DE7430076U - Einteilige ringfelge bzw. ringfelgenteil - Google Patents

Description

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GEORG FISCHER AKTIENGESELLSCHAFT, 8201 Schaffhausen

1863/Rä / 9.11.1979 / LH-bs /
■ s ^Einteilige Ringfelge bzw. Ringfelgen teil ^>

Die Neuerung betrifft eine einteilige Ringfelge oder ein Ringfelgenteil mit Radschüssel, Stützlappen oder Stützring für luftbereifte Fahrzeugräder, insbesondere für schlauchlose Bereifung, aus einem Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoff.

Felgen für luftbereifte Personen- und Kraftfahrzeugräder werden gegenwärtig meist aus Stahlblech hergestellt. Ein gewalzter Blechstreifen von geeigneten Abmessungen wird zu einem Ring gebogen und an den Enden verschweisst. Nach dem Egalisieren der Schweissnaht wird in mehreren Stufen fortschreitend das Felgenprofil gerollt, worauf mittels mehreren Pressvorgängen in radialer (Aufweiten oder Stauchen) und axialer Richtung das Werkstück in die endgültige Form gebracht wird. Die Felgen werden sodann, üblicherweise durch Schweissen, mit einer Radschüssel zu einem sog. Scheibenrad verbunden oder zwecks Montage auf einem gegossenen Speicherkörper (Radstern) mit einem Stützring versehen.

Das vorstehend stark vereinfacht wiedergegebene Herstellverfahren besteht aus einer grossen Zahl von Einzeloperationen. Es werden hierfür entsprechend spezialisierte und komplizierte Fertigungseinrichtungen benötigt, die hohe Investionen, teuren Unterhalt und laufende Ueberwachung erfordern. Die Formgebung durch Walzen und Rollen bietet relativ wenig Spielraum für das

Felgenprofil, und es ist schwierig, die Toleranzen bezüglich Durchmesser, Rundheit usw. einzuhalten. Die Schweissoperationen führen zu örtlicher Gefügeveränderung und Schwächung des Materials, wobei sich innere Spannungen freisetzen und das Werkstück verziehen. Schliesslich sind Felgen aus Stahlblech auch relativ korrosionsanfällig.

Es sind auch Vorschläge (CH-PS 347 446) bekannt geworden, Felgen zusammen mit einer Radschüssel bzw. dem Stützring zu giessen, um die Vorteile der Formgebung direkt aus der Schmelze ausnutzen zu können; es werden dabei entweder Leichtmetalle, Gusseisen ^ oder Stahl verwendet. Bei bekannten Vorschlägen dieser Art ist es notwendig, im Hinblick auf die Oberflächenbeschaffenheit, vorstehende Giessgrate und Massabweichungen des rohen Gusstückes dieses an der Aussenseite der Felge zu überdrehen, um eine einwandfreie Reifenauflage zu erhalten. Diese genaue und umfangreiche spanabhebende Bearbeitung des Felgenprofils erfordert einen beträchtlichen Aufwand und setzt entsprechende Bearbeitungszugaben an der Felge voraus. Vor allem ist nachteilig, dass infolge der dem Gussteil häufig anhaftenden Ovalität oder Exzentrität das Material beim Ueberdrehen ungleichmässig abgetragen wird, so dass sich über den Felgenumfang ungleiche Wandstärken ergeben. Die Folge davon sind erhebliche ünwuchten sowie unter Belastung unterschiedliche Durchbiegungen. Die genannten Umstände haben bisher eine verbreitete Anwendung des Giessens bei der Felgenherstellung stark behindert.

Es ist zu betonen, dass im vorliegenden Zusammenhang unter dem "radialen Uebermass" nicht etwa die übliche Berücksichtigung der Schwindung beim Erstarren der Gusstücke oder eine (in anderen Fällen erforderliche) Bearbeitungszugabe zu verstehen ist, sondern ein in solchem Ausm^rs vergrösserter Durchmesser des rohen Gusstückes, dass bei der Stauchung auf das Fertigmass die Fliess- bzw. Quetschgrenze des Werkstoffes überschritten wird. In analoger Weise ist unter "radialem Untennass" ein solcher Durchmesser zu verstehen, bei welchem bei dem Aufweiten auf das

Fertigmass die Fliessgrenze überschritten wird.

