durchdringt. Durch diese Maßnahme ist entlang einer mittigen, parallel zu einer Schmalseite 2 verlaufenden Symmetrieebene eine Querschnittsreduzierung erreicht, bspw. auf etwa 60 % des Querschnitts im Bereich einer Schmalseite 2. An der solchermaßen hervorgehobenen Querschnittsebene (etwa mittig durch die Ausnehmung 9) ist damit eine Sollbiegelinie geschaffen, welche ein manuelles Biegen des Gewichtskörpers 3 trotz dessen gegenüber Blei erhöhten Festigkeit erlaubt.
  • An einer derartigen Sollbiegelinie kann demnach einerseits eine Anpassung des Wölbungsradius an unterschiedliche Felgeninnendurchmesser erreicht werden. Durch mehrmaliges Hin- und Herbiuegen entlang dieser Sollbiegelinie kann außerdem ein Bruch des Gewichtskörpers 3 hervorgerufen werden, um dadurch zwei Teile mit definiertem Gewicht zu erhalten.
  • Der Minimalquerschnitt ergibt sich solchenfalls entlang einer zu einer Schmalseite 2 parallelen Ebene, wobei bmin < b, insbesondere bmin = b–2·r, während dmin = d.
  • Daher genügt bereits eine einzige Bohrung 9 zur Schaffung einer definierten Sollbiegelinie. Dennoch kann deren Lage noch exakter vorgegeben werden, indem anstelle nur einer Bohrung 9 deren zwei oder noch mehr vorgesehen werden, welche entlang der gewünschten Sollbiegelinie in bspw. gleichmäßigen Abständen aneinandergereiht sind. Solchenfalls kann deren Durchmesser reduziert werden, wodurch der Gesamtdurchmesser des durch das Ausbohren oder -stanzen dieser Ausnehmungen 9 und damit der Verschnitt ggf. minimiert werden kann. Denn für eine definierte Biegung ist nur der (verbleibende) Querschnitt entlang der Sollbiegelinie relevant, der sich auch mit mehreren (k) Ausnehmungen 9 jeweils vom Radius rk = r/k (bezogen auf den Radius r einer Ausnehmung 9) erzielen läßt, während der Verschnitt auf den Faktor 1/k reduziert ist. Um den Herstellungsaufwand andererseits zu begrenzen, schlägt die Erfindung als Anzahl k der Ausnehmungen 9 einen Bereich von 1 bis 5, insbesondere 2 bis 3, vor.
  • Das Auswuchtgewicht 11 gemäß den 3 und 4 unterscheidet sich mit Ausnahme anderer Abmessungen von der Ausführungsform 1 nur dadurch, dass eine mittige Sollbiegelinie hier nicht mit einer durchgehenden Ausnehmung, sondern mittels einer entlang der Sollbiegelinie verlaufenden, insbesondere nutförmigen Einkerbung 19 realisiert ist. Die Einkerbung befindet sich vorzugsweise an der nicht mit der Klebstoffschicht 15 versehenen, konkav gewölbtem Vorder- oder Innenseite 20 des Gewichtskörpers 13. Ihre Querschnittsgeometrie kann nahezu beliebig sein und ist vor allem durch das Herstellungsverfahren bedingt (bspw. Sägen, Fräsen, Lasern oder Wasserschneiden, aber auch Stanzen), sowie evtl. dadurch, dass scharfe Kanten aufgrund der diesen innewohnenden Kerbwirkung vermieden werden sollten, so dass ein Abbrechen nur in erwünschten Fällen eintritt. Als Nebenforderung sollte ggf. beachtet werden, dass eine solche Einkerbung insbesondere an ihrem oberen bzw. äußeren Rand weit genug sein sollte, um ein Biegen der Gewichtskörper 13 ggf. auch aufeinander zu zu ermöglichen. Hierfür hat sich ein etwa V-förmiger Kerbenquerschnitt bewährt, der sich zumindest in seinem peripheren Bereich zu seiner Ober- oder Außenseite hin mit einem Winkel von bspw. 15° bis 45°, vorzugsweise etwa 30°, erweitert. Der Rundungsradius im Nutgrund kann dagegen in weiten Grenzen variiert werden.
