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In der US-PS 35 30 717 - Wheel Rounding Machine", der US-PS 35 80
043 - "Wheel Rounding Machine" und in der US-PS 35 81 550 werden Verfahren und Vorrichtungen
für die genaue Formung von zusammengesetzten Rädern angegeben. Im wesentlichen richten
sich die bekannten Verfahren auf die Verkleinerung der radialen Abweichung (radial
run-out) gerichtet. Obwohl diese Verfahren und die verwendeten Vorrichtungen zum
Bildung extrem genauer Radkonfigurationen führen, ist es doch von großem Vorteil,
wenn eine noch größere über-
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wachung der Axialabweichung und eine Verkleinerung nicht nur der Exzentrizität
zwischen den Schrägflächen der Schraubenlöcher und der Nabenbohrung (mittige Öffnung)
erreicht wird, sondern wenn auch Abstandsungenauigkeiten der Abschrägungen in Umfangsrichtung
herabgesetzt werden.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben,
das die Genauigkeit der Formgebung bei der Herstellung eines zusammengesetzten Rades
noch verbessert.
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möglichst Dabei sollen sowohl axiale als'auch radiale Abweichungen
(axial and radial run-out) auf einem Minimum gehalten werden.
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Diese Aufgabe wird durch die Merkmale im Kennzeichen des Anspruchs
1 gelöst.
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Weiterhin ist die Erfindung auch auf eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens gerichtet.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist durch die Merkmale im Kennzeichen
des vorstehenden Anspruchs 5 gekennzeichnet.
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Weitere Unteransprüche richten sich auf vorteilhafte Ausgestaltungen
des erfindungsgemäßen Verfahrens bzw. der erfindungsgemäßen Vorrichtung.
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Verfahren und Vorrichtung sollen nun anhand der beigefügten Figuren
genauer beschrieben werden. Es zeigt: Fig. 1 einen vertikalen Längsschnitt durch
die Mitte einer
Radformvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens und Fig. 2 einen Längsschnitt längs der Linie 2-2 in Fig. 1.
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In der Fig. 1 ist eine Vorrichtung zur genauen Formgebung von Rädern
11 dargestellt. Die Vorrichtung 12 kann in einer Radformpresse eingesetzt werden,
die im einzelnen nicht näher dargestellt ist.
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Die Teile dieser Presse sind von üblicher Bauart und aus Gründen der
Einfachheit nicht mit dargestellt.
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Das Rad 11 weist eine Felge 13 mit Wulstsitzabschnitten 14 und 15
auf, auf denen ein Reifen aufsitzen kann. Ein Radkörper 16 ist in bekannter Weise
mit der Felge 13 verbunden. Der Radkörper 16 weist als mittige Öffnung die Nabenöffnung
17 auf und besitzt eine Vielzahl von Schraubenöffnungen 18, die um die Nabenöffnung
herum auf einem Schraubenkreis angeordnet sind. Die Schraubenlöcher 18 sind mit
Abschrägungen versehen, so daß sie mit Muttern mit konischen Flächen od.dgl. zusammenwirken
können, die für die Befestigung des Rades an dem zugeordneten Kraftfahrzeug eingesetzt
werden.
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Die Vorrichtung 12 weist eine Grundplatte 19 auf, die in an sich bekannter
Weise mit dem Bett der nicht gezeigten, zugeordneten Presse verbunden werden kann.
Mit der Grundplatte 19 ist eine Ringbaugruppe 21 verbunden. Die Ringbaugruppe 21
ist mit einer 22 Vielzahl von horizontal angeordneten Führungen versehen, in denen
radial bewegliche Formwerkzeuge bzw. Formstempel 23 gleitbar gelagert sind. Unterhalb
der Führungen 22 sind in dem Ring 21 eine Vielzahl von unter einem Winkel bezüglich
der Grundplatte 19 angeordneten Führungen 24 ausgebildet, in denen jeweils Formwerkzeuge
bzw.
Formstempel 25 gleitbar aufgenommen sind.
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Ein Antriebsring 26 ist drehbar in einer Umfangsnut 27 gelagert, die
in der Ringbaugruppe 21 am außenliegenden Ende der Führungen 22 ausgebildet ist.
An dem Antriebsring 26 sind eine Vielzahl von 28 Nocken befestigt (z.B. durch Schrauben
wie in Fig. 2 gezeigt) und zwar für jedes der Werkzeuge 23 ein Nocken 28. Die Nocken
28 weisen geneigte Nockenflächen 29 auf, die mit den auf den Werkzeugen 23 ausgebildeten
Mitnahmeflächen 31 zusammenwirken. Wie noch näher erläutert wird, führt die Drehung
des Antriebsrings 26 zu einem Hin-und Hergang der Werkzeuge 23. Der Antriebsring
26 wird von einem nicht gezeigten Kolben-Zylinderantrieb (nicht gezeigt) über die
in der Fig. 2 oben links gezeigte S#chwenkstange in hin- und hergehende Bewegung
versetzt.
