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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Aufhängungslenkers mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Anspruch 1.
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Bei modernen Kraftfahrzeugen sind sämtliche Räder über eine Radaufhängung mit dem Fahrzeugaufbau, d. h. mit der Karosserie bzw. dem Chassis des Fahrzeugs, verbunden. Eine derartige Aufhängung dient zum einen der Federung, zum anderen der Führung des Radträgers bzw. des Rades. Letzteres wird vor allen Dingen durch mehr oder weniger waagerecht verlaufende Lenker (z. B. Querlenker oder Längslenker) sichergestellt, über die der Radträger mit dem Chassis verbunden ist.
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Der bzw. die Querlenker verbinden hierbei den Radträger mit dem Fahrzeugaufbau, z. B. einem Hilfsrahmen. Die Hauptfunktion des Querlenkers ist hierbei, zusammen mit anderen Aufhängungskomponenten horizontale (d. h. in der X-Y-Ebene liegende) Kräfte aufzunehmen. Neben geschmiedeten Querlenkern, die üblicherweise aus Leichtmetall oder Stahl bestehen, sind im Stand der Technik auch solche Lenker bekannt, die ein- oder zweischalig als Blechumformteile gefertigt werden. Um einem derartigen Lenker die notwendige Festigkeit zu verleihen, ist das Blech durch einen geeigneten Umformprozess (bspw. Ziehen) mit einem Profil versehen, das ihm typischerweise eine schalenartige Struktur verleiht. Des Weiteren sind auch Querlenker bekannt, die wenigstens teilweise aus faserverstärktem Kunststoff bestehen.
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Normalerweise verfügt ein solcher Querlenker über ein oder zwei fahrzeugseitige Anbindungsstellen sowie eine (seltener auch zwei) radseitige Anbindungsstelle. Die Verbindung zu dem Radträger bzw. zum Fahrzeugaufbau erfolgt oftmals über Buchsen, die als Gummi-Metall-Lager ausgeführt sind. Bei einem typischen Aufbau einer solchen Buchse ist eine innere Metallhülse konzentrisch von einer äußeren Metallhülse umgeben, wobei der Zwischenraum zwischen den Metallhülsen durch einen gummielastisches Element ausgefüllt ist. Zur Herstellung der Befestigung wird die Buchse mit der äußeren Metallhülse in eine hierfür vorgesehene Ausnehmung des Lenkers eingepresst, während eine fahrzeugseitige Achse durch die innere Metallhülse geführt wird. Auch die umgekehrte Konfiguration ist gebräuchlich, wobei die Achse lenkerseitig und die Ausnehmung fahrzeugseitig gegeben ist. Neben einer Schwingungsdämpfung dient die Elastizität teilweise auch dazu, ein gewisses Kippen der inneren Metallhülse gegenüber der äußeren Metallhülse zu ermöglichen, womit in einem begrenzten Winkelbereich eine ähnliche Funktion wie bei einem Kugellager gegeben ist.
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Neben derartigen konventionellen Gummi-Metall-Buchsen kommen auch sogenannte Hydrobuchsen zum Einsatz, bei denen zwischen der inneren und äußeren Metallhülse abgesehen von dem elastischen Element auch eine oder mehrere miteinander verbundene Kammern vorgesehen sind, in denen eine Flüssigkeit eingeschlossen ist. Hierdurch kann das Dämpfungsverhalten der Hydrobuchse gegenüber einer Gummi-Metall-Buchse deutlich verbessert bzw. verfeinert werden. Aufgrund der komplizierteren Struktur baut eine derartige Hydrobuchse normalerweise größer, insbesondere ist ihre Außenabmessung oftmals größer und erfordert daher eine größere Ausnehmung im Lenker.
