DE3344425A1 - Rear rim for a tyre of a motor vehicle and method for its manufacture - Google Patents
Rear rim for a tyre of a motor vehicle and method for its manufactureInfo
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Abstract
Description
Radfelge für einen Kraftfahrzeugreifen Wheel rim for a vehicle tire
und Verfahren zu ihrer Herstellung Beschreibung Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Radfelge für einen Kraftfahrzeugreifen und ein Verfahren zur Herstellung derselben. and method for their preparation. Description of the present invention relates generally to a wheel rim for an automobile tire and method to manufacture the same.
Eine Radfelge umfaßt eine Felgenbasis und an einer Seite oder an beiden Seiten der Felgenbasis je ein angrenzendes Horn. Jedes Horn ist dünner als die Felgenbasis. Da die Felgenbasis und jedes Horn durch Kaltverformen eines ringförmigen Blechs geformt werden und das ringförmige Blech selbst durch Verformen eines langgestreckten flachen Blechs mittels einer Biegevorrichtung in eine Ringform und durch Verschweißen der Stoßstelle gebildet wird, ist der Durchmesser des ringförmigen Blechs kleiner als der å jedes Horns nach der Xaltverformung und größer als der der Felgenbasis gewählt, um die Stoßstelle während der Kaltverformung keiner übermäßigen Belastung auszusetzen. Infolgedessen besteht eine Tendenz dazu, daß jedes Horn dünner als die Felgenbasis wird.A wheel rim includes a rim base and on one side or both Each side of the rim base has an adjacent horn. Each horn is thinner than the rim base. As the rim base and each horn by cold forging an annular sheet metal be formed and the annular sheet itself by deforming an elongated flat sheet metal into a ring shape by means of a bending device and by welding the joint is formed, the diameter of the annular sheet is smaller than the å of each horn after deformation and larger than that of the rim base chosen to avoid excessive stress on the joint during cold working suspend. As a result, each horn tends to be thinner than the rim base will.
Dies verursacht jedoch in den herkömmlichen Felgenkon struktionen ein Problem dadurch, daß die Dicke der Felgenbasis dicker als erforderlich eingestellt werden muß, um die Festigkeit der Radfelge auf einem vorbestimmten Wert zu halten, und zwar auch an den Hörnern, die dazu tendieren, durch die Bearbeitung dünner auszufallen. Dies führt zu einem verschwenderischen Naterialverbrauch und zur Gewichtserhöhung der Felge. Weiterhin ist die dickere Felgenbasis schwierig an die Radscheibe anzuschweißen (durch Punktschweißung).However, this causes structures in the conventional Felgenkon a problem in that the thickness of the rim base is set thicker than required must be in order to keep the strength of the wheel rim at a predetermined value, also on the horns, which tend to turn out thinner as a result of the processing. This leads to wasteful consumption of materials and an increase in weight the rim. Furthermore, the thicker rim base is difficult to weld to the wheel disc (by spot welding).
Unter Berücksichtigung der vorstehenden Ausführungen ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Radfelge für einen Eraftfahrzeugreifen mit einem vernünftigen Gleichgewicht zwischen der Dicke jedes Horns und der der Felgenbasis zu schaffen.With the foregoing in mind, it is a goal of the present invention, a wheel rim for an automobile tire having a reasonable balance between the thickness of each horn and that of the rim base to accomplish.
Dies kann dadurch erreicht werden, daß die den Hörnern bzw. dem Horn der Felge entsprechenden Bereiche eines ringförmigen Blechs dicker als der der Felgenbasis entsprechende Bereich des Blechs gemacht werden, wobei die Felgenbasis und die Hörner durch Kaltverformung des ringförmigen Blechs geformt werden.This can be achieved in that the horns or the horn Areas of an annular sheet metal corresponding to the rim are thicker than that of the rim base Appropriate area of sheet metal can be made, with the rim base and the horns be formed by cold forging the annular sheet.
Nachfolgend wird die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher beschrieben, wobei gleiche Teile mit gleichen Bezugszeichen versehen sind.The present invention will now be described with reference to FIG The drawing is described in more detail, the same parts being given the same reference numerals are.
