DE3110756A1

DE3110756A1 - Verfahren zur herstellung einer aluminiumfelge

Info

Publication number: DE3110756A1
Application number: DE19813110756
Authority: DE
Inventors: Takuo Mishima Shizuoka Kusano; Konichi Fuji Shizuoka Masuda; Masatoshi Tokyo Namba
Original assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Current assignee: Nippon Light Metal Co Ltd
Priority date: 1980-03-19
Filing date: 1981-03-19
Publication date: 1982-02-04
Also published as: US4408379A; GB2072560A; FR2478499A1; CA1167705A; FR2478499B1; GB2072560B

Description

NIPPON LIGHT METAL CO., LTD. No. 3-5, Ginza 7-chome, Chuo-ku, Tokyo, Japan

Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumfelge

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumfelge aus einem dünnwandigen Zylinder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung einer Aluminiumfelge, die ein geringes Gewicht und ein gutes Aussehen sowie eine geeignete mechanische Festigkeitsverteilung insgesamt aufweist, wobei keine Schwierigkeiten oder Fehler bei der Herstellung auftreten.

Ein Aluminiumrad für die Verwendung in einem Fahrzeug, das aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung hergestellt ist,

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hat den Vorteil, daß es ein geringes Gewicht aufweist und ein einheitliches, glänzendes Aussehen, ohne daß ein spezieller Metallplattierungsvorgang notwendig ist. Außerdem benötigt seine Herstellung eine geringe Energie= Daher werden inzwischen derartige Räder in großem Umfang eingesetzt.

Bekannte Aluminiumräder werden im allgemeinen durch ein Gußverfahren mittels einer Sand- oder Metallform oder durch ein Spritzgußverfahren hergestellt. Daher hat die Metallstruktur eines solchen Aluminiumrades im wesentlichen eine Gußstruktur. Es ist daher schwierig, eine genügend große mechanische Festigkeit zu erhalten, die für ein solches Rad benötigt wird. Deshalb muß die Wandstärke des Rades notwendigerweise vergrößert werden, um die gewünschte mechanische Festigkeit zu erhalten. Dies bedingt ein vergrößertes Gewicht des Rades, wodurch der Vorteil des Aluminiumrades, nämlich sein geringes Gewicht, geopfert wird.

Um die vorbeschriebenen Nachteile eines Aluminiumrades zu vermeiden, ist bereits vorgeschlagen worden, das Rad in zwei oder drei Teile aufzuteilen, beispielsweise in einen Felgenteil und einen Scheibenteil, der später mit diesem zusammengebaut wird, so daß für die Herstellung einiger Radteile ein Walzverfahren angewandt werden kann. Beispielsweise kann dies beim Felgenteil geschehen, der eine vergrößerte mechanische Festigkeit benötigt. Daher ist der Felgenteil bereits

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durch einen Walzvorgang aus einer gewalzten Platte hergestellt worden, die in zylindrische Form gebogen worden ist, wobei deren Kanten miteinander verbunden werden- Wenn jedoch der Felgenteil durch einen Walzvorgang hergestellt ist, kann es nicht vermieden werden, daß an dem so hergestellten Felgenteil Stellen mit geringerer Wandstärke gerade dort auftreten, wo eine vergrößerte mechanische Festigkeit benötigt wird. Daher muß die Dicke des Materials oder der gewalzten Platte, aus der der Felgenteil durch einen Walzvorgang hergestellt wird, notwendigerweise vergrößert werden, um sicherzustellen, daß die benötigte mechanische Festigkeit auch bei den Teilen mit verringerter Stärke der gewalzten Felge vorhanden ist. Dies verursacht ebenfalls eine Vergrößerung des Gewichtes des Felgenteils, wodurch der Vorteil des Aluminiumrades geopfert wird. Außerdem entsteht der Nachteil, daß eine erhöhte Energie für die Herstellung des Felgenteils gebraucht wird, wodurch die Wirtschaftlichkeit der Herstellung eines Aluminiumrades verschlechtert wird.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die vorbeschriebenen Nachteile der bekannten Verfahren zur Herstellung von Aluminiumrädern zu vermeiden und ein Verfahren zu schaffen, das relativ leicht ausgeführt werden kann und bei dem Aluminiumräder hergestellt werden, die ein minimales Gewicht und ein überlegenes Aussehen haben.

