184429. lajstromszámú szabadalom • Aluminiumkerék, különösen járműkerék, továbbá eljárás és berendezés annak előállítására
1 184429 2 szokásosan alkalmazott nyitott kialakítású kerekek. A 3 keréktárcsa középső részén a tengelyagy kivezetéséhez szolgáló 4 tengelyfurat található. Az 5 csavarfuratok és a 6 tájolófuratok a hagyományos kerékkialakításoknak megfelelően helyezkednek el. Áttérve a 2a. ábrára, azon a mélyhúzási művelethez előkészített 7 lemeztárcsát láthatjuk, amelyből a mélyhúzás eredményeként a 2b. ábrán bemutatott 8 csésze alakul ki. Ez a 8 csésze előgyártmányként kerül felhasználásra a további műveletekhez. A 3. ábrán bemutatjuk a találmány szerinti eljárás során végrehajtott elektromágneses alakításhoz használt berendezést. Ez osztott kivitelű, azaz többrészes 10 alsó, 11 felső és 12 középső belső szerszámból áll, melyek a térben több irányban, sík, illetve görbe felületekkel vannak elválasztva és összerakásuk után a külső felület megfelel a kialakítani kívánt kerék futófelületi profiljának. A 10, 11 és 12 belső szerszámot a 15 feszítőkúpra helyezve, ráhúzzuk a 8 csészét — ezt a helyzetet az ábra bal oldali része mutatja — majd a 16 szorítógyűrűvel rögzítjük. A szerszám részek és az előgyártmány egymáshoz viszonyított rögzítése mechanikus, pneumatikus vagy hidraulikus mőködtetésű — nem ábrázolt — készülékkel valósítható meg. A berendezés másik főrésze a szerszámot kívülről körülvevő 13 alakítótekercs, amely az alakítás során fellépő villamos és mechanikus igénybevételekre méretezett és az üzemeltetési viszonyoktól függően hűthető kivitelű. A 13 alakítótekercs vezetői 14 villamos szigetelésbe — célszerűen szálerősítésű műanyagba — ágyazottak, amit kívülről a villamos árnyékolást és a mechanikus rögzítést biztosító 17 fémköpeny burkol. Az elektromágneses alakítás után a 10, 11, 12 belső szerszám a rögzítőelemek oldásával eltávolítható az alakított termék belsejéből, majd újabb alakítási művelethez összeállítható. Áz — ábrán nem látható — impulzusgenerátorra kapcsolt 13 alakítótekercs által gerjesztett mágneses térerő a 8 csésze palástfelületéből kialakítja a 10, 11, 12 belső szerszám által meghatározott 2 futófelületet. A találmány szerinti eljárás egydarabból készült alumíniumkerekek előállítására két lényeges műveleti elemet, megoldást tartalmaz. Egyik a felgyengítéses mélyhúzás a kívánt, de eltérő falvastagságok biztosítására. Példaszerűen említve, egy alumíniumötvözetből készült személygépkocsi kerékhez a kiindulási lemezvastagság 5—7 mm, a mélyhúzás erőszükséglete mintegy 6300 kN. Másik a futófelület alakjának elektromágneses alakítása. A kerék anyagául választott ötvözetnek ezért mind a villamos vezetőképesség, mind az alakítási szilárdság szempontjából elektromágneses alakításra alkalmasnak kell lennie, ugyanakkor jól kihasználható a kerék szilárdságának és terhelhetőségének növelésére az ennél a műveletnél az alakítás hatására létrejövő anyagfelkeményedés. Az előbb példaképp említett személygépkocsi kerék futófelületének kialakításához mintegy 100—150 kJ nagyságú elektromágneses energiára van szükség. Az eljárásra az alábbiakban konkrét, számszerű példát adunk: Készítendő 220 mm átmérőjű alumíniumkerék. Anyagként AlMgSi 1 jelű ötvözetet választunk (Rm = 255 N/mm2/ RpoZ = 177 N/mm2). A lemeztárcsa vastagsága 5 mm, az átmérője 350 mm. A csészekészítésnél a mélyhúzást 2 lépésben végezzük, erőszükséglet 630 tonna. Ehhez a művelethez hidraulikus prést alkalmazunk. A mélyhúzás művelete után préseléssel kialakítjuk a keréktárcsa alakjának megfelelő görbületeket, továbbá elkészítjük a tengelyfuratot és a csavarfuratokat, valamint tájolófuratokat. Ezután végezzük el az elektromágneses alakítást, a 3. ábrán látható berendezés segítségével. A művelet energiaszükséglete 50 kWsec, időtartama mintegy 30 másodperc. Ezen művelettel a kerék lényegileg készen van, csupán a szokásos felületkezelési és végső kialakító műveleteket kell elvégezni. Itt jegyezzük meg, hogy az elektromágneses alakítással olyan előre nem várt pontosságot értünk el, amely nem teszi szükségessé a találmány szerinti eljárással készített kerék utólagos megmunkálását. A találmány legfontosabb előnye, hogy minden eddig ismertnél egyszerűbb lemezszerkezetű járműkerék jön létre azáltal, hogy lehetővé válik az alumíniumkerék egyetlen lemeztárcsából való előállítása. A találmány szerinti eljárással kis időszükséglet adódik, s maga az eljárás kiválóan alkalmas nagyipari sorozatgyártásban való alkalmazásra. Az eljárás nem befolyásolja hátrányosan a felhasznált szerkezeti anyag minőségét, így például elkerülhető a szokásos hegesztéses eljárásoknál bekövetkező kilágyulás. Lehetővé válik, hogy a kereket viszonylag kis mennyiségű, s a felhasználói igényeket legjobban kielégítő minőségű alapanyagból állítsuk elő. Szabadalmi igénypontok 1. Alumíniumkerék, különösen járműkerék, melynek futófelülete és keréktárcsája egydarabból van, azzal jellemezve, hogy a futófelület (2) és a keréktárcsa (3) villamos vezetőképesség és alakítási szilárdság szempontjából elektromágnesesen alakítható alumíniumlemezből van elkészítve úgy, hogy a furatközi síkokban felvett bármely tengelykeresztmetszete a legkisebb átmérőtől a legnagyobb átmérőig végigfutó egyenes, illetve íves szakaszokból álló folytonos vonalú. 2. Az 1. igénypont szerinti alumíniumkerék kiviteli alakja, azzal jellemezve, hogy a futófelületet (2) és a keréktárcsát (3) alkotó alumíniumlemez 150—600 n/mm2 szakítószilárdságú alumíniumötvözetből van. 3. Eljárás az 1. vagy 2. igénypont szerinti alumíniumkerék előállítására, azzal jellemezve, hogy először a kerék (1) készméretének megfelelően megválasztott méretű lemeztárcsát (7) mélyhúzással hengeres falú csészévé (8) alakítjuk, majd az alábbi műveletsorok egyikét hajtjuk végre: a) a csésze (8) fenéklapjába a keréktárcsa (3) alakjának megfelelő görbületeket sajtolunk, ezt követően ugyancsak saj tolással elkészítjük a keréktárcsa (3) tengelyfuratát (4) és a felfogásra, valamint egyéb célokra — pl. tájolásra — szolgáló furatokat (5, 6) végül a csészébe (8) a futófelületnek (2) megfelelő alakú, többrészes belső szerszámot helyezve, a csésze (8) palástjából önmagában ismert módon elektromágneses erőhatás segítségével kialakítjuk a futófelületet (2); vagy 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 4