Es zeigen Fig. 1(a), 1 (b) und 1 (c) perspektivische Darstellungen herkömmlicher Ausführungen je eines langgestreckten flachen Blechs, eines ringförmigen Blechs und einer fertiggestellten Radfelge, Fig. 2(a), 2 (b) und 2 (c) Schnittdarstellungen der in den Fig. 1 (a), 1 (b) bzw. 1 (c) gezeigten Teile, Fig. 5 eine vergrößerte Darstellung des in Fig. 2 (c) mit "III" bezeichneten Bereichs, Fig. 4 (a), 4 (b) und 4 cm) perspektivische Darstellungen eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung, wobei Fig. 4(a) ein langgestrecktes flaches Blech (einschließlich einer Reduktion walze), Fig. 4(b) ein ringförmiges Blech und Fig. 4 (c) eine Radfelge zeigen, Fig. 5(a), 5 (b) und 5 (c) Schnittdarstellungen der in den Fig. 4 Ca), 4(b) bzw. 4(c) gezeigten Teile, Fig. 6 (a) und 6 (b) vergrößerte Darstellungen der in den Fig. 5 (b) bzw 5 (c) mit"VIf'bezeichneten Bereiche, Fig. 7 (a) und 7 (b) Schnittdarstellungen einer Radfelge und einer Radscheibe, die zusammengeschweißt sind, und Fig. 8 (a) bis 8 (e) Schnittdarstellungen verschiedener langgestreckter Bleche, die zur Verwendung in der vorliegenden Erfindung geeignet sind.1 (a), 1 (b) and 1 (c) show perspective views conventional designs each an elongated flat sheet, an annular Sheet metal and a finished wheel rim, Fig. 2 (a), 2 (b) and 2 (c) sectional views of the parts shown in FIGS. 1 (a), 1 (b) and 1 (c), FIG. 5 is an enlarged view Representation of the area labeled "III" in Fig. 2 (c), Figs. 4 (a), 4 (b) and 4 cm) perspective views of a preferred embodiment of FIG Invention, wherein Fig. 4 (a) shows an elongated flat sheet (including a Reduction roller), Fig. 4 (b) an annular sheet and Fig. 4 (c) a wheel rim 5 (a), 5 (b) and 5 (c) show sectional views of the in Figs. 4 Ca), 4 (b) or 4 (c) shown parts, Figs. 6 (a) and 6 (b) are enlarged views the areas labeled "VIf" in FIGS. 5 (b) and 5 (c), FIGS. 7 (a) and 7 (b) Cross-sectional views of a wheel rim and a wheel disc welded together and Figs. 8 (a) through 8 (e) are sectional views of various elongated Panels suitable for use in the present invention.
Die Fig. 1 bis 3 zeigen eine herkömmliche Radfelgenkonstroktion und typische Phasen ihrer Herstellung.Figs. 1 to 3 show a conventional wheel rim construction and typical stages of their manufacture.
Eine typische Radfelge 1 umf#t, wie in Fig. 1 (c) dargestellt, eine Felgenbasis 2 und angrenzende Hörner 3.A typical wheel rim 1, as shown in FIG. 1 (c), includes a Rim base 2 and adjacent horns 3.
In der herkömmlichen Felge 1 ist, wie in Fig. 3 dargestellt, die Dicke t3 der Hörner 3 geringer als die Dicke t2 der Felgenbasis 2. Die Felgenbasis 2 und die Hörner 3 sind mittels Xaltverformung aus einem ringförmigen Streifen Blech 4 geformt. Die Bildung des Ringes 4 selbst erfolgt durch Biegen eines Stückes langgestreckten flachen Blechs 5 in einen Ring und durch Verschweißen der Stoßstelle 6. Um übermäßige Belastungen der Stoßstelle 6 während der Bearbeitung zu vermeiden, ist der Durchmesser D4 des ringförmigen Blechs 4, wie in den Fig. 2 (b) und 2 (c) gezeigt, geringer als der Durchmesser D3 der Hörner 3 nach der Xaltverformung, jedoch größer als der Durchmesser D2 der Felgenbasis 2 gewählt.In the conventional rim 1, as shown in Fig. 3, the thickness is t3 of the horns 3 less than the thickness t2 of the rim base 2. The rim base 2 and the horns 3 are made of an annular strip of sheet metal 4 by means of old deformation shaped. The formation of the ring 4 itself takes place by bending an elongated piece flat sheet metal 5 in a ring and by welding the joint 6. To excessive Avoid stressing the joint 6 during machining is the diameter D4 of the annular plate 4, as shown in Figs. 2 (b) and 2 (c), is smaller than the diameter D3 of the horns 3 after the Xalt deformation, but greater than that Diameter D2 of the rim base 2 is selected.