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Da Hydrobuchsen zwar hinsichtlich des Dämpfungsverhaltens normalerweise überlegen, Gummi-Metall-Buchsen allerdings aufgrund des einfachen Aufbaus kostengünstiger sind, ist es oft wünschenswert, je nach Anforderungen bei ein und demselben Fahrzeugtyp wahlweise entweder Gummi-Metall-Buchsen oder Hydrobuchsen verwenden zu können. Darüber hinaus sind auch noch andere Gründe denkbar, weshalb es wünschenswert sein kann, bei ein und demselben Fahrzeugtyp – und somit bei ein und demselben Querlenker – wahlweise Buchsen unterschiedlicher Durchmessers verwenden zu können. Wenn die Buchse in eine zur Aufnahme vorgesehene Ausnehmung des Querlenkers eingebracht (bspw. eingepresst) werden soll, ergibt sich ein Problem bei der Abstimmung auf die unterschiedlichen Buchsengrößen.
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Grundsätzlich wäre es denkbar, die normalerweise kleinere Buchse gewissermaßen künstlich zu vergrößern und so an die Abmessung der größeren Buchse anzupassen. In diesem Fall muss zwar die Größe der Ausnehmung auf Seiten des Lenkers nicht angepasst werden, allerdings führt eine derart künstlich vergrößerte Buchse zu erhöhten Kosten. Daneben existiert die Möglichkeit, für jeden Buchsentyp den Lenker anzupassen. Dies ist allerdings insofern problematisch, als die Ausnehmung insbesondere für senkrecht zur Lenkerebene (also in etwa vertikal oder in Richtung der Z-Achse) ausgerichtete Buchsen oftmals einfach beim Formen einer Blechschale des Lenkers ausgestanzt und durch Umformung mit einem Kragen versehen wird. Um hierbei unterschiedliche Ausnehmung zu realisieren, wäre es notwendig, einen individuellen Lenker und somit ein individuelles Werkzeug für jeden Buchsentyp vorzusehen. Durch Konstruktion und Betrieb der verschiedenen unterschiedlichen Werkzeuge entstehen ebenfalls unerwünschte Kosten.
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Die
US 8,690,176 B2 zeigt einen unteren Querlenker für ein Kraftfahrzeug, der aus einem oberen und einem unteren Blechteil gebildet ist. Zwischen den Blechteilen können fahrzeugseitig eine in Richtung der Ebene des Lenkers ausgerichtete Hülse zur Aufnahme einer Lagerbuchse sowie eine Drehachse und radträgerseitig eine Kugelgelenkbaugruppe befestigt werden.
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Die
US 6,767,020 B2 zeigt einen Achsträger mit vier Anbindungspunkten, über die er mit einem Fahrzeugkörper verbunden wird. Jeder der Anbindungspunkte weist eine Durchgangsbohrung auf, in die von beiden Seiten Teile einer Buchse eingepresst wird. Jede der Buchsen ist als Gummi-Metall-Buchse ausgebildet. Um Ungenauigkeiten hinsichtlich des Abstands der Anbindungspunkte auszugleichen, ist vorgesehen, dass die Ausnehmung des inneren Metallteils der einzelnen Buchsen unterschiedlich ausgebildet ist. Bei einer Buchse ist sie kreisförmig und entspricht im wesentlichen der Außenabmessung einer hindurchzuführenden Schraube, bei zwei Buchsen ist sie länglich und bei der vierten Buchse ist sie kreisförmig mit einem vergrößerten Durchmesser.
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Die
US 5,695,213 A offenbart einen zweischaligen Querlenker mit einer senkrecht zur Lenkerebene ausgerichteten Aufnahme für eine Lagerbuchse. Um zu vermeiden, dass Schweißprozesse im Bereich der Aufnahme deren Maßhaltigkeit beeinflussen, ist vorgesehen, dass diese durch zwei einander gegenüberliegende Kragen der Lenkerschalen gebildet wird, die jeweils im Abstand zu einem randseitigen Flansch der jeweiligen Lenkerschale verlaufen. Es werden jeweils die ganzseitigen Flansche miteinander verschweißt, wodurch die Wärmeeinwirkung auf die Kragen geringfügig bleibt.
