DE3735859A1

DE3735859A1 - Verfahren zum einbringen von befestigungsbohrungen oder ventilbohrungen in eine schuessel bzw. eine felge eines rades eines kraftfahrzeuges

Info

Publication number: DE3735859A1
Application number: DE19873735859
Authority: DE
Inventors: Hans-Henning Dr Ing Winkler; Eugen Ruetschle
Original assignee: Chiron Werke GmbH and Co KG
Current assignee: Chiron Werke GmbH and Co KG
Priority date: 1987-10-23
Filing date: 1987-10-23
Publication date: 1989-05-03
Also published as: DE3735859C2

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einbringen von Boh rungen in Räder von Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Einbringen von Befestigungsbohrungen in eine Schüssel oder von Ventilboh rungen in eine Felge der Räder, bei dem eine Bohrung zwischen zwei Oberflächen eines Abschnittes der Räder erzeugt wird, deren Durchmesser in der Ebene der Oberflächen größer ist als der Durchmesser in Abschnitten zwischen den Oberflächen, mit den Verfahrensschritten:

- Einspannen eines Rades auf einem Werkstücktisch;
- Anbringen einer Durchgangsbohrung mit dem jeweils kleinsten Durchmesser der Bohrung;
- Ansenken der einen Oberfläche mit einem ersten Abschnitt größeren Durchmessers;
- Ansenken der anderen Oberfläche mit einem zweiten Abschnitt größeren Durchmessers.

Ein Verfahren der vorstehend genannten Art ist bekannt.

Bei dem bekannten Verfahren wird das Rad auf dem Werkstücktisch eingespannt, und es wird dann die Durchgangsbohrung und an schließend die Ansenkung auf der einen Oberfläche des Rades angebracht. Um dann auch die gegenüberliegende Oberfläche des Rades anzusenken, wird das Rad umgespannt, beispielsweise um 180° gedreht.

Das bekannte Verfahren ist damit sehr arbeitsintensiv, weil zum Anbringen der Bohrungen das Rad umgespannt werden muß und zwar insgesamt um 180°, was entweder sehr aufwendige mechanische Umspanneinrichtungen oder einen erheblichen Personalaufwand erfordert.

Der Erfindung liegt demgegenüber die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß das Rad ohne Umspannen im Bereich der genannten Bohrungen mit Ansenkungen größeren Durchmessers auf beiden Oberflächen versehen werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden Schritte gelöst:

- Nach dem Anbringen der Durchgangsbohrung Einspannen eines Werkzeugs in einer Werkzeugmaschine, deren Spindel in der Achse des Werkzeugs sowie senkrecht dazu jeweils relativ zum Rad verfahrbar ist, wobei das Werkzeug an seiner Unterseite einen exzentrisch zur Achse des Werkzeugs angeordneten axialen Schaft aufweist, der mit einem radialen Vorsprung versehen ist, der wiederum auf seiner der Spindel zugewandten Seite eine Schneide trägt, wobei die radiale lichte Breite des Schaftes mit Vorsprung und Schneide kleiner ist als der Durchmesser der Durchgangsboh rung;
- unter Beibehaltung der Einspannung des Rades radiales Verfahren des Werkzeugs in eine erste Position, bei der die Achse des Werkzeugs derart gegenüber einer Längsachse der Durchgangsbohrung versetzt ist, daß der Schaft mit Vorsprung und Schneide sich axial innerhalb des Umrisses der Durchgangsbohrung befindet;
- axiales Einfahren des Werkzeugs durch die Durch gangsbohrung hindurch bis in eine Position, in der sich die Schneide jenseits der von der Spindel abgewandten Oberfläche befindet;
- radiales Verfahren des Werkzeugs in eine dritte Position, in der die Achse des Werkzeugs koaxial zur Längsachse der Durchgangsbohrung liegt;
- Einziehen und Drehen des Werkzeugs zum Anbringen des zweiten Abschnittes.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird auf diese Weise vollkommen gelöst, weil es ohne Umspannen des Rades möglich ist, eine von beiden Seiten angesenkte Befestigungsboh rung oder Ventilbohrung zu erzeugen, wobei zusätzlich entschei dend hinzukommt, daß auch nur ein äußerst einfaches Werkzeug erforderlich ist und die Spindel der Werkzeugmaschine nur sehr einfache Bewegungen ausführen muß.

