DE202005021881U1

DE202005021881U1 - Vorrichtung zum Herstellen eines Felgenbettes mittels Kaltformens

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Publication number: DE202005021881U1
Application number: DE202005021881U
Authority: DE
Original assignee: Fontijne Grotnes BV
Current assignee: Fontijne Grotnes BV
Priority date: 2004-08-06
Filing date: 2005-08-05
Publication date: 2011-02-10
Anticipated expiration: 2015-08-06
Also published as: EP1778424A1; JP2008509005A; NL1026796C2; CN101966547A; CN101043958A; US20090126443A1; RU2007108556A; WO2006014110A1; RU2392081C2

Abstract

Vorrichtung zum Herstellen eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Felgenbettes (10) mit einer Wanddicke (t), die entlang der Längsachse (l) variiert, mittels Kaltformens, umfassend eine Drückstation (2.1.1) zum Vorsehen eines im Wesentlichen zylindrischen Metallbettes (10), das eine im Wesentlichen konstante Wanddicke (t) hat, wobei die Seiten in einem axial nach innen wirkenden Drückvorgang mit Hilfe von Dornen radial nach außen aufgeweitet werden, und umfassend eine Fließdrehstation (2.1.2) zum Variieren der Wanddicke (t) der aufgeweiteten Seiten entlang der Längsachse (l) mittels Fließdrehens, mit einem axialen Strecken und Profilieren der Seiten, wobei während des Fließdrehens die aufgeweiteten Seitenwände des Bettes (10) von einer freien Position aus an einen Dorn (11A, 11B) angedrückt werden.

