DE2745163C2

DE2745163C2 - Verfahren zum Herstellen eines Rades für luft- oder gasgefüllte Reifen von Kraftfahrzeugen

Info

Publication number: DE2745163C2
Application number: DE2745163A
Authority: DE
Inventors: Walter 7706 Eigeltingen Schmidt
Original assignee: Aluminium Walzwerke Singen GmbH
Current assignee: Constellium Singen GmbH
Priority date: 1977-10-07
Filing date: 1977-10-07
Publication date: 1984-11-22
Also published as: CH631921A5; US4190297A; BE871025A; ATA660878A; FR2405145B1; SE7810448L; FR2405145A1; GB2009059B; IT1099631B; JPS5461703A; IT7828208A0; NL7809998A; GB2009059A; AT358405B; DE2745163A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Rades für luft- oder gasgefüllte Reifen von Kraftfahrzeugen mit einer Radscheibe aus Metall, die von einer kranzartigen Felge aus einem anderen Metall umgeben sowie mit ihr verbunden wird.

Da Räder, Achsen und zugehörige Haltevorrichtungen an Fahrzeugen ungefederte Massen bilden, ist es für Fahrsicherheit und Fahrkomfort wichtig, das Gewicht jener Fahrzeugteile möglichst gering zu halten. Das Bestreben, leichte Räder zu verwenden, führte einerseits zur konstruktiven Leichtbauweise etwa in Form von Drahtspeichenrädern, andererseits zur Wahl leichter Werkstoffe, wie dies bei gegossenen oder geschmiedeten Rädern aus Aluminium- oder Magnesiumlegierungen der Fall ist.

Während die Kosten für Drahtspeichenräder zu hoch sind, hat sich bei Leichtmetallrädern als nachteilig herausgestellt, daß die beispielsweise gegenüber Stahl geringeren Festigkeitswerte und die erhöhte Kerbrißanfälligkeit der Leichtmetalle an den mechanisch hoch beanspruchten Stellen des Rades — insbesondere an den Übergängen zwischen Felge und Radschüssel, aber auch im Bereich des Nabenflansches — Matcrialunhäufungen notwendig machen, die das Produkt unerwünscht verteuern und den Gewichtsvorteil der verwendeten Metalle in erheblichem Maße wieder aufheben.

Die US-PS 35 06 311 offenbart ein Rad der eingangs beschriebenen Art aus einer Stahlfelge sowie einer daran festgelegten Radscheibe aus Leichtmetallguß. Vor dem Gießen der Radscheibe wird an eine Wand der Gießform ein Stahlring mit Eingußbohrungen angelegt und während des Gießvorganges in die Schmelze eingebettet, welche auch in jene Eingußbohrungen einfließt

ίο und dort zapfenartige Verbindungsteile bildet Anschließend werden Stahlring und Felge durch einen Reibschweißvorgang verbunden. Es handelt sich erkennbar um ein aufwendiges Verfahren mit einer Vielzahl von Arbeitsschritten, welches auf die Herstellung von Rädem mit Leichtmetallfelgen nicht anzuwenden ist

Eine Leichtmetallfelge offenbart die GB-PS 9 32 986: zwischen seitlichen dem Luftreifen zugekehrten Felgenhörnern wird ein Stahlband in Ausnehmungen eingelegt, welches ein Ausreißen der Bohrung für das Reifenventil verhindern helfen soll.

Angesichts dieser Gegebenheiten hat sich der Erfinder das Ziel gesetzt, ein Verfahren der eingangs erwähnten Art zu schaffen, welches eine außerordentlich kostengünstige Herstellung eines leichten Rades hoher Festigkeit erlaubt, das trotz seiner leichten Bauweise eine hohe Lebensdauer bei großer Betriebssicherheit gewährlcistei.

Zur Lösung dieser Aufgabe führt, daß auf dem Wege des Strangpressens ein Verbundprofil mit einem Profilkörper aus einer Leichtmetall-Legierung sowie einer Einlage aus einem Werkstoff hoher Festigkeit hergestellt und aus dem Verbundprofil die Felge so geformt wird, daß diese an ihrer Innenseite eine freie Oberfläche der Einlage aufweist, wonach die Radscheibe mit der Einlage aus dem Werkstoff hoher Festigkeit verbunden wird.

Zum Herstellen des Rades werden also zuerst Profilkörper und Einlage im Verbundprofil während des Strangpressens miteinander metallisch verbunden, wie dies die Schrift zum DE-GM 74 22 828 für Stromschienen mit einem Profilkörper aus Leichtmetall samt metallurgisch verbundener Deckschicht beschreibt. Während des Umformens eines Leichtmetallbarrens zu jenem Profilkörper in der Matrize wird bei einer bestimmten Relativbewegung zwischen dem Leichtmetall einerseits sowie der Einlage aus dem anderen Metall — bei einem spez. Druck und einer vorgegebenen Preßtemperatur — ein metallischer Verbund beider Komponenten ohne ein drittes Metall als Beschichtung erreicht.

Dann wird das Verbundprofil um seine Einlage so zur Felge geformt, daß an deren inneren Oberfläche ein umlaufender Ring aus dem Werkstoff hoher Festigkeit — erfindungsgemäß bevorzugt aus Stahl — entsteht; nach dem Formvorgang werden die beiden Verbundprofilenden dann in üblicher Weise aneinandergefügt.