Zusammenfassend ergibt sich daher der Vorteil, daß mit un komplizierten Vorrichtungen, einfachem Werkzeug und in nur einer einzigen Aufspannung die erforderlichen Bohrungen in einem Rad eines Kraftfahrzeugs serienmäßig angebracht werden können.

Weitere Vorteile ergeben sich aus der Beschreibung und der beigefügten Zeichnung.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten und die nach stehend noch erläuterten Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Seitenansicht, teilweise aufgebrochen, eines Rades mit Felge und Schüssel sowie den erforder lichen Bohrungen;

Fig. 2 in stark vergrößertem Maßstab eine Befestigung eines Rades an einem Kraftfahrzeug nach dem Stand der Technik;

Fig. 3 bis 6 verschiedene Bewegungsskizzen zur Erläuterung einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Ver fahrens.

In Fig. 1 bezeichnet 10 insgesamt ein Rad eines Kraftfahrzeuges, das der Übersichtlichkeit halber ohne Reifen dargestellt ist. Das Rad 10 besteht in an sich bekannter Weise aus einer Felge 11 sowie einer Schüssel 12, die um eine erste Achse 13 des Rades 10 herum angeordnet sind. Die Schüssel 12 ist über einen Umfang verteilt, mit einer Mehrzahl von Befestigungsbohrungen 14, beispielsweise vier oder fünf derartigen Befestigungsboh rungen 14 versehen. Die zweiten Achsen 15 der Befestigungsboh rungen 14 verlaufen zur ersten Achse 13 des Rades 10 parallel.

Die Felge 11 ist in der Nähe ihres äußeren Umfanges mit einer Ventilbohrung 16 versehen, deren dritte Achse 17 zur ersten Achse 13 des Rades 10 unter einem Winkel α geneigt verläuft.

Die Befestigungsbohrungen 14 dienen dazu, um das Rad 10 mittels geeigneter Schrauben oder sonstiger Befestigungsmittel in einer Referenzebene 18 an einem Achsflansch des Kraftfahrzeuges festzuschrauben, der eine Mittenöffnung 19 der Schüssel 12 durchsetzt. Die Ventilbohrung 16 dient dazu, um das Ventil eines in Fig. 1 nicht dargestellten Reifens aufzunehmen.

Es versteht sich, daß die vorstehend genannten Bohrungen 14 und 16 nur beispielhaft zu verstehen sind und daß sich die Erfindung auch auf weitere Bohrungen, beispielsweise Zentrier bohrungen oder Ausgleichsbohrungen für eine Unwucht des Rades 10 erstreckt.

Fig. 2 zeigt mit einem Ausführungsbeispiel eine bekannte Art der Befestigung von Rädern 10 an einem Achsflansch 20 des Kraftfahrzeuges. Schraubverbindungen der gezeigten Art sind beispielsweise aus der deutschen Industrienorm DIN 74 361 bekannt.

Der Achsflansch 20 ist mit einem Schraubbolzen 21 durchsetzt, der von der Rückseite des Achsflansches 20 mit einer Konter mutter 22 gehalten ist. Auf das andere Ende des Schraubbolzens 21 ist eine Radmutter 23 aufgeschraubt, um die Schüssel 12 des Rades 10 am Achsflansch 20 festzuschrauben.

