DE20314146U1 - Gewichtsoptimierte Luftreifenfelge und Vorrichtung zu deren Herstellung - Google Patents
Gewichtsoptimierte Luftreifenfelge und Vorrichtung zu deren HerstellungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gewichtsoptimierte Luftreifenfelge gemäß
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu deren Herstellung.
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Vorrichtung zu deren Herstellung.
Zur Herstellung einer solchen Luftreifenfelge ist es beispielsweise aus der DE-OS 26 47 464 bekannt, auf einem längsgeschweißten, zylindrischen Rohrabschnitt, der auch als Bandage bezeichnet wird, durch Andrücken mindestens einer rotierenden Drück- oder Streckrolle in Korrespondenz mit einem Werkzeug-Innenfutter die Ausgangswandstärke, also die des Rohrabschnitts, zu verdünnen unter gleichzeitiger Längenstreckung, so daß sich partiell unterschiedliche, funktionsabhängig vorgegebene Wanddicken über rotationssymmetrische Bereiche ergeben.
So wird üblicherweise die Felgenschüssel mit dem Felgenbett im Bereich eines Tiefbettes verschweißt, wozu dies eine bestimmte Wanddicke haben muß.
Aufgrund von geforderten Gewichtsoptimierungen sollen die Bereiche, die, im Gegensatz zu dem genannten Schweißbereich, keiner besonderen Beanspruchung unterliegen, so dünn wie möglich ausgebildet sein, so daß die ursprüngliche Wand-
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- EjJROf EAjJ PATENT AND TRADEMARK ATTORNEYS
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dicke, die bei der fertigen Luftreifenfelge lediglich in den genannten beanspruchten Bereichen noch vorliegt, durch Fließpressen entsprechend reduziert wird.
Allerdings ist dies mit einer Reihe von Nachteilen verbunden. So sind beispielsweise mehrere Arbeitsschritte erforderlich, um die Wandstärkenreduzierung zu erreichen, was zu relativ hohen Fertigungszeiten und sich daraus ergebenden hohen Fertigungskosten führt.
Hierzu trägt auch bei, daß die Ränder der Flanken durch das Fließpressen, also das Strecken des Materials, „zipfelig" werden, d. h., es entsteht eine im weitesten Sinne ausgefranste Kante, die eine Nachbearbeitung erforderlich macht.
Insbesondere unter dem Gesichtspunkt, daß solche Luftreifenfelgen als Serienteile in großen Stückzahlen hergestellt werden, kommt den genannten Nachteilen eine besondere Bedeutung zu.
Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Luftreifenfelge der gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, daß deren Herstellungszeiten verkürzt werden und damit eine kostengünstigere Fertigung möglich ist.
Diese Aufgabe wird durch eine Luftreifenfelge gelöst, die die Merkmale des Anspruchs 1 aufweist sowie durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 7.
Der als Rohling eingesetzte Rohrabschnitt weist fertigungsbedingt in seiner Wandstärke relativ große Toleranzen auf, die bisher beim Fließpressen auf eine vorbestimmte Wandstärke der Flanken zu den genannten Zipfelungen der Ränder führte.
Durch die Erfindung hingegen ist ein exaktes, vorherbestimmbares Materialvolumen gegeben, das für die weitere Bearbeitung der Flanken (Längenstreckung, Konturierung und Bringen auf vorbestimmte Wandstärken) zur Verfügung steht.
Dabei wird die Längenstreckung, die sich aus der mittels Drückwalzen durchgeführten, gegebenenfalls partiellen Wandstärkenreduzierung ergibt, vorzugsweise
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durch einen Anschlag begrenzt, der an der Mantelfläche des Werkzeug-Innenfutters umlaufend vorgesehen ist und an dem die jeweilige Flanke in Endstellung, also nach Beendigung des Drückwalzens anliegt.
Durch das nach dem Drückwalzen definiert vorliegende Volumen der Flanken ist auch deren Länge nach Beendigung der Verformung, unter Berücksichtigung der gewünschten Wandstärken, bestimmbar.
Hierdurch ist nicht nur eine maßlich genaue Fertigung des Felgenbettes möglich, sondern es kann auch auf das nachträgliche Besäumen der Ränder verzichtet werden, da aufgrund des bei jedem als Serienprodukt herzustellenden Felgenbettes gleiche Flanken-Volumina nach dem ersten Verfahrensschritt vorliegen.
Das sich aus den Dickentoleranzen ergebende überschüssige Material wird bei der Wandstärkenegalisierung in die Tiefbettzone geschoben, wo es zu einer Wandverstärkung führt.
