Verfahren zum Ausrichten von Felgen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ausrichten von Fahrzeugrädern, welche aus härtbarem Aluminiumblech hergestellt sind, mit Hilfe eines oder mehrerer Formgeber.

Fahrzeugräder für Luftreifen werden hauptsächlich aus Stahl und in der Form einer zusammengesetzten Einheit, bestehend aus einer Radscheibe und einer Felge, hergestellt. Das Fahrzeugrad hat dabei bestimmten Bedingungen im Hinblick auf den Durchmesser der Felge, Umfang, Breite, Tiefe und Garadheit zu entsprechen. Nachdem die Felge durch Walzen hergestellt worden ist, wird sie auf die Radscheibe aufgezogen. Dieses geschieht üblicherweise mit Hilfe einer Spreizform oder alternativ zunächst mit einer Spreizform, welche die Felge weiter als die erforderten Abmessungen spreizt, und dann durch Druckverformung, bei welcher die Felge auf die Radscheibe gepreßt wird.

Für Räder, welche aus einem Stück hergestellt werden, z.B. gegossene oder geschmiedete Aluminiumräder, ist diese Methode weniger die geeignet, insbesondere weil diese Räder im Hinblick auftRundheit, verglichen mit herkömmlichen Stahlrädern, bereits mit geringeren Toleranzen hergestellt werden. Die Felgen von gegossenen oder geschmiedeten Aluminiumrädern werden deshalb häufig spanabhebend nachgearbeitet, um die engeren Toleranzen einzuhalten.

Bei der Herstellung von einstückigen Aluminiumrädern durch Drücken ist es wünschenswert, die Felge so zu erhalten wie sie gedrückt wurde, d.h. ohne spanabhebende Nachbearbeitung. Hierfür sind einerseits Kostengründe maßgebend, andererseits sprechen hierfür auch die vorteilhaften Eigenschaften des Metalls an der durch Drücken entstandenen Oberfläche. Drücken ergibt eine sehr gleichmäßige Verteilung des Werkstoffes in der Felge und eine außerordentliche Rundheit, welche eine geringe^-Unwucht bedeutet. Eine anschließende Wärmebehandlung, etwa in Form eines Lösungsglühens zur Homogenisierung des Werkstoffgefüges, kann jedoch die maßrichtige Form verändern, weshalb es nötig ist, das Rad erst nach dem Lösungsglühen auszurichten. Ein derartiges Verfahren ist im Zusammenhang mit Felgen, die eine Schweißnaht aufweisen, durch die US-PS 3 17? 787 bekannt geworden.

Der dem Ausrichten der Felge vorangehende Verfahrensschritt des Lösungsglühens kann erfindungsgemäß so zum Ausrichten der Felge herangezogen werden, daß das Rad zum Schrumpfen über einen Formgeber gebracht wird, während es von der Lösungsglühtemperatur heruntergekühlt wird. Hierdurch erhält man eine gleichmäßige Deformation in der Felge. Die Felge nimmt dabei den Durchmesser und die Form des Formgebers innerhalb sehr enger Toleranzen an.

Da die Felge auf den Formgeber aufschrumpft, ist eine erhebliche Kraft erforderlich, um das Rad von dem Formgeber zu entfernen. Eine bekannte und gebräuchliche Lösung dieses Problems besteht darin, daß solche Formgeber aus Segmenten aufgebaut sind, welche in radialer Richtung bewegt werden können, um das Werkstück freizugeben.

Derartige Formgeber sind jedoch aufwendig und umständlich in der Handhabung. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein einfaches Verfahren zur Ausrichtung von Fahrzeugrädern anzugeben, bei welchem die oben genannten Nachteile nicht auftreten.

Das erfindungsgemäße Verfahren mit den kennzeichnenden Merkmalen des Patentanspruchs hat den Vorteil, daß einfache Formgeber verwendet werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Figur näher erläutert. Mit 1 ist das Werkstück, also das Rad, bezeichnet. Mit Hilfe der Düse 2 wird ein Kühlmittel versprüht, welches normalerweise Wasser ist. Die entsprechenden Teile des Formgebers sind mit 3 und 4 bezeichnet.

Derartige Räder 1 werden durch Drücken aus Blech aus einer härtbaren Aluminiumlegierung hergestellt mit einer Größe, welche wenig unter dem endgültigen Durchmesser liegt. Nach der Beendigung des Lösungsglühens werden sie bei etwa gleicher Temperatur auf die geheizten Formgeber 3 und 4 gebracht, wo sie durch ein Kühlmittel auf eine bestimmte Temperatur unterhalb derjenigen der Formgeber 3 bzw. 4 gebracht werden. Dabei schrumpft die Felge des Rades 1 fest auf die Formgebpr 3 und 4 auf.

Das Rad 1 kann beispielsweise die Größe 5 1/2" J X 15" haben und bei einer Temperatur von 500°C bis 550°C lösungsgeglüht werden. Eine Vorheiztemperatur des Formgebers von 100°C hat sich in der Praxis gut bewährt. Durch Besprühen mit kaltem Wasser schrumpft - wie bereits erwähnt - die Felge des Rades 1 auf den Formgeber 3 und 4 auf, wodurch sich ein genauer Durchmesser der Felge ergibt. Innerhalb von 10 Sekunden wird dabei die Temperatur des Rades von 550°C auf Raumtemperatur gesenkt. Der Wasserzufluß wird dann abgestellt. Die beheizten Formgeber 3 und 4 geben dann Wärme an die Felge ab, welche sich wieder ausdehnt. Nach 20 Sekunden ist das Rad 1 lose und kann von den Formgel ern ₃ und 4 entfernt werden.

Wegen der hervorragenden Wärmeleitfähigkeit des Aluminiums ist es möglich, die Felge auf eine Temperatur zu kühlen, welche etwa der des Kühlmittels entspricht. Dadurch, daß die Formgeber 3 und 4 auf einer etwas höheren Temperatur - auch nach Beendigung des Kühlvorganges - gehalten werden, entsteht nach dem Abkühlen des Werkstücks ein Wärmefluß von den Formgebern 3 und 4 zu dem Werkstück, welchereine geringfügige Ausdehnung des Werkstücks zur Folge hat. Der Anstieg der Temperatur im Rad 1, welcher durch die Heizung der Formgeber 3 und 4 verursacht ist, muß mindestens so groß sein, daß sich eine thermische Ausdehnung des Rades 1 ergibt, welche der durch die Schrumpfung entstandenen Spannung entspricht. In der Praxis erfordert dieses einen Temperaturanstieg von 50 bis 60°C. Das Werkstück wird dann ausreichend ausgedehnt, um ohne zusätzliche Kräfte von den Formgebern 3 und 4 entfernt werden zu können. Auf diese Art und Weise ist die ausgerichtete Form ungestört durch äußere Einflüsse erhalten geblieben. Es ist wichtig, daß die Formgeber 3 und 4 eine gleichmäßige Temperatur behalten, um eine Herstellungsgleichmäßigkeit von Rad zu Rad zu gewährleisten.