DE3318516C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Endbearbeitung eines aus einer Felge und einer Rad­ scheibe zusammengeschweißten Scheibenrads nach dem Ober­ begriff des Patentanspruchs 1.

Aus der US-PS 35 80 043 ist eine derartige Vorrichtung bekannt, die ein unteres und ein oberes Spannglied, die koaxial zueinander angeordnet sind und zwischen denen das Scheibenrad während der Endbearbeitung einge­ spannt wird, Kalibrierelemente, die radial auswärts des eingespannten Scheibenrads angeordnet sind, und ein Schneidwerkzeug zur Bearbeitung des Nabenabschnitts des Scheibenrads aufweist.

Die Kalibrierelemente sind durch eine Vielzahl separater kreissegment­ artiger Formteile verkörpert, die radial gegen die Außenseiten der Felgenschultern und der Hornhöhen gepreßt werden.

Dadurch entstehen auf der Außenfläche der Felge Uneben­ heiten, wodurch sich die Felge in ihrer Gestalt von der idealen Kreisform entfernt. Diese Unebenheiten entstehen folgendermaßen: bevor die Felge durch die Formteile zusammengepreßt wird, ist der Durchmesser größer als danach. Der Kreisbogen der Druckfläche eines Formteils entspricht dem Kreisbogen des zugeordneten Felgenabschnitts, nachdem die Felge durch die Formteile zusammengepreßt worden ist. Entsprechend kommt die Druckfläche jedes Formteils während des Zusammen­ preßvorgangs zunächst lediglich mit zwei einander ent­ gegengesetzten Endpunkten in Anlage an den zugeordneten Felgenabschnitt. Die Felge wird jeweils in diesen zwei Berührungspunkten jedes einem Formteil zugeordneten Felgenabschnittes mechanisch außerordentlich hoch bean­ sprucht. Dadurch werden die zwischen zwei benachbarten Berührungspunkten zweier Formteile angeordneten Ab­ schnitte der Felge radial einwärts verschoben. Die so entstandenden Unebenheiten bewirken eine Verminderung des Fahrkomforts. Außerdem wird die Felge in der be­ kannten Vorrichtung gleichzeitig auf ihrer gesamten Außenfläche zusammengepreßt. Dadurch wird beim Preßvor­ gang jede Verformung in Umfangsrichtung ausgeschlossen und der Radscheibe des Scheibenrads eine elastische Verformung auferlegt. Diese elastische Verformung ist in Folge des in Umfangsrichtung unebenen Aufbaus der Radscheibe in Umfangsrichtung ebenfalls nicht eben und bewirkt häufig einen Bruch der Radscheibe an deren schwächsten Stellen oder ein Verziehen der Radscheibe. Außerdem ist es möglich, daß sich die elastische Ver­ formung der Radscheibe nach Entlastung derselben durch Zurückfahren der Formteile zurückbildet mit der Folge, daß die räumliche Ausrichtung zwischen dem im zu­ sammengepreßten Zustand endbearbeiteten Nabenabschnitt und der Felge gestört ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die gattungs­ gemäße Vorrichtung derart weiterzubilden, daß das in ihr endbearbeitete Scheibenrad der Idealform näher­ kommt, d. h. einer exakt kreisförmigen Felge mit dem Mittelpunkt des Nabenabschnitts im Mittelpunkt der den Kreis ausbildenden Felge und mit der äußeren Be­ grenzungslinie des Nabenabschnitts als einen zu diesem Kreis konzentrischen Kreis.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch angegebene Erfindung gelöst. Die Drückrollen stellen sicher, daß die auf­ tretenden Verformungen der Felge in allen Richtungen stattfinden können und sich daher nahe dem Berührungs­ punkt ausbilden. Dadurch ist eine starke elastische Verformung der Radscheibe weitgehend ausgeschlossen. Zudem entstehen in der erfindungsgemäßen Vorrichtung keine mechanisch außerordentlich hoch belasteten Felgen­ abschnitte.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Nachstehend wird anhand der Zeichnung ein Ausführungs­ beispiel der Erfindung näher erläutert. Es zeigt

