本發(fā)明還涉及一種車輪,該車輪具有通過優(yōu)選的金屬預(yù)型件抵靠旋壓芯軸的流動成型而在流動成型機上生產(chǎn)的輪盤,所述輪盤具有:配備有螺栓孔的附接凸緣;配備有通風(fēng)孔的流動成型的盤過渡表面,其中,所述通風(fēng)孔以連續(xù)的方式從過渡表面的內(nèi)側(cè)延伸到外側(cè);以及用于將輪盤連接至輪輞部分的盤邊緣。最后,本發(fā)明還涉及一種旋壓芯軸,該旋壓芯軸用于借助于流動成型機上的至少一個旋壓輥,通過優(yōu)選的金屬預(yù)型件抵靠旋壓芯軸的成型輪廓進行的流動成型或金屬旋壓,而在流動成型機上生產(chǎn)用于車輪的輪盤結(jié)構(gòu)。
從DE2156551獲知,通過流動成型或金屬旋壓在流動成型機上形成預(yù)型件諸如例如環(huán)形平面式坯料(blank),以形成輪盤結(jié)構(gòu)。在隨后的沖壓和切割步驟中,在快速的制造周期中按順序沖壓出中心孔、螺栓孔和通風(fēng)孔,以便生產(chǎn)具有附接凸緣、過渡表面以及盤邊緣的輪盤,優(yōu)選地通過盤邊緣與輪輞內(nèi)側(cè)之間的焊接連接部將所述輪盤連接至獨立生產(chǎn)的輪輞部分,以便生產(chǎn)用于多用途車輛或客運機動車輛的車輪。
流動成型機中的整個流動成型過程是在一次卡緊(chucking)操作執(zhí)行并且通常是借助于多個旋壓輥來執(zhí)行的,所述多個旋壓輥在運動方面彼此獨立受控并且連續(xù)地執(zhí)行形狀改變工作。例如,申請人使用具有三個旋壓輥的流動成型機,借助于所述旋壓輥從外部壓制預(yù)型件并且抵靠旋壓芯軸的成型輪廓進行預(yù)型件的流動成型,旋壓芯軸能夠圍繞水平旋轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)。在位于旋壓芯軸的面?zhèn)?face side)與壓緊(holding-down)裝置之間的預(yù)型件的卡緊部位中,輪盤結(jié)構(gòu)具有預(yù)型件的初始厚度,而過渡表面和盤邊緣被流動成型,并且相應(yīng)地設(shè)置有相對于預(yù)型件的初始厚度減小的壁厚度,并且該壁厚度以取決于離卡緊部位的距離的方式朝向盤邊緣減小。由申請人根據(jù)這種方法生產(chǎn)的輪盤結(jié)構(gòu),在沖壓出通風(fēng)孔和在附接凸緣上沖壓或鉆出螺栓孔之后,該輪盤結(jié)構(gòu)通過既在內(nèi)側(cè)也在外側(cè)以幾個1/10mm的量進行轉(zhuǎn)動切割動作而經(jīng)受材料移除,并且,盤邊緣也在外側(cè)通過轉(zhuǎn)動在這種程度上經(jīng)受材料移除,以便獲得車輪相對于車轂的最優(yōu)化的平坦抵靠(abutment),另外也借助在外側(cè)通過轉(zhuǎn)動進行的材料移除被均勻地修圓的盤邊緣來改善輪盤在分開制造的輪輞部分中的收縮。申請人還執(zhí)行輪盤結(jié)構(gòu)上的盤邊緣和中心孔的再加工。
在流動成型或金屬旋壓期間,生產(chǎn)出旋轉(zhuǎn)對稱的輪盤結(jié)構(gòu),所述輪盤結(jié)構(gòu)在內(nèi)側(cè)上和外側(cè)上具有均勻的表面,以及特別是在流動成型的過渡表面中的改善的矩陣結(jié)構(gòu),當(dāng)車輛運動時,輪輞和車轂之間的所有力和負(fù)載必須通過輪盤結(jié)構(gòu)傳送。流動成型或金屬旋壓處理的另一優(yōu)勢在于,與例如通過深沖壓(deep drawing,深拉)生產(chǎn)的輪盤相比節(jié)省了材料。
為了減少用于生產(chǎn)輪盤的材料費用,EP1 473 097B1提出了例如從矩形金屬條生產(chǎn)的預(yù)型件,該金屬條通過冷滾軋來預(yù)滾軋以形成部分圓環(huán),隨后通過滾軋彎曲變形成圓錐帶(band)并且在所述帶的端部焊接之后,在流動成型機上設(shè)置附接凸緣。
其他的進展,諸如例如DE196 15 675A1或DE198 60 732A1涉及輪輞部分的流動成型,隨后該輪輞部分連接至例如在鑄造處理中生產(chǎn)的盤部分。
本發(fā)明的目的是改進具有通過流動成型生產(chǎn)的輪盤的車輪的制造,以及在處理中可以實現(xiàn)在制造期間節(jié)省材料和/或減少完成的車輪的重量,而不需要延長輪盤制造的額外工作步驟。
為了實現(xiàn)所述目的,針對一種方法,提出了抵靠旋壓芯軸流動成型預(yù)型件,旋壓芯軸具有多個局部凸起和/或凹陷,所述多個局部凸起和/或凹陷被布置成分布在圓周上,以便產(chǎn)生被形成為分布在輪盤結(jié)構(gòu)的圓周上的區(qū)域,并且所述區(qū)域在輪盤結(jié)構(gòu)的流動成型的過渡表面和/或盤邊緣中具有材料累積或材料減少。因此,本發(fā)明基于以下基本概念:在流動成型或金屬旋壓處理期間,不是產(chǎn)生均勻旋轉(zhuǎn)的對稱輪盤結(jié)構(gòu),而是產(chǎn)生在圓周方向上非均勻的輪盤結(jié)構(gòu),并且借助于旋壓芯軸,在該輪盤結(jié)構(gòu)上的較重負(fù)載的部位首先形成或產(chǎn)生材料累積,并選擇性地在較輕負(fù)載部位和/或在完成的車輪的為了獲得通風(fēng)孔而被移除的部位中形成或產(chǎn)生材料減少。特別地,通過組合形成具有材料減少的區(qū)域和具有材料累積的區(qū)域,通過按壓或滾動而在材料減少的部位額外地移位的材料不僅可以用于產(chǎn)生材料累積,而且同時也可以有助于以下情況,其中,預(yù)型件設(shè)置有比在流動成型機上被轉(zhuǎn)換成輪盤結(jié)構(gòu)且沒有具有材料減少的區(qū)域的預(yù)型件更小的初始尺寸。
由于,在根據(jù)本發(fā)明的方法中,具有材料累積或材料減少的區(qū)域產(chǎn)生得分布在圓周上,在隨后的方法步驟中允許這種情況是有必要的。因此在用于從輪盤結(jié)構(gòu)生產(chǎn)輪盤的方法中,如果在隨后的方法步驟中,通過沖壓或切割處理在輪盤結(jié)構(gòu)中形成通風(fēng)孔則是特別有利的,其中,優(yōu)選地在輪盤結(jié)構(gòu)的過渡表面中在具有材料減少的區(qū)域之間或替代地在具有材料累積的區(qū)域之間形成所述通風(fēng)孔。如果在抵靠旋壓芯軸的流動成型期間,在過渡表面的區(qū)域(其中在隨后的方法步驟中,在沖壓或切割處理中移除所述區(qū)域以便生產(chǎn)通風(fēng)孔)中創(chuàng)建材料減少則是特別有利的。這個實施例特別的優(yōu)勢在于以下事實:在輪盤結(jié)構(gòu)的流動成型期間,在任何情況下,在沖壓或切割通風(fēng)孔期間,在將在之后的時間點移除的部位中已經(jīng)創(chuàng)建材料減少。在這種情況下,在完成的車輪上的通風(fēng)孔越大,則越多的材料可以被從所述部位移出并且被移入輪盤上的在流動成型方向上處于更遠(yuǎn)處的其他部位,即通常被移入處于徑向上至外側(cè)更遠(yuǎn)處的部位。
在車輪的情況下,由于應(yīng)該確保最均勻的可能的同心性,將各個具有材料累積或具有材料減少的區(qū)域中的全部或至少大部分布置成均勻地分布在圓周上是有有利的。
