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Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugrades Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugrades mit geringen Toleranzen. Die Erfindung
ist anwendbar auf die Herstellung von Fahrzeugrädern mit Tiefbettfelge, die mit
Schrägschultern oder Steilschultern für die Reifenfdße ausgebildet sind, sowie Räder
mit ringgeteilter Schrä.gschulter- oder # lachbettfelge.
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Beim Herstellen eines Fahrzeugrades werden zunächst die Ringfelge
und die Radscheibe getrennt gefertigt, wobei bereits eine Kontrolle über die Genauigkeit,
insbesondere den Rundlauf der Felge durchgeführt wird. Die Radscheibe wird dann
in die Ringfelge eingesetzt. Die beiden Teile werden durch Punkt- oder Nahtschweißung
miteinander verbunden.
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Nach einem bekannten Verfahren soll bei der Herstellung von Fahrzeugrädern,
insbesondere mit Tiefbettfelge und mit kegligen Wulstsitzen für schwere Fahrzeuge,
eine genaue gegenseitige Stellung und Verbindung der Felge und der Radscheibe gesichert
werden. Es soll eine Stellung der Drehachse des Rades erreicht werden, die praktisch
mit der geometrischen Achse der Felge und derjenigen der Radscheibe zusammenfällt.
Bei Zusammensetzungs- und Zentrierungsrestfehlern der Radscheibe und der Felge soll
jegliche schäd-'
liche Wirkung auf den Luftreifen ausgeschaltet
werden.
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Zur Lösung dIeser Aufgabe geht das bekannte Verfahren davon aus, daß
bei der Herstellung der Felge auf dieser eine zur Felgenmittelkreisebene parallele
Bezugsebene erzeugt wird, beim-Zusammensetzen von Felge und Radscheibe Paralleli-tät
zwischen der Bezugsebene und dem ebenflächigen Teil der Radscheibe hergestellt und
bei der nach dem Zusammensetzen von Felge und Radscheibe erzeugten Mittelbohrung
der Radscheibe eine Zentrierung der Bohrungsachse gegenüber dem Felgenmittelkreis
vorgenommen wird. Hierbei soll auf der Felge nicht nur eine zur Mittelkreisebene
parallele Bezugsebene, sondern auch eine mit dem Mittelkreis koaxiale Bohrung hergestellt
werden (DT-OS 2 055 871, 7c/5330).
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Dieses bekannte Verfahren ist für das Herstellen von Fahrzeugrädern
in Großserie ungeeignet, da es in der Anwendung sehr aufwendig und umständlich ist.
Darüber hinaus bietet das Verfahren durch das vorgeschlagene Einspannen eines Rades
auf der Innenseite der schrägen Reifenwulstsitze und das spanabhebende Abdrehen
der der Radscheibe gegen:\1'berliegenden Kante des Felgenhornes sowie das Nachbohren
der Mittelbohrung der Radscheibe keine Gewähr für einen einwandfreien Rundlauf des
Rades. Dies wird besonders deshalb nicht erreicht, weil die Schwankungen in der
Blechdicke der Felge sowie die Unrundheiten, zum Beispiel die Welligkeit innerhalb
der Felge, unberücksichtigt bleiben.
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Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestehtharin, ein einfaches,
in der Großserienfertigung von einteiligen und mehrteiligen Fahrzeugrädern anwendbares
Verfahren vorzuschlagen, mit dem Fahrzeugräder mit geringen Toleranzen uld gutem
Rundlauf hergestellt werden können. Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung durch
die Kombination folgender Merkmale gelöst:
a) Ein vorgefertigtes
Fahrzeugrad wird auf den im Normalbetrieb verwendeten Spannmitteln, das heißt zum
Beispiel an den Bolzenlöchern und/oder an der Mittenbohrung festgespannt; b) die
Größe und Lage der Exzentrizität beider Reifensitzflächen wird gemessen und hieraus
der Mittelwert für das Rad gebildet; c) das Rad wird danach außerhalb der Bolzenlöcher
bzw. der Mittenbohrung festgespannt; d) das Rad oder die Bearbeitungswerkzeuge werden
entsprechend der Größe und Lage der zuvor gemessenen Exzentrizität verstellt; e)
anschließend werden die Bolzenlochversenke und/oder die Mittenbohrung fertigbearbeitet.
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herbei geht man von Fahrzeugrädern aus, deren Zentrierflächen noch
nicht bis zum endgültigen Maß bearbeitet sind, so daß in jedem Falle eine Fertigbearbeitung
zum Beispiel durch Fräsen erfolgt, das heißt auch dann wird eine Spanabnahme vorgenommen,
wenn keine Exzentrizität der Reifensitzflächen beim Messen auf der Meßstation festgestellt
werden sollte.
