DE3218606A1 - Verfahren zur fertigung von leichtmetallraedern, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, und nach diesem verfahren hergestelltes rad - Google Patents
Verfahren zur fertigung von leichtmetallraedern, insbesondere fuer kraftfahrzeuge, und nach diesem verfahren hergestelltes radInfo
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Description
Bekanntlich ist die gegenwärtige Technologie zur Fertigung von Leichtmetallrädern für Kraftfahrzeuge auf den Guß
bzw. das Gesenkschmieden von aus einem einzigen Stück bestehenden Rädern orientiert.
Bei beiden Verfahren wird gegenüber den Stahlrädern keine bemerkenswerte Erleichterung erzielt. Ein 5x13 Zoll
' * großes Rad aus Stahl wiegt ca. 6,5 bis 7,0 kg; das gleiche
Rad aus. Leichtmetall wiegt etwa 5,5 bis 6,0 kg und ist daher nur um 15% leicher. Bei einem weiteren bekannten Verfahren
zur Fertigung von Leichtmetallrädern, das genau dasselbe Verfahren ist, das zur Fertigung der Räder mit Stahlscheibe angewandt
wird, wird die Felge durch Walzen eines mit einer Außenlängsnaht geschlossenen Ring hergestellt. Während dieses Verfahrens
den beträchtlichen Vorteil eines niedrigeren Gesamtgewichtes der Räder bietet, weist es jedoch den Nachteil
der Längsnaht der Felge auf, die technisch zwar ausführbar ist, aber eine Bearbeitung verlangt, die komplizierter als
als Schweißen der Stahlfelge ist.
Unter den verschiedenen Eigenschaften, die Kraftfahrzeugräder aufweisen müssen, sind insbesondere beschränktes
Gewicht und Trägheitsmoment sowie eine rasche Abfuhr der vom Reifen und von der allgemein an der Radnabe montierten
Bremsscheibe oder Bremstrommel erzeugte Wärme wichtig.
Es ist außerdem bekannt, daß die Kraftfahrzeugräder eine Felge, an der der Reifen montiert ist, und eine Scheibe
oder einen Speichenstern umfassen, wobei letztere Teile entweder von Felge getrennt gefertigt und dann mit derselben
— O —
verbunden werden oder mit der Felge oder der Nabe ein einziges Stück bilden.
Der gegenwärtige Stand der Technik dieser Branche zieht die Fertigung von Leichtmetallrädern, insbesondere
für Kraftfahrzeuge, vor, weil sie den oben erwähnten technischen Anforderungen besser entsprechen. Gemäß der heutigen
Orientierung sind gegossene, druck-, vakuum- oder schleudergegossene Leichtmetallräder bekannt, die nur wenig leichter
als- die aus Stahl gesenkgeschmiedeten Räder sind. Es sind ebenfalls aus einem einzigen Stück gesenkgeschmiedete
Leichtmetallräder bekannt, die jedoch nicht stark verbreitet sind, weil sie zwar bessere mechanische Eigenschaften
als die gegossenen Räder aufweisen, aber etwa doppelt soviel kosten.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Fertigung von aus zwei getrennt vorbereiteten und zweckmäßig zusammengebauten· Teilen, nämlich aus der Felge und der mit der Scheibe oder dem Speichenstern einteiligen Nabe, bestehenden Leichtmetallrädern zu schaffen.
Es ist deshalb Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Fertigung von aus zwei getrennt vorbereiteten und zweckmäßig zusammengebauten· Teilen, nämlich aus der Felge und der mit der Scheibe oder dem Speichenstern einteiligen Nabe, bestehenden Leichtmetallrädern zu schaffen.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Ausführung von zweiteiligen Leichtmetallrädern, bei denen Breite
und Profil des Felgenbettes je nach den verschiedenen Reifenquerschnitten anders sind, so daß sich eine beträchtliche
Reihe Felgen unterschiedlicher Breite innerhalb gewisser Grenzen mit gesenkgeschmiedeten Scheiben oder Speichensternen mit
Standardabmessungen zusammenbauen lassen, um die Kosten gegenüber denjenigen der gegossenen, einteiligen Räder herabzusetzen,
für die eine der Anzahl der verschiedenen Felgenbett-
breiten entsprechende Anzahl verschiedener Gesenke erforderlich ist. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht
in der Ausführung von Leichtmetallrädern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, die dank dem benutzten Werkstoff insgesamt
so leicht wie nur möglich sind und Felgen haben, die kein Außenlängsschweißverfahren verlangen.
