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Fahrradrahmen-Muffen und Verfahren zu ihrer Herstellung Die Erfindung
betrifft Falirradrahiiien-\Iuffeti und ein Verfahren zu ihrer Herstellung. Sie bezieht
sich auf solche Muffen, die aus zwei ini Winkel zueinander stehenden röhrenförmigen
Teilen bestehen und dazu bestimmt sind, benachbarte Rahmenteile des Fahrradrahmens
aufzunehmen. Derartige Muffen werden beispielsweise zur Verbindung der Lenkerröhre
des Rahmens mit der oberen und unterem Rahmenstrebe benutzt, wobei der Winkel zwischen
den beiden röhrenförmigen Teilen der 'Muffe je nach den Erfordernissen und der Bauart
des Rahmens sich ändert.
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Rahmenmuffen dieser Art wurden bisher als einteilige schmiedbare Gußstücke
oder aus einem einzigen Metallrohling, aus welchem ein röhrenförmiger Teil ausgepreßt
wird, wobei der teilweise vorgeformte Rohling zwecks Ausbildung tles anderen röhrenförmigen
Teiles hochgelogen wird, hergestellt. Beide Herstellungsweisen haben Nachteile.
Zweck der l?rfitidutig ist die Schaffung eines verbesserten, neuen und billigeren
Verfahrens zur Herstellung einer Fahrradrahmen-Muffe der erwähnten Art, welches
die Anzahl der erforderlichen Arbeitsgänge iin Vergleich zu den bisher hergestellten
Preßstahlmuffen vermindert, daneben aber die Anmoderner Widerstandsstumpfschweißur:g,
insbesondere alter Lichtbogenstunipfschweißung gestattet. Das verbesserte Verfahren
ist besonders geeignet für die Massen- oder Fließbanderzeugung solcher Muffen, so
<Maß die Herstellungskosten sich beträchtlich erniedrigen und die nach dem verbesserten
Verfahren hergestellten Muffen größere oder zum mindesten gleiche Festigkeit aufweisen
als die als schmiedbare Gußstücke hergestellten, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen.
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Ein weiterer Zweck der Erfindung besteht in der
Schaffung
einer neuen Fahrradrahmeti-Mutle sowie eines Fahrradrahmen-Lenkerkopfes verbesserter
Bauart.
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Das Herstellungsverfahren einer Rahmenmuffe dieser Art besteht erfindungsgemäß
darin, daß sie aus zwei einzelnen Metallplatten oder Rohlingen durch Formgebung
oder Pressung der einen Platte oder des einen Rohlings in einen offenendigen trol;-förmigeti
Teil von halbkreisförmigem Querschnitt einerseits und durch Herstellung, beispielsweise
durch einen Ziehvorgang, einer Muffe oder Hülse aus der anderen Platte oder dem
anderen Rohling, welche den einen röhrenförmigen Teil der Muffe bildet, geformt
wird und der restlicheTeil der letztgenannten Platte oder des Rohlings in eine offenendige
trogförmige Gestalt von halbkreisförmigem Querschnitt gebracht wird und die erwähnten
halbkreis- oder trogförmigen Teile und die ganze Hülse oder Muffe im Winkel zueinander
verschoben werden, wobei die Seitenkanten der beiden halbkreisförmigen und trogförmigen
Teile aufeinandergebracht und durch elektrische Stumpfschweißung miteinander vereinigt
«erden, so daß sie zusammen die Form des anderen röhrenförmigen Teiles der Muffe
bilden. Die Kanten können dabei durch elektrische Lichthogenschweißung oder durch
elektrische Widerstandsschweißung miteinander verbunden werden.
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Eine Muffe der geschilderten Art kann erfindungsgemäß auch aus zwei
getrennt geformten Metallpreßlingen hergestellt werden, nämlich aus einem offenendigen
trogförmigen Teil und einem offenendigen trogförmigen Gegenteil, aus welchem eine
vollständige Hülse oder Röhre herausgepreßt oder -gezogen ist, die in einem passenden
Winkel dazu steht und eines der röhrenförmigen Teile der 'puffe bildet, wobei die
Seitenkanten der beiden trogförmigen Teile mittels ele'ktrischerWiderstandsstumpfschweißung
miteinander vereinigt werden, so claß sie zusammen den anderen röhrenförmigen Teil
der 'Muffe bilden.
