WO2019201635A1 - Method and tool for producing a vehicle wheel - Google Patents

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WO2019201635A1
WO2019201635A1 PCT/EP2019/058752 EP2019058752W WO2019201635A1 WO 2019201635 A1 WO2019201635 A1 WO 2019201635A1 EP 2019058752 W EP2019058752 W EP 2019058752W WO 2019201635 A1 WO2019201635 A1 WO 2019201635A1
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WO
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rim
wheel
partially
preform
tool
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/058752
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German (de)
French (fr)
Inventor
David Pieronek
Jörg GORSCHLÜTER
Original Assignee
Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Thyssenkrupp Ag
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Publication date
Application filed by Thyssenkrupp Steel Europe Ag, Thyssenkrupp Ag filed Critical Thyssenkrupp Steel Europe Ag
Publication of WO2019201635A1 publication Critical patent/WO2019201635A1/en

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D9/00Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor
    • C21D9/34Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for tyres; for rims
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D22/00Shaping without cutting, by stamping, spinning, or deep-drawing
    • B21D22/02Stamping using rigid devices or tools
    • B21D22/022Stamping using rigid devices or tools by heating the blank or stamping associated with heat treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21DWORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D53/00Making other particular articles
    • B21D53/26Making other particular articles wheels or the like
    • B21D53/30Making other particular articles wheels or the like wheel rims
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B21/00Rims
    • B60B21/02Rims characterised by transverse section
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B3/00Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body
    • B60B3/04Disc wheels, i.e. wheels with load-supporting disc body with a single disc body not integral with rim, i.e. disc body and rim being manufactured independently and then permanently attached to each other in a second step, e.g. by welding
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60VEHICLES IN GENERAL
    • B60BVEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B23/00Attaching rim to wheel body
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D1/00General methods or devices for heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering
    • C21D1/62Quenching devices
    • C21D1/673Quenching devices for die quenching

Definitions

  • the invention relates to a method and a multi-part tool for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting to a wheel ,
  • Vehicle wheels or motor vehicle wheels are safety components and must therefore be able to absorb the high mechanical and dynamic cyclical loads during ferry operation.
  • Conventional "steel wheels” in sheet metal construction usually consist of a wheel disc (wheel disc), which ensures the connection to the wheel hub and a rim (rim tape), which receives the tire.
  • the wheel components are manufactured on step presses in several steps (up to eleven stages) by cold forming (deep drawing, pressure rolling, profiling).
  • step presses deep drawing, pressure rolling, profiling.
  • microalloyed steels structural steel, fine grained steel
  • dual-phase steels with a strength of 400 to 600 MPa have been used.
  • the joining technique used is preferably an MAG weld in combination with a press connection (deep-bed rim).
  • the weight of the vehicle wheels has a disproportionate effect as a rotationally moving mass on the energy consumption of the vehicles as well as on the unsprung masses. Therefore, in general, the lowest possible vehicle wheel weight should be aimed at ideally high rigidity. Especially for commercial vehicles with several wheels and a single weight of approx. 36 to 40 kg, a significant reduction in weight also has a positive effect on the transport load. Compared to conventionally produced vehicle wheels, further lightweight construction potential can be exploited with steel if, on the one hand, material with a higher strength or fatigue strength is used to safely accommodate the operating loads and, on the other hand, geometric adjustments, such as stampings to compensate for stiffness losses due to lower material thicknesses can be implemented.
  • so-called hot forming in vehicle / body construction is also used, among others also known under indirect or direct hot forming.
  • hot forming the requirement for high formability and simultaneously high strength of the final molded components can be met.
  • Corresponding forming processes which take place involving a preceding heat treatment of the workpiece, for example in a separate oven, are well known from the prior art, in particular the hot forming and press hardening of sheet steel.
  • the use of hot forming for significantly cyclic loaded steel sheet components such as Wishbones, wheels, axle beams, not yet established in automotive vehicle construction.
  • a standard-compliant rim is rotationally symmetrical and / or annular and has in particular about the axis of rotation of the wheel undercut geometry areas on the rim Horn and the rim shoulder (Hump, valve seat), so that the production by direct Warme- is technically difficult to implement.
  • hot working with the known tool components punch, blank holder, die is not expedient.
  • the invention is therefore based on the object to provide a suitable method and a corresponding tool for the production of hot-formed or press-hardened rims and thus also wheels made of sheet steel, which a high weight reduction, dimensional stability, durability and safety, especially at acceptable production costs guarantee.
  • the invention relates to a method for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for detachable mounting to a wheel comprising the steps:
  • an already prefabricated, assembled wheel comprising a preform of the rim with a connected Radschadorel, in particular comprising a frictional and / or material connection, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 the steel material of the rim, heated or heated and then at least partially thermoformed in a multi-part tool at least the warm preform of the rim and at least partially press-hardened.
  • a hardened structure arises at least partially in the rim of the wheel, by means of which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback.
  • the dimensional accuracy of the overall wheel in the multipart tool can be improved so that costly reworking, for example, to compensate for concentricity deviations, can be reduced or completely avoided.
  • the at least partially produced hardened structure in the rim when appropriately carried out, leads to a higher operating strength of the rim, which enables a significant weight reduction of the overall wheel.
  • the inner die and / or the upper die each have an active surface, which act on the visible side and / or back of the Radschadorel the arranged between the outer dies, warm preform with tethered Radschüs- sel, the wheel bowl optionally at least partially warm deformed and at least partially press-hardened.
  • the active surfaces at least partially have the end geometry of the connection region on the wheel disc and the connection region can be hot-formed at least in regions in the multi-part tool.
  • the final shape of the wheel disc can also be taken into account in the multi-part tool, which can be saved by advance in the manufacturing steps, in particular substantially the near-net shape geometry or final geometry of the wheel.
  • the operational stability of the connection especially of a possible welded joint, can be Partly influenced, for example, possible softening in the heat-affected zone (HAZ) and thus metallurgical notches can be reduced, which has a positive effect on the durability and stability of the overall wheel.
  • HZ heat-affected zone
  • the inner die and / or the upper die are designed such that they each have a further active surface, which are provided at least partially circumferentially around the active surface for the wheel disc and at least partially the final geometry of the inner contour of the rim Rades correspond, wherein the warm preform of the rim by the action of the further active surfaces of the mecanical sen and / or Obergesenks on the inner contour of the preform of the rim at least partially converted into the final geometry of the inner contour of the rim of the wheel, at least partially hot-formed and at least partially press cured.
  • the further active surfaces in the multi-part tool can serve as a kind of counter bearing, in particular if the active surfaces of the outer dies act on the outer contour of the preform of the rim or rim of the wheel and thereby the preform of the rim respectively the rim between them and, by at least partial press hardening, a certain dimensional stability in the rim can be set.
  • the dimensional accuracy of the overall wheel can be improved, so that complex reworking, for example for compensating the runout deviations, can be reduced or completely avoided.
  • the invention relates to a method for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting on a wheel carrier, comprising the steps:
  • the at least partially hot forming is carried out with at least partial press hardening in a multi-part tool, wherein the multi-part tool has at least one inner die, at least one upper die and at least two outer dies, wherein the outer dies each at least partially have an active surface which at least partially the final geometry of Outer contour of the rim of the wheel correspond to the warm preform the rim is arranged between the outer dies and the preform of the rim is transferred to the outer contour of the preform of the rim in the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel by action of the active surfaces of the outer dies, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened,
  • a preform of the rim in the not yet prefabricated, assembled, ie in not yet connected with a wheel dish state at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 , heated or heated and then hot-formed at least in some areas in a multi-part mold and at least partially press-hardened.
  • a hardened structure arises at least partially in the rim of the wheel, by means of which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback.
  • the resulting hardness structure leads, with appropriate implementation to a higher operating strength of the rim, which allows a significant weight reduction of the overall wheel.
  • the wheel disc is heated to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 , before it is inserted into the multi-part tool and then brought into contact with the warm preform of the rim or before being brought into contact with the warm preform of the rim which is already disposed in the multi-part tool.
  • An at least partially hot forming with at least partial press hardening can therefore be carried out in addition to the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the warm preform of the rim and the wheel in the multi-part tool, the hardness structure produced with appropriate implementation to a higher operating strength of the wheel, which allows a significant weight reduction.
  • the processing effort in the multipart tool can reduce the production costs.
  • the wheel dish can also be inserted into the multipart tool in the cold state and then brought into contact with the warm preform of the rim or brought into contact with the warm preform of the rim, which is already in the multi-part mold. gene tool is arranged.
  • the wheel disc may already be optionally hot-formed and at least partially hardened, at least in some areas. A cold forming by spin forming or pressing is conceivable. As a result, at least partial press hardening of the wheel disc in the multi-part tool can be dispensed with, as a result of which the tool has to be made less complex.
  • the wheel disc is connected at least non-positively and / or positively to the rim.
  • the wheel disc whether hot or cold, is brought into contact with the rim's warm preform, where the preform of the rim has a larger diameter compared to the cold state due to thermal expansion, cooling the warm preform of the rim a thermal shrinking onto the wheel disc, whereby at least one press connection (force and / or positive connection) between wheel disc and rim can be provided particularly efficiently by the process.
  • at least one press connection force and / or positive connection
  • an additional material connection can take place in a downstream process step, in particular by means of welding, in order to also ensure a security against rotation of the wheel components. Afford.
  • local stampings or locally geometric shapes can be introduced into the area between the wheel rim and the rim in order to achieve an additional form fit, which makes a subsequent thermal joining process unnecessary for achieving a security against twisting ,
  • a hardenable steel material having a carbon content of at least 0.07 wt.%, In particular of at least 0.10 wt.%, Preferably of at least 0.15 wt., Is preferably used for the rim and optionally for the wheel disc. %, more preferably at least 0.22% by weight.
  • the inventors' vibration strength studies have shown that hardenable steel materials having a predominantly martensitic and / or bainitic structure, such as Manganese-boron, tempering and air- or oil-hardening steels, compared to the conventionally used dual-phase and microalloyed steels have a significantly increased cyclic bending strength and thus in principle further lightweight by sheet thickness reduction, in particular the motor vehicle rim, enable.
  • hardenable steel materials having a predominantly martensitic and / or bainitic structure such as Manganese-boron, tempering and air- or oil-hardening steels
  • the steel material provided may be case hardening steel or tempered steel, in particular grades C10, C15, C22, C35, C45, 42CrMo4, a manganese-containing steel, in particular grade 8MnCrB3,16MnB5, 16MnCr5, 22MnB5, 37MnB5, an air-hardening steel, an oil-hardening steel or a multi-layered steel composite material, for example with three steel layers, of which at least one of the layers is curable.
  • the microstructure begins to convert to austenite and, in particular, is completely austenitic when the temperature A is exceeded.
  • the preform of the rim and / or wheel bowl is heated to a temperature of at least A, so that there is a substantially austenitic structure in the entire component.
  • a Ci and A are characteristic values which are dependent on the composition (alloy constituents) of the steel material used and can be taken from so-called ZTA or ZTU diagrams.
  • the at least partial press-hardening preferably takes place in a tool in which the at least partially hot forming is carried out, where the tool is actively cooled in at least one region in which the press-hardening is to be implemented, so that a rapid cooling by contact with the Tool part, in particular with the tool surface / -wirk Structure is effected to austenite in a hard structure, which in particular predominantly martensite and / or bainite may have to convert, (M f martensite finish).
  • the required cooling rates can also be taken from the ZTU diagrams, depending on the target structure.
  • Under at least partially hot forming is in particular a molding of the preform of the rim and optionally the wheel in the desired final geometry (desired geometry) of the rim and wheel, in other words in the desired final geometry of the wheel, and / or a calibration to improve the dimensional accuracy or compliance with Toleran - to understand zen.
  • a final component with final mechanical properties and at least partially predominantly marttensitic and / or bainitic microstructure of the rim or of the wheel is provided. If necessary, the rim or the wheel can also be completely press hardened.
  • a predominantly martensitic and / or bainitic structure presupposes a minimum proportion of the structural phase individually or in combination of 50%.
  • the rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim is produced in particular from a flat sheet metal blank made of a hardenable steel material.
  • a preform of the rim can preferably be provided with a rim well and / or hump and / or rim shoulder and / or rim flange which is close to the final contour.
  • Under outer contour of the preform of the rim or the rim of the wheel is at least partially the outer geometry of the rim flange, in particular sections of the outer geometry of the rim flange and / or the rim shoulder, preferably in sections, the outer geometry of the rim flange, the rim shoulder and / or the Humps
  • the outer geometry of the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well which is no longer visible, in particular, in the state of use of a mounted tire, is particularly preferred.
  • Under inner contour of the preform of the rim or the rim of the wheel is at least partially the inner geometry of the rim flange, in particular sections the inner geometry of the rim flange and / or the rim shoulder, preferably in sections the inner geometry of the rim flange, the rim shoulder and / or of the hump, particularly preferably in sections, the inner geometry of the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well, which is at least partially visible in use, in particular, and is in direct contact with the wheel disc, to understand.
  • the wheel dish can be cold-formed or end-formed cold-formed near the final contour or else it can already be hot-formed at least in regions and optionally at least partially press-hardened.
  • the visible side of the wheel disc corresponds to the side facing away from the vehicle and the rear side corresponds to the side of the wheel disc facing the vehicle which is not visible to the vehicle when mounted on the vehicle.
  • the wheel disc preferably has a material thickness of up to 6 mm for the production of a wheel for passenger vehicles preferably or a thickness of more than 6 mm, in particular more than 8 mm for the production of a wheel for commercial vehicles, which by the higher wheel loads are justified.
  • the rim preferably has a material thickness up to a maximum of 3 mm for the production of a wheel for passenger vehicles or in particular a material thickness of more than 3 mm for the production of a wheel for commercial vehicles, which are justified by the higher wheel loads.
  • deviations from the aforementioned material thicknesses are conceivable in further embodiments depending on the design and vehicle type.
  • the at least partially press-hardening of the preform of the rim and optionally the wheel disc is additionally assisted by the use of a fluid which is brought into direct contact with the warm preform of the rim and optionally warm wheel disc.
  • a fluid which is brought into direct contact with the warm preform of the rim and optionally warm wheel disc.
  • the invention relates to a multi-part tool for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting to a Radffy, with at least one inner die, at least one upper die and at least two outer dies, wherein the outer dies each at least partially have an active surface which at least partially correspond to the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel, with a warm preform the rim between the
  • the warm preform of the rim can be converted into the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened at least z white outer dies are translationally movable and in the contracted state, the rim of the wheel along its outer contour at least partially, in particular substantially completely can accommodate.
  • the rim of the wheel along its outer contour in the contracted state at least partially, in particular substantially completely, so that at least the warm preform of the rim in the multi-part tool at least at least partially thermoformed and at least partially press-hardened, where at least partially in the rim of the wheel by the at least partial press hardening, a hardened structure is formed by which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback.
  • outer dies are therefore not reduced to two.
  • three, four or more than four outer dies are each translationally movable and an effective face designed correspondingly to the outer contour of the rim for at least partially receiving the rim or the wheel enable.
  • Translationally movable means that the outer valley can preferably be moved radially in the direction of the rim or the wheel, and in particular the axis of rotation of the rim or of the wheel corresponds to the central point in the tool, in particular for the movable embodiment of the outer dies.
  • the inner die and / or the upper die are translationally movable, particularly preferably in the axial direction of the wheel.
  • they are coaxially movable with each other, wherein the axis of rotation of the rim and the axes of the inner and Obergesenks are congruent, in particular the inner die or the upper die can be rigid, whereby the tool can be fitted with less movable components and simpler.
  • the tool at least partially, in particular substantially completely absorbs the wheel in the contracted state, so that a component distortion can be substantially prevented.
  • the inner die and / or the upper die each have an active surface, which acts on the visible side and / or back of the Radschüs- sel arranged between the outer dies, warm preform of the rim with attached Radschadorel, which optionally optionally at least partially thermoforming the wheel disc and at least partially press-hardening it, and in particular the active surfaces at least partially correspond to the final geometry of the connection area on the wheel disc.
  • the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the wheel disc next to the rim in the multipart Implemented tool and thereby reducing the manufacturing cost and rework and the dimensional accuracy of the overall wheel can be increased.
  • the inner die and / or the upper die are formed such that they each have a further active surface, which are at least partially circumferentially provided around the active surface for the wheel and at least partially the end geometry of the inner contour of the rim Rades correspond, so that sufficient hardening and dimensional stability can be made possible by the two-sided tool contact.
  • Fig. 15 is a perspective view of an assembled wheel. Description of the Preferred Embodiments
  • the wheel (1) for a vehicle comprises a rim (2) for receiving a tire (not shown) and a wheel bowl (3) connected to the rim (2) in a material, force and / or form-locking manner with a connection region (3.1). for detachable mounting to a wheel carrier, not shown, FIG. 15.
  • the connection of the wheel disc (3) to the rim (2) takes place by means of an interference fit (force and / or form fit) in combination with a thermal joining method ( Material connection) such as a MAG or laser welding.
  • the wheel (1) can be designed for a passenger vehicle, with a material thickness of up to 3 mm being preferred for the rim (2) and preferably a material thickness of up to 6 mm for the wheel disc (3), or in particular for a commercial vehicle are designed, wherein for the rim (2) preferably a material thickness of more than 3 mm and for the wheel disc (3) preferably a material thickness is provided with more than 6 mm.
  • a rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim (2 ') and a wheel disc (3') are provided (not shown).
  • the rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim (2 ') is produced in particular from a flat sheet metal blank made of a hardenable steel material by means of cold forming, for example by profiling from a hardenable steel material and preferably has an at least near net shape rim base and / or hump and / or rim shoulder and / or rim flange and receiving area of a valve (not shown).
  • the wheel dish (3 ') can also be produced from a hardenable steel material, in particular by means of cold forming, near the end geometry (not shown).
  • the wheel disc (3 ') is connected to the preform of the rim (2') in a material, force and / or form-fitting manner (not shown) and can be used as an already prefabricated, assembled wheel (1 '). be further processed.