  • Wiederum ist vor allem der verbleibende Minimalquerschnitt entlang der Sollbiegelinie relevant, also im Bereich des Nutgrundes 19, da dieser Minimalquerschnitt das zum Verbiegen zu überwindende Widerstandsmoment definiert, welches bei Bedarf bspw. von einem Mechaniker manuell aufgebracht werden muß bzw. kann. In diesem Fall gilt: bmin = b, während dmin < d, insbesondere dmin = d–t (mit t = maximale Tiefe der Einkerbung 19 im Bereich ihres Grundes).
  • Die bei den Ausführungsformen 1 und 11 dargestellten Möglichkeiten zur Querschnittsreduzierung können auch miteinander kombiniert werden, indem bspw. am Boden einer Nut 19 zusätzlich voneinander beabstandete Duchgangsbohrungen 9 angebracht werden. Solchenfalls definiert der verbleibende Restquerschnitt mit dmin < d und bmin < b die Biegeeigenschaften.
  • Wie die Ausführungsform 21 zeigt, können auch mehrere, insbesondere viele zueinander vorzugsweise parallele Sollbiegelinien vorgesehen sein, so dass sich eine bandförmige Struktur mit aneinander hängenden Gewichtskörpern 23 ergibt, die jedoch entlang beliebiger Sollbiegelinien bzw. Einkerbungen 29 voneinander getrennt werden können. Durch ein regelmäßiges Raster der Abstände dieser Einkerbungen 29 lassen sich bei Bedarf jeweils ein oder mehrere, zusammen hängende Gewichtskörper 23 von dem Rest des Bandes 21 abtrennen, um sodann zusammengenommen gerade eben das gewünschte Gewicht zu ergeben. Das rückseitige Klebeband 25 kann entlang einzelner oder aller Einkerbungen 29 unterbrochen sein; kann bei Bedarf allerdings auch mit einer abreißbaren Beschaffenheit ausgeführt sein.
  • Wenn Gewichtskörper 3, 13, 23 mit querschnittlich reduzierten Sollbruchlinien versehen sind, um das Abtrennen von Teilen zu ermöglichen, sollte gleichzeitig nach Möglichkeit ein korrosionsfreier oder zumindest korrosionsarmer Werkstoff verwendet werden, damit insbesondere auch an der Bruchstelle keine Korrosion einsetzt.

Claims (27)

  1. Auswuchtgewicht (1; 11; 21) mit einem Gewichtskörper (3; 13; 23) aus einem metallischen Werkstoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) eine Legierung mit dem Hauptlegierungsbestandteil Eisen und mit wenigstens einem geringen Anteil (> 0,001 Gew.-%) eines Legierungselements, insbesondere Kohlenstoff, ist.
  2. Auswuchtgewicht nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Kohlenstoffs in dem Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) bei 2,1 Gew.% oder darunter liegt, vorzugsweise bei weniger als 0,8 Gew.%, insbesondere bei weniger als 0,4 Gew.%.
  3. Auswuchtgewicht nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) aus Stahl besteht.
  4. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) aus einem Gefüge besteht, das Körner aus a-Eisen mit kubischraumzentriertem Gitter (Ferrit) enthält.
  5. Auswuchtgewicht nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des α-Eisens mit kubisch-raumzentriertem Gitter (Ferrit) in dem Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) bei mehr als 90 Gew.-% liegt, vorzugsweise bei mehr als 95 Gew.%, insbesondere bei mehr als 98 Gew.-%.
  6. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) aus einem Gefüge besteht, das Körner aus Eisencarbid (Fe3C, Zementit) enthält.
  7. Auswuchtgewicht nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil des Eisencarbids (Fe3C, Zementft) in dem Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) bei weniger als 10 Gew.% liegt, vorzugsweise bei weniger als 5 Gew.-%, insbesondere bei weniger als 2 Gew.%.
  8. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein Stahl mit einem ferritisch-perlitischen Gefüge ist.
  9. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein allgemeiner Baustahl aus der Gruppe St33 bis St70 ist.
  10. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein warm- oder kaltgewalzter und/oder gezogener Stahl ist.
