EP1551577B1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer luftreifenfelge - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a method for producing a weight-optimized pneumatic tire rim according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method.
- the rim bowl is welded to the rim base in the area of a low bed, for which purpose this must have a certain wall thickness.
- the areas which, in contrast to said welding area, are not subject to special stress, should be formed as thin as possible, so that the original wall thickness, which is still present in the claimed tire areas in the claimed tire, by Extrusion is reduced accordingly.
- the present invention is therefore based on the object to develop a method of the generic type so that the production times are shortened and thus a more cost-effective production is possible.
- the pipe section used as a blank has production-related in its wall thickness relatively large tolerances, which previously led to the extrusion of a predetermined wall thickness of the flanks to the said lobes of the edges.
- the new method creates an exact, predictable material volume which is available for the further processing of the flanks (elongation, contouring and bringing to predetermined wall thicknesses).
- the length extension which results from the performed by means of flow-forming, optionally partial reduction in wall thickness, preferably limited by a stop which is provided on the circumferential surface of the horrados suprafutters circumferentially and on which the respective edge in the end position, ie after completion of the flow-forming.
- the diameter of the cylindrical pipe section is smaller than the largest outer diameter of the rim bed to be produced by the subsequent processing steps, whereas the diameter of the pipe section corresponds to the largest diameter of the rim well, if the end-side expansion is dispensed with.
- Said expansion of the pipe section has manufacturing advantages, since the subsequent pressing for contouring uncontrolled emigration of the end regions is prevented.
- An apparatus for carrying out the method has the features of claim 8.
- a device shown in Figures 1 and 2 for producing a weight-optimized pneumatic tire rim in which from a cylindrical tube section 1a, preferably made of steel, by cold forming a rim base 1 with rotationally symmetrical partially different wall thicknesses, which is then connected to a rim, not shown, preferably by welding.
- This device has a tool lining 2, which consists of a first chuck part 3 and a second chuck part 4, which are spring-loaded in the axial direction relative to each other.
- the outer casing of the tool lining 2 is provided with a precontour 5, in which by means of pressing / rolling rollers 8 of the pipe section 1 is pressed accordingly.
- flank 6 rotationally symmetric area under equalization of the wall thickness S1 is moved by means of the pressure / rolling rollers 8 in the region of a deep bed zone 7, from which the flanks formed on both sides 6 extend under the same wall thickness S2. Both the deep bed zone 7 and the flanks 6 assume the predetermined shape of the precontour 5.
- the tolerance-related excess material leads to a thickening of the wall thickness S3 of the deep bed zone 7 with respect to the original wall, while this is so far leveled in the flanks 6, that it corresponds, for example, the lower tolerance.
- a thickness of 3.5 + - 0.1 is given as the initial wall thickness of the tubular cylinder 1a, so that the wall thickness S2 of the flanks 6 is 3.4, while the wall thickness S3 of the deep bed zone 7 can be about 3.85.
- the leveling of the wall thickness in the region of the flanks 6 has led to a thickening of the deep bed zone 7 with respect to the original material used.
- both the first chuck part 3 and the second chuck part 4 have a circumferential stop 9, on which first the pipe section 1a and subsequently Course of the process, the pre-contoured rim base 1 end supports.
- the second chuck part 4 is tracked with spring force until it reaches an end position, as shown by dashed lines in FIG. 1 and as shown in FIG.
- flanks 6 are contoured further under extension to the outside, as can be seen in FIG.
- this device which has at least one pressing / rolling roller 8
- the respective different wall thicknesses of the flanks 6 can be produced.
- one of the two flanks 6, starting from the deep bed zone 7, is brought to a wall thickness S4 by means of the pressing / rolling roller 8 which presses from the inside to the outside, which can be 2.6, for example, with reference to the previous dimensions.
- stops 9a are provided circumferentially on the first and second chuck part 3a and 4a and respectively form the conclusion of the contour 5a.
- the volume which can be exactly determined beforehand by the leveling of the flanks 6 can again be found in the now larger axial extent and the partially partially reduced wall thickness.
- the height of the rim base 1 and the wall thicknesses of the flanks 6 are exactly predictable.
- a tool lining 2b which consists of a first chuck part 3b and a second chuck part 4b, which are externally formed at least partially corresponding to the contour of the rim base 1.