Der Unterschied zwischen der Dicke der Hörner und der Felge ist bedingt durch diese Differenz zwischen ihren Durchmessern - bei konstantem Volumen des Blechs muß sich die Dicke mit größer werdendem Durchmesser verringern.The difference between the thickness of the horns and the rim is conditional through this difference between their diameters - with a constant volume of the sheet metal the thickness must decrease with increasing diameter.
Die mit dem Bezugszeichen 7 bezeichneten gestrichelten Linien stellen einen Radreifen dar. Es ist festzustellen, daß das Punktschweißen an die Radscheibe nachteilig wird, wie aus den Fig. 7 (a) und 7 (b) ersichtlich ist, wenn die Dicke t2 der Felgenbasis 2 unnötigerweise größer wird, um dadurch die Hörner vollständig dick auszubilden, Die Fig. 4 bis 6 zeigen ein bevorzugtes Ausführungs beispiel der Erfindung. Zur Schaffung einer gut zwischen der Felgenbasis 20 und den Hörnern 30, 30 ausgeglichenen Radfelge 10 ist die erfindungsgemäße Radfelge 10 derart geformt, daß die Dicke t43 in Bereichen 43, die jeweils einem der Hörner des ringförmigen Blechs 40 entsprechen, größer ist als die Dicke in einem Bereich 42 des ringförmigen Blechs 40, der der Felgenbasis entspricht.The dashed lines designated by the reference number 7 represent a wheel tire. It should be noted that the spot welding to the wheel disc becomes disadvantageous, as can be seen from Figs. 7 (a) and 7 (b), when the thickness t2 of the rim base 2 becomes unnecessarily larger, thereby the horns form completely thick, FIGS. 4 to 6 show a preferred embodiment example of the invention. To create a well between the rim base 20 and The wheel rim 10 balanced with the horns 30, 30 is the wheel rim according to the invention 10 shaped such that the thickness t43 in areas 43, each one of the horns of the annular sheet 40 is greater than the thickness in one area 42 of the annular sheet 40 corresponding to the rim base.
Es ist erforderlich, die Form der Felgenbasis 20 und der Hörner 30 genau festzulegen, um die Breite der Felge von der Felgenbasis 20 bis zu beiden Hörnern 30 der Radfelge 1o nach der Ealtverformung zu berücksichtigen.It is necessary to have the shape of the rim base 20 and the horns 30 to pinpoint the width of the rim from rim base 20 to both To take into account horns 30 of the wheel rim 1o after the Ealtdeformung.
Bei Bezeichnung der Dicke an den den Hörnern entsprechenden Randbereichen mit t43, der Breite dieser Randbereiche mit W43, der Dicke der Felgenbasis mit t42 und der Länge des Blechs 50 mit W40, dann muß die Felge folgende Bedingungen erfüllen: für die Dicke des Blechs t43 - t42 / t43 = 0,05 bis 0,30; für die Breite 2 W43 / W40 c 0,5e Es ist festzustellen, daß die Dicke an dem linken und rechten Horn nicht notwendigerweise symmetrisch ist. Tatsächlich ist es vorzuziehen, eine schräge Stufe 80 zwischen dem dicksten und dünnsten horizontalen Teil des Blechs 50 auszubilden. Die Neigung der Stufe 80 sollte 300 oder weniger betragen, um jegliche Spannungskonzen tration während der Kaltverformung zu vermeiden. Obwohl die Stufe 80 an einer der beiden Flächen (oder an beiden Flächen) der Felge Cd. h. in der B - oder C - Richtung, wie mit Pfeilen in Fig. 5 b bezeichnet) vorgesehen sein kann, wird es vorgezogen, die Außenfläche jedes Horns (in der durch den Pfeil C bezeichneten Richtung) eben zu halten, insbesondere im Fall der Verwendung für einen schlauchlosen Reifen zur Berücksichtigung des Sitzes des Reifens 70.When designating the thickness at the edge areas corresponding to the horns with t43, the width of these edge areas with W43, the thickness of the rim base with t42 and the length of the sheet metal 50 with W40, then the rim must meet the following conditions: for the thickness of the sheet t43 - t42 / t43 = 0.05 to 0.30; for width 2 W43 / W40 c 0.5e It is noted that the thickness on the left and right horns is not is necessarily symmetrical. In fact, it is preferable to have an inclined step 80 to form between the thickest and thinnest horizontal part of the sheet metal 50. The slope of the step 80 should be 300 or less to accommodate any stress concentrations avoid tration during cold forming. Although level 80 at one of the both surfaces (or both surfaces) of the rim Cd. H. in the B or C direction, as indicated by arrows in FIG. 5 b) can, will it preferred the outer surface of each horn (in the one indicated by arrow C. Direction) to keep level, especially in the case of use for a tubeless Tire to take into account the fit of the tire 70.
