DE1933227B2 - Fahrzeugrad - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft ein Fahrzeugrad, das aus einer Radscheibe und aus einer Felge besteht, die mit der Radscheibe durch Punktschweißung mit nachfolgender Kaltverformung verbunden ist.

Fahrzeugräder, insbesondere Kraftfahrzeugräder, müssen über längere Fahrzeiten hohe Geschwindigkeiten aushalten, und sie sollen dabei ein möglichst geringes Gewicht haben. Während aus punktverschweißten Radscheiben und Felgen bestehende Räder die Forderung nach leichtem Gewicht erfüllen und auch wirtschaftlich herzustellen sind, läßt die Dauerfestigkeit der bekannten Fahrzeugräder der angegebenen Art zu wünschen übrig. Bei einem bekannten Rad der oben beschriebenen Art (deutsche Auslegeschrift U 15 698) wurden zur Verbesserung der Dauerfestigkeit die miteinander verbundenen Radteile nach dem Verschweißen an den Schweißstellen, d. h. neben der Schmelzzone, einer Kaltverformung unterworfen. Diese Maßnahme beruht auf der Annahme, daß die fehlende Dauerfesiigkeit der Punktschweißverbindungen auf einer Vergröberung des Materialgefüges und auf den Ausglüheffekt zurückzuführen ist.

Es wurde nun die Erkenntnis gewonnen, daß bei der Punktverschweißung der Felge und der Radscheibe in den Schweißverbindungen Zugspannungen verbleiben. Diese Zugspannungen rühren von dem Schwinden des sich abkühlenden Metalls in den Schweißverbindungen her, weil die Schweißverbindungen von kaltem, also nicht in gleicher Weise verformbarem Metall umgeben sind. Aus diesen Zugspannungen ergibt sich die verminderte Dauerfestigkeit der bisherigen punktverschweißten Fahrzeugräder, und als ihre Folge können in den Schweißverbindungen Ermüdungsbrüche und -risse auftreten. Aus der Erkenntnis der wahren Ursachen dieses Mangels ergibt sich, daß eine Kaltverformung der miteinander verbundenen Teile neben der Schmelzzone der Punktschweißverbindungen die verbleibenden Zugspannungen und ihre schädlichen Folgen nicht beseitigen kann.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Fahrzeugrad der eingangs geschilderten Art zu schaffen, bei dem das Auftreten von Zugspannungen und Ermüdungsrissen in dem Metall verzögert oder sogar völlig vermieden wird, so daß es zu keiner frühzeitigen Schwächung des Zusammenhalts zwischen Felge und Radscheibe kommt.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die Schmelzzonen der Punktschweivßerbindungcn durch Zusammenpressen unter Bildung bleibender, kalottenartig runder oder länglicher, die Wandstärke vermindernder Prägeeindrücke gestaucht sind.

Der durch die Erfindung erzielte Vorteil liegt nicht nur in der verbesserten Dauerfestigkeit der Punktschweißverbindungen zwischen Felge und Radscheibe, sondern auch darin, daß die Felge In Folge des Ausbleibens frühzeitiger Ermüdungsrisse ihre Dichtigkeit behält, was bei schlauchlosen Reifen von wesentlicher Bedeutung ist.

In einer besonderen Ausführungsform der Erfindung erstrecken sich die Prägeeindrücke auch auf wenigstens einen Teil des Zwischenraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden Punktschweißverbindungen. Es ist aber auch möglich, daß ein Prägeeindruck den gesamten Radumfang einnimmt und damit die Schmelzzonen aller Punktschweißverbindungen enthält.

Die Erfindung erstreckt sich fernerhin auf ein technisch und wirtschaftlich vorteilhaftes Verfahren zur Herstellung eines die vorstehenden Merkmale uafweisenden Fahrzeugrads. Nach diesem Verfahren können die Schmelzzonen der Punktschweißverbindungen mit Hilfe von zwei gleichzeitig auf die beiden Seiten der Schweißverbindungen einwirkenden Stempeln zusammengedrückt werden. Die Stempel können einen halbkugeligen Kopf mit einem Radius zwischen 10 und 25 mm hbaen und an den Punktschweißstellen zentriert werden, während die Druckkraft zwischen 5 und 20 t beträgt.