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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß das Material durch kegelförmig abgeschrägte Teile einer Matrize und eines mit dieser zusammenwirkenden Stempels einer Presse unter der Wirkung von Druck axial gedrückt wird, so daß der Durchmesser des Materials vergrößert wird und die gewünschte Konfiguration der Felge entsteht und die Wandstärke des Materials an den Stellen vergrößert wird, wo durch die abgeschrägten Teile der Matrize und des Stempels Druckbeanspruchung auftritt und die mechanische Festigkeit des Materials an den Stellen vergrößert wird, wo sie sonst als Folge der Verringerung der Wandstärke des Materials während des Walzens verringert würde.

An Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele soll die Erfindung im folgenden noch näher erläutert werden.

Es zeigen:

Fig. 1

eine Darstellung des Querschnitts durch die Felge eines Aluminiumrades für ein Fahrzeug sowie die Verteilung der Spannungen an verschiedenen Teilen der Felge auf der äußeren und inneren Oberfläche;

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Fig. 2 einen Schnitt durch eine Felge, in der die

Wandstärke an verschiedenen Teilen mit den Bezugszeichen A, B, C ... I und J bezeichnet ist;

Fig. 3 eine Darstellung des Querschnitts der nach

der Erfindung hergestellten Felge in aufeinanderfolgenden Schritten des Pressens und Walzens;

Fig. 4-9 Schnitte, die darstellen, wie das Rohmaterial

aufeinanderfolgend bearbeitet wird, um eine Felge zu bilden;

Fig. 10 eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht, die jedoch

aufeianderfolgende Schritte des Pressens und Walzens gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung darstellt;

Fig. 11 und 12 Querschnitte der entsprechenden Schritte des

Pressens des Materials nach Fig. 10;

Fig. 13 eine Darstellung des hydraulischen Steuerkreises für den Ausgleich des oberen und unteren Stempels für die Herstellung der Felge gemäß den in den Fig. 11 und 12 dargestellten Arbeitsschritten .

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Die Spannungen, die an verschiedenen Teilen der äußeren Oberfläche 20a und der inneren Oberfläche 20b einer Felge 20 eines Aluminiumrades auftreten, das aus der Felge 20 und einem (nicht dargestellten) scheibenförmigen Teil besteht, mit dem es zusammengebaut wird, sind unter den Bedingungen eines Standard-Reifendruckes von 4,0 kg/cm und einer Belastung von 1100 kg in Fig. 1 gezeigt. Wie dargestellt, ist die Zugspannung an der äußeren Oberfläche am Punkt D am größten und

beträgt 15 kg/mm , während die Druckspannung an der inneren

2 Oberfläche am Punkt D am größten ist und 11 kg/mm beträgt. Ebenfalls ist am Punkt F die Zugspannung an der äußeren Ober-

2
fläche hoch und beträgt 11 kg/mm und die Druckspannung an der inneren Oberfläche ist ebenfalls ziemlich hoch und beträgt

5 kg/mm . Auch die Zugspannungen an der inneren Fläche an den Punkten C und G sind hoch, wie dies dargestellt ist. Aus Fig. 1 wird klar, daß starke Spannungen an den gebogenen Teilen im Querschnitt der Felge auftreten, die starker Bearbeitung unterliegen, wie dies bei einem konventionellen WaIzverformungsverfahren der Fall ist.