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Der Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, Fahrzeugräder
mit einer wesentlich größeren Genauigkeit und amit einer entscheidend verbesserten
Laufruhe herstellen zu können.
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Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung von Fahrzeugrädern
mit geringen Toleranzen wird an einem Beispiel anhand
einer Vorrichtung
unter Verwendung der beigefügten Zeichnungen nachfolgend näher erläutert.
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Von den Figuren zeigen: Figur 1 eine aus mehreren Stationen bestehende
Vorrichtung in Form einer Fertigungsstraße für Fahrz-eugräder mit Mitten- und/oder
Bolzenlochzentrierung, Figur 2 eine Vorrichtung ähnlich Figur 1, ohne die Indikatorstation
und mit einer besonderen Station für die Nachbearbeitung der mittenzentrierten Fahrzeugräder,
Figur 3 eine Vorrichtung ähnlich Figur 1 mit einer weiteren Station für die Nachbearbeitung
von Fahrzeugrädern mit Mitten- und Bolzenlochzentrierung.
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Das erfindungsgemäße Verfahren wird auf Fahrzeugräder angewendet,
die aus Felge und Schüssel zusammengesetzt und durch Punkt- oder Nahtschweißung
miteinander verbunden sind.
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Die Vorrichtung gemäß Figur 1 ist wie eine Fertigungsstraße aufgebaut
und besteht aus je einer Station zum Auflegen I, zum Reinigen II, zum Grobzentrieren
III, sowie zum Feinzentrieren, Messen und Fertigbearbeiten IV. Falls die Vorrichtung
einer Räderfertigungsstraße unmittelbar nachgeordnet wird, kann die Auflegestation
I entfallen und hier die letzte Station der Räderfertigungsstraße angeordnet sein.
Die Räder werden durch eine Beschickungseinrichtung in der Weise geordnet an die
Auflegestation I bzw. Reinigungsstation II herangefiihrt, daß die Anlagefläche des
Rades unten liegt. Ein Horizontaltransport mit Antrieb 5 für das Greifersystem 6
sorgt dafür, daß die Räder von einer Station zur nächsten transportiert werden.
In der Reinigungsstation II wird von unten eine durch einen Motor 7 in Drehung versetzte
Bürste 2 an die Anlagefläche eines Rades 1 herangeführt, um diese von Schmutz, Fremdkörpern
und
dergleichen zu säubern, Das ist erforderlich, um Meßfehler auszuschließen, die durch
eine ungenaue Auflage eines Rades auf der Anlagefläche entstehen könnten. Von der
Reinigungsstation II wird das Rad durch das Greifersystem 6 zur Grobzentrierstation
III transportiert. Hier wird das Rad 1 angehoben und gegen den Zentrierkonus 8 gedrückt,
der in die Mittenbohrung des Rades greift, wobei gleichzeitig das Rad gedreht wird.
Ein Indikator 3, der pneumatisch oder mit Lichtschranke arbeiten kann, ist zum Beispiel
auf ein Bolzenloch gerichtet. Nach Drehung des Rades in eine Stellung, wo der Indikator
ein Bolzenloch geortet hat, wird die Drehung gestoppt, das Rad in die Transportstellung
abgesenkt und in dieser Lage durch das Greifersystem 6 zur nächsten Station transportiert.
