DE3528362A1 - Verfahren zur herstellung eines einstueckigen, schweissnahtfreien felgenringes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines einstückigen schweißnahtfreien Felgenringes nach dem Oberbe­ griff des Anspruches 1 oder 2.

Bei derart bekannten Verfahren wird zunächst ein entspre­ chender Längenabschnitt eines Flachbandes zu einem Ring rundgebogen, der Ring längs einer achsparallelen Naht stumpf­ geschweißt, die Schweißnaht entgratet, an beiden stirnseiti­ gen Enden abgeschnitten und geglättet, der Ring durch Drücken oder Rollen aufgeweitet und danach die beiden seitlichen Fel­ genhörner bzw. an einer Seite das Felgenhorn und an der gegenüberliegenden Seite eine Profilnut eingepreßt bzw. einge­ walzt. Dieser Herstellungsvorgang erfordert also eine Vielzahl von Arbeitsgängen, wobei sich ferner als nachteilhaft erweist, daß durch die vorgesehene notwendige Schweißnaht nicht die homogene Festigkeit über den gesamten Felgenring erzielbar ist.

Zwar sind Herstellungsverfahren von Flach- oder bei­ spielsweise Tiefbettfelgen nebst Radschüssel bekanntgeworden, bei denen beispielsweise zwei gleiche, aus einer ausgestanzten Ronde tiefgezogene topfartige Rohlinge an ihrem jeweils freien Außenrand mit einem angeformten Felgenhorn versehen und an den aufeinander zu weisenden topfförmigen Bodenseiten mitein­ ander verschweißt werden.

Ein weiteres Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, schweißnahtfreien Aluminiumrades nebst Radschüssel ist auch aus der DE-OS 32 15 029 bekanntgeworden, bei der eine ge­ stanzte Ronde zunächst in einem ersten Verfahrensschritt voll­ ständig in einem zylindrischen Topf tiefgezogen wird. Danach wird in den Boden des Topfes im Preßverfahren die endgültige Wölbung der Radschüssel geformt und die Nabenbohrungen in dieser Radschüssel eingebracht, wonach ein zusammengebauter Formkern, der an die Gestalt der Felge angepaßt ausgebildet ist, in den Topf eingesetzt wird und die Felge aus dem Man­ tel des Topfes im Magnetumformverfahren geformt wird. Wie bereits erwähnt, läßt sich zwar dadurch eine schweißnahtfreie Felge nebst Radschüssel herstellen, gleichwohl ist das Ver­ fahren ebenfalls äußerst aufwendig, was vor allem den Form­ kern und die radiale Verformung der Zylinderwandung des tiefgezogenen Topfes selbst betrifft.

Schließlich und endlich können aber durch das zwangsläufig notwendige Magnetumformverfahren nur bestimmte Materialien wie eben Aluminium verarbeitet werden. Im übrigen ist dieses vorbekannte Verfahren zur Herstellung eines schweißnahtfreien einstückigen Felgenringes ohne Radschüssel nicht brauchbar.

Demgegenüber ist es Aufgabe der Erfindung ein gegenüber dem zuletzt genannten Stand der Technik verbessertes Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, schweißnahtfreien Felgenringes zu schaffen, das mit wenigen Arbeitsschritten auskommt und bei dem ohne große Spezialmaschinen enge Toleranzen und Rundlaufgenauigkeiten erzielt werden können. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß entsprechend den im kennzeichnenden Teil des Anspruches 1 bzw. Anspruches 2 angegebenen Merkmalen ge­ löst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Es kann als durchaus überraschend bezeichnet werden, daß nunmehr auf dem einschlägigen Fachgebiet aus einem Flachband selbst ohne Rollen und Schweißen über den direkten Weg einer ausgestanzten Ronde ein einstückiger schweißnahtfreier Felgen­ ring hergestellt werden kann, und das mit derart wenigen Arbeitsschritten. Da zusätzlich keine großen Spezialmaschinen erforderlich sind, kann die Umrüstung zur Durchführung des Verfahrens mit relativ geringen Kosten durchgeführt werden, wobei selbst auch die Produktion ausgesprochen preisgünstig ist.

Erfindungsgemäß wird dies im wesentlichen dadurch erzielt, daß im Außenumfangsbereich der Ronde das eine Felgenhorn angeformt wird, wobei der Tiefziehvorgang soweit durchgeführt wird, bis an der dann mit einem ausgestanzten Zentralloch versehenen Seite der Ronde ein Zylinderabschnitt gebildet ist. Dieser wird in einem weiteren Verfahrensschritt geweitet, so daß dann das zweite Felgenhorn angeformt werden kann.