  • the connection is made by a press fit in combination with a thermal joining method such as. a MAG or laser welding.
  • the preform of the rim (2 ') with the connected wheel bowl (3') is heated by suitable means, for example in a continuous furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3 warms, with the warm preform of the rim (2 ') or the warm prefabricated wheel (T) then at least partially thermoformed and at least partially press hardened tet is.
  • suitable means for example in a continuous furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3 warms, with the warm preform of the rim (2 ') or the warm prefabricated wheel (T) then at least partially thermoformed and at least partially press hardened tet is.
  • the connected wheel disc (3 ') can optionally also be heated at least partially, in particular actively.
  • FIGS. 1 to 4 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in a perspective view according to a first embodiment of the invention.
  • the at least partially hot forming with at least partial press hardening is carried out in a multi-part tool (10), wherein the multi-part tool (10) at least one inner die (1 1), at least one upper die (12) and at least two outer valley (13 ) having.
  • the outer dies (13) each have, at least in regions, an active surface (13.1) which at least partially corresponds to the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1).
  • the prefabricated wheel (1 ') is provided for at least partially hot forming and at least partially press-hardening (FIG. 1).
  • the prefabricated wheel (1 ') with the warm preform of the rim (2') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular inserted in the opened tool (10), wherein in particular the inside - Drop (1 1) is designed such that it can accommodate the prefabricated wheel (1 ') ( Figure 2).
  • the upper die (12) are translationally movable and the inner die (1 1) is rigid.
  • the inner die (1 1) can also be translato- Risch movably executed or the upper die (12) rigid and only the inner die (1 1) be made translationally movable. If the active surfaces (1.1.1, 12.1) on the inner die (11) and on the upper die (12) have, for example, at least in part the final geometry of the connection region, the wheel bowl (3 ') can be in the warm state of the attachment. bonding area (3.1) in the multi-part mold (10) at least partially hot-formed and optionally at least partially press-hardened.
  • the inner die (11) can be designed, for example, segmented in order to reduce the shrinking of the wheel disc (3) and / or the rim (2) in order to achieve a smooth process sequence without component damage.
  • the two outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the combined state, the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ) of the rim (2) at least partially, in particular substantially completely can accommodate.
  • the preform of the rim (2 ') by the action of the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) on the outer contour (2.2') of the preform of the rim (2 ') in the final geometry of the outer contour
  • the inner die (1 1) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further active surface (1 1.2, 12.2), which at least partially circumferentially around the active surface (1 1.1, 12.1) for the Radschüs- sel (3 ') are provided and at least partially the final geometry of the inner contour
  • (2.3) correspond to the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2 ') by the action of further active surfaces (1 1 .2, 12.2) of the inner die (1 1) and / or upper die (12 ) on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') at least partially transferred to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), at least partially hot-formed and at least partially press-hardened.
  • the further active surfaces (1 1.2, 12.2) in the multi-part tool can serve as a kind of counter bearing, in particular if the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) act on the outer contour (2.2 ') of the preform of the rim (2').
  • the rim (2) of the wheel (1) and thereby accommodate the rim (2) between them and a certain dimensional accuracy in the rim (2) can be adjusted by two-sided tool contact and at least partial press hardening.
  • the at least partial press hardening in particular by the tool contact (1 1, 12, 13), arises at least partially in the rim (2) and optionally at least partially in the Radschadorel (3) of the wheel (1) a hardness structure through which a high dimensional stability by avoiding springback and durability can be achieved.
  • the outer valley (13) is designed to be transparent in FIG. 4, so that it can be shown that the wheel (1) is at least partially, preferably substantially completely, accommodated when the tool (10) is moved together.
  • the tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) are substantially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, in particular after reaching the M f temperature, again opened and the assembled wheel (1) can be removed and in particular further steps are supplied, such as a blast treatment of the surface for the eventual removal of a resulting scale on the wheel (1) and / or a cathodic Dipcoating (KTL) for setting a given corrosion protection.
  • a blast treatment of the surface for the eventual removal of a resulting scale on the wheel (1)
  • KTL cathodic Dipcoating
  • FIGS. 5 and 6 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in perspective view according to a second embodiment according to the invention, where in the process sequence essentially the process sequence according to FIG
  • the first embodiment according to the invention with the difference corresponds to the fact that, instead of two now four outer counters (13) in the tool (10) translationally movable, symbolized by the arrows, are provided.
  • the four outer dies (13) each enclose one quarter of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1).
  • a better force distribution and surface pressure can be achieved.
  • the tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (Bai nit and / or martensite) are substantially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, in particular after reaching the m r temperature, reopened and the assembled wheel (1) can be removed.
  • FIGS. 7 to 10 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in perspective view according to a third embodiment according to the invention.
  • the configuration of the tool (10) in FIGS. 7 to 10 essentially corresponds to the configuration of the tool (10) in FIGS. 5 and 6 or in FIGS. 1 to 4.
  • a not yet prefabricated or operable wheel (1 ') can alternatively be made available, wherein initially a preform of the rim (2') and a wheel disc (3 ') are provided separately from each other, and a connection of the wheel disc (3 ') during the at least partially hot forming with at least partial press hardening to the preform of the rim (2') and / or after the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the wheel disc (3) to the rim (2 ) of the wheel (1) takes place in a separate step (not shown).
  • the preform of the rim (2 ') is heated or heated by suitable means, for example in a through-flow furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3.
  • the warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular inserted into the opened tool (10), wherein in particular the inner die (1 1) is designed such that it can accommodate the warm preform of the rim (2 ') ( Figure 7).
  • a wheel dish (3, 3 ') in the cold state which in particular cold formed close to the final shape or final formed or even already optionally correspondingly optionally at least partially thermoformed and may be at least partially press hardened, or alternatively in the warm state, wherein it is by means of suitable means, for example in a continuous furnace, to a temperature of at least a Ci, preferably at least C 3 a, at least partially or entirely heated or warmed, is provided.
  • the cold or warm wheel bowl (3, 3 ') is inserted into the opened tool (10), in which already the warm preform of the rim (2') is located and on the active surface (1 1 .1) of the inner die (1 1 ), wherein the geometry of the inner die (1 1) is adapted to the rim (2, 2 ') such that the wheel disc (3, 3') can be placed inside the preform (2 '), wherein the warm preform of the rim (2 ') is dimensioned larger due to its thermal expansion compared to the cold state, d.
  • the upper die (12) is moved in a translatory manner in the direction of the inner die (11), symbolized by the illustrated arrow, wherein the upper die (12) also has an active surface (12.1) which faces the visible side (3.2 ') and the active surface (1 1.1) of the inner die (1 1) on the back (3.3') of the wheel disc (3, 3 ') act to at least to cause a fixation of the wheel dish (3, 3 '). If a warm wheel disc (3 ') is used, heat is dissipated by the tool contact (1 1, 12), so that at least cooling down in sections in the wheel disc (3') and, associated therewith, forming at least a portion Hardness structure can be initialized (Figure 9).
  • connection region (3.1) of the wheel disc (3) so that at least the connection area (3.1) the wheel bowl (3 ') in the hot state in the multi-part tool (10) at least partially thermoformed and optionally at least partially press-hardened.
  • the four outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the collapsed state the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ) can at least partially, in particular substantially completely absorb.
  • the preform of the rim (2 ') by the action of the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) on the outer contour (2.2') of the preform of the rim (2 ') in the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1) transferred, at least partially thermoformed and at least partially press-hardened (Figure 10).
  • the inner die (1 1) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further effective surface (1 1.2, 12.2) which at least partially circumferentially around the active surface (1 1.1, 12.1) for the wheel disc (3 ') are provided and correspond at least in sections to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2') by acting on the further active surfaces (1 1.2 , 12.2) of the inner die (1 1) and / or upper die (12) on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') at least partially into the Endgeome- industry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), at least partially thermoformed and at least partially press-cured.
  • the tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) are essentially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, ins - Specially after reaching the M r temperature, reopened and the assembled wheel (1) can be removed and fed in particular further steps, such as a further joining step, preferably by welding to an additional To close the existing press fit between the wheel disc (3) and rim (2) and / or a cathodic dip coating (KTL) for setting a predetermined corrosion protection.
  • KTL cathodic dip coating
  • FIGS. 11 to 14 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in a perspective view according to a fourth embodiment according to the invention.
  • the inner die (11) is designed to be movable at the top, translationally movable, and the upper die (12) is rigidly formed in the tool (10). Furthermore, the wheel disc (3, 3 '), irrespective of whether it is in the hot or cold state, is inserted into the opened tool (10) and placed on the active surface (12.1) of the upper die (12) (FIG ).
  • the preform of the rim (2 ') is heated or heated by suitable means, for example in a through-flow furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3.
  • the warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular in the opened tool (10) inserted, in which already the warm or cold wheel bowl (3, 3') is located ,
  • the geometry of the upper die (12) is adapted to the rim (2, 2 ') in such a way that the warm preform of the rim (2') is as it were pushed over between the outer dies (13) and over the wheel bowl (3, 3 ') can be so that the warm preform of the rim (2 '), the Radschadorel (3, 3') within the preform of the rim (2 ') can take, the warm preform of the rim (2') due to their thermal expansion in comparison is dimensioned larger to the cold state, that is, that the diameter of the warm pre
  • the inner die (11) is moved in a translatory manner in the direction of the upper die (12), symbolized by the illustrated arrow, wherein the inner die (11) also has an effective face (1.1.1) which faces the rear (3.3 ') and the active surface (12.1) of the upper die (12) act on the visible side (3.2') of the wheel disc (3, 3 ') to effect at least one fixation of the wheel disc (3, 3'). If a warm wheel disc (3 ') is used, heat is dissipated by the tool contact (1 1, 12), so that at least one cooling down is carried out in sections in the wheel disc (3') and at least one sectional formation of a hardness structure is initialized (FIG. 13).
  • the active surfaces (11.1, 12.1) on the inner die (11) and on the upper die (12) preferably have at least partially the final geometry of the connection region (3.1) of the wheel disc (3), so that at least on the wheel disc (3 ') in the hot state of the connection region (3.1) in the multi-part tool (10) at least partially thermoformed and optionally at least partially press-hardened.
  • the inner die (11) can be designed, for example, segmented in order to reduce the shrinking of the wheel disc (3) and / or the rim (2) in order to achieve a smooth process sequence without component damage.
  • the four outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the collapsed state the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ), at least in some areas, for example, can absorb them substantially completely (FIG. 14), cf. also embodiment according to FIG. 10.
  • the tool (10) is essentially completed after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) have been completed and the desired structure in the wheel (1). is set, in particular after reaching the M r temperature, reopened and the assembled wheel (1) are removed.
  • Both wheels (1) for passenger vehicles and for commercial vehicles can be produced with the method and tool (10) according to the invention.
  • the individual features shown in the respective exemplary embodiments can also be combined with one another or with one another.
  • the rim (2) of the wheel (1) can be completely or only partially press-hardened, for example only areas such as, for example, the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well.
  • the wheel dish (3) of the wheel (1) can either be completely press-hardened, partially or not at all.
  • the wheel disc (3) is completely press-hardened in a wheel (1) for passenger vehicles and / or the middle region with the ventilation holes in a wheel (1) for commercial vehicles.
  • the tool (10) can furthermore also have means (not shown) for active and / or passive cooling of the individual tool components (11, 12, 13) in order to produce a mass without any appreciable disruption, for example due to tool components to be heated. to ensure.
  • Translationally movable means that the outside Ke (13) radially in the direction of the rim (2, 2 ') respectively of the wheel (1) and are movable away, in particular the axis of rotation (A) of the rim (2, 2') respectively of the wheel (1) the central Point in the tool in particular for the movable execution of the outer Gesenk (13) corresponds.
  • a fluid can additionally be used, in particular if, for example, no tool contact can take place in regions, for example by means of undercut geometries on the wheels (1), so that this area can additionally be acted upon by a fluid in order to produce a certain cooling effect, so that also in these areas a hardness structure can be formed.
  • Tai- lored Products in particular materials with adjusted thicknesses or semi-finished products with adapted geometry, for example, press-rolled blanks, tailored welded blanks, tailored rolled blanks, etc.
  • the manufactured wheels (1) are used in passenger vehicles, commercial vehicles, trucks, special vehicles, buses, buses, agricultural machinery, agricultural vehicles, military vehicles, whether with an internal combustion engine and / or electric drive, trailer, semi-trailer or trailers.

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Abstract

The present invention relates to a method and a multi-part tool (10) for the production of a wheel (1) for a vehicle having a rim (2) for receiving a tyre and a wheel disc (3) integrally, frictionally and/or interlockingly connected to the rim (2) having a connection area (3.1) for detachable mounting on a wheel carrier. The invention further discloses an alternative and a multi-part tool (10) for producing a wheel (1) for a vehicle.

Description

Verfahren und Werkzeug zur Herstellung eines Fahrzeug-Rades  Method and tool for producing a vehicle wheel
Die Erfindung betrifft ein Verfahren sowie ein mehrteiliges Werkzeug zur Herstellung eines Ra- des für ein Fahrzeug mit einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösbaren Montage an einen Radträger. The invention relates to a method and a multi-part tool for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting to a wheel ,
Technischer Hintergrund Technical background
Fahrzeugräder bzw. Kraftfahrzeugräder sind Sicherheitsbauteile und müssen daher die hohen mechanischen und dynamischen Wechselbeanspruchungen im Fährbetrieb dauerfest aufneh- men können. Konventionelle„Stahlräder“ in Blechbauweise bestehen üblicherweise aus einer Radschüssel (Radscheibe), welche die Verbindung zur Radnabe sicherstellt und einer Felge (Felgenband), welche den Reifen aufnimmt. Die Radkomponenten werden heutzutage auf Stu- fenpressen in mehreren Schritten (bis zu elf Stufen) durch Kaltumformung (Tiefziehen, Drück- walzen, Profilieren) gefertigt. Dabei kommen bisher ausschließlich mikrolegierte Stähle (Baustahl, Feinkornstahl) und Dualphasen-Stähle mit einer Festigkeit von 400 bis 600 MPa zum Einsatz. Als Fügetechnik wird vorzugsweise eine MAG- Schweißung in Kombination mit einer Pressverbindung (Tiefbettfelge) vorgesehen. Vehicle wheels or motor vehicle wheels are safety components and must therefore be able to absorb the high mechanical and dynamic cyclical loads during ferry operation. Conventional "steel wheels" in sheet metal construction usually consist of a wheel disc (wheel disc), which ensures the connection to the wheel hub and a rim (rim tape), which receives the tire. Nowadays, the wheel components are manufactured on step presses in several steps (up to eleven stages) by cold forming (deep drawing, pressure rolling, profiling). In the past, only microalloyed steels (structural steel, fine grained steel) and dual-phase steels with a strength of 400 to 600 MPa have been used. The joining technique used is preferably an MAG weld in combination with a press connection (deep-bed rim).
Das Gewicht der Fahrzeugräder wirkt sich als rotatorisch-bewegte Masse überproportional auf den Energieverbrauch der Fahrzeuge sowie zusätzlich auch auf die ungefederten Massen aus. Daher ist generell ein möglichst geringes Fahrzeugradgewicht bei idealerweise hoher Steifig keit anzustreben. Insbesondere bei Nutzfahrzeugen mit mehreren Rädern und einem Einzel- gewicht von ca. 36 bis 40 kg wirkt sich eine deutliche Gewichtsreduzierung auch positiv auf die Transportlast aus. Gegenüber konventionell hergestellten Fahrzeugrädern kann weiteres Leichtbaupotenzial mit Stahl erschlossen werden, wenn zum einen Material mit höherer Fes- tigkeit bzw. Schwingfestigkeit zur sicheren Aufnahme der Betriebslasten verwendet wird, und zum anderen Geometrieanpassungen, wie z.B. Verprägungen zur Kompensierung der Steifig- keitsverluste aufgrund von geringeren Materialdicken umgesetzt werden können. Mit anstei- gender Materialfestigkeit nimmt aber in der Regel auch die Kaltumformbarkeit konventioneller Stähle (Kohlenstoffstahl) ab, welche schon bei heutigen Radschüsseln annähernd ausgereizt ist. Somit stößt der Leichtbau mit kaltumformbaren und höherfesten Stählen auf Basis heuti- ger Fertigungskonzepte für Räder an technische Grenzen. Neben dem Gewicht der Räder spielt zudem bei Personenfahrzeugen das Design eine wesentliche Rolle. Die Designfreiheit und Attraktivität bekannter Stahlräder ist daher ebenfalls mit konventionellen Bauweisen und Werkstoffen stark eingeschränkt. The weight of the vehicle wheels has a disproportionate effect as a rotationally moving mass on the energy consumption of the vehicles as well as on the unsprung masses. Therefore, in general, the lowest possible vehicle wheel weight should be aimed at ideally high rigidity. Especially for commercial vehicles with several wheels and a single weight of approx. 36 to 40 kg, a significant reduction in weight also has a positive effect on the transport load. Compared to conventionally produced vehicle wheels, further lightweight construction potential can be exploited with steel if, on the one hand, material with a higher strength or fatigue strength is used to safely accommodate the operating loads and, on the other hand, geometric adjustments, such as stampings to compensate for stiffness losses due to lower material thicknesses can be implemented. With increasing material strength, however, the cold workability of conventional steels (carbon steel) generally decreases, which is almost exhausted even in today's wheeled dishes. Thus lightweight construction with cold-workable and higher-strength steels based on today's production concepts for wheels is reaching its technical limits. In addition to the weight of the wheels, the design also plays a significant role in passenger vehicles. The design freedom and attractiveness of known steel wheels is therefore also severely limited by conventional construction methods and materials.
