ITTO991050A1

ITTO991050A1 - PROCEDURE FOR THE CREATION OF A WHEEL RIM FOR A VEHICLE.

Info

Publication number: ITTO991050A1
Application number: IT1999TO001050A
Authority: IT
Inventors: Andrea Finzi; Lorenzo Bessone
Original assignee: Fergat Spa
Priority date: 1999-11-30
Filing date: 1999-11-30
Publication date: 2001-05-30
Also published as: ITTO991050A0; IT1310751B1

Description

DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo: "Procedimento per la realizzazione del cerchio di una ruota per un autoveicolo" DESCRIPTION of the industrial invention entitled: "Process for making the rim of a wheel for a motor vehicle"

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione si riferisce alla ruote per autoveicoli del tipo comprendente un cerchio ed un disco saldato al cerchio, e riguarda in particolare,un procedimento per la realizzazione del cerchio di una tale ruota. The present invention relates to motor vehicle wheels of the type comprising a rim and a disc welded to the rim, and relates in particular to a process for making the rim of such a wheel.

Più specificamente l'invenzione ha per oggetto un procedimento per la realizzazione del cerchio di una ruota comprendente le operazioni di realizzare un anello cilindrico incurvando un foglio di lamiera di spessore essenzialmente costante. e saldando fra loro i lati di estremità di detto foglio; e More specifically, the invention relates to a method for making a wheel rim comprising the operations of making a cylindrical ring by bending a sheet of metal of essentially constant thickness. and welding together the end sides of said sheet; And

assoggettare detto anello ad operazioni finali di deformazione plastica in modo tale da impartire alla sezione di detto anello una forma prestabilita. subjecting said ring to final operations of plastic deformation in such a way as to impart a predetermined shape to the section of said ring.

Uno scopo della presente invenzione è di proporre un procedimento di tale tipo che consenta di realizzare un cerchio di ruota di peso ridotto, a sostanziale parità delle sue caratteristiche di rigidezza e resistenza, che consenta inoltre una definizione più accurata della distribuzione di rigidezza e resistenza nelle diverse porzioni del cerchio . An object of the present invention is to propose a process of this type which allows to produce a wheel rim of reduced weight, with substantially equal stiffness and strength characteristics, which also allows a more accurate definition of the stiffness and strength distribution in the different portions of the circle.

Questo ed altri scopi vengono realizzati secondo l'invenzione con un procedimento del tipo sopra specificato, caratterizzato dal fatto che prima di assoggettare il suddetto anello all'operazione finale di deformazione plastica, tale anello viene assoggettato ad un'operazione preliminare di deformazione plastica nella quale il profilo interno della sua sezione viene mantenuto essenzialmente rettilineo, ed il profilo esterno della sua sezione viene modificato in modo tale da ridurre selettivamente lo spessore di porzioni predeterminate di detta sezione. This and other objects are achieved according to the invention with a process of the type specified above, characterized in that before subjecting said ring to the final plastic deformation operation, said ring is subjected to a preliminary plastic deformation operation in which the internal profile of its section is kept essentially straight, and the external profile of its section is modified in such a way as to selectively reduce the thickness of predetermined portions of said section.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell'invenzione appariranno dalla descrizione dettagliata che segue, effettuata a puro esempio non limitativo, con riferimento ai disegni allegati, nei quali: Further characteristics and advantages of the invention will appear from the detailed description that follows, carried out purely as a non-limiting example, with reference to the attached drawings, in which:

la figura 1 è una vista in prospettiva di un foglio di lamiera utilizzato per la realizzazione del cerchio di una ruota secondo l'invenzione; Figure 1 is a perspective view of a sheet metal used for making the rim of a wheel according to the invention;

la figura 2 è una vista prospettica di un anello cilindro ottenuto incurvando e saldando il foglio di lamiera della figura 1; Figure 2 is a perspective view of a cylinder ring obtained by bending and welding the sheet metal of Figure 1;

la figura 3 è una vista sezionata secondo la linea III-III della figura 2; Figure 3 is a sectional view along the line III-III of Figure 2;

la figura 4 mostra la sezione dell'anello della figura 3 dopo l'assoggettamento ad un'operazione preliminare di deformazione plastica; e Figure 4 shows the section of the ring of Figure 3 after being subjected to a preliminary plastic deformation operation; And

la figura 5 mostra la sezione finale di un cerchio di ruota realizzato secondo l'invenzione. figure 5 shows the final section of a wheel rim made according to the invention.