In einer alternativen Ausführungsform der Erfindung nach An­ spruch 2, insbesondere zur Herstellung einer Flachbettfelge mit angeformter Profilnut wird nach dem Tiefziehen und Einpressen des einen Felgenhornes auf der gegenüberliegenden Seite die umlaufende Profilnut in Umfangsrichtung eingedrückt.

Obgleich natürlich beim Tiefziehvorgang der Außenumfangsbe­ reich zur Anformung des einen Felgenhornes während des Tief­ ziehvorganges zunächst unverformt bleiben kann, ist in einer bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 3 vorgesehen, daß die ausgestanzte Ronde in einem Arbeitsgang unter Anformung des Felgenhornes am Außenumfang der Ronde tiefgezogen wird.

Es hat sich ferner als günstig erwiesen, das in der Ronde einzubringende Zentralloch während des kontinuierlich durch­ zuführenden Tiefziehvorganges auszustanzen, so daß schließlich in einer besonders bevorzugten Ausführungsform nach Anspruch 4 in einem einzigen Arbeitstakt zunächst am Außenumfang der Ronde das eine Felgenhorn eingepreßt und daran anschließend der offene Zylinder weiter tiefgezogen wird.

Um einen völlig bodenlosen offenen Zylindermantelabschnitt während des Tiefziehens herzustellen, muß während des Ar­ beitsvorganges die gestanzte Ronde mit einem Zentralloch ver­ sehen werden.

In einer Weiterbildung gemäß Anspruch 6 wird dieses Zen­ tralloch bevorzugt während des Tiefziehvorganges selbst, und zwar vor dessem Ende ausgestanzt, wodurch vom Boden noch Material zur Zylinderbildung nachfließen kann.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung er­ geben sich nachfolgend aus den anhand von Zeichnungen dar­ gestellten Ausführungsbeispielen. Dabei zeigen im einzelnen:

Fig. 1: einen schematischen Querschnitt durch eine Vor­ richtung zur Durchführung des Verfahrens, wo­ bei die Vorrichtung auf der rechten Seite vor dem Tiefziehvorgang und auf der linken Seite bei Beendigung des Tiefziehvorganges gezeigt ist;

Fig. 2a bis 2c: drei Herstellungsstufen während des Her­ stellungsverfahrens einer Tiefbettfelge;

Fig. 3a und 3b: zwei Arbeitsschritte während des Her­ stellungsverfahrens einer Flachbettfelge mit an einer Seite angeformter Profilnut.

Nachfolgend wird zunächst auf die Fig. 1 bezuggenommen, in der schematisch eine Tiefziehvorrichtung gezeigt ist.

Die Vorrichtung umfaßt einen oberen Stempel 1, der einen zentrischen Mittellochstempel 3 und einen äußeren Schnitt-Form­ stempel 5 umfaßt. An der Unterseite des in Draufsicht ringför­ migen Schnitt-Formstempels 5 ist in entsprechender Negativform 7 die Form eines Felgenhornes vorgesehen.

Neben der Negativform 7 geht der Schnitt-Formstempel 5 in eine horizontale Druckfläche 9 über.

Der untere Teil der Tiefziehvorrichtung umfaßt einen äußeren Schnittring 11, dessen Innendurchmesser so bemessen ist, daß er an seiner oberen nach innenliegenden kreisförmigen Schnittkan­ te gerade die entsprechende Stanzkante des sich herabbewe­ genden Schnitt-Formstempels aufnimmt.

An den Schnittring 11 innenliegend angrenzend ist ein äuße­ rer über Druckbolzen 13 druckbeaufschlagbarer Niederhalter­ ring 15 vorgesehen, an den sich wiederum innenliegend der innere Niederhalterring 17 mit obenliegender, der Form des Felgenhornes entsprechender Formfläche 19 anschließt. Auch der innere Niederhalterring 17 ist durch mehrere Druckbolzen 21 separat steuer- und druckbeaufschlagbar.

Innenliegend ist in der gezeigten Ausführungsform eine Schnitt­ buchse 23 unbeweglich angeordnet.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf die Fig. 2a bis 2c der Herstellungsvorgang der in diesen Figuren gezeigten Tief­ bettfelge näher erläutert.