Neben dem sogenannten Kaltumformen wird unter anderem auch das sogenannte Warmum- formen im Fahrzeug-/Karosseriebau angewandt, in Fachkreisen auch unter der indirekten oder direkten Warmumformung bekannt. Durch den Einsatz der Warmumformung kann die Anfor- derung nach einer hohen Umformbarkeit bei gleichzeitig hohen Festigkeiten der endgeform- ten Bauteile erfüllt werden. Entsprechende Umformverfahren, die unter Einbeziehung einer vorangehenden Wärmebehandlung des Werkstücks, beispielsweise in einem separaten Ofen erfolgen, sind aus dem Stand der Technik hinreichend bekannt, insbesondere das Warmum- formen und Presshärten von Stahlblech. Allerdings ist der Einsatz der Warmumformung für maßgeblich zyklisch-belastete Bauteile aus Stahlblech, wie z.B. Querlenker, Räder, Achsträ- ger, im automobilen Fahrzeugbau bisher nicht etabliert. In addition to the so-called cold forming, so-called hot forming in vehicle / body construction is also used, among others also known under indirect or direct hot forming. Through the use of hot forming, the requirement for high formability and simultaneously high strength of the final molded components can be met. Corresponding forming processes, which take place involving a preceding heat treatment of the workpiece, for example in a separate oven, are well known from the prior art, in particular the hot forming and press hardening of sheet steel. However, the use of hot forming for significantly cyclic loaded steel sheet components such as Wishbones, wheels, axle beams, not yet established in automotive vehicle construction.
Als Stand der Technik zur Blech-Warmumformung von Personenkraftwagenräder beziehungs- weise der entsprechenden Radschüsseln, welche zumindest bereichsweise pressgehärtet sein können, wird auf die Druckschriften DE 10 2007 019 485 A1 , DE 10 2013 1 14 245 B3 und DE 10 2014 108 901 B3 verwiesen. Der Fokus dieser Schriften liegt im Wesentlichen auf den lokalen mechanischen Bauteileigenschaften der Radschüssel nach der Warmumformung be- ziehungsweise Presshärtung sowie entsprechenden Verfahrensschritten beziehungsweise Vorrichtungen zur Herstellung von Radschüsseln für Standard-Stahlräder. As state of the art for sheet metal hot forming of passenger car wheels or the corresponding Radschüsseln, which may be at least partially press hardened, reference is made to the publications DE 10 2007 019 485 A1, DE 10 2013 1 14 245 B3 and DE 10 2014 108 901 B3 , The focus of these publications is essentially on the local mechanical component properties of the wheel disc after hot forming or press hardening, as well as corresponding method steps or devices for the production of wheel shells for standard steel wheels.
Eine zumindest bereichsweise Härtung einer Felge am zusammengebauten Rad ist in der Of- fenlegungsschrift US 2004/0041458 A1 offenbart, mit dem Ziel, die Widerstandsfähigkeit des Rades bei einem Bordsteinanprall beziehungsweise einer schlagartigen Belastung zu erhö- hen. Bei einem Standard-Rad für Personenfahrzeuge ist die Masse überwiegend in der Felge konzentriert (> ca. 60%), so dass sich eine Steigerung der Materialfestigkeit in der Felge nicht nur auf die Widerstandsfähigkeit bei schlagartiger Belastung positiv auswirkt, sondern bei ent- sprechender Auslegung auch eine Reduzierung des Felgengewichtes ermöglichen kann, wel- ches insbesondere bei Nutzfahrzeugrädern wünschenswert ist. Die lokale Härtung des Rades entsprechend dem vorgeschlagenen Verfahren aus US 2004/0041458 A1 ist insofern ungüns- tig, da das Vorgehen zu enormen Bauteilverzug führen würde, welches sich ungünstig auf die Maßhaltigkeit und den Rundlauf des Rades auswirkt. An at least partially curing of a rim on the assembled wheel is disclosed in the publication US 2004/0041458 A1, with the aim of increasing the resistance of the wheel in the event of a curb impact or a sudden load. In a standard wheel for passenger vehicles, the mass is predominantly concentrated in the rim (> approx. 60%), so that an increase in the material strength in the rim not only has a positive effect on the resistance under sudden load, but with a corresponding design It may also make it possible to reduce the weight of the rim, which is particularly desirable for commercial vehicle wheels. The local hardening of the wheel according to the proposed method of US 2004/0041458 A1 is unfavorable insofar as the procedure would lead to enormous component distortion, which has an unfavorable effect on the dimensional accuracy and the concentricity of the wheel.
Eine normgerechte Felge ist rotationsymmetrisch und/oder ringförmig ausgeführt und weist insbesondere um die Drehachse des Rades hinterschnittige Geometriebereiche am Felgen- horn und der Felgenschulter (Hump, Ventilsitz) auf, so dass die Herstellung durch direkte War- mumformung technisch schwierig umsetzbar ist. Zudem ist aufgrund der komplexen Geome- trie der Felge davon auszugehen, dass eine Warmumformung mit den bekannten Werkzeug- komponenten (Stempel, Blechhalter, Matrize) nicht zielführend ist. A standard-compliant rim is rotationally symmetrical and / or annular and has in particular about the axis of rotation of the wheel undercut geometry areas on the rim Horn and the rim shoulder (Hump, valve seat), so that the production by direct Warme- is technically difficult to implement. In addition, due to the complex geometry of the rim, it can be assumed that hot working with the known tool components (punch, blank holder, die) is not expedient.
Zusammenfassung der Erfindung Summary of the invention
Der Erfindung liegt somit die Aufgabe zu Grunde, ein geeignetes Verfahren und ein entspre- chendes Werkzeug zur Herstellung von warmumgeformten beziehungsweise pressgehärteten Felgen und somit auch Rädern aus Stahlblech anzugeben, welche eine hohe Gewichtsredu- zierung, Maßhaltigkeit, Betriebsfestigkeit und Sicherheit insbesondere bei akzeptablen Ferti gungskosten gewährleisten. The invention is therefore based on the object to provide a suitable method and a corresponding tool for the production of hot-formed or press-hardened rims and thus also wheels made of sheet steel, which a high weight reduction, dimensional stability, durability and safety, especially at acceptable production costs guarantee.
Gelöst wird diese Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 und alternativ durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 2. This object is achieved by a method having the features of patent claim 1 and alternatively by a method having the features of patent claim 2.
Gemäß einer ersten Lehre betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rades für ein Fahrzeug mit einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungsbereich zur lösba- ren Montage an einen Radträger, umfassend die Schritte: According to a first teaching, the invention relates to a method for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for detachable mounting to a wheel comprising the steps:
- Bereitstellen einer rotationssymmetrischen und/oder rohrförmigen und/oder endkonturnahen Vorform einer Felge,  Providing a rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of a rim,
- Bereitstellen einer Radschüssel,  Providing a wheel dish,
- Anbinden der Radschüssel an die Vorform der Felge,  - connecting the wheel disc to the preform of the rim,
- zumindest teilweises oder vollständiges Erwärmen der Vorform der Felge und optional der angebundenen Radschüssel auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens AC3, insbesondere bezogen auf den Stahlwerkstoff der Felge, und anschließendes zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshär- ten, wobei das zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshär- ten in einem mehrteiligen Werkzeug durch geführt wird, wobei das mehrteilige Werkzeug min- destens ein Innengesenk, mindestens ein Obergesenk und mindestens zwei Außengesenke aufweist, wobei die Außengesenke jeweils zumindest bereichsweise eine Wirkfläche aufwei- sen, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Ra- des entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge zwischen den Außengesenken ange- ordnet wird und die warme Vorform der Felge durch Einwirken der Wirkflächen der Außenge- senke auf die Außenkontur der Vorform der Felge in die Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Rades überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilwei- se pressgehärtet wird. - At least partial or complete heating of the preform of the rim and optionally the tethered wheel to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C 3, in particular based on the steel material of the rim, and then at least partially hot forming with at least partially Presshär wherein the at least partially hot forming is carried out with at least partial press hardening in a multi-part tool, the multi-part tool having at least one inner die, at least one upper die and at least two outer dies, the outer dies each having an effective surface at least in regions sen, which at least partially correspond to the final geometry of the outer contour of the rim of the rim, wherein the warm preform of the rim between the outer dies is arranged and the warm preform of the rim by acting on the outer surface of the effective areas on the Au screen outer rim of the preform into the final geometry of the outer contour of the Rim of the wheel transferred, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened.
Erfindungsgemäß wird ein bereits vorgefertigtes, zusammengebautes Rad umfassend eine Vorform der Felge mit einer angebundenen Radschüssel, insbesondere aufweisend eine kraft- schlüssige und/oder stoffschlüssige Anbindung, zumindest teilweise oder vollständig auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens AC3 des Stahlwerkstoffs der Felge, erwärmt bzw. durchwärmt und anschließend in einem mehrteiligen Werkzeug zumindest die warme Vorform der Felge zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet. Durch das zumindest teilweise Presshärten, insbeson- dere durch den Werkzeugkontakt, entsteht zumindest teilweise in der Felge des Rades ein Härtegefüge, durch welches eine hohe Maßhaltigkeit durch Vermeidung von Rückfederung er- reicht werden kann. Dadurch kann die Maßhaltigkeit des Gesamtrades im mehrteiligen Werk- zeug verbessert werden, so dass aufwändige Nacharbeiten beispielsweise zur Kompensation der Rundlaufabweichungen reduziert oder komplett umgangen werden können. Das zumin- dest teilweise erzeugte Härtegefüge in der Felge führt bei entsprechender Durchführung zu ei- ner höheren Betriebsfestigkeit der Felge, welches eine signifikante Gewichtsreduzierung des Gesamtrades ermöglicht. According to the invention, an already prefabricated, assembled wheel comprising a preform of the rim with a connected Radschüssel, in particular comprising a frictional and / or material connection, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 the steel material of the rim, heated or heated and then at least partially thermoformed in a multi-part tool at least the warm preform of the rim and at least partially press-hardened. As a result of the at least partial press hardening, in particular due to the tool contact, a hardened structure arises at least partially in the rim of the wheel, by means of which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback. As a result, the dimensional accuracy of the overall wheel in the multipart tool can be improved so that costly reworking, for example, to compensate for concentricity deviations, can be reduced or completely avoided. The at least partially produced hardened structure in the rim, when appropriately carried out, leads to a higher operating strength of the rim, which enables a significant weight reduction of the overall wheel.
Gemäß einer Ausführung des Verfahrens weist das Innengesenk und/oder das Obergesenk jeweils eine Wirkfläche auf, welche auf die Sichtseite und/oder Rückseite der Radschüssel der zwischen den Außengesenken angeordneten, warmen Vorform mit angebundener Radschüs- sel einwirken, wobei die Radschüssel optional zumindest bereichsweise warm umgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. Dadurch entsteht zumindest teilweise in der Rad- schüssel des Rades ein Härtegefüge, was zur weiteren Verbesserung des Rades beisteuern kann, da das zumindest teilweise erzeugte Härtegefüge in der Radschüssel bei entsprechen- der Durchführung zu einer höheren Betriebsfestigkeit der Radschüssel führt, welches eine wei- tere Gewichtsreduzierung des Gesamtrades ermöglicht. According to one embodiment of the method, the inner die and / or the upper die each have an active surface, which act on the visible side and / or back of the Radschüssel the arranged between the outer dies, warm preform with tethered Radschüs- sel, the wheel bowl optionally at least partially warm deformed and at least partially press-hardened. This results in a hardness structure at least partially in the wheel bowl of the wheel, which can contribute to the further improvement of the wheel, since the at least partially produced hardness structure in the wheel bowl leads to a higher operational stability of the wheel bowl, which carries a further Weight reduction of the total wheel allows.
Gemäß einer Ausführung des Verfahrens weisen die Wirkflächen zumindest teilweise die End- geometrie des Anbindungsbereichs an der Radschüssel auf und der Anbindungsbereich kann im mehrteiligen Werkzeug zumindest bereichsweise warm umgeformt werden. Die finale Form der Radschüssel kann ebenfalls in dem mehrteiligen Werkzeug berücksichtigt werden, wo durch im Vorfeld Schritte zur Herstellung, insbesondere im Wesentlichen der endkonturnahen Geometrie respektive Endgeometrie der Radschüssel eingespart werden können. Zudem kann die Betriebsfestigkeit der Anbindung, speziell einer möglichen Schweißverbindung, vor- teilhaft beeinflusst werden, da beispielsweise mögliche Erweichungen in der Wärmeeinfluss- zone (WEZ) und damit metallurgische Kerben reduziert werden können, welches sich positiv auf die Betriebsfestigkeit und Stabilität des Gesamtrades auswirkt. According to one embodiment of the method, the active surfaces at least partially have the end geometry of the connection region on the wheel disc and the connection region can be hot-formed at least in regions in the multi-part tool. The final shape of the wheel disc can also be taken into account in the multi-part tool, which can be saved by advance in the manufacturing steps, in particular substantially the near-net shape geometry or final geometry of the wheel. In addition, the operational stability of the connection, especially of a possible welded joint, can be Partly influenced, for example, possible softening in the heat-affected zone (HAZ) and thus metallurgical notches can be reduced, which has a positive effect on the durability and stability of the overall wheel.
Gemäß einer Ausführung des Verfahrens sind das Innengesenk und/oder das Obergesenk derart ausgebildet, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche aufweisen, welche zumindest be- reichsweise umlaufend um die Wirkfläche für die Radschüssel vorgesehen sind und zumin- dest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur der Felge des Rades entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge durch Einwirken der weiteren Wirkflächen des Innenge- senks und/oder Obergesenks auf die Innenkontur der Vorform der Felge zumindest abschnitts- weise in die Endgeometrie der Innenkontur der Felge des Rades überführt, zumindest be- reichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. Insbesondere kön- nen die weiteren Wirkflächen im mehrteiligen Werkzeug als eine Art Gegenlager dienen, ins- besondere wenn die Wirkflächen der Außengesenke auf die Außenkontur der Vorform der Fel- ge respektive der Felge des Rades einwirken und dadurch die Vorform der Felge respektive die Felge zwischen sich aufnehmen und durch zumindest teilweises Presshärten eine gewis- se Maßhaltigkeit in der Felge eingestellt werden kann. Dadurch kann die Maßhaltigkeit des Gesamtrades verbessert werden, so dass aufwändige Nacharbeiten beispielsweise zur Kom- pensation der Rundlaufabweichungen reduziert oder komplett umgangen werden können. According to one embodiment of the method, the inner die and / or the upper die are designed such that they each have a further active surface, which are provided at least partially circumferentially around the active surface for the wheel disc and at least partially the final geometry of the inner contour of the rim Rades correspond, wherein the warm preform of the rim by the action of the further active surfaces of the Innenge- sen and / or Obergesenks on the inner contour of the preform of the rim at least partially converted into the final geometry of the inner contour of the rim of the wheel, at least partially hot-formed and at least partially press cured. In particular, the further active surfaces in the multi-part tool can serve as a kind of counter bearing, in particular if the active surfaces of the outer dies act on the outer contour of the preform of the rim or rim of the wheel and thereby the preform of the rim respectively the rim between them and, by at least partial press hardening, a certain dimensional stability in the rim can be set. As a result, the dimensional accuracy of the overall wheel can be improved, so that complex reworking, for example for compensating the runout deviations, can be reduced or completely avoided.
Gemäß einer Alternative zur ersten Lehre betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Rades für ein Fahrzeug mit einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungs- bereich zur lösbaren Montage an einen Radträger, umfassend die Schritte: According to an alternative to the first teaching, the invention relates to a method for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting on a wheel carrier, comprising the steps:
- Bereitstellen einer rotationssymmetrischen und/oder rohrförmigen und/oder endkonturnahen Vorform einer Felge,  Providing a rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of a rim,
- Bereitstellen einer Radschüssel,  Providing a wheel dish,
- zumindest teilweises oder vollständiges Erwärmen der Vorform der Felge auf eine Tempera- tur von mindestens ACi, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens AC3, insbesonde- re bezogen auf den Stahlwerkstoff der Felge, und anschließendes zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten, wobei das zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten in einem mehrteiligen Werkzeug durch- geführt wird, wobei das mehrteilige Werkzeug mindestens ein Innengesenk, mindestens ein Obergesenk und mindestens zwei Außengesenke aufweist, wobei die Außengesenke jeweils zumindest bereichsweise eine Wirkfläche aufweisen, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Rades entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge zwischen den Außengesenken angeordnet wird und die Vorform der Felge durch Einwirken der Wirkflächen der Außengesenke auf die Außenkontur der Vorform der Felge in die Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Rades überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird, at least partially or completely heating the preform of the rim to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 , in particular based on the steel material of the rim, and then at least partially hot forming with at least partial press hardening, wherein the at least partially hot forming is carried out with at least partial press hardening in a multi-part tool, wherein the multi-part tool has at least one inner die, at least one upper die and at least two outer dies, wherein the outer dies each at least partially have an active surface which at least partially the final geometry of Outer contour of the rim of the wheel correspond to the warm preform the rim is arranged between the outer dies and the preform of the rim is transferred to the outer contour of the preform of the rim in the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel by action of the active surfaces of the outer dies, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened,
- Anbinden der Radschüssel an die Vorform der Felge, insbesondere in einem mehrteiligen Werkzeug, während des zumindest bereichsweisen Warmumformens mit zumindest teilwei- sen Presshärten oder Anbinden der Radschüssel an die Felge des Rades nach dem zumin- dest bereichsweisen Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten.  - Tying the wheel rim to the preform of the rim, in particular in a multi-part tool, during at least partially hot forming with at least partial press hardening or tying the wheel bowl to the rim of the wheel after at least partially hot forming with at least partial press hardening.
