DE10054802A1 - Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles mit einer ersten Aufnahme und einer zweiten Aufnahme, wobei die beiden Aufnahmen mit einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind. Hierzu werden in eine Blechplatine symmetrisch zu einer Biegeachse Öffnungen oder Einprägungen eingebracht. Weiterhin wird im Bereich der Biegeachse in die Blechplatine eine Kontur zum Bilden der ersten Aufnahme eingeprägt. Die Blechplatine wird anschließend entlang der Biegeachse gebogen, wobei sich zwei Platinenschenkel berühren. Bei diesem Biegen wird die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme ausgeformt. Weiterhin betrifft die Erfindung ein mit diesem Verfahren hergestelltes Verbindungsteil.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles mit einer ersten Aufnahme und einer zwei­ ten Aufnahme, wobei die erste Aufnahme und die zweite Auf­ nahme in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind.

Derartige Verbindungsteile können in den verschiedensten technischen Bereichen Anwendung finden. Insbesondere im Kraftfahrzeugbau werden derartige Teile als sogenannte Pen­ delstützen eingesetzt.

Es ist bekannt, derartige Teile durch Gießen herzustellen. Dies erfordert jedoch die Verwendung einer relativ teuren Gussform, deren Einsatz grundsätzlich nur für größere Stückzahlen wirtschaftlich ist. Zudem müssen Gussteile nach dem Gießen vom Gussgrat und eventuell weiteren Gussrück­ ständen gereinigt werden. Ein derartiger Gussputz ist Zeit- und kostenaufwendig.

Es ist weiterhin bekannt, Verbindungsteile mit zwei zuein­ ander angewinkelten Durchgängen oder Nabenbereichen durch Schweißen herzustellen. Hierbei werden zwei hülsenförmige Körper über ein entsprechendes Blechverbindungsglied mit­ einander verschweißt. Aufgrund des beim Schweißen nicht völlig vermeidbaren Verzuges müssen derartige Schweißteile gerichtet werden, damit geforderte Lage- und Formtoleranzen erreicht werden. Ein derartiges Richten ist ebenfalls sehr zeit- und kostenaufwendig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem das beschriebene Verbindungs­ teil besonders einfach und formgenau und damit außerordent­ lich wirtschaftlich gefertigt werden kann.

Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen der Erfin­ dung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist dadurch gekennzeichnet,

• - dass in eine Blechplatine definiert beabstandet zu einer Biegeachse mindestens eine Öffnung oder eine Einprägung eingebracht wird,
• - dass in die Blechplatine im Bereich der Biegeachse eine Kontur zum Bilden der ersten Aufnahme eingeprägt wird,
• - dass die Blechplatine unter Bildung zweier Platinen­ schenkel entlang der Biegeachse gebogen wird, wobei sich die Platinenschenkel berühren, und
• - dass beim Biegen die eingeprägte Kontur zu der ersten Aufnahme ausgeformt wird und die zweite Aufnahme durch die Öffnung oder Einprägung gebildet wird.

Auf diese Weise kann das Verbindungsteil mit den zwei zu­ einander im Winkel stehenden Aufnahmen, welche einseitig oder beidseitig offen oder auch beidseitig geschlossen sind, in einfacher Weise aus einer Blechplatine geformt werden. Diese Verfahrensschritte können effizient weitgehend auf einer Presse durchgeführt werden, so dass die aufwendigen Putz- und Richtvorgänge wie beim Stand der Technik nicht anfallen.

Grundsätzlich kann die Blechplatine aus einem Material be­ stehen, welches nach dem Abschluss des Biegevorganges aus­ reichend kaltverfestigt und formstabil ist und keiner Weiterverarbeitung bedarf. Ein besonders formstabiles Verbin­ dungsteil wird jedoch erfindungsgemäß dadurch erzielt, dass die beiden Platinenschenkel fest miteinander verbunden, insbesondere verschweißt werden. Zum Verschweißen kann be­ vorzugt eine elektrische Schweißzange eingesetzt werden, wobei die Klemmkraft der elektrischen Schweißzange gleich­ zeitig einen abschließenden Biegevorgang der beiden Plati­ nenschenkel bis zu deren gegenseitigen Kontakt durchführen kann, wobei in dieser Kontaktposition dann die Verschweis­ sung erfolgt. Selbtsverständlich kann die feste Verbindung der beiden Platinenschenkel auch mittels jeder anderen ge­ eigneten Befestigungsmethode, etwa Verschrauben, Verpressen oder Vernieten erfolgen. Das Verpressen umfasst auch ein formschlüssiges Übergreifen der Ränder durch Bördeln.