.Con riferimento ai disegni, con il procedimento secondo l'invenzione la realizzazione del cerchio di una ruota per un autoveicolo inizia con la predisposizione di un foglio di lamiera, indicato con 1 nella figura 1, di spessore essenzialmente costante. Nel caso di una ruota per un'autovettura lo spessore del foglio di lamiera 1 può essere ad esempio di circa 2 mm, mentre nel caso di una ruota per autocarri o veicoli commerciali/industriali, tale spessore può essere di circa 6 mm. With reference to the drawings, with the method according to the invention the realization of the rim of a wheel for a motor vehicle begins with the preparation of a sheet of metal, indicated with 1 in Figure 1, of essentially constant thickness. In the case of a wheel for a car, the thickness of the sheet metal 1 can be for example about 2 mm, while in the case of a wheel for trucks or commercial / industrial vehicles, this thickness can be about 6 mm.

Il foglio di lamiera 1 viene quindi incurvato ed i suoi lati di estremità la e lb vengono saldati fra loro, in modo tale da realizzare un anello cilindrico, indicato con 2 nella figura 2. In tale figura la saldatura dei lati di estremità del foglio 1 di partenza è indicata con 2a. The sheet metal 1 is then curved and its end sides la and lb are welded together, so as to form a cylindrical ring, indicated with 2 in Figure 2. In this figure, the welding of the end sides of the sheet 1 starting point is indicated with 2a.

Come appare nella figura 3, l'anello cilindrico 2 presenta dunque una sezione con uno spessore t pari allo spessore del foglio 1 iniziale, ed una lunghezza di generatrice L pari alla larghezza del foglio di lamiera iniziale. As appears in Figure 3, the cylindrical ring 2 therefore has a section with a thickness t equal to the thickness of the initial sheet 1, and a length of generatrix L equal to the width of the initial sheet metal.

L'anello cilindro 2 viene quindi assoggettato ad un'operazione preliminare di deformazione plastica a freddo con la tecnica cosiddetta della fluof ormatura (flow-forming) nella quale il profilo interno Pi della sua sezione viene mantenuto essenzialmente rettilineo, ed il profilo esterno P0 viene modificato come è mostrato nella figura 4 in modo tale ridurre selettivamente lo spessore di porzioni predeterminate di tale sezione. The cylinder ring 2 is then subjected to a preliminary cold plastic deformation operation with the so-called flow-forming technique in which the internal profile Pi of its section is kept essentially straight, and the external profile P0 is modified as shown in Figure 4 in such a way as to selectively reduce the thickness of predetermined portions of that section.

La suddetta operazione preliminare di deformazione plastica a freddo è realizzabile con apparecchiature note in cui uno o più rulli pressori vengono avvicinati radialmente all'anello cilindrico 2 portato da un maschio o mandrino, e nel movimento di rotazione .relativo fra l'anello ed i rulli pressori si realizza progressiva la deformazione desiderata dell'anello. The aforementioned preliminary operation of cold plastic deformation can be carried out with known equipment in which one or more pressure rollers are radially approached to the cylindrical ring 2 carried by a male or mandrel, and in the relative rotation movement between the ring and the rollers. the desired deformation of the ring is achieved progressively.

Nella figura 4 è mostrata la sezione presentata dall'anello 2 dopo l'operazione di deformazione plastica preliminare. Figure 4 shows the section presented by the ring 2 after the preliminary plastic deformation operation.

La sezione esemplificativamente mostrata nella figura 4 è finalizzata alla realizzazione di un cerchio avente la sezione finale mostrata nella figura 5. Il cerchio mostrato nella figura 5 presenta due bordini incurvati di estremità 3 e 4 che si raccordano tramite porzioni di transizione 5 e 6 con due porzioni di spalla inclinate 7 ed 8 destinate a ricevere i talloni del pneumatico. La spalla 7 si raccorda con uno hump 9 seguito da una porzione cilindrica ,10. Quest'ultima, attraverso una porzione incurvata di transizione 11, si raccorda con una porzione radialmente ribassata a canale 12 che si raccorda quindi con la spalla 8 tramite una porzione incurvata di transizione 13. The section by way of example shown in figure 4 is aimed at making a circle having the final section shown in figure 5. The circle shown in figure 5 has two curved edges at the ends 3 and 4 which are connected by means of transition portions 5 and 6 with two inclined shoulder portions 7 and 8 intended to receive the tire beads. Shoulder 7 is connected with a hump 9 followed by a cylindrical portion, 10. The latter, through a curved transition portion 11, is connected to a radially lowered channel portion 12 which is then connected to the shoulder 8 by means of a curved transition portion 13.