- the largest diameter of the chuck parts 3, 4 in the processing area or in the contact area with the pipe section 1a is greater than the clear diameter of the pipe section 1a, so that the first cylindrical pipe section 1a with its end edges at the respectively associated Vorkontur 5 of the chuck parts 3, 4 is present.
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Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
- Zur Herstellung einer solchen Luftreifenfelge ist es beispielsweise aus der DE-OS 26 47 464 bekannt, auf einem längsgeschweißten, zylindrischen Rohrabschnitt, der auch als Bandage bezeichnet wird, durch Andrücken mindestens einer rotierenden Drück- oder Streckrolle in Korrespondenz mit einem Werkzeug-Innenfutter die Ausgangswandstärke, also die des Rohrabschnitts, zu verdünnen unter gleichzeitiger Längenstreckung, so daß sich partiell unterschiedliche, funktionsabhängig vorgegebene Wanddicken über rotationssymmetrische Bereiche ergeben.
- So wird üblicherweise die Felgenschüssel mit dem Felgenbett im Bereich eines Tiefbettes verschweißt, wozu dies eine bestimmte Wanddicke haben muß.
- Aufgrund von geforderten Gewichtsoptimierungen sollen die Bereiche, die, im Gegensatz zu dem genannten Schweißbereich, keiner besonderen Beanspruchung unterliegen, so dünn wie möglich ausgebildet sein, so daß die ursprüngliche Wanddicke, die bei der fertigen Luftreifenfelge lediglich in den genannten beanspruchten Bereichen noch vorliegt, durch Fließpressen entsprechend reduziert wird.
- Allerdings ist dies mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So sind beispielsweise mehrere Arbeitsschritte erforderlich, um die Wandstärkenreduzierung zu erreichen, was zu relativ hohen Fertigungszeiten und sich daraus ergebenden hohen Fertigungskosten führt.
- Hierzu trägt auch bei, daß die Ränder der Flanken durch das Fließpressen, also das Strecken des Materials, "zipfelig" werden, d. h., es entsteht eine im weitesten Sinne ausgefranste Kante, die eine Nachbearbeitung erforderlich macht.
- Aus der WO-A-96/25257 ist ein Verfahren zur Herstellung einer Luftreifenfelge bekannt, bei dem das Felgenbett zunächst auf geringere Wandstärke gebracht, danach die Enden aufgeweitet und schließlich die Profilierung durch eine Formrolle erzeugt wird. Einen solchen Stand der Technik offenbaren auch die US-A-5 212 866 sowie die JP-A-59-185532.
- Insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß solche Luftreifenfelgen als Serienteile in großen Stückzahlen hergestellt werden, kommt den genannten Nachteilen eine besondere Bedeutung zu.
- Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß die Herstellungszeiten verkürzt werden und damit eine kostengünstigere Fertigung möglich ist.
- Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8.
- Der als Rohling eingesetzte Rohrabschnitt weist fertigungsbedingt in seiner Wandstärke relativ große Toleranzen auf, die bisher beim Fließpressen auf eine vorbestimmte Wandstärke der Flanken zu den genannten Zipfelungen der Ränder führte.
- Durch das neue Verfahren hingegen wird ein exaktes, vorherbestimmbares Materialvolumen geschaffen, das für die weitere Bearbeitung der Flanken (Längenstreckung, Konturierung und Bringen auf vorbestimmte Wandstärken) zur Verfügung steht.
- Dabei wird die Längenstreckung, die sich aus der mittels Drückwalzen durchgeführten, gegebenenfalls partiellen Wandstärkenreduzierung ergibt, vorzugsweise durch einen Anschlag begrenzt, der an der Mantelfläche des WerkzeugInnenfutters umlaufend vorgesehen ist und an dem die jeweilige Flanke in Endstellung, also nach Beendigung des Drückwalzens anliegt.
- Durch das nach dem Drückwalzen definiert vorliegende Volumen der Flanken ist auch deren Länge nach Beendigung der Verformung, unter Berücksichtigung der gewünschten Wandstärken, bestimmbar.
- Hierdurch ist nicht nur eine maßlich genaue Fertigung des Felgenbettes möglich, sondern es kann auch auf das nachträgliche Besäumen der Ränder verzichtet werden, da aufgrund des bei jedem als Serienprodukt herzustellenden Felgenbettes gleiche Flanken-Volumina nach dem ersten Verfahrensschritt vorliegen.
