WO2007122166A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer luftreifenfelge - Google Patents
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- B21D53/30—Making other particular articles wheels or the like wheel rims
Definitions
- the invention relates to a method for producing a pneumatic tire rim according to the preamble of claim 1 and to an apparatus for carrying out the method.
- Pneumatic rim in which the rim and the rim well are made as separate parts and joined together, for example, by welding or screwing, the one-piece design represents a significant economic advantage, since the manufacturing process is rational to design.
- one-piece pneumatic tire rims have lower imbalances due to their production, which eliminates the need to take appropriate measures to eliminate these imbalances, while optimizing the quality of their pneumatic wheels.
- the splitting of the flange by means of a split roller, as used in such a method, is for producing a pneumatic tire rim with the used
- these dimensions are not suitable because the wall thickness of the metal blank used is usually 3.8-4 mm, which means that, on the one hand, the point at which the gap roll is intended to engage the edge of the blank is not reliably hit and other a necessary dimensional accuracy of the thickness of the two resulting legs can not be met, as the
- the flange protrudes freely beyond a clamping tool that holds the preformed rim.
- the invention is therefore based on the object, a method of the generic type so that it can be realized with a constructively low cost and reproducible in terms of dimensional accuracy series production of pneumatic tire rims, especially steel, is possible.
- the production of a pneumatic tire rim is possible, which is not only easy and extremely inexpensive to implement, but also allows for optimal repeatability for mass production, with an exceptionally high production quality.
- the method makes use of the advantages known from the production of rotationally symmetrical transmission parts by means of the pressing method with regard to the dimensional accuracy of the walls to be produced, in this case the flange on the one hand and the rim on the other hand, which are formed later on to the rim well.
- a weight-optimized pneumatic tire rim can be prepared by the method in which the different wall thicknesses within the rim well can be easily considered and manufactured.
- the new process also offers considerable advantages for the manufacture of steel pneumatic tire rims, in particular with regard to optimized production.
- the pneumatic tire rims are formed in two parts, ie consisting of the rim and the rim formed from a tubular rim, both of which are joined together by welding, is now also in this area a one-piece cost-effective production of the pneumatic tire rim possible.
- Special advantages arise naturally from the simple production, since the production process "welding" can be dispensed with.
- it is provided to bend the flange by 45 ° relative to the radial orientation and to press the ring 90 ° with respect to the flange, so that the flange on the one hand and the ring on the other hand extend at the same angle to the rim, before both be contoured by the forming rollers to the rim base.
- An apparatus for carrying out the method is designed so that an angle provided with a circumferential inner liner is provided for the angle of the flange, wherein the slope is limited by a protruding edge.
- the lining may be part of a clamping tool, with which the area of the blank, which is to form the rim bowl or an already preformed rim bowl is clamped.
- the lining is a clamping tool base, on which the
- a presetter can be provided, preferably in the form of a ring, which is delivered after the angle of the flange and which has a contact surface along which
- Wreath forms, wherein the length of the ring is limited by a stop edge of the presetter.
- FIG. 1 shows a partial section of a device according to the invention in a sectional side view
- Figure 2 shows a partial section of a pneumatic tire rim produced according to the invention, also in a sectional side view.
- an inner lining 6 which forms a lower part of a clamping device, the upper part is represented by a chuck 7, between which a preformed rim 1 is clamped.
- This rim bowl 1 is part of a pneumatic tire rim, which further comprises a rim base 2 ( Figure 2), which connects in one piece to the rim 1 bowl.
- the pneumatic tire rim as a whole is formed from a metal blank, wherein, in continuation of the rim bowl 1, a flange 3 extends radially outwardly and initially protrudes freely beyond the clamping device. This is in the figure 1 by the
- the flange 3 is angled (less than 90 ° to the radial, preferably less than 75 ° to the radial of the rim base or initial position of the flange in Fig. 1) in a position shown in phantom in Figure 1, wherein the flange 3 comes to rest on a circumferential bevel 12 of the inner lining 6.
