DE8020489U1 - Vorrichtung zur herstellung von radfelgen fuer kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

C^Vorrichtung zur Herstellung von Radfelgen für Kraftfahrzeuge

Die Neuerung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von Radfelgen für Kraftfahrzeuge, wobei die Radfelge aus einer stranggepressten Aluminiumlegierung besteht, die in einer Biegemaschine mit einer Zugabe gerundet und anschließend abgelängt wird.

Eine eingangs genannte Vorrichtung ist beispielsweise mit der DE-OS 2 434 1o8 bekannt geworden. Dort werden Lastwagenfelgen relativ großer Materialdicke hergestellt. Die Umformung dieser Felgen aus einem Strangpreßprofil ist relativ problemlos, weil in Bezug zu dem größeren Durchmesser der Lastwagenfelge eine relativ kleine Umformung stattfindet.

Bei dünnen Querschnitten, wie sie bei Felgen für Kraftfahrzeuge verwendet werden, neigt das Profil eher zum Ausbeulen, als im Vergleich zu Felgen mit dicken Querschnitten. Die Umformungsgröße ist aufgrund des ^- kleineren Durchmessers der Felge größer,und daher

besteht eher die Gefahr, daß sich beim Umformen Deformierungen im Felgenquerschnitt ergeben.

Mit der DE-OS 26 50 357 ist eine weitere Vorrichtung zur Herstellung von Felgen bekannt geworden, die eine Dreiwalzen-Biegevorrichtung zeigt. Es wird ein RoIlumformungsverfahren angewendet, bei dem das Verhältnis Durchmesser der Felge zur Profiltiefe nicht kritisch !

ist. Es kommt daher nicht zu den gefürchteten Ausbeulun- I gen oder Ausknickungen, wie sie bei der vorliegenden ;

Neuerung bei Felgen der eingangs genannten Art zu 'f

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befürchten sind. Auch die gefürchteten Tordierungen sind bei dieser bekannten Vorrichtung nicht zu befürchten.

Mit dem DE-GM 1 902 325 ist eine Kernstreckbiegevorrichtung bekannt geworden, mit der allerdings nur ein symmetrisches Profil in einem Winkelbereich von 90 - maximal 180° gebogen werden kann. Ein vollständiges Biegen einer Felge um 360° ist mit dieser bekannten Kernstreckbiegemaschine nicht möglich.

Die vorliegende Neuerung hat sich ausgehend von dem Gegenstand der DE-OS 2 434 1o8 die Aufgabe gestellt, eine Vorrichtung nach dem Oberbegriff des Schutzanspruchs 1 so weiterzubilden, daß eine Radfelge aus einer stranggepressten Aluminiumlegierung mit relativ kleinem Durchmesser und großer Umformgröße auf einfache Weise hergestellt werden kann.

Zur Lösung der gestellten Aufgabe ist die Vorrichtung nach dem Oberbegriff dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Kernstreckbiegevorrichtung besteht, welche eine Kernform mit dem Fertigprofil der Felge aufweist, auf deren Außenumfang das Strangpressprofil der Felge aufliegt, welches von einem das Fertigprofil der Felge aufweisenden Spannbacken gegen die Kernform anpressbar ist und daß in Fertigungsrichtung hinter der Kernstreckbiegevorrichtung eine Kernrollbiegevorrichtung angeordnet ist, welche eine drehbare Kernbiegerolle aufweist, auf deren Außenumfang das Strangpressprofil der Felge aufliegt, welches von die Profilform der Felge aufweisenden und am Aussenumfang des Stranpreßprofils der Felge anliegenden, radial bewegbaren Formrollen gegen die Kernbiegerolle anpressbar ist.