Fig. 1 eine Teilschnittansicht einer Vorrichtung zur Endbearbeitung eines Scheiben­ rads;

Fig. 2 eine im Teilschnitt gezeigte Frontansicht eines Antriebsmechanismus für die Vorrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Antriebsmechanis­ mus, der in der Vorrichtung gemäß Fig. 1 oberhalb des Scheibenrads positioniert ist;

Fig. 4 eine Schnittansicht eines Verstellmechanis­ mus für Kalibrierelemente der Vorrichtung gemäß Fig. 1; und

Fig. 5 eine im Teilschnitt gezeigte Frontansicht zur Darstellung der Vorrichtung mit den Antriebsmechanis­ mus und dem Verstellmechanismus.

Die in Fig. 1 gezeigte Vorrichtung hat ein oberes Spannglied 1 und ein unteres Spannglied 2, die sich in verti­ kaler Richtung gegenüberliegen. Das obere Spannglied 1 sowie das untere Spannglied 2 sind mit einer Form versehen, die den Innenseiten der Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6 einer Felge 4 eines Scheibenrads 3 angepaßt ist. Der Außenumfang der Spannglieder 1, 2 ist etwas größer als der Innenumfang der Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6. Das obere und das untere Spann­ glied 1, 2 wird jeweils von einem ringförmigen Körper gebildet; beide Spannglieder sitzen koaxial auf einer Achse 7.

Das obere Spannglied 1 und das untere Spannglied 2 sind an einem oberen Halter 8 bzw. an einem unteren Halter 9 angebracht, wobei die Halter 8, 9 ihrerseits an einem oberen Drehtisch 10 bzw. an einem unteren Drehtisch 11 angebracht bzw. befestigt sind. Der obere und der untere Halter 8, 9 sowie der obere und der untere Drehtisch 10, 11 sind ebenfalls koaxial zur Achse 7 des oberen und des unteren Spannglieds 1, 2.

Auf einer Seite der Drehtische 10, 11 ist eine sich vertikal erstreckende Stützrolle 12 angeordnet, gegen die beide Drehtische 10, 11 in seitlicher Richtung, d. h. radial, gedrückt werden, wobei die Drehtische 10, 11 konzentrisch zueinander gehalten werden. Sowohl der obere Drehtisch 10 als auch der untere Drehtisch 11 sind drehbar gelagert.

Seitlich angrenzend an bzw. benachbart zu den Spann­ gliedern 1, 2 sitzen als Kalibrierelemente eine obere Drückrolle 13 sowie eine untere Drückrolle 14, wobei diese Drückrollen 13, 14 senkrecht zur Achse 7 der Spannglieder 1, 2 bewegbar sind. Wenn sich die obere Drückrolle 13 dem oberen Spannglied 1 nähert, gelangt sie in Andrückkontakt mit der Außenfläche der Felgen­ schulter und Hornhöhe 5; andererseits wird die untere Drückrolle 14, wenn sie sich dem unteren Spannglied 2 nähert, gegen die Außenfläche der Felgenschulter und Hornhöhe 6 gedrückt. Die Drückrolle 13 und die untere Drückrolle 14 sind durch eine gemeinsame Lager- bzw. Stützwelle 15 gelagert; wenn sich die Stütz­ welle 15 an das Scheibenrad 3 annähert, geraten die Drückrollen 13, 14 gleichzeitig in Kontakt mit den Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6 des Scheibenrads 3. Die Stützwelle 15 ist mit einer in seitlicher, d. h. radialer Richtung arbeitenden Hydraulikkolbenzylindereinheit 16 verbunden und senkrecht zur Achse 7 vor- und zurück­ bewegbar.

An den Haltern 8, 9 ist jeweils eine Andrückein­ richtung 17 bzw. 18 angebracht. Die obere Andrück­ einrichtung 17 weist ein vertikales Führungsloch 19 auf, während die untere Andrückeinrichtung 18 ein vertikales Führungsloch 20 besitzt. Die Führungslöcher 19, 20 sind koaxial zur Achse 7 angeordnet. Die Andrückein­ richtungen 17, 18 liegen einander vertikal gegenüber, wobei dazwischen ein oberer und ein unterer Dämpfer­ körper 21, 22 angeordnet sind; die Dämpferkörper 21, 22 bestehen aus elastischem Material wie z. B. aus Urethan-Gummi. Eine Radscheibe 23 des Scheibenrads 3 ist zwischen dem oberen und dem unteren Dämpferkörper 21, 22 gehalten.