- Das sich aus den Dickentoleranzen ergebende überschüssige Material wird bei der Wandstärkenegalisierung in die Tiefbettzone geschoben, wo es zu einer Wandverstärkung führt.
- Als Ausgangswandstärke des Rohrabschnitts kann daher eine solche gewählt werden, die geringer ist als die Endwandstärke im Bereich der Tiefbettzone, deren Enddicke sich wiederum ergibt aus der Ursprungs-Wandstärke und dem zugetragenen Toleranz-Material der Flanken.
- Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, daß vor der Egalisierung der Wandstärke des dann noch zylindrischen Rohrabschnitts als Ausgangprodukt dieser an zumindest einer, vorzugsweise jedoch beiden Endseiten aufgeweitet wird.
- In diesem Fall ist der Durchmesser des zylindrischen Rohrabschnitts kleiner als der größte Außendurchmesser des durch die nachfolgenden Bearbeitungsschritte herzustellenden Felgenbetts, wohingegen der Durchmesser des Rohrabschnitts dem größten Durchmesser des Felgenbetts entspricht, wenn auf die endseitige Aufweitung verzichtet wird.
- Da das Materialvolumen der Felge in jedem Fall gleich bleibt, ist entsprechend bei geringerem Durchmesser des Einsatz-Rohrabschnitts eine größere Breite oder Wandstärke des Rohrabschnitts vorzusehen.
- Die genannte Aufweitung des Rohrabschnitts hat fertigungstechnische Vorteile, da beim anschließenden Drücken zur Konturierung ein unkontrolliertes Auswandern der Endbereiche verhindert wird.
- Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens weist die Merkmale des Anspruches 8 auf.
- Weitere vorteilhafte Ausbildungen sowohl des Verfahrens wie auch der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
- Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigen, nochmals beschrieben.
- Es zeigen:
- Figuren 1 und 2
- eine Vorrichtung zur Durchführung eines ersten Verfahrensschritts, jeweils im Längsschnitt dargestellt,
- Figuren 3 und 4
- jeweils eine weitere Vorrichtung für jeweils folgende Verfahrensschritte, ebenfalls im Längsschnitt gezeigt,
- Figur 5
- ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung eines ersten Verfahrensschritts in einem schematischen Längsschnitt.
- Eine in den Figuren 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei der aus einem zylindrischen Rohrabschnitt 1a, vorzugsweise aus Stahl, durch Kaltverformen ein Felgenbett 1 mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt wird, das anschließend mit einer nicht dargestellten Felgenschüssel verbunden wird, vorzugsweise durch Verschweißen.
- Diese Vorrichtung weist ein Werkzeuginnenfutter 2 auf, das aus einem ersten Futterteil 3 und einem zweiten Futterteil 4 besteht, die in axialer Richtung federbelastet relativ zueinander bewegbar sind.
- Der Außenmantel des Werkzeuginnenfutters 2 ist mit einer Vorkontur 5 versehen, in die mittels Drück/Walz-Rollen 8 der Rohrabschnitt 1 entsprechend eindrückbar ist.
- Aus der Figur 1 ist der Beginn des Verfahrens erkennbar, bei dem der zylinderförmige Rohrabschnitt 1a außenseitig an dem Werkzeuginnenfutter 2 anliegt.
- Ausgehend von den beiden Endseiten des Rohrabschnitts 1a wird mittels der Drück/Walz-Rollen 8 toleranzbedingtes Überschußmaterial eines jeweiligen bestimmten, eine Flanke 6 bildenden rotationssymmetrischen Bereichs unter Egalisierung der Wandstärke S1 in den Bereich einer Tiefbettzone 7 verschoben, von dem aus sich beidseitig die gebildeten Flanken 6 unter gleicher Wandstärke S2 erstrecken. Dabei nehmen sowohl die Tiefbettzone 7 wie auch die Flanken 6 die von der Vorkontur 5 vorbestimmte Form an.
- Das toleranzbedingte Überschußmaterial führt zu einer Verdickung der Wandstärke S3 der Tiefbettzone 7 gegenüber der ursprünglichen Wandung, während diese im Bereich der Flanken 6 so weit egalisiert ist, daß sie beispielsweise dem unteren Toleranzmaß entspricht.
