DE2131275A1

DE2131275A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen

Info

Publication number: DE2131275A1
Application number: DE19712131275
Authority: DE
Inventors: Norrish Margaret Evelyn; Sharp Herbert John
Original assignee: GKN Sankey Ltd
Current assignee: Sankey Holding Ltd
Priority date: 1970-06-26
Filing date: 1971-06-24
Publication date: 1971-12-30
Also published as: CA939473A; FR2096515A1; US3750450A; FR2096515B1; GB1352341A

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Bauteilen !

Die Erfindung betrifft die Herstellung von Bauteilen, insbesondere von Rädern mit einem Mittel- oder Nabenteil, einem Umfangs- oder Felgenteil und einer Vielzahl von getrennten, vom Mittelteil aus radial nach außen verlaufenden Speichenteilen, welche den Mitteloder Nabenteil und den Urafangs- oder Felgenteil verbinden·

Das erfindungsgemäße Verfahren und die Vorrichtung su seiner Ausführung findet insbesondere zur Herstellung von Rädern für-Motorfahrzeuge Verwendung; es können jedoch auch andere Bauteile mit zusammenhängenden oder getrennten Umfangstellen und von einem Mittelteil aus radial zu den Umfangsteilen verlaufenden Speichenteilen hergestellt werden«

Fahrzeugräder wurden bisher aus Metall hergestellt, wobei die bekannten, aus Stahl hergestellten Fahrzeug-

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räder eine ringartige, fest oder abnehmbar auf einer Felgenschüssel befestigte Felge aufweisen· Die leichteren Fahrzeugräder weisen dabei üblicherweise eine einstückige, mit der Felgenschüssel verschweißte Felge auf· Schwerere Fahrzeugräder bestehen aus vielteiligen, an den Felgenschüsseln befestigten Felgen. Auch gegossene Fahrzeugräder aus Leichtmetallegierungen sind bekannt« Bei metallischen Fahrzeugrädern war es nicht erforderlich, irgendwelche anisotropen mechanischen Eigenschaften im Metall auszubilden, weil die normalen isotropen Eigenschaften hinreichend widerstandsfähig gegen die während des Gebrauchs auftretenden Beanspruchungen sind·

Es wurde auch bereits vorgeschlagen, Fahrzeugräder aus faserverstärkten polymeren Kunststoffmaterialien herzustellen, indem Radhälften durch Auflegen einer Glasfasermatte und anschließendes Tränken der Hatte mit polymerem Kunststoff von Hand hergestellt werden, worauf dieser ausgehärtet wird und anschließend die beiden Hälften, falls erforderlich, mit einer Umfangsschicht aus harzgetränktem Verstärkungsmaterial, verbunden werden«

Es wird ständig versucht, Bauteile, die bisher aus Metall hergestellt wurden, aus polymerem Kunststoffmaterial herzustellen« Das im Vorstehenden beschriebene Handauflegverfahren, bei dem Radhälften durch Auflegen von Glasfasermatten und Tränken mit Kunststoff hergestellt werden, ist nicht für die Massenherstellung von Rädern geeignet. Da außerdem die Streckgrenze und die maximale Bruchfestigkeit normaler polymerer Kunststoffmaterialien geringer als die von Stahl ist, muß das Material mit den bestmöglichen mechanischen Eigenschaften

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versehen werden, damit es den beim Gebrauch auftretenden Beanspruchungen standhält«

Bei den erfindungsgemäß hergestellten Laufrädern dienen die radialen Abschnitte als Speichen zwischen dem Mit— telabschnitt, welcher die Nabe darstellt, und dem Umfangsabschnitt, der die Felge bildet· Die Speichen sind in der Hauptsache Radialbelastungen ausgesetzt, und deshalb ist es erforderlich, daß das in den Speichen verwendete Material seine besten mechanischen Eigenschaften in radialer Richtung entfaltet· Andererseits wird die Felge in der Hauptsache Ringbeanspruchungen ausgesetzt, so daß anzustreben ist, daß die mechanischen Eigenschaften des die Felge bildenden Materials in Umfangsrichtung am besten sind« Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Bauteils der eingangs erwähnten Art zu schaffen, bei dem die Festigkeitseigenschaften des in den Radialabschnitten verwendeten Materials verglichen mit den Festigkeitseigenschaften in beliebigen Richtungen in Radialrichtung verbessert sind, und bei dem die Festigkeitseigenschaften des im Umfangsabschnitt verwendeten Materials verglichen mit den Festigkeitseigenschaften in beliebigen Richtungen in Umfangsrichtung verbessert sind»