- the slope 12 is bounded on the side facing away from the presetter 8 by an edge 10 to which the flange 3 comes with its free edge to the plant.
- step 11 of the flange 3 is pressed from the outside inwards towards an annular presetter 8 by means of a rotatable spinning roller 11, wherein the presetter 8 has a bearing surface 13 which extends at a right angle to the slope 12 and at which from the Pressed material of the flange 3 a ring 4 ausformt up to a stop 9, which limits the contact surface 13 and determines the length or height of the ring 4.
- a splitting of the flange does not take place, it is rather the flange area thinner, since material is transformed into the rim 4
- the volume of the material pressed by the flange 3 together with its length determines the thickness of the collar 4, which may be different from the thickness of the flange 3.
- the flange 3 and the rim 4 are formed to the rim base 2, wherein on both edges rim flanges 5 are formed.
- the molding of the rim base 2 is carried out in a conventional manner by means of suitable, not shown form rollers.
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Abstract
Ein Verfahren zur Herstellung einer Luflreifenfelge, bei dem aus einer Metallronde durch Kaltverformen eine Felgenschüssel (1) und ein sich daran anschließendes, umlaufendes Felgenbett (2) gebildet wird, ist so ausgebildet, dass zur Bildung des Felgenbettes (2) ein äußerer, bis zur Felgenschüssel reichender, zunächst radial sich erstreckender Flansch (3) der Ronde abgewinkelt, danach durch Drücken mittels mindestens einer Drückrolle (11) unter Wanddickenreduzierung des Flansches (3) aus dessen Material ein dazu winkliger Kranz (4) geformt und danach der Flansch (3) und der Kranz (4) durch wenigstens eine Formrolle unter Bildung von außenseitigen Felgenhörnern (5) zum Felgenbett (2) geformt wird.
Description
Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer Luftreifenfelge
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Luftreifenfelge gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Aus vielerlei Gründen ist die Herstellung einer Luftreifenfelge aus einem einstü- ckigen Blech, vornehmlich einer Ronde, vorteilhaft. Gegenüber einer zweiteiligen
Luftreifenfelge, bei der die Felgenschüssel und das Felgenbett als separate Teile hergestellt und beispielsweise durch Verschweißen oder Verschrauben miteinander verbunden werden, stellt die einteilige Ausbildung einen wesentlichen wirtschaftlichen Vorteil dar, da der Fertigungsablauf rationeller zu gestalten ist.
Darüber hinaus weisen einteilige Luftreifenfelgen fertigungsbedingt geringere Un- wuchten auf, wodurch sich entsprechende Maßnahmen zur Eliminierung dieser Unwuchten erübrigen, andererseits hochwertige Luftreifenfelgen in ihrem Drehverhalten optimiert sind.
Allerdings sind diese theoretischen Vorteile in der Praxis bislang nicht zum Tragen gekommen, da die bekannten Verfahren nicht geeignet sind, eine entsprechende Luftreifenfelge herzustellen, zumindest nicht als Serienteil, bei dem eine sehr kurze Fertigungszeit unabdingbar ist.
In der DE 80 28 246 Ul ebenso wie in der DE 32 39 675 Al ist jeweils ein Verfahren zur Herstellung einer Luftreifenfelge entsprechend dem Gattungsbegriff beschrieben. Zur Herstellung des Felgenbettes wird darin vorgeschlagen, den sich radial erstreckenden Flansch in radialer Richtung zu spalten, so dass zwei zueinander gespreizte Schenkel entstehen, die nachfolgend zum Felgenbett geformt werden.
Diese Idee hat auch die DE 196 02 298 C2 wieder aufgenommen.