Als Ausgangswandstärke des Rohrabschnitts kann daher eine solche gewählt werden, die geringer ist als die Endwandstärke im Bereich der Tiefbettzone, deren Enddicke sich wiederum ergibt aus der Ursprungs-Wandstärke und dem zugetragenen Toleranz-Material der Flanken.
Nach einem weiteren Gedanken der Erfindung ist vorgesehen, daß vor der Egalisierung der Wandstärke des dann noch zylindrischen Rohrabschnitts als Ausgangprodukt dieser an zumindest einer, vorzugsweise jedoch beiden Endseiten aufgeweitet ist.
In diesem Fall ist der Durchmesser des zylindrischen Rohrabschnitts kleiner als der größte Außendurchmesser des durch die nachfolgenden Bearbeitungsschritte herzustellenden Felgenbetts, wohingegen der Durchmesser des Rohrabschnitts dem größten Durchmesser des Felgenbetts entspricht, wenn auf die endseitige Aufweitung verzichtet wird.
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- qjROf EAJl PAJENT AND TRADEMARK ATTORNEYS 'AnnieTdungstext vom 03.09.2003
Da das Materialvolumen der Felge in jedem Fall gleich bleibt, ist entsprechend bei geringerem Durchmesser des Einsatz-Rohrabschnitts eine größere Breite oder Wandstärke des Rohrabschnitts vorzusehen.
Die genannte Aufweitung des Rohrabschnitts hat fertigungstechnische Vorteile, da beim anschließenden Drücken zur Konturierung ein unkontrolliertes Auswandern der Endbereiche verhindert wird.
Eine Vorrichtung zur Herstellung des Luftreifenfelge ist so ausgebildet, daß zur Aufnahme des zylindrischen Rohrabschnitts ein zweiteiliges, an seiner äußeren Mantelfläche konturiertes Werkzeug-Innenfutter vorgesehen ist, wobei die beiden Werkzeug-Innenfutter-Teile relativ zueinander axial bewegbar sind.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen sowohl der Luftreifenfelge wie auch der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
Die erfindungsgemäße Luftreifenfelge wird nachfolgend anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zeigen, nochmals beschrieben.
Es zeigen:
Figuren
1 und 2 eine Vorrichtung zur Durchführung eines ersten Herstellungsschritts, jeweils im Längsschnitt dargestellt,
Figuren
3 und 4 jeweils eine weitere Vorrichtung für jeweils folgende Herstellungsschritte, ebenfalls im Längsschnitt gezeigt,
Figur 5 ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Vorrichtung zur Durchführung eines ersten Herstellungsschritts in einem schematischen Längsschnitt.
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- EjJRO{EA]J PAJENT AND TRADEMARK ATTORNEYS
·* *· "AnnlbTdungstext vom 03.09.2003 Seite 5
Eine in den Figuren 1 und 2 gezeigte Vorrichtung zur Herstellung einer gewichtsoptimierten Luftreifenfelge, bei der aus einem zylindrischen Rohrabschnitt la, vorzugsweise aus Stahl, durch Kaltverformen ein Felgenbett 1 mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt wird, das anschließend mit einer nicht dargestellten Felgenschüssel verbunden wird, vorzugsweise durch Verschweißen.
Diese Vorrichtung weist ein Werkzeuginnenfutter 2 auf, das aus einem ersten Futterteil 3 und einem zweiten Futterteil 4 besteht, die in axialer Richtung federbelastet relativ zueinander bewegbar sind.
Der Außenmantel des Werkzeuginnenfutters 2 ist mit einer Vorkontur 5 versehen, in die mittels Drück/Walz-Rollen 8 der Rohrabschnitt 1 entsprechend eindrückbar ist.
Aus der Figur 1 ist der Beginn der Herstellung erkennbar, bei der der zylinderförmige Rohrabschnitt la außenseitig an dem Werkzeuginnenfutter 2 anliegt.
Ausgehend von den beiden Endseiten des Rohrabschnitts la wird mittels der Drück/Walz-Rollen 8 toleranzbedingtes Überschußmaterial eines jeweiligen bestimmten, eine Flanke 6 bildenden rotationssymmetrischen Bereichs unter Egalisierung der Wandstärke Sl in den Bereich einer Tiefbettzone 7 verschoben, von dem aus sich beidseitig die gebildeten Flanken 6 unter gleicher Wandstärke S2 erstrekken. Dabei nehmen sowohl die Tiefbettzone 7 wie auch die Flanken 6 die von der Vorkontur 5 vorbestimmte Form an.
Das toleranzbedingte Überschußmaterial führt zu einer Verdickung der Wandstärke S3 der Tiefbettzone 7 gegenüber der ursprünglichen Wandung, während diese im Bereich der Flanken 6 so weit egalisiert ist, daß sie beispielsweise dem unteren Toleranzmaß entspricht.