Der dabei gebildete Ring aus jener Einlage des Verbundprofils verstärkt den hochbelasteten Mittelbereich des Felgenumfanges und dient gleichzeitig zur Aufnahme der Radscheibe. Letztere wird in einem getrennten Arbeitsgang — bevorzugtermaßen aus einem Werkstoff hoher Festigkeit, beispielsweise aus Stahl - gefertigt und nach dem Herstellen der Felge aus dem Verbundprofil an festgelegt. Dieser Vorgang wird dadurch vereinfacht, daß man die Radscheibe in an sich bekann-

b·) ter Weise mit einem zur Drehachse des Rades etwa parallelen Schüsselrand versieht, den man an die freie Oberfläche der den Ring bildenden Einlage anlegen kann.

1": Die bevorzugte Verbindung des Ringes aus Stahl If od. dgl. mit der Radscheibe durch Schweißpunkte oder Sj- eine Schweißnaht führt zu einem außerordentlich bc- ψ tastbaren Rad für luft- oder gasgefüllt Reifen von |v Kraftfahrzeugen; dank der beschriebenen Maßgaben gl werden die Fehler bekannter — in der Regel einstückig ζ'- gegossener oder geschmiedeter — Leichtmetallfelgen |; vermieden; bei diesen scheidet ein Verschweißen der §. beiden Teile wegen des damit verbundenen Feätigkeits- ψ Verlustes im Schweißnahtbereich aus.

|> Im Rahmen der Erfindung liegt auch die Herstellung

f| eines Rades mit einer Einlage, die zumindest an einer !;< Stelle unterbrochen ist; beispielsweise können ihre bei-Ji den Stoßkanten oder mehrere den Stahlring bildende \\ Ringbogenteile — als Schweißflächen für die Radschei- ϊ'-'j be — mit Abstand zueinander angeordnet sein.
Π Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren

/ hergestellten Rad wird die stählerne Radschüssel ohne ''■■ Probleme an die jenen Stahlring bildende/n Stahlauflage/n geschweißt, und zwar dort, wo sich die größte Punktbelactung durch das Fahrzeuggewicht entwickelt. Außerhalb dieser Belastungszone besteht die Felge ausschließlich aus dem gewichtsarmen Leichtmetallbett.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand in der Zeichnung dargestellter bevorzugter Ausführungsbeispiele näher erläutert In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 einen schematisierten Schnitt durch einen Teil eines Rades mit Felge für Kraftfahrzeuge;
F i g. 2 ein vergrößertes Detail aus F i g. 1;
F i g. 3 eine Schrägsicht auf ein gekrümmtes Verbundprofil vor dem Formen des Felgenprofils;

Fig.4 eine verkleinerte Wiedergabe eines anderen Felgenquerschnittes aus einem Verbundprofil.

Ein Scheibenrad 1 weist auf einer Felge 3 einen Luftreifen 2 sowie innerhalb der kranzartigen, ein Felgenbett 13 für jenen Luftreifen 2 bildenden Felge 3 eine Radscheibe 4 aui'; die Drehachse des Scheibenrades 1 ist mit Dangedeutet.

Die Felge 3 ist — wie insbesondere die F i g. 2 und 3 erkennen lassen — aus einem stranggepreßten bandförmigen Verbundprofil P geformt, welches sich aus einem im Querschnitt im wesentlichen rechteckigen Profilkörper 5 aus Leichtmetall sowie einem mit ihm während des Strangpressens metallurgisch verbundenen Stahlband als Einlage 6 zusammensetzt; im Bereich dieser Einlage 6 ist der Profilkörper 5 und damit das spätere Felgenbett 13 durch eine Ausformung 7 des Profilkörpers 5 verstärkt.

Das Verbundprofil Pwird — wie Fig.3 andeutet — zu einem Ring 8 verformt; die beiden Stoßkanten 9 des Verbundprofiles Pwerden miteinander verschweißt.

In den aus der Einlage 6 z. B. aus Stahl entstandenen, in den unter Belassung einer freien Oberfläche eingebetteten Verstärkungsring 16 wird die — im Einbauzustand des Scheibenrades 1 mit einer nicht dargestellten Radnabe verschraubte — Radscheibe 4 eingeschoben und ihr Schüsselrand 14 bei 10 mit der freien Oberfläche des Verstärkungsringes 16 verschweißt.

F i g. 4 gibt ein stranggepreßtes Verbundprofil P2 wieder, dessen Profilkörper 5 aus Leichtmetall bereits seitli- e>o ehe Felgenhörner 11 für die als Reifensitz 12 bezeichneten schulterartigen Teile der Felge 3 angeformt sind.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines Rades für luft- oder gasgefüllte Reifen von Kraftfahrzeugen mit einer Radscheibe aus Metall, die von einer kranzartigen Felge aus einem anderen Metall umgeben sowie mit ihr verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem Wege des Strangpressens ein Verbundprofil (P, P₂) mit einem Profilkörper (5) aus einer Leichtmetall-Legierung sowie einer Einlage (6) aus einem Werkstoff hoher Festigkeit hergestellt und aus dem Verbundprofil (P, P₂) die Felge (3) so geformt wird, daß diese an ihrer Innenseite eine freie Oberfläche der Einlage (6) aufweist, wonach die Radscheibe (4) mit der freien Oberfläche der Einlage (6) aus dem Werkstoff hoher Festigkeit verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verbundprofil (P, P₂) mit einer Einlage (6) aus Stahl hergestellt und der daraus geformteStahlring mit der aus Stahl geformten Radscheibe verbunden wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe mit einem zur Drehachse (D) des Scheibenrades (1) etwa parallelen Schüsselrand (14) versehen und diese an die Einlage (6) angelegt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (6) mit der Radscheibe (4) verschweißt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Radscheibe (4) aus dem Werkstoff hoher Festigkeit, beispielsweise aus Stahl, vorgefertigt wird.

6. Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (6) des Profilkörpers (5) zumindest einmal auf ihrer Länge unterbrochen ist.