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zum Herstellen eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Felgenbettes, das eine Wandstärke hat, die entlang der Längsachse variiert, mittels Kaltformens.
Eine derartige Vorrichtung ist aus der WO 2004/035243 bekannt und wird zum Herstellen eines sogenannten gewichtsoptimierten Felgenbettes für eine Felge für einen Reifen hergestellt.
Bei einem solchen gewichtsoptimierten Felgenbett, das zum Beispiel für eine Felge für ein Personenkraftfahrzeug, ein Lastkraftfahrzeug oder einen Anhänger verwendet wird, variiert die Dicke des Felgenbettes entlang der Längsachse. Dann kann an unterschiedlichen Stellen entlang der Längsachse die Dicke des Felgenbettes so gewählt werden, dass diese zur Aufnahme der lokal wirkenden Lasten gerade ausreicht. Auf diese Weise kann das Felgenbett zum Beispiel so gewählt werden, dass es in der Nähe der Mitte der axialen Länge relativ dick ist, um dort das Felgenbett mit der Scheibe der Felge zu verschweißen. In den benachbarten Bereichen kann die Dicke des Felgenbettes dann zum Beispiel so gewählt werden, dass sie beträchtlich geringer ist, während die Dicke näher an den Seiten der Felge üblicherweise so gewählt wird, dass sie größer ist.
Bei der bekannten Vorrichtung wird das zylindrische Stahlbett mittels Fließdrehen von den Außenseiten nach innen zur Mitte hin vorgepresst. Hierbei werden die weiter außen liegenden Teile des Bettes auf eine Nenndicke gebracht, und etwaiges übriges Material wird zur Mitte der Länge der Längsachse gebracht und das Bett vorprofiliert. Dann wird in einem zweiten Fließdrehvorgang in zwei Bewegungen das Bett von der Mitte axial nach außen zu den Seiten hin an Orten gestreckt, an denen die Dicke des Felgenbettes verringert werden muss.
Im Vergleich zu einer Vorrichtung, bei der das Fließdrehen nach dem Walzen des Profils erfolgt, wie das in der WO 2004/035243 beschrieben ist, kann eine zu große Verformung des Bettmaterials vermieden werden, so dass ein Abdrehen der Seiten des Felgenbettes vermieden werden kann.
Gegenüber der in der WO 02/053307 beschriebenen Vorrichtung, bei der während des Fließdrehens das Bett auf einem zylindrischen Dorn bearbeitet wird, hat die in der WO 2004/035243 beschriebene Vorrichtung den Vorteil, dass ein gewisses Vorprofilieren schon erfolgt.
Ein Nachteil der Vorrichtung gemäß der WO 2004/035243 ist jedoch, dass es immer noch relativ teuer und zeitaufwendig ist, ein Felgenbett herzustellen.
Daher wird bei der vorliegenden Erfindung eine Vorrichtung des Typs in Betracht gezogen, der im eingangs stehenden Absatz angegeben wurde, mit dem unter Beibehaltung der Vorteile diese Nachteile verhindert werden können. Zu diesem Zweck sieht die Erfindung eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 vor.
Durch die Verwendung eines zylindrischen Metallbetts mit radial nach außen aufgeweiteten Seiten kann das Bett in einem einzigen Fließdrehschritt vorprofiliert oder sogar endprofiliert werden, ohne dass ein Abdrehen der Seiten notwendig wird.
Vorzugsweise kann hierbei das Material des Bettes in einer Vorschubrichtung frei fließen. Insbesondere können hierbei während des Fließdrehens die aufgeweiteten Seitenwände des Bettes von einer freien Position auf einen Dorn angepresst werden. Beim Vorwärts-Fließdrehen in dieser Weise läuft das noch zu verformende Material in einem Abstand vom Dorn und läuft in der Vorschubrichtung nicht gegen einen Anschlag, wodurch sich ein vorteilhaftes Wechselspiel von Kräften ergibt. Insbesondere kann beim Umformen des zylindrischen Bettes in ein Felgenbett ein Materialabtragvorgang entfallen.
Während des Fließdrehens wird in einem ersten Fließdrehschritt das Bett in der Nähe des mittleren Bereichs der Länge der Längsachse auf einen Dorn gedrückt. Als ein Ergebnis hiervon kann das Bett gut positioniert werden, so dass während des weiteren Fließdrehens eine hohe Größen- und Formgenauigkeit erreicht werden kann.
Während des Fließdrehens wird in einem zweiten Bearbeitungsschritt das Bett axial gedehnt, radial dünner gemacht und vom mittleren Bereich der Längsachse in zwei entgegengesetzten, nach außen gerichteten Bewegungen mit einem radialen Andrücken an einen Dorn profiliert.
Hierbei wird das Fließdrehen in axial nach außen gerichteten Grundbewegungen vom mittleren Bereich der Längsachse des Bettes zu den entsprechenden Seiten hin durchgeführt, während das noch zu profilierende immer noch lose Material an den Dorn angedrückt wird.
Falls nötig, kann das vorprofilierte, fließgedrehte Bett auch mittels Walz-Umformens zu einem Felgenbett gewalzt werden.
Vorzugsweise erfolgt eine radiale Weitung des Bettes erst nach dem Fließdrehen oder nach dem Profilierungsschritt, der auf das Fließdrehen folgt.
Es folgt eine Beschreibung der Erfindung anhand der in einer Zeichnung gezeigten beispielhaften Ausführungsform. Es zeigt:
1 ein Flussdiagramm einer Produktionslinie für ein erfindungsgemäßes Felgenbett;
2A einen schematischen Längsschnitt des aufgeweiteten zylindrischen Bettes, das eine Dicke hat, die entlang der Längsachse im Wesentlichen konstant ist;
2B einen schematischen Längsschnitt eines Bettes, das mittels Fließdrehens auf der Grundlage von 2A vorprofiliert wird, wobei es deutlich zu sehen ist, dass die Dicke des Bettes entlang der Längsachse l variiert;
3 einen schematischen Längsschnitt einer Drückstation zum radialen Aufweiten der Seitenwände eines zylindrischen Bettes nach außen;
4A und 4B zwei schematische Längsschnitte einer Fließdrehstation während des Fixierens bzw. Streckens/Profilierens des Bettes mit aufgeweiteten Seiten;
5A eine schematische Seitenansicht drei aufeinanderfolgender Fließdrückeinrichtungen;
5B einen schematischen Längsschnitt einer Fließdrückeinrichtung, in der ein vorprofiliertes Bett profiliert wird; und
6 eine schematische Seitenansicht einer radialen Weitungseinrichtung.