Erfindungsgemäß wird alternativ eine Vorform der Felge im noch nicht vorgefertigten, zusam- mengebauten, d. h. im noch nicht mit einer Radschüssel angebundenen Zustand, zumindest teilweise oder vollständig auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens AC3, erwärmt bzw. durchwärmt und anschließend in einem mehr- teiligen Werkzeug zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise press- gehärtet. Durch zumindest teilweises Presshärten, insbesondere durch den Werkzeugkontakt, entsteht zumindest teilweise in der Felge des Rades ein Härtegefüge, durch welches eine ho- he Maßhaltigkeit durch Vermeidung von Rückfederung erreicht werden kann. Das erzeugte Härtegefüge führt bei entsprechender Durchführung zu einer höheren Betriebsfestigkeit der Felge, welches eine signifikante Gewichtsreduzierung des Gesamtrades ermöglicht. According to the invention, a preform of the rim in the not yet prefabricated, assembled, ie in not yet connected with a wheel dish state, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 , heated or heated and then hot-formed at least in some areas in a multi-part mold and at least partially press-hardened. By at least partial press hardening, in particular by the tool contact, a hardened structure arises at least partially in the rim of the wheel, by means of which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback. The resulting hardness structure leads, with appropriate implementation to a higher operating strength of the rim, which allows a significant weight reduction of the overall wheel.
Gemäß einer Ausführung des alternativen Verfahrens wird die Radschüssel auf eine Tempe- ratur von mindestens ACi, vorzugsweise auf eine Temperatur von mindestens AC3, erwärmt, bevor sie in das mehrteilige Werkzeug eingelegt und anschließend mit der warmen Vorform der Felge in Kontakt gebracht wird oder bevor sie in Kontakt mit der warmen Vorform der Felge gebracht wird, welche bereits in dem mehrteiligen Werkzeug angeordnet ist. Ein zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten kann daher neben dem zumindest bereichsweisen Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten der warmen Vorform der Felge auch an der Radschüssel in dem mehrteiligen Werkzeug durchgeführt wer- den, wobei das erzeugte Härtegefüge bei entsprechender Durchführung zu einer höheren Be- triebsfestigkeit des Rades führt, welches eine signifikante Gewichtsreduzierung ermöglicht. Zudem kann durch die Verarbeitung im mehrteiligen Werkzeug der Fertigungsaufwand redu- ziert werden. According to one embodiment of the alternative method, the wheel disc is heated to a temperature of at least A Ci , preferably to a temperature of at least A C3 , before it is inserted into the multi-part tool and then brought into contact with the warm preform of the rim or before being brought into contact with the warm preform of the rim which is already disposed in the multi-part tool. An at least partially hot forming with at least partial press hardening can therefore be carried out in addition to the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the warm preform of the rim and the wheel in the multi-part tool, the hardness structure produced with appropriate implementation to a higher operating strength of the wheel, which allows a significant weight reduction. In addition, the processing effort in the multipart tool can reduce the production costs.
Alternativ kann die Radschüssel auch im kalten Zustand in das mehrteilige Werkzeug einge- legt und anschließend mit der warmen Vorform der Felge in Kontakt gebracht werden oder mit der warmen Vorform der Felge in Kontakt gebracht werden, welche bereits in dem mehrteili- gen Werkzeug angeordnet ist. Die Radschüssel kann bereits optional zumindest bereichswei- se warmumgeformt und zumindest teilweise gehärtet sein. Auch eine Kaltumformung durch Drückwalzen oder Pressen ist denkbar. Dadurch kann ein zumindest teilweises Presshärten der Radschüssel im mehrteiligen Werkzeug entfallen, wodurch das Werkzeug weniger kom- plex ausgeführt werden muss. Alternatively, the wheel dish can also be inserted into the multipart tool in the cold state and then brought into contact with the warm preform of the rim or brought into contact with the warm preform of the rim, which is already in the multi-part mold. gene tool is arranged. The wheel disc may already be optionally hot-formed and at least partially hardened, at least in some areas. A cold forming by spin forming or pressing is conceivable. As a result, at least partial press hardening of the wheel disc in the multi-part tool can be dispensed with, as a result of which the tool has to be made less complex.
Gemäß einer Ausführung des alternativen Verfahrens ist nach dem zumindest bereichsweise Warmumformen und zumindest teilweisen Presshärten die Radschüssel mindestens kraft- und/oder formschlüssig an der Felge angebunden. Die Radschüssel, unabhängig davon ob im warmen oder kalten Zustand, wird mit der warmen Vorform der Felge in Kontakt gebracht, wo bei die Vorform der Felge aufgrund der Wärmeausdehnung einen größeren Durchmesser im Vergleich zum kalten Zustand aufweist, bewirkt eine Abkühlung der warmen Vorform der Fel- ge ein thermisches Aufschrumpfen auf die Radschüssel, wodurch zumindest eine Pressver- bindung (Kraft- und/oder Formschluss) zwischen Radschüssel und Felge besonders effizient durch den Prozess bereitgestellt werden kann. Dadurch kann der Fertigungsaufwand des Ge- samtrades deutlich optimiert werden. Zudem können Eigenspannungen während der thermi- schen Prozessführung abgebaut werden, welche sich sonst ungünstig auf die Betriebsfestig- keit des Rades auswirken. According to one embodiment of the alternative method, after the at least partially hot forming and at least partial press hardening the wheel disc is connected at least non-positively and / or positively to the rim. The wheel disc, whether hot or cold, is brought into contact with the rim's warm preform, where the preform of the rim has a larger diameter compared to the cold state due to thermal expansion, cooling the warm preform of the rim a thermal shrinking onto the wheel disc, whereby at least one press connection (force and / or positive connection) between wheel disc and rim can be provided particularly efficiently by the process. As a result, the manufacturing effort of the overall wheel can be significantly optimized. In addition, residual stresses during thermal process control can be reduced, which would otherwise adversely affect the operating strength of the wheel.
Gemäß einer weiteren Ausführung des alternativen Verfahrens kann zur Erhöhung der Be- triebsfestigkeit des Rades und zur sicheren Anbindung zwischen der Radschüssel und der Felge ein zusätzlicher Stoffschluss in einem nachgelagerten Prozessschritt erfolgen, insbe- sondere mittels Schweißen, um auch eine Verdrehsicherheit der Radkomponenten zu gewähr- leisten. Alternativ können im Zuge des Warmumformens der Felge lokale Verprägungen be- ziehungsweise lokal geometrische Formen in den Bereich zur Anbindung zwischen Radschüs- sel und Felge eingebracht werden, um einen zusätzlichen Formschluss zu erreichen, welche einen nachträglichen thermischen Fügeprozess zum Erreichen einer Verdrehsicherheit unnö- tig machen. According to a further embodiment of the alternative method, in order to increase the operating strength of the wheel and for secure connection between the wheel disc and the rim, an additional material connection can take place in a downstream process step, in particular by means of welding, in order to also ensure a security against rotation of the wheel components. Afford. Alternatively, in the course of hot-forming the rim, local stampings or locally geometric shapes can be introduced into the area between the wheel rim and the rim in order to achieve an additional form fit, which makes a subsequent thermal joining process unnecessary for achieving a security against twisting ,
Gemäß einer Ausführung wird vorzugsweise für die Felge und optional für die Radschüssel ein härtbarer Stahlwerkstoff mit einem Kohlenstoffgehalt von mindestens 0,07 Gew.-%, insbe- sondere von mindestens 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,15 Gew.-%, beson- ders bevorzugt von mindestens 0,22 Gew.-% bereitgestellt. According to one embodiment, a hardenable steel material having a carbon content of at least 0.07 wt.%, In particular of at least 0.10 wt.%, Preferably of at least 0.15 wt., Is preferably used for the rim and optionally for the wheel disc. %, more preferably at least 0.22% by weight.
Schwingfestigkeitsuntersuchungen der Erfinder haben gezeigt, dass härtbare Stahlwerkstoffe mit einer überwiegend martensitischen und/oder bainitischen Gefügestruktur, wie zum Beispiel Mangan-Bor-, Vergütungs- und luft- bzw. ölhärtende Stähle, gegenüber den konventionell ver- wendeten Dualphasen- und mikrolegierten Stählen eine deutlich gesteigerte zyklische Biege- wechselfestigkeit aufweisen und damit prinzipiell weiteren Leichtbau durch Blechdickenredu- zierung, insbesondere der Kraftfahrzeug-Felge, ermöglichen. Der bereitgestellte Stahlwerk- stoff kann ein Einsatzstahl oder Vergütungsstahl, insbesondere der Güte C10, C15, C22, C35, C45, 42CrMo4, ein manganhaltiger Stahl, insbesondere der Güte 8MnCrB3,16MnB5, 16MnCr5, 22MnB5, 37MnB5, ein lufthärtender Stahl, ein ölhärtender Stahl oder ein mehr- schichtiger Stahl-Werkstoffverbund, beispielsweise mit drei Stahllagen, von denen mindestens eine der Lagen härtbar ist, sein. The inventors' vibration strength studies have shown that hardenable steel materials having a predominantly martensitic and / or bainitic structure, such as Manganese-boron, tempering and air- or oil-hardening steels, compared to the conventionally used dual-phase and microalloyed steels have a significantly increased cyclic bending strength and thus in principle further lightweight by sheet thickness reduction, in particular the motor vehicle rim, enable. The steel material provided may be case hardening steel or tempered steel, in particular grades C10, C15, C22, C35, C45, 42CrMo4, a manganese-containing steel, in particular grade 8MnCrB3,16MnB5, 16MnCr5, 22MnB5, 37MnB5, an air-hardening steel, an oil-hardening steel or a multi-layered steel composite material, for example with three steel layers, of which at least one of the layers is curable.
Bei der Temperatur ACi beginnt das Gefüge in Austenit umzuwandeln und liegt insbesondere vollständig austenitisch vor, wenn die Temperatur A überschritten wird. Bevorzugt wird die Vorform der Felge und/oder Radschüssel auf eine Temperatur von mindestens A erwärmt, so dass im gesamten Bauteil ein im Wesentlichen austenitisches Gefüge vorliegt. ACi und A sind Kennwerte, welche abhängig von der Zusammensetzung (Legierungsbestandteile) des verwendeten Stahlwerkstoffs sind und aus sogenannten ZTA- bzw. ZTU-Schaubildern ent- nommen werden können. Das zumindest teilweise Presshärten erfolgt vorzugsweise in einem Werkzeug, in welchem die zumindest bereichsweise Warmumformung durchgeführt wird, wo bei das Werkzeug in mindestens einem Bereich, in dem das Presshärten umgesetzt werden soll, insbesondere aktiv gekühlt wird, so dass eine rasche Abkühlung durch Kontakt mit dem Werkzeugteil, insbesondere mit dessen Werkzeugoberfläche/-wirkfläche bewirkt wird, um Austenit in ein hartes Gefüge, welches insbesondere überwiegend Martensit und/oder Bainit aufweisen kann, umzuwandeln, (Mf Martensit-Finish). Die erforderlichen Abkühlraten können in Abhängigkeit von dem Zielgefüge ebenfalls aus den ZTU-Schaubildern entnommen wer- den. At the temperature A Ci , the microstructure begins to convert to austenite and, in particular, is completely austenitic when the temperature A is exceeded. Preferably, the preform of the rim and / or wheel bowl is heated to a temperature of at least A, so that there is a substantially austenitic structure in the entire component. A Ci and A are characteristic values which are dependent on the composition (alloy constituents) of the steel material used and can be taken from so-called ZTA or ZTU diagrams. The at least partial press-hardening preferably takes place in a tool in which the at least partially hot forming is carried out, where the tool is actively cooled in at least one region in which the press-hardening is to be implemented, so that a rapid cooling by contact with the Tool part, in particular with the tool surface / -wirkfläche is effected to austenite in a hard structure, which in particular predominantly martensite and / or bainite may have to convert, (M f martensite finish). The required cooling rates can also be taken from the ZTU diagrams, depending on the target structure.
Unter zumindest bereichsweise Warmumformen ist insbesondere ein Ausformen der Vorform der Felge und optional der Radschüssel in die gewünschte Endgeometrie (Sollgeometrie) der Felge und Radschüssel, anders gesagt in die gewünschte Endgeometrie des Rades, und/oder ein Kalibrieren zur Verbesserung der Maßhaltigkeit beziehungsweise Einhaltung von Toleran- zen zu verstehen. In Kombination mit einem zumindest teilweisen Presshärten wird ein finales Bauteil mit finalen mechanischen Eigenschaften und zumindest teilweise überwiegend mar- tensitischer und/oder bainitischer Gefügestruktur der Felge respektive des Rades bereitge- stellt. Bei Bedarf kann die Felge respektive das Rad auch vollständig pressgehärtet werden. Eine überwiegend martensitische und/oder bainitische Gefügestruktur setzt einen Mindestan- teil der Gefügephase einzeln oder in Kombination von 50% voraus. Die rotationssymmetrische und/oder rohrförmige und/oder endkonturnahe Vorform der Felge wird insbesondere aus einem ebenen Blechzuschnitt aus einem härtbaren Stahlwerkstoff her- gestellt. Mittels Kaltumformung, beispielsweise mittels rotatorisch bewegten Werkzeugkompo- nenten, wie zum Beispiel mittels Drückwalzen, Profilieren etc., kann eine Vorform der Felge vorzugsweise ein zumindest endkonturnahes Felgenbett und/oder Hump und/oder Felgen- schulter und/oder Felgenhorn bereitgestellt werden. Unter Außenkontur der Vorform der Fel- ge respektive der Felge des Rades ist zumindest abschnittsweise die äußere Geometrie des Felgenhorns, insbesondere abschnittsweise die äußere Geometrie des Felgenhorns und/oder der Felgenschulter, vorzugsweise abschnittsweise die äußere Geometrie des Felgenhorns, der Felgenschulter und/oder des Humps, besonders bevorzugt abschnittsweise die äußere Geometrie des Felgenhorns, der Felgenschulter, des Humps und/oder des Felgenbetts, wel- che insbesondere im Gebrauchszustand von einem montierten Reifen nicht mehr sichtbar ist, zu verstehen. Unter Innenkontur der Vorform der Felge respektive der Felge des Rades ist zu- mindest abschnittsweise die innere Geometrie des Felgenhorns, insbesondere abschnittswei- se die innere Geometrie des Felgenhorns und/oder der Felgenschulter, vorzugsweise ab- schnittsweise die innere Geometrie des Felgenhorns, der Felgenschulter und/oder des Humps, besonders bevorzugt abschnittsweise die innere Geometrie des Felgenhorns, der Fel- genschulter, des Humps und/oder des Felgenbetts, welche insbesondere auch im Gebrauchs- zustand zumindest bereichsweise sichtbar ist und sich mit der Radschüssel in direktem Kon- takt befindet, zu verstehen. Under at least partially hot forming is in particular a molding of the preform of the rim and optionally the wheel in the desired final geometry (desired geometry) of the rim and wheel, in other words in the desired final geometry of the wheel, and / or a calibration to improve the dimensional accuracy or compliance with Toleran - to understand zen. In combination with at least partial press hardening, a final component with final mechanical properties and at least partially predominantly marttensitic and / or bainitic microstructure of the rim or of the wheel is provided. If necessary, the rim or the wheel can also be completely press hardened. A predominantly martensitic and / or bainitic structure presupposes a minimum proportion of the structural phase individually or in combination of 50%. The rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim is produced in particular from a flat sheet metal blank made of a hardenable steel material. By means of cold forming, for example by means of rotationally moved tool components, for example by means of spin forming, profiling, etc., a preform of the rim can preferably be provided with a rim well and / or hump and / or rim shoulder and / or rim flange which is close to the final contour. Under outer contour of the preform of the rim or the rim of the wheel is at least partially the outer geometry of the rim flange, in particular sections of the outer geometry of the rim flange and / or the rim shoulder, preferably in sections, the outer geometry of the rim flange, the rim shoulder and / or the Humps The outer geometry of the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well, which is no longer visible, in particular, in the state of use of a mounted tire, is particularly preferred. Under inner contour of the preform of the rim or the rim of the wheel is at least partially the inner geometry of the rim flange, in particular sections the inner geometry of the rim flange and / or the rim shoulder, preferably in sections the inner geometry of the rim flange, the rim shoulder and / or of the hump, particularly preferably in sections, the inner geometry of the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well, which is at least partially visible in use, in particular, and is in direct contact with the wheel disc, to understand.
Die Radschüssel kann insbesondere endkonturnah kalt umgeformt bzw. endgeformt sein oder aber auch bereits entsprechend optional zumindest bereichsweise warm umgeformt und zu- mindest teilweise pressgehärtet sein. Die Sichtseite der Radschüssel entspricht im am Fahr- zeug montierten Zustand der dem Fahrzeug abgewandten und sichtbaren Seite der Radschüs- sel und die Rückseite entspricht im am Fahrzeug montierten Zustand der dem Fahrzeug zu- gewandten und nicht sichtbaren Seite der Radschüssel. In particular, the wheel dish can be cold-formed or end-formed cold-formed near the final contour or else it can already be hot-formed at least in regions and optionally at least partially press-hardened. In the vehicle-mounted state, the visible side of the wheel disc corresponds to the side facing away from the vehicle and the rear side corresponds to the side of the wheel disc facing the vehicle which is not visible to the vehicle when mounted on the vehicle.
Gemäß einer Ausführung weist die Radschüssel vorzugsweise eine Materialdicke bis maximal 6 mm für die Herstellung eines Rades für Personenfahrzeuge vorzugsweise oder eine Materi- aldicke mit mehr als 6 mm, insbesondere mit mehr als 8 mm für die Herstellung eines Rades für Nutzfahrzeuge auf, welche durch die höheren Radlasten zu begründen sind. Insbesonde- re Abweichungen von den vorgenannten Materialdicken sind bei weiteren Ausführungsformen je nach Auslegung und Fahrzeugtyp denkbar. Gemäß einer Ausführung weist die Felge vorzugsweise eine Materialdicke bis maximal 3 mm für die Herstellung eines Rades für Personenfahrzeuge oder insbesondere eine Materialdicke mit mehr als 3 mm für die Herstellung eines Rades für Nutzfahrzeuge auf, welche durch die höheren Radlasten zu begründen sind. Insbesondere Abweichungen von den vorgenannten Materialdicken sind bei weiteren Ausführungsformen je nach Auslegung und Fahrzeugtyp denkbar. According to one embodiment, the wheel disc preferably has a material thickness of up to 6 mm for the production of a wheel for passenger vehicles preferably or a thickness of more than 6 mm, in particular more than 8 mm for the production of a wheel for commercial vehicles, which by the higher wheel loads are justified. In particular deviations from the aforementioned material thicknesses are conceivable in further embodiments depending on the design and vehicle type. According to one embodiment, the rim preferably has a material thickness up to a maximum of 3 mm for the production of a wheel for passenger vehicles or in particular a material thickness of more than 3 mm for the production of a wheel for commercial vehicles, which are justified by the higher wheel loads. In particular, deviations from the aforementioned material thicknesses are conceivable in further embodiments depending on the design and vehicle type.