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß ein Ver fahren zur Herstellung eines einen Mittelteil, einen Umfangsteil und eine Vielzahl von getrennten, vom Mit telteil aus radial nach außen verlaufende radiale Tei le aufweisenden Bauteils durch Fließverformung von fließfähigem Material in einem Gesenkhohlraum mit einem

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Mittelabschnitt, radialen Abschnitten und einem Umfangsabschnitt zur Bildung der einzelnen Teile des Bauteils vorgeschlagen, bei dem das Material vom Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums aus zunächst in die radialen Teile verdrängt wird, und bei dem die Abmessungen der radialen Abschnitte des Gesenkhohlraums anschließend derart verkleinert werden, daß das in den radialen Abschnitten befindliche Material radial nach außen in den Umfangsteil und in diesem in Umfangsrichtung fließt«

Der auf diese Weise hergestellte Bauteil hat sowohl in seinen radialen Teilen als auch im Umfangsteil anisotrope Eigenschaften in dem Sinn, daß seine mechanische Festigkeit ζ·Β· die Streckgrenze, in den radialen Teilen in Radialrichtung und im Umfangsteil in Umfangsrichtung besser ist, als in den übrigen Richtungen»

Während der ersten Phase der Herstellung, in welcher das Material aus dem Mittelabschnitt in die Radialabschnitte verdrängt wird, kann ein Teil des Materials in den Umfangsabschnitt fließen· Dieser Teil genügt jedoch nicht, um den Umfangsabschnitt auszufüllen* Der Umfangsabschnitt wird erst dann vollständig gefüllt, wenn eine Verringerung der Größe der radialen Abschnitte erfolgt, wodurch Material von den radialen Abschnitten in den Umfangsabschnitt verdrängt wird·

Das erfindungsgemäße Verfahren wird vorzugsweise so durchgeführt, daß während der Verdrängung des Materials aus dem Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums in dessen radiale Abschnitte der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums auf einem Volumen gehalten wird, das größer als

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das endgültige Volumen ist, bei dem der Urafangsteil gebildet wird, und daß der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums dann gleichzeitig mit und/oder nach der Verringerung der Abmessungen der.radialen Abschnitte in seiner Abmessung auf das Endvolumen verringert wird»

Diese Verringerung der Größe des Umfangsabschnitts unterstützt den Materialfluß in Umfangsrichtung in den Umfangsabschnitt und. demzufolge das Erreichen der erwünschten anisotropen Eigenschaften des Umfangsteils des Bauteils· Die Verringerung der Abmessung des Umfangsabschnitts erfolgt vorzugsweise nach der Verringerung der Abmessungen der Radialabschnitte oder spätestens nach dem Beginn der Verringerung der Abmessungen der radialen Abschnitte, wodurch ein Materialfluß von den radialen Abschnitten in den Umfangsabschnitt erzeugt wird·

Als Material für die Herstellung des Bauteils wird vorzugsweise entweder ein polymeres thermoplastisches Kunststoffmaterial mit oder ohne Faserverstärkung oder ein warm aushärtendes ploymeres Kunststoff material pit Faserverstärkung verwendet· ,Die Verstarkungsfasern können aus jedem geeigneten Material, ζ·Β· Kohle oder Glas, bestehen· Das erfindungsgemSße Verfahren kann auch bei der Herstellung von Bauteilen durch Fließpressen von Metall in der im Vorstehenden beschriebenen Weise durchgeführt werden, wobei das Metall auch mit Fasern, s.B· mit Wolfram*· oder Borfasern, verstärkt sein kann·

Wenn ein polymeres thermoplastisches Kunststoffmaterial verwendet wird, werden die Polymerketten durch den Ma-

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terialfluß während der Herstellung des Bauteils so gerichtet, daß die Ketten in den Radialabschnitten radial und in den Umfangsabschnitten in Umfangsrichtung verlaufen, so daß die gewünschten anisotropen Eigenschaften erzielt werden. Wenn das Material, gleichgültig welches Material verwendet wird, mit Fasern verstärkt ist, dann werden die Fasern in den radialen Teilen im wesentlichen radial und in den Umfangsteilen im wesentlichen in Umfangsrichtung ausgerichtet, was weiter dazu fc beiträgt, die angestrebten anisotropen Eigenschaften zu erzielen« Bei vernetzten warm aushärtenden polymeren Kunststoffmaterialien werden die anisotropen Eigenschaften durch die Orientierung der Faserverstärkung erzielt·