Beispielhaft wird als Ausgangswandstärke des Rohrzylinders la eine Dicke von 3,5 +. 0,1 angegeben, so daß die Wandstärke S2 der Flanken 6 3,4 ist, während die Wanddicke S3 der Tiefbettzone 7 etwa 3,85 sein kann. Hier hat die Egalisierung
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** *· "AnnTeldungstext vom 03.09.2003 Seite 6
der Wandstärke im Bereich der Flanken 6 zu einer Verdickung der Tiefbettzone 7 gegenüber dem ursprünglichen Materialeinsatz geführt.
Um den Rohrabschnitt 1 a in axialer Richtung zu halten und um zu verhindern, daß beim Walzen eine axiale Streckung erfolgt, weisen sowohl das erste Futterteil 3 wie auch das zweite Futterteil 4 einen umlaufenden Anschlag 9 auf, an dem sich zunächst der Rohrabschnitt la und im weiteren Verlauf des Verfahrens das vorkonturierte Felgenbett 1 endseitig abstützt.
Entsprechend der durch die Vorkonturierung erfolgenden Längenverkürzung des Rohrabschnitts la wird das zweite Futterteil 4 mit Federkraft nachgeführt, bis es eine Endstellung erreicht, wie sie in Figur 1 gestrichelt gezeigt ist und wie sie die Figur 2 wiedergibt.
Im folgenden Schritt werden die Flanken 6 unter Streckung nach außen hin weiter konturiert, wie dies in der Figur 3 erkennbar ist.
Hier ist ein weiteres Werkzeuginnenfutter 2a dargestellt, dessen erstes und zweites Futterteil 3a bzw. 4a gegenüber dem ersten und zweiten Futterteil 3 bzw. 4 nach Figuren 1 und 2 einen veränderten und gestreckten Verlauf der Kontur 5 a aufweisen.
Mittels dieser Vorrichtung, die zumindest eine Drück/Walz-Rolle 8 aufweist, sind die jeweils unterschiedlichen Wandstärken der Flanken 6 herstellbar.
Unter Längenstreckung wird eine der beiden Flanken 6, ausgehend von der Tiefbettzone 7, mittels der von innen nach außen drückenden Drück/Walz-Rolle 8 auf eine Wanddicke S4 gebracht, die unter Bezugnahme auf die vorherigen Maßangaben beispielsweise 2,6 sein kann.
Die gegenüber liegende Flanke 6 hingegen wird so weit gestreckt, daß sich innerhalb der Flanke 6 ein rotationssymmetrischer Bereich mit der Wandstärke ebenfalls S4 = 2,6 und ein anderer Bereich mit der Wandstärke S5 = 1,8 ergibt.
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' ** *· »»AnnifeTdungstext vom 03.09.2003 Seite 7
Endseitig wird die Verformung der Flanken 6 durch Anschläge 9a begrenzt, die umlaufend am ersten bzw. zweiten Futterteil 3a bzw. 4a vorgesehen sind und jeweils den Abschluß der Kontur 5a bilden.
Das zuvor durch die Egalisierung der Flanken 6 genau bestimmbare Volumen findet sich wieder in der nun demgegenüber größeren axialen Erstreckung und der teilweise partiell verringerten Wandstärke.
In jedem Fall sind die Höhe des Felgenbettes 1 und die Wandstärken der Flanken 6 exakt vorherbestimmbar.
In einer folgenden Weiterbearbeitung des Felgenbettes 1, wie sie in der Figur 4 gezeigt ist, werden die Endbereiche der Flanken 6 durch Formrollen 10 endbearbeitet. In an sich bekannter Weise werden hierbei umlaufende Felgenhörner 11 und Bukkel 12 (humps) angeformt, die der Aufnahme eines Reifens dienen.
Auch hier ist ein Werkzeuginnenfutter 2b vorgesehen, das aus einem ersten Futterteil 3b und einem zweiten Futterteil 4b besteht, die außenseitig zumindest teilweise der Kontur des Felgenbettes 1 entsprechend geformt sind.
In der Figur 5 ist erkennbar, daß der größte Durchmesser der Futterteile 3, 4 im Bearbeitungsbereich bzw. im Anlagebereich mit dem Rohrabschnitt la größer ist als der lichte Durchmesser dieses Rohrabschnitts la, so daß der zunächst zylindrische Rohrabschnitt la mit seinen Endkanten an der jeweils zugeordneten Vorkontür 5 der Futterteile 3, 4 anliegt.
Bei einem axialen Zustellen der Futterteile 3, 4 zueinander werden die Endbereiche des Rohrabschnitts la jeweils zu einer Aufweitung Ib verformt.
