DE19954913A1

DE19954913A1 - Motor vehicle wheel rim production involves profiling and flow-turning by pressure rolls to reduce outer bed flank thickness.

Info

Publication number: DE19954913A1
Application number: DE1999154913
Authority: DE
Inventors: Peter Aderer; Hans-Heiner Buechel; Werner Kermelk; Georg Lichtenberg; Wolfgang Petry; Friedhelm Rechmann; Hans Scheidhauer; Hans-Joachim Vorbeck
Original assignee: Hayes Lemmerz Holding GmbH
Current assignee: Hayes Lemmerz Holding GmbH
Priority date: 1999-11-16
Filing date: 1999-11-16
Publication date: 2001-05-17

Abstract

Sheetmetal strip is welded to form a closed ring which is in turn profiled into a pre-rim (1) and at the same time forms inner and outer rim flanges (2,3) as well as a sheet shoulder area (4) and rim bed (5) made up of outer and inner flanks (7,8) and bed floor (6). One of the bed flanks, preferably the outer flank (8) of the rim should be flow-turned after profiling so as to increase the width of the rim. Flow-turning is performed by pressure rolls which reduce the bed flank thickness by 40%-70%, thus also producing the shoulder (4). During profiling a prior angle is formed between outer flank and bed floor (6) and the wheel disk (9) is preferably welded in a press-fit to the rim before flow-turning, i.e. at the profiling stage.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Fahr zeugrädern für Nutzfahrzeuge mit einer einteiligen Steil schulterfelge und einer Radschüssel.The invention relates to a method for producing driving Tool wheels for commercial vehicles with a one-piece steep shoulder rim and a wheel bowl.

Das Herstellen von Fahrzeugrädern für Nutzfahrzeuge umfaßt in der Regel drei Teilverfahren, nämlich das Herstellen der Steil schulterfelgen, das Herstellen der Radschüssel und als drittes Teilverfahren das Verschweißen der Radschüssel und der Steil schulterfelge. Wie bei Herstellverfahren für Personenkraftfahr zeuge bekannt, können Radschüssel und Felge in einer Fertigungs straße weitestgehend automatisch zusammengebaut werden. Da bei den Fahrzeugrädern für Nutzfahrzeuge in den Abmessungen größere Unterschiede bestehen, werden die Fertigungsstraßen für Nutz fahrzeugräder häufig variabler ausgelegt. Für das Verschweißen wird dann die Felge direkt aus dem Herstellungsprozeß entnommen, während die Schüssel von einem Zwischenlager zugeführt wird.The manufacture of vehicle wheels for commercial vehicles includes in usually three sub-processes, namely the production of the steep shoulder rims, the manufacture of the wheel bowl and third Partial process of welding the wheel bowl and the steep shoulder rim. As with manufacturing processes for passenger cars Known witness can wheel and rim in a manufacturing as far as possible are automatically assembled. There with the vehicle wheels for commercial vehicles in dimensions larger Differences exist, the production lines are useful vehicle wheels are often designed to be more variable. For welding the rim is then removed directly from the manufacturing process, while the bowl is being fed from an interim storage facility.

Das Herstellen der Steilschulterfelge umfaßt jeweils die Schrit te
The manufacture of the steep shoulder rim includes the steps

a) Creating a closed ring by rounds and Welding the ends of a metal strip and
b) Profiling the ring with a steep shoulder rim con ture by profile rollers, whereby a Finished rim with at least outer and inner rims horn, outer and inner steep shoulder and rim depth bed with outer bed flank, inner bed flank and Drop bed floor is formed.

