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Autor Thema: Alufelgen richten  (Gelesen 2814 mal)

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Karl

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Alufelgen richten
« am: 01 Mai 2011, 11:51:08 »

Moin zusammen, ja ja, ne krumme Felge hatte ich auch gerade gerichtet... is' nicht gerade "ganz grosses Tennis", wenn man weiss, wie man es machen muss: Wärme macht sie gefügig und alles gaaaanz langsam und vorsichtig, wie die Igel ....

Der zu nutzende Effekt ist die "Stress relaxation" oder "Creep forming" Effekte, den insbesondere Al-Magnesium Legierungen zeigen (siehe Patent). Genutzt wird der zeitliche Effekt, dass Spannungen unter Wärme mit der Zeit abgebaut werden und somit auch an wenig formbaren Legierungen, wie die vorliegende AlMg-Legierung geformt wird.

Zur Praxis:
Felge in mit der Beule in einen Schraubstock einspannen, nicht zu stark spannen. Dann mit einer Heissluftpistole permanent auf ca. 120-140°C erwärmen.

Warten...
....
....
Nach ungefähr einer halben Stunde vorsichtig nachspannen..
...
...
...
Nochmal vorsichtig nachspannen.
....
...
..etc.

Es funzt wirklich, man muss nur genügend Muße mitbringen. Wenn man es zu schnell oder zu viel Spannung macht, reisst das Material, gerade da, wo es vorher kaltverfestigt wurde (an der Delle). Bilder folgen.

Knut



Moin zusammen, hier wie versprochen das Digipix von der "Richtstation":

Im Schraubstock eingespannt die Felge, linke Spannbacke Weichholz mit grosser Auflage, rechte Backe mit der Delle am Hartholz mit kleiner Auflage.
Die Heissluftpistole ist einstellbar, ich habe ca. 120 - 140°C gewählt. Bei Temperaturen oberhalb ca. 160°C reagiert die AlMg Legierung mit Entfestigung durch Rekristallisation, also vermeiden.

..... und dann die Delle suchen (meine Tischler haben immer ein Stück Küchenarbeitsplatte rumliegen, die eine gute Richtplatte ist), anzeichnen, einspannen, erwärmen, warten, biertrinken, nachspannen, warten, abkühlen, kontrollieren, freuen.....

Der werkstoffkundliche Background:
Die hier betrachteten Felgen der Fa. Weinmann bestehen aus einer Aluminium-Magnesium Legierung, die giesstechnisch hergestellt wurden. Die Beulen am Felgenhorn entstehen durch sehr beherzten Einsatz von Montierhebeln, durch das Überfahren von Bordsteinen mit zuwenig Luft oder durch einen Crash. Oftmals sind die entstandenen Formänderungen grösser, als man sie mit normalen, langsamen Formgebungsverfahren erreichen würde. Dieses Phänomen didaktisch so weit zu reduzieren und hier zu erläutern, ist nahezu unmöglich und deswegen spare ich es mir (Stichwort "adiabate Entfestigung bei dynamischer Beanspruchung"). In allen Fällen ist der Bereich um die Beule kaltverfestigt und ein einfaches Zurückbiegen oder -schlagen in die ursprüngliche Form kann zu einem Riss führen, da die Duktilität (Umformvermögen) erschöpft ist. Desweiteren beinhaltet der Bereich erhebliche Eigenspannungen, deren Niveau oftmals im Bereich der 0,2% Dehngrenze liegen.

Durch die Erwärmung auf ca. 130°C werden als erstes diese Eigenspannungen = Versetzungs­aufstauungen durch Relaxationsvorgänge abgebaut. Das Ganze dauert ca. 2000 sec = 30 Minuten und die Spannung reduziert sich über der Zeit asymptotisch auf ca. 30MPa. Wird jetzt die Spannung durch das erneute Zustellen des Schraubstockes wieder erhöht, beginnt der Vorgang von neuem und letzlich verbleibt eine Formgebung im Werkstück. Durch die verbleibende Restspannung von ca. 30MPa kommt es beim Entlasten unweigerlich zu einer Rückfederung, deswegen muss immer ein Stück weiter gebogen werden, als nötig. Wieviel überbogen werden muss, ist Gefühls- und Erfahrungssache.