Es ist nach der Erfindung besonders zweckmäßig, dass in die Blechplatine spiegelsymmetrisch zu der Biegeachse einer­ seits eine erste Öffnung oder Einprägung und andererseits eine zweite Öffnung oder Einprägung eingebracht werden und dass beim Biegen sich die erste Öffnung bzw. Einprägung mit der zweiten Öffnung bzw. Einprägung zum Bilden der zweiten Aufnahme überdeckt. Die Aufnahmen können dabei insbesondere rohr- oder topfförmig ausgebildet werden.

Eine weitere bevorzugte Ausführungsform der Erfindung be­ steht darin, dass beim Einbringen der mindestens einen Öffnung für die zweite Aufnahme an der Öffnung eine Auskra­ gung ausgebildet wird, welche entgegengerichtet zu einer Biegerichtung ist. Die Auskragung bildet dabei einen rohrförmigen Nabenbereich. Auf diese Weise ist die zweite Aufnahme nicht auf die Wanddicke der Blechplatine be­ schränkt, sondern das aus den Öffnungen verdrängte Blech­ material kann in effizienter, materialsparender Weise zur Ausbildung der Nabe verwendet werden. Die Auskragungen an beiden Öffnungen sind bevorzugt symmetrisch. Diese können jedoch auch mit einer unterschiedlichen axialen Länge aus­ gebildet werden.

Eine besonders große Gestaltungsfreiheit ergibt sich da­ durch, dass die Aufnahmen im Querschnitt rund oder eckig ausgebildet werden. Runde bzw. zylindrische Aufnahmen sind insbesondere zur Aufnahme herkömmlicher Gleitbuchsen oder Wälzlager oder zum Durchgang von Rohren, Achsen oder Wellen geeignet. Besonders drehfeste Verbindungen lassen sich durch drei-, vier- oder mehreckige Aufnahmekonturen errei­ chen. Hierfür ist es lediglich erforderlich, die entspre­ chenden Stanz- oder Biegewerkzeuge anzupassen.

Die Kontur der ersten Aufnahme lässt sich erfindungsgemäß besonders einfach dadurch einstellen, dass beim Biegen die Blechplatine um einen Biegedorn geformt wird, dessen Außen­ kontur einer gewünschten Innenkontur der ersten Aufnahme entspricht. Wird ein zylindrischer oder ein quaderförmiger Biegedorn verwendet, ergibt sich entsprechend eine zylin­ drische oder viereckige Kontur der Aufnahme. Um diese Aus­ formung der ersten durchgehenden Aufnahme besonders formge­ nau durchzuführen, ist es sinnvoll, dass beim vorausgehen­ den Einprägen der Kontur im Bereich der Biegeachse eine an­ gepasste Vorform in diesem Bereich eingestellt wird.

Die Längsachsen der etwa rohrförmigen Aufnahmen können ent­ sprechend der Ausbildung der Blechplatine und der Anordnung der Biegeachse in nahezu jedem beliebigen spitzen Winkel zueinander angeordnet werden. Besonders bevorzugt ist je­ doch, dass die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme im Wesentlichen in einem rechten Winkel zueinander angeordnet werden.

Für die meisten Anwendungen ist es ausreichend, dass zwei Aufnahmen in dem Verbindungsteil vorgesehen werden. Es ist jedoch auch erfindungsgemäß, dass mehr als zwei Aufnahmen ausgebildet werden. Auf diese Weise ist es möglich, nicht nur zwei sondern mehr Teile miteinander zu verbinden.

Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfin­ dung ist es vorgesehen, dass in den Aufnahmen mindestens ein Lagerelement eingebracht wird. Bei diesem Lagerelement kann es sich beispielsweise um eine Lagerbuchse oder um ein Wälzlager handeln. Das Lagerelement kann in der ersten Aufnahme nach einem vorausgehenden Biegen der Blechplatine um die Biegeachse etwa um einen Dreiviertelkreis beim ab­ schließenden Biegevorgang eingebracht werden. Somit lässt sich auf einfache Weise eine Presspassung herstellen. Selbstverständlich ist es möglich, das Lagerelement in grundsätzlich bekannter Weise unter Ausbildung einer Press­ passung in die jeweilige Aufnahmeöffnung einzupressen. Eine weitere bevorzugte Möglichkeit besteht darin, den In­ nenbereich der Aufnahmen zu gummieren und in dieser Gum­ mierung die Lagerbuchse vorzusehen. So ist beispielsweise bei einer Pendelstütze oder Zugstrebe eine zusätzliche Schwingungsdämpfung erreichbar.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist insbesondere dann beson­ ders wirtschaftlich, wenn ein Ausstanzen der Blechplatine und der Öffnungen, das Auskragen, das Einprägen der Kontur, das Verdicken des Mittenbereiches und/oder das Biegen auf einer Presse ausgeführt wird. Die entsprechenden Verfah­ rensschritte können dabei mittels eines Folgeverbundwerk­ zeuges auf einer Presse in mehreren Stufen nacheinander oder in einer einzigen Anordnung der Blechplatine in einem Gesamtverbundwerkzeug ausgeführt werden.