Das Spalten des Flansches mittels einer Spaltrolle, wie sie bei einem solchen Verfahren eingesetzt wird, ist zur Herstellung einer Luftreifenfelge mit den gebrauch-
liehen Dimensionierungen allerdings nicht geeignet, da die Wanddicke der eingesetzten Metallronde üblicherweise bei 3,8 - 4 mm liegt, was dazu führt, dass zum einen der Punkt, an dem die Spaltrolle in die Kante der Ronde eingreifen soll, nicht zuverlässig getroffen wird und zum anderen eine notwendige Maßgenauigkeit der Dicke der beiden entstehenden Schenkel nicht eingehalten werden kann, da der
Flansch frei über ein Spannwerkzeug hinauskragt, das die vorgeformte Felgenschüssel hält.
Darüber hinaus ergeben sich sehr große Probleme beim Führen der Spaltrolle, wie sich bei Versuchen gezeigt hat.
Gerade bei Verwendung einer Stahlronde treten derart große Kräfte beim Spalten auf, dass ein sinnvoller Einsatz der bekannten Verfahren ausgeschlossen ist.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der gattungsgemäßen Art so weiterzuentwickeln, dass es mit konstruktiv geringem Aufwand zu realisieren ist und eine hinsichtlich der Maßgenauigkeit reproduzierbare Serienfertigung von Luftreifenfelgen, insbesondere auch aus Stahl, möglich wird.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß dem Anspruch 6 gelöst.
Wie sich überraschend gezeigt hat, ist durch das neue Verfahren die Herstellung einer Luftreifenfelge möglich, die nicht nur einfach und überaus kostengünstig zu realisieren ist, sondern die darüber hinaus eine für eine Serienfertigung optimale Reproduzierbarkeit erlaubt, bei einer außergewöhnlich hohen Fertigungsgüte.
Dabei macht sich das Verfahren die aus der Herstellung von rotationssymmetri- sehen Getriebeteilen mittels des Drückverfahrens bekannten Vorteile hinsichtlich der Maßgenauigkeit der herzustellenden Wände, in diesem Fall des Flansches einerseits und des Kranzes andererseits, die im weiteren Verlauf zum Felgenbett geformt werden, zunutze.
Ausgehend von einer Rondendicke, die im wesentlichen die Wandstärke der Felgenschüssel bestimmt, kann durch das Verfahren eine gewichtsoptimierte Luftreifenfelge hergestellt werden, bei der die unterschiedlichen Wandstärken innerhalb des Felgenbettes problemlos berücksichtigt und hergestellt werden können.
Insbesondere besteht die Möglichkeit, nicht nur eine gegenüber der Felgenschüssel unterschiedliche Wandstärke des Flansches und des Kranzes herzustellen, sondern auch unterschiedliche Wandstärken dieser beiden Felgenbettteile und zwar je nach Wunsch, ausschließlich durch entsprechenden Einsatz der Drückrolle.
Während das bekannte, zum Stand der Technik beschriebene Spalten, wie sich bei Gefügeuntersuchungen gezeigt hat, im weitesten Sinne ein Trennen und damit ein Reißen der Materialfasern zur Folge hat, ist das Drücken des Materials ausschließlich im Sinne eines Materialfließens zu sehen, bei dem keine Gefügebeschädigung des Materials eintritt. Im Gegensatz zu einer Spaltrolle ist der beim Drücken zum
Einsatz kommende Bereich der Drückrolle nicht scharfkantig, sondern gerundet und zwar mit einem Radius vorzugsweise > 1,5 mm.
Naturgemäß ergibt sich somit eine durchaus bemerkenswerte Festigkeitsverbesse- rung der Luftreifenfelge, so dass das erfindungsgemäße Verfahren auch zur Herstellung hochwertiger Leichtmetallfelgen eingesetzt werden kann, die vornehmlich bei Fahrzeugen mit hohen Endgeschwindigkeiten zum Einsatz kommen.
Aber auch zur Herstellung von Luftreifenfelgen aus Stahl bietet das neue Verfah- ren erhebliche Vorteile, insbesondere hinsichtlich einer optimierten Fertigung.