Beispielsweise hat eine Aluminiumfelge, die durch einen kon*- ventionellen Walzvorgang aus einem zylindrischen Aluminiummaterial JIS A5O52 mit einer Wandstärke von 4 mm und einem inneren Durchmesser von 300 mm hergestellt worden ist, die folgende Wandstärkenverteilung längs des in Fig. 2 dargestellten Querschnitts:

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Meßpunkt	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Wandstärke (mm)	3,5	4,0	3,7	3,5	4,3	3,7	3,6	4,0	3,5

Dem vorstehenden ist zu entnehmen, daß die Wandstärke an den Punkten D, A und I um etwa 12 % reduziert ist gegenüber der ursprünglichen Dicke. Die Wandstärke an den Punkten F und C ist ebenfalls verringert, und zwar um 7,5 %. Diese Punkte sind gerade die Teile, die eine erhöhte mechanische Festigkeit benötigen, wie dies der Fig. 1 zu entnehmen ist. Die Wandstärke am Punkt E, an dem keine erhöhte mechanische Festigkeit benötigt wird, ist dagegen um etwa 7,5 % vergrößert.

Unter Berücksichtigung des vorstehenden ist ohne weiteres ersichtlich, daß die Wandstärke einer Felge, die durch einen herkömmlichen Bearbeitungsvorgang hergestellt worden ist, in ganz ungelegener Weise an gerade den Stellen verringert ist, wo eine stärkere mechanische Festigkeit benötigt wird, um besonders starken Spannungen zu widerstehen, während die Wandstärke dort vergrößert ist, wo keine vergrößerte mechanische Festigkeit erforderlich ist. Das heißt, daß übermäßig starkes Aluminiummaterial verwendet werden muß bei der Herstellung der Felge nach konventionellen Bearbeitungsverfahren, damit sie starken Spannungen auch den in der Stärke verringerten Teilen der Felge, die durch den konventionellen Bearbeitungsvorgang hervorgerufen worden sind, Stand hält. Dies vergrößert

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das Gewicht der Felge unter Opferung des Vorteils, der bei einer Aluminiumfelge in deren geringem Gewicht besteht. Gleichzeitig sind Maschinen mit größerer Kapazität erforderlich, um das dickere Material zu verarbeiten, das benötigt wird, um die ungenügende Wandstärke an den an der Dicke verringerten Teilen auszugleichen.

Die Erfindung vermeidet die vorbeschriebenen Nachteile der in bekannter Arbeitsweise hergestellten Felgen durch sehr einfache und wirkungsvolle Maßnahmen, wie dies im Folgenden beschrieben ist.

Fig. 3 zeigt die aufeinanderfolgenden Schritte (A) bis (G) der Bearbeitung eines dünnwandigen zylindrischen Aluminiummaterials 10 durch aufeinanderfolgende Verwendung verschiedener Stempel- und Matrizensätze und eines Walzensatzes, wie dies in den Figuren 4 bis 9 dargestellt ist.

In Fig. 4 wird das Aluminiummaterial 10 in eine Seitenmatrize 1 eingesetzt, die einen kegelförmig abgeschrägten Teil 1a im oberen Teil ihrer Bohrung aufweist, und einen unteren Matrizenteil 2, wobei das untere Ende des Materials durch ein Unterstützungsteil abgestützt wird. Dann wird ein oberer Stempel 3 mit einem abgeschrägten, kegelförmigen Teil 31, der dem kegelförmigen Teil 1a der Matrize 1 entspricht, in das Innere des Materials 10, das in die Matrize 1 eingesetzt ist,

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hineingedrückt, so daß der obere Teil des Materials über dem Punkt D im Druchmesser vergrößert wird durch die horizontale Komponente der Druckkraft, die durch das Zusammenwirken der kegelförmigen Teile 1a und 31 aufgebracht wird. In gerade diesem Zeitpunkt wird der Teil 11 des Materials 10, der der Druckkraft infolge der kegelförmigen Teile 1a und 31 unterworfen ist, verstärkt durch den Massenfluß des Materials 10, der durch die relative Bewegung der kegelförmigen Teile 1a und 31 hervorgerufen wird. Hierdurch wird die Masse des Materials, das an den kegelförmigen Teilen 1a und 31 festklebt oder in Reibungsberührung mit diesen steht, ohne ein Ausbeulen des Materials 10 (Fig. 3(B)) mitgenommen»

Die Verstärkung des Wandteils 11, der durch das Zusammenwirken der kegelförmigen Teile 1a und 31 der Druckkraft unterworfen worden ist, ist das charakteristische Merkmal der Erfindung.

