专利名称：轻金属轮的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种如权利要求1前序部分所述的轮，本发明尤其涉及一种汽车的轻金属轮。
背景技术：
在轻金属轮中，理想的减重常常伴随着刚性和耐磨性的减小。为了提供一种相对于传统轮重量较小、机械性能得到提高的轮，在WO01/17799A1中提出在轮辋内床或者轮辋外床区域内采用了轮廓段，该轮廓段沿着轮的圆周方向形成一个至少以段的方式通过的空心室。优选地提出钢背作为轮廓件，该钢背被设置到轮辋内床或者轮辋外床的区域内，并且借助合适的固定方法不仅使相互连接起来而且与邻近的轮的元件相连起来。但是，制造和装配这样成形的轮证明是相对费用较高并且昂贵的。
发明内容
本发明的目的是这样地开发汽车的轮、尤其是轻金属轮，以致它在保持重量轻并且机械性能较高的情况下同时使制造费用较低和装配方便。
通过具有权利要求1所述的特征的轮来实现这个目的。
根据本发明，在轮内侧和/或轮外侧的区域内形成一个沿着圆周方向至少以段的方式通过的空心室，该空心室在轮辋内床或者轮辋外床的区域内借助轮廓壁来限制出，该轮廓壁形成一体。因此，减小了制造费用，并且可以方便地装配该轮以形成空心室的上面罩。
根据本发明的优选实施方式，轮廓壁由环形的整体壳层形成，该整体壳层被推移到轮辋内床或者轮辋外床的理想区域内并且固定在那里。因此，可以特别方便地安装轮。
优选的是，整体壳层从轮外侧被推移到轮辋外床的区域中，因此整体壳层可以方便地从外部进入。
当整体壳体还具有至少一个沿着轮毂方向的桥接部时，其中该桥接部各自与轮毂的至少一个轮辐拧在一起，整体壳层和轮的其它元件之间的连接可以以特别方便和可靠的方式来形成。
根据本发明的另一个实施方式，整体壳层从轮内侧被推移到轮辋外床的区域中，轮辋内床的区域无切削地变形，因此在没有离开一个从外部可以看见的分界面的情况下，可以实现整体壳层的置入。
根据本发明的另一个实施方式，轮廓壁与轮形成一体，因此制造费用明显减小了。
优选地，轮廓壁在轮辋外角状体的区域内形成为无切削变形的环形桥接部，该环形桥接部可以向内变形，因此在轮辋外床的区域内，也在轮廓壁和轮之间没有固定措施的情况下，朝向轮的内侧为轮胎形成稳定的支承面。
优选的是，轮廓壁在变形的情况下形成轮辋外角状体的至少上部段，因此可以确保方便地进入。
优选的是，通过轮廓壁的变形在轮辋内角状体和/或在轮辋外角状体内形成空心室，因此轮辋内角状体或者轮辋外角状体还提高了稳定性。
本发明的制造轮的方法具有下面步骤-铸造出具有一个轮毂和一个垂直延伸的段的坯体，该段具有四个径向环绕的环形桥接部，-在该段中粗车出轮辋的结构，及粗车出形成轮辋外角状体的环形桥接部的支承表面，-拉伸该段并且使形成轮廓壁的环形桥接部重新成形，以形成与轮辋外角状体毗连的空心室；-粗车出形成轮辋内角状体的环形桥接部的支承表面；及-使形成轮廓壁的环形桥接部进行重新成形以形成毗连轮辋内角状体的空心室。
在本发明方法的一个实施方式中，重新成形过的环形桥接部通过焊接、优选为通过激光焊接固定在形成轮辋外角状体或者轮辋内角状体的环形桥接部上。但是，这个操作步骤也可以省去，因为这种固定已通过把轮廓壁支撑在轮辋外角状体或者轮辋内角状体上来得到确保。