Als Ausgangsmaterial für die Felgen dienen von einem Bandstahl abgelängte Blechstreifen, deren Abmessungen von der gewünschten Maulweite der Felgen und deren Durchmesser und den mit den vor handenen Maschinen zu verarbeitenden Felgenbreiten abhängt. Die abgelängten Blechstreifen werden mit den vorgenannten Arbeits schritten einschließlich eines Kalibrierschrittes zu fertig ge formten Felgen (Fertigfelgen) profiliert und in einem anschlie ßenden Arbeitsschritt mit der Radschüssel verschweißt.A steel strip serves as the starting material for the rims cut metal strips, the dimensions of which you want Inner width of the rims and their diameter and those with the front available machines depends on the rim widths to be processed. The Cut sheet metal strips are working with the aforementioned steps including a calibration step molded rims (finished rims) profiled and then welding step welded to the wheel bowl.

Die Abmessungen einteiliger, d. h. nicht aus mehreren Teilen zu sammengeschweißter Felgen, die mit den in den Fertigungsstraßen vorhandenen Maschinen und Werkzeugen hergestellt werden können, sind begrenzt. Die Entwicklung und der Marktbedarf bei Fahrzeu grädern für Nutzfahrzeuge geht dahin, an den Antriebsachsen der Fahrzeugräder statt der bisher üblichen Zwillingsräder entspre chend breitere Einzelräder, also Fahrzeugräder für Nutzfahrzeuge mit Steilschulter-Breitfelge, einzusetzen, deren Herstellung auf den vorhandenen Maschinen jedoch Schwierigkeiten bereitet.The dimensions of one piece, i.e. H. not made up of several parts welded rims with those in the production lines existing machines and tools can be manufactured, are limited. The development and market needs for vehicles grades for commercial vehicles goes there on the drive axles of the Vehicle wheels instead of the previously common twin wheels correspond accordingly wider individual wheels, i.e. vehicle wheels for commercial vehicles with steep shoulder wide rim to use, their manufacture on the existing machines, however, cause difficulties.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugrädern für Nutzfahrzeuge zu schaffen, das eine kosten günstige Produktion von Steilschulterfelgen für Breitreifen er möglicht, so daß dem Bedürfnis des Marktes Rechnung getragen werden kann.The object of the invention is to provide a method for producing To create vehicle wheels for commercial vehicles that cost one cheap production of steep shoulder rims for wide tires possible, so that the needs of the market are taken into account can be.

Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß nach dem Profilieren einer Vorfelge durch Abstreckdrücken wenigstens einer der Bettflanken der Vorfelge die Felgenbreite vergrößert wird. Durch diesen Verfahrensschritt ist es möglich, Fahrzeugrä der für Breitreifen nahezu beliebiger Maulweiten herzustellen, ohne daß die in den Fertigungsstraßen vorhandenen Maschinen und Werkzeuge zum Herstellen der Steilschulterfelgen durch entspre chende Maschinen und Werkzeuge mit Abmessungen für größere Fel genbreiten ersetzt werden müssen. Durch das Abstrecken der Vor felgen auf die gewünschte Breite wird außerdem eine Gewichtsop timierung erzielt, so daß durch das erfindungsgemäße Verfahren zugleich das Bestreben nach gewichtsreduzierten Fahrzeugrädern erfüllt wird. Durch das Abstreckdrücken entsteht ein spannungs optimiertes Fahrzeugrad, das in Bereichen geringerer Beanspru chung einen angepaßt niedrigeren Materialquerschnitt und eine höhere Materialfestigkeit aus der Kaltumformung erhält.This object is achieved according to the invention in that the profiling of a rim by ironing at least one of the bed flanks of the front rim increases the rim width becomes. This process step makes it possible to lock the vehicle that can be produced for wide tires of almost any width, without the existing machines and Tools for making the steep shoulder rims by corre suitable machines and tools with dimensions for larger fields width must be replaced. By stretching the front rims to the desired width will also be a weight op Timing achieved so that by the inventive method at the same time striving for weight-reduced vehicle wheels is fulfilled. The ironing press creates a tension optimized vehicle wheel that is used in areas with less stress an adjusted lower material cross section and a receives higher material strength from cold forming.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Abstreck drücken durch Drückwalzen, wobei weiter vorteilhaft beim Ab streckdrücken bzw. Auswalzen die Materialstärke der abzustrec kenden Bettflanke der Vorfelge um 40% bis 70% verringert werden kann.In a preferred embodiment, the ironing is done press by pressure rolling, which is further advantageous in the Ab stretch or roll out the material thickness of the material to be cut the bed flank of the leading edge can be reduced by 40% to 70% can.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Ver fahrens wird die äußere Bettflanke abgestreckt, die das Ventil loch enthalten kann. Vorteilhaft ist, wenn hierbei auch die äu ßere Steilschulter erzeugt wird. Ferner ist es für diese Verfah rensvariante günstig, wenn die Vorfelge beim Profilieren zwi schen der äußeren Bettflanke und dem Tiefbettboden einen Vorwin kel erhält, der kleiner als der Normwinkel der Steilschulter ist, so daß das nachfolgende Abstreckdrücken erleichtert wird.In a preferred embodiment of the Ver The outer flank of the bed is stretched, which is the valve hole may contain. It is advantageous if the external outer steep shoulder is generated. It is also for this procedure rens Variants cheap if the rims between profiling between the outer flank of the bed and the deep-bed floor kel, which is smaller than the standard angle of the steep shoulder is, so that the subsequent ironing press is facilitated.

