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Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln für Fahrzeugräder Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Radschüsseln bzw. muldenförmigen
Radscheiher für Fahrzeugräder.
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Soldre Radscheiben, wie sie für die Herstellung von Fahrzeugrädern
benutzt werden, stellt man auf verschiedene Weise her, und zwar werden sie aus einer
Blcolrscheibe gepreßt. Dazu l>ed,ienit man sich beispielsweise eines Vierkantbleches
von erforderlicher Größe mit der Materialstärke des Flansches der späteren Scheibe
als Ausgangsmaterial und stanzt die 1Zonde daraus aus. Da sich die Scheiben zum
äußeren IZattd verjüngen sollen, wiird die Ronde sodann vom FlanschdurchmesAser
ab zum Rand hindünner gedreht. -Ein solches Verfahren erfordert nicht nur großen
Materialeinsatz, sondern hat auch viel Zerspanungsarbeit zur Folge.
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Nach einem anderen Verfahren wählt man als :"\ucgatt:gstnat,erial
eiste kleinere Vierkantscheibe als diejenige dies vorher beschriebenen Verfahrens
und stanzt daraus eine Ronde aus. Um die unnötige Zerspanungsarbeit zur Verjüngung
der Materialstärke vom Flanschdurchmesser bis zum Rand zu sparen, walzt man bei
dieser Herstellungsweise die Ronde vom Flanschdurchmesser nach dem Randre zu konisch
aus, so daß man auf diese Weise auf die erforderliche Scheibengröße kommt. Zwar
wird bei einem solchen Verfahren der Abfa.l-l an Material verringert, jedoch wird
die Herstellungsweise insofern kostspielig, als schwere Spezialmaschinen mit hohen
Instandhaltungskosten erforderlich werden. Für das Warmwalzen wird außerdem ein
Glühofen benötigt, das gewalzte Gut muß gebeizt werden, und schließlich muß der
äußere Rand der ausgewalzten Ronde zur Erzielung eines einheitlichen Durchmessers
gestanzt werden. Dies sind das Verfahren verteuernde Maßnahmen.
Bei
einem weiteren bekannten Verfahren zur Herstellung von Radscheiben verzichtet man
auf die Ronde, indem man <las Vierkantblech beläßt und ummittelbar als Radscheibe
verwendet. Man geht hierbei so vor, daß man für das Vierka.ntblech alfs Materialeinsatz,
das im übrigen von einem Universalei,sen abgeschnitten werden kanneben noch die
Größe wählt, die es erlaubt, die vier Eckest des Bleches auf den erforderlichen
Durchmesser der Radscheibe umzubiegen.. Hierbei bleibt die Blechstärke vom Flanschdurchmesser
bis zum Vierka,ntrand und den umgebogenen Ecken unverändert. Abgesehen davon, daß
eine solche Radscheibe keine vollständige Ronde darstellt, geht von der Gewichts-und
Materialersparnis, die durch das kleinere Vierkant als Ausgangsmaterial entsteht,
infolge der Nichtverjüngung zum Rande hin viel verloren., Allen drei Verfahren ist
noch gemeinsam, daß nach dien Pressen des Radkörpers, d. h. der Schüssel, die Bohrung
aufgestanizt werden muß, die für die Zentrierung des Rades erforderlich ist. Man
erhält also noch eint weitereng Verschnitt.
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Gegenüber den bekannten Verfahren geht die Erfin.dung'einen völlig
anderen Weg bei der Herstellung von Radischüsseln für Fahrzeugräder. Sie zeichnet
sich im wesentlichen dadurch aus, daß als Ausgangsmaterial nicht mehr eine Scheibe
als Vierkant oder Ronde, sondern ein zylinderförmiger geschlossener Ring verwendet
wird, der in eine Form unter Anwendung eines Preßdruckes in axialer Richtung zu
einem muldenförmigen Körper gepreßt wird. Dieses Hineindrücken des Ringes gemäß
der Erfindung in eine Preßform mit muldenartig verlaufender Wandfläche bedleutet
ein Stauchen des Einsatzmaterials und hat gegenüber dien bisherigen Verfahren, insbesondere
dem oben an zweiter Stelle beschriebenen Verfahren der Streckung einer Scheibe durch
Auswalzen, mehrfache wesentliche Vorteile. Vor allein wird eine Arbeits- und Materialersparnis
durch das Verfahren der Erfindung erzielt. Der Materialeinsatz entspricht bis auf
eine geringe Bearbeitungszugabe dem Gewicht des fertigen Preßstückes. Das Verfahren
kann auf no@rmalen Pressen durchgeführt werden, jegliche Spezialanlage entfällt.