在完成的車輪上,車胎的內(nèi)部壓力通過閥產(chǎn)生和改變。所述閥由于其閥質(zhì)量而在車輪上產(chǎn)生不平衡。在現(xiàn)代的車輪中由于使用具有整體形成的氣壓測量傳感器的閥,這種額外的重量通常通過為此目的所需要的平衡重量補償。在另外的替代的實施方法中,在抵靠旋壓芯軸流動成型期間,可產(chǎn)生至少一個非對稱材料累積作為用于閥不平衡的閥平衡重量,或產(chǎn)生至少一個非對稱材料減少以用于補償由閥重量帶來的閥不平衡的目的。如果利用具有材料減少的區(qū)域用于閥重量補償?shù)哪康?,那么總重量還可以進一步減少。
在特別優(yōu)選的實施方法中,在流動成型期間,在過渡表面到盤邊緣的過渡部位中在盤邊緣中和/或過渡表面中,具有材料累積的區(qū)域和/或具有材料減少的區(qū)域產(chǎn)生為在圓周方向上交替。為了這個目的,優(yōu)選地在盤邊緣中,如果在每種情況下具有材料累積的區(qū)域均創(chuàng)建為在圓周方向上相對于彼此偏移,然后每個具有材料累積的區(qū)域與具有在任何情況下輪盤通過流動成型處理所給予的材料厚度的區(qū)域鄰接(adjoin,毗連);因此在每種情況下,在盤邊緣中在具有材料累積的區(qū)域之間也創(chuàng)建額外的具有材料減少的區(qū)域不是必要的,盡管也是可以的。在盤邊緣中或在過渡表面到盤邊緣的過渡部位中的具有材料累積的區(qū)域加固了輪盤結(jié)構(gòu),因此也優(yōu)選地在如下部位加固了輪盤:在通風(fēng)孔的沖壓或切割期間和/或之后,所述部位位于所述通風(fēng)孔的軸向伸長部中。在通風(fēng)孔的沖壓或切割期間,僅必須確保的是在正確的部位產(chǎn)生通風(fēng)孔,所述正確的部位是由根據(jù)本發(fā)明獲得的非均勻的輪盤輪廓(特別是材料累積和材料減少)預(yù)定或決定的。
在車輪的情況下,也在生產(chǎn)了通風(fēng)孔之后的輪盤部分的情況下,根據(jù)本發(fā)明實現(xiàn)了以上目的,因為在每種情況下,在流動成型期間所產(chǎn)生的至少一個具有材料累積的區(qū)域和/或具有材料減少的區(qū)域形成在過渡表面的內(nèi)側(cè)或外側(cè)上且位于相鄰的通風(fēng)孔之間,和/或在盤邊緣處形成在通風(fēng)孔之間,和/或在每個通風(fēng)孔的軸向伸長部中形成在盤邊緣處。在這種情況下,基本的概念也是:在流動成型期間,沒有沿圓周方向自始至終產(chǎn)生均勻的材料厚度,而是通過具有不同材料厚度的區(qū)域節(jié)省了材料,和/或通過具有材料累積的區(qū)域?qū)Y(jié)構(gòu)上經(jīng)受更大或不同負(fù)載的部位進行增強。
在特別優(yōu)選的車輪的改良中,在每種情況下,至少一個具有材料減少的區(qū)域且優(yōu)選地至少一個具有材料減少的肋形或?qū)挆l形區(qū)域沿圓周方向形成在相鄰的通風(fēng)孔之間的過渡表面上。這種改良利用了以下事實:保留在通風(fēng)孔之間的連結(jié)板(web)在它們沿著過渡表面的整個軸向范圍內(nèi)不要求大的材料厚度,而是替代地,僅某些部位(特別是通風(fēng)孔周圍的部位)具有充分的材料厚度就足夠了。因此在所述部位外可以節(jié)省材料,并且所述材料然后可以再次被用于首先在盤邊緣中產(chǎn)生具有材料累積的區(qū)域。
在優(yōu)選的改良中,在每種情況下,至少一個具有材料累積的區(qū)域且優(yōu)選地至少一個具有材料累積的條形區(qū)域形成在過渡表面上,以相對于通風(fēng)孔在徑向和軸向方向朝向盤邊緣偏移,和/或其中,在每種情況下,至少一個具有材料累積的區(qū)域且優(yōu)選地至少一個具有材料累積的條形區(qū)域形成在通風(fēng)孔的軸向和徑向延長部中的盤邊緣上。借助于在過渡表面上的通風(fēng)孔的軸向和徑向延長部中的和/或優(yōu)選地盤邊緣處的材料累積,實際上處于通風(fēng)孔附近的盤的邊緣部位相對于處于連結(jié)板的延長部中的通風(fēng)孔之間的部位得以加固,由此,特別地,在通過焊縫實現(xiàn)將盤連接至輪輞的成品車輪上實現(xiàn)了改善的材料分布以及同時實現(xiàn)較低的焊縫負(fù)載。
在替代的或額外的改良中,至少一個具有材料累積的區(qū)域且優(yōu)選地至少一個具有材料累積的連結(jié)板狀區(qū)域可形成在過渡表面和盤邊緣之間的過渡處,在每種情況下位于相鄰的通風(fēng)孔之間。通過這種改善車輪疲勞強度的措施,相對于過渡表面額外加強盤邊緣,該盤邊緣通常垂直于或近似垂直于附接凸緣,并且圍繞輪軸線基本上以圓筒方式延伸。在優(yōu)選的改良中,然后的情況是,在每種情況中恰好一個具有材料累積的連結(jié)板狀區(qū)域或在每種情況中恰好兩個具有材料累積的連結(jié)板狀區(qū)域形成在相鄰的通風(fēng)孔之間,其中,優(yōu)選地,每個連結(jié)板狀區(qū)域始于相鄰于通風(fēng)孔在沿圓周方向偏移的點,和/或布置在通風(fēng)孔兩側(cè)的兩個連結(jié)板狀區(qū)域相對于所述通風(fēng)孔的中心點相對于彼此具有90°的角度偏移。因此,連結(jié)板狀區(qū)域在盤邊緣和過渡表面之間實現(xiàn)局部額外的加固。
在特別優(yōu)選的改良中,材料累積和/或材料減少形成在輪盤的過渡表面的內(nèi)側(cè)上。因此,通過抵靠旋壓芯軸的外輪廓滾軋或流動成型的預(yù)型件,產(chǎn)生用于所述類型的車輪的對應(yīng)的輪盤結(jié)構(gòu),由此,然后材料累積或材料減少可以僅形成在輪盤或輪盤結(jié)構(gòu)的隨后的內(nèi)側(cè)上。
通常,具有材料累積和/或材料減少的區(qū)域形成在過渡表面上和/或在盤邊緣處以沿圓周方向均勻地分布和/或相對于彼此以相等角度間隔分布,以使得不會在輪盤或輪盤結(jié)構(gòu)中產(chǎn)生任何額外的不平衡。然而,在本發(fā)明的上下文中,在盤結(jié)構(gòu)的制造期間也可能已經(jīng)至少部分地補償閥的重量,因為在過渡表面上或在盤邊緣處,形成有至少一個非對稱材料累積作為閥平衡質(zhì)量或形成至少一個非對稱材料減少用于補償閥重量。
此外,可以優(yōu)選地形成以環(huán)形、圓形、橢圓或條形形式至少部分地圍繞通風(fēng)孔延伸的材料累積,以便相對于遠(yuǎn)離通風(fēng)孔的區(qū)域加固接近于通風(fēng)孔邊緣的區(qū)域中的輪盤。此處,不言而喻的是,通風(fēng)孔不需要一定是圓形結(jié)構(gòu),而是也可以是橢圓形、V形或窗口狀的結(jié)構(gòu),因此得到通風(fēng)孔邊緣的對應(yīng)外形。
每個具有材料累積或材料減少的區(qū)域具有在徑向方向延伸的邊緣邊界和沿圓周方向延伸的劃界邊界。在每種情況下,如果區(qū)域的兩個邊緣邊界相對于輪軸線傾斜地或以彎曲的方式延伸,并且邊緣邊界之間的空間朝向盤邊界增加,則是特別有利的。盡管輪盤的內(nèi)直徑通常從附接凸緣到盤邊緣連續(xù)地增加,但是如果產(chǎn)生材料累積或材料減少,還必須確保的是輪盤可以從旋壓芯軸脫下,這通過傾斜地或以彎曲的方式延伸的邊緣邊界而改進。
