EP0204032A2 - Radscheibe, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheibe und Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern aus spanlosverformbarem Material - Google Patents

Radscheibe, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheibe und Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern aus spanlosverformbarem Material Download PDF

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EP0204032A2
EP0204032A2 EP85116182A EP85116182A EP0204032A2 EP 0204032 A2 EP0204032 A2 EP 0204032A2 EP 85116182 A EP85116182 A EP 85116182A EP 85116182 A EP85116182 A EP 85116182A EP 0204032 A2 EP0204032 A2 EP 0204032A2
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Heinrich Winkelmann
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Winkelmann and Pannhoff GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/02—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels
    • B21H1/04—Making articles shaped as bodies of revolution discs; disc wheels with rim, e.g. railways wheels or pulleys
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00—Making other particular articles
    • B21D53/26—Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/261—Making other particular articles wheels or the like pulleys

Definitions

  • the invention is directed to a wheel disc, in particular re-V-belt pulleys and a method for producing rotationally symmetrical bodies, such as wheels made of non-cutting deformable material, wherein a disc blank with a consistently thick wall is split on the outside edge, the gap area subsequently expanded and possibly compressed and is profiled below.
  • EU-Al 012648 shows a generic manufacturing process.
  • a multiple V-belt pulley is produced from a disk blank or a round blank in such a way that the disk blank is first split on the outside edge and then this split area is rolled out and profiled in several steps.
  • the rim wreaths created by the splitting are first compressed at least in some areas so that the multiple V-profile can then be rolled in.
  • the splitting in single-profiled disks is also known, for example, from GB-PS 1 024 282 or in the case of multi-profiled disks from the French utility model 82 09 541.
  • the known methods have in common that the disc blank must have a wall thickness that enables the splitting as a first process step. This means that a certain weight is already determined by the thickness of the disc blank, which for technical reasons cannot be undercut.
  • the object of the invention is to provide a solution with which a reduction in weight can be achieved in spite of these predetermined restrictions, wherein the wall thickness of the disc blanks required for splitting can be undercut from the start.
  • this object is achieved according to the invention in that the outer edge region of the disc blank provided for splitting is swaged up prior to splitting.
  • the invention provides that the outer edge region is compressed to a thickness which corresponds to at least twice the wall thickness of the disk blank.
  • the invention is not limited to the ratio between the wall thickness of the disk blank and the wall thickness of the upset area, but this ratio has proven to be very practical. Obviously this ratio is achieved that with a given wall thickness that allows splitting, the disk blank can be made half as strong, which leads to enormous weight savings. Depending on the field of application of the end product, these conditions can of course be chosen completely differently, in order to repeat this.
  • the upsetting of the outer edge region takes place in several stages.
  • the invention provides that the upset edge region is split off-center in such a way that the two wreaths created by the split have different wall thicknesses and the end profile is profiled in such a way that the hub part is arranged off-center.
  • the invention also provides a wheel disc, in particular a multiple V-belt pulley, which has been profiled from a disc blank by splitting and subsequent shaping.
  • Such adfusionn R art are for example known by the generic state.
  • the disadvantages, which consist in particular in the large material requirement, have already been mentioned above for the method. These disadvantages apply here in the same way.
  • the above-mentioned object is achieved according to the invention in that the outer edge-side profile region is formed from an area of greater wall thickness, initially created on the disc blank, by compression than the disc blank, the subsequent splitting of this thickened outer edge region and the subsequent profiling of this region .
  • the invention provides that the wall thickness of the flange formed by the blank is smaller than the material thickness required for splitting. It is of course essential for this wheel disk that the disk blank was present as a flat or profiled sheet metal disk as the starting product, i. H. not as a cast or drop-forged part.
  • the wheel disc is formed from a blank of light or non-ferrous metal.
  • 1 to 7 show individual cross sections of a wheel disc according to the invention after individual processing steps.
  • F ig. 1 shows a round blank or a disk blank 1, the wall thickness of which is denoted by "x" and, in the example shown, is to be of such a size that it is no longer possible to split in a conventional manner. This measure would be for steel sheet z. B. about 2.3mm, for other materials this dimension is of course different.
  • the disc blank is compressed on the outside edge.
  • This area is designated by 2 in FIG. 2.
  • the wall thickness of this area 2 on the outer edge is designated by "y”. In the example shown, it should correspond to twice the wall thickness "x”.
  • This edge is subsequently split, so that two rings 3 and 3 'are formed, the wall thickness of which in turn has the dimension "x".
  • FIGS. 4 to 7 now show further process steps, the rolling out of this edge region 2 and the A uspro- filleting in a profile shape 4 of FIG. 6, or a P ro- filform 5 to Fig. 7.