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Die
US 2014/0361507 A1 zeigt einen einschaligen Querlenker mit einer Kugelgelenkaufnahme sowie zwei Aufnahmestellen für Lagerbuchsen. Eine der Aufnahmestellen bildet einen Achsenabschnitt aus, der innen in eine Lagerbuchse eingeführt werden kann, während die andere Aufnahmestelle zwei in etwa senkrecht stehende Ringelemente aufweist. Eine weitere Lagerbuchse kann in diese Ringelemente eingesteckt werden. Beide Lagerbuchsen sind in der Lenkerebene ausgerichtet.
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Ein weiterer einschaliger Querlenker ist in der
US 8,388,000 B2 gezeigt. Drei Lagerbereiche sind einteilig mit der Lenkerschale ausgebildet, wobei ein Lagerbereich zur Aufnahme einer Lagerbuchse zwei ringartige Lageraufnahmen umfasst. Diese Lageraufnahmen weisen jeweils einen Flanschabschnitt auf und sind durch einen Übergangsbereich miteinander sowie mit dem Basisteil der Lenkerschale verbunden. Die beiden anderen Lagerbereiche weisen zur Aufnahme von Kugelgelenken kreisförmige Ausnehmungen mit umlaufenden Kragen auf.
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Die
US 2012/0098228 A1 zeigt einen Querlenker mit einer ersten Halbschale, einer zweiten Halbschale, einem Gehäuse für ein Kugelgelenk sowie einem paddelartigen Abschnitt, der einstückig mit dem Gehäuse ausgebildet ist. Beim Zusammenbau wird der paddelartige Abschnitt zwischen die beiden Halbschalen eingesetzt und mit beiden verschweißt.
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Die
DE 10 2013 200 406 A1 offenbart ein Verfahren zur Herstellung eines einschaligen Querlenkers für die Anbindung eines Fahrzeugrades an einem Fahrzeugaufbau. Hierbei wird ein Querlenker bereitgestellt mit wenigstens einer Anbindungsstelle, die einen Endabschnitt aufweist, an dem eine Kugelgelenkaufnahme einstückig ausbildbar ist. Um ausgehend hiervon den Querlenker mit unterschiedlichen Kugelgelenkaufnahmen versehen zu können, wird der Endabschnitt abgetrennt und eine befestigbare Kugelgelenkaufnahme mit der Anbindungsstelle verbunden, bspw. indem ein Blattabschnitt der Kugelgelenkaufnahme mit der Anbindungsstelle vernietet wird.
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Angesichts des aufgezeigten Standes der Technik bietet die Integration unterschiedlicher Typen von Lagerbuchsen, insbesondere unterschiedlich dimensionierter Lagerbuchsen, in einen Querlenker noch Raum für Verbesserungen.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige Möglichkeit zur Integration unterschiedlich dimensionierter Lagerbuchsen in einen Querlenker zu ermöglichen.
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Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst, wobei die Unteransprüche vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung betreffen.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass die in der nachfolgenden Beschreibung einzeln aufgeführten Merkmale sowie Maßnahmen in beliebiger, technisch sinnvoller Weise miteinander kombiniert werden können und weitere Ausgestaltungen der Erfindung aufzeigen. Die Beschreibung charakterisiert und spezifiziert die Erfindung insbesondere im Zusammenhang mit den Figuren zusätzlich.
