JPS63264230A - 環状加工片を冷間圧延する方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は環状加工片を所望の輪郭に冷間圧延形成する、
特にアルミニュームから成る自動車用リムを製造する方
法および装置に関する。

両側から加工片に作用する連続回転形状の２つの工具を
有し、工具の距離が可変であるような、環状加工片を冷
間圧延形成する、特に自動車用り　、ムをプロファイリ
ング（輪郭形成）する装置は知られている０例えば自動
車用リムを成形するためＩｌ、：、リムは上下の工具の
間にその縁領域内で締付け、成形圧力は、リムの縁が締
付けられている２つの工具の距離を減少することによっ
て、増大される。自動車用リムの形状となる加工片は２
つのプレスされたローラ間で回転し、１つのローラはリ
ムの外部に作用し、他のローラはリムの内部に作用する
。この装置の欠点は、外部にかかる表面圧力がリムの内
部にかかる表面圧力の３倍はど大きいことである。

この事実は、自動車用リムを冷間圧延形成する周知の装
置の概略図である第１図から明らかである。参照数字１
は上部のローラ状工具を示し、参照数字２はやはりロー
ラ形状を有する下部工具を示し、参照数字３は加工片を
示す、工具１および２は力Ｐで加工片にプレス（押圧）
されている。

加工片３の外部にかかる比圧力はＰａで示されており、
加工片３の内部にかかる比圧力はＰｉで示されている。

２つのローラおよび加工片の半径はｒａ、ｒｉおよびｒ
ｗで示されている。外部および内部にかかる比圧力を計
算するために、次のヘルツの公式が用いられる。

Ｐ＝０．４２・ｖ’″（Ｐ−Ｅ／ｒｍ−Ｌ）ここで、ｒ
ｍは半径ｒ１およびｒ２を持つ２つのローラ本体の平均
半径であり、Ｌはローラ本体の長さであり、Ｅは弾性モ
ジュールである。さらに次の条件が考慮されなければな
らない。

１　／　ｒｙａ＝　１　／　ｒｌ＋　１　／　ｒ２これ
らの式を用いて、当業者は次の式を求めることができる
。

Ｐａ−Ｐｉ−２，７７ このことは、加工片の外部にかかる比圧力が加１片の内
部にかかる比圧力により２．７７倍大きいことを意味す
る。

この欠点はスチール製リムを製造するときには許容゛さ
れうる。なぜならば、スチール製リムは冷間圧延形成の
３つの連続工程で成形できるからである。しかしながら
、軽合金、例えばアルミニュームから成る環状本体の製
造の際には、事情が異なる。この場合、この欠点は許容
できない、なぜならば、柔らかいアルミニュームが極め
て好ましくなく不均一な比表面圧力に反作用するからで
ある。

その結果、これらの理由に起因して、アルミニュームか
ら成る自動車用リムの製造は特に困難であり、高価なも
のになる０通常、アルミニューム製リムは次のように製
造される。所−要の寸法を有する平らなアルミニューム
板がチューブ状に曲げられ、自由縁が溶接によって互い
に連結される。

その後チューブの処理が多数の工程において連続回転形
状の工具によって行われる。

この製造プロセスは多数の重大な欠点を含んでいる。第
１に、アルミニュームの環状本体の結晶構造が溶接され
た縁で変化し１合金状の構造となり、その結果、強度が
溶接しなシーム領域でかなり減少する。テストによれば
、特に疲労強度が初期強度の何分の１にまで減少するこ
とが示されており、その結果二前述のようにして製造し
たリムは切断に至るような割れを受は易い。

さらに、不均一な表面圧力が他の大きな欠点を生じさせ
る。スチールと比較して柔らかいアルミニュームは不均
一な表面圧力に反作用し、衝撃のような外部の影響がリ
ムの変形をもたらす。

本発明の目的は、前述の欠点を回避して、所望の輪郭に
成形される環状加工片を製造し、特に強度が大きく増大
したアルミニューム製の自動車用リムを製造する方法お
よび装置を提供することにある。