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Abstract

Bei einer Mehrfach-V-Riemenscheibe sowie einem Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern, wie Rädern aus spanlosverformbarem Material, wobei ein Scheibenrohling mit einer durchgehend gleichstarken Wandstärke außenrandseitig gespalten, der Spaltbereich anschließend aufgeweitet und ggf. gestaucht und nachfolgend profiliert wird, soll eine Gewichtsverringerung erzielbar sein, wobei die durch die für das Spalten notwendige Wandstärke der Scheibenrohlingevon Anfang an unterschritten werden kann.
Dies wird dadurch erreicht, daß vor dem Spalten derzum Spalten vorgesehene Außenrandbereich des Scheibenrohlinges aufgestaucht wird.

Description

  • Die Erfindung richtet sich auf eine Radscheibe, insbesonde re Mehrfach-V-Riemenscheiben sowie ein Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern, wie Rädern aus spanlosverformbaren Material, wobei ein Scheibenrohling mit einer durchgehend gleichstarken Wandstärke außenrandseitig gespalten, der Spaltbereich anschließend aufgeweitet und ggf. gestaucht und nachfolgend profiliert wird.
  • Es sind eine Reihe von Verfahren zur Herstellung derartiger Räder bekannt. So zeigt die EU-Al 012648 ein gattungsgemäßes Herstellungsverfahren. Aus einem Scheibenrohling bzw. einer Ronde wird dort eine Mehrfach-V-Riemenscheibe in der Weise erzeugt, daß zunächst der Scheibenrohling außenrandseitig aufgespalten und anschließend dieser aufgespaltene Bereich in mehreren Schritten ausgewalzt und profiliert wird. Dabei werden die durch das Spalten entstandenen Randkränze zunächst wenigstens bereichsweise gestaucht um das Mehrfach-V-Profil danach einwalzen zu können.
  • Das Aufspalten bei einfachprofilierten Scheiben ist beispielsweise auch aus der GB-PS 1 024 282 oder bei mehrfachprofilierten Scheiben aus dem französischen Gebrauchsmuster 82 09 541 bekannt.
  • Den bekannten Verfahren gemeinsam ist, daß der Scheibenrohling eine Wandstärkendicke aufweisen muß, die das Aufspalten als ersten Verfahrensschritt ermöglicht. Damit ist ein bestimmtes Gewicht schon durch die Stärke des Scheibenrohlinges vorgegeben, welches aus herstelltechnischen Gründen gar nicht unterschritten werden kann.
  • Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Lösung, mit der trotz dieser vorgegebenen Beschränkungen eine Gewichtsverringerung erzielbar ist, wobei die durch die für das Spalten notwendige Wandstärke der Scheibenrohlinge von Anfang an unterschritten werden kann.
  • Bei einem Verfahren der eingangs bezeichneten Art wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß vor dem Spalten der zum Spalten vorgesehene Außenrandbereich des Scheibenrohlinges aufgestaucht wird.
  • Mit dieser Verfahrensweise wird erreicht, daß als Ausgangsmaterial Ronden bzw. Scheibenrohlinge herangezogen werden können, die eine nur noch von der Übertragung der Drehmomente mit den entsprechenden Rädern bestimmte Wandstärke aufweisen, d. h. deren Wandstärke sehr viel geringer sein kann, als dies an sich für das Aufspalten notwendig wäre. Damit läßt sich eine ganz erhebliche Gewichts- und Materialeinsparung erzielen.
  • Grundsätzlich ist es bekannt, materialverdickte Bereiche auszuspalten, um sie dann weiterbearbeiten zu können, wobei diese bekannte Verfahrensweise an sich bei der Herstellung von Autoradfelgen eingesetzt wird, wobei die verdickten Außenrandbereiche bei der Herstellung der Ausgangsronden, z. B. durch Gesenkschmieden angeformt werden, so beispielsweise DE-AS 1 068 654, DE-PS 1 908 565 oder US-PS 2 075 294 und FR-PS 1 491 895.
  • Ein nachträgliches Aufstauchen eines Außenrandbereiches ist auch aus der alten deutschen Patentschrift 227 171 bekannt, die die Verdickung der Zähne von Kettenrädern für Fahrräder betrifft. Dort wird nach Einbringung der Verzahnung durch Aufstauchen des Zahnbereiches dieser Teil des Kettenrades verdickt.
  • In Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß das Aufstauchen des Außenrandbereiches auf eine Stärke erfolgt, die wenigstens der doppelten Wandstärke des Scheibenrohlinges entspricht.
