DE1149683B

DE1149683B - Process for producing a shell-shaped body, e.g. B. a wheel disc, from a cylinder jacket made of sheet steel

Info

Publication number: DE1149683B
Application number: DEC16285A
Authority: DE
Inventors: Darwin Steward Cox
Original assignee: DARWIN STEWARD COX
Current assignee: DARWIN STEWARD COX
Priority date: 1958-02-13
Filing date: 1958-02-13
Publication date: 1963-06-06

Description

Verfahren zum Herstellen eines schalenförmigen Körpers, z. B. einer Radscheibe, aus einem Zylindermantel aus Stahlblech Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines schalenförmigen Körpers, z. B. einer Radscheibe, mit einem nach innen ragenden Flansch, der zur Befestigung an der Radnabe dient, und mit kegelförmig sich erweiterndem Mantel, dessen Außenrand mit der Radfelge verbunden ist.Method of making a bowl-shaped body, e.g. B. one Wheel disc, from a cylinder jacket made of sheet steel The invention relates to a method of making a cup-shaped body, e.g. B. a wheel disc, with an inwardly protruding flange that is used to attach to the wheel hub, and with a conically widening jacket, the outer edge of which with the wheel rim connected is.

Es ist bekannt, Radscheiben aus einem Zylindermantel herzustellen, indem eine Stirnseite des Zylindermantels durch Pressen in einem Gesenk gekrümmt und dann zu einem zur Zylinderachse senkrechten ebenen Flansch gestaucht wird, wobei sich die Wandstärke des Materials im Flansch verdickt. Bei dem weiteren Preßvorgang wird dann der Zylindermantel an dem Flansch anschließend kegelförmig erweitert, bis sein Außenrand den vorgesehenen Innendurchmesser der Felge erreicht hat. Es ist nun erwünscht, daß der kegelförmige Teil der Radscheibe sich in seiner Wandstärke in Richtung auf seinen Außenrand verjüngt, damit einerseits der Materialaufwand und somit das Gewicht der Radscheibe geringer wird und andererseits die Radscheibe, ausgehend von dem verdickten Flansch, eine nach außen zunehmende Biegsamkeit hat, die den Lauf des Rades auf der Straße verbessert. Diese Verjüngung der Materialdicke läßt sich durch Pressen nicht befriedigend erreichen und würde auch außerordentlich hohe Preßdrücke erfordern. Man hat deshalb auch schon vorgeschlagen, den kegelförmigen Teil der Radscheibe zwischen zwei Walzen mit keilförmigem Spalt auszuwalzen, indem man ihn mit dem Rad beginnend zwischen die Walzen schob. Diese Arbeitsweise erfordert nicht nur sehr komplizierte Einrichtungen, sondern führt auch dazu, daß das Material in Umfangsrichtung des Kegelteiles gestreckt wird, da ja bekanntlich beim Walzen das Material fast ausschließlich in der Walzrichtung gestreckt wird.It is known to produce wheel disks from a cylinder jacket, in that one end face of the cylinder jacket is curved by pressing in a die and then upset to a flat flange perpendicular to the cylinder axis, wherein the wall thickness of the material in the flange thickens. During the further pressing process the cylinder jacket is then widened conically on the flange, until its outer edge has reached the intended inner diameter of the rim. It it is now desirable that the conical part of the wheel disc is in its wall thickness tapers towards its outer edge, so on the one hand the cost of materials and thus the weight of the wheel disc is lower and on the other hand the wheel disc, starting from the thickened flange, has an outwardly increasing flexibility, which improves the running of the bike on the road. This tapering the material thickness cannot be achieved satisfactorily by pressing and would also be extraordinary require high pressing pressures. That is why it has already been proposed to use the conical one Roll out part of the wheel disc between two rollers with a wedge-shaped gap by starting with the wheel, you pushed it between the rollers. This way of working requires Not only very complicated facilities, but also leads to the material is stretched in the circumferential direction of the cone part, as is well known when rolling the material is stretched almost exclusively in the direction of rolling.