Weiter ist bevorzugt, dass ein Mittenbereich der einge­ prägten Kontur vor dem Biegen verstärkt wird. Hierzu kann eine Wandverdickung im Mittenbereich eingestellt werden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann dieser Mittenbereich ebenfalls zunächst mit einer Ausbau­ chung versehen werden, wobei sich die Längserstreckung der Blechplatine entsprechend dieser Ausbauchung verkürzt. Diese Ausbauchung kann dann in einem separaten Pressenzug unter Beibehalten der axialen Länge flachgedrückt und somit verdickt werden. Es kann so eine definierte Wandverdickung an dem Mittenbereich eingestellt werden, so dass bei dem nachfolgenden Biegevorgang eine ausreichende Festigkeit in diesem Mittenbereich gewährleistet ist.

Die Erfindung betrifft weiterhin ein Verbindungsteil, ins­ besondere eine Pendelstütze oder Zugstrebe für ein Kraft­ fahrzeug, mit einer ersten Aufnahme und einer zweiten Auf­ nahme, wobei die erste Aufnahme und die zweite Aufnahme in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind. Dieses erfindungsgemäße Erzeugnis ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil mit dem Verfahren nach einem der An­ sprüche 1 bis 11 hergestellt ist. Entsprechend der vor­ ausgehenden Beschreibung ist dieses Verbindungsteil beson­ ders wirtschaftlich und gleichwohl mit hoher Formgenauig­ keit herstellbar.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispieles weiter beschrieben, welches schema­ tisch in der Zeichnung dargestellt ist.

In der Zeichnung zeigen

Fig. 1 bis Fig. 3 Querschnittsansichten durch die Blech­ platine in unterschiedlichen Verfahrens­ stadien;

Fig. 4 eine Querschnittsansicht durch das fer­ tiggebogene Verbindungsteil; und

Fig. 5 eine Seitenansicht zu dem Verbindungsteil von Fig. 4.

Gemäß Fig. 1 werden in eine Blechplatine 10 spiegelsymme­ trisch zu einer Biegeachse 20 zunächst Ausnehmungen 12 ein­ gestanzt. Durch eine entsprechende Ziehvorrichtung werden diese Ausnehmungen 12 auf einer Presse zu den Öffnungen 14 bzw. 15 unter Ausbildung zylindrischer Auskragungen 16 bzw. 17 aufgeweitet. Die Blechplatine 10 nach diesem Ziehvor­ gang ist in Fig. 2 dargestellt.

Gleichzeitig oder im Anschluss nach dem Umformvorgang gemäß Fig. 2 wird in dem Bereich entlang der Biegeachse 20 eine Kontur 18 eingeprägt. Diese Kontur 18 umfasst in dem seit­ lichen von der Biegachse 20 beabstandeten Randbereichen eine linke Vorprägung 22 bzw. eine rechte Vorprägung 23. Die Vorprägungen 22 und 23 bilden die untere Hälfte einer zu formenden ersten Aufnahme 31 und werden entsprechend dieser gewünschten Kontur geformt. Zwischen den beiden Vorprägun­ gen 22, 23 verbleibt ein Mittenbereich 24, welcher erst bei dem sich anschließenden Biegevorgang endgeformt wird. Der Mittenbereich 24 kann bezüglich der Wanddicke verstärkt werden.

Nach Ausformung der Öffnungen 14, 15 und der Kontur 18 wird die Blechplatine 10 um die Biegeachse 20 gebogen oder ge­ klappt. Dieser Biegevorgang kann zunächst in einem ersten Biegeschritt noch auf der Presse durchgeführt werden, auf welcher die vorausgegangenen Arbeitsschritte durchgeführt werden. Die erste rohrförmige Aufnahme 31 kann dabei etwa zu einem Dreiviertelkreis vorgeformt werden.