Bei einem besonders bevorzugten Verfahren wird die beim Profi lieren profilierte Vorfelge mit der Radschüssel verschweißt, be vor die Felgenbreite durch Abstreckdrücken zumindest der Bett flanke vergrößert wird. Diese Reihenfolge der Verfahrensschritte hat den Vorteil, daß ohne zusätzliche Maßnahmen eine größere Laufgenauigkeit an der breiteren, abgestreckten Felgenseite und eine höhere Laufgenauigkeit mit Bezug zur Radschüssel erzeugt wird, da Radschüssel und Steilschulterfelge bereits fest mitein ander verbunden sind und die maßhaltige Lage zwischen diesen beiden Radteilen durch das Abstreckdrücken beeinflußt werden kann. Alternativ können Felge und Radschüssel auch miteinander verschweißt werden, nachdem die Felgenbreite durch Abstreck drücken vergrößert wurde.In a particularly preferred method, the professional profiled rims welded to the wheel bowl, be in front of the rim width by ironing at least the bed flank is enlarged. This sequence of process steps has the advantage that a larger one without additional measures Accuracy on the wider, stretched rim side and generates a higher running accuracy with reference to the wheel bowl because the wheel bowl and steep shoulder rim are already firmly together are connected and the dimensional position between them both wheel parts are affected by the ironing press can. Alternatively, the rim and wheel disc can also be used together be welded after the rim width by ironing press was enlarged.

Zur Erhöhung der Radfestigkeit wird bevorzugt, daß bei dem er findungsgemäßen Verfahren die Radschüssel mit Preßsitz in die Vor- oder Fertigfelge eingepaßt wird. Die Anbindung bzw. das Verschweißen von Radschüssel und Steilschulterfelge kann vor zugsweise in einem stärker dimensionierten Bereich des Tief betts, vorzugsweise in einem nicht abgestreckten Bereich des Tiefbetts erfolgen.To increase the wheel strength, it is preferred that he inventive method the wheel bowl with a press fit in the Before or finished rim is fitted. The connection or that Welding of the wheel bowl and steep shoulder rim can occur preferably in a more dimensioned area of the low bed, preferably in an undrawn area of the Low bed.