Beispielsweise getaktet kann von einer nicht näher gezeigten Band­ wicklung ein Flachband 25 zwischen dem oberen Stempel 1 und dem unteren Teil der Tiefzieh-Vorrichtung eingeführt werden. Danach wird der obere Stempel 1 von seiner in der Fig. 1 gezeigten rechten Stellung in die auf der linken Seite in Fig. 1 gezeigte abgesenkte Stellung herabgepreßt. Bei Beginn des Tiefziehvorganges wird bei druckbelastetem äußerem Nie­ derhalterring zunächst das in die Vorrichtung eingeführte Flachband 25 zwischen dem äußeren Niederhalterring 15 und der Druckfläche 9 gepreßt gehalten. Bei einsetzender Ab­ senkbewegung des oberen Stempels 1 wird dann zwischen der innenliegenden Stanzkante des Schnittringes 11 und der außen­ liegenden Stanzkante des oberen Schnitt-Formstempels 5 eine kreisförmige Ronde ausgestanzt und mit dem oberen Stempel 1 weiter herabgeführt.

Während des weiteren Absenkvorganges wird die Ronde in einem äußeren Material-Ringbereich zwischen der Negativform 7 im Schnitt-Formstempel 5 und dem inneren Niederhalterring 17 mit entsprechender Formfläche 19 unter Anformung eines Felgenhornes tiefgezogen. Das entsprechende topf- oder nutför­ mige Felgenhorn 27 ist in Fig. 2a gezeigt.

Während des weiteren Tiefziehvorganges trifft dann der Mittel­ lochstempel 3 auf das aus dem Flachband 25 ausgestanzte Material der Ronde auf und stanzt so ein zusätzliches Mittel­ loch. Das ausgestanzte Rondenmaterial ist in Fig. 1 in der linken Hälfte der Vorrichtung mit dem Bezugszeichen 29 gekenn­ zeichnet.

Wie aus dem Beispiel ersichtlich ist, erfolgt die Ausstanzung des Mittelloches aus dem Rondenmaterial kontinuierlich wäh­ rend des Tiefziehvorganges, da der Mittellochstempel 3 und der Schnitt-Formstempel 5 als oberer Stempel 1 gemeinsam druckbelastet und bewegt werden.

Während des Tiefziehvorganges vor und nach dem Ausstanzen des Mittelloches in der Ronde, wird der an das Felgenhorn 27 angrenzende Materialbereich der Ronde über die Schnittbuchse 23 weiter tiefgezogen, so daß ein Zylindermantelabschnitt 31 entsteht, wie er in Fig. 2a gezeigt ist. Um den Tiefziehvor­ gang unter entsprechender Weitung des Rondenmateriales durch­ zuführen, ist von daher die Schnittbuchse 23 mit einem abge­ rundeten Außenrand 33 versehen.

Bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel versteht sich von selbst, daß beim Herabbewegen des oberen Stempels 1 die Druckbolzen 13 und 21 unter Druckbeaufschlagung mitherabbewegt werden.

Nach dem so geschilderten ersten Verfahrensschritt wird der gemäß Fig. 2a hergestellte Felgenring 35 an der dem Felgen­ horn 27 gegenüberliegenden Seite beispielsweise unter Bildung einer Trichterform 37 geweitet. Schließlich und endlich wird in einem dritten Verfahrensschritt dann die entsprechende Form des zweiten Felgenhornes eingepreßt oder eingedrückt (Fig. 2c).

Auf diese Weise läßt sich also mit drei Verfahrensschritten ein schweißnahtfreier Felgenring herstellen. Obgleich natürlich bei dem endgültig in Fig. 2c wiedergegebenen Felgenring die Materialdicke am oberen Felgenhorn 27 geringer ist als am unteren Felgenhorn, kann die Abmessung der Ausgangsronde und der Dicke des Ausgangsmaterials so gewählt werden, daß der hergestellte Felgenring den gewünschten Belastungen stand­ hält.

In den Fig. 2a bis 2c ist die Herstellung einer Tiefbett­ felge gezeigt. Demgegenüber kann mit dem geschilderten Her­ stellverfahren auch eine Flachbettfelge beispielsweise mit einer Profilnut 39 hergestellt werden. Abweichend von dem vorste­ hend erläuterten Herstellverfahren einer Tiefbettfelge fällt hier der Arbeitsschritt gemäß Fig. 2b weg, da eine Aufwei­ tung des Zylindermantelabschnittes 31 hier nicht notwendig ist. Am äußeren freien Ende des Zylindermantelabschnittes 31 wird hier lediglich die Profilnut 39 in Umfangsrichtung eingepreßt oder gedrückt.