Das Material fließt während der Verringerung der Abmessungen des radialen Abschnittes auf L-förmigen Bahnen· Während ösr .zweiten Herstellungsphase wird deshalb ein radial nach außen gerichteter Materialfluß entlang eines radialen Abschnittes und dann ein Materialfluß in Umfangsrichtung im Umfangsabschnitt verursacht· Wenn der Bauteil einen ununterbrochenen Umfangsteil, ' z.B. eine Laufradfelge, aufweist, kann das Material auf im wesentlichen T-förmigen Bahnen zum Fließen gebracht werden· Das Material kann also entlang jedes radialen Abschnittes radial nach außen und, wenn es den Umfangsabschnitt erreicht, in entgegengesetzte Richtungen in Umfangsrichtung fließen, bis das zunächst entlang, eines radialen Abschnittes zugeführte Material int Umfangsabschnitt auf Material trifft, welches ursprünglich entlang eines benachbarten Radialab— schnittes zum Umfangsabschnitt geführt wurde·

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Die sswischen den radialen oder Speichenteilen liegenden Flächen können als plattenartige Zwischenteile ausgebildet sein, in denen das sie bildende Material einem zwei» achsigen Materialfluß ausgesetzt war. Das heißt, daß während des Materialflusses vom Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums nach außen sowohl eine radiale als auch eine in Umfangsrichtung verlaufende Ausdehnung erfolgt, und daß deshalb die Polymerketten, das Metallkorn und/ oder etwa vorhandene Verstärkungsfasern etwa zur Hälfte in radialer Richtung und zur anderen Hälfte in Umfangsrichtung orientiert sind· Wenn solche plattenartigen Zwischenteile vorgesehen sind, weist der Gesenkhohlraum jeweils zwischen zwei benachbarten radialen Abschnitten, dem Mittelabschnitt und dem Umfangsabschnitt liegende Zwischenabschnitte auf· Diese Zwischenabschnitte werden gleichzeitig mit oder vor der ersten Phase der Herstellung auf ihr endgültiges Volumen gebracht, wenn das Material vom Mittelabschnitt aus in die radialen Abschnitte verdrängt wird, wobei das Material gleichzeitig in die Zwischenabschnitte eindringt·

Bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens empfiehlt es sich, als Ausgangsmaterial Material in Form eines Materialklotzes zu verwenden· Der Materialklotz wird dann verformt und fließt zwischen die den Gesenkhohlraum bildenden, zur Erzielung der gewünschten Materialfließrichtung bewegten Abschnitte.

Der Materialklotz kann im Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums durch Spritzen gebildet werden. Wenn das zu verarbeitende Material ein polymeres thermoplastisches Kunststoffmaterial oder ein Metall ist, wird die Grös-

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Sehverringerung des Gesenkhohlraums so eingestellt, daß sie bei geeigneter Zeit und Geschwindigkeit stattfindet, um eine Kaltverformung des Materials und dadurch eine Verbesserung seiner physikalischen Eigenschaften zu erzielen.

Erfindungsgemäß wird weiter eine Vorrichtung zur Herstel-.lung von aus fließverformbarera Material bestehenden Bauteilen mit einem Mittelteil, einem Umfangsteil und einer Vielzahl von radial vom Mittelteil aus verlaufenden radialen Teilen vorgeschlagen, welche eine Vielzahl von relativ zueinander verschiebbaren, einen Gesenkhohlraum mit einem Mittelabschnitt, radialen Abschnitten und einem Umfangsabschnitt umschließenden Gesenkteilen aufweist, wobei die die radialen Abschnitte begrenzenden Gesenkteile relativ zu den anderen Gesenkteilen derart verschiebbar angeordnet sind, daß die radialen Abschnitte des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten des Gesenkhohlraums in der Größe veränderbar sind.