Es wird darauf hingewiesen, dass die Figuren nur schematische Darstellungen einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung sind, die lediglich als nicht einschränkende beispielhafte Ausführungsformen angegeben sind. In den Figuren sind gleiche oder entsprechende Teile mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
1 zeigt schematisch ein Flussdiagramm für eine Produktionslinie P für eine Felge. In einem Vorbereitungsteil 1 der Linie werden Metallstreifen in einem ersten Schritt 1.1 abgelängt und in einer zweiten Gruppe von Schritten 1.2 zu einem zylindrischen Bett geformt. Hierbei wird der Streifen nacheinander in eine Rundform gebracht (1.2.1) und die Enden zusammengeschweißt (1.2.2), wonach die Schweißnaht geschlichtet wird (1.2.3).
In einem zweiten Teil 2 der Linie wird das zylindrische Felgenbett, das eine konstante Wandungsdicke hat, die im Teil 1 geformt wird, in einer Profilierungslinie (2.1) zu einem profilierten Felgenbett umgeformt und dann auf Dichtigkeit geprüft und mit einem Ventilloch versehen (2.2). Das Profilieren erfolgt mittels eines Kaltformens des Materials, d. h. das Material wird nicht geschmolzen und es erfolgt kein Materialabtrag. In einer ersten Bearbeitungsstation 2.1.1 werden die Seitenwände des Bettes zur in 3 gezeigten Grundform radial nach außen aufgeweitet, und zwar in einem axial nach innen gerichteten Drückvorgang mit Hilfe von Dornen. Dann wird, wie nachfolgend noch erläutert wird, in einer zweiten Bearbeitungsstation 2.1.2 die Wanddicke des aufgeweiteten Bettes entlang der Längsachse variiert, und zwar mittels Fließdrehens mit einem gleichzeitigen Vorprofilieren des Bettes.
Dann wird in einer dritten Bearbeitungsstation 2.1.3 das vorprofilierte Bett mittels Profilwalzen zu einem Felgenbett profiliert, wonach das profilierte Bett in einer vierten Bearbeitungsstation 2.1.4 radial auf die gewünschte Größe geweitet wird.
Nach einer Dichtigkeitsprüfung und dem Vorsehen des Ventillochs ist das Felgenbett bereit, in einem Montageteil 3 der Produktionslinie mit der Scheibe zu einer Felge zusammengesetzt zu werden. Je nach dem Typ der Felge wird die Scheibe an einer vorbestimmten Stelle entlang der Längsachse mit dem Felgenbett verbunden.
In 2A ist ein Längsschnitt des aufgeweiteten zylindrischen Bettes 10 mit einer konstanten Dicke entlang der Längsachse gezeigt.
In 2B ist das vorprofilierte Bett 20 gezeigt, wobei es klar sichtbar ist, dass die Dicke t des Bettes entlang der Länge der Längsachse l variiert.
In 4A ist die Fließdrehstation 2.1.2 schematisch gezeigt.
Die Fließdrehstation ist mit zwei drehbar angeordneten Dornen 11A, 11B ausgerüstet, die jeweils entlang der Längsachse l des aufgeweiteten Bettes 10 axial verschiebbar sind. In der Figur sind die Dornen 11 jeweils von einer Seite 12A, 12B des aufgeweiteten Bettes 10 zum mittleren Bereich M der Länge der Längsachse des Bettes angeordnet. Während der Verschiebung der Dorne 11A, 11B ist das Bett an seinen Seiten 12A, 12B mit Hilfe verschiebbarer Anschlagbünden 14 eingespannt.
Die Fließdrehstation umfasst ferner eine oder mehrere Walzen 13, die sich radial bezüglich der Längsachse des Bettes 10 bewegen können und die ferner bezüglich der Längsachse des Bettes 10 in einer Translationsbewegung bewegt werden können. Die Walzen 13 sind ferner drehbar bezüglich des aufgeweiteten Bettes 10 angeordnet. Hierbei können sich die Walzen 13 und/oder das aufgeweitete Bett 10 bezüglich der feststehenden Welt und der Herstellung drehen.
4A zeigt, wie das aufgeweitete Bett 10 in einem ersten Bearbeitungsschritt in der Nähe des mittleren Bereichs M der Länge l der Längsachse des Bettes 10 in einem ersten Fließdrehschritt an die Dorne 11A, 11B angedrückt wird. Die Dicke t des mittleren Bereichs M bleibt im Wesentlichen gleich.
Dann wird, wie in 4B gezeigt, das Material des Bettes 10 mit Hilfe der Walzen 13A, 13B entlang der Längsachse l in zwei aufeinanderfolgenden, entgegengesetzten Bewegungen mit dem radialen Andrücken nach außen bewegt, so dass mit einem axialen Strecken des Bettes 10 die Dicke t des Bettes 10 örtlich verringert wird.
Gleichzeitig wird das Material der aufgeweiteten Seite des Bettes 10 von der freien Position des Dorns 11 aus durch die Walzen 13A, 13B angedrückt, so dass die Seitenwandung des Bettes 10 auf das in 2B gezeigte vorprofilierte Bett 20 vorprofiliert wird. Es ist zu bemerken, dass in der schematischen Darstellung die Dicke t über die Längsachse l nur geringfügig variiert. Es ist jedoch ersichtlich, dass in der Praxis die Dickenvariation größer oder kleiner als hier gezeigt sein kann. Außerdem können mehr oder weniger Bereiche, die sich in der Dicke unterscheiden, ausgebildet werden, als hier gezeigt sind.
Während des Bearbeitungsvorgangs fließt bezüglich der Mitte der Längsachse das Material nach außen zur Seite. Wenn gewünscht, können während des zweiten Bearbeitungsschritts die Seiten des Bettes 12A, 12B mittels der verschiebbaren Anschlagbünde 14 abgestützt werden. 4B zeigt jedoch, dass die verschiebbaren Anschlagbünde die Seiten 12A, 12B nicht abstützen.
Nach der Bearbeitung werden die Anschlagbünde 14 wieder mit den Seiten 12A, 12B in Kontakt gebracht, wonach die Dorne 11A, 11B axial zurückgezogen werden. Mit dem axialen Zurückziehen der Anschlagbünde 14 kann das vorprofilierte Bett 20 dann entfernt werden.
Auf diese Weise werden bei dem in 4B gezeigten zweiten Bearbeitungsschritt von der Mitte aus zwei aufeinanderfolgende seitlich ausgeführte Fließdrehvorgänge durchgeführt. Es ist natürlich auch möglich, Fließdrehvorgänge von der Mitte zu beiden Seiten hin gleichzeitig auszuführen.
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die hier gezeigten Ausführungsformen eingeschränkt ist, sondern dass viele Variationen innerhalb des Umfangs der Erfindung möglich sind, die in den folgenden Ansprüchen definiert ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2004/035243 [0002, 0005, 0006, 0007]
WO 02/053307 [0006]