本发明的其它细节、特征和优点由参照附图的下面描述来给出。其中图1以半个截面示出了本发明的轮的第一实施方式；图1a以半个截面示出了图1的本发明轮的第一实施方式的制造过程的示意图；图2以半个截面示出了本发明的轮的第二实施方式；图3以半个截面示出了本发明的轮的第三实施方式；图4以半个截面示出了本发明的轮的第四实施方式；图5以半个截面示出了本发明的轮的第五实施方式；图6以半个截面示出了本发明的轮的第六实施方式；图7以半个截面示出了本发明的轮的第七实施方式；图8以半个截面示出了坯体；图9以半个截面示出了拉伸之后的、图8的坯体；图10示出了机加工之后的、图9的坯体；图11以半个截面示出了本发明轮的第八实施方式；图12以半个截面示出了本发明的轮的第九实施方式；图13以半个截面示出了本发明的轮的第十实施方式。
具体实施例方式
轮1的基本结构在所有实施例中是相同的。轮1通常由轮辋10和轮毂12构成。
轮辋10具有轮辋外床14和轮辋内床16。该轮辋外床14在轮辋外角状体18中转变成轮外侧，同时轮辋内床16在轮辋内角状体20中转变成轮内侧。轮胎(未示出)被保持在轮辋外角状体18和轮辋内角状体20之间，该轮胎位于轮辋外床14和轮辋内床16上并且侧部紧贴轮辋外角状体18和轮辋内角状体20。
轮毂12具有许多轮辐22，这些轮辐通常出于减轻重量的原因形成为空心轮辐，并且各自具有轮辐空心室24。
在轮外侧的区域中形成一个沿着圆周方向至少部分贯通的空心室26，在这里，该空心室26布置在轮辋外床14的区域中。在轮辋内床16的区域中形成空心室27(参见图11、12和13)当然也是可以的。通常在轮辐22的区域内，在轮辐空心室24和环形空心室26之间具有连通连接，因此，具有最外部稳定的并且同时刚性较好的空心室结构，该空心室结构可以改善撞击性能。
空心室26在轮辋外床14的区域内各自借助轮廓壁28来限定出，该轮廓壁28同时用作轮胎的支撑面。在类似方式中，空心室27在轮辋内床16的区域内通过轮廓壁28来限制出，该轮廓壁28也用作轮胎的支承面。此外，轮廓壁28这样地被再成形，以致在轮辋内角状体20(参见图13)或者轮辋外角状体18的内部形成空心室29，因此轮廓壁28和所形成的空心室29向外地支撑轮胎。
在所有实施例中，轮廓壁28优选地由不能冷锻的、所谓的塑性材料或者可以进行热变形的铸造合金形成。在图1-3的实施方式中，由相应的材料来制造轮廓壁28和轮的其它零件在任何时候都是可以的，优选地由合金WN AC-ALSi12Mg或者EN AC-ALSi7Mg。
在图1的实施方式中，轮廓壁28由整体壳层30形成，该整体壳层30包括轮辋外床14的大部分和轮辋外角状体18。独立地由轮1的其它元件来形成环形整体壳层30，并且整体壳层30在轮辋外床14的区域或者轮辐22内具有两个平坦的接触表面35、36，这两个表面35、36与两个相应的桥接部37、38相连。因此，整体壳层30从轮外侧推到轮上，直到接触表面35、36和桥接部37、38一起位于合适的位置上为止。固定优选地通过本身公知的连接技术如焊接或者粘贴实现。
有利的是，整体壳层30作为轴向向外运动的法兰11被浇铸到轮1上，在接触位置13上从轮1中拆下，并且在进行切屑加工以制造出如前面所述的、形状理想的整体壳层30之后通过接触位置35、36设置在桥接部37、38上(参见图1a)。在这种方式中，可以确保在与轮1相同的条件下浇铸出整体壳层30。