- Beispielhaft wird als Ausgangswandstärke des Rohrzylinders 1a eine Dicke von 3,5 + - 0,1 angegeben, so daß die Wandstärke S2 der Flanken 6 3,4 ist, während die Wanddicke S3 der Tiefbettzone 7 etwa 3,85 sein kann. Hier hat die Egalisierung der Wandstärke im Bereich der Flanken 6 zu einer Verdickung der Tiefbettzone 7 gegenüber dem ursprünglichen Materialeinsatz geführt.
- Um den Rohrabschnitt 1a in axialer Richtung zu halten und um zu verhindern, daß beim Walzen eine axiale Streckung erfolgt, weisen sowohl das erste Futterteil 3 wie auch das zweite Futterteil 4 einen umlaufenden Anschlag 9 auf, an dem sich zunächst der Rohrabschnitt 1a und im weiteren Verlauf des Verfahrens das vorkonturierte Felgenbett 1 endseitig abstützt.
- Entsprechend der durch die Vorkonturierung erfolgenden Längenverkürzung des Rohrabschnitts 1a wird das zweite Futterteil 4 mit Federkraft nachgeführt, bis es eine Endstellung erreicht, wie sie in Figur 1 gestrichelt gezeigt ist und wie sie die Figur 2 wiedergibt.
- Im folgenden Verfahrensschritt werden die Flanken 6 unter Streckung nach außen hin weiter konturiert, wie dies in der Figur 3 erkennbar ist.
- Hier ist ein weiteres Werkzeuginnenfutter 2a dargestellt, dessen erstes und zweites Futterteil 3a bzw. 4a gegenüber dem ersten und zweiten Futterteil 3 bzw. 4 nach Figuren 1 und 2 einen veränderten und gestreckten Verlauf der Kontur 5a aufweisen.
- Mittels dieser Vorrichtung, die zumindest eine Drück/Walz-Rolle 8 aufweist, sind die jeweils unterschiedlichen Wandstärken der Flanken 6 herstellbar.
- Unter Längenstreckung wird eine der beiden Flanken 6, ausgehend von der Tiefbettzone 7, mittels der von innen nach außen drückenden Drück/Walz-Rolle 8 auf eine Wanddicke S4 gebracht, die unter Bezugnahme auf die vorherigen Maßangaben beispielsweise 2,6 sein kann.
- Die gegenüber liegende Flanke 6 hingegen wird so weit gestreckt, daß sich innerhalb der Flanke 6 ein rotationssymmetrischer Bereich mit der Wandstärke ebenfalls S4 = 2,6 und ein anderer Bereich mit der Wandstärke S5 = 1,8 ergibt.
- Endseitig wird die Verformung der Flanken 6 durch Anschläge 9a begrenzt, die umlaufend am ersten bzw. zweiten Futterteil 3a bzw. 4a vorgesehen sind und jeweils den Abschluß der Kontur 5a bilden.
- Das zuvor durch die Egalisierung der Flanken 6 genau bestimmbare Volumen findet sich wieder in der nun demgegenüber größeren axialen Erstreckung und der teilweise partiell verringerten Wandstärke.
- In jedem Fall sind die Höhe des Felgenbettes 1 und die Wandstärken der Flanken 6 exakt vorherbestimmbar.
- In einer folgenden Weiterbearbeitung des Felgenbettes 1, wie sie in der Figur 4 gezeigt ist, werden die Endbereiche der Flanken 6 durch Formrollen 10 endbearbeitet. In an sich bekannter Weise werden hierbei umlaufende Felgenhörner 11 und Buckel 12 (humps) angeformt, die der Aufnahme eines Reifens dienen.
- Auch hier ist ein Werkzeuginnenfutter 2b vorgesehen, das aus einem ersten Futterteil 3b und einem zweiten Futterteil 4b besteht, die außenseitig zumindest teilweise der Kontur des Felgenbettes 1 entsprechend geformt sind.
- In der Figur 5 ist erkennbar, daß der größte Durchmesser der Futterteile 3, 4 im Bearbeitungsbereich bzw. im Anlagebereich mit dem Rohrabschnitt 1a größer ist als der lichte Durchmesser dieses Rohrabschnitts 1a, so daß der zunächst zylindrische Rohrabschnitt 1a mit seinen Endkanten an der jeweils zugeordneten Vorkontur 5 der Futterteile 3, 4 anliegt.