Die Schüssel 12 ist im Bereich der Befestigungsbohrung 14 mit einem ersten Zentrierkonus 24 und einem zweiten Zentrierkonus 25 auf der Vorder- bzw. Rückseite versehen. Den Konussen 24, 25 sind ein erster Gegenkonus 26 und ein zweiter Gegenkonus 27 zugeordnet, die an einem Bund 28 des Schraubbolzens 21 bzw. an der Rückseite der Radmutter 23 angeordnet sind.

Durch die beschriebene Anordnung wird eine selbstzentrierende Befestigung des Rades 10 am Achsflansch 20 erreicht.

Es sei betont, daß die in Fig. 2 dargestellte Befestigungsan ordnung nur beispielhaft geschildert wurde, sie bildet keinen Bestandteil der vorliegenden Erfindung. Wichtig ist allein, daß Befestigungsbohrungen 14 ebenso wie Ventilbohrungen 16 an Rädern 10 an ihrer Vorder- und Rückseite jeweils mit vergrößer ten Durchmessern in die jeweiligen Oberflächen der Schüssel 12 münden, während die genannten Bohrungen 14, 16 im mittleren Bereich einen kleineren Querschnitt aufweisen.

Um eine derartige Formgestaltung zu erzielen, wird erfindungs gemäß ein Verfahren angewendet, wie nachstehend anhand der Bewegungsskizzen der Fig. 3 bis 6 erläutert werden soll:

Auf einem nur äußerst schematisch angedeuteten Werkstücktisch 34 wird ein zu bearbeitendes Rad eingespannt, wobei im darge stellten Beispielsfall die Fig. 3 bis 6 die Variante betrachtet werden soll, bei der eine Befestigungsbohrung 14 in der Schüssel 12 des Rades 10 angebracht werden soll.

Der im Ausschnitt dargestellte Bereich der Schüssel 12 weist eine erste, obere Oberfläche 35 sowie eine zweite, untere Oberfläche 36 auf und die Einspannung des Rades 10 ist so gewählt, daß die zweite Oberfläche 36 mit gewissem Abstand oberhalb der Oberfläche des Werkstücktischs 34 angeordnet ist.

In Fig. 3 ist die Befestigungsbohrung 14 in einem Zustand dargestellt, bei der in das Material bereits, von der ersten Oberfläche 35 aus nach unten gesehen, ein erster, zylindrischer Abschnitt großen Durchmessers D ₁, daran angrenzend ein zweiter, ebenfalls zylindrischer Abschnitt 41, kleineren Durchmessers, daran angrenzend ein dritter, sich konisch weiter verjüngender Abschnitt 42 und daran schließlich angrenzend ein vierter, ebenfalls zylindrischer Abschnitt 43 kleineren Durchmessers D ₂ angebracht wurde.

Hierzu kann z.B. eine Werkzeugmaschine 49 verwendet werden, in deren Spindel ein Werkzeug 50 eingespannt ist, dessen Kontur 51 eine Schneide 52 aufweist, die beispielsweise der Außenkontur der Abschnitte 41 bis 43 angepaßt ist und diese in einem Arbeitsgang anbringt.

Eine vierte Achse 53 des Werkzeugs 50 verläuft in diesem Falle koaxial mit der zweiten Achse 15 der Befestigungsbohrung 14.

Es soll nun die Befestigungsbohrung 14 an der zweiten Oberfläche 36 mit einem fünften Abschnitt, nämlich einer zylindrischen Ansenkung eines großen Durchmessers D ₃ versehen werden, wie dies in den Fig. 3 bis 5 strichpunktiert eingetragen ist.

Mit einem Werkzeug nach Art des Werkzeuges 50 der Fig. 3 ist dies ersichtlich nicht möglich, weil die Befestigungsbohrung 14 im Zustand der Fig. 3 als Durchgangsbohrung einen Minimal durchmesser D ₂ des vierten Abschnitts 43 aufweist, so daß der Bereich des fünften Abschnitts 44 mit größerem Durchmesser D ₃ ohne weiteres nicht zugänglich ist.