Zur Lösung der o. a. Aufgaben sieht die Erfindung ein Verfahren zur Fertigung von Kraftfahrzeugrädern vor,
das dadurch gekennzeichnet ist, daß jede Felge durch Walzen und Kalibrieren eines vorbestimmte Abmessungen aufweisenden,
zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnittes aus Aluminium oder
aus einem anderen Leichtmetall hergestellt wird, so daß die fertige Felge keine Längsnaht erfordert und am ganzen Mantel
keine Unterbrechungen aufweist, während die Scheibe bzw. der Speichenstern in den Felgeninnenkreis gepreßt wird, der in
Richtung der Nabe einen gewalzten radial-ringförmigen Vorsprung aufweist, der als Anschlag für den Scheiben- bzw.
Speichensternrücken, d.h. für die sichtbare Außenseite des Rades, dient und für die nicht sichtbare Innenseite des Rades
der Rand der Scheibe bzw. des Speichensterns an der Felge festgeschweißt, wird, wodurch sich die bereits erwähnten
wirtschaftlichen sowie die nachstehend beschriebenen technischen Vorteile erzielen lassen.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung beispielsweise dargestellt, und zwar zeigt
Fig. A,B,C,D,E,F,G und H die verschiedenen, wesentlichen
Stufen eines bekannten Verfahrens zur Fertigung
von Felgen ausgehend von einem Blechabschnitt mit den zweckmäßigen
Abmessungen,
Fig. 1,2,3 und 4 die wesentlichen Stufen eines
vollständigen Verfahrens zur erfindungsgemäßen Fertigung von Leichtmetallfelgen bei Anwendung von zylinderförmigen
Fließpreßrohrabschnitten,
Fig. 5 die Innenseite eines erfindungsgemäßen Rades
in einer teilweisen Vorderansicht, Fig. 5a ähnlich wie Fig. 5, die Außenseite des betreffenden
Rades, und
F i g. 6 einen Teil des betreffenden Rades, in vergrössertem Maßstab, in einem Radialschnitt nach der Linie II-II
von Fig. 5.
Die Fig. A bis H der Zeichnung zeigen das bekannte Verfahren zur Fertigung von Kraftfahrzeug-Radfelgen mit dem aus
einem Aluminiumblechband vorbestimmten Länge, Breite und Dikke geschnittenen Abschnitt al.
In der ersten Bearbeitungsstufe wird also der Abschnitt al geschnitten.
In der zweiten Stufe wird dieser Abschnitt durch Kalandern (Fig. B) in einen Ring a2 verwandelt, der an der Mantellinie
offen ist.
In der dritten Stufe (Fig. C) wird der Ring gesenkgeschmiedet und bei a3 tangential flachgeschlagen, um das
Schweißen der getrennten und entgegengesetzten Ränder sowie das anschließende Entfernen der Schweißraupe zu erleichtern.
Die vierte Bearbeitungsstufe (Fig. D) besteht im Abbrennschweißen der entgegengesetzten Ringräder.
In der fünften Bearbeitungsstufe (Fig. E) erfolgen das Entfernen der überschüssigen Schweißraupe, das Kalibrieren
des geschlossenen Ringes a5, technische und Maß-Kontrollei
der Felge.
. In der sechsten Bearbeitungsstufe (Fig. F) wird nach
. In der sechsten Bearbeitungsstufe (Fig. F) wird nach
dem Walzen die Vertiefung a6 zur Reifenaufnahme im Ringman-
* tel herausgearbeitet.
In der siebten Bearbeitungsstufe (Fig. G) erfolgt ein zweites Walzen, um die parallelen Ränder a7 der Felge zu
erzeugen.