Al fine di ottimizzare la realizzazione di un cerchio avente la sezione esemplificativa mostrata nella figura 5, nell'operazione di deformazione plastica preliminare sopra descritta la sezione dell'anello cilindrico viene portata ad assumere la forma mostrala nella figura 4. In tale sezione si identificano due porzioni di estremità P3 e P4 aventi uno spessore t sostanzialmente corrispondente allo spéssore iniziale del foglio di lamiera 1 con cui è stato formato l'anello cilindrico 2. Le porzioni P3 e P4 corrispondono ai bordini incurvati di estremità 3 e 4 della sezione finale del cerchio di ruota. In order to optimize the realization of a rim having the exemplary section shown in figure 5, in the preliminary plastic deformation operation described above, the section of the cylindrical ring is brought to assume the shape shown in figure 4. In this section two are identified end portions P3 and P4 having a thickness t substantially corresponding to the initial thickness of the sheet metal 1 with which the cylindrical ring 2 was formed. The portions P3 and P4 correspond to the curved end edges 3 and 4 of the final section of the rim. of wheel.

Nella sezione mostrata nella figura 4 si osserva un'ulteriore porzione di sezione P12, corrispondente al canale ribassato 12 della sezione finale del cerchio e presentante anch'essa sostanzialmente il medesimo spessore t iniziale del foglio di lamiera 1. In the section shown in Figure 4, a further portion of section P12 is observed, corresponding to the lowered channel 12 of the final section of the rim and also having substantially the same initial thickness t as the sheet metal 1.

Nella sezione mostrata nella figura 4 si individuano inoltre due porzioni indicate con P8 e P7/9/10 presentanti uno spessore t' sensibilmente ridotto rispetto allo spessore iniziale t del foglio di lamiera 1. Tali porzioni della sezione dell'anello cilindrico corrispondono alla spalla inclinata 8 e, rispettivamente, alla spalla 7, allo hump 9 ed alla porzione cilindrica 10 della sezione finale del cerchio mostrata nella figura 5. In the section shown in figure 4 two portions indicated with P8 and P7 / 9/10 are also identified, having a significantly reduced thickness t 'with respect to the initial thickness t of the sheet metal 1. These portions of the cylindrical ring section correspond to the inclined shoulder 8 and, respectively, to the shoulder 7, the hump 9 and the cylindrical portion 10 of the final section of the rim shown in Figure 5.

Nel caso di una ruota per un autocarro o veicolo commerciale/industriale, lo spessore t' può essere ad esempio di 4,5 mm. In the case of a wheel for a truck or commercial / industrial vehicle, the thickness t 'can be for example 4.5 mm.

Nella sezione della figura 4 si osservano infine quattro porzioni di sezione, indicate con P5, P6, PII e P13, che corrispondono ordinatamente alle porzioni di transizione 5, 6, 11 e 13 della sezione finale del cerchio mostrata nella figura 5. Finally, in the section of figure 4, four section portions are observed, indicated by P5, P6, PII and P13, which correspond neatly to the transition portions 5, 6, 11 and 13 of the final section of the circle shown in figure 5.

Le porzioni di sezione P5, P6, PII e P13 della figura 4 presentano uno spessore progressivamente variabile fra lo spessore t e lo spessore t' delle porzioni ad esse adiacenti. La variazione di spessore di tali porzioni è ad esempio di tipo lineare. The section portions P5, P6, PII and P13 of Figure 4 have a thickness which varies progressively between the thickness t and the thickness t 'of the portions adjacent to them. The thickness variation of these portions is, for example, of the linear type.

Per effetto della operazione di deformazione plastica preliminare, la lunghezza in senso assiale L ' della sezione dell'anello cilindrico 2 risulta incrementata rispetto alla lunghezza L iniziale. As a result of the preliminary plastic deformation operation, the axial length L 'of the section of the cylindrical ring 2 is increased with respect to the initial length L.

