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Verfahren zum Herstellen von insbesondere ungeteilten Felgen Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von insbesondere ungeteilten F#elgen,
-beispielsweise Tiefbettfeigen für PKW, LKW, Traktoren und dergleichen aus einem
Ring, der zu dem betreffenden Profil verformt wird.
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Felgen, beispielsweise Tiefbettfelgen für PKW, LKW, Traktoren und
dergleichen, erhalten ihr entsprechendes Profil im allgemeinen durch Rollen oder
Drücken eines Ringes.
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Eine nach diesem bekannten Verfahren hergestellte Felge hat jedoch
in allen Bereichen dieselbe Wanddicke.
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Die einzelnen Belgenbereiche werden jedoch im Betrieb
unterschiedlich
beansprucht, so daß das Schaffen einer gleichmäßigen Wanddichte in verschiedener
Hinsicht Nachteile mit sich bringt. Da sich bei diesen Felgen die Wanddicke nach
dem maximal beanspruchten Bereich richten muß, ergibt sich hierbei ein erhöhter
ilaterialbedarf, was wiederum unnötiges Gewicht mit sich bringt, das beim Fahren
zu beschleunigen, abzufedern und abzubremsen ist.
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Diese zuletzt genannten Nachteile machen sich zwar bei PKW's aufgrund
der relativ kleinen Felgen nicht so sehr bemerkbar, jedoch umso mehr bei Shs, Traktoren
und dergleichen schweren Fahrzeugen, da hier Wanddicken bis zu 8 mm notwendig sind.
Es ist zwar aus der DT-OS 23 43 247 ein Verfahren zur Herstellung von Felgen bekannt
geworden, bei der eine teilweise Abstreckung in einen bestimmten #Bereich erfolgt.
Dieses abstrecken wird jedoch erst nach Anformen einer Spre#ngringnut und nach Vorformen
in bestimmten Bereichen vorgenommen. Dieses Verfahren ist daher einerseits relativ
kompliziert und aufwendig und hinsichtlich der zu verwendenden Werkzeuge teuer und
andererseits wird längst nicht in allen Bereichen die optimale veränderliche Wanddicke
erreicht, die den auStretenden Belastungen entsprechen würde, da beispielsweise
die Sprengringnut vor dem Abstrecken angeformt wird. Ferner müssen bei diesem bekannten
Verfahren die Außenkanten nachträglich kalibriert und die Radien geglättet werden.
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Eine Aufgabe der vorliegenden erfindung ist es deshalb ein Verfahren
der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem über das ganze Profil der Felge
hinweg eine veränderliche Wanddicke erreicht wird, die den aufgrund der auftretenden
belastungen erforderlichen Querschnitt in allen Punkten bzw Bereichen im wesentlichen
entspricht, und das dennoch in einfacher weise und mit billigeren vJerkzeugen durchführbar
ist Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Ring durch
ungleiches Aufweiten und/oder Einziehen auf verschiedene Durchmesser gebracht wird
und daß vor oder nach dem Aufweiten und/oder Einziehen am ebenen bzw.
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profilierten Ring entsprechende Bereiche durch Fließdrücken bzw Abstrecken
auf veränderliche Wandstärke gebracht werden.
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Dadurch ist ein relativ einfaches Verfahren zum Herstellen von beispielsweise
ungeteilten Belgen, wie Tiefbettfelgen, geschaffen, bei dem durch Fließdrdcken bzw
Abstrecken jeder gewünschte Bereich der Felge mit genau derjenigen Wanddicke und
genau demjenigen Übergang zwischen zwei unterschiedlichen Wanddicken erreichbar
ist, der der späteren Beanspruchung im Betriebszustand entspricht.