Nachdem der Preßvorgang des Materials 10 durch Verwendung der Matrize 1 und des Stempels 3, wie sie in Fig. 4 dargestellt worden sind, beendet worden ist, durch den der verstärkte und vergrößerte Teil 11 gebildet worden ist, wird das Material durch Verwendung eines oberen Stempels 3a weiterbearbeitet, der zwei kegelförmige Teile 32 und 33 aufweist, sowie einer Seitenmatrize, die zwei kegelförmige Teile 1b und 1c aufweist, die den Teilen 32 und 33 entsprechen, wie dies in Fig. 5

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dargestellt ist. Auf diese Weise wird der Wandteil einschließlich der Teile 11 und 12 (Fig. 3 (C)) gebildet. Bei diesem Arbeitsgang wird die Dicke des Teils 11, der im vorhergehenden Arbeitsgang verstärkt worden ist, nicht wesentlich verringert, wenn die richtige Wandverstärkung im vorherigen Arbeitsgang erhalten worden ist.

In ähnlicher Weise wird das so bearbeitete Material darauffolgend durch Verwendung einer Matrize 1" mit einem rechtwinklig gestuften Teil 1d wie auch einem kegelförmigen Teil 1b sowie eines Stempels 3b, der einen rechtwinkligen Schulterteil 34 aufweist, der mit dem stufenförmigen Teil 1d zusammenwirkt wie auch dem kegelförmigen Teil 32, um einen rechtwinklig gebogenen Teil 13 (Fig. 3(D)) zu bilden, weiterbearbeitet. So wird die Konfiguration einer Seite der Felge gebildet, außer der Abrundung der Endkanten 19a und der Bildung eines Höckers (hump) 19 (Fig. 3(G)), die später ausgearbeitet werden zusammen mit der Abrundung der entgegengesetzten Endkanten 18a und der Bildung eines Höckers 18 (Fig. 3(G)), nachdem die Ausbildung der anderen Seite der Felge in der nachfolgend beschriebenen Weise ausgebildet worden ist.

Die Bearbeitung der anderen Seite der Felge wird vorgenommen durch die Verwendung einer Matrize 5 und eines Stempels 6, wie dies in den Figuren 7 und 8 (A) dargestellt ist. In

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diesem Fall ist die Matrize 6 geteilt und das Material 10 wird mit der Oberseite nach unten gedreht. Die vorher geformte Seite der Felge wird von der Innenseite her durch ein unteres Auflageteil 4 gehaltert und die Matrize 5 wird an die Außenseite des Materials 10 angesetzt und durch einen (nicht dargestellten) Halter fest verklammert. Dann wird der Stempel 6 betätigt, so daß er die Teile mit vergrößertem Durchmesser 14, 15 und 16 bildet (FIg₀ 3(E)).

In diesem Fall wird die Verstärkung der Wanddicke an den Teilen 14, 15, 16 in derselben Weise erhalten,, wie dies bereits vorher unter Bezugnahme auf Fig* 4 beschrieben worden ist.

Dann wird die Bildung des rechtwinklig gebogenen Teils 17 (Fig. 3(F)) durchgeführt durch Verwendung einer Matrize 5a und eines Stempels 6a, die einen rechtwinkligen Schulterteil 60 aufweisen, wie dies in Pig= 8(B) dargestellt ist=

Der letzte Schritt der Eildung der Felge ist das Abrunden der Endkanten 19a und 18a zur Verhinderung von Beschädigungen des auf sie aufgezogenen Reifens und die Bildung der Hocker 19, Il in Fig. 3(G), der ausgeführt wird durch Rollen 7,7„ 8_f8 und 7a,7a, 8a,8a, wie dies in Fig„ 9 dargestellt ist«, Dies ist ein konventioneller Vorgang, der deshalb h-^:er nicht im einzelnen beschriebsi'i wird„

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Die Ergebnisse der Tests der Vergrößerung der Wandstärke, die erfindungsgemäß erhalten wird, wird im nachstehenden beschrieben.