Vorzugsweise sind dabei die den Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums begrenzenden Gesenkteile relativ zu den anderen Gesenkteilen derart verschiebbar angeordnet, daß der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten des Gesenkhohlrauras in seiner Größe veränderbar ist·

Der Gesenkhohlraum kann dabei Zwischenabschnitte aufweisen, von denen jeder von zwei radialen Abschnitten, dem Mittelabschnitt und dem Umfangsabschnitt begrenzt wird, wobei die die Zwischenabschnitte begrenzenden Ge-

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senkteile relativ zu den anderen Gesenkteilert derart verschiebbar angeordnet sind, daß die Zwischenabschnitte des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten des Gesenkhohlraums in der Größe veränderbar sind·

Die Erfindung ist in der folgenden Beschreibung zweier Ausführungsbeispiele in Verbindung mit der Zeichnung näher erläutert, und zwar zeigt:

Fig· 1 einen Schnitt durch ein Hohlgesenk, wobei ein nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu einem Fahrzeugrad zu verformender Materialklotz gezeigt ist;

Fig· 2a) einen Schnitt durch das Gesenk, wobei der Materialklotz teilweise verformt und in einem Schnitt gezeigt ist, der durch einen der radialen Abschnitte des Gesenkhohlraums gelegt ist;

Fig· 2b) einen der Fig· 2a) entsprechenden, jedoch durch einen der Zwischenabschnitte des Gesenkhohlraums gelegten Schnitt;

Fig· 3 einen der Fig. 2a) ähnlichen, einen radialen Abschnitt enthaltenden Schnitt, in dem die Endstellungen der Gesenkteile gezeigt sind;

Fig. 4 einen Schnitt durch die erfindungsgemäße Vorrichtung mit geöffneten Gesenkteilen, wobei das Fahrzeugrad fertig zum Auswerfen gezeigt ist;

Fig· 5 einen Schnitt durch das fertige Fahrzeugrad entlang der Linie 5-5 in Fig. 6;

Fig· 6 eine Draufsicht auf das Fahrzeugrad nach Fig. 5;

Fig· 7 einen Schnitt durch einen der radialen Teile der Radspeichen entlang der Linie 7—7 in Fig. 6; und

Fig· 8 bzw· 9 einen schematischen Schnitt bzw· eine

Draufsicht eines weiteren Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Herstellung eines Fahrzeugrades·

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- ίο -

Im folgenden wird zunächst auf die Figuren 5, 6 und 7 Bezugsgenommen. Das Fahrzeugrad weist einen Felgenoder Umfangsteil 10 und 8 speichenartige oder radiale Abschnitte 11 auf· Zn Fig. 7 ist gezeigt, daß jeder . speichenartige Abschnitt H in i ^Äx'ialrichtung des Laufrades stärker als die unmittelbar umlaufenden oder Zwischenteile 12 sind« Diese Zwischenteile 12 bilden im wesentlichen dreieckige Platten zwischen den benachbarten radialen Abschnitten 11 und sind außerdem von· Felgenteil 10 und einem Mittel- oder Nabenteil 13 begrenzt, von dem aus die Speichenteile 11 radial nach außen zum Felgenteil 10 verlaufen. In Fig· 1 ist ein Schnitt durch die zur Herstellung des in den Figuren 5—7 gezeigten Fahrzeugrades verwendete Vorrichtung gezeigt. Es sind zwei ringförmige äußere Gesenkteile 14, welche die Außenfläche 15 der Felge (siehe Fig. 5) bilden, und ein geteilter Gesenkkernteil 16 vorgesehen, der die Innenfläche 17 der Felge bildet* Der Kernteil 16 ist aus drei oder mehr Einzelteilen hergestellt, um ihn aus dem fertigen Fahrzeugrad herausziehen zu können. Zwischen den Gesenkteilen 14 und 16 ist eine von den aneinander zur Anlage bringbaren Flächen 14 a und 16 a gebildete Teleskopverriegelung vorgesehen·

Innerhalb jedes Gesenkteils 14 sitzt eine Baugruppe 18 aus 16 Gesenktellen, von denen 8 Gesenkteile den Speichen- oder radialen Abschnitten 11 und 8 Gesenkteile den Platten- oder Zwischenteilen 12 zugeordnet sind. Die den Speichen zugeordneten Gesenkteile können unabhängig von den den Zwischenteilen zugeordneten Gesenkteilen bewegt werden.