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Diese Anpassung an unterschiedliche Beanspruchungen bedeutet eine
erhebliche katerialersparnis und somit eine Gewichtsreduzierung (Erhöhung des Ladegewichtes)
und bedeutet darüberhinaus eine Verfestigung der Oberfläche der
Felge
-in bestimmten Bereichen Es ist beispielsweise auch möglich, denjenigen Bereich
abzustrecken, an dem wenig Werkstoff gebraucht wird und diesen sozusagen-überschüssigen
Werkstoff in diejenigen Bereiche zu legen bzw zu verschieben an denen-viel Werkstoff
benötigt wird. All dies ist mit einer sehr hohen Genauigkeit- wiederholbar. Das
Fließdrücken bzw Abstrecken- kann dabei entweder bereits schon am ebenen Ring oder
aber erst am zumindest vorprofilierten Ring erfolgen. Beides ist in einfacher Weise
und mit relativ einfachen Werkzeügen- durchführbar. Mit der Veränderung der Wanddicke
kann darüberhinaus ein Ausgleichvon Tolera-nzen des Ausgangsmaterials durch die
axiale Verschiebung des Werkstoffes erfolgen und es werden einfache Trimmoperationen
und eine gleichbleibende Konturgabe in den besonders kritischen Bereichen ermöglicht.
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Es versteht sich-, daß auf diese Weise nicht nur ungeteilte sondern
auch mehrteilige, längs-- oder quergeteilte Felgen herstellbar sind und daß auch
andere als Tiefbettfeigen herzustellen sind. Des weiteren kann der als-Aus-gangsmaterial
verwendete Ring beispielsweise Teil eines bereits fertigen Rohres, das in entsprechend
lange Abschnitte geteilt wurde, sein. Es ist aber auch möglich, das Rohr aus einem
ebenen Blech zu rollen bzw -zu runden, um die beiden Enden siteinander zu verschweißen
oder in anderer Weise zu verbinden. Je nach ursprünglichem Ausgangsmaterial
können
deshalb auch die einzelnen Verfahrensschritte unterschiedlich erfolgen. Beispielsweise
kann bei Verwendung eines ebenen Bleches als Ausgangsmaterial das Aufweiten und/oder
Einziehen, also das Vorprofilieren im Anschluß an das Runden des ebenen Bleches
erfolgen. An diesen Vorgang kann sich dann das Fiießdrücken bzw. Ahstrecken der
entsprechenden andbereiche, wie beispielsweise der Felgenschultern anschließen.
Insbesondere dann, wenn ein bereits fertiger oder fertig gerunderter Ring als Ausgangskörper
verwendet wird, kann das Fiießdrücken bzw. Ahstrecken der betreffenden Wandbereiche,
wie beispielsweise der Felgenschulter, auch bereits am ebenen zylindrischen Ring
erfolgen, so daß dann der bereits mit unterschiedlichen wanddicken versehene Ring
nur noch zu seinem endgültigen Profil durch Aufweiten und/oder Einziehen mittels
Rollen oder Drücken geformt werden muß.
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Weitere Einzelheiten und Ausgestaltungen der Erfindung sind der folgenden
Beschreibung zu entnehmen, in der an-hand der schematischen Fig. 1 - lo zwei Ausführungsbeispieie
eines Verfahrens zum Herstellen von ungeteilten Tiefbettfeigen aus einem Blechband
näher beschrieben und erläutert wird, wobei die Fig. 1 - 5 Ansichten und die Fig.
6 - lo Längsschnitte des Ausgangsmaterials bzw einer Tiefbettfeige in unterschiedlichen
Hersteilungsstufen sind.
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Zur Durchfu~hrung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen
einer ungeteilten Tiefbettfeige 11, beispielsweise für IKW'#s, LKW's, Traktoren
und dergleichen, wird gemäß den Fig. 1 - 5 zunächst aus einem Blechband 12, das
auf eine bestimmte Länge L0 und Breite Bo aus einem Bandmaterial mit der Dicke SO
abgeschnitten wird, ein zylinderförmiger Ring mit einem bestimmten Innendurchmesser
Do durch Runden geformt und an der Stoßstelle 14 in der Höhe H mit einer Abflachung
versehen. Die Stoßstelle 14 des gerundeten Ringes 13 wird dann längsverschweißt
und anschließend die Schweißnaht 15 geglättet. Dieser nunmehr geschlossene Ring
13 wird dann bei dem in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiel kalibriert.
Es ist aber auch möglich, als Ausgangsmaterial einen bereits fertigen Ring 13 zu
verwenden, der von einem Rohr mit einer entsprechenden Wanddicke und einem entsprechenden
Innendurchmesser auf die Länge bzw. Breite Bo abgeschnitten ist.