したがって、本発明は環状加工片を所望の輪郭に冷間圧
延形成し、特にアルミニュームから成る自動車用リムを
製造する方法を提供することにある０本発明によると、
シームレス成形したチューブ状半加工品が与えられ、処
理すべき環状加工片の巾にはぼ対応する巾を有する単一
の環状部品に切断される０次に、処理すべき環状部品は
その周囲で支持され、自由に吊り下げられ、回転するよ
うに駆動される。最後に、環状部品の冷間圧延形成操作
が内部表面および外部表面にかかる等しい比圧力で支持
箇所で実行される。

チューブ半加工品は、溶融アルミニュームを金属モール
ドに注入するか、または溶融アルミニュームを高圧力下
でモールド中に噴射することによって製造することもで
きる。

環状本体の内部および外部に所望の等しい比圧力を達成
するために、冷間圧延形成が連続回転形状を有する第一
の内部工具の凸状外部表面および連続回転形状を有する
第二の外部工具の凹状内部表面によって実行され、前記
第一および第二工具は加工片に前記支持箇所において同
時に作用する。

本発明の方法を実行する装置は、内部プロファイリング
表面を有する外部工具を有し、前記外部工具は一個の回
転自在の環状本体であり、成形すべき加工片を緩く囲み
、外部プロファイリング表面を有する内部工具を有し、
前記内部工具は成形すべき加工片より小さい直径を持つ
ローラ部材である、ことを特徴とする装置、である。

次に、所望の条件、すなわち比圧力が加工片の外部およ
び内部において同一であることは、前述の特徴が見られ
れば満足されるものである。このことは、軽合金製リム
ばかりでなくスチール製リムが同一の方法および装置を
用いて製造できることを意味している。このようにして
、自動車用リムの製造における簡略化および改良が達成
される。

次に、図面を参照して本発明を説明する。

シームレスチューブ状半加工品を与えるために、アルミ
ニュームチューブが押出しプレスによって製造される。

このような製造工程によりすべての側部から圧力下の単
一工程の成形で高度の変形が達成される。チューブは、
初期鋳造した円筒状ビレットが用いられ、処理温度に加
熱され、押出しプレスのインゴット収容袋πに挿入され
、プランジャ手段によって押圧しプレスのダイを通るよ
うに押出されることによって、製造される。したがって
、チューブ状半加工品はシーム（継目）を有さず、個々
の環状部品に切断される。環状部品はリムに成形すべき
環状加工片の巾に実質的に対応する巾を有する。成形工
程中、プロファイリング（輪郭形成）が内部と同一の比
圧力で外部において行われる。

次の処理が第２図に概略で示す装置で行われる。

加工片４は環状本体系状を有し、連続した回転形状を有
する２つの協働する工具によってプロファイリング（輪
郭形成）される、この目的のために、内部ローラ５が設
けられており、内部ローラ５によって加工片４の内部が
相互接触ラインＡにそって処理される。加工片４の外部
表面は、加工片の外側で同一のラインＡに沿って加工片
４に接触する外部ローラ６によってプロファイリングさ
れる。

内部ローラ５はその凸状外部表面で加工片４に接触し、
一方外部ローラ６はその凹状内部表面で加工片に接触す
る。外部の表面圧力はＰａで示されており、内部の表面
圧力はＰｌで示されている。内部ローラ５は半径ｒｉを
有し、加工片は半径ｒｗを有し、好ましくは環状形状を
有する外部ローラ６は半径ｒａを有する。