Als Ausgangsmaterial dient Universal- oder Bandeisen, das leicht zu Ringen gebogen
und zu einem geschlossenen Zylinder geschweißt werden kann. Das Preßverfahiren gemäß
der Erfindung ergibt zugleich eine Materialverteilung, so wie man sie bei der endgültigen
Radschüssel wünscht. Die Flanschpartie wird' durch das Stauchen verstärkt und von
dort verjüngt sich dies Querschnitt allmählich bis zum Rand. Außerdem entfällt der
bisher stets notwendig gewordene Arbeitsgang des Ausstanzens des Mittelloches, da
durch den Stauchvorgang gemäß der Erfindbng das Mittelloch, das mitsprechend der
sonstigen Bohrung für die Zentrierung des Rades erforderlich ist, sich von selbst
bildet.
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Im allgemeinen wird für das Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung
ein zylinderförmiger Ring als Ausgangsmaterial verwendet, dessen Durchmesser dem
Durchmesser der endgültigen Radschüssel entspricht. Von diesem größten Durchmesser
wird also der Ring an dem einen Rand zu der Schüssel mit offenbleibendem lMittellech
gestaucht. In besonderen Fällen kann man aber auch so vorgehen, daß der zylinderförmige
Ausgangsring im Durchmesser kleiner ist als die endgültige Radschüssel. Der daraus
gepreßt-e muldenförmige Körper wird sodann auf einen größeren Durchmesser, d. h.
auf den Durchmesser der fertigen Radschüssel, aufgeweitet. Die Anwendung eines solchen
Verfahrens hängt von der benutzten Güte des Materials und von einem besonders gewünschten
Effekt ab. In speziell gelagerten Fällen kann man von einem Ringdurchmesser ausgehen,
der etwas größer ist als der Durchmesser der fertigen Radschüssel. Man wird aber
dieses Verfahren nur zur Erzielung eines besonderen Staucheffektes durchführen.
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Der nach dem Herstellungsverfahren gemäß der Erfindung erzielte muldenförmige
Körper mit allmählicher Verdickung der Wandstärke vom Außenbis zum Innenrand bedarf
zur Herstellung der fertigen Radschüssel lediglich einiger Richtarbeiten, die ohne
Schwierigkeit durchgeführt werden können. Während man der Schussel ihre endgültige
Form gibt, kann man gleichzeitig den Flansch noch etwas anstauchen und ihn planschlagen.
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Die Zeichnungen dienen zur Veranschaulichung des Verfahrens.
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Fig. i zeigt den als :'liisgangsma:te-rial verwendeten Ring vor denn
Preßverfahren; Fig.2 veranschaulicht den aus dem Ring der Fig. i nach dien Verfahren
gemäß der hrfindung erzielten muldenförmigen Körper; Fig. 3 stellt in einem Beispiel
die endgültige Gestalt einer Radschüssel dar; die den Fig. i Iris 3 entsprechenden
Fig.4 bis 6 veranschaulichen einen etwas abgeänderten Stauchvorgan.g gemäß der Erfindung;
Fig. 7 zeigt den noch unverformten Ring in ein solches geöffnetes Gesenh eingesetzt;
Fig. 8 zeigt das Gesenk während des Stauchvorgan,ges, und Fi;g.9 nach beendetem
Stauchen geschlossen; in Fig. io und i i ist das Planschlagen der unfertigen Schüssel
dargestellt, wobei der Durchmesser des Ausgan gs,ringes kleiner als der Durchmesiser
der fertigen Schüssel ist; Fig. 12 und 13 zeigcu denselben Vorgang für eine unfertige
Schüssel, bei der der Durchmesser nahezu den endgültigeu Durchmesser der fertigen
Schüssel aufweist.