Bei den bisherigen Verfahren musste man zwischen den einzelnen Verformungsvorgängen Warmbehandlungen einschalten, um das Material weitgehend spannungsfrei zu halten. Gerade bei Alumiftifliq-L'egl^irun^fen;·können bei Kaltverformungen

Rekristallisationserscheinungen auftreten, die dann bei späteren Beanspruchungen, z.B. durch Temperatur- und/ oder -Schwingungen, wie sie bei Kraftfahrzeug-Felgen unvermeidlich sind, zu Verformungen führen können. Gerade bei der Herstellung von Kraftfahrzeug-Felgen muß ein gleichbleibendes Rundlaufen gewährleistet sein. Bei den bisher bekannten Verfahren, bei denen stranggepresste Aluminiumprofile verwandt wurden, mussten diese Profile dann auch später nachbehandelt oder nachgeformt werden, so daß verhältnismässig viel Ausschuss entstand, im übrigen die bekannten Verfahren

j teuer, langwierig und umständlich waren, so daß sie

ι gerade für eine Massenfertigung nicht geeignet waren.

Es wird darauf hingewiesen, daß für die nachfolgend beschriebenen Verfahrensschritte kein Schutz beansprucht wird, sondern nur für die Merkmale der Vorrichtung, die sich aus den Verfahrensschritten ergeben ·

Ein Verfahren zur Herstellung von Radfelgen für Kraftfahrzeuge läuft nach der Neuerung folgendermassen ab:

r ■} a) Das mit Zugabe versehene Strangpreßprofil wird an seinem vorderen Ende eingespannt und auf einer, das Fertigprofil aufweisenden Kernform, mit zu kleinem Durchmesser gegenüber dem Fertigdurchmesser der Radfelge vorgebogen bzw. gerundet.

b) Nach Ablängen des Einspannstückes wird das vorgebogene Strangpressprofil auf einer das Fertigprofil aufweisenden Kernform mit zu großem Durchmesser gegenüber dem Fertigdurchmesser der Radfelge auf ca. 36o Grad gebogen bzw. gerundet.

c) Anschließend wird auf einer Rollbiegemaschine mit einer das Fertigprofil aufweisenden Kernformrolle und Gegenrollen

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nach Festlegung des hinteren Endes des kreisförmig gebogenen Strangpreßprofils dieses auf den Fertigdurchmesser gerollt bzw. gebogen.

d) Nach Ablängen des Endstückes wird der Roll- bzw. Biegevorgang mit einer das Fertigprofil aufweisenden Kernrolle und Gegenrollen solange fortgesetzt, bis das Strangpreßprofil zum Fertigdurchmesser gebogen und die Enden fluchtend zusammenstossen.

e) Nach Festspannen auf einer mit dem Fertigprofil versehenen Kernform durch mehrere mit Fertigprofil versehene Aussenbacken findet das Schweissen des Querstosses statt.

Durch diese Verfahrenschritte wird ein vollkommen neuer Weg beschritten. Es ist unvermeidlich, daß bei der Kaltverformung das Profil verformt wird, und auch Spannungen durch das Kaltverformen auftreten. Neuerungsgemäss werden die Vorrichtungen aber so gewählt, daß man ein Strangpressprofil mit Überlänge, d.h. mit Zugabe verwendet, als es die Abwicklung der Felge verlangen würde, und diese sich verformenden und dieSpannungen aufnehmenden Stücke sind durch die entsprechende Wahl der Verfahrensschritte und Vorrichtungen so gewählt, daß sie am Anfang und Ende des Strangpreßprofils sich befinden und dann nach den entsprechenden Verfahrensschritten abgelängt werden können. So wird bei den ersten beiden Verfahrensschritten eine Kernform verwandt, um die das Strangpreßprofil gebogen wird, während bei dem folgenden Schritt dann gerollt wird, d.h. eine Vorrichtung verwandt wird, die sich für Rollvorgänge eignet.

Auch bei der Schweissung des Querstosses wird so vorgegangen, daß Spannungen vermieden werden, indem in einer bestimmten Reihenfolge, wie das in den Ansprüchen angegeben ist, fest^osp.attn^wird^.urtd ggf. eine Kernform mit

-7-deren Maß verwandt wird.

Anschließend an den SchweissVorgang findet ein Kalibriervorgang statt, wobei in den Ansprüchen hier die verschiedensten Möglichkeiten angegeben sind.