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Gemäß dem in den Fig. 6 - 8 dargestellten kusführungsbeispiel des
erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer DieSbettSelge 11 wird der Blechring
13 in einem ersten Verfahrensschritt gemäß Fig 6 entweder durch bloßes Aufweiten
oder durch bloßes Einziehen oder durch ein kombiniertes Aufweiten und Einziehen
mit dem dargestellten ersten Vorprofil 13' versehen. Welcher dieser Vorgänge zum
Erreichen der Durchmesser dl bis d5 des vorprofilierten
Ringes
13' verwendet wird, hängt vom gewählten Ausgangsdurchmesser Dz bzw von den beim
Einsatz kommenden Maschinen und Einrichtungen ab. Das Aufweiten und/oder Einziehen
des Ringes 13 an seinen betreffenden Bereichen kann beispielsweise auf einer Drück-
oder Rollmaschine erfolgen, welcher Vorgang unter gleichzeitiger Rotation des Ringes
13 abläuft. Die Profilierung gemäß Fig. 6 kann aber auch am feststehenden Blechring
13 durch Expandieren und/oder Stauchen der betreffenden Ringbereiche erfolgen, wobei
nicht dargestellte Formsegmente ringartig von außen und/oder von innen gegen den
fixierten Ring in radialer Richtung gefahren werden. Bei diesem Verfahrensschritt
bleibt die gleichmäßige Wanddicke sämtlicher Ring bzw Profilbereiche erhalten. Gemäß
Fig. 6 hat der Ring 13 damit ein Profil 13' erhalten, das im wesentlichen aus einem
mittleren achsparallelen Ringbereich 16 des späteren Tiefbettes, aus einem linken
konischen Bereich 17, der zur späteren linken Felgenschulter und dem Felgenhorn
wird, und aus einem rechten konischen Bereich 18 besteht, der die spätere rechte
Felgenschulter bildet. Dieses Vorprofil 13' kann je nach der verlangten Endform
insgesamt auch unsymmetrisch zu einer gedachten Quermittelebene 19 sein, und zwar
derart, daß die Durchmesser d2 und 4 bei Beginn und winde des linken konischen Bereichs
17 vorwiegend gleich sind wie die entsprechenden des rechten konischen
Bereichs
18 oder evtl. auch von diesen verschieden sein können, wie in der Zeichnung gezeigt,
ferner ist der Konus des linken Bereichs 17 kleiner als der des rechten Bereichs
18. Der Konus beider Bereiche 17, 18 ist hierbei jedoch noch größer als er im endzustand
der Tiefbettfelge 11 sein wird. Je nach der fertigen Form können die Kegelwinkel
auch gleich sein.
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Insbesondere bei der Verwendung eines Blechbandes 12 als Ausgangsmaterial
zur Herstellung der Tiefbettfelge 11 kann es zweckmäßig sein, wenn gemäß einer Variante
dieses Ausführungsbeispiels das Aufweiten und/oder Einziehen mittels einer Roll-
oder Drückmaschine nicht gesondert, sondern zusammen mit bzw während des Kalibrierens
erfolgt, indem das letztere durch das erstere erreicht wird. Dadurch ist das Verfahren
durch Ersparnis eines Arbeitsganges weiter vereinfacht und in noch wirtschaftlicher
Weise durchführbar.
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Dieser kombinierte Vorgang kann nicht nur bei Verfahren verwendet
werden, bei denen das Blechband 12 der Ausgangskörper ist, sondern auch bei denjenigen,
bei denen ein von einem entsprechenden Rohr abgetrennter Ring den zu profilierenden
Ausgangskörper bildet.
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Gemäß den Fig. 7a und 7b wird zur Durchführung des näc#hsten Verfahrensschrittes
bzw der nächsten beiden
Verfahrensschritte der vorprofilierte Ring
13' in die Form 21 einer Abstreck- bzw Fließdrückmaschine eingelegt.