在再另外的替代或額外的改良中,可以在每個通風(fēng)孔周圍形成多個特別是螺柱狀的材料累積,其中,優(yōu)選地,所述材料累積中的一些或全部延伸直至通風(fēng)孔邊界和/或所述材料累積相對于所述通風(fēng)孔的中心點彼此具有90°的角度偏移。在車輪的負(fù)載測試期間,有時發(fā)現(xiàn)輪盤在以下部位發(fā)生故障或弱化,所述部位與以軸向平行的方式且中心地貫穿通風(fēng)孔的平面相關(guān),相對于所述平面以近似45°偏移。但是,在每種情況下,相對于彼此以90°偏移并且對應(yīng)地相對于中心平面以45°偏移的兩個材料累積的產(chǎn)生確保了輪盤在這些關(guān)鍵通風(fēng)孔邊緣的部位的局部加固。
借助于一種旋壓芯軸也可以實現(xiàn)上述目的,其中,所述旋壓芯軸的成型輪廓配備有布置成分布在圓周上的多個局部凸起和/或凹陷,以便在流動成型處理期間產(chǎn)生多個區(qū)域,所述多個區(qū)域形成得分布在輪盤結(jié)構(gòu)的圓周上,并且具有材料累積或材料減少。然后旋壓芯軸上的凹陷或凸起在輪盤或輪盤結(jié)構(gòu)的過渡表面中產(chǎn)生材料累積或材料減少,所述過渡表面借助于旋壓輥抵靠旋壓芯軸流動成型。
對應(yīng)的旋壓芯軸通常具有正面壁(face wall)和側(cè)壁,所述面壁與機器上的壓緊裝置相互作用,在面壁的區(qū)域中不能執(zhí)行流動成型,由此,在優(yōu)選的改良中,所述部位然后用于產(chǎn)生輪盤結(jié)構(gòu)上的附接凸緣,所述側(cè)壁作為用于形成過渡表面和盤邊緣的成型輪廓。在對應(yīng)的旋壓芯軸的特別優(yōu)選的改良中,側(cè)壁配備有被布置成均勻地分布在所述側(cè)壁的圓周上的多個伸長(elongate,細(xì)長)的凸起,其中,優(yōu)選地,在伸長的凸起之間形成圓形、橢圓或U形的凸起,形成得相對于彼此沿圓周偏移。然后圓形、橢圓或U形的凸起用于在隨后會產(chǎn)生通風(fēng)孔的部位實現(xiàn)材料減少,然而,在隨后地,在輪盤的過渡表面以連結(jié)板狀方式將通風(fēng)孔之間的盤邊緣連接至附接凸緣的那些部位中,出現(xiàn)另外的伸長的凸起。替代地或另外地,作為用于盤邊緣的成型輪廓的側(cè)壁可以形成有多個環(huán)段形的凹陷,所述凹陷被布置成均勻地分布在側(cè)壁的圓周上并且沿圓周方向延伸,其中,優(yōu)選地,在每種情況下,一個環(huán)段形的凹陷布置成相對于側(cè)壁上形成的圓形、橢圓或U形的凸起軸向偏移,和/或布置成相對于伸長的凸起軸向偏移且圓周偏移。因此,環(huán)段形的凹陷用于在盤邊緣的那些部位實現(xiàn)材料累積,所述部位在輪盤上位于沖壓出通風(fēng)孔之后的通風(fēng)孔的軸向延長部中。
在再另外的替代或額外的改良中,側(cè)壁可以配備有多個圓環(huán)形、環(huán)形、條形或部分環(huán)段形以及條形的凸起,所述凸起相對于彼此均勻地分布在圓周上,并且用于在用于沖壓或切割通風(fēng)孔的部位之間形成具有材料減少的區(qū)域。
凹陷或凸起具有在旋壓芯軸的軸向方向延伸的邊緣,所述邊緣傾斜地和/或以彎曲的方式延伸以使得邊緣之間的空間在流動成型方向增加。
在實施方法的情況下以及在車輪的情況下,如果過渡表面或盤邊緣中具有材料累積的區(qū)域至少部分地具有比所述區(qū)域周圍的部位中的材料厚度大的材料厚度,和/或如果過渡表面或盤邊緣中具有材料減少的區(qū)域至少部分地具有比過渡表面的圍繞所述區(qū)域的那些部位中的材料厚度小的材料厚度,是特別有利的。因此,本文中涉及材料累積或材料減少的地方,如沿圓周方向所視,已經(jīng)可以通過在材料減少部位設(shè)置有比相鄰的部位小的材料厚度,或在材料累積的部位設(shè)置有比相鄰部位大的材料厚度的輪盤結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)。在這種情況下,材料厚度的改變應(yīng)該是可評估的,即應(yīng)該計為預(yù)型件的初始厚度的至少3%或5%或10%或更多,和/或應(yīng)該計為相對于相鄰區(qū)域多5%,優(yōu)選地多10%或15%。
根據(jù)本發(fā)明的方法、根據(jù)本發(fā)明的車輪以及旋壓芯軸的進一步的優(yōu)勢以及改良將從圖中示出的示例性實施例的以下描述中體現(xiàn)出來。在這種情況下,示例性實施例用于說明本發(fā)明,而非將本發(fā)明限制于各個示例性實施例。附圖中:
圖1以示意性示出的流動成型機為基礎(chǔ)示出了預(yù)型件的流動成型期間的方法順序;
圖2以立體圖示出了示意性示出的旋壓芯軸的示例性實施例,該旋壓芯軸用在根據(jù)本發(fā)明的方法中,用于生產(chǎn)依據(jù)第一示例性實施例的根據(jù)本發(fā)明的流動成型的輪盤結(jié)構(gòu);
圖3以盤內(nèi)側(cè)的視圖示出了使用圖2的旋壓芯軸生產(chǎn)的輪盤,已經(jīng)產(chǎn)生了通風(fēng)孔和鉆孔;
圖4以側(cè)視圖示出了圖3的輪盤;
圖4A示出了在依據(jù)圖3的輪盤的情況下,穿過通風(fēng)孔和所述通風(fēng)孔的軸向延長部的盤邊緣截取的截面;
圖5示出了沿著圖4中V-V的截面圖;
圖6示出了貫穿沖壓出通風(fēng)孔之前、沖壓的毛坯仍然存在且通過其沖壓的邊緣指示的通風(fēng)孔截取的截面;
圖7以每一半盤的不同剖面示出了根據(jù)本發(fā)明的第二種設(shè)計變型的輪盤;
圖8示出了貫穿依據(jù)圖7的輪盤的右側(cè)一半截取的截面的詳細(xì)視圖;
圖9示出了沿著圖7中IX-IX截取的截面圖;
圖10以每一半盤的不同剖面示出了貫穿依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的第三種設(shè)計變型的輪盤截取的截面圖;
圖11示出了沿著圖10中XI-XI截取的截面圖;
圖12以每一半盤的不同剖面示出了貫穿依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的第四種設(shè)計變型的輪盤截取的截面圖;
圖13示出了圖12中XIII的詳細(xì)視圖;
圖14以平面圖示出了依據(jù)根據(jù)本發(fā)明第五種設(shè)計變型的輪盤;
圖15示出了沿著圖14中XV-XV截取的截面圖;
圖16以放大的視圖示出了貫穿圖15中右側(cè)半盤截取的截面;
圖17示出了在圖14的輪盤的情況下,貫穿兩個相鄰?fù)L(fēng)孔截取的中心水平截面;
圖18示出了具有依據(jù)第六種設(shè)計變型的輪盤的車輪的平面圖;
圖19示出了沿著圖18中XIX-XIX截取的截面圖;
圖20示出了圖19中的細(xì)節(jié)XX的詳細(xì)視圖;
圖21示出了具有依據(jù)根據(jù)本發(fā)明的第七種設(shè)計變型的輪盤的車輪的平面圖;