Während bislang üblicherweise die Luftreifenfelgen zweiteilig ausgebildet sind, also bestehend aus der Felgenschüssel und dem aus einem Rohrabschnitt geformten Felgenbett, die beide durch Verschweißen miteinander verbunden sind, ist nun auch in diesem Bereich eine einstückige kostengünstige Herstellung der Luftreifenfelge möglich. Besondere Vorteile ergeben sich dabei naturgemäß aus der einfachen Herstellung, da auf den Fertigungsgang „Schweißen" verzichtet werden kann.
Nach einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, den Flansch um 45° gegenüber der radialen Ausrichtung abzuwinkein und den Kranz um 90° gegenüber dem Flansch zu drücken, so dass sich der Flansch einerseits und der Kranz andererseits unter gleichem Winkel zur Felgenschüssel erstrecken, bevor beide durch die Formrollen zum Felgenbett konturiert werden.
Eine Vorrichtung zur Durchfuhrung des Verfahrens ist so ausgebildet, dass zum Abwinkein des Flansches ein mit einer umlaufenden Schräge versehenes Innenfütter vorgesehen ist, wobei die Schräge durch eine vorstehende Kante begrenzt ist.
Dabei kann das Innenfutter Bestandteil eines Spannwerkzeuges sein, mit dem der Bereich der Ronde, der die Felgenschüssel bilden soll oder eine bereits vorgeformte Felgenschüssel eingespannt wird.
In diesem Fall stellt das Innenfutter ein Spannwerkzeug-Unterteil dar, auf dem die
Felgenschüssel aufliegt.
Zur Formung der Kranzes mittels einer zustellbaren Drückrolle kann ein Vorsetzer vorgesehen sein, vorzugsweise in Form eines Ringes, der nach dem Abwinkein des Flansches zugestellt wird und der eine Anlagefläche aufweist, an der entlang der
Kranz sich ausbildet, wobei die Länge des Kranzes durch eine Anschlagkante des Vorsetzers begrenzt wird.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen ge- kennzeichnet.
Das erfindungsgemäße Verfahren wird nachfolgend anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben, die unter anderem ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigen.
Es zeigen:
Figur 1 einen Teilausschnitt einer erfindungsgemäßen Vorrichtung in einer geschnittenen Seitenansicht
Figur 2 einen Teilausschnitt einer nach der Erfindung hergestellten Luftreifenfelge, ebenfalls in einer geschnittenen Seitenansicht.
In der Figur 1 ist ein Innenfutter 6 dargestellt, das ein Unterteil einer Spanneinrichtung bildet, dessen Oberteil durch ein Spannfutter 7 dargestellt ist, zwischen denen eine vorgeformte Felgenschüssel 1 eingespannt ist.
Diese Felgenschüssel 1 ist Bestandteil einer Luftreifenfelge, die des weiteren ein Felgenbett 2 aufweist (Figur 2), das sich einstückig an die Felgenschüssel 1 anschließt.
Die Luftreifenfelge insgesamt ist aus einer Metallronde gebildet, wobei sich in Fortsetzung der Felgenschüssel 1 ein Flansch 3 radial nach außen erstreckt und zu- nächst frei über die Spanneinrichtung hinausragt. Dies ist in der Figur 1 durch die
Volllinie dargestellt.
Zur Herstellung des Felgenbettes 2 wird der Flansch 3 abgewinkelt (weniger als 90° zur Radialen; vorzugsweise weniger als 75° zur Radialen des Felgenbettes bzw. Ausgangsstellung des Flansches in Fig. 1) in eine Stellung, die in der Figur 1 strichpunktiert gezeigt ist, wobei der Flansch 3 an einer umlaufenden Schräge 12 des Innenfutters 6 zur Anlage kommt. Die Schräge 12 ist auf der dem Vorsetzer 8 abgewandten Seite durch eine Kante 10 begrenzt, an der der Flansch 3 mit seiner freien Kante zur Anlage kommt.