北向部圧力および比外部圧力の計算がヘルツの公式に基
づいて再びなされ、結果ｐｔ＝：ｐａを与える。

加工片４の半径ｒｗと内部ローラ５の半径ｒｉとの関係
は１．５の範囲内である。

第３図、第４図および第５図を参照すると、本発明の装
置の例が詳細に示されている。

装置はハウジング７を含み、ハウジング内には外部環状
部材９がボールベアリング８によって回転自在に支持さ
れている。環状部材９は外部工具１０を収容する役目を
なす、外部工具１０は環状形状であり、内部プロファイ
リング表面１１を有している。外部工具１０と協働する
内部工具１２は連続した回転形状を有し、外部プロファ
イリング表面１３を有している。プロファイリング表面
１１および１３は互いに対応しており、すなわち表面１
３は表面１１の補完形状を有する。内部工具１２の直径
は外部工具１０の直径よりかなり小さく、内部工具１２
の外部表面が外部工具１０の内部表面に接触できるよう
な配列である。２つの工具１０および１２が互いに接触
する箇所で、加工片１４のプロファイリングは内部工具
１２が外部工具１０に対してそれらの間でプロファイリ
ングされるべき加工片を介してプレスされることによっ
て、実行される。ハウジング７は環状ベアリングカバー
１５によってその前方側が閉じられている。

第５図には示していないが内部工具はシャフト１６に取
付けられており、シャフトはハウジング７を貫通し、高
さが変位可能な２つのベアリング１７および１８によっ
てハウジングの外部で支持されている。内部工具１２か
ら遠い方のシャツ１〜１６の他端は弾性カップリング部
材１９によって油圧モータ２０に連結されている。

シャフト１６を垂直方向に変位するなめに、ベアリング
１７および１８ベアリングガイド部材２３および２４に
よって支持された摺動部材２１および２２に収容されて
いる。摺動部材２１および２２は油圧プレス２５および
２６に連結されており、そのピストンロッドが摺動部材
２１および２２に連結されている。油圧プレス２５は、
装置に存在するレバー条件に起因して、プレス２５がプ
レス２６より大きな力を与えなければならないので、油
圧プレス２６よりかなり大きな寸法を有している。２つ
のプレス２５および２６の移動は連動されており、ガラ
ス目盛によって監視される。

他の油圧モータ３０は外部工具１０を回転するように駆
動するためのものである。他のシャフト３１は、加工片
１４を心出しする横方向ガイド部材３２を支持する働き
をなす、横方向ガイド部材３２は枢着されており、装置
の側壁３５に連続した一体のバソートランスミッション
を持つ油圧シリンダ３４によって駆動される。

装置に対する加工片の供給および装置からの加工片の取
りはずしは、軸線方向に変位可能なシャフト３３に支持
された装荷−取りはずし装置（図示せず）によって行わ
れる０本発明の装置によって処理すべき加工片は自動的
に供給され、この供給操作を行うように構成した移送装
置がハウジング７のフランジ３６に連結されている。こ
のようにして、処理すべき加工片は、装置で処理される
最も小さい加工片よりかなり小さい直径を有する内部工
具１２にかけられる。心出しは横方向ガイド部材３２に
よって行われる。これらのすべての操作中、シャフト１
６はピストンロッド２７および２８が後退した最下位置
にある。

加工片のプロファイリングを行うために、油圧ブレス２
５および２６が作動され、その結果ピストンロッド２７
および２８が延ばされてシャフト１６を上方に変位し、
その際シャフト１６が常に正確な水平位置に維持される
ように注意が払われる。このことはガラス目盛２９によ
って検査できる。加工片の実際のプロファイリングは、
２つの工具が回転され、それらの間の加工片を介して互
いに対して同時にプレスされるように、外部工具１０に
対する内部工具１２の協働作業によって行われる。加工
片が仕上げられると、すなわち、加工片が所望の輪郭形
状を有するようになると、ピストンロッド２７および２
８が後退され、シャフト１６が垂直方向下方に変位され
る。仕上げられた加工片１４は内部工具１２から吊り下
げられた状態となり、外部工具１０から解放される。Ｒ
後に、加工片は装荷−取りはずし装置によって内部工具
１２から取り出され、次の処理のために移送装置（図示
せず）に渡される。