Schließlich wird in der achten Stufe', mit der die Bearbeitung abgeschlossen wird, die Felge a8 im Gesenk einer
Hydraulikpresse eingeschlossen, um die Reifenauflageflächen b sowie die Reifenaufnahme c zu erzeugen.
' Im wesentlichen sieht also das oben beschriebene, bekannte Verfahren zur Fertigung der Felge eine aus acht aufeinanderfolgenden
Stufen bestehende· Bearbeitung vor, bei der u.a. zum Abbrennschweißen eine sehr teure Schweißmaschine
. und für die von der Schere kommenden Bänder oder Abschnitte ein Kalander erforderlich sind.
Hierzu werden folgende Maschinen gebraucht:
- eine Presse zum Formen der zu schweißenden Enden,
- ein.e Maschine zum Entfernen der Schweißraupen,
- zur Kontrolle der vorgenommenen Schweißarbeiten geeignete Einrichtungen.
Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens und um die
Kosten zum Kauf der oben erwähnten Maschinen zu sparen und daher die Endkosten der Kraftfahrzeugräder herabzusetzen,
werden die Felgen aus Fließpreßrohren aus Aluminiumlegierung
mit dei" Dicke des zur Herstellung der geschweißten Felgen angewandten Bleches entsprechender Dicke mit einer
Bearbeitung gefertigt, die aus den vier in den Fig. 1 bis 4 dargestellten, aufeinanderfolgenden Stufen besteht, und zwar:
Fig, 1: Schneiden des zylinderförmigen Abschnittes a mit vorbestimmter Höhe aus dem Leichtmetall-Fließpreßrohr,
Fig. 2: erstes Walzen, um die Vertiefung d für den Reifen mit asymmetrischem Profil zu bilden, wie nachstehend
beschrieben,
Fig. 3: zweites Walzen zur Erzeugung der parallelen Außenränder e der Felge,
Fig. 4: Kalibrieren der Auflageflächen g und der
Aufnahme f für den Reifen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also die Bearbeitungsstufen zur Fertigung der Felge gegenüber den Bearbeitungsstufen zur Fertigung der·gleichen Felge aus Blechabschnitten im wesentlichen auf die Hälfte herabgesetzt und außerdem fällt die Anwendung der Schweißmaschine aus, während die Anlage zum Abscheren des Bleches durch eine Anlage zum Schneiden und zum Walzen der zylinderförmigen Rohrabschni'tte ersetzt wird, die ohne Werkstoffabfall arbeitet.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden also die Bearbeitungsstufen zur Fertigung der Felge gegenüber den Bearbeitungsstufen zur Fertigung der·gleichen Felge aus Blechabschnitten im wesentlichen auf die Hälfte herabgesetzt und außerdem fällt die Anwendung der Schweißmaschine aus, während die Anlage zum Abscheren des Bleches durch eine Anlage zum Schneiden und zum Walzen der zylinderförmigen Rohrabschni'tte ersetzt wird, die ohne Werkstoffabfall arbeitet.
Die mit dem oben beschriebenen Verfahren hergestellten Felgen werden mit gesenkgeschmiedeten Scheiben verbunden und
zusammengeschweißt, wie nachstehend anhand der Fig. 5 und 6 beschrieben, wo mit 1 die Radnabe bezeichnet ist, die mit
der Scheibe bzw. dem Speichenstern 2 ein Stück bildet und auf die mit 3 bezeichnete Felge aufgepreßt wird.
Erfindungsgemäß wird die Felge 3 mit vorbestimmter
Breite L am Umfang, in Richtung Radachse" mit einem gewalzten, radialen Vorspring 4 versehen, der als Anschlag für den Rükken
5 des Ringes 5a dient, der zum Speichenstern bzw. zur Scheibe 2 gehört und im mittleren Bereich 3a der Felge 3
eingepreßt wird.