在图2中，示出了类似实施方式，但是整体壳层31进一步延伸到轮内侧，在那里它支撑在纵向的、平坦的轮辋10的中间段40上。在轮辋外角状体18的下方，整体壳层31还具有一个沿着轮毂12方向取向的桥接部42，该桥接部42与轮毂12中的相应空隙相啮合，并且与之拧紧在一起，在使用的情况下可以使用合适的密封剂。这种结构特别坚固并且可以方便地安装/拆下整体壳层31。可能地，在轮辋10的平坦表面40的区域内的整体壳层31也通过上部所谓的粘合剂与它相连。这样的结构也提供了这样的一种可能性，即把支撑体安装在平坦表面40上以实现自润滑。
根据图3所示的实施方式，整体壳层32只形成为轮辋外床14的一部分，而轮辋外角状体18与轮1的基本支架形成一体。因此整体壳层32不可能从轮外侧加入。而是轮的基本支架在后面轮辋内床的区域内首先只具有平坦的、环形的基本表面44，整体壳层32从轮内侧被推到该基本表面上，直到连接到轮辋外角状体18和因此连接到轮辋外床14的区域内的预置桥接部45中为止。这里也可以使用上面所提及的、公知的连接技术。最后，平坦的基本表面44这样地变形，以致产生了合适的轮辋内床16和轮辋内角状体20。
在图4-6中示出了实施方式，其中在轮辋外床14的区域内的轮廓壁28由与轮桥接部形成一体的、环绕的环形桥接部48、49、50来形成。在类似方式中，图12示出了一个实施方式，在这个实施方式中，在与轮桥接部形成一体的、环绕的环形桥接部53上形成位于轮辋内床16的区域内的轮廓壁。各自形成环形桥接部48、49、50、53的坯件与变形时的中间情况一样作为具有黑色外轮廓的白色表面被示出，而终态被示成阴影部分。借助在坯件中所形成的环形桥接部48、49、50、53，在变形之后磨掉外侧材料，从而使轮廓壁28得到理想的厚度和形状。尤其地，在轮廓壁28中形成一个环绕槽，轮胎不仅向内而且向外地被支撑在该环绕槽中。
图4示出了一个特别简单的变形，在变形中，环形桥接部48只形成轮毂12的延伸部，并且向着轮的内侧这样地弯曲，以致形成了轮辋外床14和与轮辋10相连的桥接部54。根据弯曲的轮廓壁28的几何形状，这个实施方式能承受非常大的负荷。
在图5所示的实施方式中，轮辋外角状体18与环形桥接部相分开地形成，该环形桥接部49通过使用合适的分离介质来隔开，并且向内倾斜。如图12所示，在类似方式中，环形桥接部53与轮辋内角状体20相分离地形成，该环形桥接部向内倾斜，从而形成环绕空心室27。
图6示出了一个类似的实施方式，其中，在这种情况下，环形桥接部50具有一个以一个角度伸出的第二突出部56，该第二突出部56在变形过程之后形成轮辋外角状体18。
此外，环形桥接部51可以布置在轮辋外床14的区域中，它向外地变形，并且在希望时，轮毂12在轮辋外角状体18的区域中向上包围(参见图7)。图11示出了另一个实施方式，在该实施方式中，环形桥接部52以类似方式布置在轮辋内床16的区域中，它向外地变形。但是，在这个实施例中，轮辋内角状体20不是从变形的环形桥接部52向上包围，但是位于转变为轮辋10的轮辋内角状体20的侧部上的阴影部分上。
在图4-7所示出的实施方式中，变形桥接部可以与各自对置的平面相连接，但是也可以不必如此，因为通过变形已经提供了足够大的负荷能力。
图13示出了另一个优选实施方式，其中环形桥接部54这样地布置在轮辋内床16的区域内，以致环形桥接部54在环绕的环形桥接部55上向外进行变形之后，通过环形桥接部54和55使轮辋内角状体20形成有一个形成在内部的环绕空心室29。这样所形成的轮辋内角状体20在较小重量时具有更高的稳定性。在类似方式中(未示出)，也由两个环绕的环形桥接部来形成轮辋外角状体，该外角状体具有空心室。此外，还具有这样的可能性，在轮辋内床或者轮辋外床的区域内和位于轮辋内角状体或者轮辋外角状体内布置着环绕的空心室。