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Gemäß weiterer Erfindung besteht ein Fahrradrahmen-Lenkerkopf aus
oberen und unteren Muff enelementen, deren jedes einen halbkreisförmigen Teil, der
in einem Winkel zu einer vollständigen Hülse oder Muffe steht, die eine Rahmenstrebe
des Fahrradrahmens aufzunehmen hat, aufweist, wobei die Seitenkanten der halbkreisförmigen
Teile der beiden 'luffeneletnente durch elektrische Widerstandsstumpfschweißung
entsprechend mit den Seitenkanten der Gegenteile eines gemeinsamen offenendigen
Trogteils vereinigt werden, der den ganzen Vordertejl des Lenkerkopfs bildet, und
wobei die gegenüberliegenden Endkanten der halbkreisförmigen Teile der beiden 'Iuffenelemetite
entweder zusammengeschweißt oder mit den Enden eines hinteren Zwischentrogteils
vereinigt sind, dessen Seitenkanten mit denn Seitenkanten des vorderen Trogteils
verschweißt sind.
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Die Erfindung ist auf der Zeichnung an einigen Ausführungsformen veranschaulicht.
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Fig. i zeigt die schaubildliche Ansicht einer Fahrradrahmen-Muffe
für die oberen vorderen Rahmenstreben, die aus zwei Metallpreßlingen gemäß Erfindung
hergestellt ist, wobei die gestrichelten Linien die Schweißverbindung andeuten;
Fig. 2 zeigt die beiden Muffenteile vor der Verschweißung; Fig. 3 ist der Grundriß
eines Metallrohlings für die Ausbildung des kleineren Teiles der bluffe; Fig. 4
ist der Grundriß des Rohlings nach seiner Pressung in die offenendige Trogforin,
während Fig.5 die Endansicht des hochgebogenen Rohlings zeigt; Fig.6 ist ein Grundriß
des Metallrohlings, aus dem der andere 'luffenteil hergestellt wird; Fig. 7 zeigt
einen Grundriß dieses Rohlings nach (lern ersten Preßvorgang, während Fig. 8 einen
Querschnitt nach Linie VIII-VIII veranschaulicht, der die Näpfchenbildung deutlich
macht; Fig.9 zeigt einen Querschnitt des Preßlings nach Vertiefung des Näpfchens
durch einen weiteren Arbeitsgang; Fig. io ist ein Querschnitt durch den Preßling
nach Lochung des Näpfchenbodens; Fig. i i ist ein Grundriß des Preßlings mit gelochtem
Näpfchenboden ; Fig. 12 zeigt einen Querschnitt des in der vorhergehenden Figur
veranschaulichten Preßlings in seiner Stellung zwischen Preßstempel und Preßniatrize
vor dem nächsten Arbeitsgange; Fig. 13 ist die Ansicht des noch in der Preßniatrize
befindlichen Preßlings nach seiner Bearbeitung durch den Preßstempel; Fig. 14 zeigt
einen Querschnitt des fextiggestellten Preßlings vor der Verschweißung mit dein
in den Fig. 4 und 5 dargestellten I'reßling; Fig. 15 ist ein Grundriß des 'Metallstreifens,
von welchem die zur Ausbildung des einen Muffenteils dienenden Rohlinge abgeschnitten
werden; Fig. 16 zeigt, wie die Rohlinge zur Ausbildung des anderen I'-luffenteils
mit geringstmöglichem Abfall aus einem einzigen Metallstreifen auszustanzen sind,
während Fig. 17 das alte Verfahren zur Herstellung von lZohlingen für die Ausbildung
einstückiger hochgebogener Muffen veranschaulicht; Fig. 18 ist eine schaubildliche
Darstellung der :\nwendutig der Erfindung auf Fahrradrahmen-Muffen für die Befestigung
des Fahrradsitzes; Fig. i9 stellt einen Querschnitt durch einen Fahrradralimen-Lenkerkopf
dar, der gemäß einer abgeänderten Ausfü hrungsforni der Erfindung leergestellt ist;
Fig. 20 zeigt die einzelnett Preßlitige, die zur Herstellung eitles Lenkerkopfes
nach der vorhergehenden Figur dienen, bevor sie zusammengeschweißt sind; Fig. 21
zeigt die Preßlinge zur Herstellung eines Lenkerkopfes nach einer anderen Ausführungsform
der Erfindung.