Die weitere Bearbeitung, d. h. die Konturierung auch in den Endbereichen erfolgt, wie beschrieben, mittels der Drück/Walz-Rollen 8.
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**AnnTe!dungstext vom 03.09.2003 Seite 8
| 1 | Felgenbett |
| la | Rohrabschnitt |
| Ib | Aufweitung |
| 2 | Werkzeug-Innenfutter |
| 2a | Werkzeug-Innenfutter |
| 3 | erstes Futterteil |
| 3a | erstes Futterteil |
| 4 | zweites Futterteil |
| 4a | zweites Futterteil |
| 5 | Vorkontur |
| 5a | Kontur |
| 6 | Flanke |
| 7 | Tiefbett-Zone |
| 8 | Drück/Walz-Rolle |
| 9 | Anschlag |
| 9a | Anschlag |
| 10 | Formrolle |
| 11 | Felgenhorn |
| 12 | Buckel |
Claims (15)
1. Gewichtsoptimierte Luftreifenfelge, bei der aus einem vorzugsweise aus einem geschweißten Rohr hergestellten Rohrabschnitt (1a) durch Kaltverformen ein Felgenbett (1) mit rotationssymmetrisch partiell unterschiedlichen Wanddicken hergestellt und anschließend mit einer Felgenschüssel verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandung des Rohrabschnitts (1a), ausgehend von den beiden Endseiten her, jeweils über einen bestimmten rotationssymmetrischen Bereich, der eine Flanke (6) bildet, unter Bildung einer Vorkontur auf eine weitgehend exakte Wandstärke (S2) gebracht ist, wobei das toleranzbedingte Überschußmaterial der Flanken (6) in eine Tiefbettzone (7) zwischen den beiden Flanken (6) geschoben ist, und daß danach die Flanken (6) durch Drückwalzen unter Streckung zum freien Randbereich hin konturiert und in ihrer Dicke (54, 55), gegebenenfalls partiell unterschiedlich, auf ein vorbestimmtes Maß reduziert sind.
2. Luftreifenfelge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zylindrische Rohrabschnitt (1a) vor der Egalisierung der Wandstärke (S 1) an zumindest einer, vorzugsweise beiden Endseiten aufgeweitet ist.
3. Luftreifenfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Flanken (6) bei der Streckung mit ihren Stirnseiten gegen einen Anschlag (9a) gedrückt sind.
4. Luftreifenfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkonturierung der Flanken (6) und deren Egalisierung der Wandstärke (S1) durch Walzen erfolgt ist.
5. Luftreifenfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das toleranzbedingte Überschußmaterial der Flanken (6) für eine weitgehend gleichmäßige Verdickung der Wandstärke (53) des Tiefbettes (7) genutzt ist.
6. Luftreifenfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Felgenbett (1) während der Streckung der Flanken (6) zu einer Endkontur geformt ist.
7. Luftreifenfelge nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die freien Endbereiche der Flanken (6) nach deren Streckung durch Formrollen endbearbeitet sind.
8. Vorrichtung zur Herstellung der Luftreifenfelge nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Vorkonturierung des Felgenbettes (1) und Egalisierung der Wandstärke der Flanken (6) ein Werkzeug-Innenfutter (2) vorgesehen ist, das ein erstes Futterteil (3) und ein zweites Futterteil (4) aufweist, die in axialer Richtung relativ zueinander bewegbar sind und deren äußere Mantelflächen eine Vorkontur (5) aufweisen.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der größte Durchmesser der Futterteile (3, 4) im Bearbeitungsbereich größer ist als der lichte Durchmesser des zunächst zylindrischen Rohrabschnitts (1a).
10. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorkontur (5) durch umlaufende Anschläge (9) in Form einer Kante begrenzt ist.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-10, dadurch gekennzeichnet, daß das axial bewegbare Futterteil (3) oder (4) federbelastet gegen das andere Futterteil (3) oder (4) bewegbar ist.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß ein weiteres Werkzeug-Innenfutter (2a) vorgesehen ist, das aus einem ersten Futterteil (3a) und einem zweiten Futterteil (4a) besteht und das mantelseitig eine Kontur (5a) aufweist, die der Kontur des fertigen Felgenbetts (1) im Bereich der Flanken (6) entspricht.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur (Sa) endseitig durch jeweils einen umlaufenden Anschlag (9a) begrenzt ist.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-13, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Drück/Walz-Rolle (8) vorgesehen ist, mit der der Rohrabschnitt (1a) in die Vorkontur (5) bzw. die Kontur (Sa) eindrückbar ist.
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-14, dadurch gekennzeichnet, daß Formrollen (10) vorgesehen sind, mit denen die Endbereiche des konturierten Felgenbetts bearbeitbar sind.
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