A titolo di esempio, se la sezione mostrata nella figura 3 presentava una lunghezza L pari a 265 mm ed uno spessore di 6 mm, la lunghezza L' della sezione mostrata nella figura 4 è ad esempio pari a 309,32 mm, con le seguenti lunghezze parziali per le varie porzioni: As an example, if the section shown in figure 3 had a length L equal to 265 mm and a thickness of 6 mm, the length L 'of the section shown in figure 4 is for example equal to 309.32 mm, with the following partial lengths for the various portions:

A partire dall'anello cilindrico 2 plasticamente deformato a freddo della figura 4, il cerchio mostrato nella figura 5 viene quindi realizzato mediante operazioni finali di deformazione plastica a freddo di tipo tradizionale, cioè mediante operazioni di rullatura/formatura. Starting from the cold plastically deformed cylindrical ring 2 of Figure 4, the circle shown in Figure 5 is then made by means of final cold plastic deformation operations of the traditional type, ie by rolling / forming operations.

Con il procedimento secondo l'invenzione si ottiene dunque un cerchio di ruota in cui la resistenza alle sollecitazioni e la rigidezza sono distribuite nella sezione in modo ottimale, e si consegue una notevole riduzione di peso, grazie alla riduzione degli spessori nelle porzioni della sezione che necessitano di una rigidezza inferiore. With the method according to the invention, therefore, a wheel rim is obtained in which the resistance to stresses and stiffness are optimally distributed in the section, and a considerable weight reduction is achieved, thanks to the reduction of the thicknesses in the portions of the section which need less stiffness.

.La riduzione di peso può essere dell'ordine del 15%. The weight reduction can be of the order of 15%.

In particolare, nel caso di ruote per autovetture è possibile ottimizzare lo spessore del cerchio nella zona destinata alla connessione per saldatura con il disco della ruota, evitando in particolare fenomeni di sfondamento o perforazione del cerchio nella zona di saldatura. In particular, in the case of car wheels, it is possible to optimize the thickness of the rim in the area intended for connection by welding with the wheel disc, avoiding in particular phenomena of piercing or perforation of the rim in the welding area.

Naturalmente, fermo restando il principio del trovato, i modi di attuazione ed i particolari di realizzazione possono essere ampiamente variati rispetto a quanto è stato descritto ed illustrato a puro titolo di esempio non limitativo, senza per questo uscire dall'ambito dell'invenzione come definito nelle annesse rivendicazioni. Naturally, without prejudice to the principle of the invention, the methods of implementation and the details of construction can be widely varied with respect to what has been described and illustrated purely by way of non-limiting example, without thereby departing from the scope of the invention as defined. in the attached claims.

L'invenzione non si intende in particolare limitata alla realizzazione di un cerchio avente la forma sopra descritta con riferimento alla figura 5. In particular, the invention is not intended to be limited to making a rim having the shape described above with reference to Figure 5.

Claims

CLAIMS 1. Process for making the rim of a wheel for a motor vehicle, comprising the operations of: making a cylindrical ring (2) by bending a metal sheet (1) of essentially constant thickness (t), and by welding together the end sides (la, 1b) of said sheet (1); And subjecting said ring (2) to final operations of plastic deformation in such a way as to impart a predetermined shape to the section of said ring (2); , the process being characterized in that before subjecting the ring (2) to said final operations of plastic deformation, said ring (2) is subjected to a preliminary operation of plastic deformation in which the internal profile (Pi) of its section is kept essentially straight, and the external profile (P0) is modified in such a way as to selectively reduce the thickness of predetermined portions (P5-P11, P13) of said section.

2 . Method according to claim 1 for the production of a wheel rim whose section includes two curved end edges (3, 4) and two conical shoulders (7, a) adjacent to said curved edges (3, 4), the process being characterized in that in said preliminary plastic deformation operation the thickness of the portions (P7, P8) of the cylinder ring section (2) which are intended to form said shoulders (7, 8) of the wheel rim is reduced .

3. Process according to claim 2, for manufacturing a wheel rim the section of which comprises an intermediate cylindrical portion (10); the process being characterized in that in said preliminary plastic deformation operation the thickness (IO) of the portion of the section of the cylindrical ring (2) which is intended to form said intermediate cylindrical portion (10) of the wheel rim is reduced.

4. Process according to claim 3 for the production of a wheel rim in which a hump (9) is provided between a shoulder (7) and the intermediate cylindrical portion (10); the method being characterized in that in said preliminary plastic deformation operation the thickness of the portion (P9) of the section of the cylindrical ring (2) which is intended to form the hump (9) of the wheel rim is reduced.

5. Process according to any one of the preceding claims, characterized in that in said preliminary plastic deformation operation, progressive variations of the thickness of the cylindrical ring (2) are made between portions of the section of said ring (2) which have thicknesses {t, t ') different.

6. Process for manufacturing the rim of a wheel for a motor vehicle, substantially according to what has been described and illustrated, and for the specified purposes.