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Unterhalb des Antriebsrings 26 ist ein zweiter Antriebsring 32 vorgesehen.
Der Antriebsring 32 ist in einer zylindrischen Nut 33 aufgenommen, die in der Ringbaugruppe
21 am äußeren Ende der Führungen 24 ausgebildet ist. Mit dem Antriebsring 32 ist
eine Vielzahl von Nocken 34 verbunden, und zwar je eine Nocke für jedes der Formwerkzeuge
25. Die Nocken 34 weisen geneigte Nockenflächen 35 auf, die mit Mitnahmeflächen
36 auf den Formwerkzeugen 25 zusammenwirken.
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Der Antriebsring 32 weist einen nach außen vorragenden Hebelarm 37
auf, der mittels eines Zapfens ß mit der Kolbenstange eines Kolben-Zylinderantriebs
39 verbunden ist, um eine Drehbewegung des Antriebsrings 32 zu ermöglichen. Eine
vergleichbare Konstruktion ist für die Drehung des Antriebsrings 26 vorgesehen.
Eine hin- und hergehende Drehbewegung des Antriebsrings 32 führt zu einem Hin- und
Hergang der Formwerkzeuge 25.
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In der Mitte der Ringbaugruppe 21 ist ein Stützring 41 vorgesehen,
der in geeigneter Weise mit der Grundplatte 19 verbunden ist. Der Stützring 41 weist
eine gekrümmte Ausnehmung 42 in seiner freien Oberfläche auf. In die Ausnehmung
42 ist ein Ringbauteil 43 eingebracht. Das Ringbauteil 43 ist in der Ausnehmung
42 auf nicht-gezeigten Lagern gelagert, so daß es in radialer Richtung eine freie
Schwimmbewegung ausführen kann. Ein Polsterring 44 ist in dem schwimmenden Ringbauteil
43 gelagert, um die untere Fläche der Fel ge 13 nahe dem Wulstsitzabschnitt 15 abzustützen.
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Die Grundplatte 19 und der Stützring 41 sind mit abgeschrägten Offnungen
45 bzw. 46 versehen, durch die sich ein vertikal bewegbarer 47 Antriebskopf hindurcherstreckt.
Der Antriebskopf 47 ist mit einer Vielzahl von Schneidwerkzeugen 48 versehen. Für
jede der Schrauben öffnungen 18 in dem Radkörper 16 ist ein Schneidwerkzeug vorgesehen.
Bei der gezeigten Ausführungsform werden die Schneidwerkzeuge 48 vom Antriebskopf
47 in geeigneter Weise gedreht und sind geeignet, um an den Schraubenbohrungen 18
den endgültigen Ansenkgang durchzuführen, wie noch näher erläutert wird. Es sollte
verständlich sein, daß im Rahmen der Erfindung die Schneidwerkzeuge 48 auch durch
solche Werkzeuge ersetzt -werden können, die die Schraubenbohrungen 18 in einem
kombinierten Bohr- und Ansenkgang erzeugen.
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Es können auch andere Werkzeuge eingesetzt werden, die in einem Endgang
die Bohrungen 18 genau formen und eine genaue Lokalisierung des zusammengesetzten
Rades ii im zugeordneten Fahrzeug ermöglichen.
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Weiterhin ist ein oberer Antriebskopf 51 vorgesehen, der in vertikaler
Richtung durch das bewegliche Werkzeug der Presse in geeigneter
Weise
auf- und abbewegt werden kann und der um eine vertikale Achse gedreht werden kann.
Der obere Antriebskopf 51 trägt eine Vielzahl von Schneidwerkzeugen 52 und 52a,
die die Endbearbeitung auf Flächen 53 und 53a des Radkörpers 16 durchführen, die
die Nabenöffnung 17 umgeben und auf entgegengesetzten Seiten der Bohrungen 18 angeordnet
sind. Die Flächen 53 und 53a werden endbearbeitet, um eine fertige Anordnung sicherzustellen
und die Biegelasten auf den Radkörper 16 auf ein Minimum zu halten, wenn der Radkörper
mit dem zugeordneten Fahrzeug verbunden wird. Der obere Antriebskopf 51 weist auch
ein Schneidwerkzeug 50 auf, um die freie Fläche der Nabenbohrung 17 zu bearbeiten.
Ein Span-Schutz 54 ist mit dem Stützring 41 verbunden und erstreckt sich von der
abgeschrägten Öffnung 46 nach oben auf den Radkörper 16 zu. Der Span-Schutz 54 lenkt
die von Schneidwerkzeugen 48,50,52 und 52a erzeugten Späne nach unten durch die
von den geneigten Flächen 45 und 46 aufgebaute Öffnung.
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Eine Vielzahl von gehärteten Stützen 55 werden von einer Ausstoßbaugruppe
56 getragen. Die Stützen erfassen die Felge 13 in der Nähe ihrer Verbindung mit
dem Radkörper 16 und heben das Rad 11 aus der Vorrichtung 12, wenn die Formgebungsgänge
abgeschlossen sind.