Gemäß einer Ausführung wird das zumindest teilweise Presshärten der Vorform der Felge und optional der Radschüssel zusätzlich durch Verwendung eines Fluids, welches in direkten Kon- takt mit der warmen Vorform der Felge und optional warmen Radschüssel gebracht wird, un- terstützt. Dadurch können zum Beispiel Bereiche am Rad, die aufgrund ihrer Geometrie, bei- spielsweise bei hinterschnittiger Geometrie, keinen Werkzeugkontakt zum zumindest teilwei- sen Presshärten erfahren können, zusätzlich mit einem Fluid in Kontakt gebracht werden, um eine Abkühlung und damit die Einstellung eines Härtegefüges auch zumindest teilweise in den nicht mit dem Werkzeug in Kontakt stehenden Bereiche sicherzustellen. Zudem kann durch den höheren Wärmetransfer bei der Verwendung einer Kühlung mittels eines Fluids gerade die Härtbarkeit von Bauteilen mit höheren Materialdicken verbessert werden. According to one embodiment, the at least partially press-hardening of the preform of the rim and optionally the wheel disc is additionally assisted by the use of a fluid which is brought into direct contact with the warm preform of the rim and optionally warm wheel disc. As a result, for example, areas on the wheel which, owing to their geometry, for example with undercut geometry, can not experience tool contact for at least partial press hardening, can additionally be brought into contact with a fluid in order to cool them and thus also to set a hardened structure at least partially in areas not in contact with the tool. In addition, the higher heat transfer when using a cooling by means of a fluid just the hardenability of components with higher material thicknesses can be improved.
Gemäß einer zweiten Lehre betrifft die Erfindung ein mehrteiliges Werkzeug zur Herstellung eines Rades für ein Fahrzeug mit einer Felge zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge Stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel mit einem Anbindungs- bereich zur lösbaren Montage an einen Radträger, mit mindestens einem Innengesenk, min- destens einem Obergesenk und mindestens zwei Außengesenken, wobei die Außengesenke jeweils zumindest bereichsweise eine Wirkfläche aufweisen, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Rades entsprechen, wobei eine warme Vor- form der Felge zwischen den Außengesenken anordbar ist, wobei durch Einwirken der Wirk- flächen der Außengesenke auf die Außenkontur der Vorform der Felge die warme Vorform der Felge in die Endgeometrie der Außenkontur der Felge des Rades überführt, zumindest be- reichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet werden kann, wobei die mindestens zwei Außengesenke translatorisch bewegbar sind und im zusammengefahrenen Zustand die Felge des Rades entlang ihrer Außenkontur zumindest bereichsweise, insbeson- dere im Wesentlichen vollständig aufnehmen können. According to a second teaching, the invention relates to a multi-part tool for producing a wheel for a vehicle with a rim for receiving a tire and to the rim material, force and / or form-fitting tethered wheel with a connection area for releasable mounting to a Radträger, with at least one inner die, at least one upper die and at least two outer dies, wherein the outer dies each at least partially have an active surface which at least partially correspond to the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel, with a warm preform the rim between the By lowering the outer surfaces of the outer rim of the rim, the warm preform of the rim can be converted into the final geometry of the outer contour of the rim of the wheel, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened at least z white outer dies are translationally movable and in the contracted state, the rim of the wheel along its outer contour at least partially, in particular substantially completely can accommodate.
Erfindungsgemäß ist durch die mindestens zwei translatorisch bewegbaren Außengesenke des mehrteiligen Werkzeugs die Felge des Rades entlang ihrer Außenkontur im zusammen- gefahrenen Zustand zumindest bereichsweise, insbesodnere im Wesentlichen vollständig auf- nehmbar, so dass zumindest die warme Vorform der Felge im mehrteiligen Werkzeug zumin- dest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet werden kann, wo bei durch das zumindest teilweise Presshärten, insbesondere durch den Werkzeugkontakt, zumindest teilweise in der Felge des Rades ein Härtegefüge entsteht, durch welches eine ho- he Maßhaltigkeit durch Vermeidung von Rückfederung erreicht werden kann. According to the invention, as a result of the at least two translationally movable outer dies of the multi-part tool, the rim of the wheel along its outer contour in the contracted state at least partially, in particular substantially completely, so that at least the warm preform of the rim in the multi-part tool at least at least partially thermoformed and at least partially press-hardened, where at least partially in the rim of the wheel by the at least partial press hardening, a hardened structure is formed by which a high dimensional stability can be achieved by avoiding springback.
Die Anzahl der Außengesenke ist daher nicht auf zwei reduziert. Es können in Abhängigkeit der Größe und Anwendung des Rades auch drei, vier oder mehr als vier Außengesenke vor- gesehen sein, welche jeweils translatorisch bewegbar sind und eine entsprechend an die Au- ßenkontur der Felge ausgebildete Wirkfläche zur zumindest bereichsweisen Aufnahme der Felge respektive des Rades ermöglichen. Translatorisch bewegbar heißt, dass die Außenge- senke vorzugsweise radial in Richtung der Felge respektive des Rades zu- und wegbewegbar sind, wobei insbesondere die Drehachse der Felge respektive des Rades dem zentralen Punkt im Werkzeug insbesondere für die bewegliche Ausführung der Außengesenke entspricht. The number of outer dies is therefore not reduced to two. Depending on the size and application of the wheel, it is also possible for three, four or more than four outer dies to be provided, which are each translationally movable and an effective face designed correspondingly to the outer contour of the rim for at least partially receiving the rim or the wheel enable. Translationally movable means that the outer valley can preferably be moved radially in the direction of the rim or the wheel, and in particular the axis of rotation of the rim or of the wheel corresponds to the central point in the tool, in particular for the movable embodiment of the outer dies.
Um Wiederholungen zu vermeiden, wird auf die vorteilhaften Ausführungen der Verfahren zur Herstellung eines Rades für Fahrzeuge verwiesen. To avoid repetition, reference is made to the advantageous embodiments of the method for producing a wheel for vehicles.
Gemäß einer Ausgestaltung des Werkzeugs sind das Innengesenk und/oder das Obergesenk translatorisch bewegbar, besonders bevorzugt in axialer Richtung des Rades. Vorzugsweise sind sie koaxial zueinander bewegbar, wobei die Drehachse der Felge und die Achsen des In- nen- und Obergesenks deckungsgleich sind, wobei insbesondere das Innengesenk oder das Obergesenk starr ausgebildet sein kann, wodurch das Werkzeug einfacher und mit weniger beweglichen Komponenten bestückt sein kann. Insbesondere ist es dadurch möglich, dass das Werkzeug das Rad im zusammengefahrenen Zustand zumindest bereichsweise, insbe- sondere im Wesentlichen vollständig aufnimmt, so dass ein Bauteilverzug im Wesentlichen verhindert werden kann. According to one embodiment of the tool, the inner die and / or the upper die are translationally movable, particularly preferably in the axial direction of the wheel. Preferably, they are coaxially movable with each other, wherein the axis of rotation of the rim and the axes of the inner and Obergesenks are congruent, in particular the inner die or the upper die can be rigid, whereby the tool can be fitted with less movable components and simpler. In particular, it is thereby possible that the tool at least partially, in particular substantially completely absorbs the wheel in the contracted state, so that a component distortion can be substantially prevented.
Gemäß einer Ausgestaltung des Werkzeugs weisen das Innengesenk und/oder das Oberge- senk jeweils eine Wirkfläche auf, welche auf die Sichtseite und/oder Rückseite der Radschüs- sel der zwischen den Außengesenken angeordneten, warmen Vorform der Felge mit ange- bundener Radschüssel einwirken, welche die Radschüssel optional zumindest bereichsweise warm umformen und zumindest teilweise presshärten können, und insbesondere die Wirkflä chen zumindest teilweise der Endgeometrie des Anbindungsbereichs an der Radschüssel ent- sprechen. Dadurch kann insbesondere auch das zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten der Radschüssel neben der Felge in dem mehrteiligen Werkzeug umgesetzt werden und dadurch der Fertigungsaufwand sowie Nacharbeit reduziert und die Maßhaltigkeit des Gesamtrades gesteigert werden. According to one embodiment of the tool, the inner die and / or the upper die each have an active surface, which acts on the visible side and / or back of the Radschüs- sel arranged between the outer dies, warm preform of the rim with attached Radschüssel, which optionally optionally at least partially thermoforming the wheel disc and at least partially press-hardening it, and in particular the active surfaces at least partially correspond to the final geometry of the connection area on the wheel disc. As a result, in particular also the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the wheel disc next to the rim in the multipart Implemented tool and thereby reducing the manufacturing cost and rework and the dimensional accuracy of the overall wheel can be increased.
Gemäß einer Ausgestaltung des Werkzeugs sind das Innengesenk und/oder das Obergesenk derart ausgebildet, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche aufweisen, welche zumindest be- reichsweise umlaufend um die Wirkfläche für die Radschüssel vorgesehen sind und zumin- dest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur der Felge des Rades entsprechen, so dass eine ausreichende Härtung und Maßhaltigkeit durch den beidseitigen Werkzeugkontakt ermöglicht werden kann. According to one embodiment of the tool, the inner die and / or the upper die are formed such that they each have a further active surface, which are at least partially circumferentially provided around the active surface for the wheel and at least partially the end geometry of the inner contour of the rim Rades correspond, so that sufficient hardening and dimensional stability can be made possible by the two-sided tool contact.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen Brief description of the drawings
Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Gleiche Teile sind stets mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Im Einzelnen zeigen: In the following the invention will be explained in more detail with reference to drawings. The same parts are always provided with the same reference numerals. In detail show:
Fig. 1 bis 4 eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades zu unter- schiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs in per- spektivischer Darstellung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung,1 to 4 a process sequence of a method for producing a wheel at different times using the example of a multi-part tool in perspective view according to a first embodiment of the invention,
Fig. 5 und 6 eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades zu unter- schiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs in perspek- tivischer Darstellung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung,5 and 6 a process sequence of a method for producing a wheel at different times using the example of a multi-part tool in a perspective view according to a second embodiment of the invention,
Fig. 7 bis 10 eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades zu unter- schiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs in perspek- tivischer Darstellung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung,7 to 10 a process sequence of a method for producing a wheel at different times using the example of a multi-part tool in a perspective view according to a third embodiment of the invention,
Fig. 1 1 bis 14 eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades zu unter- schiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs in perspek- tivischer Darstellung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführung und1 to 14 a process sequence of a method for producing a wheel at different times using the example of a multi-part tool in a perspective view according to a fourth embodiment of the invention and
Fig. 15 eine perspektivische Ansicht eines zusammengebauten Rades. Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen Fig. 15 is a perspective view of an assembled wheel. Description of the Preferred Embodiments
Das Rad (1 ) für ein Fahrzeug umfasst eine Felge (2) zur Aufnahme eines nicht dargestellten Reifens und eine an die Felge (2) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Rad- schüssel (3) mit einem Anbindungsbereich (3.1 ) zur lösbaren Montage an einen nicht darge- stellten Radträger, Figur 15. Besonders bevorzugt erfolgt die Anbindung der Radschüssel (3) an die Felge (2) durch einen Presssitz (Kraft- und/oder Formschluss) in Kombination mit ei- nem thermischen Fügeverfahren (Stoffschluss) wie z.B. eine MAG-oder Laser-Schweißung. Das Rad (1 ) kann für ein Personenfahrzeug ausgelegt werden, wobei für die Felge (2) vor- zugsweise eine Materialdicke bis maximal 3 mm und für die Radschüssel (3) vorzugsweise ei- ne Materialdicke bis maximal 6 mm vorgesehen ist, oder insbesondere für ein Nutzfahrzeug ausgelegt werden, wobei für die Felge (2) vorzugsweise eine Materialdicke mit mehr als 3 mm und für die Radschüssel (3) vorzugsweise eine Materialdicke mit mehr als 6 mm vorgesehen ist. The wheel (1) for a vehicle comprises a rim (2) for receiving a tire (not shown) and a wheel bowl (3) connected to the rim (2) in a material, force and / or form-locking manner with a connection region (3.1). for detachable mounting to a wheel carrier, not shown, FIG. 15. Particularly preferably, the connection of the wheel disc (3) to the rim (2) takes place by means of an interference fit (force and / or form fit) in combination with a thermal joining method ( Material connection) such as a MAG or laser welding. The wheel (1) can be designed for a passenger vehicle, with a material thickness of up to 3 mm being preferred for the rim (2) and preferably a material thickness of up to 6 mm for the wheel disc (3), or in particular for a commercial vehicle are designed, wherein for the rim (2) preferably a material thickness of more than 3 mm and for the wheel disc (3) preferably a material thickness is provided with more than 6 mm.
Es werden eine rotationssymmetrische und/oder rohrförmige und/oder endkonturnahe Vor- form der Felge (2‘) sowie eine Radschüssel (3‘) bereitgestellt (nicht dargestellt). Die rotations- symmetrische und/oder rohrförmige und/oder endkonturnahe Vorform der Felge (2‘) wird ins- besondere aus einem ebenen Blechzuschnitt aus einem härtbaren Stahlwerkstoff mittels Kal- tumformung beispielsweise durch Profilieren aus einem härtbaren Stahlwerkstoff hergestellt und weist vorzugsweise ein zumindest endkonturnahes Felgenbett und/oder Hump und/oder Felgenschulter und/oder Felgenhorn sowie Aufnahmebereich eines Ventils auf (nicht darge- stellt). Auch die Radschüssel (3‘) kann aus einem härtbaren Stahlwerkstoff insbesondere mit- tels Kaltumformung endgeometrienah hergestellt sein (nicht dargestellt). In einem weiteren Schritt wird die Radschüssel (3‘) an die Vorform der Felge (2‘) stoff-, kraft- und/oder form- schlüssig angebunden (nicht dargestellt) und kann als bereits vorgefertigtes, zusammenge- bautes Rad (1‘) weiter verarbeitet werden. Besonders bevorzugt erfolgt die Anbindung durch einen Presssitz in Kombination mit einem thermischen Fügeverfahren wie z.B. eine MAG-oder Laser-Schweißung. A rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim (2 ') and a wheel disc (3') are provided (not shown). The rotationally symmetrical and / or tubular and / or near-net shape preform of the rim (2 ') is produced in particular from a flat sheet metal blank made of a hardenable steel material by means of cold forming, for example by profiling from a hardenable steel material and preferably has an at least near net shape rim base and / or hump and / or rim shoulder and / or rim flange and receiving area of a valve (not shown). The wheel dish (3 ') can also be produced from a hardenable steel material, in particular by means of cold forming, near the end geometry (not shown). In a further step, the wheel disc (3 ') is connected to the preform of the rim (2') in a material, force and / or form-fitting manner (not shown) and can be used as an already prefabricated, assembled wheel (1 '). be further processed. Particularly preferably, the connection is made by a press fit in combination with a thermal joining method such as. a MAG or laser welding.
Die Vorform der Felge (2‘) mit der angebundenen Radschüssel (3‘) wird mittels geeigneten Mitteln, beispielsweise in einem Durchlaufofen, zumindest teilweise oder vollständig auf eine Temperatur von mindestens ACi , vorzugsweise von mindestens AC3, erwärmt bzw. durch- wärmt, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) respektive das warme vorgefertigte Rad (T) anschließend zumindest bereichsweise warm umgeformt und zumindest teilweise pressgehär- tet wird. Die angebundene Radschüssel (3‘) kann optional ebenfalls zumindest teilweise, ins- besondere aktiv erwärmt werden. The preform of the rim (2 ') with the connected wheel bowl (3') is heated by suitable means, for example in a continuous furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3 warms, with the warm preform of the rim (2 ') or the warm prefabricated wheel (T) then at least partially thermoformed and at least partially press hardened tet is. The connected wheel disc (3 ') can optionally also be heated at least partially, in particular actively.
Andere Mittel zur Erwärmung, sei es radiativ, konduktiv, induktiv, einzeln oder in Kombination, können ebenfalls zur Anwendung kommen. Other means of heating, whether radiative, conductive, inductive, alone or in combination, may also be used.
In den Figuren 1 bis 4 ist eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades (1 ) zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs (10) in per- spektivischer Darstellung gemäß einer ersten erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt. Das zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten wird in einem mehrteiligen Werkzeug (10) durchgeführt wird, wobei das mehrteilige Werkzeug (10) mindes- tens ein Innengesenk (1 1 ), mindestens ein Obergesenk (12) und mindestens zwei Außenge- senke (13) aufweist. Die Außengesenke (13) weisen jeweils zumindest bereichsweise eine Wirkfläche (13.1 ) auf, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen. FIGS. 1 to 4 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in a perspective view according to a first embodiment of the invention. The at least partially hot forming with at least partial press hardening is carried out in a multi-part tool (10), wherein the multi-part tool (10) at least one inner die (1 1), at least one upper die (12) and at least two outer valley (13 ) having. The outer dies (13) each have, at least in regions, an active surface (13.1) which at least partially corresponds to the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1).