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Die Fig. i bis 1:I zeigen die verbesserte Muffe, die zur Befestigung
der oberen Rahmenstrebe eines Fahrradrahmens an der Lenkerstrebe dient und die aus
zwei getrennten Metallpreßlingen i und 2 zusannnengesetzt
ist.
Der kleinere Preßling i wird aus einem flachen, rechteckigen Metallrohling a (Fig.3)
hergestellt, der in die offenendige, halbkreisförmige Trogform. wie sie in den Fig.
4 und 5 dargestellt ist, durch einen einfachen Preßvorgang gebracht wird. Der andere
Preßling 2 wird aus einem etwas breiteren Blechrohling () hergestellt, der die in
Fig.6 dargestellte Gestalt hat. Dieser Rohling wird mittels geeigneter Preß- und
Zieliwerkzeuge so bearbeitet, daß aus der Mitte des Rohlings ein flaches Näpfcllett
3 der in den Fig. 7 und 8 dargestellten Gestalt herausgedrückt wird. (las dann in
folgenden Preß- oder Ziehvorgängen, wie in Fig. 9 gezeigt, vertieft wird. Der Boden
des Näpfchens 3 wird jetzt mit einer (>ffnung 4 versehen, wie die Fig. io und i
i zeigen, und der auf (fiese Weise entstandene Preßling wird dann zwischen Preßstempel
und Matrize 3 und 6 einer Preßvorrichtung (Fig. 12) gebracht. Die Matrize 6 hat
einen offenendigen Trogteil ; niit einem geneigten und quer dazu gebogenen Boden
8, in den sich eine vertikale Bohrung 9 erstreckt. Die Oberkante io jeder Matrizenseite
bildet eine Auflagefläche für den näpfchenförrnigen Preßling, wie dargestellt. Der
Preßsternpel 5 hat einen gebogenen "feil i i, der (las Gegenstück zum Trogteil 7
der Prelfnatrize bildet, und aus diesem gebogenen Teil ragt der zylinderförmige
Stempel 12 Zieraus, der ein abgerundetes unteres Ende hat.
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Wenn der Preßstempel 5 sich auf das Werkstück absenkt, (las in der
in Fig. 12 dargestellten Weise auf der Preßinatrize 0 liegt, -zieht er (las \ä pfcher3
in die in Fig. 13 dargestellte 1-liilse oller Röhre 13 aus und gestaltet gleichzeitig
den restlichen Teil des
Preßlings zu dein oteriendigen Trogteil 14, welch
letzterer von halbkreisförmigem Querschnitt im Winkel zur Hülse 13 liegt, der je
nach den Erfordernissen von der Neigung des Bodens 8 der Preßmatrize 6 abhängt.
Wenn (las Oberwerkzeug 5 (las Unterwerkzeug verläßt, hat der Preßling die in Fig.
13 dargestellte Gestalt und ist bis auf das Verputzen fertig. Nach dein Verputzen
hat der aus dem Unterwerkzeug entfernte Preßling die in Fig. 14 wiedergegebene Form,
wobei zti beachten ist, wie sich die Wandung der --Riffe oder des röhrenförmigen
Teils 13 in ihrer Stärke gegen ihr äußeres Ende verjüngt. Auch an den Ecken oder
dem Basisende des röhrenförmigen Teils 13 ist das Metall verdickt, anstatt ein diesem
Punkte geschwächt zu sein, wie es frei manchen Rahineinnuffen der Fall ist, die
nach anderen Verfahren hergestellt werden.