In das obere und untere Führungsloch 19, 20 ist eine vertikale Führung 24 so eingesetzt, daß sie in den Führungslöchern 19, 20 in Vertikal- und in Drehrichtung gleitend bewegbar ist. Axial mittig der Führung 24 ist ein Schneidwerkzeug 25 mit Messern bzw. Klingen auf der Außenfläche vorgesehen. Zentrisch in der Radscheibe 23 des Scheibenrads 3 ist ein Nabenabschnitt bzw. Naben­ loch 26 ausgebildet. Mit einer Vertikalbewegung der Führung 24 wird das Schneidwerkzeug 25 ins Nabenloch 26 oder aus ihm heraus bewegt. Nach dem Einsetzen der Führung 24 in die Führungslöcher 19, 20 sitzt das Schneidwerkzeug 25 konzentrisch auf der Achse 7 der Spannglieder 1, 2. Die Führung 24 und damit das Schneidwerkzeug 25 sind relativ zum oberen Drehtisch 10 und zum oberen Halter 8 in Dreh- und in Vertikal­ richtung bewegbar.

Fig. 2 zeigt, daß der untere Drehtisch 11 mit einer Welle 27 verbunden ist, die über Radiallager 28 und ein Druck- bzw. Axialdrucklager 29 in einer Lager­ box bzw. einem Lagerbock 30 gelagert ist. Die Lager­ box 30 ist an einem Bett 32 eines Rahmens 31 ange­ bracht. Das untere Ende der Welle 27 steht von der Lagerbox 30 vor und trägt dort ein darauf montiertes Antriebsritzel 33. Das Antriebsritzel 33 ist über einen Riemen 34 mit einer Drehantriebseinrichtung 35 ver­ bunden. Durch die Drehantriebseinrichtung 35 werden der untere Drehtisch 11 und das Scheibenrad 3 in Dreh­ bewegung versetzt.

Fig. 3 zeigt einen oberhalb des Scheibenrads 3 positionierten Mechanismus; der obere Drehtisch 10, an dem der obere Halter 8 angebracht ist, weist dabei eine ausreichende Starrheit auf und ist über ein Radial­ lager 37 und ein Drucklager 38 auf einem Hauptschlitten 36 gelagert. Der Hauptschlitten 36, der sich in ver­ tikaler Richtung erstreckt, ist durch eine Kolbenzylindereinheit 39 nach oben und nach unten beweg­ bar und ferner in ein Oberteil 42 des Rahmens 31 durch eine Führungsbuchse 40 und eine Führungssäule 41 der­ art gleitend verschiebbar eingepaßt, daß er in Umfangs­ richtung fixiert ist. Der Hauptschlitten 36 nimmt in sich einen Nebenschlitten 43 auf, der innerhalb des Hauptschlitzes 36 mittels einer Kolben­ zylindereinheit 44 nach oben und nach unten bewegbar ist. Gleitlager 45, 46 lagern den Nebenschlitten 43 gleitend. Im Nebenschlitten 43 ist über Lager 48, 49 eine An­ triebswelle 47 montiert. Der obere Abschnitt der An­ triebswelle 47 ist über eine Wellenkupplung 50 mit einem Antriebsmotor 51 verbunden, während der untere Abschnitt der Antriebswelle 47 mit der Führung 24 verbunden ist. Der Antriebsmotor 51 ist inner­ halb eines Gehäuses 52 montiert. Der obere Abschnitt des Gehäuses 52 ist über ein Gelenk 53 mit der Kolbenzylindereinheit 44 des Nebenschlittens 43 verbunden. Ein Gehäuse 54, das die Kolbenzylindereinheit 44 stützt, ist am Hauptschlitten 36 fixiert. Darüber hinaus ist der Nebenschlitten 43 über eine Buchse 55 und eine Führungssäule 56 derart im Hauptschlitten 36 gleitend verschiebbar, daß er in Umfangsrichtung fixiert ist.