Das vorgefertigte Rad (1‘) wird zum zumindest bereichsweise Warmumformen und zumindest teilweise Presshärten bereitgestellt (Figur 1 ). Das vorgefertigte Rad (1‘) mit der warmen Vor- form der Felge (2‘) wird zwischen den Außengesenken (13) in dem Werkzeug (10) angeord- net, insbesondere in das geöffnete Werkzeug (10) eingelegt, wobei insbesondere das Innen- gesenk (1 1 ) derart ausgebildet ist, das es das vorgefertigte Rad (1‘) aufnehmen kann (Figur 2). Im weiteren Verlauf wird das Obergesenk (12) in Richtung Innengesenk (1 1 ) translatorisch bewegt, symbolisiert durch den dargestellten Pfeil, wobei das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Obergesenk (12) jeweils eine Wirkfläche (1 1 .1 , 12.1 ) aufweisen, welche auf die Sichtseite (3.2‘) und/oder Rückseite (3.3‘) der Radschüssel (3‘) einwirken, um zumindest eine Fixierung des vorgefertigten Rads (1‘) aber auch einen Werkzeugkontakt (1 1 , 12), insbesondere zumin- dest bereichsweise mit der Radschüssel (3‘) und auch zumindest bereichsweise mit der In- nenkontur (2.3‘) der Vorform der Felge (2‘), herzustellen, so dass zumindest ein Abkühlen ab- schnittsweise in der Radschüssel (3‘) und auch abschnittsweise an der Innenkontur (2.3‘)der Vorform der Felge (2‘) bewirkt wird und damit verbunden ein zumindest abschnittsweises Aus- bilden eines Härtegefüges initialisiert wird (Figur 3). Bei der Herstellung eines Nutzfahr- zeugrads ist besonders bevorzugt ein Kontakt im Anlagebereich bzw. im zu erzeugenden Anla- genbereich (3.1 ) vorzusehen, da im Anlagebereich (3.1 ) die höchste Materialdicke vorliegt und danach sich auch die entsprechende Werkzeughaltezeit richtet. In dieser Ausgestaltung sind das Obergesenk (12) translatorisch beweglich und das Innengesenk (1 1 ) starr ausgebildet. In einer weiteren nicht dargestellten Ausgestaltung kann auch das Innengesenk (1 1 ) translato- risch beweglich ausgeführt oder das Obergesenk (12) starr und nur das Innengesenk (1 1 ) translatorisch beweglich ausgeführt sein. Weisen die Wirkflächen (1 1.1 , 12.1 ) an dem Innen- gesenk (1 1 ) und an dem Obergesenk (12) beispielsweise zumindest teilweise die Endgeome- trie des Anbindungsbereichs auf, kann an der Radschüssel (3‘) im warmen Zustand der An- bindungsbereich (3.1 ) im mehrteiligen Werkzeug (10) zumindest bereichsweise warm umge- formt und optional zumindest teilweise pressgehärtet werden. The prefabricated wheel (1 ') is provided for at least partially hot forming and at least partially press-hardening (FIG. 1). The prefabricated wheel (1 ') with the warm preform of the rim (2') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular inserted in the opened tool (10), wherein in particular the inside - Drop (1 1) is designed such that it can accommodate the prefabricated wheel (1 ') (Figure 2). In the course of the upper die (12) in the direction of the inner die (1 1) moves translationally, symbolized by the arrow shown, wherein the inner die (1 1) and / or the upper die (12) each have an active surface (1 1 .1, 12.1 ), which act on the visible side (3.2 ') and / or back (3.3') of the wheel disc (3 ') to at least one fixation of the prefabricated wheel (1') but also a tool contact (1 1, 12), in particular at least in some areas with the wheel dish (3 ') and also at least in some areas with the inner contour (2.3') of the preform of the rim (2 '), so that at least one cooling is carried out in sections in the wheel dish (3') and also in sections on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') is effected and associated therewith an at least partially forming a hardness structure is initialized (Figure 3). In the production of a commercial vehicle wheel, it is particularly preferable to provide contact in the contact area or in the system area (3.1) to be generated, since the highest material thickness is present in the contact area (3.1) and then the corresponding tool holding time is also determined. In this embodiment, the upper die (12) are translationally movable and the inner die (1 1) is rigid. In a further embodiment, which is not shown, the inner die (1 1) can also be translato- Risch movably executed or the upper die (12) rigid and only the inner die (1 1) be made translationally movable. If the active surfaces (1.1.1, 12.1) on the inner die (11) and on the upper die (12) have, for example, at least in part the final geometry of the connection region, the wheel bowl (3 ') can be in the warm state of the attachment. bonding area (3.1) in the multi-part mold (10) at least partially hot-formed and optionally at least partially press-hardened.
Das Innengesenk (1 1 ) kann beispielsweise segmentiert ausgeführt sein, um ein Aufschrump- fen der Radschüssel (3) und/oder der Felge (2) zu vermindern, um damit eine reibungslose Prozessabfolge ohne Bauteilvorschädigung zu erreichen. The inner die (11) can be designed, for example, segmented in order to reduce the shrinking of the wheel disc (3) and / or the rim (2) in order to achieve a smooth process sequence without component damage.
Abschließend werden die zwei Außengesenke (13) translatorisch in Richtung der Vorform der Felge (2‘) bewegt, symbolisiert durch die dargestellten Pfeile, so dass sie im zusammengefah- renen Zustand die Felge (2) des Rades (1 ) entlang ihrer Außenkontur (2.2) der Felge (2) zu- mindest bereichsweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig aufnehmen können. Dabei wird die Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der Wirkflächen (13.1 ) der Außengesenke (13) auf die Außenkontur (2.2‘) der Vorform der Felge (2‘) in die Endgeometrie der AußenkonturFinally, the two outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the combined state, the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ) of the rim (2) at least partially, in particular substantially completely can accommodate. In this case, the preform of the rim (2 ') by the action of the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) on the outer contour (2.2') of the preform of the rim (2 ') in the final geometry of the outer contour
(2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zu- mindest teilweise pressgehärtet (Figur 4). Das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Obergesenk (12) sind derart ausgebildet, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche (1 1.2, 12.2) aufweisen, welche zumindest bereichsweise umlaufend um die Wirkfläche (1 1.1 , 12.1 ) für die Radschüs- sel (3‘) vorgesehen sind und zumindest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur(2.2) the rim (2) of the wheel (1) transferred, hot-formed at least in some areas and at least partially press-hardened (Figure 4). The inner die (1 1) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further active surface (1 1.2, 12.2), which at least partially circumferentially around the active surface (1 1.1, 12.1) for the Radschüs- sel (3 ') are provided and at least partially the final geometry of the inner contour
(2.3) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der weiteren Wirkflächen (1 1 .2, 12.2) des Innengesenks (1 1 ) und/oder Obergesenks (12) auf die Innenkontur (2.3‘) der Vorform der Felge (2‘) zumindest abschnittsweise in die Endgeometrie der Innenkontur (2.3) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest be- reichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. Insbesondere kön- nen die weiteren Wirkflächen (1 1.2, 12.2) im mehrteiligen Werkzeug als eine Art Gegenlager dienen, insbesondere wenn die Wirkflächen (13.1 ) der Außengesenke (13) auf die Außenkon- tur (2.2‘) der Vorform der Felge (2‘) respektive der Felge (2) des Rades (1 ) einwirken und da- durch die Felge (2) zwischen sich aufnehmen und durch beidseitigen Werkzeugkontakt und zumindest teilweises Presshärten eine gewisse Maßhaltigkeit in der Felge (2) eingestellt wer- den kann. (2.3) correspond to the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2 ') by the action of further active surfaces (1 1 .2, 12.2) of the inner die (1 1) and / or upper die (12 ) on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') at least partially transferred to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), at least partially hot-formed and at least partially press-hardened. In particular, the further active surfaces (1 1.2, 12.2) in the multi-part tool can serve as a kind of counter bearing, in particular if the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) act on the outer contour (2.2 ') of the preform of the rim (2'). ) or the rim (2) of the wheel (1) and thereby accommodate the rim (2) between them and a certain dimensional accuracy in the rim (2) can be adjusted by two-sided tool contact and at least partial press hardening.
Durch das zumindest teilweise Presshärten, insbesondere durch den Werkzeugkontakt (1 1 , 12, 13), entsteht zumindest teilweise in der Felge (2) und optional zumindest teilweise in der Radschüssel (3) des Rades (1 ) ein Härtegefüge, durch welches eine hohe Maßhaltigkeit durch Vermeidung von Rückfederung sowie Betriebsfestigkeit erreicht werden kann. Die Außenge- senke (13) sind in der Figur 4 transparent ausgeführt, so dass gezeigt werden kann, dass das Rad (1 ) im zusammengefahrenen Zustand des Werkzeugs (10) zumindest bereichsweise, vor- zugsweise im Wesentlichen vollständig aufgenommen ist. By the at least partial press hardening, in particular by the tool contact (1 1, 12, 13), arises at least partially in the rim (2) and optionally at least partially in the Radschüssel (3) of the wheel (1) a hardness structure through which a high dimensional stability by avoiding springback and durability can be achieved. The outer valley (13) is designed to be transparent in FIG. 4, so that it can be shown that the wheel (1) is at least partially, preferably substantially completely, accommodated when the tool (10) is moved together.
Das Werkzeug (10) wird nach einer vorgegebenen Zeit, insbesondere nach Erreichen einer Temperatur, insbesondere wenn alle Umwandlungsvorgänge (Bainit und/oder Martensit) im Wesentlichen abgeschlossen sind und das gewünschte Gefüge in dem Rad (1 ) eingestellt ist, insbesondere nach Erreichen der Mf-Temperatur, wieder geöffnet und das zusammengebau- te Rad (1 ) kann entnommen und insbesondere weiteren Schritten zugeführt werden, wie zum Beispiel einer Strahlbehandlung der Oberfläche zur eventuellen Entfernung eines entstande- nen Zunders auf dem Rad (1 ) und/oder einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) zur Einstel- lung eines vorgegebenen Korrosionsschutzes. The tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) are substantially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, in particular after reaching the M f temperature, again opened and the assembled wheel (1) can be removed and in particular further steps are supplied, such as a blast treatment of the surface for the eventual removal of a resulting scale on the wheel (1) and / or a cathodic Dipcoating (KTL) for setting a given corrosion protection.
In den Figuren 5 und 6 ist eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades (1 ) zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs (10) in per- spektivischer Darstellung gemäß einer zweiten erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt, wo bei die Prozessabfolge im Wesentlichen der Prozessabfolge gemäß der ersten erfindungsge- mäßen Ausführung mit dem Unterschied entspricht, dass anstelle von zwei nun vier Außen- gesenke (13) im Werkzeug (10) translatorisch bewegbar, symbolisiert durch die Pfeile, vorge- sehen sind. Die vier Außengesenke (13) umschließen zu jeweils einem Viertel die Außenkon- tur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ). Damit kann eine bessere Kraftverteilung und Flächen- pressung erreicht werden. Das Werkzeug (10) wird nach einer vorgegebenen Zeit, insbeson- dere nach Erreichen einer Temperatur, insbesondere wenn alle Umwandlungsvorgänge (Bai- nit und/oder Martensit) im Wesentlichen abgeschlossen sind und das gewünschte Gefüge in dem Rad (1 ) eingestellt ist, insbesondere nach Erreichen der MrTemperatur, wieder geöffnet und das zusammengebaute Rad (1 ) kann entnommen werden. FIGS. 5 and 6 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in perspective view according to a second embodiment according to the invention, where in the process sequence essentially the process sequence according to FIG The first embodiment according to the invention with the difference corresponds to the fact that, instead of two now four outer counters (13) in the tool (10) translationally movable, symbolized by the arrows, are provided. The four outer dies (13) each enclose one quarter of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1). Thus, a better force distribution and surface pressure can be achieved. The tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (Bai nit and / or martensite) are substantially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, in particular after reaching the m r temperature, reopened and the assembled wheel (1) can be removed.
In den Figuren 7 bis 10 ist eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Rades (1 ) zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs (10) in per- spektivischer Darstellung gemäß einer dritten erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt. Die Ausgestaltung des Werkzeugs (10) in den Figuren 7 bis 10 entspricht im Wesentlichen der Ausgestaltung des Werkzeugs (10) in den Figuren 5 und 6 respektive in den Figuren 1 bis 4. Im Gegensatz zu den beiden vorgenannten Ausführungsbeispielen kann alternativ ein noch nicht vorgefertigtes beziehungsweise betriebsfähiges Rad (1‘) zur Verfügung gestellt werden, wobei zunächst jeweils eine Vorform der Felge (2‘) und eine Radschüssel (3‘) getrennt von- einander bereitgestellt werden und eine Anbindung der Radschüssel (3‘) während des zumin- dest bereichsweisen Warmumformens mit zumindest teilweisen Presshärten an die Vorform der Felge (2‘) und/oder nach dem zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten der Radschüssel (3) an die Felge (2) des Rades (1 ) in einem separa- ten Schritt (nicht dargestellt) erfolgt. FIGS. 7 to 10 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in perspective view according to a third embodiment according to the invention. The configuration of the tool (10) in FIGS. 7 to 10 essentially corresponds to the configuration of the tool (10) in FIGS. 5 and 6 or in FIGS. 1 to 4. In contrast to the two aforementioned exemplary embodiments, a not yet prefabricated or operable wheel (1 ') can alternatively be made available, wherein initially a preform of the rim (2') and a wheel disc (3 ') are provided separately from each other, and a connection of the wheel disc (3 ') during the at least partially hot forming with at least partial press hardening to the preform of the rim (2') and / or after the at least partially hot forming with at least partial press hardening of the wheel disc (3) to the rim (2 ) of the wheel (1) takes place in a separate step (not shown).
Die Vorform der Felge (2‘) wird mittels geeigneten Mitteln, beispielsweise in einem Durchlau- fofen, zumindest teilweise oder vollständig auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugs- weise von mindestens AC3, erwärmt bzw. durchwärmt. Die warme Vorform der Felge (2‘) wird zwischen den Außengesenken (13) in dem Werkzeug (10) angeordnet, insbesondere in das geöffnete Werkzeug (10) eingelegt, wobei insbesondere das Innengesenk (1 1 ) derart ausge- bildet ist, das es die warme Vorform der Felge (2‘) aufnehmen kann (Figur 7). Des Weiteren wird eine Radschüssel (3, 3‘) im kalten Zustand, welche insbesondere endkonturnah kalt um- geformt bzw. endgeformt oder aber auch bereits entsprechend optional zumindest bereichs- weise warm umgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet sein kann, oder alternativ im warmen Zustand, wobei sie mittels geeigneten Mitteln, beispielsweise in einem Durchlaufofen, auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugsweise von mindestens AC3, zumindest teil- weise oder vollständig erwärmt bzw. durchwärmt wird, bereitgestellt. The preform of the rim (2 ') is heated or heated by suitable means, for example in a through-flow furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3. The warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular inserted into the opened tool (10), wherein in particular the inner die (1 1) is designed such that it can accommodate the warm preform of the rim (2 ') (Figure 7). Furthermore, a wheel dish (3, 3 ') in the cold state, which in particular cold formed close to the final shape or final formed or even already optionally correspondingly optionally at least partially thermoformed and may be at least partially press hardened, or alternatively in the warm state, wherein it is by means of suitable means, for example in a continuous furnace, to a temperature of at least a Ci, preferably at least C 3 a, at least partially or entirely heated or warmed, is provided.
Die kalte oder warme Radschüssel (3, 3‘) wird in das geöffnete Werkzeug (10) eingelegt, in der sich bereits die warme Vorform der Felge (2‘) befindet und auf der Wirkfläche (1 1 .1 ) des Innengesenks (1 1 ) abgelegt ist, wobei die Geometrie des Innengesenks (1 1 ) derart an die Fel- ge (2, 2‘) angepasst ist, dass die Radschüssel (3, 3‘) innerhalb der Vorform (2‘) platziert wer- den kann, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) aufgrund ihrer thermischen Ausdehnung im Vergleich zum kalten Zustand größer dimensioniert ist, d. h., dass der Durchmesser der war- men Vorform der Felge (2‘) im Vergleich zur kalten Vorform der Felge (2‘) respektive Felge (2) größer ist und dadurch die Radschüssel (3, 3‘) innerhalb der warmen Vorform (2‘) angeordnet werden kann (Figur 8). The cold or warm wheel bowl (3, 3 ') is inserted into the opened tool (10), in which already the warm preform of the rim (2') is located and on the active surface (1 1 .1) of the inner die (1 1 ), wherein the geometry of the inner die (1 1) is adapted to the rim (2, 2 ') such that the wheel disc (3, 3') can be placed inside the preform (2 '), wherein the warm preform of the rim (2 ') is dimensioned larger due to its thermal expansion compared to the cold state, d. that the diameter of the warm preform of the rim (2 ') is larger in comparison to the cold preform of the rim (2') or rim (2) and thereby the wheel disc (3, 3 ') within the warm preform ( 2 ') can be arranged (Figure 8).