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Durch die Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Aufhängungslenkers zur Verfügung gestellt. Ein solcher Aufhängungslenker bildet hierbei einen Teil einer Radaufhängung eines Fahrzeugs, normalerweise eines Kraftfahrzeugs wie bspw. eines Pkw oder Lkw. Es kann sich grundsätzlich um jeden bekannten Typ von Lenker handeln, bspw. einen Längslenker oder Schräglenker. Bevorzugt handelt es sich um einen Querlenker, insbesondere um einen Dreieckslenker. Weiter bevorzugt handelt es sich um einen vorderen unteren Querlenker. Der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Aufhängungslenker ist mit einer Anbindungsstelle zur Aufnahme einer Lagerbuchse versehen, wobei die Lagerbuchse aus einer Mehrzahl unterschiedlich dimensionierter Buchsentypen ausgewählt ist. Die Buchsentypen sind unterschiedlich dimensioniert, was allgemein bedeutet, dass wenigstens zwei Buchsentypen unterschiedliche Außenabmessungen aufweisen. Insbesondere handelt es sich hierbei um Außenabmessungen, die sich auf die notwendige Dimensionierung der zur Aufnahme vorgesehenen Anbindungsstelle auswirken. Die Anbindungsstelle dient in bekannter Weise – zusammen mit anderen Elementen wie bspw. der aufzunehmenden Lagerbuchse – entweder der radseitigen Anbindung oder der fahrzeugseitigen Anbindung. Im Rahmen des Herstellungsverfahrens wird aus dieser Mehrzahl unterschiedlich dimensionierter Buchsentypen ein Buchsentyp ausgewählt, zu dessen Aufnahme die Anbindungsstelle des fertigen Aufhängungslenkers ausgelegt sein muss. In diesem Sinne setzt das erfindungsgemäße Verfahren auch immer den entweder gedanklich oder maschinell erfolgenden Vorgang des Auswählen eines Buchsentyps voraus.
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Als Lagerbuchsen kommen in diesem Zusammenhang insbesondere Gummi-Metall-Buchsen sowie Hydrobuchsen, aber auch Querachsen-Kugelgelenkbuchsen, die auch als Hülsengelenkbuchsen bezeichnet werden können, (cross-axis ball joints; CABJs) infrage. Bevorzugt ist wenigstens ein Buchsentyp eine Gummi-Metall-Buchse und ein anderer Buchsentyp eine Hydrobuchse bzw. einer der beiden eine CABJ. Es können auch mehrere Typen von Gummi-Metall-Buchsen, mehrere Typen von Hydrobuchsen und/oder mehrere Typen von CABJs vorgesehen sein.
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Selbstverständlich weist der Aufhängungslenker insgesamt mehrere Anbindungsstellen auf, typischerweise zwei, drei oder vier. Im Falle eines Dreieckslenkers, der als vorderer unterer Querlenker eingesetzt werden kann, sind bspw. insgesamt drei Anbindungsstellen vorhanden, von denen zwei fahrzeugseitige Anbindungsstellen sind und die dritte eine radseitige Anbindungsstelle ist. Im Rahmen des erfindungsgemäßen Herstellungsverfahrens ist allerdings vorgesehen, dass für (wenigstens) eine Anbindungsstelle ein aufzunehmender Buchsentyp ausgewählt wird.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt zunächst ein Bereitstellen einer unabhängig vom ausgewählten Buchsentyp ausgebildeten Schale des Aufhängungslenkers. Der Aufhängungslenker ist also in Schalenbauweise konstruiert, wobei er insbesondere einschalig konstruiert sein kann, womit die genannte Schale die einzige Schale bildet. Grundsätzlich ist es allerdings auch denkbar, das erfindungsgemäße Verfahren bei zweischaligen Lenkern anzuwenden, in welchem Fall man die genannte Schale auch als Halbschale bezeichnen kann. Die Schale erstreckt sich normalerweise in etwa entlang einer Ebene, die als Lenkerebene bezeichnet werden kann, ist aber nicht völlig eben sondern bspw. gewölbt und/oder weist randseitig einen wenigstens teilweise umlaufenden Flansch auf, der vor allen Dingen der Stabilisierung der Schale gegen Biegemomente dient.
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Daneben kann die Schale in bekannter Weise profiliert sein und Sicken oder andere Strukturen zur Stabilisierung aufweisen ebenso wie Ausnehmungen, die bspw. zur Befestigung anderer Bauteile, zur Gewichtsersparnis und/oder als Durchgriffsöffnung dienen können, um bei der Montage bzw. Demontage den Zugriff auf ein anderes Bauteil zu ermöglichen.