Der Arbeitsablauf gestaltet sich dann derart, daß zuerst auf einer Kernstreck-Biegevorrichtung dasEinspannen des geraden Felgenprofils mit Überlänge erfolgt, wobei das Felgenprofil schon das Fertigprofil ist.

Es erfolgt dann das Vorbiegen oder Anrunden auf einer kleineren Kernform. Dieses geringe Untermaß ist erforderlich, um eine nach diesem Vorbiegen auftretende Auffederung zu kompensieren. Nach der Auffederung wird dann der maßgerechte Radius der Felge erreicht, d.h. die kleinere Kernform berücksichtigt dieses Auffedern.

Es erfolgt dann das Ablängen des Einspannstückes, durch welches das Vorbiegen möglich war; dieses Einspannstück ist unbrauchbar, da es stark deformiert ist.

Auf der gleichen Vorrichtung erfolgt dann das Biegen oder Runden, bis auf ca. 360 Grad auf einer im Verhältnis zum Fertigdurchmesser Iu- großen Kernform. Die ganze Abwicklung der tatsächlichen Abmessung muß diesen ersten Vorformvorgang durchlaufen.

Nachdem das Strangpreßprofil derart vorgerichtet ist, wird es dann auf einer Kernrollbiegevorrichtung weiter bearbeitet.

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Diese Kernroll-B.iegevorrichtung hat eine sehr kleine Kernformrolle innen und zwei Formrollen aussen, die das Fertigprofil aufweisen, über ein verlängertes Endstück, welches sich schon bei der Zugabe des geraden Stranpreßprofils befand, wird dann über dieses Endbiegeteil, was als Hebel wirkt, das schon gerundete Stranpreßprofil auf das tatsächliche Radiusmass gebracht. Wenn dieses Radiusmass erreicht ist, wird dieses verlängerte Endstück abgelängt, da es ebenfalls wieder unbrauchbar wegen seiner starken Deformierung ist. Jetzt erfolgt dann das Biegen oder Runden auf 360 Grad wieder mit einer sehr kleinen Kernformrolle und zwei Formrollen. Es wird jetzt nahezu der Formtreue-Zustand der Felge in einem nahezu spannungslosen Zustand erreicht.

Durch den anschliessenden SchweißVorgang des Querstosses wird dann die Felge fertiggestellt. Gleichmässig ist eine gewisse Verdünnung des Profils erfolgt, und um diese Verdünnung zu berücksichtigen, hat die Kernform, auf der die Felge beim Schweissvorgang aufgespannt wird, ein geringes Übersollmass. Der Spannvorgang auf dieser Kernform erfolgt in einer bestimmten zeitlichen Reihenfolge, da sonst ein Aufbau von Spannungsfeldern am Umfang:der Felge oder gar Stauchungen entstehen können, die sich nach Öffnen der Schweißform durch Unrundheit bemerkbar machen. Dabei ist in den Ansprüchen die zweckmässigste Reihenfolge für diesen Spannvorgang angegeben. Verschiedene Schweißverfahren können zur Anwendung kommen, z.B. Schutzgasschweissen mit Wolfram-Innert-Gas (WIG) oder Gaspress-Schweissen, welches unter Wärme und Druck stattfindet, auch Elektronenstrahl-Schweissen oder Schutzgas-Schweissen Metall-Innert-Gas (MIG), ferner Kaltpress-Schweissen.

Wesentlich ist ferner, daß die Schweissnahtschalen ein genaues, unverändertes Maß gegenüber dem Profilquerschnitt haben, wenn der anschliessende Kalibriervorgang stattfindet. Je nach der Art, wie aber der SchweißVorgang verläuft, wäre es auch denkbar, auf den Kalibriervorgang verzichten zu können. Falls geringe Unrundheiten durch Restspannungsfelder vom Schweiß-Stoß herrührend, wobei geringes übermass sauber egalisiert wird, so daß keine sichtbaren übergänge mehr sind, können diese geringen Maßabweichungen der Profilbreite an beiden Enden, hervorgerufen durch den Formschluß, beim Rollverfahren auf genaues Maß gebracht werden. Bei diesen Kalibrierverfahren hat die Kernformrolle ein geringes übermass gegenüber dem Sollmass (durch Verdünnung des Profiles hervorgerufen). Mit einer oder mehreren Formaussenrollen , z.B. zweckmässig zwei Formaussenrollen, erfolgt dieses Kalibrieren, dabei sind in den Ansprüchen die verschiedensten Möglichkeiten bezeichnet, nämlich Kern steht, Aussenrollen laufen, Kern läuft, Aussenrollen stehen (eine besonders zweckmässige Ausführung) oder Kern läuft und Aussenrollen laufen. Die Felge wird hierbei aufgespannt auf die Kernform und mit mehreren Umläufen auf End-Form- und Mass gebracht.