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Eine Ausführungsform der Preßform besteht gemäß den Fig. 7 bis 9 im
wesentlichen aus einer Formhälfte i i, die die muldenartig verlaufende .Wandfläche
12 aufweist, an der entlang der Ring zu einem muldenartigen Körper gestaucht wird.
Zweckmäßig besitzt sie einen Kern 13 innerhalb der Mulde, der bis auf einen Zwischenrauen
entsprechend der Wandstärke mit der zu erwartenden Materialverdickung längs der
muldenartigen Fläche verläuft und so die Bildung von Falten oder ein Werfen des
Materials im @\-eseiitlicheii verhindert.
Die andere Formhälfte
14 legt sich gegen, die äußere Stirnfläche dies zylinderförmigen Ringes i. Der Preßvorgang
kann nun in der Weisse erfolgen, indem man entweder den gegen die Stirnfläche dies
Ringes ansetzenden Preßstempel 14 gegen die muldenartige Formhälfte i i -bewegt
oder die letztere gegen die erstere Formhälfte, die sodann feststeht, oder auch,
indem man beide Formhälften gegeneinander wirken läßt. Es ist zu beachten, daß der
Ring unter der Wirkung des Preßdruckes nicht einknickt oder sich einbeult. Dies
kann man beispielsweise dadurch vermeiden, daß man einen Luftdruck von entsprechender
Höhe in dem Raum zwischen dem Kern und dein 1'reßstempel aufrechterhält. In mechanischer
Weisse kann man diese Stützung auch durch Einbaueines unter Federdruck stehenden,
beleskopartig einschiebbaren Ringes 15 erzielen. Die Begrenzung des Hubces erfolgt
durch den Ansatz 16 und erhält dem Werkstück den Zwischenraum der gewünschten Wandstärke.
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Im Gegensatz zu den bekannten Verfahren, bei denen das Ausgangsprodukt
eine Scheibe ist, dient als Ausgangsmaterial für das Verfahren gemäß der Erfindung
ein Ring i, der ein Rohrstück sein oder a a us Universal- oder Bandeisen leicht
hergestellt werden kann. Beispielsweise wird, das Bandfeissen voll entsprechender
Länge, Breite und Stärke zu Dingen gebogen und mit geringem Abbrand zu einem zylinderförmigen
geschlossenen Ring geschweißt, wie er aus Fig. i ersichtlich ist. Bereits ein solcher
Ring stellt (las Materialvolumen dar, das der fertig gelochten Schüssssel3 (Fig.3)
entspricht. Der Matcrialein.satz ist also bis auf eine geringfügige Zugabe für die
spätere übliche Bearbeitung dem Gewicht des fertigen Preßstückes, d. h. der fertigen
Schüssel, gleich.
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Ein solcher Ring wird nun gemäß der Erfindung durch einen Preß- und
Stauchvorgang in die Gestalt des muldenförmigen Körpers 2 der Fig. 2 übergeführt.
Dies geschieht in der Weise, daß der Preßdruck auf die Fläche 4, d. h. die Stirnfläche
des Ringes, in axialer Richtung ausgeübt wird, während (las andere Ende 5 des Ringes
längs einer muldenförmigen Fläche einer Preßform entlang zu gleiten gezwungen wird.
Es findet dadurch an diiesem Ende des Ringes eine Verringerung des Durchmessers
statt, die eine entsprecheh@de Verdickung der Wandt.- rke zur Folge hat. Das Material
wird also ges staucht, und zwar die größte Wandistärke an der Flanschpartie 6 und
die geringste am Außenrand 7. F.s bildet sich automatisch ein Mittelloch8, dass
nach die:in bisherigen Verfahren erst für die Herstellung der Zentrierung dies Rades
ausgestanzt werden mußte.