Die vorgeformte Blechplatine 10 kann dann in einem ab­ schließenden Fertigungsschritt um einen nicht dargestellten Biegedorn, dessen Außenkontur der Innenkontur der zu for­ menden ersten Aufnahme 31 entspricht, gebogen und endge­ formt werden. Dabei gelangen die beiden sich gegenüberlie­ genden Platinenschenkel 26, 27 in Kontakt, was in Fig. 4 dargestellt ist. In dieser Position überdecken sich die beiden Öffnungen 14 und 15 mit ihren jeweiligen Auskragung­ en 16, 17, so dass hierdurch eine zweite durchgehende Auf­ nahme 32 gebildet wird. In dieser Position können die bei­ den aneinanderliegenden Platinenschenkel 26, 27 zum Bilden eines fertigen Verbindungsteiles 30 im Bereich eines Steges 36, welcher die beiden Aufnahmen 31, 32 miteinander verbin­ det, sowie im Bereich eines die zweite Aufnahme 32 umgeben­ den Saumes 38 verschweißt werden.

Bei dem fertigen Verbindungsteil 30, welches gemäß den Fig. 4 und 5 eine sogenannte Pendelstütze darstellt, weist die erste Aufnahme 31 eine erste Längsachse 33 auf, welche zu einer zweiten Längsachse 34 der zweiten Aufnahme 32 in einem rechten Winkel steht. Winkeländerungen können bei­ spielsweise ohne weiteres auch dadurch erzeugt werden, in­ dem in einem nachfolgenden Kalibriervorgang der Steg 36 verformt, insbesondere gezielt verwindet wird.

Claims (12)

1. Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsteiles (30) mit einer ersten Aufnahme (31) und einer zweiten Auf­ nahme (32), wobei die erste Aufnahme (31) und die zweite Aufnahme (32) in einem definierten Winkel zu­ einander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass in eine Blechplatine (10) definiert beabstandet zu einer Biegeachse (20) mindestens eine Öffnung (14, 15) oder Einprägung eingebracht wird,
dass in die Blechplatine (10) im Bereich der Biege­ achse (20) eine Kontur (18) zum Bilden der ersten Aufnahme (31) eingeprägt wird,
dass die Blechplatine (10) unter Bildung zweier Pla­ tinenschenkel (26, 27) entlang der Biegeachse (20) gebogen wird, wobei sich die Platinenschenkel (26, 27) berühren, und
dass beim Biegen die eingeprägte Kontur (18) zu der ersten Aufnahme (31) ausgeformt wird und die zweite Aufnahme (32) durch die Öffnung (14, 15) oder Ein­ prägung gebildet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Platinenschenkel (26, 27) fest mit­ einander verbunden, insbesondere verschweißt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in die Blechplatine (10) spiegelsymmetrisch zu der Biegeachse (20) einerseits eine erste Öffnung (14) oder Einprägung und andererseits eine zweite Öffnung (15) oder Einprägung eingebracht werden und dass beim Biegen sich die erste Öffnung (14) bzw. Ein­ prägung mit der zweiten Öffnung (15) bzw. Einprägung zum Bilden der zweiten Aufnahme (32) überdeckt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass beim Einbringen der mindestens einen Öffnung (14, 15) für die zweite Aufnahme (32) an der Öffnung (14, 15) eine Auskragung (16, 17) ausgebildet wird, welche entgegengesetzt zu einer Biegerichtung gerichtet ist.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmen (31, 32) rund oder eckig ausgebil­ det werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass beim Biegen die Blechplatine (10) um einen Bie­ gedorn geformt wird, dessen Außenkontur einer ge­ wünschten Innenkontur der ersten Aufnahme (31) ent­ spricht.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Aufnahme (31) und die zweite Aufnahme (32) in einem rechten Winkel zueinander angeordnet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mehr als zwei Aufnahmen (31, 32) ausgebildet werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass in den Aufnahmen (31, 32) mindestens ein La­ gerelement eingebracht wird.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, dass ein Mittenbereich (24) der eingeprägten Kontur (18) vor dem Biegen verstärkt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein Einbringen der Blechplatine (10) und der Öff­ nungen (14, 15) oder Einprägungen, das Auskragen, das Einprägen der Kontur (18), das Verdicken des Mittenbe­ reiches (24) und/oder das Biegen auf einer Presse ausgeführt werden.

12. Verbindungsteil, insbesondere Pendelstütze, mit einer ersten Aufnahme (31) und einer zweiten Aufnahme (32), wobei die erste Aufnahme (31) und die zweite Aufnahme (32) in einem definierten Winkel zueinander angeordnet sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Verbindungsteil (30) mit dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11 hergestellt ist.