前述の装置において、スチールまたはアルミニュームか
ら成る環状加工片、特に自動車用リムが効率的に迅速に
成形される。既に述べたように、１０フアイリング工程
中に働く比表面圧力は内部および外部において等しく、
その結果アルミニュームの加工片は、アルミニュームの
冷間圧延で通常出合う問題を生じることなく、処理でき
る。このようにして、自動車用リムの製造が簡単になり
、低コストで迅速に行われる。このようにして製造した
アルミニュームは周知のどのような方法で製造したもの
よりもはるかに良好な品質を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の装置の概略図である。 第２図は、本発明の装置の概略図である。 第３図は、本発明の装置の好ましい実施例の垂直断面図
である。 第４図は、本発明の装置の好ましい実施例の水平断面図
である。 第５図は、本発明の装置全体の斜視図である。 ４・・・加工片、 ５・・・内部ローラ、 ６・・・外部ローラ、 ７・・・ハウジング、 １０・・・外部工具、 １２・・・内部工具、 １４・・・加工片、 １６・・・シャフト、 １７．１８・・・ベアリング、 ２０・・・油圧モータ、 ２１．２２・・・摺動部材、 ２９・・・ガラス目盛、 ３０・・・油圧モータ、 ３１・・・シャフト。 ＦＩＧ、１ ＦＩＧ、２

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）環状加工片を所望の輪郭に冷間圧延する、特にア
   ルミニュームから成る自動車用リムを製造する方法にお
   いて、シームレス成形したチューブ状半加工品が処理す
   べき環状加工片の巾にほぼ対応する巾を有する単一の環
   状部品に切断され、処理すべき環状部品を周囲で支持し
   自由に吊り下げ、前記環状部品を回転するように駆動し
   、内部表面および外部表面に対して等しい比圧力で支持
   箇所において前記環状部品を冷間圧延形成する、ことを
   特徴とする方法。
2. （２）請求項１記載の方法において、冷間圧延形成が連
   続回転形状を有する第一内部工具の凸状外部表面および
   連続回転形状を有する第二外部工具の凹状内部表面によ
   って行われ、前記第一および第二工具が加工片に前記支
   持箇所で同時に作用する、ことを特徴とする方法。
3. （３）請求項１および２のいずれか１つに記載の方法に
   おいて、内部工具、外部工具および加工片の半径の関係
   は、加工片の内部および外部表面に同一の表面圧力がか
   かる条件で、次のヘルツの公式にしたがって決定され、 Ｐ＝０．４２・■（Ｐ・Ｅ／ｒｍ・Ｌ） ここで、ｒｍは２つの工具の平均半径であり、Ｌは工具
   本体の長さであり、Ｅは弾性モジュールであり、Ｐは内
   部および外部工具が加工片にプレスする力である、こと
   を特徴とする方法。
4. （４）請求項１ないし３のいずれか１つに記載の方法を
   実施する装置において、装置は内部プロファイリング表
   面を有する外部工具を有し、前記外部工具は一個の回転
   自在の環状本体であり、成形すべき加工片を緩く囲み、
   装置は外部プロファイリング表面を有する内部工具を有
   し、前記内部工具は成形すべき加工片より小さい直径を
   持つローラ部材である、ことを特徴とする装置。
5. （５）請求項４記載の装置において、前記内部工具はシ
   ャフトの一端に取付けられ、前記シャフトの他端は回転
   するように駆動され、前記シャフトは２つの垂直方向に
   可動なベアリングに収容されている、ことを特徴とする
   装置。
6. （６）請求項４および５記載の装置において、前記一個
   の外部工具は油圧モータによって駆動される、ことを特
   徴とする装置。
7. （７）請求項４ないし６のいずれか１つに記載の装置に
   おいて、前記ベアリングが摺動部材中で垂直方向に変位
   自在に案内されて前記シャフトの高さを調整し、かつ油
   圧プレスに連結されている、ことを特徴とする装置。
8. （８）請求項４ないし７のいずれか１つに記載の装置に
   おいて、前記プレスが異なった寸法を有し、かつ互いに
   連結されている、ことを特徴とする装置。
9. （９）請求項４ないし８のいずれか１つに記載の装置に
   おいて、ガラス目盛が前記２つの連結したプレスの移動
   および前記シャフトの水平位置を監視するために設けら
   れている、ことを特徴とする装置。