Eine Anzahl von Materialteilen 10 wurde vorbereitet aus Materialien, die die Zusammensetzungen JIS A5O52, 6061, 6063, 5154, 5056 hatten, und die inneren Durchmesser dieser Materialien wurden auf 300 mm und 340 mm festgelegt. Das Verhältnis H/D der Höhe oder Länge H des Materials 10 in bezug auf den inneren Durchmesser D wurde so gewählt, daß er 1,3, 1,5 und 1,7 betrug, während das Verhältnis t/D der Wandstärke t des Materials 10 in bezug auf den inneren Durchmesser D auf 0,004, 0,006, 0,01, 0,06 und 0,07 festgelegt wurde»

Der Neigungswinkel θ der kegelförmigen Teile 1a und 31 der Matrize 1 und des Stempels 3, wie sie in Fig. 4 dargestellt sind, wurde auf 7°, 10°, 30°, 45°, 50°, 55°, 60°, 65° und 70° festgelegt.

Die Testdaten der Vergrößerung der Wanddicke und die Erzeugung der Ausbeulung am Punkt D (Fig. 1) bei Verwendung eines Materials der Zusammensetzung JIS A5O52 (mittlere Fließspannung oder mittlerer Deformationswidersti in der folgenden Tabelle I dargestellt.

2 nung oder mittlerer Deformationswiderstand 15 kg/mm ) sind

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Tabelle I

Kegolwinkel (θ°)	Innerer Durchmesser (D mm)	Verhältnis (H/D)	Verhältnis (t/D)	Wandstärke	Ausbeulung
7	300	1,5	0,01	keine Vergrö ßerung	nein
10	Il	Il	Il	Vergrößerung	It
30	ti	Il	ti	Il	It
45	ti	It	It	Il	It
50	Il	It	Il	Il	tt
, 55	Il	It	Il	Il	Il
60	It	It	Il	tt	Il
65	ti	■ V	Il	leichte Ver größerung	Il
70	tt	tt	Il	keine Vergr.	ti
45	Il	1,7	It	Il	ja
45	340	1,3	0,006	Vergrößerung	nein
:io	Il	Il	0,004	Il	U
JO	Il	Il	0 ,Ub	Il	nein
30	Il	Il	0,07	Il	ja leicht

Die im wesentlichen gleichen Ergebnisse werden erhalten bei Verwendung eines Materials 10, das eine andere Zusammensetzung mit anderen mittleren Deformationswiderständen hat, beispielsweise mit 8, 10, 25 und 29 kg/mm .

Den vorgenannten Ergebnissen ist zu entnehmen, daß die Verstärkung der Wandstärke an dem vorbeschriebenen, gebogenen Teil durch einen Neigungswinkel des kegelförmigen Teils dea Stempels auftritt, der gleich oder größer als 10° ist. Der Verstärkungsgrad wird größer, wenn der Neigungswinkel des kegel-

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förmigen Teils über 45 anwächst; er verringert sich jedoch, wenn der Neigungswinkel des kegelförmigen Teils 48° bis 50° übersteigt. Eine Verstärkung tritt nicht auf, wenn der Neigungswinkel über 65° anwächst. In bezug auf das Verhältnis zwischen der Wandstärke t und dem inneren Durchmesser D des Materials kann festgestellt werden, daß das Verhältnis t/D vorzugsweise im Bereich von 0,006 bis 0,06 festgelegt werden sollte. Wenn das Verhältnis t/D den Wert 0,06 übersteigt, tritt ein Ausbeulen an dem gebogenen Teil auf. Dies ist ebenfalls der Fall, wenn das Verhältnis t/D unter 0,006 absinkt. Was das Verhältnis H/D der Höhe H zum inneren Durchmesser D anbetrifft, so ist dieses Verhältnis vorzugsweise so einzustellen, daß es gleich oder kleiner als 1,5 ist. Wenn das Verhältnis H/D 1,7 übersteigt, tritt die Verstärkung der Wanddicke nicht auf, dafür dann ein Ausbeulen des gebogenen Teils.