Die Stauchung der Schmelzzonen der Punktschweißverbindungen kann auch durch zwei gleichzeitig auf die beiden Seiten der Schweißverbindungen einwir-

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kende Rollen erfolgen, die längs der die Punktschweiß- schweißung ist mittels zweier Rollen 20 und 21 mit

stellen enthaltenden Umfangszone entlanggeführt wer- Prägeeindrücken versehen, indem die Rollen durch

den. Dabei kann der Kontakt zwischen den Rollen nicht dargestellte Mittel gegeneinander gedrückt

und dem Rad längs des gesamten Radumfangs gleich- werden.

bleibend sein, doch können die Rüden in besonderen 5 üie Fig. 4 und 5 zeigen im Grundriß einen Teil der Fällen mit dem Rad längs des Radumfangs auch inter- Felge. Aus jeder der Figuren sind drei aufeinandermittierend in Kontakt gebracht werden. Wird die folgende Punktschweißstellen mit Schmelzzonen 8 er-Punktschweißung mit Hilfe von Elektroden von nicht sichtlich. Ferner läßt Fig. 4 eine ringförmig durchkieisförmi^em Querschnitt ausgeführt, so empfiehlt es laufende Prägefläche 25 erkennen, die die Schmelzsich, die Form der Prägewerkzeuge derjenigen der io zonen 8 der Punktschweißstellen enthält und eine Tiefe Elektroden anzupassen. von einigen Zehnteln mm hat. Diese durchlaufende

Die Zeichnung zeigt Ausführungsbeispiele der Eifin- Prägefläche kann mit Hilfe der sich vorwärtsbewegen-

dung, und zwar sind den Rollen 20 und 21 hergestellt werden. Gemäß Fig. S

Fig. 1 ein radialer Halbschnitt durch ein Rad gemäß ist die durchlaufende ringförmige Prägefläche 25 durch

der Erfindung, i5 voneinander getrennte Prägeeindrücke 30 ersetzt, die

Fig. 2 eine in größerem Maßstabe gezeichnete, jeweils über die Schmelzzone 8 der Punktschweißstellen

schaubildliche Ansicht zweier Stempel, die an der in der Umfangsrichtung hinausragen. Die voneinander

Schmelzzone einer Punktschweißstelle angesetzt sind, getrennten Prägeeindrücke 30 werden ebenfalls mit

Fig. 3 ein Halbschnitt gemäß Fig. 1, woraus eine Hilfe der Rollen 20 und 21 erzeugt, die hier jedoch

zwischen zwei Rollen in d^r Schmelzzone zusammen- »o auf die Felge und die Scheibe einen sich ändernden

gepreßte und damit gestauchte Punktschweißstelle Druck ausüben,

ersichtlich ist und Bei allen oben beschriebenen Beispielen ist es mög-

Fig. 4 und 5 je ein Grundriß eines Felgenteils mit lieh, die Schmelzzonen der Punktschweißstellen nur

einer einzigen durchlaufenden Prägefläche (Fig. 4) auf einer ihrer Seiten, zweckmäßig auf der Seite der

bzw. getrennten Prägeflächen (Fig. 5). »5 Felge 1, mittels eines einzigen Stempels oder einer

Die Fig. 1 zeigt eine Felge 1 eines Fahrzeugrads von einzigen Rolle mit einem Prägeeindruck zu versehen, üblicher Form. Die Felge hat zwei Wulstsitze 2, zwei Die andere Seite wird in diesem Falle durch eine Auf-Felgenhörner 3 und eine Rinne 4, deren Boden 5 im lage unterstützt, die in dem Metall der Punktschweißwesentlichen zylindrisch ist. Mit dieser Felge 1 ist der stelle keinen Prägeeindruck hervorruft,
zylindrische Rand 7 der Radscheibe 6 durch Punkt- 30 Die Herstellung von Rädern nach Fig. 1 mittels der schweißung verbunden. In der Mitte des schraffierten Vorrichtung nach Fig. 2 kann mit den nachfolgend Bereichs 9 befindet sich eine Punktschweißstelle mit angegebenen Werten erfolgen:
der Schmelzzone 8. Aus Gründen einer deutlicheren . . . .
Darstellung sind die Abmessungen dieser Punkt- Beispiel 1 beispiei ι
schweißsteile vergrößert. 35 Radgröße 4J-15 5J-15