Die Erfindung vermeidet diese Nachteile dadurch, daß der kegelförmig vorgeformte Teil des Zylindermantels durch Drücken auf einem Drückfutter in seine Fertigform verformt und dabei in seiner Wandstärke in Richtung auf seinen Außenrand sich verjüngend gestreckt wird.The invention avoids these disadvantages in that the conical preformed part of the cylinder jacket by pressing on a pressure chuck into its Deformed finished form and thereby in its wall thickness in the direction of its outer edge is stretched tapering.

Das Verfahren soll an Hand der Zeichnungen näher erläutert werden. In dieser zeigt Fig. 1 bis 4 die Herstellung des Zylindermantels aus einem rechteckigen Blechzuschnitt, Fig.5 einen Querschnitt durch die fertige Radscheibe, Fig. 6 bis 13 den Verlauf des Preßvorganges zum Vorformen des Werkstückes in schematischer Darstellung verschiedener Möglichkeiten, Fig. 14 und 15 den Vorgang des Drückens der Radscheibe nach der Erfindung und Fig. 16 die Auswirkung des Drückvorganges beim Strecken des kegelförmig vorgeformten Mantelteiles. Wie Fig. 1 bis 4 zeigen, wird ein Blechstreifen 2 zu einem Zylinder 4 gerollt und in einer Mantellinie verschweißt. Er wird gegebenenfalls durch Glühen spannungsfrei gemacht und von Grat und Zunder befreit.The method is to be explained in more detail with reference to the drawings. In this, FIGS. 1 to 4 show the production of the cylinder jacket from a rectangular one Sheet metal blank, Fig.5 shows a cross section through the finished wheel disc, Fig. 6 to 13 shows the course of the pressing process for preforming the workpiece in a schematic Representation of different possibilities, Fig. 14 and 15 the process of pressing the wheel disc according to the invention and FIG. 16 the effect of the pressing process when stretching the conically preformed shell part. As Fig. 1 to 4 show, a sheet metal strip 2 is rolled into a cylinder 4 and welded in a surface line. If necessary, it is made stress-free by annealing and removed from burrs and scale freed.

Wie Fig. 6 zeigt, wird dann der Zylindermantel 4 zwischen den Preßstempeln 6 und 7 an einer Stirnkante nach innen und an der anderen nach außen gewölbt. Diese Verformung ermöglicht eine Weiterbearbeitung nach Fig. 7 zwischen den Preßstempeln 12 und 14, die zwischen den Preßplatten 8 und 10 liegen. Dabei krümmt sich der nach innen gebogene Rand 16 hakenförmig und wird dicker, während der nach außen gebogene Rand 18 sich kegelförmig erweitert und sich gegen einen Anschlag 17 abstützt, so daß die Stauchwirkung vergrößert wird.As Fig. 6 shows, the cylinder jacket 4 is then between the rams 6 and 7 curved inwards on one end edge and outwards on the other. These Deformation enables further processing according to FIG. 7 between the press rams 12 and 14, which lie between the press plates 8 and 10. It bends in the process inwardly curved edge 16 hook-shaped and becomes thicker, while the outwardly curved edge Edge 18 widens conically and is supported against a stop 17, so that the upsetting effect is increased.

Fig.8 zeigt schematisch eine andere Gestaltung der Presse mit den Preßstempeln 20 und 22 mit den Hilfsstempeln 26, 28 und 30 sowie mit dem Auswerfer 24. Bei dieser Pressenform wird nur eine Stirnseite des Zylindermantels nach innen gebogen.Fig.8 shows schematically another design of the press with the Press punches 20 and 22 with the auxiliary punches 26, 28 and 30 and with the ejector 24. With this type of press, only one face of the cylinder jacket is facing inwards bent.