Was die mittlere Fließspannung anbetrifft oder den mittleren Verformungswiderstand des Materials, so wird dieser vorzugs-

2 weise im Bereich zwischen 10 und 25 kg/mm gewählt.

Bei Festlegung des Neigungswinkels des kegelförmigen Teils des Stempels auf 45° und des inneren Durchmessers D auf 340 mm sowie die Einstellung des Verhältnisses H/D auf 1,3, wird die Verstärkung der Wanddicke und das Auftreten des Ausbeulens in den Tests beobachtet bei Verwendung von Materialien verschiedener mittlerer Deformationswiderstände, wie dies in der folgenden Tabelle II dargestellt ist.

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Tabelle II

Zusammensetzung des Materials	Mittlerer Deforma tionswider stand (kg/mm2)	Vergrößerung der Wandstärke	Ausbeulen
JIS A5O52 " 6061 6063 " A5154 5056	15 10 8 25 29	Vergrößerung Il Il Il Il	nein Il ja nein brechen

In Zusammenfassung der vorstehenden Ergebnisse kann festgestellt werden,daß eine geeignete Vergrößerung der Wandstärke ohne Bildung einer Ausbeulung des Materials bei der Herstellung einer Aluminiumfelge nach der vorliegenden Erfindung erhalten wird durch Auswahl des Neigungswinkels des geneigten Teils des Stempels 31 im Bereich von 10° bis 65° und des Verhältnisses H/D gleich oder kleiner als 1,5, des Verhältnisses t/D im Bereich von 0,006 bis 0,06 sowie des mittleren Deformationswider Standes des Materials 10 im Bereich von 10 bis 25 kg/mm .

Die Ergebnisse der Vergrößerung der Wandstärke der Aluminiumfelge, die erfindungsgemäß hergestellt wird unter Verwendung eines Materials 10 der Zusammensetzung JIS A5O52 (mittlerer

Deformationswiderstand 15 kg/mm ) und der Wandstärke von 4 mm sowie des inneren Durchmessers von 300 mm, sind in der folgenden Tabelle III dargestellt, wobei die Daten der Wandstärke

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einer Felge, die durch ein konventionelles Verfahren aus einem Material derselben Zusammensetzung und Größe hergestellt ist, zu Vergleichszwecken angegeben sind.

Tabelle III
Wandstärke (mm)

Meßpunkt	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Bekannte Technik	3,5	4,0	3,7	3,5	4,3	3,7	3,6	4,0	3,5
Erfindung	3,87	4,12	4,38	4,38	4,0	4,38	4,38	4,12	3,9

Bemerkungen: Die Meßpunkte A bis I sind in Fig. 2 dargestellt.

Der oben stehenden Tabelle ist eindeutig zu entnehmen, daß die Erfindung einen verstärkten Wandteil der Aluminiumfelge, die nach der Erfindung hergestellt ist, hervorruft an den Stellen, wo verstärkte mechanische Festigkeit erforderlich ist, um die Belastung auszuhalten, so daß dun Material für die Bildung der Felge in der Größenordnung von 20 % geringer gemacht werden kann im Vergleich zu dem, was erforderlich ist, wenn die Felge mit einem konventionellen Verfahren lieryentel.lt worden i.ftl.. Dies ermöglicht, die Vorteile der Aluminiumfelge, die in seinem geringen Gewicht bestehen, voll auszunützen und die Kosten des Materials zu verringern, während gleichzeitig die Kapazität der Maschine zur Herstellung der Felge nach der vorliegenden Erfindung wie auch der Energieaufwand für seine Herstellung erheblich reduziert werden kann.

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Das vorbeschriebene Verfahren verwendet eine relativ große Anzahl von Sätzen von Matrizen und Stempeln für aufeinanderfolgende verschiedene Verformungsvorgänge des Materials beim Preßvorgang.