Oar Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ringfelge bzw. einen Ringfeigenteil der eingangs beschriebenen Art so auszugestalten, dass unter Vermeidung der vorstehend geschilderten Schwierigkeiten hochwertige gegossene Ringfelgen bzw. Ringfelgenteile wirtschaftlich herstellbar sind.

Die Ringfelge bzw. der Ringfelgenteil gemäss der Neuerung kann sehr wirtschaftlich gefertigt werden, wobei alle Vorteile des Giessens zur Geltung kommen, wie grössere Freiheit bei der Form- >~ gebung, die auch Abweichungen vom reinen Rotationskörper zulässt, einstückige Herstellung von Felge und Radschüssel bzw. Stützring oder Stützlappen im selben Arbeitsgang, Fertigung verschiedener Werkstück-Typen auf einer einzigen Anlage, einfache Typen-Umstellung usw. Gegenüber bisherigen gegossenen Felgenteilen kann das aufwendige, zeitraubende üeberdrehen der Aussenflache entfallen, was einerseits durch die Formung als ungeteilte Ringfläche, welche keine Giessgrate ergibt, und anderseits durch die endgültige Formgebung mittels plastischer Kaltverformung bedingt ist. Die Felgen gemäss der Neuerung zeichnen sich durch geringe, ringsum gleichmässige Wanddicke aus. Dank der intakten bzw. unverletzten Gusshaut sind sie auch beständiger gegen Korrosion als Blechfelgen oder gegossene und überdrehte Felgen.

Die Neuerung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 ist ein Vertikalschnitt entlang der Felgenachse durch eine Giessform für eine Felge mit Radschüssel,

Fig. 2 ist die hälftige Ansicht eines in einer Form nach Fig. gegossenen Scheibenrades,

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Fig. 3 ist die entsprechende Ansicht einer gegossenen Felge irdt Stützring bzw. Stützlappen,

Fig. 4 ist ein Schnitt entlang der Linie V - V in Fig. 2, Fig. 5 ist ein Schnitt entlang der Linie VI - VI in Fig. 3,

Fig. 6 ist ein Vertikalschnitt durch eine Giessform analog Fig. 1, jedoch für einen Teil einer längsgeteilten Ringfelge mit Stützring,

{.-) Fig. 7 ist ein Schnitt durch eine längsgeteilte, unter Verwendung eines in der Form nach Fig. 6 gegossenen und anschliessend kaltverformten Felgenteils zusammengesetzte Ringfelge.

Beim Formen solcher Felgen ist es wesentlich, dass die dem Reifen zugekehrte Felgen-Aussenflache 19 (Fig. 1, 4 und 5) des Scheibenrades 10 bzw. der Ringfelge 20 ais ungeteilte Ringfläche geformt wird, damit auf ihr keine quer laufenden Giessgrate (Gussfedern) und kein Versatz entstehen. Dies wird bei der Form nach Fig. 1 dutch den einteiligen, geschlossenen Ringkern 3 erreicht. Es können hierbei höchstens an den Felgenrändern ausserhalb der Reifenauflage (Stellen 9, Fig. 1) umlaufende Giessgrate entstehen, die sich leicht, z.B. durch Abscheren, entfernen lassen.

Ausserdem wird die Felge, im Hinblick auf die spätere plastische Verformung, mit radialem üebermass geformt, welches über die übliche Berücksichtigung der Schwindung beim Erstarren und die (hier nicht erforderliche) Bearbeitungszugabe hinausgeht. Zur Verdeutlichung dieses üebermasses sind in den Fig. 4 und 5 die Felgenkontur des erstarrten Gussteils strichpunktiert und die Kontur der fertigen, plastisch radial gestauchten Felge ausgezogen gezeichnet mit den entsprechenden Radien Rl (Gusszustand) und R2 (Fertigmass) an den Felgenrändern 18. Mit Vorteil kann,

wie ersichtlich, dieses üebermass bzw. die nachfolgende plastische Verformung am Felgenrand 18 grosser gewählt werden als am Felgengrund 17, wo die Felge 11 in die Radschüssel 12 bzw. in die Stützlappen 21 oder den Stützring übergeht. Das Üebermass soll so bemessen sein, dass beim Kaltverformen des duktilen Gusswerkstoffes dessen Fliessgrenze deutlich überschritten wird.