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Bei Betrieb der Vorrichtung wird das Rad 11 zusammengesetzt, indem
der Radkörper 16 mit der Felge 13 in einer bekannten Weise verbunden wird. Zu diesem
Zeitpunkt sind die Nabenöffnungen 17 und die Schraubenöffnungen 18 nur roh geformt
und müssen noch einer Endbearbeitung unterzogen werden. Weiterhin ist die Felge
13 so geformt, daß die Wulstsitzabschnitte 14 und 15 in radialer Richtung ein geringes
übermaß von der gewünschten Enddimension aufweisen und in
axialer
Richtung ein Untermaß bezüglich der gewünschten Enddimensionen aufweisen.
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Das so zusammengesetzte Rad 11 wird dann in die Presse eingebracht
und insbesondere in die Vorrichtung 12, derart, daß die Felge 13 auf dem Polsterring
14 aufliegt. Zu diesem Zeitpunkt befinden sich die Antriebsringe 26 und 32 in einer
Drehstellung, in der geeignete Rückholfedern (nicht gezeigt) die Formwerkzeuge 23
bzw. 25 zurückziehen können. Die Antriebsringe 26 und 32 werden dann so gedreht,
daß die zugeordneten Nocken 28 und 34 die Formwerkzeuge 23 bzw. 25 radial nach innen
drücken. Dabei bewegen sich die Formwerkzeuge 25 in axialer Richtung infolge der
Neigung der Führungen 24. Die Formwerkzeuge 23 und 25 erfassen dann die Wulstsitzabschnitte
14 bzw.
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15 und bewirken sowohl eine radiale Kompression als auch eine axiale
Auslenkung der Wulstsitzabschnitte,um eine wahre Konzentrizität und axiale Dimensionierung
sicherzustellen. Das Ausmaß einer solchen Auslenkung und/oder Deformation hängt
natürlich von der Ausgangsgenauigkeit der Wulstsitzabschnitte 14 und 15 ab. Während
die Formwerkzeuge 23 und 25 in ihrer Formposition gehalten werden, wird der Antriebskopf
47 angehoben, so daß die Schneidwerkzeuge 48 den Endbearbeitungsgang an den öffnungen
18 durchführen können. Da mit werden diese Bohrungen genau um das wahre Zentrum
des Rades herum erzeugt, welches Zentrum durch die Betätigung der Formwerkzeuge
23 und 25 definiert wurde. Wie bereits erwähnt, können die Werkzeuge 48 zusätzlich
zum Ansenken auch den anfänglichen Bohrgang zum Aufbau der Bohrungen 18 durchführen.
Zum gle#ichen Zeitpunkt, in dem der untere Antriebskopf 47 angehoben wird, so daß
die Schneid werkzeuge 48 ihre Formbildung an den Bohrungen 18 ausführen können,
wird der obere Antriebskopf 51 abgesenkt und gedreht, so daß die
Schneidwerkzeuge
50,52 und 52a die Fläche der Nabenbohrung 17 und die Flächen 53 bzw. 53a des Radkörpers
16 bearbeiten. Das Zusammenwirken der beiden Antriebsköpfe 47 und 51 führt zu einer
Stützt-und axialen Lokalisierungsfunktion, während das Rad 11 durch die Formwerkzeuge
23 und 25 axial festgelegt ist. Damit wird klar, daß die radiale Festlegung der
Bohrungen 18 genau durchgeführt wird wie es mit der axialen Festlegung der Flächen
53 und 53a relativ zu den Wulstsitzabschnitten 14 bzw. 15 der Fall ist.
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Nach Abschluß der Bearbeitungsgänge werden die Formwerkzeuge 23 und
25 durch entgegengesetzte Drehung der Antriebsringe 26 und 32 und durch Einwirkung
der Rückholfedern zurückgezogen. Die Antriebsköpfe 47 und 51 werden abgesenkt bzw.
angehoben und das fertige Rad wird aus der Vorrichtung mit Hilfe der Stützen 55
durch Betätigung der Ausstoßbaugruppe 56 angehoben. Das fertige Rad 11 kann dann
aus der Vorrichtung 12 entnommen werden. Es soll unterstrichen werden, daß die genaue
Bearbeitung der Flächen 53 und 53a des Radkörpers 16 zu einem Ausmaß der axialen
Einstellung über die Endform des Radkörpers 16 führt, die die Notwendigkeit, Toleranzen
in dieser Oberfläche vorzusehen, in Fortfall kommen läßt. Bisher mußten derartige
Toleranzen zugestanden werden. Dem Automobilhersteller ist daher eine größere Genauigkeit
gegeben und eine genaue axiale Ausrichtung des Rades 11 am Fahrzeug ist sichergestellt.
Weiterhin werden Biegelasten, die beim montierten Rade auf den Radkörper 16 infolge
von Ungenauigkeiten ausgeübt werden, vermieden.
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L e e r s e i t e