Fig.9 und 10 zeigen schematisch eine Pressenform, durch die der nach Fig. 6 vorgeformte Zy- lindermantel 4 mit einem größeren Abschnitt nach innen gewölbt wird. Auf der Grundplatte 32 liegt der Oberstempel 36, der mit einem durch eine Feder 42 abgestützten und durch Bolzen 40 geführten Begrenzungsring 38 zusammenarbeitet. Der auf der Grundplatte 34 liegende Unterstempel 46 wird an den Stiften 48 und dem Führungsring 44 geführt, in dem ein gehärteter Einsatz 56 liegt. Dieser nimmt mit seinem Rand 52 den nach außen gebogenen Werkstückrand 54 auf und stützt ihn ab, während die Stempelflächen 53 und 55 den nach innen vorgebogenen anderen Rand hakenförmig nach innen verformen.9 and 10 schematically show a press mold, by means of which the cylinder jacket 4, which is preformed according to FIG. 6, is curved inwards with a larger section. The upper punch 36 lies on the base plate 32 and cooperates with a limiting ring 38 supported by a spring 42 and guided by bolts 40. The lower punch 46 lying on the base plate 34 is guided on the pins 48 and the guide ring 44 in which a hardened insert 56 lies. With its edge 52, this takes up the outwardly bent workpiece edge 54 and supports it, while the punch surfaces 53 and 55 deform the inwardly bent other edge inwards in the shape of a hook.

Fig. 11 zeigt eine Vorrichtung zum Vorformen des Zylindermantels durch Wälzen. Der Zylindermantel 4 wird auf einem Grundblock 60 festgelegt, in dem ein Gleitkörper 62 auf Druckbolzen 64 gleiten kann, wobei der Gleitkörper in den Zylindermantel eingreift und oben eine der gewünschten Verformung entsprechende Profilfläche 82 und eine ebene Mittelfläche 80 trägt. Darüber liegt ein Drehkörper 68, der in einem Gehäuse 70 eine oder mehrere Walzen 72, 74 trägt, die um die Achsen 76 und 78 drehbar sind. Sie haben dem gewünschten Profil entsprechende Walzflächen 84 und einen innenliegenden Bund 86. Wird der Drehkörper 68 um die Mittelfläche 80 gedreht und dabei nach unten gedrückt, so weicht der Gleitkörper 62 in den Grundblock 60 nach unten aus, während der Zylindermantel 4 mit seiner oberen Stirnkante zwischen die Walzen 84 und ihre Gegenfläche 82 tritt und zu dem gewünschten Profil verformt wird.Fig. 11 shows a device for preforming the cylinder jacket Wallowing. The cylinder jacket 4 is set on a base block 60 in which a Sliding body 62 can slide on pressure pin 64, the sliding body in the cylinder jacket engages and a profile surface 82 corresponding to the desired deformation at the top and carries a flat central surface 80. Above is a rotating body 68, which is in a Housing 70 carries one or more rollers 72, 74 which are rotatable about axes 76 and 78 are. They have rolling surfaces 84 corresponding to the desired profile and one on the inside Collar 86. If the rotating body 68 is rotated about the central surface 80 and thereby downwards pressed, the sliding body 62 deviates into the base block 60 downwards, while the cylinder jacket 4 with its upper front edge between the rollers 84 and theirs Counter surface 82 occurs and is deformed to the desired profile.

In jedem der hier beschriebenen Verfahren läßt sich der Zylindermantel 4 ohne Erhitzen vorformen, wobei Faltenbildungen sicher vermieden werden. Zur Weiterbearbeitung dient eine Presse, die in Fig. 12 und 13 schematisch dargestellt ist. Sie besteht aus einem Preßstempel 90 und einem Gesenk 92, in dem ein nachgebender Druckstempel 96 mit einer Schulter 100 vorgesehen ist. Zwischen dieser Schulter 2.00 und einem den Außenrand festlegenden Anschlag 98 wird dann der Innenflansch der Radscheibe zu einer Ebene gepreßt, wobei ein ihn begrenzender Rand 102 gebildet wird. Auch dieser Vorgang kann an kaltem Material erfolgen, das dabei entsprechend hart wird.In each of the methods described here, the cylinder jacket 4 can be preformed without heating, with the formation of folds being reliably avoided. A press, which is shown schematically in FIGS. 12 and 13, is used for further processing. It consists of a ram 90 and a die 92 in which a yielding ram 96 with a shoulder 100 is provided. The inner flange of the wheel disk is then pressed into a plane between this shoulder 2.00 and a stop 98 that defines the outer edge, an edge 102 delimiting it being formed. This process can also be carried out on cold material, which becomes correspondingly hard.