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Es wird erfindungsgemäß eine Schale bereitgestellt, die unabhängig vom ausgewählten Buchsentyp ausgebildet ist. Anders ausgedrückt, in dem genannten Verfahrensschritt wird unabhängig davon, welcher Buchsentyp ausgewählt wurde, stets die gleiche (d. h. gleichartig ausgebildete) Schale bereitgestellt.
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Des Weiteren erfolgt für wenigstens einen Buchsentyp ein Abtrennen von Material der Schale und, im Bereich der Abtrennung, ein stoffschlüssiges Verbinden einer an den Buchsentyp angepassten, zur Aufnahme der Lagerbuchse ausgebildeten Aufnahmehülse mit der Schale. Das Abtrennen erfolgt hierbei selbstverständlich im Bereich der Anbindungsstelle bzw. in dem Bereich, in dem die Anbindungsstelle vorgesehen ist. Die genannten Verfahrensschritte des Abtrennens und stoffschlüssigen Verbindens werden für wenigstens einen der Mehrzahl von Buchsentypen ausgeführt, aber nicht notwendigerweise für alle. D. h. es ist möglich, dass für wenigstens einen anderen Buchsentyp diese Arbeitsschritte entfallen, wie nachfolgend noch erläutert wird. Die stoffschlüssige Verbindung kann in Abhängigkeit von den Materialien der zu verbindenden Komponenten in unterschiedlicher Weise hergestellt werden, bspw. durch Kleben, Löten, Ultraschallschweißen etc.. Bevorzugt wird in solchen Fällen, in denen sowohl die Schale als auch die Aufnahmehülse aus Metall (bspw. Stahl) bestehen, ein Verschweißen durchgeführt.
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Die Aufnahmehülse weist hierbei normalerweise eine geschlossene Mantelfläche auf und ist an beiden Stirnseiten offen. Bevorzugt wird die Mantelfläche unmittelbar mit der Schale verbunden. Normalerweise ist der Querschnitt der Aufnahmehülse konstant, wenngleich eine bereichsweise Verjüngung bzw. Erweiterung denkbar ist. Der Querschnitt ist normalerweise kreisförmig, was eine Anpassung an den ebenfalls üblicherweise kreisförmigen Querschnitt gängiger Lagerbuchsen darstellt. Die Aufnahmehülse dient zur Aufnahme der Lagerbuchse und kann insbesondere dazu vorgesehen sein, dass die Lagerbuchse in die Aufnahmehülse eingepresst wird. Selbstverständlich liegt es im Sinne der Erfindung, wenn die Aufnahmehülse als Blech mit Durchzug ausgeführt ist.
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Die genannten Verfahrensschritte (Abtrennen, Verbinden) dienen dazu, die Anbindungsstelle an den gewählten Buchsentyp anzupassen. Die eigentliche Aufnahme der Buchse kann durch die hieran angepasste bzw. hierzu ausgebildete Aufnahmehülse erfolgen, wobei das vorgeschaltete Abtrennen von Material dazu dient, die Schale auf das Verbinden mit der Lagerhülse vorzubereiten. D. h., typischerweise wird hier überflüssiges Material bzw. Material, das der Lagerhülse bei einer korrekten Positionierung im Weg wäre, entfernt. Dementsprechend wird die Hülse im Bereich der Abtrennung mit der Schale verbunden. Das Abtrennen kann in mehreren Schritten oder aber bevorzugt in einem Schritt mit einem geeigneten Trennverfahren erfolgen.