Alternativ ist es auch möglich, daß die Innenrolle dreht, Aussenform und Felge laufen zwischen Innenform und Rolle und stehenden, glatten Aussenrollen. Die Felge wird dabei in die Aussenform eingelegt (eingespannt) und mit Innenformrollen, ein oder mehreren, kalibriert.

Dadurch wird das End- Form- und Mass erreicht.

Eine Ausführungsform der Neuerung ist in der Zeichnung dargestellt; dabei gehen aus der Zeichnung und der Beschreibung weitere Neuerungsmerkmale hervor.

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Fig. 1 zeigt in der Vorderansicht die Kernstreckbiegevorrichtung,

Fig. 2 ist die Draufsicht auf die Fig. 1,

Fig. 3 zeigt entsprechend der Fig. 2 den Vorgang während des Vorbiegens,

Fig. 4 zeigt eine weitere Phase dieses Vorbiegens,

Fig. 5 zeigt einen weiteren Verfahrensschritt auf der Kernstreckbiegevorrichtung,

Fig. 6 zeigt eine andere Phase des Arbeitsablaufes,

Fig. 7 ist die Vorderansicht einer Kernrollbiegevorrichtung in der Vorderansicht,

Fig. 8 ist die Draufsicht der Fig. 7,

Fig. 9 zeigt eine andere Arbeitsphase beim Biegevorgang auf der Kernrollbiegevorrichtung,

Fig.10 zeigt eine weitere Phase des Arbeitsvorganges, Fig.11 zeigt eine Kalibriervorrichtung,

Fig.12 zeigt schematisch die zeitliche Reihenfolge beim Spannen vor dem Schweissvorgang.

In den Figuren bezeichnen die gleichen Zahlen die gleichen Teile. Die Buchstaben von a - s zeigen in zeitlicher Reihenfolge die verschiedenen Arbeitsvorgänge. In den Figuren ist das Strangpressprofil 1 dargestellt. Dieses Strangpressprofil hat das Fertigprofil der Felge.

Bei der Kernstreckbiegevorrichtung ist eine Kernform vorhanden, diese Kernform 2 wird von Spannbacken 5 in Pfeilrichtung 18 mitbewegt durch Mitnehmer 19, welche sich auf dem Drehtisch 2o dieser Kernstreckbiegevorrichtung befinden. Diese Anordnung ist wichtig, weil der Spannbacken sowohl in Pfeilrichtung 19 als dann beim Lösen wieder in Pfeilrichtung 21 bewegt werden muss, und durch diese Mitnahme das Profil geschont wird, es wird nicht großen Reibungskräften χ ausgesetzt, da es nur an der Einspannstelle durch die

Kraftübertragung beansprucht bzw. verformt wird. Selbstverständlich hat der Spannbacken 5 und die Kernform 2 das Fertigprofil. Das gerade Strangpressprofil 1 wird in Pfeilrichtung 23 in die Vorrichtung geführt, dabei sind Führungsprofile 3 und Gegenprofile 4 vorhanden, die gegeneinander gepresst verhindern, daß sich das Fertigprofil des Strangpressprofils 1 verformt, wenn es in der Kernstreckbiegevorrichtung verformt wird. Die Profilstücke beim Führungsprofil, Gegenprofil und bei den Spannbacken sind aus einem elastischen Werkstoff, um alle Verformungen auf ein Mindestmaß herabzusetzen.