Der in Fig. 4 dargestellte Verstellmechanismus für die Drückrollen 13, 14 weist eine Lagerwelle bzw. einen Lagerzapfen 15 auf, auf dem die Drückrollen 13, 14 angeordnet sind. Die Reaktionskräfte vom Scheibenrad 3 sind miteinander im Gleichgewicht, wenn die Drück­ rollen 13, 14 gegen das Scheibenrad 3 gedrückt werden. Die Drückrollen 13, 14 sind jeweils über ein Lager 57 drehbar auf dem Lagerzapfen 15 gelagert. Der Lagerzapfen 15 ist an einem Tragarm 58 fixiert. Der Tragarm 58 ist mit einem Endabschnitt eine Schlittens 59 verbunden, der seiner­ seits mit der radial bzw. horizontal treibenden Hydraulikkolbenzylindereinheit 16 verbunden und vorwärts und rück­ wärts entlang einem Gleitpfosten 62 bewegbar ist, der sich über Lagerbasen 60 und 61 erstreckt. Die Hydraulikkolben­ zylindereinzeit 16 ist über Bolzen bzw. Schrauben an einem Montagesitz 63 fixiert, der eine ebene bzw. flache Oberfläche besitzt und an das Bett 32 geschweißt ist.

Der Rahmen 31 umfaßt das Bett, das Oberteil 42 und Säulen 64, die über Verbindungsstangen 65 und -muttern 66 zusammengespannt sind. Die Positionierung der Ver­ bindungsstangen 65 erfolgt durch Federkeile 67. Auf dem Bett 32 sind der den unteren Drehtisch 11 drehende Antriebsmechanismus und der die Drückrollen 13, 14 bewegende Verstellmechanismus angeordnet, während an den Säulen 64 die Stützrolle 12 und am Oberteil 42 der Antriebsmechanismus für den oberen Drehtisch 10 angeordnet sind.

Zunächst wird die Radscheibe 23 in Preßsitzkontakt mit der Felge 4 gebracht, und beide werden zum Scheiben­ rad 3 zusammengeschweißt. Das somit geformte Scheiben­ rad 3 wird dann dem Formgebungsprozeß für die Felgen­ schultern und Hornhöhen 5, 6 auf beiden Seiten der Felge 4 und einem Ausrichtprozeß zwischen den Felgen­ schultern und Hornhöhen 5, 6 und dem Nabenloch 26 unter­ worfen.

Das Scheibenrad 3 wird auf das untere Spannglied 2 gesetzt. Dann wird das obere zum unteren koaxiale Spann­ glied 1 durch Betätigung der Kolbenzylindereinheit 39 nach unten bewegt, so daß das Scheibenrad 3 zwischen den Spanngliedern 1, 2 zusammengedrückt wird. Zur gleichen Zeit gelangen die äußeren Umfangsabschnitte der Spannglieder 1, 2 in Andruckkontakt mit den Innen­ flächen der auf beiden Seiten der Felge 4 ausgebildeten Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6. Indem das obere Spannglied 1 nach unten druckbeaufschlagt wird, wird das Scheibenrad 3 automatisch konzentrisch zur Achse 7 der Spannglieder 1, 2 ausgerichtet.