Ferner kann beim Herstellen des geschlossenen Rings als Aus gangsmaterial ein Blechstreifen mit konstanter Materialstärke vorteilhaft Verwendung finden, da eine spannungs- und gewichts optimierende Querschnittsreduzierung durch das Abstreckdrücken erfolgt.Furthermore, when manufacturing the closed ring as off a sheet metal strip with a constant material thickness find advantageous use because of a tension and weight optimizing cross-section reduction by ironing he follows.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird nun beispielhaft unter Be zugnahme auf die Zeichnung erläutert. In der Zeichnung zeigen:The method according to the invention is now exemplified under Be access to the drawing explained. The drawing shows:

Fig. 1 schematisch den erfindungsgemäßen Verfahrens schritt des Abstreckens; und Fig. 1 shows schematically the process step of ironing according to the invention; and

Fig. 2 ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge stelltes Fahrzeugrad für Breitreifen. Fig. 2 is a Herge provided vehicle wheel for wide tires.

Fig. 1 zeigt beispielhaft den erfindungsgemäßen Verfahrens schritt des nachträglichen Abstreckdrückens der schraffiert dar gestellten Steilschultervorfelge 1 eines insgesamt mit 10 be zeichneten Fahrzeugrades für ein Nutzfahrzeug. Die Verfahrens schritte, die zur Herstellung der schraffiert dargestellten Steilschultervorfelge 1 geführt haben, sind, wie eingangs be reits erläutert, zuerst Herstellen eines geschlossenen Rings durch Runden und Zusammenschweißen der Enden eines ebenen, abge längten Blechstreifens und anschließend Profilieren des Rings zu einer Vorfelge durch Profilrollen. Beim Profilrollen wird in der Felgenkontur ein äußeres Felgenhorn 2, ein inneres Felgen horn 3, eine innere Steilschulter 4 sowie ein Tiefbett 5 mit Tiefbettboden 6, innerer Bettflanke 7 und äußerer Bettflanke 8 ausgebildet. Es wird also eine Vorfelge 1 erzeugt, deren äußere Bettflanke 8 in einem Winkel von 10° zur horizontalen Ausrich tung des Tiefbettbodens 6 geneigt ist und die sich bis zum äuße ren Felgenhorn 2 erstreckt. Die Vorfelge 1 hat über ihre gesamte Breite im wesentlichen die gleiche Materialstärke D. Die schraf fiert gezeigte Vorfelge 1 ist noch nicht fertiggestellt, da sie u. a. keine äußere Steilschulter aufweist. Fig. 1 shows an example of the inventive method step of the subsequent ironing of the hatched steep shoulder rims 1 of a total of 10 be marked vehicle wheel for a commercial vehicle. The method steps that have led to the production of the steep shoulder rims 1 shown in hatching are, as already explained at the outset, first producing a closed ring by rounding and welding the ends of a flat, lengthened sheet metal strip and then profiling the ring to a preliminary rim by profile rollers . When rolling profile, an outer rim flange 2 , an inner rim flange 3 , an inner steep shoulder 4 and a drop bed 5 with drop base 6 , inner bed flank 7 and outer bed flank 8 are formed in the rim contour. It is therefore a preliminary rim 1 is generated, the outer bed flank 8 is inclined at an angle of 10 ° to the horizontal alignment device of the deep-bed floor 6 and which extends to the outer rim flange 2 . The Vorfelge 1 has over its entire width substantially the same material thickness D. The hatched fiert shown Vorfelge 1 is not yet completed, because it has inter alia no external steep shoulder.

Nach der Herstellung der Vorfelge 1 wird diese in einem zweiten Verfahrensschritt mit einer Radschüssel 9 verschweißt, wobei die Radschüssel 9 mittels Preßsitz in den Tiefbettboden 6 der Vor felge 1 eingepaßt wird. Mit Bezugszeichen 11 ist die Schweißnaht zwischen Felge und Schüssel bezeichnet. Die in Fig. 1 schraf fiert gezeigte Vorfelge 1 hat eine Maulweite (Abstand zwischen den Felgenhörnern 2, 3), die der maximalen, mit den vorhandenen Maschinen und Werkzeugen erzeugbaren Felgenbreite entspricht.After the manufacture of the preliminary rim 1 , it is welded to a wheel bowl 9 in a second method step, the wheel bowl 9 being fitted into the deep-bed base 6 of the rim 1 by means of a press fit. The reference number 11 denotes the weld seam between the rim and the bowl. The hatched rim 1 shown in FIG. 1 has an internal width (distance between the rim flanges 2 , 3 ) which corresponds to the maximum rim width that can be produced with the existing machines and tools.