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Die Längskanten i_3 des halbkreisförmigen Trogteils i, der aus dem
ersten holiling (r hergestellt wurde, werden nun auf die entsprechenden Längskanten
i6 des ähnlich geformten Teils 14 des die Hülse oder Muffe 13 tragenden l:leinentes
aufgepaßt und beide Kanten 15 und 16 mittels Lichtbogenstumpfschweißung oller Widerstandsschweißung
aneinander befestigt. Die konkaven Flächen der beiden halbkreisförmigen oder trogförmigen
"feile i und 14 liegen dann einander gegenälter, und beide Teile zusammen Milden
den anderen röhrenförmigen Teil der bluffe, d. h. die Hauptröhre, welche einen Teil
des Lenkerkopfes bildet.
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Die verbesserte Muffe kann ohne übermäßigen Metallabfall auf billige
Weise hergestellt «erden. Wie aus Fig. 1 5 ersichtlich, können die zur Bildung des
vorderen offenendigen Trogteils i dienenden lI',ohlinge a aus einem einzigen Metallstreifen
1 7 ohne irgendeinen Abfall abgeschnitten werden, während die zur Ausbildung des
anderen Muffenteils dienenden Rohlinge b von einem ähnlichen, aber etwas breiteren
Streifen 18 abgeschnitten «-erden, der in Fig. 16 dargestellt ist. Der hierbei auftretende
Abfall ist in der Abbildung durch dic schattierten Teile i9 wiedergegeben. Wenn
die -\ltiffe aus einem einzigen Rohling (anstatt aus zwei getrennten Rohlingen)
nach bekanntem Verfahren hergestellt wird, muß der Rohling die bei c in Fig. i7
dargestellte Gestalt halten. Es ist ersichtlich, (laß in diesem Falle der durch
die schattierten Teile 2o erkennbar gemachte Abfall ein weit größerer ist. Schätzungsweise
beträgt der Materialgewinn bei der Herstellung von Muffen nach dein erfindungsgemäßen
Verfahren, also aus zwei Rohlingen, gegenälter dem bekannten Verfahren etwa 17 0!o.
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Das verbesserte Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung hat aber
nicht nur eine wesentliche Materialeinsparung zur Folge, sondern es ermöglicht insbesondere
auch eine Massenproduktion durch Anwendung der elektrischen Widerstandsschweißung,
weil die beiden Teile bequem in den Elektroden untergebracht und richtig zueinander
eingestellt werden können, so daß die zu verschweißenden Kanten leicht miteinander
in Berührung kommen. Die fertigen Verbindungen sind fehlerfrei tnid homogen, die
Elektroden von einfacher Gestalt und leicht austauschbar.
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Die nach dem erfindungsgennäßen Verfahren hergestellte i\ltifte hat
einen Vorderteil, der aus (lern Rohling a in einer einfachen Trog- oller Muldenform
gebildet und für alle bluffen mit gemeinsamem Durchmesser der gleiche ist. Die Arbeitsgänge
zur Ausbildung des anderen Muffenteils aus (sein Rohling b sind bis zur winkelgebenden
Operation gleich ohne Rücksicht auf den Winkel der abzweigenden Hülse. Die erforderlichen
Werkzeuge sind äußerst einfach, und die Elektroden für die Lichtbogen- oder Widerstandsschweißung
sind wegen ihrer einfachen Form billig und leicht ersetzbar.
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Ein sehr wichtiger Vorteil besteht darin, daß infolge der Ausbildung
der Muffe aus zwei Teilen und der äußersten Einfachheit der Preßvorgänge die Möglichkeit
gegeben ist, die lfuffe an jedem gewhnschten Punkte zu verstärken oder zu veriestigen.
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Der Vorderteil i der Nltiffe kann mit .'),ussclinitten zu Dekorationszwecken
versehen werden, und zwar leichter, als wenn sich längs der Vorderfläche eine Schweil.inalit
erstreckt, weil die ausgeschnittenen Teile leicht aus dein Rohling a ausgestanzt
werden können, bevor er in die Trogform gebracht wird. Fr kann auch während des
Preßvorganges
durch _\usstanzen mit einem Ausschnitt versehen werden.