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Die Verformung kann kalt oder warm durchgeführt werden und hängt von
dein Material bzw. der l#Taterialsstärke und der Stärke der Presse ab. Es kann auch
nur die zu stauchende Partie erwärmt werden. Bei dem weiteren Arbeitsgang, der warm
erfolgen muß und der bei den Fig. 12 und 13 dargestellt ist, gibt man der Schüssel
ihre endgültige Form 3. Hierbei staucht man gleichzeitig den Flansch 9 noch etwas
an und schlägt ihn plan. Arbeitet man nach der Methode, bei der der Rand der unfertigen
Schüssel 17 (Mulde) im Durchmesser so groß wie der zukünftige Preßstückrand. 18
(Fig. 12) ist, so kann die unfertige Schüssel (Mulde) zu Beginn des Planschlagens
über den Werkzeugkolben 19 gestülpt werden, und der Ziehring 20 streift ihn beim
Abwärtsgang mach unten und verlängert ihn wie beim Ziehen von Rohren. Auf diese
Weisse erhält man eine Radschüssel mit geringstem Materialeinsatz und unter Verwendung
von normalen Pressen, die durch das Herstellungsverfahren gleichzeitig die gewünschte
Abstufung in der Wandstärke erhält.
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Wenn man als, Ausgangsring einen solchen von kleinerem Durchmesser
als dem Durchmesser der fertigen Schüssel wählt, ist noch ein Arbeitsgang einzuschalten,
der ein Aufweiten des muldenförmigen Körpers an der Kranzpartie io bezweckt und
in den Fig. io biss i i dargestellt ist. Zu Beginn dies Arte itisganges (Fig. io)
wird dann) der Rand der unfertigen Schüssel (Mulde) 21 ges,treckt und darauf gemäß
Fig. 11 vom Ziehring 22 am Kolben 23 entlang abwärts gestreift.
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Ein Ausgangsring mit einem kleineren Durchmesser als der der fertigen
Schüssel hat den Vorteil, daß dadurch ,die Wandstärke dies Ausgangsringes, in dem
ja das Volumen dies fertigen Preßstückes enthalten sein muß, dicker wird und dadurch
der spezifische Flächendruck auf die Stirnseite des Ringes beim Stauchen besser
aufgenommen werden kann.
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Wenn nur ein Material zur Verfügung steht, das zum Umformen des Ringes
bis zum vollständigen muldenförmigen Körper durch den erfinsd'ungsgemäßen Sta,uchvorgang
nicht geeignet ist oder auch aus, anderen Gründen, braucht man das Stauchen nicht
ganz bis zu Ende durchzuführen. Es bleibt dann in dem muldenförmigen Körper ein
Mittelloch, das größer ist als bei der endgültigen Radschüssel. In dieses Loch schweißt
man sodann eine Scheibe von einer Materialstärke ein, wie ,sie im Befestigungsflansch
der Radschüssel erforderlich .ist. Auch bei einem solchen Verfahren wivd noch eine
sehr wesentliche Materialersparnis, gegenüber dien bisherigen Verfahren erzielt.
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In den Fig. 4 bis 6 isst diese abgewandelte Durchführung des Stauchverfahrens
gemäß der Erfindung veranschaulicht. Fig. 4 zeigt das Rohrstück vor der Stauchung.
Fig. 5 läßt erkennen, daß der Stauchvorgang nur so weit vorgenommen, ist, daß ein
größeres Mittelloch als bei der entsprechenden Fig.2 verbleibst. Hierfür können
verschiedene Gründe maßgebend ,sein, z. B. Materialeigenschaften o. dgl. Zur Fertigstellung
der Radschüssel schweißt mann eine besondere Scheibe ein (Fig. 6), die eine Materialstärke
aufweist, wie sie für den Befestigungsflansch der Radschüssel erforderlich ist.
Man kann hierbei gegebenenfalls mit der Materialstärke in dem Teil der Schüssel,
der nach dem Stauchverfahren hergestellt wird, noch heruntergehen.
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Die Herstellung des eingeschweißten, aus stärkerem Material bestehendlen
Flansches kann; durch Ausstanzen aus einem Vierkantblech erfolgen.
Es
kann statt einer normalen Flanschscheibe auch eine Flanschscheibe verwendet werden,
die aus einem Flacheisenring dadurch hergestellt wird, daß der Ring hochkant gebogen
wird.