  • Natürlich ist die Erfindung nicht auf das hier angegebene Verhältnis zwischen Wandstärke des Scheibenrohlinges und der Wandstärke des aufgestauchten Bereiches beschränkt, dieses Verhältnis hat sich allerdings als sehr praktikabel erwiesen. Erkennbar wird mit diesem Verhältnis erreicht, daß bei einer vorgegebenen Wandstärke, die ein Spalten ermöglicht, der Scheibenrohling halb so stark ausgebildet sein kann, was zu einer enormen Gewichtseinsparung führt. Je nach Einsatzgebiet des Endproduktes können diese Verhältnisse, um dies zu wiederholen, natürlich noch gänzlich anders gewählt werden.
  • Nach der Erfindung ist auch vorgesehen, daß das Aufstauchen des Außenrandbereiches mehrstufig erfolgt.
  • In besonderer Gestaltung sieht die Erfindung vor, daß das Spalten des aufgestauchten Randbereiches außermittig derart erfolgt, daß die beiden durch das Spalten entstehenden Kränze unterschiedliche Wandstärken aufweisen und das Ausprofilieren des Endprofiles derart erfolgt, daß der Nabenteil außermittig angeordnet ist.
  • Die Erfindung sieht auch eine Radscheibe vor, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheibe, die aus einem Scheibenrohling durch Spalten und anschließendes Spanlosverformen profiliert worden ist.
  • Derartige Radscheiben sind beispielsweise durch den gattungsbildenden Stand der Technik bekannt. Die Nachteile, die insbesondere in dem großen Materialbedarf bestehen, sind weiter oben bereits zum Verfahren angeführt worden. Diese Nachteile gelten hier in gleicher Weise.
  • Bei einer Radscheibe der Gattung wird die oben genannte Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß der außenrandseitige Profilbereich aus einem am Scheibenrohling zunächst durch Stauchen entstandene Bereich größerer Wandstärke gegenüber dem Scheibenrohling, dem nachfolgenden Spalten dieses verdickten Außenrandbereiches und dem daraufhin erfolgten Endprofilieren dieses Bereiches gebildet ist.
  • In ganz wesentlicher Ausgestaltung sieht die Erfindung vor, daß die Wandstärke des vom Rohling gebildeten Flansches kleiner ist, als die zum Spalten benötigte Materialstärke. Wesentlich bei dieser Radscheibe ist natürlich, daß der Scheibenrohling als ebene oder profilierte Blechscheibe als Ausgangsprodukt vorgelegen hat, d. h. nicht etwa als Guß- oder Gesenkschmiedeteil.
  • In der oben genannten DE-AS 1 068 654 ist ausgeführt, daß es bei Fahrzeugfelgen aus Leichtmetall nicht möglich sei, diese durch Spalten und nachfolgendem Ausrollen zu bilden. Es hat sich herausgestellt, daß dieses Vorurteil zu Unrecht besteht. Erfindunggemäß ist daher auch vorgesehen, daß die Radscheibe aus einem Rohling aus Leicht- oder Buntmetall gebildet ist.
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der Zeichnung beispielsweise näher erläutert.
  • Die Fig. 1 bis 7 zeigen einzelne Querschnitte einer Radscheibe nach der Erfindung nach einzelnen Bearbeitungsschritten.
  • Fig. 1 zeigt eine Ronde bzw. einen Scheibenrohling 1, dessen Wandstärke mit "x" bezeichnet ist und im dargestellten Beispiel eine solche Größe aufweisen soll, daß ein Spalten in herkömmlicher Weise nicht mehr möglich ist. Dieses Maß betrüge bei Stahlblech z. B. etwa 2,3mm, bei anderen Materialien ist dieses Maß selbstverständlich anders.
  • Um ein Spalten zu ermöglichen, wird der Scheibenrohling außenrandseitig gestaucht. Dieser Bereich ist in Fig. 2 mit 2 bezeichnet. In Fig. 2 ist die Wandstärke dieses außenrandseitigen Bereiches 2 mit "y" bezeichnet. Es soll im dargestellten Beispiel dem Doppelten der Wandstärke "x" entsprechen.
  • Nachfolgend wird dieser Rand gespalten, so daß zwei Kränze 3 und 3' entstehen, deren Wandstärke wiederum das Maß "x" aufweist.
  • Die Fig. 4 bis 7 zeigen nunmehr weitere Verfahrensschritte, so das Ausrollen dieses Randbereiches 2 und das Auspro- filieren in eine Profilform 4 nach Fig. 6 oder einer Pro- filform 5 nach Fig. 7.
  • Aus den Fig. ist erkennbar, daß der mit 6 bezeichnete Flansch der Radscheibe, die unveränderte Wandstärke "x" des Scheibenrohlinges 1 aufweist.
  • Nicht in den Fig. dargestellt ist die Möglichkeit, außermittig zu spalten, so daß die Kränze 3 und 3' unterschiedliche Wandstärken aufweisen, so daß der Profilbereich asymmetrisch auswalzbar ist.
  • Natürlich ist das beschriebene Ausführungsbeispiel noch in vielfacher Hinsicht abzuändern, ohne den Grundgedanken der Erfindung zu verlassen. So ist die Erfindung insbesondere nicht auf den Einsatz eines bestimmten Materiales beschränkt, noch auf die in den Fig. dargestellten Profilformen u. dgl. mehr.