Die Figuren 10 bis 13 zeigen ein abgeändertes Verfahren für die Herstellung einer Aluminiumfelge mit dem weiteren Merkmal nach der Erfindung, bei dem die Anzahl der Sätze von Matritzen und Stempeln stark reduziert ist, um die Investitionskosten der Produktionsmittel und die Produktionszeit zu verringern .

Fig. 10 zeigt die Schritte der Deformation des Materials 10 zur Bildung der Felge nach dem abgeänderten Verfahren der Erfindung. Wie dieser Figur entnommen werden kann, werden beide

j Seiten der Felge gleichzeitig in drei Schritten bearbeitet.

' Das heißt: Der erste Schritt für die Bildung der Teile 11, 12,

14, 15 und 16 (Fig. 10(B)) erfolgt gleichzeitig durch Verwendung einer geteilten Matrize 101 mit zwei kegelförmigen Teilen 101a und 101b und zwei Stempeln 103 und 104, von denen jeder kegelförmige Teile 131 und 141 aufweist, wie sie in Fig. 11 dargestellt sind. Der zweite Schritt zur Bildung der Teile 13 und 17 (Fig. 10(C)) erfolgt durch Verwendung einer geteilten Matrize 101" und zweier Stempel 103" und 104', wie in Fig. 12 dargestellt. Der Schritt des Walzens der gerundeten Teile an

j beiden Endkanten 19a, 18a und der zwei Hocker 19, 18 erfolgt

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durch Verwendung der Walzen 7,7, 8,8 und 7a,7a und 8a,8a, wie dies in Fig. 9 dargestellt ist.

Die Funktion ist ähnlich der im vorstehenden in Verbindung mit den Figuren 3 bis 9 beschriebenen, außer, daß beide Seiten der Felge gleichzeitig ausgebildet werden. Dabei wird die Vergrößerung der Wandstärke der Teile, für die eine vergrößerte mechanische Festigkeit erforderlich ist, in der bereits an früherer Stelle beschriebenen Weise erzielt.

Um die gleichzeitige Bearbeitung beider Seiten der Felge unter ausgeglichenen Bedingungen der Stanzkräfte der oberen und unteren Stempel sicherzustellen, ist eine hydraulische oder mit öl betätigte Steuervorrichtung 108 vorgesehen, wie sie in Fig. 13 dargestellt ist.

Wie der Zeichnung zu entnehmen ist, werden der obere und der untere Stempel 103, 104 (oder 103', 104') durch hydraulische oder öl betätigte Zylinder 124, 124 betätigt. Die Druckflüssigkeit oder das Drucköl werden aus einem Behälter 121 den zugehörigen Zylindern 123, 124 durch eine Pumpe 122 über ein Magnetventil 125 und zwei Leitungen 134, 134' und 133, 133' zugeführt bzw. zum Behälter 121 zurückgeführt. Wie dargestellt, sind elektromagnetische Ventile 135, 135¹ in den Leitungen 134, 134' vorgesehen für die Zuführung der Druckflüssigkeit, um die Stempel 104, 103 (104¹, 103') zu betätigen,,

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Eine Leitung 137 verbindet die Druckkammer des Zylinders 124 mit der Druckkammer eines Steuerzylinders 130 der Steuervorrichtung 108, in der ein Kolben 126 verschiebbar ist, so daß er betätigt werden kann durch die Druckflüssigkeit in der s Druckkammer des Zylinders 124. In ähnlicher Weise verbindet eine Leitung 138 die Druckkammer des Zylinders 123 mit der Druckkammer des Steuerzylinders 130' der Steuervorrichtung 108, in der ein Kolben 126° verschiebbar vorgesehen ist und betätigL werden kann durch die Druckflüssigkeit in der Druckkammer des Zylinders 123.