可以想到许多直到现在没有描述过的、其它几何形状的实施方式，但是可以实现本发明的思想。
根据图8到10来描述用来制造图4-7所示的实施方式的本发明轮的方法。
图8以半个截面示出了坯件101，该坯件已经公知为具有轮辐22的轮毂12，并且具有垂直延伸的段110，这些段的轮辋10进行工作。段110具有四个径向延伸的环形桥接部118、120、128、129。坯件101由铝合金如合金WN AC-ALSi12Mg或者EN AC-ALSi7Mg来铸造出来。
在坯体101冷却之后，在段110中粗车出轮辋10的结构。因此在环形桥接部118中为再成形过的环形桥接部128车削出支承表面。之后，环形桥接部128在切削加工之后可能会向外弯曲，因此环形桥接部128的自由端位于环形桥接部118的支承表面上，并且因此形成轮辋外床14。此外，段110被拉伸，从而确定轮辋10的最后宽度。
接下来，在环形桥接部120中为已再成形过的环形桥接部129车削出支承表面，并且该环形桥接部129在切削加工之后可能向外弯曲，直到它位于环形桥接部129中的支撑表面上为止，因此形成了轮辋内床16(参见图9)。
这两个再成形过的环形桥接部128和129可以通过焊接、优选地通过激光焊接逐点地固定在环形桥接部118和120的支承表面上，或者通过完全环绕的焊接缝来固定。通过完全环绕的焊接缝，该通过轮廓壁28所形成的空心室26被密封地封闭。但是，这样的固定不需要来自固定原因；为了实现本发明的主要效果，因此在环形桥接部128和129或者由它所形成的轮廓壁28支撑在由环形桥接部118所形成的轮辋外角状体或者支撑在由环形桥接部120所形成的轮辋内角状体20上时，它已经足够了。辅助的、导致工作量或者费用增大的、焊接的制造步骤可以优选地被去掉。
之后，以公知的热处理方式来处理坯体101，从而通过变形步骤来除去材料中产生的应力。
随后又以公知的方式来进行坏体101的机械、切削加工，其中在环形桥接部120被用来形成轮辋内角状体20时，由环形桥接部118来使轮辋外角状体18工作。在环形桥接部128和129的上表面上，材料伸出以在轮辋内床16和轮辋外床14的区域内形成轮廓壁28。尤其地，在轮廓壁28的外侧中形成环绕槽，轮胎不仅向内而且向外地支撑在该环绕槽中。
在轮1到达理想形状之后(参见图10)，施加上表面涂层、例如轮1的涂漆。
当然，所描述的方法也可以用来制造本发明的轮，该齿轮只在轮辋外床14的区域内或者只在轮辋内床16的区域内具有轮廓壁28。
权利要求
1.一种轮，尤其一种用于汽车的轻金属轮，它主要包括轮毂(12)和轮辋(10)，其中轮辋具有轮辋内床(16)和轮辋外床(14)，该轮辋内床和轮辋外床转变成轮内侧的轮辋内角状体(20)或者轮外侧的轮辋外角状体(18)，其中在轮内侧和/或轮外侧的区域内形成一个沿着圆周方向至少以段的方式通过的空心室(26、27、29)，该空心室在轮辋内床(16)或者轮辋外床(14)的区域内借助轮廓壁(28)来限制出，其特征在于，该轮廓壁(28)形成一体。
2.如权利要求1所述的轮，其特征在于，轮廓壁(28)由环形的整体壳层(30、31、32)形成。
3.如权利要求2所述的轮，其特征在于，该整体壳层(30、31、32)被推移到轮辋内床(16)或者轮辋外床(14)的区域内并且固定在那里。
4.如权利要求2或者3所述的轮，其特征在于，整体壳层(30、31)从轮外侧被推移到轮辋外床(14)的区域中。