Ein sehr geeigneter Werkstoff ist Gusseisen mit Kugelgraphit.

Eine geeignete Stahlguüs-Sorte ist z.B. GS-45.3 nach DIN, indem eine Stahlschmelze mit ca. 0,21 % C, 0,7 % Mn und 0,4 % Si nach der üblichen Warmbehandlung (Glühen bei 900 - 1000° C) der Gussstücke ein duktiles Gefüge mit folgenden minimalen Kennwerten

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liefert: Zugfestigkeit 45 kp/mm , Streckgrenze 23 kp/mm , Dehnung 22 %, Brinellhärte 125 - 165.

Solche Gusstücke, mit Wandstärken vom etwa 7 - 8 mm im Bereich des Felgenprofils gegossen (bezogen auf das oben angegebene Mass-Beispiel), lassen sich sehr gut in der erforderlichen Weise plastisch kaltverformen.

Die Verformungseinrichtung ist ähnlich aufgebaut wie an sich bekannte Einrichtungen zum Verformen von ringförmigen Blechtei-

Ein weiteres Ausführungsbeispiel, welches sich auf den einen Teil einer längsgeteilten Steilschulter-Ringfelge bezieht, wird anhand der Fig. 6 und 7 beschrieben. Ein geschlossener Ringfelgenteil 50, welcher das eine Felgenhorn 52 und einen umlaufenden Stützring 53 mit Xonusfläche aufweist, wird nach Montage des Reifens mit dem zweiten, ringförmigen Felgenhorn 51 z.B. verschraubt. Die so zusammengesetzte Felge ist zur Montage auf einem Radstern 54 mittels Klemmteilen 55 bestimmt.

Die Fig. 6 zeigt eine geeignete Giessform (verlorene Sandform} für den Felgenteil 50. Im Gegensatz zu den oben beschriebenen.

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ungeteilten Felgen nach Fig. 2-5 kann der Felgenteil ohne Ringkern geformt werden. Die Trennfläche 44 der Giessfonn ist aber so gewählt, dass die dem Reifen zugekehrte Aussenflache des Felgenteils 50 als ungeteilte Ringfläche geformt wird.

In Fig. 7 ist wieder das Profil des Gussteils strichpunktiert und das Fertigprofil des Felgenteils 50 ausgezogen gezeichnet. Daraus geht hervor, dass ein Teil des Felgenquerschnitts (rechts in Fig. 11), welcher das Felgenhorn 52 umfasst, mit radialem üeberraass geformt ist. Hinsichtlich der Bemessung dieses Uebermasses (Radiusdifferenz Rl - R2) im Hinblick auf den verwende- ^ ten duktilen Gusswerkstoff gelten dieselben Ueberlegungen, wie sie beim vorstehenden Beispiel angestellt wurden.

Es kann zweckmässig sein, bei bestimmten Felgenausführungen die ganze Felge mit radialem üntermass zu giessen und auf Fertigmass nittels herkömmlicher Spreizeinrichtungen aufzuweiten.

Claims (1)

1. Schutzanspruch

   Aus Eisen-Kohlenstoff-Gusswerkstoff bestehende einteilige, mit einer Radschüssel, einem Stützring oder mit Stützlappen versehene Ringfelge bzw. Ringfelgenteil für luftbereifte Fahrzeugräder, insbesondere für Fahrzeugräder mit schlauchloser Bereifung, dadurch gekennzeichnet, dass die Felge (11) bzw. das Felgenteil (50) mit der dem Reifen zugekehrten Aussenfläche als ungeteilte Ringfläche geformt ist und dass die dem Reifen zugekehrte Aussenfläche durch die unverletzte Gusshaut gebildet ist.