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Es ist zu beachten, dass bei dem erfindungsgemäßen Verfahren die Anpassung des Anbindungsbereichs lediglich ein Trennen und ein Verbinden, nicht jedoch ein Umformen beinhaltet (bzw. beinhalten muss). Sämtliche eventuell notwendigen Umformschritte (sowie möglicherweise Urformschritte) können innerhalb eines vorgeschalteten Fertigungsverfahrens zur Bereitstellung der Schale erfolgen und sind unabhängig vom vorgesehenen Buchsentyp. D. h., unabhängig vom Buchsentyp kann ein einziges Formwerkzeug (bzw. bei mehreren Formungsschritten ein einziger Satz von Formwerkzeugen) eingesetzt werden. Es ist nicht notwendig, für einen bestimmten Buchsentyp ein spezialisiertes Formwerkzeug vorzusehen. Hierdurch werden Platz sowie Anschaffungs- und Betriebskosten eingespart. Da über die Aufnahmehülse eine geometrische Anpassung des Anbindungsbereichs an die Buchse erfolgt, muss nicht umgekehrt die Dimensionierung der Buchse angepasst werden. So kann bspw. eine der Buchsen eine normale Gummi-Metall-Buchse sein, die einen kleineren Durchmesser hat, und eine andere Buchse eine Hydrobuchse, die einen größeren Durchmesser hat. Eine Anpassung dieser Durchmesser ist nicht notwendig.
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Bevorzugt wird durch das Abtrennen eine an die Außenabmessung der Aufnahmehülse angepasste Trennkante hergestellt und die Aufnahmehülse wird wenigstens teilweise mit der Trennkante verbunden. D. h. in diesem Fall ist die Trennkante so dimensioniert, dass sie wenigstens abschnittsweise der Außenabmessungen bzw. der Außenkontur der Aufnahmehülse entspricht. Hierbei kann ggf. ein gewisser Zwischenraum für ein stoffschlüssiges Verbindungsmittel wie Klebstoff oder eine Schweißnaht vorgesehen sein. Bei einer Aufnahmehülse mit kreisförmiger Außenkontur kann die Trennkante insbesondere die Form eines Kreisbogens haben, an welchen die Aufnahmehülse angefügt wird. Da derartige Aufnahmehülsen den Regelfall darstellen, stellt eine kreisbogenförmige Trennkante eine bevorzugte Ausgestaltung dar. Für den Fall, dass die Aufnahmehülse schräg bezüglich der Ebene der Schale angesetzt werden soll, könnte die Trennkante statt kreisbogenförmig auch ellipsenbogenförmig sein. Bei diesen Ausgestaltungen wird die Aufnahmehülse mit einem Teilabschnitt ihrer Mantelfläche mit der Trennkante verbunden, während ein verbleibender Teilabschnitt der Mantelfläche frei bleiben kann. Es hat sich gezeigt, dass eine derartige abschnittsweise Anbindung absolut ausreichend hinsichtlich der Stabilität ist.
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Gemäß einer Ausgestaltung des Verfahrens werden das Abtrennen und das stoffschlüssige Verbinden der Aufnahmehülse für alle Buchsentypen durchgeführt. In diesem Fall kann die Schale vor den genannten Arbeitsschritten im Bereich der Anbindungsstelle relativ unstrukturiert sein, da ohnehin ein Teil des Materials abgetrennt wird und erst durch die genannten Trenn- und Verbindevorgänge die Anpassung an die Aufnahme der jeweiligen Lagerbuchse erfolgt.
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Gemäß einer anderen Ausgestaltung ist die Anbindungsstelle der bereitgestellten Schale zur Aufnahme einer Buchse eines der Buchsentypen ausgebildet. Dies kann bspw. der Buchsentyp sein, der am häufigsten verwendet wird und/oder es kann sich um den Buchsentyp mit der kleinsten Außenabmessung handeln. Bei dieser Ausgestaltung wird das Verfahren im allgemeinen effizienter, da für den genannten Buchsentyp die o.g. Verfahrensschritte des Trennen und Verbinden entfallen und die bereitgestellte Schale bereits zur Aufnahme einer Lagerbuchse geeignet ist. Soll eine anders dimensionierte Lagerbuchse aufgenommen werden, können wie geschildert Teile der Schale abgetrennt werden, um die Verbindung mit einer passenden Aufnahmehülse zu ermöglichen. Bei der dargestellten Ausführungsform weist die bereitgestellte Schale im Bereich der Anbindungsstelle eine Ausnehmung auf, die zur Aufnahme eines der Buchsentypen dimensioniert ist. Bevorzugt handelt es sich um eine innenliegende Ausnehmung, d. h. eine Ausnehmung, die umlaufend vom Material der Schale (bspw. Blech) umgeben ist. Gemäß einem typischen Beispiel hat also die Ausnehmung einen Innendurchmesser, der an den Außendurchmesser einer einzufügenden Lagerbuchse angepasst ist. Bevorzugt ist die Ausnehmung mit einem umlaufenden Flansch versehen. Der Flansch kann bevorzugt durch Umformen, bspw. Ziehen, hergestellt werden. Zum einen stabilisiert der Flansch die Struktur der Schale, zum anderen kann er eine Anlagefläche für die einzubringende Lagerbuchse bilden. Man kann die Ausnehmung in diesem Fall auch als Durchzug bezeichnen.