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Zwischen den Gersenkteilen ist in Fig. 1 ein Materialklotz 19 aus verformbarem Material gezeigte Sämtliche Gesenkteile der mittleren Baugruppe 18 sind zusammengeschoben, um einen Materialfluß des Materialklotzes 19 aus dem Mittelabschnitt 20 des Gesenkhohlraums in die radialen Abschnitte 21, die Zwischenabschnitte 22 und den Umfangsabschnitt 23 zu verursachen. In den Figuren 2 a und 2 b ist eine Stellung gezeigt, in welcher die Materialmenge im Umfangsabschnitt nicht ausreicht, um diesen zu füllen. In Fig. 2 a sind die mit 24 bezeichneten Gesenkteile den radialen oder Speichenabschnitten 11 zugeordnet. In Fig. 2 b sind die Gesenk— teile 25 den plattenförmigen Zwischenteilen 12 zugeordnet,, In dieser ersten Herstellungsstufe sind die Gesenkteile 25, wie in Fig. 2 b gezeigt ist, in ihre Endstellung geschoben, während die Gesenkteile 24 und 14 einen Teil des Weges in ihre Endstellungen zurückgelegt haben, wie aus den Figuren 2 a und 2 b hervorgeht. Das die Zwischenteile 12 bildende Material des Materialklotzes 19 wird deshalb nach außen in die Zwischenabschnitte 22 zum Fließen gebracht und kann sich entsprechend der dreieckigen Form des Zwischenabschnitts 22 in Umfangsrichtung ausdehnen, so daß die Orientierung der Polymerketten (wenn ein thermoplastisches Polymer verwendet wird) oder die Metalltextur (d.h. die größeren Korngrenzen und Einschlüsse) und die Faserverstärkung, wenn eine solche verwendet wird, in den Zwischenteilen 12 biaxial verläuft« Das heißt, daß bei Verwendung eines polymeren thermoplastischen Kunststoffs etwa die Hälfte der Ketten radial und die andere Hälfte in Umfangsrichtung orientiert ist« In ähnlicher Weise ist verwendetes Metall im wesentlichen

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gleich in radialer und in Umfangsrichtung texturiert. Jede. · FaserverStärkung wird etwa zur Hälfte radial und zur Hälfte -in Umfangsrichtung orientiert sein. Bei 26 ist eine geringe Materialmenge gezeigt, die in den Umfangsabschnitt 23 des Gesenkhohlraums eingedrungen ist, in dem die Felge gebildet wird.

.In den Figuren 2 a und 2 b ist zu erkennen, daß die Gesenkteile 14 und 24 einen größeren Abstand voneinander haben, als der Dicke der fertigen Speichenabschnitte 11 bzw. des Felgenabschnitts 10 entspricht, wobei jedoch die Flächen 14 a und 16 a aneinander anliegen und so den Gesenkhohlraum schließen. Die Gesenkteile 24 werden dann zu der in Fig. 3 gezeigten Stellung geschlossen, wodurch das in den radialen Abschnitten 21 des Gesenkhohlraums befindliche Material in der durch den Pfeil 27 in Fig. 3 angezeigten Richtung radial nach außen fließt und in den Abschnitt 23 des Gesenkhohlraums eindringt. Das im Gesenkhohlraum 23 vorhandene Material wird dann im Abschnitt 23 in Umfangsrichtung verdrängt. Dies erfolgt unter Einfluß des aus den Abschnitten 21 in den Abschnitt 23 eindringenden Materials und durch die Verschiebung der Gesenkteile 14 aufeinander zu in die in Fig· 3 gezeigte Stellung. Das aus den radialen Abschnitten 21 des Gesenkhohlv raums radial nach außen fließende Material fließt im Umfangsabschnitt 23 in Umfangsrichtung, bis es auf das aus den benachbarten radialen Abschnitten 21 austretende Material trifft· Zur Entlüftung der Gesenkhohlravunabechnitte sind geeignet« Vorkehrungen getroffen. Es ist deshalb ersichtlich, daß der Materialfluß in den radialen oder Speichenabschnitten 21 im wesentli-

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chen radial und im Umfangs- oder Pelgenabschnitt 23 im wesentlichen in Umfangsrichtung verläuft. Dies hat die Wirkung, daß die oben beschriebenen anisotropen Eigenschaften mit den daraus resultierenden Vorteilen erreicht werden·

In Fig* 4 ist das offene Gesenk mit zurückgezogenem Kerngesenkteil 16 und dem fertigen Fahrzeugrad gezeigt, welches durch die Auswerfer 28 aus dem Gesenk ausgestoßen wird·

Aus Fig· 6 ist zu erkennen, daß der durch die Pfeile 29* veranschaulichte Materialfluß entlang einer im wesentlichen T-förmigen Bahn verläuft. Alternativ konnte der Materialfluß als auf einer im wesentlichen L-förmigen Bahn verlaufend,d.h. radial entlang der Speichenabschnitte und dann in Umfangsrichtung entlang des Felgenabschnitts, angesehen werden.