Der Figur 3 ist dann zu entnehmen, daß nach Lösen der Spannbacken 5 das Einspannstück 6 entfernt wird, da es die Verformungsarbeit beim Vorbiegen bzw. Anrunden aufnehmen musste. Die weiteren Arbeitsgänge, die dann in der Fig. 3 bzw. Fig. 4 dargestellt sind, zeigen, daß jetzi das Biegen bis auf ca. 36o Grad erfolgt; dabei ist wesentlich, daß vor Einführen des gebogenen Profils in Pfeilrichtung 24 in das Gegenprofil 4 Kanten abgeschrägt werden müssen, damit dieses Gegenprofil nicht beschädigt wird.

Durch Bewegen in Pfeilrichtung 25 bzw. 26 werden Führungs und Gegenprofile 3 bzw. 4 aufeinander zu oder voneinander weg bewegt, um den Biegevorgang einzuleiten, oder zu beenden.

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Das Anbiegestück 6.1, welches anschließend an das Einspannstück 6 vorhanden war, wird jetzt ebenfalls entfernt; da es wieder die zusätzliche Verformungsarbeit aufnehmen musste, als nach dem Anbiegen bis 36o Grad gerundet wurde und jetzt ansich ein zu großer Durchmesser vorhanden ist.

Es wird dann weiter auf der Kernrollbiegevorrichtung gearbeitet, die die Fig. 7 und 8 zeigt.

Auf dieser Kernrollbiegevorrichtung wird dann mittels der Formrollen 8 und der Kernbiegerolle 9 solange gerundet, bis der Fertigdurchmesser erreicht ist. Jetzt kann dann das Endstück 6.1 abgelängt werden, welches wiederum wesentliche Verformungsarbeit aufnehmen musste, wie die Fig. 8 zeigt, weil dieses Stück gewissermassen als Hebel wirkend den Rundungsvorgang gestattet.

Der Drehtisch 11 besitzt noch Führungsscheiben 12, die ober- und unterhalb des Strangpressprofils 1 angeordnet sind, um ein Auffedern zu vermeiden. Diese Platten sind in der Fig. 7 bzw. 8 nicht näher dargestellt · In der Fig. 9 und 10 ist der Kernrollbiegevorgang zu einem anderen Zeitpunkt dargestellt, nämlich, wie die Fig. 10 zeigt, als sich der Schweiß-Stoss schon gebildet hat, weil das Fertigmaß erreicht wurde. Im Ausführungsbeispiel sind zwei Formrollen 8 vorhanden, durch Bewegung in Pfeilrichtung 27 in der einen oder anderen Richtung kann der Anpressdruck erhöht oder verringert werden, entsprechend dem gewünschten Durchmesser.

In der Fig. 10 ist dann das Fertigmass erreicht. Anschließend wird auf einem Formkern mit Ubermass, wie die Fig. 11 zeigt, noch so viel gerundet, bzw. durch die Formrollen geprägt, daß - wie in Fig. 12 dargestellt der SchweißVorgang stattfinden kann.Hier ist es wesentlich, daß die zu schweissende Felge erst gegenüber der Schweißnaht 13 durch Pressbacken 15 am Formkern 28 befestigt wird,

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anschließend werden die beiden Spannstellen 18 geschlossen, und zum Schluß die beiden Spannstellen Man erkennt, daß die Spannstellen 15,16 auf der den Querstoss 13 gegenüberliegenden Seite der Felge liegen, während die Spannstellen 17 benachbart sind. Die Spannstellen 17 sind näher an der Mittellinie, als die Spannstellen 16.

Es ist selbstverständlich möglich, eine Felge, statt aus einem Stück auch aus mehreren Stücken herzustellen, wobei dann entsprechend mehr Schweissnähte entstehen würden.