Claims

Vorrichtung zum Herstellen eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Felgenbettes (10) mit einer Wanddicke (t), die entlang der Längsachse (l) variiert, mittels Kaltformens, umfassend eine Drückstation (2.1.1) zum Vorsehen eines im Wesentlichen zylindrischen Metallbettes (10), das eine im Wesentlichen konstante Wanddicke (t) hat, wobei die Seiten in einem axial nach innen wirkenden Drückvorgang mit Hilfe von Dornen radial nach außen aufgeweitet werden, und umfassend eine Fließdrehstation (2.1.2) zum Variieren der Wanddicke (t) der aufgeweiteten Seiten entlang der Längsachse (l) mittels Fließdrehens, mit einem axialen Strecken und Profilieren der Seiten, wobei während des Fließdrehens die aufgeweiteten Seitenwände des Bettes (10) von einer freien Position aus an einen Dorn (11A, 11B) angedrückt werden.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Fließdrehstation (2.1.2) sich nach der Drückstation (2.1.1) anschließt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Fließdrehstation (2.1.2) vor einer Walzstation (2.1.3) zum Walzen des vorprofilierten fließgedrehten Bettes (10) zu einem Felgenbett (10) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, die zum Herstellen eines im Wesentlichen rotationssymmetrischen Felgenbettes (10) angeordnet ist, das eine Wanddicke (t) hat, die entlang der Längsachse (l) variiert, mittels Kaltformens, wobei die Seitenwände eines im Wesentlichen zylindrischen Metallbettes (10), das eine im Wesentlichen konstante Wanddicke (t) hat, in einem axial nach innen gerichteten Drückvorgang mit der Hilfe von Dornen radial nach außen aufgeweitet werden, und wobei die Wanddicke (t) der aufgeweiteten Seitenwände entlang der Längsachse (l) mittels Fließdrehens variiert wird, mit axialem Strecken und Profilieren der Seiten, wobei während des Fließdrehens in einem ersten Fließdrehschritt das Bett (10) in der Nähe der Mitte der Länge der Längsachse (l) an einen Dorn (11A, 11B) angedrückt wird, und wobei während des Fließdrehens in einem zweiten Bearbeitungsschritt das Bett (10) von dem mittleren Bereich der Längsachse in zwei entgegengesetzten, nach außen gerichteten Bewegungen mit einem radialen Andrücken an den Dorn axial gestreckt, radial dünner gemacht und profiliert wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei während des Fließdrehens die aufgeweiteten Seitenwände des Bettes von einer freien Position aus an einen Dorn angedrückt werden.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das vorprofilierte, fließgedrehte Bett (10) mittels Walz-Umformens zu einem Felgenbett (10) gewalzt wird.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Bett (10) nach dem Fließdrehen und wahlweise Walz-Umformen nur radial geweitet wird.