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Der vorprofilierte ding 13' paßt mit seinem mittleren Ringbereich
16 in die Form 21, während die beiden konischen Bereiche 17, 18 mit den entsprechenden
Bereich der Form 21 einen spitzen Winkel einschließen. Mit einem schematisch dargestellten
Abstreckelement 22 (es können auch mehrere Abstreckeiemente verwendet werden) wird
nun zuerst der linke konische Bereich 17 derart abgestreckt bzw. fiießgedrückt,
daß seine Wanddicke 51 ausgehend vom uebergang zum mittleren Ringbereich 16 von
der Ursprungswanddicke So über einen Teilbereich 17', der die spätere Felgenschulter
bildet, im wesentlichen etwa stetig bis auf eine Wanddicke abnimmt, die der geringeren
Betriebsbeanspruchung in diesem Bereich entspricht Gleichzeitig mit dem Abstrecken
bzw.
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Fließdrücken des Geilbereichs 17' wird der sich daran anschließende
äußere Teilbereich 17" vorprofiliert, der später das Felgenhorn bildet. Dieser äußere
Teilbereich 17" erhält an der Steile seines Überganges zum anderen Teilbereich 17'
eine Verdickung 23, die beim Abstrecken bzw Fließdrücken des Bereiches 17' von innen
nach außen im wesentlichen automatisch entsteht. Ansonsten behält der äußere Teilbereich
17" seine ursprüngliche Wanddicke.
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In entsprechender Weise wird in einem zweiten Verfahrensteilschritt
der rechte konische Bereich 18 mit einem Formeiement 22 oder mehreren radial am
Umfang
angeordneten Formelementen umgeformt und zwar derart, daß
der Teilbereich 18' von innen nach außen derart abgestreckt bzw fließgedrückt wird,
daß sich seine Wanddicke S2 von der ursprünglichen Dicke SO stetig verringert, während
der Übergangsbereich zu einem äußeren Teilbereich 18" gegebenenfalls eine Ve#rdickung
24 erhält.
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Bei diesen Verfahrensschritten erhalten die äußeren Ränder der Teilbereiche
einen entsprechend geringeren Durchmesser.
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Es versteht sich, daß die beiden Teiischritte auch zu einem einzigen
Verfahrensschritt vereinigt werden können, indem die Absteckmaschine zwei oder mherere
derartige Abstreckelemente 22 besitzt, die gleichzeitig betätigbar sind.
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Werden mit dem Abstrecken bzw. Fiießdrücken der später die Feigenschuitern
bildenden Bereiche 17' und 18' gleichzeitig die das Felgenhorn bzw die Sprengringnut
bildenden Außenbereiche 17" und 18" mit vorgeformt, wie in den Fig. 7a, b gezeigt,
so ist es, wie erwähnt, zweckmäßig, die konischen Bereiche 17, 18 im ersten Verfahrensschritt
mit einem größeren Konus zu versehen, als er bei der fertigen Tiefbettfelge 11 notwenig
wäre, damit der kurvenartige Übergang zwischen den Teilbereichen 17' und 17" bzw.
18' und 18 besser geformt werden kann. Es ist deshalb andererseits auch möglich,
die konischen Bereiche 17 und 18 in einer entsprechenden Form so abzustrecken und
fiießzudrücken, daß auch nach der Wanddickenverminderung der Konus bis
zum
Außenrand im wesentlichen eben verläuft. Dies ist in den Fig. 7a und 7b gestrichelt
dargestellt. Die Verminderung der Wanddicke erfolgt dabei je nach Beanspruchung
in den einzelnen Teilbereichen, die weniger beansprucht werden.
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Die Konusse können somit im vorhergehenden Verfahrensschritt nahezu
die endgültige Steilheit erhalten. Die Verformung der beiden Außenteilbereiche 17",
18" erfolgt dann zusammen mit dem nächsten Verfahrensschritt.
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Gemäß Fig. 8 erhalten in einem letzten Verfahrensschritt das Felgenhorn
29 und das Felgenhorn 30 aus den Bereichen 17" bzw. 18" ihre endgültige Form und
es wird ggf. die Tiefbettfelge 11 insgesamt, also ihr Tiefbett 26 und ihre beiden
Felgenschultern 27, 28, nochmals kalibriert. Dieser Vorgang kann entweder bei sich
drehender Felge 11 auf einer Drück- oder Rollmaschine oder aber bei feststehender
Felge 11 auf einer Maschine mittels Stauchen und/oder Expandieren erfolgen.