Das sich nun anschließende Drücken ist schematisch in Fig. 14 dargestellt. Der vorgeformte Zylindermantel wird auf das Drückfutter 104 gelegt und an seinem ebenen Flansch 102 durch einen entsprechenden Flansch 110 eines Klemmkörpers 108 festgelegt, während sein kegelförmiger Teil in der durch die gestrichelten Linien 114 angegebenen Stellung nach außen ragt.The subsequent pressing is shown schematically in FIG. 14. The preformed cylinder jacket is placed on the spinning chuck 104 and attached to his flat flange 102 by a corresponding flange 110 of a clamping body 108 set while its conical part in the one indicated by the dashed lines 114 specified position protrudes outwards.

Während nun das Drückfutter 104 und der Klemmkörper 108 mit dem Werkstück umlaufen, drücken eine oder mehrere Rollen, an der Kante des Flansches 112 beginnend, den kegelförmigen Teil 114 des Werkstückes auf die Mantelfläche 106 des Drückfutters 104, wie dies durch den Pfeil 113 schematisch angedeutet ist. Dabei wird das Material gestreckt und verjüngt sich, so daß die Wandstärke allmählich abnimmt.While now the press chuck 104 and the clamping body 108 with the workpiece rotate, press one or more rollers, starting at the edge of the flange 112, the conical part 114 of the workpiece on the lateral surface 106 of the spinning chuck 104, as indicated schematically by arrow 113. Thereby the material elongated and tapered so that the wall thickness gradually decreases.

In Fig. 15 ist eine etwas andere Form des Drückfutters dargestellt, durch den das Werkstück an seinem Außenrand zylindrisch wird. Schematisch ist hier auch eine Schablone 122 angedeutet, die die Rolle 116 während des Drückens führen kann.In Fig. 15 a slightly different form of the pressure chuck is shown, which makes the workpiece cylindrical on its outer edge. Schematic is here also indicated a template 122, which guide the roller 116 during the printing can.

Fig. 16 erläutert schematisch den Streckvorgang des Materials beim Drücken. In der strichpunktierten Linie 103 ist die Materialdicke 132 bis 134 in dem noch nicht bearbeiteten Werkstück 114 im wesentlichen gleich der Strecke 136 bis 138 in dem bearbeiteten Werkstück 130. Ebenso ist die Materialdicke 140 bis 142 des noch nicht bearbeiteten Werkstückes 114 etwa gleich der Strecke 144 bis 146 in dem bearbeiteten Werkstück 130. Mißt man jedoch in dem bearbeiteten Werkstück die Materialdicke senkrecht zur Oberfläche, so erkennt man deutlich die durch die Bearbeitung herbeigeführte Verjüngung und Streckung des Materials. So erhält man die in Fig. 5 dargestellte Radscheibe, die dann, z. B. durch Durchbohren des Innenflansches für die Schraubenbolzen, Abkanten od. dgl., allen Ansprüchen angepaßt werden kann.Fig. 16 schematically explains the stretching process of the material in To press. In the dash-dotted line 103, the material thickness is 132 to 134 in the workpiece 114 that has not yet been machined is essentially equal to the distance 136 to 138 in the machined workpiece 130. Likewise, the material thickness is 140 to 142 of the not yet machined workpiece 114 is approximately equal to the distance 144 to 146 in the machined workpiece 130. However, if one measures in the machined workpiece the material thickness perpendicular to the surface, one can clearly see the through the Machining induced tapering and stretching of the material. So you get the wheel disc shown in Fig. 5, which then, for. B. by drilling through the inner flange For the screw bolts, folding or the like. Can be adapted to all requirements.

Claims

Claim: Method for producing a bowl-shaped body, e.g. B. a wheel disc, made of a cylinder jacket made of sheet steel, which is then curved in a die at its edges and at the same time compressed inwards towards the cylinder axis to produce a noticeably thickened central ring part, whereupon the compressed ring part in one plane and the still cylindrical Part of the raw body is pressed outwards to form a conical part at an acute angle to the plane of the ring part, characterized in that the cone-shaped outwardly widening part is formed into a deeper shell by pressing on a circumferential pressure chuck and, at the same time, tapering in its wall thickness, is stretched. Documents considered: German Patent No. 823 135; British Patent No. 745467; U.S. Patent Nos. 2299998, 2349738, 2174640.