(Nicht nachmachen: Erhöht man die Temperatur auf ca. 325°C, relaxieren alle Aluminium-Legierung auf ca 2-3 MPa Restspannung und zeigen somit keine nennenswerte Rückfederungen mehr. Allerdings wäre dann die hier betrachtete AlMg Legierung restlos weichgeglüht und somit die Felge hinüber. Legiert man allerdings ca. 0,2% Scandium und Spuren von Mangan und Titanium hinzu, entsteht eine thermisch stabile AlMg Legierung, die Temperaturen von ca. 350°C ohne Gefügeveränderung mitmacht. Und genau das und die praktische Anwendung im Flugzeugbau steht in dem Patent)

Knut

(Eine Abhandlung über das Alufelgen richten von Knut)




Sigi_RS: Ich bin begeistert! Wo hast Du den Thermofühler untergebracht? Im Luftstrom oder direkt an der Felge. Punkt für Dich!

Knut: habe erst die Temperatur im Luftstrom in der Nähe der Felge gemessen, um die Pistole einzustellen. Danach den Thermofühler immer mal wieder an die Felge gehalten, um die Bauteiltemp. zu kontrollieren.
« Letzte Änderung: 25 September 2014, 11:08:50 von Karl »
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Alufelgen richten
« am: 01 Mai 2011, 11:51:08 »

Karl

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Informationen zu Felgenlegierungen
« Antwort #1 am: 01 Mai 2011, 11:54:13 »

Wie werden / wurden die Alu-Felgen für unsere Moppeds hergestellt:

•   Strangpressen eines Profils aus der Legierung XY
•   Ablängen und Rundbiegen auf Biegemaschine zum Kreis
•   Diffusionsschweissen der Enden (dabei werden die Enden aufeinander gepresst + viel Strom; dauert ein paar Sekunden)
•   Schleifen der Schweissnaht
•   Umformtechnisches Drücken der Wölbungen für die 36 Speichennippel und der fünf Punzungen gegenüber dem Ventil (die den Reifen bei Druckverlust vom Abspringen schützen sollen)
•   Bohren der Löcher für Speichennippel und Ventil
•   Wärmebehandeln auf Endfestigkeit
•   Polieren (chemisch und mechanisch)

Ich habe bewusst oben „Legierung XY“ geschrieben, weil ich an zwei Felgen eine chemische Analyse durchgeführt und die elektrische Leitfähigkeit gemessen habe. Die eine mit einer Punzung 09/1960 (60er Jahre), die andere mit 08/1954 (50er Jahre).

Die Felge aus den 60ern ist eindeutig die Legierung nach AA6061 mit:
0,65% Si   0,25% Fe   1,05% Mg   0,21% Cu   + 0,6% Verunreinigungen
Leitfähigkeit: 23,2 MS/m

Bei der Felge aus den 50ern musste ich schon ins „Reichsluftfahrts-Handbuch“ nachsehen, um die passende Legierung zu finden: es ist eine R3752
0,79% Si   0,85% Fe   0,68% Mg   0,67% Cu   + 0,9% Verunreinigungen
Leitfähigkeit: 18,6 MS/m

Der wesentliche Unterschied zwischen diesen beiden Legierungen besteht in der Festigkeit und der Korrosionsbeständigkeit. Die Felge der 50er ist fester (durch Eisen und Kupfer), hat aber durch das Kupfer und den hohen Anteil an Verunreinigungen ein nur mäßiges Korrosionsverhalten. Sie wurde noch während des III. Reiches entwickelt und war die Standardlegierung für Profile in Lastenseglern und Flugzeugen für Teile, die umgeformt und geschweisst wurden.

Die Legierung der 60er (AA6061) wurde von den Amerikanern ca. 1953 entwickelt und patentiert und 1957 in der Aluminium Association (AA) angemeldet. Sie ist von der Korrosion schon deutlich besser, allerdings weniger fest und damit aber besser umformbar.

Und wegen der Umformbarkeit kann man die beiden Legierungen in den Felgen unterscheiden.

Im Bild 1 links zwei 50er Jahre Felgen, rechts zwei der 60er Jahre. (Die ganz rechte habe ich schon eingespeicht und die werde ich ab sofort fahren).


Die Punzungen für die Speichen sind links weniger stark ausgeprägt, da der Werkstoff früher versagen würde (vergrössert in Bild 2). Der alte Werkstoff ist weniger duktil!

Auch wenn die Nummern in den ETL gleich geblieben sind, muss es eine Werkstoffumstellung irgendwann zwischen 1955 und 1960 bei den Weinmann Felgen gegeben haben, die einher ging mit den grösseren Punzungen für die Speichennippel.

Übrigens, seit etwa 1985 werden Speichenfelgen aus der Legierung AA6082 hergestellt, diese Legierung gilt als „Seewasserbeständig“.
Gerade bei den Felgen könnte also gelten: Neuer ist besser.

Grüsse von Knut

(Eine Abhandlung über Felgenlegierungen von Knut)
« Letzte Änderung: 25 September 2014, 11:09:01 von Karl »
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