In einem weiteren Verfahrensschritt wird mittels einer drehbaren Drückrolle 11 Material des Flansches 3 von außen nach innen hin zu einem ringförmigen Vorsetzer 8 gedrückt, wobei der Vorsetzer 8 eine Anlagefläche 13 aufweist, die in einem rechten Winkel zur Schräge 12 verläuft und an der sich aus dem gedrückten Mate- rial des Flansches 3 ein Kranz 4 ausformt bis zu einem Anschlag 9, der die Anlagefläche 13 begrenzt und der die Länge bzw. Höhe des Kranzes 4 bestimmt. Ein Spalten des Flansches findet dabei nicht statt, es wird vielmehr der Flanschbereich dünner, da Material in den Kranz 4 umgeformt wird
Das Volumen des vom Flansch 3 gedrückten Materials bestimmt zusammen mit seiner Länge die Dicke des Kranzes 4, die unterschiedlich gegenüber der Dicke des Flansches 3 sein kann.
In einem folgenden Verfahrensschritt werden der Flansch 3 und der Kranz 4 zu dem Felgenbett 2 geformt, wobei an beiden Rändern Felgenhörner 5 ausgebildet werden. Die Formung des Felgenbettes 2 erfolgt in an sich bekannter Weise mittels geeigneter, nicht dargestellter Formrollen.
Bezugszeichenliste
1 Felgenschüssel
2 Felgenbett
3 Flansch
4 Kranz
5 Felgenhorn
6 Innenfutter
7 Spannfutter
8 Vorsetzer
9 Anschlag
10 Kante
11 Drückrolle
12 Schräge
13 Anlagefläche
Claims
1. Verfahren zur Herstellung einer Luftreifenfelge, bei dem aus einer Metallron- de durch Kaltverformen eine Felgenschüssel (1) und ein sich daran anschlie- ßendes, umlaufendes Felgenbett (2) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Felgenbettes (2) ein äußerer, bis zur Felgenschüssel reichender, zunächst radial sich erstreckender Flansch (3) der Ronde abgewinkelt, danach durch Drücken mittels mindestens einer Drückrolle (11) unter Wanddickenreduzierung des Flansches (3) aus dessen Material ein dazu wink- liger Kranz (4) geformt und danach der Flansch (3) und der Kranz (4) durch wenigstens eine Formrolle unter Bildung von außenseitigen Felgenhörnern (5) zum Felgenbett (2) geformt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung des Kranzes (4) ein Teil des Materials des Flansches (3) gegen eine Anlagefläche
(13) eines Vorsetzers (8) gedrückt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der
Flansch (3) und der Kranz (4) nach rechtwinklig zueinander verlaufend ge- drückt werden.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kranz (4) mit einer zu gegenüber dem Flansch (3) unterschiedlichen Wanddicke gedrückt wird.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (3) unter 45° zur Radialen abgewinkelt wird.
6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch ge- kennzeichnet, dass zum Abwinkein des Flansches (3) ein mit einer umlaufenden Schräge (12) versehenes Innenfutter (6) vorgesehen ist, wobei die Schräge (12) durch eine Kante (10) begrenzt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Innenfutter
(6) das Unterteil einer Spanneinrichtung bildet, durch die die Ronde oder Felgenschüssel (1) eingespannt ist, wobei die Spanneinrichtung ein Spannfutter
(7) aufweist, mit dem die Ronde bzw. die Felgenschüssel (1) gegen das Innen- futter (6) pressbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Anformung des Kranzes (4) ein Vorsetzer (8) vorgesehen ist, der eine Anlagefläche (13) aufweist, an die der Kranz (4) anformbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Anlagefläche (13) durch einen umlaufenden Anschlag (9) begrenzt ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 9 dadurch gekennzeichnet, dass der Vorsetzer (8) als konzentrischer Ring um das Spannfutter (7) gefuhrt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 - 10, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine Drückrolle (11) vorgesehen ist, die ausgehend von der freien Kante des Flansches (12) in Richtung der Felgenschüssel (1) zustellbar ist.
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