Im weiteren Verlauf wird das Obergesenk (12) in Richtung des Innengesenks (1 1 ) translato- risch bewegt, symbolisiert durch den dargestellten Pfeil, wobei auch das Obergesenk (12) ei- ne Wirkfläche (12.1 ) aufweist, welche auf die Sichtseite (3.2‘) und die Wirkfläche (1 1.1 ) des Innengesenks (1 1 ) auf die Rückseite (3.3‘) der Radschüssel (3, 3‘) einwirken, um zumindest eine Fixierung der Radschüssel (3, 3‘) zu bewirken. Wird eine warme Radschüssel (3‘) einge- setzt, wird durch den Werkzeugkontakt (1 1 , 12) Wärme abgeführt, so dass zumindest ein Ab- kühlen abschnittsweise in der Radschüssel (3‘) und damit verbunden ein zumindest ab- schnittsweises Ausbilden eines Härtegefüges initialisiert werden kann (Figur 9). Die Wirkflä chen (1 1 .1 , 12.1 ) an dem Innengesenk (1 1 ) und an dem Obergesenk (12) weisen vorzugswei- se zumindest teilweise die Endgeometrie des Anbindungsbereichs (3.1 ) der Radschüssel (3) auf, so dass zumindest der Anbindungsbereich (3.1 ) der Radschüssel (3‘) im warmen Zustand im mehrteiligen Werkzeug (10) zumindest bereichsweise warm umgeformt und optional zu- mindest teilweise pressgehärtet werden kann. In the further course, the upper die (12) is moved in a translatory manner in the direction of the inner die (11), symbolized by the illustrated arrow, wherein the upper die (12) also has an active surface (12.1) which faces the visible side (3.2 ') and the active surface (1 1.1) of the inner die (1 1) on the back (3.3') of the wheel disc (3, 3 ') act to at least to cause a fixation of the wheel dish (3, 3 '). If a warm wheel disc (3 ') is used, heat is dissipated by the tool contact (1 1, 12), so that at least cooling down in sections in the wheel disc (3') and, associated therewith, forming at least a portion Hardness structure can be initialized (Figure 9). The Wirkflä chen (1 1 .1, 12.1) on the inner die (1 1) and on the upper die (12) vorzugswei- se on the final geometry of the connection region (3.1) of the wheel disc (3), so that at least the connection area (3.1) the wheel bowl (3 ') in the hot state in the multi-part tool (10) at least partially thermoformed and optionally at least partially press-hardened.
Abschließend werden die vier Außengesenke (13) translatorisch in Richtung der Vorform der Felge (2‘) bewegt, symbolisiert durch die dargestellten Pfeile, so dass sie im zusammengefah- renen Zustand die Felge (2) des Rades (1 ) entlang ihrer Außenkontur (2.2) zumindest be- reichsweise, insbesondere im Wesentlichen vollständig aufnehmen können. Dabei wird die Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der Wirkflächen (13.1 ) der Außengesenke (13) auf die Außenkontur (2.2‘) der Vorform der Felge (2‘) in die Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet (Figur 10). Das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Obergesenk (12) sind derart ausgebildet, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche (1 1.2, 12.2) aufweisen, welche zu- mindest bereichsweise umlaufend um die Wirkfläche (1 1.1 , 12.1 ) für die Radschüssel (3‘) vor- gesehen sind und zumindest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur (2.3) der Fel- ge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der weiteren Wirkflächen (1 1.2, 12.2) des Innengesenks (1 1 ) und/oder Obergesenks (12) auf die Innenkontur (2.3‘) der Vorform der Felge (2‘) zumindest abschnittsweise in die Endgeome- trie der Innenkontur (2.3) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest bereichsweise war- mumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. Durch die zumindest teilweise Wär- meabfuhr aus der warmen Vorform der Felge (2‘) in die Außengesenke (13), Innengesenk (1 1 ) und Obergesenk (12) und mit einem damit verbundenen thermischen Schrumpfen wird die in- nerhalb der Vorform der Felge (2‘) respektive Felge (2) angeordnete Radschüssel (3, 3‘) kraft- und/oder formschlüssig an die Felge (2) durch Aufschrumpfen der Felge (2) angebunden. Das Werkzeug (10) wird nach einer vorgegebenen Zeit, insbesondere nach Erreichen einer Tem- peratur, insbesondere wenn alle Umwandlungsvorgänge (Bainit und/oder Martensit) im We- sentlichen abgeschlossen sind und das gewünschte Gefüge in dem Rad (1 ) eingestellt ist, ins- besondere nach Erreichen der MrTemperatur, wieder geöffnet und das zusammengebaute Rad (1 ) kann entnommen und insbesondere weiteren Schritten zugeführt werden, wie zum Beispiel einem weiteren Fügeschritt, vorzugsweise mittels Schweißen, um durch einen zusätz- liehen Stoffschluss den vorhandenen Presssitz zwischen Radschüssel (3) und Felge (2) be- triebssicher zu verbinden und/oder einer kathodischen Tauchlackierung (KTL) zur Einstellung eines vorgegebenen Korrosionsschutzes. Finally, the four outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the collapsed state the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ) can at least partially, in particular substantially completely absorb. In this case, the preform of the rim (2 ') by the action of the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) on the outer contour (2.2') of the preform of the rim (2 ') in the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1) transferred, at least partially thermoformed and at least partially press-hardened (Figure 10). The inner die (1 1) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further effective surface (1 1.2, 12.2) which at least partially circumferentially around the active surface (1 1.1, 12.1) for the wheel disc (3 ') are provided and correspond at least in sections to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2') by acting on the further active surfaces (1 1.2 , 12.2) of the inner die (1 1) and / or upper die (12) on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') at least partially into the Endgeome- industry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), at least partially thermoformed and at least partially press-cured. As a result of the at least partial removal of heat from the warm preform of the rim (2 ') into the outer dies (13), inner dies (11) and upper dies (12) and with a thermal shrinkage associated with them, this becomes within the preform of the rim (2 ') and rim (2) arranged Radschüssel (3, 3') non-positively and / or positively connected to the rim (2) by shrinking the rim (2). The tool (10) is after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) are essentially completed and the desired structure in the wheel (1) is set, ins - Specially after reaching the M r temperature, reopened and the assembled wheel (1) can be removed and fed in particular further steps, such as a further joining step, preferably by welding to an additional To close the existing press fit between the wheel disc (3) and rim (2) and / or a cathodic dip coating (KTL) for setting a predetermined corrosion protection.
In den Figuren 1 1 bis 14 ist eine Prozessabfolge eines Verfahrens zur Herstellung einer Ra- des (1 ) zu unterschiedlichen Zeitpunkten am Beispiel eines mehrteiligen Werkzeugs (10) in perspektivischer Darstellung gemäß einer vierten erfindungsgemäßen Ausführung gezeigt. FIGS. 11 to 14 show a process sequence of a method for producing a wheel (1) at different times using the example of a multi-part tool (10) in a perspective view according to a fourth embodiment according to the invention.
Im Unterschied zu dem dritten Ausführungsbeispiel in den Figuren 7 bis 10 sind in dieser Aus- gestaltung das Innengesenk (1 1 ) oben, translatorisch beweglich und das Obergesenk (12) un- ten, starr im Werkzeug (10) ausgebildet. Des Weiteren wird als erstes die Radschüssel (3, 3‘), unabhängig davon ob im warmen oder kalten Zustand, in das geöffnete Werkzeug (10) einge- legt und auf der Wirkfläche (12.1 ) des Obergesenks (12) aufgelegt (Figur 1 1 ). In contrast to the third exemplary embodiment in FIGS. 7 to 10, in this embodiment, the inner die (11) is designed to be movable at the top, translationally movable, and the upper die (12) is rigidly formed in the tool (10). Furthermore, the wheel disc (3, 3 '), irrespective of whether it is in the hot or cold state, is inserted into the opened tool (10) and placed on the active surface (12.1) of the upper die (12) (FIG ).
Die Vorform der Felge (2‘) wird mittels geeigneten Mitteln, beispielsweise in einem Durchlau- fofen, zumindest teilweise oder vollständig auf eine Temperatur von mindestens ACi, vorzugs- weise von mindestens AC3, erwärmt bzw. durchwärmt. Die warme Vorform der Felge (2‘) wird zwischen den Außengesenken (13) in dem Werkzeug (10) angeordnet, insbesondere in das geöffnete Werkzeug (10) eingelegt, in der sich bereits die warme oder kalte Radschüssel (3, 3‘) befindet. Die Geometrie des Obergesenks (12) ist derart an die Felge (2, 2‘) angepasst, dass die warme Vorform der Felge (2‘) zwischen den Außengesenken (13) und über die Rad- schüssel (3, 3‘) quasi übergestülpt werden kann, so dass die warme Vorform der Felge (2‘) die Radschüssel (3, 3‘) innerhalb der Vorform der Felge (2‘) aufnehmen kann, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) aufgrund ihrer thermischen Ausdehnung im Vergleich zum kalten Zu- stand größer dimensioniert ist, d. h., dass der Durchmesser der warmen Vorform der Felge (2‘) im Vergleich zur kalten Vorform der Felge (2‘) respektive Felge (2) größer ist und dadurch die Radschüssel (3, 3‘) innerhalb der warmen Vorform der Felge (2‘) vorgesehen werden kann (Figur 12). The preform of the rim (2 ') is heated or heated by suitable means, for example in a through-flow furnace, at least partially or completely to a temperature of at least A Ci , preferably at least A C 3. The warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13) in the tool (10), in particular in the opened tool (10) inserted, in which already the warm or cold wheel bowl (3, 3') is located , The geometry of the upper die (12) is adapted to the rim (2, 2 ') in such a way that the warm preform of the rim (2') is as it were pushed over between the outer dies (13) and over the wheel bowl (3, 3 ') can be so that the warm preform of the rim (2 '), the Radschüssel (3, 3') within the preform of the rim (2 ') can take, the warm preform of the rim (2') due to their thermal expansion in comparison is dimensioned larger to the cold state, that is, that the diameter of the warm preform of the rim (2 ') in comparison to the cold preform of the rim (2') or rim (2) is greater and thereby the wheel disc (3, 3 ' ) can be provided within the warm preform of the rim (2 ') (Figure 12).
Im weiteren Verlauf wird das Innengesenk (1 1 ) in Richtung des Obergesenks (12) translato- risch bewegt, symbolisiert durch den dargestellten Pfeil, wobei auch das Innengesenk (1 1 ) ei- ne Wirkfläche (1 1.1 ) aufweist, welche auf die Rückseite (3.3‘) und die Wirkfläche (12.1 ) des Obergesenks (12) auf die Sichtseite (3.2‘) der Radschüssel (3, 3‘) einwirken, um zumindest ei- ne Fixierung der Radschüssel (3, 3‘) zu bewirken. Wird eine warme Radschüssel (3‘) einge- setzt, wird durch den Werkzeugkontakt (1 1 , 12) Wärme abgeführt, so dass zumindest ein Ab- kühlen abschnittsweise in der Radschüssel (3‘) und damit verbunden ein zumindest ab- schnittsweises Ausbilden eines Härtegefüges initialisiert wird (Figur 13). Die Wirkflächen (1 1 .1 , 12.1 ) an dem Innengesenk (1 1 ) und an dem Obergesenk (12) weisen vorzugsweise zumin- dest teilweise die Endgeometrie des Anbindungsbereichs (3.1 ) der Radschüssel (3) auf, so dass zumindest an der Radschüssel (3‘) im warmen Zustand der Anbindungsbereich (3.1 ) im mehrteiligen Werkzeug (10) zumindest bereichsweise warm umgeformt und optional zumin- dest teilweise pressgehärtet werden kann. In the further course, the inner die (11) is moved in a translatory manner in the direction of the upper die (12), symbolized by the illustrated arrow, wherein the inner die (11) also has an effective face (1.1.1) which faces the rear (3.3 ') and the active surface (12.1) of the upper die (12) act on the visible side (3.2') of the wheel disc (3, 3 ') to effect at least one fixation of the wheel disc (3, 3'). If a warm wheel disc (3 ') is used, heat is dissipated by the tool contact (1 1, 12), so that at least one cooling down is carried out in sections in the wheel disc (3') and at least one sectional formation of a hardness structure is initialized (FIG. 13). The active surfaces (11.1, 12.1) on the inner die (11) and on the upper die (12) preferably have at least partially the final geometry of the connection region (3.1) of the wheel disc (3), so that at least on the wheel disc (3 ') in the hot state of the connection region (3.1) in the multi-part tool (10) at least partially thermoformed and optionally at least partially press-hardened.
Das Innengesenk (1 1 ) kann beispielsweise segmentiert ausgeführt sein, um ein Aufschrump- fen der Radschüssel (3) und/oder der Felge (2) zu vermindern, um damit eine reibungslose Prozessabfolge ohne Bauteilvorschädigung zu erreichen. The inner die (11) can be designed, for example, segmented in order to reduce the shrinking of the wheel disc (3) and / or the rim (2) in order to achieve a smooth process sequence without component damage.
Abschließend werden die vier Außengesenke (13) translatorisch in Richtung der Vorform der Felge (2‘) bewegt, symbolisiert durch die dargestellten Pfeile, so dass sie im zusammengefah- renen Zustand die Felge (2) des Rades (1 ) entlang ihrer Außenkontur (2.2) zumindest be- reichsweise insbesondere im Wesentlichen vollständig aufnehmen können (Figur 14), vgl. auch Ausführung zu Figur 10. Das Werkzeug (10) wird nach einer vorgegebenen Zeit, insbe- sondere nach Erreichen einer Temperatur, insbesondere wenn alle Umwandlungsvorgänge (Bainit und/oder Martensit) im Wesentlichen abgeschlossen sind und das gewünschte Gefüge in dem Rad (1 ) eingestellt ist, insbesondere nach Erreichen der MrTemperatur, wieder geöff- net und das zusammengebaute Rad (1 ) entnommen werden. Finally, the four outer dies (13) are moved translationally in the direction of the preform of the rim (2 '), symbolized by the illustrated arrows, so that in the collapsed state the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2 ), at least in some areas, for example, can absorb them substantially completely (FIG. 14), cf. also embodiment according to FIG. 10. The tool (10) is essentially completed after a predetermined time, in particular after reaching a temperature, in particular when all conversion processes (bainite and / or martensite) have been completed and the desired structure in the wheel (1). is set, in particular after reaching the M r temperature, reopened and the assembled wheel (1) are removed.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren sowie Werkzeug (10) können sowohl Räder (1 ) für Personenfahrzeuge wie auch für Nutzfahrzeuge hergestellt werden. Die einzelnen in den je- weiligen Ausführungsbeispielen gezeigten Merkmale sind auch untereinander bzw. miteinan- der kombinierbar. Die Felge (2) des Rades (1 ) kann vollständig oder nur teilweise pressgehär- tet sein, beispielsweise nur Bereiche wie zum Beispiel das Felgenhorn, die Felgenschulter, der Hump und/oder das Felgenbett. Die Radschüssel (3) des Rades (1 ) kann entweder voll- ständig, teilweise oder gar nicht pressgehärtet sein. Vorzugsweise ist zumindest teilweise, ins- besondere der Anbindungsbereich (3.1 ) der Radschüssel (3) bei einem Rad (1 ) für Personen- fahrzeuge und/oder der Mittenbereich mit den Belüftungslöchern bei einem Rad (1 ) für Nutz- fahrzeuge vollständig pressgehärtet. Both wheels (1) for passenger vehicles and for commercial vehicles can be produced with the method and tool (10) according to the invention. The individual features shown in the respective exemplary embodiments can also be combined with one another or with one another. The rim (2) of the wheel (1) can be completely or only partially press-hardened, for example only areas such as, for example, the rim flange, the rim shoulder, the hump and / or the rim well. The wheel dish (3) of the wheel (1) can either be completely press-hardened, partially or not at all. Preferably, at least partially, in particular the connection region (3.1), the wheel disc (3) is completely press-hardened in a wheel (1) for passenger vehicles and / or the middle region with the ventilation holes in a wheel (1) for commercial vehicles.
Das Werkzeug (10) kann des Weiteren auch nicht dargestellte Mittel zum aktiven und/oder passiven Kühlen der einzelnen Werkzeugkomponenten (1 1 , 12, 13) aufweisen, um eine Mas- senproduktion ohne nennenswerte Störung, beispielsweise durch zu warm werdende Werk- zeugkomponenten, zu gewährleisten. Translatorisch bewegbar heißt, dass die Außengesen- ke (13) radial in Richtung der Felge (2, 2‘) respektive des Rades (1 ) zu- und wegbewegbar sind, wobei insbesondere die Drehachse (A) der Felge (2, 2‘) respektive des Rades (1 ) dem zentralen Punkt im Werkzeug insbesondere für die bewegliche Ausführung der Außengesen- ke (13) entspricht. Auch kann zusätzlich ein Fluid verwendet werden, insbesondere dann wenn beispielsweise bereichsweise kein Werkzeugkontakt erfolgen kann, beispielsweise durch hin- terschnittige Geometrien an den Rädern (1 ), so dass diese Bereich zusätzlich mit einem Fluid beaufschlagt werden kann, um eine gewisse Kühlwirkung zu erzeugen, so dass sich auch in diesen Bereichen ein Härtegefüge ausbilden kann. Denkbar ist auch die Verwendung von Tai- lored Products, insbesondere Materialien mit eingestellten Dicken oder Halbzeuge mit ange- passter Geometrie, beispielsweise drückgewalzte Platinen, Tailored Welded Blanks, Tailored Rolled Blanks etc. The tool (10) can furthermore also have means (not shown) for active and / or passive cooling of the individual tool components (11, 12, 13) in order to produce a mass without any appreciable disruption, for example due to tool components to be heated. to ensure. Translationally movable means that the outside Ke (13) radially in the direction of the rim (2, 2 ') respectively of the wheel (1) and are movable away, in particular the axis of rotation (A) of the rim (2, 2') respectively of the wheel (1) the central Point in the tool in particular for the movable execution of the outer Gesenk (13) corresponds. In addition, a fluid can additionally be used, in particular if, for example, no tool contact can take place in regions, for example by means of undercut geometries on the wheels (1), so that this area can additionally be acted upon by a fluid in order to produce a certain cooling effect, so that also in these areas a hardness structure can be formed. Also conceivable is the use of Tai- lored Products, in particular materials with adjusted thicknesses or semi-finished products with adapted geometry, for example, press-rolled blanks, tailored welded blanks, tailored rolled blanks, etc.