In einem nächsten Verfahrensschritt wird nun die schraffiert dargestellte Vorfelge 1 zu der in der linken Hälfte der Fig. 1 unschraffiert dargestellten Steilschulterfertigfelge 1' für Breitreifen abgestreckt. Das Abstreckdrücken erfolgt vorzugswei se durch Drückwalzen. Da die notwendigen Arbeitsschritte zum Drückwalzen bekannt sind, wird hier auf eine Erläuterung ver zichtet. Die äußere Bettflanke 8' erhält durch das Abstreck drücken eine Materialstärke D', die um ca. 40% bis 70% geringer als die Ausgangsmaterialstärke D ist. So kann beispielsweise das Ausgangsmaterial eine Materialdicke D von 9,5 mm aufweisen, wäh rend die Materialstärke D' der Bettflanke 8' nur noch eine Mate rialstärke von 5,5 mm hat. Beim Abstreckdrücken der Bettflanke 8 zur Bettflanke 8' wird gleichzeitig die äußere Steilschulter 12 erzeugt. Beide Steilschultern 4, 12 erhalten eine Schulternei gung von 15°.In a next process step, the preliminary rim 1 shown hatched is stretched to the steep-shoulder finished rim 1 'for wide tires, which is not hatched in the left half of FIG. 1. The ironing press is preferably done by pressure rolling. Since the necessary work steps for pressure rolling are known, an explanation is omitted here. The outer bed flank 8 'is given a material thickness D' by the ironing which is about 40% to 70% less than the starting material thickness D. For example, the starting material can have a material thickness D of 9.5 mm, while the material thickness D 'of the bed flank 8 ' only has a material thickness of 5.5 mm. When the bed flank 8 is pressed to the bed flank 8 ', the outer steep shoulder 12 is produced at the same time. Both steep shoulders 4 , 12 receive a shoulder formation of 15 °.

In Fig. 2 ist das mittels des erfindungsgemäßen Herstellungsver fahrens hergestellte Fahrzeugrad 10' mit abgestreckter äußerer Bettflanke 8' dargestellt. Solche Abschnitte des Fahrzeugrades 10 nach Fig. 1, die von dem Verfahrensschritt des Abstreck drückens nicht beeinflußt werden, sind in Fig. 2 mit dem selben Bezugszeichen versehen. Es ist ersichtlich; daß sich das Ab streckdrücken der äußeren Bettflanke 8' beim Fahrzeugrad 10' auch in einer Querschnittsverminderung im Tiefbettboden 6' und in einer Längsstreckung des Tiefbettbodens 6' ausgewirkt hat. Die äußere Felgenschulter 12, die bei der Steilschulterfelge 1 noch nicht ausgebildet war und erst beim Abstreckdrücken erzeugt wurde, hat ebenfalls keine konstante Materialstärke, sondern verjüngt sich zur Felgenbreitenmitte hin auf die Materialstärke D' der äußeren Bettflanke 8'. Die äußere Bettflanke 8' wird nach dem Abstreckdrücken mit einem Ventilloch 13 versehen und hat in abgestrecktem Zustand einen Neigungswinkel zum Tiefbettboden 6', der in Abhängigkeit von der Felgenbreite variiert.In Fig. 2, the vehicle wheel 10 'produced by means of the manufacturing method according to the invention is shown with the outer edge of the bed 8 ' stretched out. Such sections of the vehicle wheel 10 according to FIG. 1, which are not influenced by the pressing step, are provided with the same reference numerals in FIG. 2. It can be seen; that the stretching pressure from the outer bed flank 8 'at the vehicle wheel 10 ' has also had an effect in reducing the cross section in the deep bed floor 6 'and in a longitudinal extension of the deep bed floor 6 '. The outer rim shoulder 12 , which was not yet formed on the steep shoulder rim 1 and was only produced when the iron was pressed, also has no constant material thickness, but tapers towards the center of the rim width to the material thickness D 'of the outer bed flank 8 '. The outer bed flank 8 'is provided with a valve hole 13 after the ironing and, in the stretched state, has an angle of inclination to the deep bed floor 6 ', which varies depending on the rim width.