  11. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) eine gute Kaltumformbarkeit aufweist.
  12. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) eine Zugfestigkeit Rm von weniger als 800 N/mm2 aufweist, vorzugsweise von weniger als 750 N/mm2, insbesondere von weniger als 700 N/mm2.
  13. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) eine Zugfestigkeit Rm von mehr als 150 N/mm2 aufweist, vorzugsweise von mehr als 200 N/mm2, insbesondere von mehr als 250 N/mm2.
  14. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein kaltzäher Stahl ist, insbesondere ein austenitischer Stahl, ggf. ein mit Ni oder Cr/Ni legierter Stahl, bspw. 12Ni19 oder XCrNi18.10.
  15. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein Stahl der Werkstoffgruppe C ist (C-Stahl, Kohlenstoffstahl, „unlegierter Stahl"), bspw. C 45.
  16. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) ein niedrig oder hoch legierter Stahl ist, insbesondere ein Stahl der Werkstoffgruppe X, bspw. XSCrNi18.10.
  17. Auswuchtgewicht nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass bei dem Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) als Hauptlegierungszusatz ein Element eingesetzt ist, das dem Gewichtskörper (3; 13; 23) korrosionsbeständige Eigenschaften verleiht, bspw. Chrom (über 12% Cr, bspw. X5CrNi18.9).
  18. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Werkstoff des Gewichtskörpers (3; 13; 23) kein Blei enthält oder allenfalls in technisch unvermeidbaren Mengen.
  19. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper (3; 13; 23) aus einem Flach- oder Langerzeugnis zum Kaltumformen, insbesondere aus der Werkstoffgruppe D, bspw. DC 04, hergestellt ist.
  20. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper (3; 13; 23) aus einem kaltgewalzten Flach- oder Langerzeugnis aus einem höherfesten Stahl zum Kaltumformen, insbesondere aus der Werkstoffgruppe N, bspw. H 360, hergestellt ist.
  21. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper (3; 13; 23) aus einem Werkstoffstrang, insbesondere einem (runden) Stangen- oder (flächigen) Bandmaterial hergestellt ist, insbesondere durch Umformung.
  22. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtskörper (3; 13; 23) eine flächige Gestalt aufweist mit einer der Innenseite einer Felge etwa entsprechenden Wölbung.
  23. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an einer vorzugsweise konvex gewölbten Fläche (4; 14; 24) des Gewichtskörpers (3; 13; 23) eine Klebebeschichtung (5; 15; 25) aufgetragen ist.
  24. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine oder mehrere Querschnittsverringerungen des Gewichtskörpers (3; 13; 23) zur Erleichterung des Biegens und/oder Zerteilens an vorgegebenen Stellen.
  25. Auswuchtgewicht nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittsverringerung(en) des Gewichtskörpers (3; 13; 23) jeweils mit einer oder mehrerer Durchbohrungen (9) und/oder mit einer oder mehreren Einkerbungen (19; 29) realisiert ist (sind).
  26. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der verbleibende Gesamtquerschnitt des Gewichtskörpers (3; 13; 23) im Bereich einer vorgesehenen Biegestelle (9; 19; 29) sich nach folgender Formel bestimmt: dmin2 [mm2]·bmin [mm] ≤ 10.000 [Nmm]/σb [N/mm2] mit dmin = Dicke des verbleibenden Querschnitts im Knick- bzw. Trennbereich bmin = projizierte bzw. zusammengefaßte Breite des Querschnitts im Knickbzw. Trennbereich σb = Biegespannung des verwendeten Werkstoffs
  27. Auswuchtgewicht nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abmessungen eines dem Querschnitt des Gewichtskörpers (3; 13; 23) quer zu dessen Wölbungsrichtung umbeschriebenen Rechtecks nach folgender Formel bestimmt sind: d2 [mm2]·b [mm] > 10.000 [Nmm] / σb [N/mm2] mit d = Dicke eines dem Querschnitt umbeschriebenen Rechtecks b = Breite eines dem Querschnitt umbeschriebenen Rechtecks σb = Biegespannung des verwendeten Werkstoffs
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