Erfindungsgemäß wird nun ein hakenartiges Senkwerkzeug 60 verwendet, wie dies in den Fig. 4 bis 6 dargestellt ist. Das erfindungsgemäße Senkwerkzeug 60 geht nach unten in einen konischen Abschnitt 61 über, der wiederum an seiner Unterseite in einen exzentrischen Schaft 62 ausläuft. Der exzentrische Schaft 62 ist seinerseits an seinem unteren Ende mit einem radial vorstehenden Vorsprung 63 versehen, an dem eine Schneid platte 64 angebracht ist. Die Schneidplatte 64 ist mit einer Schneide 65 versehen, die beispielsweise horizontal und zum konischen Abschnitt 61 des Senkwerkzeugs 60 hin weisend aus gebildet ist. Dies ist jedoch nur beispielhaft zu verstehen, weil selbstverständlich die Schneide 65 auch andere Formgestal tungen aufweisen kann.

Von Wichtigkeit ist beim Senkwerkzeug 60, daß die radiale Breite des Schafts 62 mit Vorsprung 63 und Schneidplatte 64 kleiner ist als der Durchmesser D ₂ des vierten Abschnitts 43, d.h. kleiner ist als die lichte Weite der Befestigungsbohrung 14 im Zustand als Durchgangsbohrung der Fig. 3.

Die Spindel der Werkzeugmaschine 49 ist in an sich bekannter Weise so ausgebildet, daß Werkzeuge nicht nur entlang ihrer Längsachse vertikal verfahren werden können sondern vielmehr auch in einer Richtung senkrecht dazu in der Horizontalen.

Dies macht man sich beim erfindungsgemäßen Verfahren zunutze, indem zunächst in Richtung eines in Fig. 4 dargestellten Pfeils 70 das Werkzeug 60 mit seiner fünften Achse 66 in horizontaler Richtung verfahren wird, bis die fünfte Achse 66 einen Abstand d von der zweiten Achse 15 der Befestigungsbohrung 14 aufweist. In dieser Position befindet sich die Außenkontur des Schafts 62 mit Vorsprung 63 und Schneidplatte 64 innerhalb der lichten Weite des vierten Abschnitts 43 der Befestigungs bohrung 14. Das Werkzeug 60 kann nun in der Vertikalen nach unten verfahren werden, bis der Schaft 62 mit Vorsprung 63 und Schneidplatte 64 bis unterhalb der zweiten Oberfläche 36 durchgetaucht ist. Die Schneide 65 befindet sich jetzt ebenfalls unterhalb der zweiten Oberfläche 36.

Das Senkwerkzeug 60 wird nun, wie mit Pfeilen 71 in Fig. 5 dargestellt, in der horizontalen Richtung wieder zurückgefahren, bis die fünfte Achse 66 des Senkwerkzeugs 60 wieder mit der zweiten Achse 15 der Befestigungsbohrung 14 fluchtet. In dieser Position wird das Senkwerkzeug 60 nun angehoben und gleichzeitig gedreht, wodurch die Schneide 65 in die zweite Oberfläche 36 den fünften Abschnitt 44 als zylindrische Ansenkung von unten einbringt.

Sobald dies geschehen ist, wird das Senkwerkzeug 60, wie mit Pfeilen 72 in Fig. 6 angedeutet, zunächst etwas abgesenkt, dann radial einwärts gefahren, bis die in Fig. 4 dargestellte exzentrische Position mit einem Abstand d der Achsen 15 und 66 erreicht ist und es wird dann vertikal wieder nach oben aus der Befestigungsbohrung 14 herausgezogen. Der Bearbeitungs vorgang für die zylindrische Ansenkung 44 an der Unterseite der Schüssel 12 ist damit abgeschlossen.