圖22以縱向截面示出了圖21的車輪;
圖23示出了沿著圖22中XXIII-XXIII的截面圖;
圖24示出了在沖壓出通風(fēng)孔之前的貫穿依據(jù)第八種設(shè)計變型的輪盤結(jié)構(gòu)截取的縱向截面;
圖25以放大的視圖示出了圖24中右邊的輪盤邊緣;以及
圖26示出了貫穿圖24中通風(fēng)孔部位的水平剖面。
在圖1中,為了解釋在預(yù)型件的流動成型期間形成輪盤結(jié)構(gòu)或輪盤的方法的順序,以示意性的高度簡化的形式,附圖標(biāo)記1表示流動成型機。僅示出了流動成型機1的對于流動成型處理特別重要的那些機械部分,所述機械部分具體為:可以通過例如齒輪(未示出)驅(qū)動的主軸2;旋壓芯軸3,該旋壓芯軸旋轉(zhuǎn)相連地且以可轉(zhuǎn)換的方式連接至主軸2,并且該旋壓芯軸具有待生產(chǎn)的輪盤結(jié)構(gòu)70的反面輪廓;壓緊工具4以及多個旋壓輥5。在圖1的示意圖中,示出了兩個旋壓輥5,所述兩個旋壓輥根據(jù)預(yù)定的滾軋程序彼此獨立受控,并且在時間上連續(xù)地引起預(yù)型件6被推動抵靠在旋壓芯軸3的外輪廓或成型輪廓上并且流動成型,在示出的方法實施例的情況下,該預(yù)型件是由具有預(yù)定的均勻材料厚度(例如14mm)的圓筒狀金屬板坯6組成的,該旋壓芯軸可以借助于主軸2圍繞旋轉(zhuǎn)軸線D以高旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)。流動成型機1可以優(yōu)選地具有三個或四個旋壓輥5,其中,旋壓輥彼此可以具有不同的直徑和不同的輪廓,以便獲得輪盤或輪盤結(jié)構(gòu)70的流動成型的最佳結(jié)果。圖1中的示例僅用于形象化,因為根據(jù)本發(fā)明的方法原則上可以在適用于借助于流動成型或金屬旋壓制造輪盤結(jié)構(gòu)或輪盤的任何流動成型機上執(zhí)行。
圖2示出了用于生產(chǎn)如圖3至圖6中示出的輪盤結(jié)構(gòu)70或輪盤10的旋壓芯軸3。在此,在本說明書中,表述“輪盤結(jié)構(gòu)”用于表示在流動成型處理之后呈現(xiàn)的中間產(chǎn)品,該中間產(chǎn)品已經(jīng)基本上適當(dāng)?shù)鼐哂凶罱K輪盤的輪廓,但是還沒有執(zhí)行隨后的輪邊緣和中心孔的切割,并且處于用于生產(chǎn)通風(fēng)孔和螺栓孔的沖壓、剪切和/或鉆出(鉆取)處理已被執(zhí)行之前。在本申請中提及“輪盤”時,至少是已經(jīng)執(zhí)行了對通風(fēng)孔的沖壓或切割處理的情況,并且還優(yōu)選地是然后中心孔和盤邊緣的邊緣邊界已經(jīng)經(jīng)受再加工(例如切割、倒角),并且已經(jīng)鉆出或切割出用于輪螺栓的螺栓孔的情況。此外,可以機械地再加工、打平和/或壓制輪盤的表面,以便可以將輪盤作為盤部分連接至輪輞部分以形成車輪。特別地,在將輪盤連接至輪輞部分以形成車輪之前,可以在附接凸緣上(如果合適的話,在兩側(cè)上)和盤邊緣處(在外側(cè)上)通過切割處理執(zhí)行機械再加工。
現(xiàn)在將首先參照圖2到圖6。圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的旋壓芯軸3,該旋壓芯軸用于在例如圖1示出的流動成型機1上,依照如圖3示出的第一種設(shè)計替代方式生產(chǎn)根據(jù)本發(fā)明的輪盤10。在此,輪盤10優(yōu)選地用于生產(chǎn)用于多用途車輛的車輪,因為這個原因,輪盤具有相對較大的中心孔11,在中心孔的周圍形成有配備有總數(shù)為十個螺栓孔21的附接凸緣12,所述附接凸緣由預(yù)型件(圖1中的坯6)的不變形部分形成。附接凸緣12整體地并入呈圓錐形加寬的盤過渡表面13,該盤過渡表面結(jié)束于基本圓筒狀或環(huán)形的盤邊緣14,該盤邊緣具有與輪軸線R重合的中心點。通過預(yù)型件抵靠圖2中示出的旋壓芯軸3的流動成型而形成附接凸緣12、盤過渡表面13以及盤邊緣14,其中,在流動成型期間基本上只有過渡表面13和盤邊緣14變形,即,是流動成型的。為此,在圖2中示出的旋壓芯軸3相應(yīng)地具有正面壁7和側(cè)壁8,所述側(cè)壁具有兩個不同區(qū)段,其中,側(cè)壁8的直接鄰接于正面壁7(該正面壁垂直于旋壓芯軸3的旋轉(zhuǎn)軸線延伸)的區(qū)段8A用于在輪盤10或輪盤結(jié)構(gòu)上產(chǎn)生盤過渡表面,為此,所述區(qū)段在流動成型方向上相應(yīng)地圓錐形地加寬。然后第一區(qū)段8A與側(cè)壁8的第二區(qū)段8B鄰接,第二區(qū)段在流動成型處理期間用于產(chǎn)生盤邊緣(在輪盤10或輪盤結(jié)構(gòu)的情況下為14)。在流動成型處理開始時,如圖1中指示的,預(yù)型件6(在這種情況下該預(yù)型件是環(huán)形結(jié)構(gòu))通過內(nèi)子段位于抵靠旋壓芯軸3的正面壁7,并且借助于壓緊工具(圖1中的4)被壓制抵靠面壁7。由于壓緊裝置4必須在旋壓芯軸3的正面壁7的部位充分地支撐在預(yù)型件6上,因而在通過旋壓輥5進行流動成型期間,預(yù)型件在這個子部位可以不執(zhí)行變形。
通過與迄今在現(xiàn)有技術(shù)中使用的用于流動成型處理的旋壓芯軸對比,根據(jù)本發(fā)明的旋壓芯軸3在側(cè)壁8的區(qū)段8A中具有分布在圓周上的多個局部凸起41,所述凸起在這種情況下是圓形的,其中,在每種情況下,在兩個相鄰的局部圓形凸起41之間,圖2中的旋壓芯軸3配備有另外的條形凸起42。如沿圓周方向所視的,在每種情況下,圓形的凸起41和條形凸起42在旋壓芯軸3的側(cè)壁8的區(qū)段8A的上交替。由于在流動成型處理期間預(yù)型件是抵靠旋壓芯軸3流動成型的,因此旋壓芯軸3的結(jié)構(gòu)或輪廓上的凸起41、42具有以下效果,即,在流動成型期間,在依照圖3的輪盤結(jié)構(gòu)或輪盤10上,盤過渡表面13設(shè)置有具有材料減少的圓形區(qū)域,所述圓形區(qū)域均勻地分布在所述盤過渡表面的圓周上,特別是分布在旋壓芯軸3具有圓形凸起41的所有位置處;此外,在流動成型處理期間,在每種情況下,過渡表面13在兩個這樣的具有材料減少的圓形區(qū)域之間,特別是在旋壓芯軸3上形成有條形凸起42的地方,在每種情況下設(shè)置有一個具有材料減少的條形區(qū)域15;在抵靠旋壓芯軸3的外輪廓的流動成型期間,具有材料減少的區(qū)域15僅僅在輪盤10的內(nèi)側(cè)16上產(chǎn)生作用,特別是由于輪盤10的內(nèi)側(cè)16與外側(cè)17之間的盤壁在具有材料減少的區(qū)域15的部位的厚度小于在相鄰的區(qū)域的厚度的事實,因此,在內(nèi)側(cè)16上,形成旋轉(zhuǎn)地非對稱的表面輪廓。厚度減少的程度是由旋壓芯軸3上的凸起41和42的高度的尺寸決定的。相比之下,輪盤的外側(cè)17具有如在圖4中可以清晰地看到的旋轉(zhuǎn)的對稱輪廓,因為在流動成型期間,當(dāng)旋壓芯軸連同預(yù)型件以高旋轉(zhuǎn)速度旋轉(zhuǎn)時,旋壓輥(圖1中的5)頂住外側(cè)17,并且執(zhí)行變形的工作。具有圓形材料減少的區(qū)域在圖3中的輪盤10中完全再也看不到,因為在通風(fēng)孔18的沖壓或切割期間,所述區(qū)域已經(jīng)被切掉并且和切除的沖壓毛坯(slug)一起被移除;然而,圖5示出了在流動成型之后且在移除沖壓毛坯71之前的輪盤結(jié)構(gòu)70的情形,在這種情況下移除該沖壓毛坯是為了在流動成型的過渡表面13中產(chǎn)生具有圓形通風(fēng)孔邊緣88的通風(fēng)孔18。在沖壓毛坯71上,可以清晰地看到相應(yīng)的具有材料減少的圓形區(qū)域72,該圓形區(qū)域借助于旋壓芯軸3上的圓形凸起41而在輪盤結(jié)構(gòu)70上產(chǎn)生。