In den Figuren 8 und 9 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Herstellung eines Fahrzeugrades gezeigt, welches dem in den Figuren 5, 6 und 7 gezeigten Rad mit der Ausnahme ähnlich ist, daß zwischen den radialen oder Speichenteilen 11 anstelle der Platten oder Zwischenteile 12 öffnungen vorhanden sind.

Aus diesen Figuren geht hervor, daß di« Vorrichtung einen unteren Gesenkteil 29 von in der Draufsicht im wesentlichen kreisförmiger Gestalt aufweist, welcher entlang seines äußeren Umfangs mit einem nach oben weisenden ringförmigen Bund 30 versehen ist, der eine Geeenkabschluß- oder -Verriegelungsfläche 31 aufweist·

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Unmittelbar innerhalb des Bundes 30 liegt eine ringförmige Gesenkfläche 32, welche die Form der äußeren Fläche der Felge, d.h. die der Außenfläche 15 in Fig. entsprechende Fläche, bildet.

Auf dem Mittelteil des Gesenkteils 29 sind 8 nach oben weisende im wesentlichen sektorenformige Gesenkauflageteile 33 angeordnet, die den Zwischenräumen zwischen benachbarten Speichen oder radialen Teilen des Rades entsprechen. Zwischen den inneren Enden der Gesenkanlageteile 33 ist ein Mittelabschnitt 34 des Gesenkhohlraums gebildet, in den ein eng einpassender Gesenkmittelteil 35 einführbar ist.

Zwischen benachbarten Gesenkauflageteilen 33 liegen radiale Abschnitte 36 des Gesenkhohlrauras, in denen die radialen Teile des Rades gebildet werden. In jedem dieser radialen Abschnitte 36 ist ein radialer Gesenkteil 37 verschiebbar angeordnet.

Weiter ist ein Umfangsgesenkteil 38 mit einer Gesenkfläche 39 vorgesehen, welche die andere Außenfläche der Felge formt und ähnlich der Gesenkfläche 32 ist. Außerdem sind drei Gesenkkernteile 40 vorgesehen, welche ähnlich den Kerngesenkteilen 16 des ersten Ausführungsbeispiels die Innenfläche der Felge formen. Der Gesenkteil 38 ist mit einer Abschluß- oder Verriegelungsfläche 41 versehen, und die Abschlußflächen 31 und 41 wirken mit Abschlußflächen 42 bzw. 43 auf den Kernteilen 40 zusammen·

Bei der Anwendung der Vorrichtung werden die Kern teile 40 zusammengeschoben, so daß sie einen Ring bil-

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den und der untere Gesenkteil 29 wird nach oben in die in Fig. 8 gezeigte Stellung geschoben, so daß die Ab— schlußflächen 31 und 42 in Eingriff stehen· Die Gesenkteile 35, 37 und 38 sind in zurückgezogener Stellung und ein Materialklotz wird dann in den Mittelabschnitt 34 des Gesenkhohlraums eingesetzt· Die Gesenkteile 35, 37 und 38 werden dann nach unten verschoben, wobei die Gesenkteile 37 die radialen Abschnitte 36 des Gesenkhohlraums schließen, während der Gesenkteil 38 den Umfangsabschnitt 44 des Gesenkhohlraums schließt; dabei werden die Gesenkteile 37 und 38 jedoch noch nicht in ihre Endstellung bewegt· Dez Gesenkteil 35 wird in seine Endstellung verschoben, wodurch das Material in die radialen Abschnitte 36 und teilweise in den Umfangsabschnitt 44 verdrängt wird. Dann werden die Gesenkteile 37 in ihre Endstellung geschoben, wodurch ein radialer Materialfluß entlang der radialen Abschnitte 36 des Gesenkhohlraums erzeugt wird, und gleichzeitig hiermit oder im Anschluß an die Bewegung der Gesenkteile 37 wird der Gesenkteil 38 in seine Endstellung verschoben, wodurch im Abschnitt 44 des Gesenkhohlraums ein Materialfluß in Umfangsrichtung verursacht wird.