Wie man leicht erkennt, konnte auf diese Weise die auf der Rückseite des Werkzeugs liegende zylindrische Ansenkung im fünften Abschnitt 44 mit einem verhältnismäßig einfachen Werkzeug und einem ebenfalls verhältnismäßig einfachen Be wegungsablauf der Spindel angebracht werden, ohne daß das Rad 10 dafür umgespannt werden mußte.

Man erkennt aus den Fig. 3 bis 6, daß auf diese Weise fünfte Abschnitte 44 unterschiedlichen Durchmessers auf der Rückseite des Werkzeugs angebracht werden können, wobei eine Grenze nach oben dadurch gesetzt ist, daß der Durchmesser D ₃ des fünften Abschnitts 42 nicht mehr als doppelt so groß sein kann wie der kleinste Durchmesser D ₂ der Befestigungsbohrung 14.

Es wurde bereits erwähnt, daß die in Fig. 3 bis 6 dargestellte konkrete Formgestaltung der Befestigungsbohrung 14 mit den Abschnitten 40 bis 42 selbstverständlich nur beispielhaft zu verstehen ist und die Erfindung keinesfalls einschränkt.

Claims

Verfahren zum Einbringen von Bohrungen in Räder (10) von Kraftfahrzeugen, insbesondere zum Einbringen von Befesti gungsbohrungen (14) in eine Schüssel (12) oder von Ventilbohrungen (16) in eine Felge (11) der Räder (10), bei dem eine Bohrung zwischen zwei Oberflächen (35, 36) eines Abschnitts der Räder (10) erzeugt wird, deren Durchmesser (D ₁, D ₃) in der Ebene der Oberflächen (35, 36) größer ist als der Durchmesser (D ₂) in Abschnitten (41 bis 43) zwischen den Oberflächen (35, 36), mit den Verfahrensschritten:
- - Einspannen eines Rades (10) auf einem Werkstücktisch (34);
- - Anbringen einer Durchgangsbohrung mit dem jeweils kleinsten Durchmesser (D ₂) der Bohrung;
- - Ansenken der einen Oberfläche (35) mit einem ersten Abschnitt (40) größeren Durchmessers (D ₁);
- - Ansenken der anderen Oberfläche (36) mit einem zweiten Abschnitt (44) größeren Durchmessers (D₃);
gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte:
- - nach dem Anbringen der Durchgangsbohrung Einspannen eines Werkzeugs (60) in eine Werkzeugmaschine (49), deren Spindel in der Achse (66) des Werkzeugs (60) sowie senkrecht dazu jeweils relativ zum Rad (10) verfahrbar ist, wobei das Werkzeug (60) an seiner Unterseite einen exzentrisch zur Achse (66) des Werkzeugs (60) angeordneten axialen Schaft (62) aufweist, der mit einem radialen Vorsprung (63) versehen ist, der wiederum auf seiner der Spindel zugewandten Seite eine Schneide (65) trägt, wobei die radiale lichte Breite des Schafts (62) mit Vorsprung (63) und Schneide (64) kleiner ist als der Durchmesser (D ₂) der Durchgangsbohrung;
- - unter Beibehaltung der Einspannung des Rades (10) radiales Verfahren des Werkzeugs (60) in eine erste Position, bei der die Achse (66) des Werkzeugs (60) derart gegenüber einer Längsachse (15) der Durchgangsbohrung versetzt ist, daß der Schaft (62) mit Vorsprung (63) und Schneide (65) sich axial innerhalb des Umrisses der Durchgangsbohrung befindet;
- - axiales Einfahren des Werkzeugs (60) durch die Durchgangsbohrung hindurch bis in eine zweite Position, in der sich die Schneide (65) jenseits der von der Spindel abgewandten Oberfläche (36) befindet;
- - radiales Verfahren des Werkzeugs in eine dritte Position, in der die Achse (66) des Werkzeugs (60) koaxial zur Längsachse (15) der Durchgangs bohrung liegt;
- - Einziehen und Drehen des Werkzeugs (60) zum An bringen des zweiten Abschnitts (44).