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Das obere Ende der Hauptmuffenhülse kann, falls erwünscht, zur Aufnahme
eines Kugellagers mit einer napfförmigen Erweiterung versehen werden.
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In Fig. 18 ist die Erfindung in ihrer Anwendung auf eine Sitzmuffe
eines Fahrradrahmens dargestellt, bei welcher der röhrenförmige Teil für die Befestigung
der Sitzstrebe des Maschinenrahmens aus einem offenendigen Trogteil 14 mit einem
ein Stück damit bildenden und daraus ausgezogenen :11)zNweighiilsenteil 13 sowie
aus einem Gegentrogteil 21 besteht, der mit zwei Lappen 22 zur Aufnahme eines Klemmbolzens
versehen ist, wobei die Seitenkanten der beiden Trogteile durch elektrische Widerstandsschweißung
aneinander befestigt sind. Die Schweißnaht ist durch die gestrichelten Linien 23
angedeutet. Der Teil 14 mit der Zweighülse 13 wird aus einem einzigen Rohling, wie
oben beschrieben, hergestellt, während die Iappentragende Hülse 21 vorzugsweise
aus zwei Teilen gebildet wird, indem zwei einander angepaßte hochgepreßte Jfetallrohlinge
in der Weise geteilt werden, wie es in einem anderen Patent beschrieben ist. Falls
gewünscht, kann der die Lappen 22 tragende Trogteil auch durch andere Mittel hergestellt
werden.
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Die Fig, i9 und 20 zeigen die Anwendung einer abgeänderten Ausführungsweise
der Erfindung auf den Lenkerkopf eines Fahrradrahmens. Dieser Kopf besteht aus oberen
und unteren Muffenteilen, deren jeder einen halbkreisförmigen oder trogförmigen
Teil 14 mit einer ein Ganzes damit bildenden Hülse 13 aufweist, die in der oben
beschriebenen Weise hergestellt sind, nämlich durch Pressen oder Ziehen, wobei die
Hülse oder der Nfuffenteil 13, der unter beliebigem Winkel stehen kann, ein röhrenförmiges
Element zur Aufnahme der oberen oder unteren Strebe des Fahrradrahmens bildet, je
nachdem wie der Fall gelagert ist. Die erwähnten halbkreisförmigen Teile 14 der
beiden Muffenelemente sind jedoch länger gehalten und Ende an Ende aneinandergeschweißt,
wie aus der Zeichnung ersichtlich, um die hintere Hälfte der Lenkerkopfröhre zu
bilden. Die beiden Muffenteile werden durch ein gemeinsames trogförmiges Gegenstück
24 ergänzt, welches gleichzeitig den Vorderteil der Lenkerkopfröhre bildet, wobei
die Seitenkanten des halbkreis-oder trogförmigen Teils 14 der beiden Muffenelemente
auf die entsprechenden Kanten des trogförmigen Teils 24 aufgepaßt und daran mittels
elektrischer Lichtbogen- oder Widerstandsschweißung befestigt werden. Die Schweißverbindungen
sind in Fig. 19 bei 25 angedeutet.
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1?ine weitere :Ausführungsform des Lenkerkopfes ist in Fig. 21 veranschaulicht.
Bei dieser Bauart haben die trogförmigen Teile 14 der hülsentragenden Muffenelemente
normale Länge und sind jeweils mit den Kanten eines dazu passenden, beiden Teilen
gemeinsamen Gegenstücks 26 elektrisch verschweißt. <las auf diese Weise die obere
und untere Muffe vervollständigt und die Form der vorderen Lenkerkopfröhre bildet,
die in diesem Falle durch ein kürzeres Paßteil 27 ergänzt wird, dessen Kanten gegen
die Kanten des Mittelteils der vorderen Halbschale 26 gepaßt und daran ebenfalls
mittels Lichtbogen- oder Widerstandsschweißung befestigt werden. Der kürzere Schalenteil
27 paßt dabei genau zwischen die Teile der leiden Muffenelemente und ist
mit seinen beiden Enden damit verschweißt.