Der vordere Rand des Ringes 5a wird gegenüber dem Felgenbereich 3a mit einer Schweißnaht 6 befestigt, die sich
am Umfang an der ganzen Winkelausdehnung jedes Randabschnittes des Speichensterns erstreckt. Ist anstelle des Speichensterns
2 eine Scheibe vorgesehen, so erstreckt sich die Schweißnaht für 360° am vorderen Umfangsrand der Scheibe
entlang.
Im dargestellten Beispiel sind mit 7 die Radpositionierbohrungen für die festen Flanschzapfen der Welle, an die
das Rad montiert wird, mit 8 die Aufnahmen für die Befestigungsschrauben, mit 9 die durchgehenden Öffnungen des Speichensterns
2, die gegebenenfalls andere Abmessungen und Profile als dargestellt haben können, und mit 10 die radiale Ver-Stärkungsrippe
des Speichensterns 2 bezeichnet.
In Fig. 6 sind mit 11 die Ventilbohrung und mit' 12,12a
die parallelen und nebeneinander liegenden Ränder der Felge 3 bezeichnet,, die in Abhängigkeit vom Querprofil des auf die
Felge zu montierenden Reifens profiliert sind.
Der Aufbau des oben beschriebenen Rades weist folgende Vorteile auf:
- im Gegensatz zu den gegossenen oder in einem Stück gesenkgeschmiedeten
Leichtmetallrädern verlangt die Felge 3 weder
Schweiß- noch andere Dreharbeiten oder mechanische Fertigbearbeitungen
,
die plastische Formänderung der Aluminiumlegierung, aus der die Felge hergestellt wird, verursacht eine Verfestigung
des Werkstoffes, die seine Beständigkeit gegen alle Beanspruchungen erhöht,
das Bett der Felge 3 weist außer der Aufnahme 11 für das Reifenventil weder Bohrungen, z.B. für Vernietungen, noch Unebenheiten
auf, die die Anwendung von schlauchlosen Reifen schwierig machen würden.
Schließlich besteht die Haupteigenschaft der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren aus Aluminiumlegierung gefertigten
Räder gegenüber genau den gleichen, aus Stahl gefertigten Rädern in der etwa 40%igen Gewichtsabnahme, während die Zeitfestigkeit
unverändert bleibt und die Produktionskosten gegenüber denjenigen der aus Leichtmetall gesenkgeschmiedeten,
einteiligen Räder beschränkt sind.
Wie bereits erwähnt, ist die Breite L der Felge 3 in Abhängigkeit vom Querschnitt des daran zu montierenden Reifens
veränderlich, während derselbe Speichenstern bzw. dieselbe Scheibe 2 innerhalb weiter Grenzen mit Felgen 3 mit
unterschiedlicher Breite L und unterschiedlichem Profil zusammengebaut werden kann.
Die beiden Bestandteile des Rades sind die einfach und rasch aus zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnitten gebildete
Felge 3 und die Scheibe bzw. der Speichenstern 2, der mit der Nabe 1 einteilig ist und gesenkgeschmiedet, anschließend in
die Felge gepreßt und hier,wie oben beschrieben, befestigt
wird.
Aus der obigen Beschreibung gehen die Merkmale des erfindungsgemäßen
Verfahrens und der damit gefertigten Leichtmetallräder für Kraftfahrzeuge deutlich hervor, die im wesentlichen
durch mehrere technische und wirtschaftliche Vorteile gekennzeichnet sind.
Claims (8)
- DIPL.-ING. J. RICHTER .: :_ - *-.:...: :__:.:>ATE KTANWA LTE. DIPL.- ING. F. WERDERMANNZÜGEL. VERTRETFP BEIM EPA · PROFESSIONAL REPRESENTATIVES BEFORE EPO MANDATAiRCf, AGREC-;, PRCS LOEb17 ^ IQR?2OOO HAMBURG 36 J. / . -> . J ? U ^NEUER WALL IO•?3> (O 4O) 34 0045/3Ί0056TELEGRAMME: INVENTIUS HAMBURGTELEX 2163 551 INTU DUNSER 2EICHFN/OUR FILE T . 8220 9~I — 4 6Anmelder:TEKSID S.p.A., Turin/ItalienTitelVerfahren zur Fertigung von Leichtmetallrädern, insbesondere für Kraftfahrzeuge, und nach diesem Verfahren hergestelltes Rad.Patentansprücheι l.lVerfahren zur Fertigung von Leichtmetallrädern, insbe- \—Ssondere von Kraftfahrzeugrädern, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Rad zwei miteinander verbundene Teile aufweist, und zwar die Felge, die aus einem zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnitt aus Leichtmetall besteht, und die Scheibe bzw. den Speichenstern, der in Axialrichtung in die Felge eingesetzt und anschließend an beiden Seiten am . Umfang geschweißt wird.v>£ IOÜUO
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Felge aus einem zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnitt besteht, der nach dem Walz- und Kalibierverfahren bearbeitet wird.