Das fertiggestellte Rad wird aus dem Gesenkhohlraum entfernt, indem die Gesenkteile in die offene Stellung zurückgeführt werden, wobei nicht gezeigte Auswerfer zum Ausheben des Rades aus den Gesenkteilen verwendet werden» .

Das bei der Ausführung des neuen Verfahrens verwendete Material kann bei beiden Ausführungsbeispielen ein poly-

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meres Kunststoffmaterial oder ein Metall sein. Im ersten Fall werden die angestrebten anisotropen Eigenschaften, wenn das polymere Material ein Thermoplast ist_#durch die Orientierung der Polymerketten und, wenn eine Faserverstärkung verwendet wird, durch die Orientierung der Verstärkungsfasern erreicht· Die Polymer— ketten und die gegebenenfalls vorgesehenen Verstär-.kungsfasern sind deshalb in den Speichen oder radialen Teilen 11 des fertigen Rades im wesentlichen radial orientiert und die Polymerketten und die gegebenenfalls vorhandenen Verstärkungsfasern sind im Felgenteil des Rades in Umfangsrichtung orientiert« Wenn ein warm aushärtendes polymeres Kunststoffmaterial verwendet wird, dann erfolgt keine Orientierung von Polymerketten, da Vernetzungen"auftreten, jedoch wird ein warm aushärtendes Polymer mit einer Faserarmierung versehen, wobei die Orientierung der Faserarmierung in den Speichenabschnitten des Rades radial und in den Umfangsabschnitten des Rades in Umfangsrichtung verläuft»

Wenn das zur Herstellung des Rades verwendete Material ein Metall ist, dann sind die Korngrenzen in der beschriebenen Weise orientiert und, falls zusätzlich eine Faserarmierung vorgesehen ist, sind die Armierungsfasern ebenfalls in der angestrebten Weise ausgerichtet·

Der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums muß außer zum öffnen des Gesenks keine veränderliche Größe haben· In einer Abwandlung des erfindungsgemaßen Verfahrens kann der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums deshalb während der ersten Stufe der Herstellung, d.h. der in

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den Figuren 2 a und 2 b gezeigten Herstellungsstufe, auf seine endgültige Abmessung gebracht werden· Der Materialfluß im Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums wird bei einer solchen Ausführungsform dann durch die radiale Verdrängung von Material aus den radialen Abschnitten des Gesenkhohlraums in dessen Umfangsabschnitt bewirkt·

Wenn der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums in der Abmessung veränderbar ist, dann kann diese Veränderung entweder gleichzeitig mit der Verschiebung der Gesenkteile 24 in deren Endstellung oder im Anschluß an diese Verschiebung erfolgen«. Der Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums wird vorzugsweise spätestens nach Beginn der Verschiebung der Gesenkteile 24 in ihre Endstellung auf seine Endabmessung gebracht, so daß die Verschiebung der Gesenkteile 24 einen Materialfluß in den Umfangsabschnitt des Gesenkhohlraums zur Folge hat, bevor dieser auf sein Endmaß gebracht ist«

Die Erfindung ist in Verbindung mit einem Fahrzeugrad mit ununterbrochener Felge beschrieben, es ist jedoch ersichtlich, daß ein ähnliches Verfahren zur Herstellung von Rädern oder ähnlich geformten Bauteilen mit geteilten Felgen verwendet werden kann«

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Claims

Patentansprüche

(1.JVerfahren zur Herstellung eines einen Mittelteil, e±nen Umfangsteil und eine Vielzahl von getrennten, vom Mittelteil aus radial nach außen verlaufende radiale Teile aufweisenden Bauteiles durch Fließverformung von fließfähigem Material in einem Gesenkhohlraum mit einem Mittelabschnitt, radialen Abschnitten und einem Ümfangsabschnitt, in denen die einzelnen Teile des Bauteils geformt werden,