- Bei einem axialen Zustellen der Futterteile 3, 4 zueinander werden die Endbereiche des Rohrabschnitts 1a jeweils zu einer Aufweitung 1b verformt.
- Die weitere Bearbeitung, d. h. die Konturierung auch in den Endbereichen erfolgt, wie beschrieben, mittels der Drück/Walz-Rollen 8.
-
- 1
- Felgenbett
- 1a
- Rohrabschnitt
- 1b
- Aufweitung
- 2
- Werkzeug-Innenfutter
- 2a
- Werkzeug-Innenfutter
- 3
- erstes Futterteil
- 3 a
- erstes Futterteil
- 4
- zweites Futterteil
- 4a
- zweites Futterteil
- 5
- Vorkontur
- 5a
- Kontur
- 6
- Flanke
- 7
- Tiefbett-Zone
- 8
- Drück/Walz-Rolle
- 9
- Anschlag
- 9a
- Anschlag
- 10
- Formrolle
- 11
- Felgenhorn
- 12
- Buckel
Claims (12)
- Verfahren zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei dema. aus einem vorzugsweise aus einem geschweißten Rohr hergestellten Rohrabschnitt (1a) durch Kaltverformen ein Felgenbett (1) mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt undb. anschließend mit einer Felgenschüssel verbunden wird,
dadurch gekennzeichnet, daßc. die Wandung des Rohrabschnitts (1a),■ ausgehend von den beiden Endseiten her,■ jeweils über einen bestimmten rotationssymmetrischen Bereich, der eine Flanke (6) bildet,unter Bildung einer Vorkontur auf eine weitgehend exakte Wandstärke (S2) gebracht wird,d. wobei das toleranzbedingte Überschussmaterial der Flanken (6) in eine Tiefbettzone (7) zwischen den beiden Flanken (6) geschoben wird,e. und danach die Flanken (6) durch Drückwalzen unter Streckung zum freien Randbereich hin konturiert und in ihrer Dicke (S4, S5), gegebenenfalls partiell unterschiedlich, auf ein vorbestimmtes Maß reduziert werden. - Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Egalisierung der Wandstärke (S1) der zylindrische Rohrabschnitt (1a) an zumindest einer, vorzugsweise beiden Endseiten aufgeweitet wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (6) bei der Streckung mit ihren Stirnseiten gegen einen Anschlag (9a) gedrückt werden.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkonturierung der Flanken (6) und deren Egalisierung der Wandstärke (S1) durch Walzen erfolgt.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das toleranzbedingte Überschußmaterial der Flanken (6) für eine weitgehend gleichmäßige Verdickung der Wandstärke (S3) des Tiefbettes (7) genutzt wird.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Felgenbett (1) während der Streckung der Flanken (6) zu einer Endkontur geformt wird,
- Verfahren nacheinem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche der Flanken (6) nach deren Streckung durch Formrollen endbearbeitet werden.
- Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorkonturierung des Felgenbettes (1) und Egalisierung der Wandstärke der Flanken (6) ein Werkzeug-Innenfutter (2) vorgesehen ist, das ein erstes Futterteil (3) und ein zweites Futterteil (4) aufweist, die in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind und deren äußere Mantelflächen eine Vorkontur (5) aufweisen, und dass ein weiteres Werkzeug-Innenfutter (2a) vorgesehen ist, das aus einem ersten Futterteil (3a) und einem zweiten Futterteil (4a) besteht und das mantelseitig eine Kontur (5a) aufweist, die der Kontur des fertigen Felgenbetts (1) im Bereich der Flanken (6) entspricht, und dass mindestens eine Drück/Walz-Rolle (8) vorgesehen ist, mit der der Rohrabschnitt (1a) in die Vorkontur (5) bzw. die Kontur (5a) eindrückbar ist.
- Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontur (5) durch umlaufende Anschläge (9) in Form einer Kante begrenzt ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das axial bewegbare Futterteil (3) oder (4) federbelastet gegen das andere Futterteil (3) oder (4) bewegbar ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (5a) endseitig durch jeweils einen umlaufenden Anschlag (9a) begrenzt ist.
- Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-11, dadurch gekennzeichnet, daß Formrollen (10) vorgesehen sind, mit denen die Endbereiche des konturierten Felgenbetts bearbeitbar sind.
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