Wesentlich ist immer, daß der Neuerungsgedanke bei dem vorliegenden Verfahren verwirklicht wird, nämlich an eine Biegestreckvorrichtung eine Biegerollvorrichtung anzuschließen, wobei selbstverständlich auch diese beiden Stationen vertauscht werden können, wenn das das Werkstück oder das Profil erfordert. Wesentlich ist immer nur, daß die Verformungsarbeiten bei Deformierungen bei diesem Strangprofil durch die Leitung der Verfahrensgänge sich nur auf die Endstücke auswirken, diese können / ) leicht entfernt werden, und es ist sehr viel billiger, Abfall an Strangpressprofilen zu haben, als umständliche Verfahrensschritte, wie Entspannungsglühen, Warmbehandlungen und umständliche Nacharbeiten in Kauf nehmen zu müssen.

In Hinsicht auf Fig. 2 und Fig. 3 wird darauf hingewiesen, daß auch ein einseitiges Vorbiegen ausreicht, es muß also nicht - wie vorstehend bei Fig. 2 und Fig. 3 beschrieben - ein zweiseitiges Vorbiegen durchgeführt werden.

Claims (7)

Betreff: Anmelder : Firma Späth GmbH & Co.KG, Stahlbau-Biegetechnik, Friedrich-Werber-Str. 32, 7760 Radolfzell ■D Φ C φ Schutzansprüche

1. Vorrichtung zur Herstellung von Radfelgen für Kraftfahrzeuge, wobei die Radfelge aus einer stranggepressten Aluminiumlegierung besteht, die in einer Biegemaschine mit einer Zugabe gerundet und anschließend abgelängt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung aus einer Kernstreckbiegevorrichtung besteht, welche eine Kernform (2) mit dem Fertigprofil der Felge aufweist, auf deren Außenumfang das Strangpressprofil (1) der Felge aufliegt, welches von einem das Fertigprofil der Felge aufweisenden Spannbacken (5) gegen die Kernform anpressbar ist und daß in Fertigungsrichtung hinter der Kernstreckbiegevorrichtung eine Kernrollbiegevorrichtung angeordnet ist, welche eine drehbare Kernbiegerolle (9) aufweist, auf deren Außenumfang das Strangpreßprofil (1) der Felge aufliegt, welches von die Profilform der Felge aufweisenden und am Außenumfang des Strangpreßprofils der Felge anliegenden, radial bewegbaren Formrollen (8) gegen die

Fernsprecher: Lindau (OB3B2) 5025

Fernschreiber: 054374(pat-d)

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Telegramm-Adresse: ipatni-linday · · * ·

Bankkonten:

Bayw.Varein'sbstnk Lindau (B) Nr. 1208578 (BLZ 73520074) ,HstptVBärik LlfflKu (B) Nr. 6670-278920 (BLZ 73520642) \{olkäb,a^ti Lipgau (Ö) Nr. 51720000 (BLZ 73590120)

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Kernbiegerolle (9) anpressbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß an der Einlaufseite (Pfeilrichtung 23) des Strangpressprofils (1) in die Kernstreckbiegevorrichtung das Strangpreßprofil (1) zwischen sich aufnehmende Führungs- und Gegen-Profile (3,4) angeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernform (2) drehbar auf einem Drehtisch (20 ) angeordnet ist, auf dem in radialer Richtung bewegbare Spannbacken (5) befestigt sind, welche die Kernform (2) in Richtung (Pfeilrichtung 18) zum Auslaufende des Strangpreßprofils (1) drehen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekenn zeichnet , daß die Profilstücke des Führungs- und Gegenprofils (3,4), sowie der Spannbacken (5) aus einem elastischen Werkstoff bestehen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet , daß der Durchmesser der Kernform (2)der Kernstreckbiegevorrichtung kleiner ist als der Fertigdurchmesser der hergestellten Felge.

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Kernbiegerolle (9) der Kernrollbiegevorrichtung dem Fertigdurchmesser der hergestellten Felge entspricht.

7. Vorrichtung nach Anspruch 1 ,dadurch gekennzeichnet , daß die Kernbiegerolle

(9) auf einem drehbar gelagerten Drehtisch (11) angeordnet ist und die Stirnflächen der Kernbiegerolle (9) durch Führungsscheiben (12) vergrößerten Durchmessers gebildet sind. ,■■,."..··..··.: .··..··.