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In der Station IV wird das Rad 1 durch eine Feinzentriereinheit 4
mittels Zentrierbolzen 4a oder dergleichen feinzentriert und beispielsweise unter
Verwendung einer Magnetspannplatte 10 festgespannt. Hierbei sind zum Beispiel drei
Zentrierbolzen 4a derart verteilt, daß das Rad 1 entsprechend der in der vorigen
Station vorgenommenen Grobzentrierung nun sehr genau ausgerichtet werden kann. Für
die Mittenzentrierung ist ein Zentrierkonus 4b vorhanden. Nach dem Festspannen des
Rades an der Anlagefläche mit einer Magnetspannplatte 10 oder dergleichen, wird
die Messung durchgeführt. Auf jede Felgenschulter 1a wird dabei ein Meßkopf mit
je einem Taster 11a einer elektronischen Meßeinheit 11 aufgesetzt und der Rundlauf
gemessen. Die elektrischen Signale des Tasters werden einem nicht dargestellten
Analogrechner eingegeben, der den Mittelwert aus den Abweichungen und mittels Fourier-Analyse
die erste Harmonische bildet. Daraufhin wird derjenige Winkel am Rad festgestellt,
bei dem die Exzentrizität das Maximum hat. Das Ergebnis der Auswertung wird einem
nicht gezeigten Servomotor zugeführt,'der das Rad 1 auf dem kürzesten Weg soweit
vor- oder zurückdreht, daß die Lage
der Exzentrizität mit der Verschieberichtung
des Werkzeugschlittens 9 für die Fräser 12a, 12b übereinstimmt. Die auf dem Werkzeugschlitten
drehbar gelagerte Antriebseinheit für die Fräser 12a zur Bearbeitung der Bolzenlöcher
wird hierbei mit gedreht. Auf ein Signal vom Steuergerät wird der Werkzeugschlitten
um den vom Analogrechner ermittelten Betrag der Exzentrizität verschoben. Dann werden
die Fräser abgesenkt oder das Rad angehoben und die kugel- oder kegelförmigen Anlageflächen
fertigbearbeitet. Räder, die außer der Bolzenlochzentrierung auch eine Mittenlochzentrierung
aufweisen, werden zusätzlich mit einem in der Mitte angebrachten Fräser 12b fertigbearbeitet.
Nach dem Zurückfahren der Werkzeuge und Lösen der Aufspannung, wird das fertige
Rad zum Abtransport freigegeben.
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Anstelle des Drehens des Rades 1 durch den Servomotor nach dem Messen
und Verschieben des Werkzeugschlittens 9 in einer festgelegten Richtung kann das
Rad auch nach dem Messen in einer bestimmten Lage verbleiben und unter Verwendung
von Kreuzschlitten die Fräser durch geeignete Signale des Analogrechners in X-Y-Koordinaten
verstellt werden, wonach die Fertigbearbeitung vorgenommen wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist ebenso vorteilhaft anwendbar auf
Kraftfahrzeugräder, die nur eine Zentrierung in der Mitte besitzen. Hierbei kann
gemäß Figur 2 die Grobzentrierun#sstation III entfallen, da die Räder nun nicht
an den Schraubenbolzenlöchern, sondern nur an der Mittenbohrung bearbeitet werden.
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Die in der Station IV auszuführenden Arbeitsgänge können auf eine
Station IV.1 und eine weitere Station IV.2 gemäß Figuren 2 und 3, aufgeteilt werden.
Diese Maßnahme ist besonders dann zu empfehlen, wenn die Taktzeit der Fertigungsstraße
in der Station IV überschritten wird. In der Station IV.1 werden dann das Feinzentrieren,
Messen und Drehen des Rades in Korrekturrichtung
vorgenommen. Das
ausgerichtete Rad wird vo Greifersystem 6 ohne Verdrehung zur Station IV.2 transportiert,
wo das Feinzentrieren und das Fertigbearbeiten erfolgt. Beim Transport von Station
IV.1 zur Station IV.2 behält das Rad in bezug auf den Umfang und damit auch bezüglich
der Korrekturrichtung dieselbe Lage. Gemäß Figur 2 wird dann das Rad 1, das nur
ein Mittenloch bzw. nur Mittenlochzentrierung aufweist, in der Station IV.2 auf
einer Spannplatte 14 liegend durch den Konus 15 zentriert, mit dem Spannring 13
gespannt und um den in der Station IV.1 gemessenen Betrag der Exzentrizität in Korrekturrichtung
verstellt. Anschließend erfolgt das Fertigbearbeiten mit dem Fräser 16 von unten
her.
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Nach Figur 3 wird das Rad 1 in der Station IV.2 auf eine Magnetspannplatte
17 gelegt und feinzentriert. Dieses Feinzentrieren kann mit einer in der Zeichnung
nicht sichtbaren Zentriereinheit durchgeführt werden, die hinter den dargestell--ten
Fräsern angebracht und auf einem mit der Fräsereirilleit gemeinsamen,verschiebbaren
Schlitten montiert ist. Das Rad 1 wird auf der Spannplatte 17 magnetisch festgespannt.
Um den in der Station IV.1 gemessenen Betrag werden Rad und Fräsereinheit in Korrekturrichtung
gegeneinander verstellt. Dies kann sowohl dadurch geschehen, daß die Fräsereinheit
verschoben wird als auch dadurch, daß die Magnetspannplatte 17 auf einem Schlitten
montiert ist und entsprechend verschoben wird. Danach erfolgt das Fertigbearbeiten
der Anlageflächen an den Bolzenlöchern und dem Mittenloch mit den Fräsern 18a, 18b.
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- Patentanspruch -