此外,依據(jù)圖2的旋壓芯軸3在側(cè)壁8的區(qū)段8B中(并因此是在流動成型處理期間用于在輪盤10上產(chǎn)生盤邊緣14的區(qū)段中)具有局部凹陷46,在每種情況下,該局部凹陷在形成有圓形凸起41的部位的徑向、軸向平行延長部中,其中,在區(qū)段8B上,在具有局部凹陷46的兩個部位之間,在每種情況下,形成有位于條形凸起42的延長部的一個部位47,所述部位表現(xiàn)為局部凸起或表現(xiàn)為具有圓筒表面(即沒有凸起或凹陷)的區(qū)域。在預(yù)型件抵靠旋壓芯軸3的流動成型期間,側(cè)壁8B的這種特定的形狀具有以下效果,即,如圖3中已經(jīng)可以清晰地看到,在每種情況下,在通風(fēng)孔18的延長部,即,實際上在通風(fēng)孔18的后面或在其附近,盤邊緣14設(shè)置有作為具有材料累積的區(qū)域的盤邊緣區(qū)段19;相比之下,在兩個通風(fēng)孔18之間配備有條形區(qū)域15的中間部位24的軸向延長部中,形成有盤邊緣段20,該盤邊緣段基本上與輪盤10在旋壓芯軸3既沒有凸起也沒有凹陷的部位的區(qū)段的材料厚度相同。為了說明,還不言而喻地指出,通風(fēng)孔18是僅在流動成型處理期間已經(jīng)形成相對大的材料厚度的盤邊緣段19之后沖壓的,并且相對于過渡表面的其他部位,盤邊緣段20也可以設(shè)置有略微減少的材料厚度。
由于已經(jīng)通過旋壓芯軸上的圓形凸起41,在沖壓毛坯71的稍后會被移除以便生產(chǎn)通風(fēng)孔18的部位中創(chuàng)建具有材料減少的區(qū)域72的事實,還通過在每種情況下,在兩個通風(fēng)孔18之間的中間部位24中創(chuàng)建具有材料減少的條形區(qū)域15的事實,對應(yīng)地在流動成型處理期間更多的起始材料能夠流入盤邊緣14,由此,對于待生產(chǎn)的同一輪盤寬度,用于生產(chǎn)輪盤結(jié)構(gòu)10的預(yù)型件可以具有比用于流動成型相同盤寬度但無材料減少的輪盤更小的外直徑。除了預(yù)型件的該材料節(jié)約外,同時輪盤10具有通過兩個通風(fēng)孔18之間的條形材料減少區(qū)15實現(xiàn)的重量減少,并且同時輪盤具有通過條形或肋形配置實現(xiàn)的結(jié)構(gòu)加固,其中,在區(qū)域15中通過減少材料實現(xiàn)的重量節(jié)省比由在盤邊緣14處具有材料累積的區(qū)域19增加的材料要大。當(dāng)車輛在運動時,相對于車輪上波動的負(fù)載,特別的優(yōu)勢是在盤邊緣14的區(qū)段19中的材料累積,該盤邊緣包括相對于區(qū)段19的材料厚度具有至少更小的材料厚度、甚至可能減少的材料厚度的插入?yún)^(qū)段20。在車輪的連續(xù)負(fù)載運行期間,特別在盤邊緣14后面或在通風(fēng)孔18的軸向延長部處出現(xiàn)材料裂縫,有時候也在所述通風(fēng)孔18之間的中間部位出現(xiàn)材料裂縫,或在盤邊緣與輪輞部分之間的連接焊縫中出現(xiàn)裂痕。在具有根據(jù)本發(fā)明的盤部分(即輪盤10)的車輪的情況下,這種影響通過盤邊緣14中的在通風(fēng)孔18后面的軸向延長部的區(qū)段19和兩個通風(fēng)孔18之間的中間部位24的延長部中的區(qū)段20的不同材料厚度來抵消。
在圖3到圖10中示出的示例性實施例中,用于多用途車輪的輪盤10具有在附接凸緣12中的十個螺栓孔21、十個通風(fēng)孔18以及還對應(yīng)地在過渡表面13的內(nèi)側(cè)16上具有作為加固肋的具有材料減少的十個條形區(qū)域15。在每種情況下,在輪盤10中每個具有材料減少的條形區(qū)域15具有在徑向方向上延伸的兩個邊緣邊界15A,其中,每個邊緣邊界15A相對于輪軸線R傾斜地延伸,此外,邊緣邊界15A之間的距離A優(yōu)選地以連續(xù)的方式朝向盤邊緣14增加。從圖4中的截面圖可以清晰地看到,附接凸緣12的部位中的材料厚度D1比盤過渡表面13中例如在通風(fēng)孔18的邊緣(相比于圖6)的材料厚度D2大得多,該附接凸緣的部位中的材料厚度對應(yīng)于至少在通過回轉(zhuǎn)附接凸緣12的基礎(chǔ)表面而移除任何材料之前預(yù)型件的初始厚度。在這種情況下,材料厚度D2處于最小量,通常近似是初始厚度D1的30-40%,并且更好是位于近似初始厚度D1的40-50%的范圍內(nèi)。如在圖4的上半截面圖中以及在圖6的截面圖中特別清晰地看出的,在具有材料減少且同時用于實現(xiàn)加固肋的條形區(qū)域15的部位中,材料厚度D3再一次大幅度地減少。在那個地方,材料厚度D3可以局部地計為過渡表面的周圍流動成型部位中的材料厚度D2的例如僅60%到80%,并且可能可以計為附接凸緣12中的材料厚度D1的僅近似10%到30%。在具有材料減少的條形區(qū)域15周圍的部位中,也優(yōu)選地在通風(fēng)孔18的邊界部位中,材料厚度是D2。在此,進一步指出在圖中沒有顯示出:由于在本方法中使用流動成型,在流動成型方向(即從附接凸緣12朝向盤邊緣14)上存在由處理引發(fā)的厚度的輕微的連續(xù)減少。
圖4A中的截面圖示出了在通風(fēng)孔18的(在這種情況下是中心)徑向延長部中的盤邊緣14處的材料累積。在圖4A的詳細(xì)視圖中的虛線指示材料厚度D2,即,在流動成型處理期間盤邊緣14在如下區(qū)段20的部位中具有的材料厚度:所述區(qū)段是適當(dāng)?shù)亓鲃映尚偷?,但沒有通過材料累積而變厚。由于具有材料累積的區(qū)域20借助于旋壓芯軸上的凹陷(圖2中46)形成在盤邊緣14中,盤邊緣14局部地具有比材料厚度D2和D3大的材料厚度D4。在這種情況下,相對于具有材料厚度D2的鄰接部位優(yōu)選地折合為5%到10%的(最大量的)增厚D4材料比相對于具有材料厚度D2的鄰接部位優(yōu)選地折合為10%到30%的(最大量的)減薄D3材料少。在沖壓毛坯71或通風(fēng)孔18的部位中,進而還可以將最小的材料厚度D5進一步減少,因為整個毛坯被移除。通常,在金屬旋壓或流動成型處理結(jié)束后以下關(guān)系無論如何都適用:
D1>D4>D2>D3≥D5
在流動成型處理結(jié)束后,相對關(guān)系可以近似定義如下:
1.2≥D4/D2>1
1>D3/D2≥0.7
關(guān)于厚度尺寸,也要指出的是,特別為了避免突然的(abrupt)厚度過渡,在每種情況下均產(chǎn)生過渡區(qū)域,在過渡區(qū)域內(nèi)從一個厚度到另一個厚度存在厚度的連續(xù)地改變。這在圖5和圖6中也示出了。因此,上述值涉及用于最大增厚(材料累積)和最大減薄(材料減少)的指導(dǎo)值。在焊接在一起的車輪的情況下,對于附接凸緣12中的初始厚度D1和盤邊緣14處的材料厚度,還必須要考慮的是,附接凸緣12可以通過回轉(zhuǎn)伴隨兩側(cè)的切割動作經(jīng)受材料移除(例如在每一側(cè)移除0.3mm),并且盤邊緣14也可以至少在外側(cè)通過回轉(zhuǎn)伴隨切割動作經(jīng)受材料移除(例如移除0.1mm到0.5mm),或經(jīng)受其他的再加工,以使得隨后在完成的車輪或盤部分,盤邊緣14在厚度上沒有變化或在厚度上僅有最小的變化,然而在作為制造處理的中間產(chǎn)品的輪盤結(jié)構(gòu)中存在差異較大的厚度。
在圖7到圖9中示出的輪盤110的情況下,同一功能的部件由增加100的附圖標(biāo)記表示。如在前述的示例性實施例中,所述輪盤是用于多用途車輛車輪的輪盤110,該輪盤具有附接凸緣112中的十個螺栓孔121和盤過渡表面113中的十個通風(fēng)孔118,該盤過渡表面在流動成型處理期間已經(jīng)抵靠旋壓芯軸(未示出)流動成型,并且還優(yōu)選地情況是,如在前述的示例性實施例中,在每種情況下,盤邊緣114在通風(fēng)孔118的徑向延長部中具有區(qū)段119,該區(qū)段具有比盤邊緣處的位于兩個通風(fēng)孔118之間的中間段124的延長部中的區(qū)段120(如在圖7的右半側(cè)示出)大的材料厚度。依據(jù)圖7的輪盤110與前述的示例性實施例之間的主要不同在于具有材料減少的區(qū)域115的形狀,該區(qū)域在兩個通風(fēng)孔118之間的中間段124中。在輪盤110的情況下,具有材料減少的區(qū)域115具有相對于彼此劃界的三個范圍131、132、133,其中,每一個所述范圍具有比預(yù)型件的初始厚度D1小的材料厚度D3,因為其余部分存在于輪盤110的附接凸緣112中。材料厚度D3也比盤邊緣114處的具有材料累積區(qū)域形式的區(qū)段119的部位的厚度D4小,并且也比輪盤過渡表面113的圍繞范圍131、132、133的那些區(qū)段的部位中的厚度D2小。在所示的示例性實施例中,所有三個范圍131、132、133略呈梯形形狀,具有相對于徑向方向傾斜地延伸的邊緣邊界,所述邊緣邊界在范圍131的情況下由136表示,在范圍132的情況下由137表示,在范圍133的情況下由138表示,其中,各個邊緣邊界136、137、138之間的距離A不僅在范圍131、132、133內(nèi)而且從一個范圍到另一個范圍在盤邊緣114的方向上增加。因此,處于最接近于附接凸緣112的范圍131具有最小的范圍寬度,并且處于最接近于盤邊緣114的范圍133具有最大的寬度。
垂直于輪軸線R,范圍131具有劃界邊界141和142,范圍132具有劃界邊界143和144,以及范圍133具有劃界邊界145和146,在每種情況下,對應(yīng)于范圍131、132、133的寬度的增加,劃界邊界的長度從劃界邊界141處的最小長度增加到劃界邊界146處的最大長度。特別地,從圖8和圖9中的截面圖可以清晰地看到,每個范圍131、132、133具有清晰的(distinct)區(qū)域,所述區(qū)域具有基本上恒定減少的厚度D3,然而,特別在邊緣邊界134-138和劃界邊界141-146的部位中,在過渡表面113的圍繞通風(fēng)孔118或范圍131、132、133的部位的厚度連續(xù)地改變至材料厚度D2。由于在兩個通風(fēng)孔118之間的中間段124的結(jié)構(gòu)被范圍打斷,在每個范圍131、132、133中或用每個范圍實現(xiàn)具有材料減少的區(qū)域115,對應(yīng)地情況是,在流動成型處理期間提供了可以流入盤邊緣114中的更大量的材料。同時,多個范圍131-133用于實現(xiàn)輪盤總重量的減少,并且保留在兩個相鄰的范圍131和132之間的中間連結(jié)板151以及范圍132和133之間的中間連結(jié)板152用于產(chǎn)生兩個通風(fēng)孔118之間的部位的額外加固,和作為整體的盤過渡表面113的額外加固。
在圖10和圖11中示出的輪盤210的第三種變型中,進而為以下情況,在附接凸緣212上形成總共十個螺栓孔121和一個中心孔211,在每種情況中,在流動成型處理期間已被流動成型的盤過渡表面213中,在兩個通風(fēng)孔218之間形成十個通風(fēng)孔218和十個具有材料減少的區(qū)域215。每個具有材料減少的區(qū)域215的上部劃界邊界241位于通風(fēng)孔218的延伸部位上方。同時,如徑向方向所視,區(qū)域215的劃界邊界241和邊緣邊界235一起部分地延伸至通風(fēng)孔218前面的點。因此,每個區(qū)域215具有拐角部位251,該拐角部位位于邊緣邊界235和更接近于附接凸緣的邊緣邊界241之間,該拐角部位使得兩個通風(fēng)孔218之間的中間區(qū)段224變窄至相當(dāng)小的材料厚度D3,結(jié)果,不僅在過渡表面213的部位中將額外的材料移出通風(fēng)孔218和附接凸緣212之間的部位,而且同時使通風(fēng)孔218之上(如圖10中所看到)的盤過渡表面213的硬度略微地減小,這改善了盤過渡表面213的連續(xù)負(fù)載能力,由于通風(fēng)孔218,該盤過渡表面在任何情況下均具有非均勻的抗撓剛度。在示出的示例性實施例中,區(qū)域215的側(cè)向劃界邊界235以直線形式從盤邊緣214延伸到略位于通風(fēng)孔218的中心之上的點,并且在此之上,以彎曲的方式(部分地甚至具有與通風(fēng)孔218(將會在稍后的時間點沖壓出)的曲率半徑相同的曲率半徑的情況下)延伸,從區(qū)域215的上面的劃界邊界241行進。在示出的示例性實施例中,下部劃界邊界242基本上位于每個通風(fēng)孔218的下切線的水平處;下部劃界邊界242還可以位于更低并且因此更接近于盤邊緣214。在輪盤210的情況下,再次沒有詳細(xì)示出的是,在流動成型處理期間,在每個通風(fēng)孔218的徑向延長部的每種情況下、在盤邊緣214處,以具有材料累積的區(qū)域的形式產(chǎn)生周向偏移的區(qū)段,因此具有比位于每種情況下在中間區(qū)段224的延長部中的盤邊緣214的那些區(qū)段的部位大的材料厚度。