Nur der Vollständigkeit halber sei erwähnt, daß abweichend vom geschilderten Herstellungsverfahren der Außenrandbe­ reich der Ronde zwischen zwei horizontalen Druckflächen zunächst unverformt bleibt und nach dem Tiefziehvorgang des Zylindermantelabschnittes 31 in einem separaten Ar­ beitsschritt zwischen zwei entsprechend geformten Stem­ peln das erwähnte Felgenhorn angeformt wird. Dies ist aber weniger arbeitsökonomisch als vorstehend erläutert.

Ferner sei noch erwähnt, daß das zwischen dem äußeren Niederhalterring 15 und der äußeren Druckfläche 9 des Schnitt-Formstempels 5 verbleibende Restmaterial der Ron­ de nach Anformung des unteren Felgenhornes 27 abgestanzt wird. Schließlich und endlich wird angemerkt, daß die Herstellung der Felgenringe auch in einzelnen Herstel­ lungsschritten und -stufen möglich ist. Bei allen Ausfüh­ rungsformen kann auch ein hydromechanisches Ziehver­ fahren angewandt werden.

Claims (7)

1. Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, schweißnaht­ freien Felgenringes (35), insbesondere Tiefbettfelge mit zwei seitlich an dem Felgenbett angeformten Felgenhörner (27), wo­ bei eine gestanzte Ronde unter Bildung eines Zylindermantel­ abschnittes (31) tiefgezogen wird, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem äußeren unverformten Randbereich der Ronde vor, während oder nach dem weiteren Tiefziehvorgang der Ronde das eine Felgenhorn (27) eingepreßt wird, und daß spätestens vor Beendigung des Tiefziehvorganges aus der Ron­ de ein Mittelloch ausgestanzt und der so gebildete Felgenring- Rohling an der mit dem Mittelloch versehenen Seite bis zur Erzielung eines bodenlosen Zylindermantelabschnittes (31) weiter tiefgezogen und anschließend am freien Ende des Zylinderman­ telabschnittes (31) geweitet wird, wonach an diesem geweite­ ten Randbereich das weitere Felgenhorn (27) eingepreßt wird.

2. Verfahren zur Herstellung eines einstückigen, schweißnaht­ freien Felgenringes (35), insbesondere Flachbettfelge mit einer umlaufenden Profilnut (39) und einem stirnseitigen Felgenhorn (27), wobei eine gestanzte Ronde unter Bildung eines Zylin­ dermantelabschnittes (31) tiefgezogen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß aus einem äußeren unverformten Randbereich der Ronde vor, während oder nach dem weiteren Tiefziehborgang der Ronde das eine Felgenhorn (27) eingepreßt wird und daß spätestens vor Beendigung des Tiefziehvorganges aus der Ronde ein Mittelloch ausgestanzt und der so gebilde­ te Felgenring-Rohling an der mit dem Mittelloch versehenen Seite bis zur Erzielung eines bodenlosen Zylindermantelab­ schnittes (31) weiter tiefgezogen wird, wonach am freien Ende des Zylindermantelabschnittes (31) die umlaufende Profilnut (39) eingepreßt oder eingedrückt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß die ausgestanzte Ronde in einem Arbeitsgang unter Anformung des einen Felgenhornes (27) am Außenumfang der Ronde tiefgezogen wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Tiefziehvorgang der Ronde kontinuier­ lich erfolgt, währenddessen das Mittelloch ausgestanzt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß während eines Arbeitstaktes zunächst aus dem Außenumfang der Ronde das eine Felgenhorn (27) gepreßt und dann der an das Felgenhorn (27) angrenzen­ de und mit einem Mittelloch versehene Materialbereich der Ronde zu einem offenen Zylindermantelabschnitt (31) weiter tiefgezogen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß nach dem Beginn und vor Beendigung des Tiefziehens der Ronde unter Bildung eines offenen Zylinder­ mantelabschnittes (31) das Mittelloch aus der Ronde ausge­ stanzt wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Miteinbeziehung des Bodenmaterials zur Herstellung des Felgenringes aus der Ronde ein Mittel­ loch mit geringerem Innendurchmesser als der endgültige Innendurchmesser des Felgenringes (35) ausgestanzt wird.