Es versteht sich, daß das in Fig. 2 dargestellte Endprodukt des erfindungsgemäßen Herstellverfahrens nur ein Ausführungsbeispiel für ein mit dem erfindungsgemäßen Herstellverfahren erzeugbares Fahrzeugrad mit verbreiterter Felgenbreite ist. Falls nur eine geringe Abstreckung zur Felgenbreitenvergrößerung notwendig ist, kann z. B. die äußere Steilschulter auch vor dem Abstrecken in der Vorfelge ausgebildet werden. Das Abstrecken kann auch an der inneren Bettflanke erfolgen. Auch der Tiefbettboden könnte ggf. seinen konstanten Materialquerschnitt beibehalten. Ferner kann das Verschweißen zwischen Radschüssel und Steilschulterfelge auch nach dem Abstrecken erfolgen, auch wenn das vor dem Ab strecken erfolgte Verschweißen zu einer höheren Rundlaufgenauig keit des Fahrzeugrades 10' aufgrund der optimierten Ausrichtung zwischen Steilschulter 8' und Radschüssel 9 führt.It is understood that the end product of the manufacturing method according to the invention shown in FIG. 2 is only one embodiment of a vehicle wheel with a wider rim width that can be produced using the manufacturing method according to the invention. If only a small stretch is necessary to increase the rim width, z. B. the outer steep shoulder can also be formed in the preliminary rim before stretching. The stretching can also be done on the inner side of the bed. The deep bed floor could possibly also maintain its constant material cross section. Furthermore, the welding between the wheel bowl and steep shoulder rim can also take place after stretching, even if the welding that was carried out before stretching leads to a higher concentricity of the vehicle wheel 10 'due to the optimized alignment between steep shoulder 8 ' and wheel bowl 9 .

Claims

1. A method for manufacturing vehicle wheels for commercial vehicles with a one-piece steep shoulder rim and a wheel bowl, the manufacturing of the steep shoulder rim comprising the steps:

a) making a closed ring by rounding and welding together the ends of a sheet metal strip and
b) profiling of the ring by means of profile rollers to form a rim, with at least outer and inner rim flange, a steep shoulder and a rim deep bed with outer bed flank, inner bed flank and deep bed floor being formed during the profiling,

characterized by the step

a) ironing press at least one of the bed flanks of the rims after profiling (b)) to increase the rim width.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Ironing presses are carried out by pressure rolling.

3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that when ironing or pressure rolling the material thickness the stretched bed flank of the rim by 40% to 70% is reduced.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized records that the outer flank of the bed is ironed.

5. The method according to claim 4, characterized in that the Ironing or pressure rolling an outer steep shoulder is produced.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized records that the preliminary rim when profiling (b) between the outer bed flank and the deep bed floor he an angle holds.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized records that before the ironing press (c) that in the profile ren (b) profiled rims welded to the wheel bowl becomes.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized records that the wheel bowl with a press fit into the rim is fitted.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized records that the wheel bowl in the drop center, preferably in an undrawn section of the low bed is welded.

10. The method according to any one of claims 1 to 9, characterized records that when manufacturing (a) the ring a sheet metal strip fen with constant material thickness is used.