dadurch gekennzeichnet, daß das Material vom Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums aus zunächst in die radialen Abschnitte verdrangt wird, und daß die Abmessungen der radialen Abschnitte des Gesenkhohlraums anschließend derart verkleinert werden, daß das in den radialen Abschnitten befindliche Material radial nach außen in den ümfangsabschnitt des Gesenkhohlraums und in diesem in ITmfangsrichtung fließt·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß während der Verdrängung des Materials aus dem Mittelabschnitt des Gesenkhohlraums in dessen radiale Abschnitte der Oinfangsabschnitt des Gesenkhohlraums auf einem Volumen gehalten wird, das größer als das endgültige Volumen ist, bei dem der Umfangsteil gebildet wird, und daß der Ümfangsabschnitt des Gesenkhohlraums dann gleichzeitig mit oder nach der Verringerung der Abmessungen der radialen Abschnitte in seiner Abmessung auf das Endvolumen verringert wird·

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3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Verringerung der Abmessungen des Umfangsabschnitts des Gesenkhohlraums spätestens dann eingeleitet wird, nachdem die Verringerung der Abmessungen der radialen Abschnitte begonnen hat.

4» Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein polymeres thermoplastisches Kunststoffmaterial mit oder ohne Faserverstärkung verwendet wird«

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein warmaushartendes polymeres Kunststoffmaterial mit Faserverstärkung verwendet wird«

6· Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß ein metallisches Material mit oder ohne Faserverstärkung verwendet wird«

7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Material von den radialen Abschnitten in den Uefangsabschnitt auf T-f8rmigen Flußbahnen verdrängt wird»

8· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche , dadurch gekennzeichnet, daß zwi schen benachbarten radialen Teilen des Bauteils plattenfore&ge Zwischenteile gebildet werden, indem das Material zweiachsig in zwischen den radialen Abschnit-

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ten des Gesenkhohlraums liegende Zwischenabschnitte verdrängt wird«

9« Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß bei einem zwischen jeweils zwei benachbarten radialen Abschnitten, dem Mit— telabschnltt" und dem Umfangsabschnitt einen Zwischen— abschnitt aufweisenden Gesenkhohlraum die Zwischenabschnitte gleichzeitig mit oder vor der Verdrängung des Materials aus dem Mittel abschnitt in die radialen Abschnitte auf ihr Endvolumen gebracht werden, wobei das Material gleichzeitig in die Zwischenabschnitte verdrängt wird·

10· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Ausgangsmaterial Material in Form eines Materialklot— sses verwendet wird*

11«, Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der Materialklotz im Gesenkhohlraum durch Spritzen gebildet wird·

12· Vorrichtung zur Herstellung von aus fließverforrabarem Material bestehenden Bauteilen mit einem Mittelteil, einem Umfangsteil und einer Vielzahl von radial vom Mittelteil ausgehenden radialen Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung eine Vielzahl von relativ zueinander verschiebbaren, einen Gesenkhohlraum mit einem Mittelabschnitt (20j 34), radialen Abschnitten (21; 36) und einem Umfangsabschnitt (23} 44) umschließenden Gesenk-

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teilen (14, 16, 24, 25; 29, 33, 35, 37, 38, 40) aufweist, wobei die die radialen Abschnitte begrenzenden Gesenkteile (24, 25; 33, 37) relativ zu den anderen Gesenkteilen derart verschiebbar angeordnet sind, daß die radialen Abschnitte des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten (20,23; 34, 44) des Gesenkhohlraums in der Größe veränderbar sind·

13· Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die den Umfangsabschnitt (23; 44) des Gesenkhohlraums begrenzenden Gesenkteile (14, 16; 38, 40) relativ zu den anderen Gesenkteilen (24, 25; 29,33, 35, 37) derart verschiebbar angeordnet sind, daß der Umfangsabschnitt (23; 44) des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten (20, 21; 34, 36) des Gesenkhohlraums in seiner Größe veränderbar ist*

14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß der Gesenkhohlraum Zwischenabschnitte (22) aufweist, von denen jeder von zwei radialen Abschnitten (21), dem Mittelabschnitt (20) und dem Umfangsabschnitt (23) begrenzt wird, und daß die die Zwischenabschnitte (22) begrenzenden Gesenkteile (25) relativ zu den anderen Gesenkteilen (14, 16, 24) derart verschiebbar angeordnet sind, daß die Zwischenabschnitte (22) des Gesenkhohlraums unabhängig von den anderen Abschnitten (20, 21, 23) des Gesenkhohlraums in der Größe veränderbar sind·

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