Der Kolben 126 und der Kolben 126' sind einstückig durch eine gemeinsame Verbindungsstange 127 miteinander verbunden, die in ihrcun mittleren T(¹Jl mit oinom sol ti ich sich erstreckenden Ansatz oder Vorsprung 128 versehen ist« Zwei Begrenzungsschal·= ter 129 un 129" sind an entgegengesetzten Seiten des Ansatzes 128 mit Abstand voneinander vorgesehen _B so daß einer der bei= den Begrenzungsschalter 129„ 129' durch den Ansatz 128 betä= tigt werden kann, wenn die Stange 127 und damit der Ansatz 128 sich nach oben oder unten in Fig_o 13 bewegt infolge einer unausgeglichenen Betätigung der Zylinder 123 und 124 und damit der Steuerzylinder 130" und 13Q_O

Der Schalter 129 ist elektrisch mit dein elektromagnetischen Ventil 135' verbunden, das in der Leitung 134° angeordnet ist„ die zum Zylinder 123 führt, während der Schalter 129' elektrisch

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mit dem elektrischen Ventil 135 verbunden ist, das in der Leitung 134 angeordnet ist, die zum Zylinder 124 führt.

Daher werden Druckänderungen in den Zylindern 123 und 124 von der Steuervorrichtung 108 differenziert aufgenommen, wobei einer der beiden Schalter 129, 129' beim Auftreten unausgeglichener Bedingungen betätigt wird und eines der elektromagnetischen Ventile 135, 135' betätigt, so daß die Stanzkräfte der Stempel 103, 104 (103', 104') ausgeglichen werden.

Die Tabelle IV zeigt die Verstärkung der Wanddieko dor η η eh dem in den Figuren 10 bis 13 dargestellten Verfahren hergestellten Stempel, ausgehend von dem Material JIS A5O52, das

2 einen mittleren Deformationswiderstand von 15 kg/mm hat und eine Wandstärke von 4 mm sowie einen inneren Durchmesser von 300 mm.

Tabelle IV

Meßpunkt	A	B	C	D	E	F	G	H	I
Wandstärke (mm)	3,90	4,10	4,15	4,40	4,0	4,34	4,37	4,15	3,90

Beim Vergleich der vorstehenden Tabelle mit Tabelle III wird klar, daß das in den Figuren 10 bis 13 beschriebene Verfahren dem bekannten weit überlegen ist und auch dem in die Figuren 3 bis 9 beschriebenen vorzuziehen ist, wenn eine Aluminiumfelge

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geringen Gewichts und überlegener mechanischer Festigkeit hergestellt werden soll und Materialkosten wie auch Investitionskosten der Produktionsmittel verringert werden sollen.

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Leerseite

Claims

PATENTANWALT DR. GERHARD SCHAEFER DI PLOM PH YSIKER

8023 München-Pullach Seitnerstraße 13 ^{p 732} Telefon 7 93 09 01

Patentansprüche

f 1. jVerfahren zur Herstellung einer Aluminiumfelge aus einem dünnwandigen Zylinder aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, dadurch gekennzeichnet, daß das Material durch kegelförmig abgeschrägte Teile einer Matrize und eines mit dieser zusammenwirkenden Stempels einer Presse unter der Wirkung von Druck axial gedrückt wird, so daß der Durchmesser des Materials vergrößert wird und die gewünschte Konfiguration der Felge entsteht und die Wandstärke des Materials an den Stellen vergrößert wird, wo durch die abgeschrägten Teile der Matrize und des Stempels Druckbeanspruchung auftritt und die mechanische Festigkeit des Materials an den Stellen vergrößert wird, wo sie sonst als Folge der Verringerung der Wandstärke des Materials während des Walzens verringert würde.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis H/D der Höhe H des Materials zum inneren Durchmesser D gleich oder kleiner als 1,5 ist und das Verhältnis t/D der Wandstärke t des Materials zum inneren Durchmesser D im Bereich von 0,006 bis 0,06 liegt und daß der mittlere Deformationswiderstand des Materials im Bereich von

Sch/D. ./.

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10 bis 25 kg/nun und der Neigungswinkel der abgeschrägten Teile der Matrize und des Stempels im Bereich von 10° bis 65° liegt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Material gleichzeitig durch die abgeschrägten Teile einer längsgeteilten Matrize und zweier Stempel, die mit dieser zusammenwirken, durch Druck von beiden Seiten axial gepreßt wird.

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