圖12和圖13示出了輪盤310的第四種示例性實施例,該輪盤具有附接凸緣312、在流動成型處理期間已被流動成型的盤過渡表面313、以及盤邊緣314。在流動成型步驟之后的沖壓或切割處理中已經(jīng)形成通風(fēng)孔318。在示出的示例性實施例中,直至接近于單獨通風(fēng)孔318的下邊緣的點,盤過渡表面313設(shè)置有自始至終恒定的直徑,不言而喻,該盤過渡表面在某些部位被沖壓出的通風(fēng)孔318中斷。如在前述示例的情況下,如果用于生產(chǎn)輪盤310的旋壓芯軸在旋壓芯軸上的那些在之后的時間點被切割或被沖壓以形成通風(fēng)孔318的部位具有凸起,則可以獲得相當(dāng)大的經(jīng)濟優(yōu)勢,該凸起對應(yīng)地通向用于輪盤310的輪盤結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)上具有材料減少的區(qū)域,因為,既然所述區(qū)域可以沖壓為通風(fēng)孔318,那么通過材料減少而節(jié)省的材料可以用于例如也在盤邊緣314處(優(yōu)選地在單個通風(fēng)孔318的徑向延長部中)產(chǎn)生具有材料累積的區(qū)段。在示出的示例性實施例中,在輪盤310的情況下,在盤內(nèi)側(cè)316上每個通風(fēng)孔318形成有兩個突出的連結(jié)板351以便分布在內(nèi)圓周上,所述連結(jié)板形成具有材料累積的區(qū)域,其中如從圖13中也可以特別清晰地看到的,每個所述連結(jié)板315始于盤過渡表面313的部位中的過渡表面313的內(nèi)側(cè)316,并且延伸入盤邊緣314的部位中。在這種情況下,在每種情況中每一通風(fēng)孔318設(shè)置有作為具有材料累積的區(qū)域的兩個連結(jié)板351,并且因此連結(jié)板351是通風(fēng)孔318的兩倍。分配給相應(yīng)通風(fēng)孔318的兩個連結(jié)板351具有到徑向平面的相同角間距,該徑向平面平分通風(fēng)孔318并且同時延伸貫穿輪軸線R。從一個連結(jié)板351到下下個連結(jié)板351的角間距取決于通風(fēng)孔318的數(shù)量,并且在每種情況下在連結(jié)板之間都相同,由此,總體上,實現(xiàn)成對連結(jié)板351在圓周上的對稱分布。在盤過渡表面313的部位中,各個連結(jié)板351始于各個通風(fēng)孔318的下部劃界邊緣的切線上方的點,即相鄰于通風(fēng)孔,由此,每個連結(jié)板351影響在一側(cè)的盤邊緣314和過渡表面313之間、甚至如在圓周方向觀看的通風(fēng)孔318旁邊區(qū)域的抗撓剛度。每個單獨連結(jié)板351的表面輪廓352可以以平面方式延伸(如示例性實施例中示出的),然而也可以以彎曲的方式延伸或具有一些其他的外形,并且由旋壓芯軸中凹陷的形狀限定,然后在流動成型期間通過其在輪盤310的內(nèi)側(cè)316上成型單獨連結(jié)板351。在輪盤310的情況下,即使在盤內(nèi)側(cè)316上沒有形成具有材料減少的區(qū)域,除了連結(jié)板之外,也可以設(shè)置諸如參考前述示例性實施例已經(jīng)描述的或還會在下文中描述的具有材料減少的區(qū)域。此外,可以為每個通風(fēng)孔僅設(shè)置單個連結(jié)板,該連結(jié)板可以具有比此處示出的連結(jié)板更牢固的設(shè)計,然后布置在兩個通風(fēng)孔之間的中心處。
圖14到圖17示出的輪盤410也已經(jīng)在流動成型機上通過圓形坯抵靠旋壓芯軸的流動成型生產(chǎn),而不是通過抵靠旋壓芯軸外輪廓流動成型板型坯生產(chǎn),并且替代地通過已經(jīng)預(yù)成型為壺(pot,罐)狀的板抵靠對應(yīng)的中空半球形旋壓芯軸的內(nèi)輪廓而流動成型。由于這種改良的實施方法,輪盤410具有旋轉(zhuǎn)對稱的內(nèi)側(cè)416,而在輪盤410的過渡表面413的外側(cè)417上,在每兩個通風(fēng)孔418之間產(chǎn)生了具有材料減少的區(qū)域415。在輪盤410的情況下,附接凸緣412也形成預(yù)型件的壓緊表面,然而該預(yù)型件在流動成型處理之前經(jīng)受預(yù)滾軋或預(yù)拉伸,以使得該預(yù)型件可以例如以壺狀插入旋壓芯軸的腔中。隨后,過渡表面413抵靠旋壓芯軸的內(nèi)壁滾動,并且在該處理期間通過抵靠內(nèi)側(cè)416的流動成型動作而流動成型,由此,過渡表面413和盤邊緣414的外側(cè)417具有旋壓芯軸的內(nèi)輪廓;由于本實施方法,旋壓芯軸具有輪盤410的外側(cè)417的反面形狀。在流動成型處理之后通過沖壓在過渡表面413中已經(jīng)沖壓出十個通風(fēng)孔418,其中,在沖壓處理期間,每個通風(fēng)孔418定位成使得具有材料減少的區(qū)域415對稱地放置在每種情況下的兩個相鄰?fù)L(fēng)孔418之間。
從圖16和圖17中的視圖可以特別清晰地看到,具有材料減少的區(qū)域415的部位的材料厚度D3比盤過渡表面413的其他流動成型部位中的厚度D2小得多。在每種情況下,具有材料減少的區(qū)域415均在過渡表面413的外側(cè)417上形成透鏡狀的凹陷,其中,所有的區(qū)域415或凹陷基本上在沿著圓周的帶內(nèi)延伸,其中也已經(jīng)沖壓出通風(fēng)孔418。如前述示例性的實施例中,對于盤邊緣414也可以以這種改良,特別是在通風(fēng)孔418的徑向延長部中設(shè)置具有材料累積的區(qū)域的區(qū)段,而在具有材料減少的透鏡狀區(qū)域415的徑向延長部的區(qū)段或是設(shè)置有其他材料厚度D2,或是設(shè)置有相對于其進一步減少的材料厚度。
圖18到圖20示出了車輪550,在該車輪中,通過輪盤510的盤邊緣514將輪盤510連接至任意結(jié)構(gòu)類型的輪輞部分560,該輪盤依照根據(jù)本發(fā)明的方法通過流動成型生產(chǎn)。在這種情況下,在安全隆起561的側(cè)面中,輪輞部分560設(shè)置有用于接收閥562的閥孔,當(dāng)車輪旋轉(zhuǎn)時,該閥孔引起車輪550的不平衡。在車輪550的情況下,所述不平衡基本上由于如下事實得到補償:如從圖18可以特別清晰地看到,輪盤510配備有兩個具有材料累積的區(qū)域590,其中,由過渡表面513的內(nèi)側(cè)516上的兩個材料累積的區(qū)域590產(chǎn)生的額外質(zhì)量與閥560的總重量以及閥相對于輪軸線的位置相協(xié)調(diào)。如本質(zhì)上已知的,輪盤510和輪輞部分560彼此連接,以使得用于閥562的閥孔以及因此也使閥562相對于通風(fēng)孔518之一位于中心。在具有十個通風(fēng)孔518的輪盤510的情況下,通風(fēng)孔518進而處于位于閥562相對側(cè)的輪盤510的內(nèi)側(cè)。因此,作為用于閥562的平衡重量的兩個具有材料累積的螺柱狀的區(qū)域590在過渡表面513中完整地形成至處于與閥孔或閥562相對的所述通風(fēng)孔的兩側(cè),在這種情況下,在每種情況中準(zhǔn)確地處于兩個通風(fēng)孔518之間的中心。在這種情況下,具有材料累積的兩個區(qū)域590在隨后的沖壓步驟中可以用作標(biāo)識物,該標(biāo)識物用于設(shè)定輪盤510相對于沖壓工具的位置,以使得在每種情況下沖壓出的通風(fēng)孔518具有到區(qū)域590的正確的角間距。