Dann wird der untere Drehtisch 11 durch die Drehantriebs­ einrichtung 35 in Drehbewegung versetzt, so daß die Halter 8, 9, die Spannglieder 1, 2 sowie das Scheibenrad 3 zusammen mit dem unteren Drehtisch 11 rotieren, weil der obere Drehtisch 10 gegen den unteren Drehtisch 11 gedrückt wird. Während das Scheibenrad 3 gedreht wird, werden die Drückrollen 13, 14 durch die Hydraulikkolbenzylindereinheit 16 auf das Scheibenrad 3 zu bewegt und jeweils gegen die Felgen­ schulter und Hornhöhe 5, 6 gedrückt. Wenn die auf dem Lagerzapfen 15 gelagerten Drückrollen 13, 14 gegen die Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6 gedrückt werden, drehen sie sich um den Lagerzapfen 15. Die Felgen­ schulter und Hornhöhe 5 wird zwischen der oberen Drück­ rolle 13 und dem oberen Spannglied 1 gehalten und somit einem Formprozeß unter Drallstabilisierung unterworfen; andererseits wird die Felgenschulter 5 und Hornhöhe 6 zwischen der unteren Drückrolle 4 und dem unteren Spannglied 2 gehalten und demselben Formprozeß unter­ worfen. Hierdurch werden lokale bzw. örtliche Ver­ formungen der Felgen 4 beseitigt und die Felgenschultern und Hornhöhen 5, 6 werden exakt rund geformt.

Selbst wenn die Spannglieder 1, 2 in seitlicher Richtung durch die Drückrollen 13, 14 belastet werden, so gelangen sie niemals in eine exzentrische Lage zu­ einander, da die Drehtische 10, 11 seitlich durch die Stützrolle 12 gehalten werden. Da der Formprozeß unter Drallstabilisierung durchgeführt wird, während die Drückrollen 13, 14 gleichzeitig gegen die koaxialen Spannglieder 1, 2 gedrückt werden, werden die Felgen­ schultern und Hornhöhen 5, 6 auf beiden Seiten der Felge 4 konzentrisch zueinander geformt.

Während oder nach diesem Formprozeß wird das Schneid­ werkzeug 25, das koaxial zu den Spanngliedern 1, 2 sitzt, in das Nabenloch 26 der Radscheibe 23 einge­ führt; es bearbeitet auf diese Weise die Innenober­ fläche des Nabenlochs 26. Das Einsetzen des Schneid­ werkzeugs 25 in das Nabenloch 26 wird dadurch be­ werkstelligt, daß der Nebenschlitten 43 vertikal mittels Kolbenzylindereinheit 44 bewegt wird, während die spanende Bearbeitung des Nabenlochs 26 dadurch bewerkstelligt wird, daß die Antriebswelle 47 durch den Antriebsmotor 51 gedreht wird, um die Führung 24 und das Schneidwerkzeug 25 zu drehen. Die Bearbeitung des Nabenlochs 26 kann auch ohne den Antriebsmotor 51 bewerkstelligt werden, weil das Scheibenrad 3 relativ bezüglich des Schneidwerkzeugs 25 gedreht wird.

Die Drehbewegung des Schneidwerkzeugs 25 mittels des Antriebsmotors 51 ermöglicht eine glatte und sanfte Bearbeitung bzw. Nachbearbeitung des Nabenlochs 26.

Weil das Schneidwerkzeug 25 koaxial zu den Spann­ gliedern 1, 2 sitzt, sind die Felgenschultern und Horn­ höhen 5, 6 und das Nabenloch 26 konzentrisch zueinander.

Claims (3)

1. Vorrichtung zur Endbearbeitung eines aus einer Felge und einer Radscheibe zusammengeschweißten Schei­ benrads, mit einem oberen und einem koaxial zu diesem angeordneten unteren Spannglied, zwischen denen das Scheibenrad eingespannt wird, wobei die Spannglieder derart ausgebildet sind, daß sie jeweils an den Innen­ seiten der Felgenschulter und der Hornhöhe des Scheiben­ rads anliegen, Kalibrierelementen, die radial auswärts des eingespannten Scheibenrads angeordnet sind, und einem Schneidwerkzeug, das koaxial zu den Spanngliedern angeordnet ist und den Nabenabschnitt des Scheibenrads bearbeitet, gekennzeichnet durch eine obere und eine untere Drückrolle (13, 14) als Kalibrierelemente.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die obere Drückrolle (13) gegen die Außenseite der oberen Felgenschulter und Hornhöhe (5) und die untere Drückrolle (14) gegen die Außenseite der unteren Felgen­ schulter und Hornhöhe (6) anliegen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Drückrollen (13, 14) indirekt durch eine Drehung der Spann­ glieder (1, 2) antreibbar sind.