Das erfinderische-Verfahren zur Herstellung der erfindungsgemäßen Radfelge beginnt mit dem Walzen eines flachen Metallblechs mit einem Paar Reduktionswalzen 90, 91 von jeweils zylindrischer Form, deren eine mit regelmäßigen Abständen angeordnete Rillen und Erhebungen aufweist, so daß eine Mehrzahl von entsprechenden langgestreckten Rillen und Erhebungen ausgeformt wird. Anschließend wird jede der Erhebungen längsgeschnitten, um eine Mehrzahl von flachen Blechen 50, wie in Fig. 5 (a) dargestellt, zu bilden. Wenn das oben beschriebene Verfahren durchgeführt wird, kann das zur Herstellung des ringförmigen Blechs 40 und der fertiggestellten Radfelge angewendete Verbindungs - und Schweißverfahren in der gleichen Art wie in den herkbmmlichen Verfahren durchgeführt werden.The inventive method for making the inventive The wheel rim begins by rolling a flat sheet of metal with a pair of reduction rollers 90, 91 each of a cylindrical shape, one of which is arranged at regular intervals Has grooves and elevations, so that a plurality of corresponding elongated Grooves and elevations is formed. Then each of the elevations is cut lengthways, to form a plurality of flat sheets 50 as shown in Fig. 5 (a). If the method described above is followed, this can be used to produce of the annular sheet 40 and the completed wheel rim - and welding processes carried out in the same way as in the conventional processes will.
Auch die Naßgenauigkeit kann in der gleichen Art wie in dem herkömmlichen Verfahren aufrechterhalten werden.The wet accuracy can also be performed in the same manner as in the conventional one Procedures are maintained.
Auf diese Weise ist jede erfindungsgemäße Radfelge 10 aus einem durch Xaltverformung, insbesondere Walzverformung, geformten langgestreckten Blech 50 hergestellt.In this way, each wheel rim 10 according to the invention is from one through Xalt deformation, in particular roll deformation, shaped elongated sheet metal 50 manufactured.
Die Enddicke t30 jedes der Hörner 30 ist gleich der oder etwas größer als die Enddicke t20 der Felgenbasis 20.The final thickness t30 of each of the horns 30 is equal to or slightly greater than that than the final thickness t20 of the rim base 20.
Deshalb ist die Felgenbasis 20 nicht unnötig dick. Folglich sind auch ihre Punktschweiß-Eigenschaften an einem Stoß mit einer zentralen Scheibe 11, wie in Fig. 7 (a) gezeigt, verbessert.Therefore, the rim base 20 is not unnecessarily thick. Consequently are also their spot welding properties at a joint with a central disc 11, such as shown in Fig. 7 (a), improved.
Es ist festzustellen, daß die Gewichtsreduzierung in einem Fall mit t43 = 3,2 mm, t42 = 2,9 mm, 40 = 200 mm, W43 = 20 mm und gD40 = 1000 mm (D40 bezeichnet einen Durchmesser des ringförmigen Blechstreifens 40) ungefähr 0,38 kg pro Radfelge beträgt, so daß das; Gewicht des Eraftfahrzeugs um 1,9 kg reduziert wird.It should be noted that the weight reduction in a case with t43 = 3.2 mm, t42 = 2.9 mm, 40 = 200 mm, W43 = 20 mm and gD40 = 1000 mm (referred to as D40 a diameter of the annular sheet metal strip 40) approximately 0.38 kg per wheel rim, so that; Vehicle weight reduced by 1.9 kg will.