在示出的示例性實施例中,除了作為用于閥562的重量補償?shù)木哂胁牧侠鄯e的區(qū)域590以外,輪盤510沒有另外的具有材料累積或材料減少的單獨實施的區(qū)域。然而,如參考前述示例性實施例解釋的,優(yōu)選的情況是,盤邊緣在區(qū)段中形成有在各個通風(fēng)孔518的徑向延長部中的具有材料累積的區(qū)域,其中,在每種情況中在兩個通風(fēng)孔之間的中間區(qū)段524的徑向延長部中,在盤邊緣514上形成區(qū)段,所述區(qū)段或是形成具有材料減少的區(qū)域,或是具有與過渡表面513的“正?!辈课幌嗤牟牧虾穸?。此外,優(yōu)選的情況是,在輪盤510的流動成型期間,在每種情況中,具有材料減少的區(qū)域(未示出)設(shè)置在盤過渡表面513的那個在之后的時間點將會沖壓出通風(fēng)孔518的部位中,以便在那里節(jié)省的材料可以移動到盤邊緣514中和/或可以用作用于具有材料累積的區(qū)域的材料。除了形成用于閥562的平衡重量的區(qū)域590,如關(guān)于前述示例性實施例通過示例已經(jīng)描述的,也可以進一步形成例如具有材料減少或材料累積的條形或肋形區(qū)域。
在圖21到圖23中示出的車輪650的情況下,實施用于閥662的重量補償?shù)奶娲O(shè)計。車輪650具有輪輞部分660,所述輪輞部分基本上是任意形式且具有用于接收閥662的閥孔663,通過流動成型生產(chǎn)的輪盤610通過在流動成型處理期間產(chǎn)生的盤邊緣614借助于焊縫(沒有詳細(xì)示出)旋轉(zhuǎn)相連地連接至輪輞部分660的輪輞內(nèi)側(cè)。在這種情況下,在輪輞部分660和輪盤610的裝配狀態(tài)下,閥662也放置成使得其相對于輪盤610的流動成型的過渡表面613中的通風(fēng)孔618位于中心。事實上,在這種情況下,在位于閥662前面的所述通風(fēng)孔618的兩側(cè),在輪盤610的內(nèi)側(cè)616上的過渡表面613中形成兩個相對小的具有材料減少的凹陷狀的區(qū)域690,該區(qū)域已經(jīng)在流動成型處理期間借助于旋壓芯軸側(cè)壁的外側(cè)上對應(yīng)的凸起產(chǎn)生。在這種情況下,在沖壓出所有的通風(fēng)孔618之前,所述具有材料減少的區(qū)域690也可以用于設(shè)定輪盤結(jié)構(gòu)的位置或?qū)啽P結(jié)構(gòu)的位置定心,以便在沖壓出通風(fēng)孔618之后,兩個區(qū)域690準(zhǔn)確地位于兩個通風(fēng)孔618之間的中心。通過區(qū)域690節(jié)省的重量與閥662的閥重量以及其離旋轉(zhuǎn)軸線的距離相協(xié)調(diào),以便補償由閥662引起的車輪650的不平衡。沖壓通風(fēng)孔618之后,在每種情況下,作為材料減少、具有圓形凹處形式的凹陷的兩個區(qū)域690位于兩個相鄰?fù)L(fēng)孔618之間的中間區(qū)段624的中心。在這種情況下,如在前述的示例性實施例的情況下,材料減少也可以形成在隨后沖壓出的那些部位,和/或如圓周方向所視的,在盤邊緣處可以優(yōu)選地具有不同材料厚度的交替區(qū)段,其中,優(yōu)選地,具有材料累積的區(qū)段位于通風(fēng)孔618的徑向延長部(盡管這沒有詳細(xì)的示出)。
圖24到圖26示出了第八個示例性實施例,其中,這些圖示出了可以在流動成型步驟結(jié)束時呈現(xiàn)的輪盤結(jié)構(gòu)770。在輪盤結(jié)構(gòu)770上已經(jīng)適當(dāng)?shù)匦纬闪烁浇油咕?12、過渡表面713以及盤邊緣714,但既沒有沖壓出螺栓孔也沒有沖壓出通風(fēng)孔。在沖壓處理(或例如激光切割處理)期間待生產(chǎn)的通風(fēng)孔的位置通過通風(fēng)孔的邊緣(圖中的線788)指示。在這種情況下,預(yù)型件的流動成型也是抵靠旋壓芯軸執(zhí)行的,該旋壓芯軸至少具有凹陷,所述凹陷用于在每種情況下在流動成型步驟期間在過渡表面713的內(nèi)側(cè)716上形成四個具有材料累積的螺柱狀的區(qū)域765,其中,如從圖中可以非常清晰地看到,所述各個區(qū)域765布置成使得每個區(qū)域765的子部位位于通風(fēng)孔邊緣788的外面,并且每個區(qū)域765的另一個子部位位于還將要被沖壓出的相應(yīng)的通風(fēng)孔內(nèi)。在隨后的沖壓步驟(或切割步驟)中,然后的情況是,在生產(chǎn)通風(fēng)孔期間,所述各個區(qū)域765中的每個是分開的,以使得每個區(qū)域765延伸至通風(fēng)孔的邊緣。在每種情況下,圍繞通風(fēng)孔(對比線788)的四個區(qū)域765相對于每個通風(fēng)孔的中心點或徑向平面E放置,以使得所述區(qū)域彼此間具有90°的角間距,以及相對于貫穿通風(fēng)孔的徑向平面E,每個區(qū)域相對于所述徑向平面偏移45°。通過這些延伸至每個通風(fēng)孔邊緣的具有材料累積的螺柱狀的區(qū)域765,局部地加固了通風(fēng)孔的邊緣部位,具體地是加固了在連續(xù)負(fù)載下發(fā)生最大波動負(fù)載的部位,可以通過材料累積和略微更大的材料厚度更好地吸收和補償。而且,在依據(jù)圖24到圖26改良的情況下,具有材料累積的區(qū)域765所需的額外材料可以特別地從毛坯771的中心部位移除,該毛坯在沖壓處理期間被移除,并且,對應(yīng)地,在其中對應(yīng)地形成具有材料減少的區(qū)域772,在這種情況下所述區(qū)域再次是圓形的。由于在任何情況下所述毛坯771都是在沖壓處理期間被移除的,因此只要在盤結(jié)構(gòu)770的金屬旋壓或流動成型期間沒有要求用于材料流動的最小厚度,該毛坯可以變薄至任何理想的程度。取代四個螺柱狀的區(qū)域,也可以僅設(shè)置兩個具有材料累積的螺柱狀的區(qū)域,所述兩個螺柱狀的區(qū)域優(yōu)選地位于最接近于盤邊緣的通風(fēng)孔邊緣。
根據(jù)上面的描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想出旨在落入所附權(quán)利要求的保護范圍內(nèi)的多種修改。已經(jīng)討論過的是,在各個圖中示出的設(shè)計變型可以彼此合并;特別是在具有平衡重量的改良的情況下,在流動成型處理期間也可以形成具有材料累積或材料減少的其他區(qū)域。然后旋壓芯軸在側(cè)壁上相應(yīng)地具有凸起,所述凸起用于在過渡表面中或在盤邊緣中產(chǎn)生材料減少或凹陷,以便相應(yīng)地在過渡表面或在盤邊緣中形成具有材料累積的區(qū)域。在旋壓芯軸和隨其生產(chǎn)的輪盤的所有改良中,盤邊緣優(yōu)選地設(shè)置有相對于圖2到圖6中已經(jīng)詳細(xì)解釋的輪廓。各個區(qū)域可以具有不同的材料減少,并且也可以是不同形狀的,其中優(yōu)選地,形成同一形狀以便分布在圓周上。