5.如权利要求4所述的轮，其特征在于，整体壳层(30、31)形成轮辋外床(14)的至少一部分和轮辋外角状体(18)。
6.如权利要求5所述的轮，其特征在于，整体壳层(31)具有至少一个沿着轮毂的方向的桥接部(42)，该桥接部各自与轮毂(12)的至少一个轮辐(22)拧在一起。
7.如权利要求2或者3所述的轮，其特征在于，整体壳层(32)从轮内侧被推移到轮辋外床(14)的区域中，轮辋内床(16)的区域无切削地变形。
8.如权利要求1所述的轮，其特征在于，轮廓壁(28)与轮形成一体。
9.如权利要求8所述的轮，其特征在于，轮廓壁(28)形成为无切削变形的环形桥接部(48、49、50、51、52、53、54)。
10.如权利要求9所述的轮，其特征在于，该环形桥接部(48、49、50)布置在轮辋外角状体(18)的区域内，并且可以向内变形。
11.如权利要求9所述的轮，其特征在于，环形桥接部(51)布置在轮辋外角状体(18)的区域中，并且可以向外变形。
12.如权利要求9所述的轮，其特征在于，环形桥接部(53)布置在轮辋内角状体(20)的区域内，并且可以向内变形。
13.如权利要求9所述的轮，其特征在于，环形桥接部(52)布置在轮辋内角状体(20)的区域中，并且可以向外变形。
14.如权利要求8-13任一项所述的轮，其特征在于，轮廓壁(28)在变形状态下形成轮辋外角状体(18)的至少一个上部段。
15.如权利要求8-14任一项所述的轮，其特征在于，通过轮廓壁(28)的变形在轮辋内角状体(20)和/或在轮辋外角状体(18)内形成空心室(29)。
16.一种制造如权利要求8-15任一项所述的轮的方法，它具有下面步骤-铸造出具有一个轮毂(12)和一个垂直延伸的段(110)的坯体(101)，该段(110)具有四个径向环绕的环形桥接部(118、120、128、129)，-在该段(110)中粗车出轮辋(10)的结构和环形桥接部(118)的支承表面，-拉伸该段(110)并且使环形桥接部(128)重新成形；-粗车出环形桥接部(120)的支承表面；及-使环形桥接部(129)进行重新成形。
17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，之后，环形桥接部(128、129)通过焊接固定在环形桥接部(118、120)上。
18.如权利要求16或者17所述的方法，其特征在于，之后，使坯体(101)进行热处理。
19.如权利要求16-18任一项所述的方法，其特征在于，对坯体(101)进行切削加工。
20.如权利要求16-19任一项所述的方法，其特征在于，在轮(1)上施加上表面涂层。
全文摘要
本发明公开了一种轮，尤其是一种用于汽车的轻金属轮，它包括轮毂(12)和轮辋(10)，其中轮辋具有轮辋内床(16)和轮辋外床(14)，该轮辋内床和轮辋外床转变成轮内侧的轮辋内角状体(20)或者轮外侧的轮辋外角状体(18)。在轮内侧和/或轮外侧的区域内形成一个沿着圆周方向至少部分连续地延伸的空心室(26、27、29)，该空心室在轮辋内床(16)或者轮辋外床(14)的区域内借助轮廓壁(28)来限制出。为了得到费用特别划算的、可以承受机械应力的结构，因此使轮廓壁(28)形成为一个单一零件。
文档编号B60B21/10GK1968830SQ200580020020
公开日2007年5月23日 申请日期2005年6月14日 优先权日2004年6月16日
发明者H·鲍姆加特纳 申请人:Bbs汽车运动及工程有限公司