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Für das in den Fig. 9 und lo dargestellte zweite Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen einer Tiefbettfelge 11 ist ebenfalls
das Formen oder sonstige Schaffen bzw Vorsehen eines ebenen Ring es13 mit einem
Durchmesser Dos einer Breite Bo und einer konstanten Banddicke SO Voraussetzung.
Dabei ist es
ebenfalls unwichtig, ob der Ring 13 aus einem Blechband
12 gerollt oder von einem entsprechenden Rohr abgetrennt ist. Gemäß Fig. 9 wird
in einem ersten Verfahrensschritt der Ring 13 in zylindrischem Zustand von der Quermittelebene
19 aus nach beiden Seiten in einem einzigen Arbeitsgang derart abgestreckt bzw.
fließgedrückt, daß sich der in Fig. 9 schematisch dargestellte Wanddickenveriauf
ergibt.
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Dieser Wanddickenverlauf entspricht dem an der fertigen Tiefbettfelge
11 aufgrund der unterschiedlichen Belastungen gewünschten Wanddickenverlauf (Fig.
lo).
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In Fig. 9 sind ein Bereich 36 mit konstanter ursprünglicher Wanddicke
SO, links und rechts anschließend je ein Bereich 37 und 38 mit sich im wesentlichen
etwa stetig nach außen vermindernder Wanddicke und ein sich jeweils daran anschließender
Außenbereich 39, 40 ersichtlich, die die ursprüngliche Wanddicke SO besitzen Das
Abstrecken bzw Fließdrücken kann in ähnlicher Weise wie anhand der Fig.
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7a, 7b beschrieben erfolgen. Der dadurch erzielte Wanddickenverlauf
entspricht genau dem der fertigen Tiefbettfelge 11.
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In einem zweiten Verfahrensschritt wird der so mit einem veränderlichen
Wanddickenverlauf versehene Ring .13" zur fertigen Felge 11 profiliert. Bei dieser
Profilierung, die, wie anhand der Fig. 6 beschrieben, entweder bei sich drehendem
Ring 13" auf einer Drück- oder Rollmaschine oder aber bei feststehendem Ring 13"
auf einer Maschine
zum Stauchen und/oder Expandieren erfolgen kann,
werden, wie aus Fig. lo ersichtlich, der Bereich 36 zum Tiefbett 26, die Bereiche
37 und 38 zu den beiden Felgenpartien 27 und 28 und die Außenbereiche 39, 40 zum
Felgenhorn 29 bzw. zum Felgenhorn 30. An den Verfahrensschritten in Fig. lo kann
sich dann als letzter Verfahrensschritt derjenige nach Fig. 8 anschließen, bei dem
das Felgenhorn 29, 30 ihre endgültige Form erhalten und die iefbettfelge 11 insgesamt
gegebenenfalls nochmals kalibriert wird.
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s versteht sich, daß das erfindungsgemäße Verfahren nicht auf das
Herstellen einer ungeteilten Tiefbettfelge beschränkt ist, sondern daß in dieser
Weise auch andere ungeteilte oder mehrteilige, beispielsweise längs- oder quergeteilte
Felgen hergestellt werden können, die aus einem Felgenbett, gegebenenfalls Felgenschultern,
einem Felgenhorn und/oder einer Hakenpartie in Form beispielsweise einer Sprengringnut
hergestellt werden können. Es versteht sich ferner, daß die Tiefbettfelge 11 während
jedem seiner Verfahrensschritte an seinen Rändern auf entsprechende Länge geschnitten
werden kann. Es versteht sich ferner, daß je nach den berechneten oder erfahrungsgemaß
auftretenden Beanspruchungen an den einen Stellen einer Felge auch ein anderer Wanddickenverlauf,
als er in den Fig. dargestellt ist, durch Abstrecken bzw Fließdrücken erreicht
werden
kann. Beispielsweise ist es auch möglich, nur am Tiefbett die ursprüngliche Wanddicke
des Ausgangskörpers zu belassen, d.h. auch das Felgenhorn mit einer geringeren Wanddicke
als der Ursprungswanddicke zu versehen.
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