Auf beiden Seiten der Schmelzzone 8 sind an der Stärke der Felge

Außenfläche des Bodens der Felge 5 bzw. an der (Felgenboden) .. 1,8 mm 2,8 mm
Innenfläche des Randes 7 der Radscheibe Prägeein- Stärke der Scheidrücke 10 bzw. 11 in Form einer Kugelkalotte erkenn- be (am Rande) .. 1,8 mm 3,0 mm
bar, deren Durchmesser an der Oberfläche etwa dem- 40 Anzahl der Punktjenigen des Bereichs 9 entspricht und deren Tiefe etwas schweißsteilen... 12 12

eniger als bis zur Hälfte der Metallstäike der Rad- Durchmesser der

scheibe bzw. der Felge reicht. verwendeten

Fig. 2 zeigt auf der einen und auf der anderen Seite Elektrode 12 mm 12 mm

der Schmelzzone 8 der Schweißverbindung zwischen 45 Durchmesser der

dem Blech 5 und dem Blech 7 zwei Stempel 15 mit Punktschweiß-

einem halbkugelförmigen Kopf 16 mit dem Radius R. stelle etwa 10 mm etwa 10 mm

Diese Stempel werden mit gegeneinander gerichteten Radius R 25 mm 25 mm

Kräften F auf die Schmelzzone aufgedrückt. Kraft F 10 t 101

Fig. 3 zeigt einen radialen Teilschnitt durch eine 50 Durchmesser des

Felge 1, die mit einer Scheibe 6 durch Punktverschwei- Prägeeindrucks

ßungen verbunden ist. Die Schmelzzone 8 der Punkt- an der Oberfläche 8,5 mm 8,5 mm

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Fahrzeugrad, das aus einer Radscheibe und «us einer Felge besteht, die mit der Radscheibe durch Punktschweißung mit nachfolgender Kaltverformung verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmelzzonen der Punktschweißverbindungen (8) durch Zusammenpressen unter Bildung bleibender, kalottenartig runder oder länglicher, die Wandstärke vermindernder Prägeeindrücke (10, 11; 25; 30) gestaucht sind.

2. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Prägeeindruck (25; 30) auch auf wenigstens einen Teil des Zwischenraums zwischen zwei aufeinanderfolgenden PunktschweiS-verbindungen (8) erstreckt.

3. Fahrzeugrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß sich der Prägeeindruck (30) längs »o des gesamten Radumfangs erstreckt und alle Punktschweißverbindungen (8) umfaßt.

4. Verfahren zur Herstellung des Fahrzeugrads nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktschweißverbindungen (8) mit Hilfe von zwei as gleichzeitig auf die beiden Seiten der Schweißverbindungen (8) einwirkenden Stempeln (15) zusammengedrückt werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Stempel (15) einen halbkugeligen Kopf mit einem Radius zwischen 10 und 25 mm aufweisen und daß die Druckkraft zwischen 5 und 20 t beträgt und daß ferner die Stempel (15) an den Punktschweißstellen zentriert werden.

6. Verfahren zur Herstellung eines Rads nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Punktschweißverbindungen (8) mittels zweier gleichzeitig auf die beiden Seiten der Schweißverbindungen einwirkender Rollen (20,21) zusammengedrückt weiden, die längs der die Punktschweißstellen enthaltenden Umfangszone entlanggeführt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Kontakt zwischen den Rollen (20, 21) und dem Rad längs des gesamten Radumfangs gleichbleibend ibt.

8. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Rollen (20, 21) mit dem Rad längs des Radumfangs intermittierend in Kontakt gebracht werden. 5"