Claims (9)

1. Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern, wie Räder aus spanlosverformbarem Material, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheiben, wobei ein Scheibenrohling mit einer durchgehend gleichstarken Wandstärke außenrandseitig gespalten, der Spaltbereich anschließend aufgeweitet und ggf. gestaucht und nachfolgend profiliert wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Spalten der zum Spalten vorgesehene Außenrandbereich des Scheibenrohlinges aufgestaucht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufstauchen des Außenrandbereiches auf eine Stärke erfolgt, die wenigstens der doppelten Wandstärke des Scheibenrohlinges entspricht.
i3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Aufstauchen des Außenrandbereiches mehrstufig erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
) dadurch gekennzeichnet,
daß das Spalten des aufgestauchten Randbereiichc außermittig derart erfolgt, daß die beiden durch das Spalten entstehenden Kränze unterschiedliche Wandstärken aufweisen und das Ausprofilieren des Endprofiles derart erfoigt, daß der Nabenteil außermittig angeordnet ist.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Rohling ein solcher mit einer Wandstärke einge- setzt wird, die geringer ist als die zum Spalten benötigte Materialstärke.
6. Radscheibe, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheibe, die aus einem Scheibenrohling durch Spalten und anschließendes Kaltverformen profiliert worden ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß der außenrandseitige Profilbereich aus einem am Scheibenrohling (1) zunächst durch Stauchen entstandenen Bereich (2) größerer Wandstärke gegenüber dem Scheibenrohling, dem nachfolgenden Spalten dieses verdickten Außenrandbereiches (2) und dem daraufhin erfolgten Endprofilieren dieses Bereiches gebildet ist.
7. Radscheibe, nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke (x) des vom Rohling (1) gebildeten Flan- sches kleiner ist, als die zum Spalten benötigte Materialstärke.
8. Radscheibe nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß sie aus einem Rohling aus Leicht- oder Buntmetall gebildet ist.
9. Radscheibe nach Anspruch 7 aus Stahl,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Wandstärke des Rohlings kleiner/gleich 2,5 mm beträgt.
EP85116182A 1985-06-01 1985-12-18 Radscheibe, insbesondere Mehrfach-V-Riemenscheibe und Verfahren zur Herstellung von rotationssymmetrischen Körpern aus spanlosverformbarem Material Withdrawn EP0204032A3 (de)

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