- 3. Leichtmetallrad, insbesondere Kraftfahrzeugrad, hergestellt nach dem Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Leichtmetallrad zwei Teile umfaßt, und zwar die gesenkgeschmiedete, mit der Nabe (1) einteilige Scheibe bzw. Speichenstern (2) und die aus einem Fließpreßrohrabschnitt bestehende Felge (3), in der der Speichenstern bzw. die Scheibe (2) zwischen einem ringförmigen Vorsprung (4), der gegenüber dem mittleren Bereich (3a) der Felge (3) in einer seitlichen Stellung gewalzt ist, und einer Schweißnaht (6) gepreßt und befestigt ist, die zwischen dem vorderen Rand (5a) der Scheibe bzw. des Speichensterns (2) und dem mittleren Felgenbereich (3a) ausgeführt ist.
- 4. Leichtmetallrad nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sich mit ein und derselben Scheibe und/oder Speichenstern (2) Felgen mit unterschiedlicher Breite (L) verbinden lassen, um Räder zu bilden, an die Reifen mit unterschiedlichem Querschnitt montierbar sind.
- 5. Leichtmetallrad nach Anspruch 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Felge (3) unabhängig von ihrer Breite (L) und vom Profil des Felgenbettes zur Reifenaufnahme einen gwalzten Radialvorsprung (4) am Innenumfang aufweist.INCOMPLETE COPY
- 6. Leichtmetallrad nach einem der vorangegangenen Ansprüche· 1 bis 5, bestehend aus zwei durch Einpressen und Schweißen miteinander zu verbindenden Teilen, dadurch gekennzeichnet, daß zur Fertigung eines jeden Rades eine insgesamt aus fünf Stufen bestehende Bearbeitung erforderlich ist, Querschneiden und Walzen eines zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnittes ,
Walzen zur Bildung der ringförmigen Felgenvertiefung,- Walzen zur Erzeugung der Felgenränder, - Kalibrieren der Reifenaufnahme,- Einpressen und Schweißen der Scheibe bzw. des Speichensterns . - 7. Verfahren zur Fertigung von Rädern, insbesondere von Kraftfahrzeugrädern, aus Leichtmetall nach einem der vorangegangenen Ansprüche 1 bis 6, bestehend aus einer Felge und einem in dieser eingepreßten Teil, dadurch gekennzeichnet, daß jede aus einem Fließpreßrohrabschnitt aus Leichtmetall gearbeitete und vorbestimmten Durchmesser sowie Dicke aufweisende Felge einer Bearbeitung unterworfen wird, wie- Schneiden eines zylinderförmigen Abschnittes von einem Fließpreßrohr aus Leichtmetall,erstes Walzen zur Bildung der Umfangsvertiefung zur Auflage des Reifens und des inneren Radialvorsprunges als Anschlag für die in der Felge eingepreßte Scheibe bzw. Speichenstern,- zweites Walzen zur Erzeugung der parallelen Außenränder der Felge,JNCOMPl£TEKalibrieren der Auflageflächen und der Aufnahme für den Reifen.
- 8. Felgen für Leichtmetallräder nach Anspruch 1 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Felgen aus ohne Werkstoffabfall gewalzten, zylinderförmigen Fließpreßrohrabschnitten aus Leichtmetall bestehen.
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8141 | Disposal/no request for examination |