Fig. 8 (a) bis 8 (e) zeigen Querschnitte anderer bevorzugter Ausführungen des ringförmigen Blechs 40. In Fig.Figures 8 (a) through 8 (e) show cross sections of other preferred embodiments of the annular sheet 40. In Fig.
8 (a) verjüngt sich das Blech allmählich unter einem Winkel e von beiden Rändern her und wird in der Mitte P am dünnsten. In Fig. 8 (b) ist die Dicke des Blechs an den den Hörnern entsprechenden Randbereichen 43 mit t43 konstant gewählt, und die Randbereiche 43 sind durch eine konkave Fläche R' mit einem großen Erümmungsradius verbunden.8 (a) the sheet gradually tapers at an angle e of both edges and becomes thinnest in the middle P. In Fig. 8 (b) is the thickness of the sheet metal at the edge areas 43 corresponding to the horns with t43 selected to be constant, and the edge portions 43 are defined by a concave surface R 'with a large radius of curvature tied together.
In Fig. 8 (c) ist die konkave Fläche R' von Fig. 8 (b) durch eine von der Längsachse des Blechs 40 als Mitte ausgehende V-förmige Fläche gebildet, wobei die die V-Form bestimmenden ebenen Flächen nur leicht unter einem kleinen Winkel o schräg zur gegenüberliegenden Fläche des Blechs 40 verlaufen.In Fig. 8 (c), the concave surface R 'of Fig. 8 (b) is represented by a formed from the longitudinal axis of the sheet 40 as the center starting V-shaped surface, where the flat surfaces that determine the V-shape are only slightly below a small one Angle o run obliquely to the opposite surface of the sheet metal 40.
Gemäß den Fig. 8 (d) und 8 (e) ist das ringförmige Blech 40 mit einem Horn 30 entlang lediglich einer Seite der Felgenbasis, wie in Fig. 7 (b) dargestellt, ausgebildet.8 (d) and 8 (e), the annular plate 40 is provided with a Horn 30 along only one side of the rim base, as shown in Fig. 7 (b), educated.
Fig. 8 (d) zeigt ein ringförmiges Blech 40, welches gleich der entlang seiner Längsachse geschnittenen Eonstruktion nach Fig. 8(c)-ist. In Fig.8(e)#ist ein ringfórmiges Blech dargestellt, wobei die Dicke eines einem einzelnen Horn entsprechenden Bereichs 43 des Blechs sich in Richtung auf einen der Felgenbasis entsprechenden Bereich 42 konstanter Dicke verjüngt. Die langgestreckten Bleche mit der in Fig. 8(d) und 8(e) gezeigten Form werden, wie oben beschrieben, mittels Reduktionswalzen geformt, so daß die Radfelge 10a wie in Fig. 7 (b) gezeigt, geformt werden kann. Wie oben beschrieben weist die erfindungsgemäße Radfelge eine Felgenbasis und ein oder zwei Hörner auf, die bezüglich der Dicke gut ausgeglichen sind, so daß die geringste Materialmenge für die Radfelge verwendet wird.Fig. 8 (d) shows an annular sheet 40, which is similar to that along Its longitudinal axis sectioned construction according to Fig. 8 (c) - is. In Fig. 8 (e) # is a ring-shaped sheet is shown, the thickness of a horn corresponding to a single horn Area 43 of the sheet metal in the direction of one of the rim base corresponding Area 42 of constant thickness is tapered. The elongated sheets with the in Fig. 8 (d) and 8 (e) are formed as described above by means of reduction rollers shaped so that the wheel rim 10a can be shaped as shown in Fig. 7 (b). As described above, the wheel rim according to the invention has a rim base and a or two horns well balanced in thickness so that the The smallest amount of material is used for the wheel rim.
Zusätzlich können die Hörner mit ausreichender Festigkeit hergestellt und Gewichtsreduzierungen erzielt werden.In addition, the horns can be made with sufficient strength and weight reductions can be achieved.
Es ist für den Fachmann selbstverständlich, daß vorstehend lediglich bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben wurden, die vielfältig abgeändert werden können, ohne vom Schutzbereich und Erfindungsgedankcn der Erfindung, die von den beigefügten Patentansprüchen bestimmt sind, abzuweichen.It goes without saying for the person skilled in the art that the foregoing only Preferred embodiments of the invention have been described, which varied can be changed without departing from the scope and inventive concept of the invention, which are determined by the attached claims.
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