Die hergestellten Räder (1 ) werden in Personenfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Bussen, Omnibussen, Agrarmaschinen, Agrarfahrzeugen, Militärfahrzeu- gen, ob mit Verbrennungsmotor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger, Auflieger oder Trai- lern verwendet. The manufactured wheels (1) are used in passenger vehicles, commercial vehicles, trucks, special vehicles, buses, buses, agricultural machinery, agricultural vehicles, military vehicles, whether with an internal combustion engine and / or electric drive, trailer, semi-trailer or trailers.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zur Herstellung eines Rades (1 ) für ein Fahrzeug mit einer Felge (2) zur Auf- nahme eines Reifens und eine an die Felge (2) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig an- gebundene Radschüssel (3) mit einem Anbindungsbereich (3.1 ) zur lösbaren Monta- ge an einen Radträger, umfassend die Schritte: 1. A method for producing a wheel (1) for a vehicle with a rim (2) for receiving a tire and to the rim (2) material, force and / or form-fitting connected wheel disc (3) a connection area (3.1) for detachable mounting to a wheel carrier, comprising the steps:
- Bereitstellen einer rotationssymmetrischen und/oder rohrförmigen und/oder endkon- turnahen Vorform einer Felge (2‘),  Providing a rotationally symmetrical and / or tubular and / or endconverted preform of a rim (2 '),
- Bereitstellen einer Radschüssel (3‘),  Providing a wheel dish (3 '),
- Anbinden der Radschüssel (3‘) an die Vorform der Felge (2‘),  Bonding the wheel disc (3 ') to the preform of the rim (2'),
- zumindest teilweises oder vollständiges Erwärmen der Vorform der Felge (2‘) und op- tional der angebundenen Radschüssel (3‘) auf eine Temperatur von mindestens ACi und anschließendes zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilwei- sen Presshärten, wobei das zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten in einem mehrteiligen Werkzeug (10) durchgeführt wird, wobei das mehrteilige Werkzeug (10) mindestens ein Innengesenk (11 ), mindestens ein Obergesenk (12) und mindestens zwei Außengesenke (13) aufweist, wobei die Außen- gesenke (13) jeweils eine Wirkfläche (13.1 ) aufweisen, welche zumindest bereichswei- se der Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) zwischen den Außengesenken (13) angeord- net wird und die Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der Wirkflächen (13.1 ) der Au- ßengesenke (13) auf die Außenkontur (2.2‘) der Vorform der Felge (2‘) in die Endgeo- metrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest be- reichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. - At least partial or complete heating of the preform of the rim (2 ') and optionally the tethered wheel bowl (3') to a temperature of at least A Ci and then at least partially hot forming with at least partial press hardening, wherein the at least partially hot forming with at least partial press hardening is carried out in a multipart tool (10), the multipiece tool (10) having at least one inner die (11), at least one upper die (12) and at least two outer dies (13), the outer dies (13) each have an active surface (13.1) which at least partially corresponds to the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13). net and the preform of the rim (2 ') by the action of the effective surfaces (13.1) of the outer die (13) on the outer contour (2.2') of the preform of the rim (2 ') in the En Geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1) transferred, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened.
2. Verfahren zur Herstellung eines Rades (1 ) für ein Fahrzeug mit einer Felge (2) zur Auf- nahme eines Reifens und eine an die Felge (2) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig an- gebundene Radschüssel (3) mit einem Anbindungsbereich (3.1 ) zur lösbaren Monta- ge an einen Radträger, umfassend die Schritte: 2. A method for producing a wheel (1) for a vehicle with a rim (2) for receiving a tire and to the rim (2) material, force and / or form-fitting connected wheel bowl (3) a connection area (3.1) for detachable mounting to a wheel carrier, comprising the steps:
- Bereitstellen einer rotationssymmetrischen und/oder rohrförmigen und/oder endkon- turnahen Vorform einer Felge (2‘),  Providing a rotationally symmetrical and / or tubular and / or endconverted preform of a rim (2 '),
- Bereitstellen einer Radschüssel (3, 3‘),  Providing a wheel dish (3, 3 '),
- zumindest teilweises oder vollständiges Erwärmen der Vorform der Felge (2‘) auf ei- ne Temperatur von mindestens ACi und anschließendes zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten, wobei das zumindest bereichs- weise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten in einem mehrteiligen Werkzeug (10) durchgeführt wird, wobei das mehrteilige Werkzeug (10) mindestens ein Innengesenk (11 ), mindestens ein Obergesenk (12) und mindestens zwei Außen- gesenke (13) aufweist, wobei die Außengesenke (13) jeweils eine Wirkfläche (13.1 ) aufweisen, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) zwi- schen den Außengesenken (13) angeordnet wird und die Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der Wirkflächen (13.1 ) der Außengesenke (13) auf die Außenkontur (2.2‘) der Vorform (2‘) in die Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird, at least partially or completely heating the preform of the rim (2 ') to a temperature of at least A Ci and then at least partially hot forming with at least partial press hardening, wherein the at least partially hot forming with at least partial press hardening in a multi-part Tool (10) is performed, wherein the multi-part tool (10) at least one inner die (11), at least one upper die (12) and at least two outer counters (13), wherein the outer dies (13) each have an effective surface (13.1) which at least partially correspond to the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2 ') is arranged between the outer dies (13) and the preform of the rim (2). 2 ') by the action of the active surfaces (13.1) of the outer dies (13) on the outer contour (2.2') of the preform (2 ') in the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1) transferred, at least partially hot formed and at least partially press hardened,
- Anbinden der Radschüssel (3, 3‘) an die Vorform der Felge (2‘) während des zumin- dest bereichsweisen Warmumformens mit zumindest teilweisen Presshärten und/oder Anbinden der Radschüssel (3) an die Felge (2) nach dem zumindest bereichsweise Warmumformen mit zumindest teilweisen Presshärten.  Bonding the wheel disc (3, 3 ') to the preform of the rim (2') during the at least partial hot forming with at least partial press hardening and / or bonding the wheel disc (3) to the rim (2) after the at least partially hot forming with at least partial press hardening.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , wobei das Innengesenk (11 ) und/oder das Obergesenk (12) jeweils eine Wirkfläche (11.1 , 12.1 ) aufweisen, welche auf die Sichtseite (3.2‘) und/oder Rückseite (3.3‘) der Radschüssel (3‘) der zwischen den Außengesenken (13) angeordneten, warmen Vorform der Felge (2‘) mit angebundener Radschüssel (3‘) ein- wirken, wobei die Radschüssel (3‘) optional zumindest bereichsweise warm umgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. 3. The method of claim 1, wherein the inner die (11) and / or the upper die (12) each have an active surface (11.1, 12.1), which on the visible side (3.2 ') and / or back (3.3') of the wheel ( 3 ') of the between the outer dies (13) arranged, warm preform of the rim (2') with tethered wheel bowl (3 ') act, the wheel disc (3') optionally at least partially thermoformed and at least partially press-hardened.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei die Wirkflächen (1 1.1 , 12.1 ) zumindest teilweise die Endgeometrie des Anbindungsbereichs (3.1 ) an der Radschüssel (3) aufweisen und der Anbindungsbereich (3.1 ) im mehrteiligen Werkzeug (10) zumindest bereichsweise warm umgeformt und optional zumindest teilweise pressgehärtet wird. 4. The method according to claim 3, wherein the active surfaces (1 1.1, 12.1) at least partially have the final geometry of the connection region (3.1) on the Radschüssel (3) and the connection region (3.1) in the multi-part tool (10) at least partially thermoformed and optional at least partially press cured.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, wobei das Innengesenk (11 ) und/oder das Ober- gesenk (12) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche (1 1.2, 12.2) aufweisen, welche zumindest bereichsweise umlaufend um die Wirkfläche (1 1.1 , 12.1 ) für die Radschüssel (3‘) vorgesehen sind und zumindest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur (2.3) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei die warme Vorform der Felge (2‘) durch Einwirken der weiteren Wirkflächen (11.2, 12.2) des Innengesenks (1 1 ) und/oder Obergesenks (12) auf die Innenkontur (2.3‘) der Vor- form der Felge (2‘) zumindest abschnittsweise in die Endgeometrie der Innenkontur (2.3) der Felge (2) des Rades (2) überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise pressgehärtet wird. 5. The method of claim 3 or 4, wherein the inner die (11) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further active surface (1 1.2, 12.2), which at least partially circumferentially around the active surface (1 1.1, 12.1) are provided for the wheel disc (3 ') and at least partially correspond to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1), wherein the warm preform of the rim (2') by the action of further active surfaces (11.2, 12.2) of the inner die (11) and / or upper die (12) on the inner contour (2.3 ') of the preform of the rim (2') at least in sections into the final geometry of the inner contour (2.3) the rim (2) of the wheel (2) transferred, at least partially hot-formed and at least partially press-hardened.
6. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Radschüssel (3‘) auf eine Temperatur von min- destens ACi erwärmt wird, bevor sie in das mehrteilige Werkzeug (10) eingelegt und anschließend mit der warmen Vorform der Felge (2‘) in Kontakt gebracht wird oder be- vor sie in Kontakt mit der warmen Vorform der Felge (2‘) gebracht wird, welche bereits in dem mehrteiligen Werkzeug (10) angeordnet ist. 6. The method of claim 2, wherein the wheel disc (3 ') is heated to a temperature of at least A Ci , before being inserted into the multi-part tool (10) and then with the warm preform of the rim (2') in contact is brought or in contact with the warm preform of the rim (2 '), which is already arranged in the multi-part tool (10).
7. Verfahren nach Ansprüche 2, wobei die Radschüssel (3) vor dem Einlegen in das mehrteilige Werkzeug (10) und anschließenden in Kontakt bringen mit der warmen Vor- form der Felge (2‘) oder vor in Kontakt bringen mit der warmen Vorform der Felge (2‘), welche bereits in dem mehrteiligen Werkzeug (10) angeordnet ist, optional zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumindest teilweise gehärtet ist. 7. The method of claim 2, wherein the wheel dish (3) prior to insertion into the multi-part tool (10) and then bring into contact with the warm preform of the rim (2 ') or before bringing into contact with the warm preform of Rim (2 '), which is already arranged in the multi-part tool (10), optionally at least partially thermoformed and at least partially cured.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 6 oder 7, wobei nach dem zumindest bereichs- weise Warmumformen und zumindest teilweise Presshärten die Radschüssel (3) min- destens kraft- und/oder formschlüssig in einem nachgelagerten Prozessschritt an der Felge (2) angebunden ist. 8. The method according to any one of claims 6 or 7, wherein after the at least regionally hot forming and at least partially press hardening the wheel disc (3) at least in non-positive and / or positive manner in a subsequent process step on the rim (2) is connected.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die Radschüssel (3) zusätzlich stoffschlüssig an die Felge (2) angebunden wird. 9. The method according to claim 8, wherein the wheel disc (3) is additionally bonded cohesively to the rim (2).
10. Verfahren nach einem der einem der vorgenannten Ansprüche, wobei für die Felge (2‘) und optional für die Radschüssel (3‘) ein härtbarer Stahlwerkstoff mit einem Kohlen- stoffgehalt von mindestens 0,07 Gew.-%, insbesondere von mindestens 0,10 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,15 Gew.-% bereitgestellt wird. 10. The method according to any one of the preceding claims, wherein for the rim (2 ') and optionally for the wheel dish (3'), a curable steel material having a carbon content of at least 0.07 wt .-%, in particular of at least 0 10% by weight, preferably at least 0.15% by weight.
1 1. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei die Radschüssel (3) eine Materialdicke bis maximal 6 mm für die Herstellung eines Rades (1 ) für Personenfahr- zeuge oder eine Materialdicke mit mehr als 6 mm für die Herstellung eines Rades (1 ) für Nutzfahrzeuge aufweist. 1 1. The method according to any one of the preceding claims, wherein the wheel disc (3) a material thickness up to a maximum of 6 mm for the production of a wheel (1) for passenger vehicles or a material thickness of more than 6 mm for the production of a wheel (1) for commercial vehicles.
12. Verfahren nach einem der vorgenannten Ansprüche, wobei das zumindest teilweise Presshärten der Vorform der Felge (2‘) und optional der Radschüssel (3‘) zusätzlich durch Verwendung eines Fluids, welches in direkten Kontakt mit der warmen Vorform der Felge (2‘) und optional warmen Radschüssel (3‘) gebracht wird, unterstützt wird. 12. The method according to any one of the preceding claims, wherein the at least partially press-hardening of the preform of the rim (2 ') and optionally the Radschüssel (3') additionally by using a fluid, which in direct contact with the warm preform of the rim (2 ') and optional warm wheel dish (3 ') is supported.
13. Mehrteiliges Werkzeug (10) zur Herstellung eines Rades (1 ) für ein Fahrzeug mit einer Felge (2) zur Aufnahme eines Reifens und eine an die Felge (2) stoff-, kraft- und/oder formschlüssig angebundene Radschüssel (3) mit einem Anbindungsbereich (3.1 ) zur lösbaren Montage an einen Radträger, mit mindestens einem Innengesenk (1 1 ), min- destens einem Obergesenk(12) und mindestens zwei Außengesenken (13), wobei die Außengesenke (13) jeweils zumindest bereichsweise eine Wirkfläche (13.1 ) aufwei- sen, welche zumindest bereichsweise der Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen, wobei eine warme Vorform der Felge (2‘) zwi- schen den Außengesenken (13) anordbar ist, wobei durch Einwirken der Wirkflächen (13.1 ) der Außengesenke (13) auf die Außenkontur (2.2‘) der Vorform der Felge (2‘) die warme Vorform der Felge (2‘) in die Endgeometrie der Außenkontur (2.2) der Fel- ge (2) des Rades (1 ) überführt, zumindest bereichsweise warmumgeformt und zumin- dest teilweise pressgehärtet werden kann, wobei die mindestens zwei Außengesenke (13) translatorisch bewegbar sind und im zusammengefahrenen Zustand die Felge (2) des Rades (1 ) entlang ihrer Außenkontur (2.2) zumindest bereichsweise, insbesonde- re im Wesentlichen vollständig aufnehmen können. 13. Multi-part tool (10) for producing a wheel (1) for a vehicle with a rim (2) for receiving a tire and to the rim (2) material, force and / or form-fitting connected wheel disc (3) a connection region (3.1) for releasably mounting to a wheel carrier, with at least one inner die (1 1), at least one upper die (12) and at least two outer dies (13), wherein the outer dies (13) each at least partially an effective surface (13.1 ), which at least partially correspond to the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1), wherein a warm preform of the rim (2 ') can be arranged between the outer dies (13), wherein Acting on the outer contour (2.2) of the preform of the rim (2 ') the warm preform of the rim (2') into the final geometry of the outer contour (2.2) of the rim (2) of the wheel (1) transferred, at least partially warm u be shaped and at least partially press-hardened, wherein the at least two outer dies (13) are translationally movable and in the contracted state, the rim (2) of the wheel (1) along its outer contour (2.2) at least partially, in particular substantially completely be able to record.
14. Werkzeug nach Anspruch 13, wobei das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Obergesenk (12) translatorisch bewegbar sind. 14. Tool according to claim 13, wherein the inner die (1 1) and / or the upper die (12) are translationally movable.
15. Werkzeug nach Anspruch 13 oder 14, wobei das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Ober- gesenk (12) jeweils eine Wirkfläche (1 1.1 , 12.1 ) aufweisen, welche auf die Sichtseite (3.2‘) und/oder Rückseite (3.3‘) der Radschüssel (3‘) der zwischen den Außengesen- ken (13) angeordneten, warmen Vorform der Felge (2‘) mit angebundener Radschüs- sel (3‘) einwirken, die Radschüssel (3‘) optional zumindest bereichsweise warm umfor- men und zumindest teilweise presshärten können, insbesondere die Wirkflächen (1 1.1 , 12.1 ) zumindest teilweise der Endgeometrie des Anbindungsbereichs (3.1 ) an der Rad- schüssel (3) entsprechen. 15. Tool according to claim 13 or 14, wherein the inner die (1 1) and / or the upper sink (12) each have an active surface (1 1.1, 12.1), which on the visible side (3.2 ') and / or back ( 3.3 ') of the wheel disc (3') between the Außengesen- ken (13) arranged, warm preform of the rim (2 ') act with tailed Radschüs- sel (3'), the Radschüssel (3 ') optionally at least partially warm umfor - Men and at least partially press-harden, in particular the active surfaces (1 1.1, 12.1) at least partially correspond to the final geometry of the connection region (3.1) on the Rad bowl (3).
16. Werkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 15, wobei das Innengesenk (1 1 ) und/oder das Obergesenk (12) derart ausgebildet sind, dass sie jeweils eine weitere Wirkfläche (1 1.2, 12.2) aufweisen, welche zumindest bereichsweise umlaufend um die Wirkfläche (1 1.1 , 12.1 ) für die Radschüssel (3‘) vorgesehen sind und zumindest abschnittsweise der Endgeometrie der Innenkontur (2.3) der Felge (2) des Rades (1 ) entsprechen. 16. Tool according to one of claims 13 to 15, wherein the inner die (1 1) and / or the upper die (12) are formed such that they each have a further active surface (1 1.2, 12.2), which at least partially circumferentially around the Active surface (1 1.1, 12.1) for the wheel disc (3 ') are provided and at least partially correspond to the final geometry of the inner contour (2.3) of the rim (2) of the wheel (1).
17. Werkzeug nach einem der Ansprüche 13 bis 16, wobei das Werkzeug (10) im zusam- mengefahrenen Zustand das Rad (1 ) zumindest bereichsweise, insbesondere im We- sentlichen vollständig aufnimmt. 17. Tool according to one of claims 13 to 16, wherein the tool (10) in the contracted state, the wheel (1) at least partially, in particular substantially completely receives.
18. Verwendung eines nach einem der Ansprüche 1 bis 12 hergestellten Rades (1 ) in Per- sonenfahrzeugen, Nutzfahrzeugen, Lastkraftwagen, Sonderfahrzeugen, Bussen, Om- nibussen, Agrarmaschinen, Agrarfahrzeugen, Militärfahrzeugen, ob mit Verbrennungs- motor und/oder elektrischem Antrieb, Anhänger, Auflieger oder Trailern. 18. Use of a wheel (1) produced according to one of Claims 1 to 12 in passenger vehicles, commercial vehicles, lorries, special vehicles, buses, buses, agricultural machines, agricultural vehicles, military vehicles, whether with internal combustion engine and / or electric drive, Trailers, semi-trailers or trailers.
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