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Gemäß einer Ausgestaltung wird beim Abtrennen ein Randbereich der Schale abgetrennt, der wenigstens einen Teil des Flanschs umfasst. Ein solcher Randbereich umfasst selbstverständlich einen Teil des Randes der Schale. Da die in der Schale ausgebildete Ausnehmung sich normalerweise nahe am Rand der Schale befindet, befindet sich dazwischen nur wenig Material und es bietet sich oft an, dieses Material, einschließlich des Flansches vollständig zu entfernen. Es ist hierbei denkbar, dass der gesamte Flansch entfernt wird und somit gewissermaßen die gesamte Umrandung der Ausnehmung oder aber nur Teile derselben. In letzterem Fall kann die Aufnahmehülse auch teilweise mit dem Flansch verbunden, bspw. an diesem angeschweißt werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist besonders vorteilhaft bei Lagerbuchsen, deren Achse senkrecht oder zumindest in einem größeren Winkel zur Ebene der Schale verläuft. Gleiches gilt für die entsprechend zu verbindende Aufnahmehülse. Gemäß einer Ausgestaltung wird die Aufnahmehülse derart verbunden, dass ihre Achse in einem Winkel von wenigstens 60° gegenüber einer Erstreckungsebene der Schale verläuft. Selbstverständlich sind auch größere Winkel, bspw. wenigstens 70° oder wenigstens 80° denkbar. Die Erstreckungsebene der Schale ist die Ebene, in der sich die Schale näherungsweise erstreckt. Diese kann auch einer Ebene entsprechen, die durch die verschiedenen Anbindungsstellen aufgespannt wird (sofern dies drei oder mehr sind).
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Wie bereits oben erwähnt, kann die Verbindungshülse unterschiedlich ausgebildet sein, bspw. auch mit einem sich verändernden Querschnitt. In vielen Fällen ist allerdings eine Ausgestaltung ausreichend, bei der der Querschnitt gleich bleibt und die Verbindungshülse somit als Rohrstück ausgebildet ist. Hierbei kann eine Länge des Rohrstücks kleiner als der Durchmesser desselben sein, was zur Aufnahme von Lagerbuchsen oftmals ausreichend ist. Insbesondere kann wenigstens eine Verbindungshülse als zylindrisches Rohrstück ausgebildet sein, d. h. also mit kreisförmigem, gleichbleibendem Querschnitt. Das Rohrstück kann hierbei insbesondere aus einem Metall, bspw. aus Stahl, bestehen. Unter Umständen sind aber auch andere Materialien, wie bspw. Kunststoff, insbesondere faserverstärkter Kunststoff, möglich.
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Während Ausgestaltungen denkbar sind, bei denen die Schale bspw. aus faserverstärktem Kunststoff oder einem anderen Verbundmaterial besteht, und somit unter Umständen ausschließlich durch Urformen hergestellt werden kann, ist es bevorzugt, dass die Schale als Blechformteil ausgebildet ist. Hierbei kommen insbesondere Stahlblech oder Aluminiumblech infrage. In bekannter Weise lässt sich aus derartigem Blech durch Trennprozesse (bspw. Stanzen) sowie Umformprozesse (bspw. Ziehen und/oder oder Biegen) eine Schale formen. Hierbei ist es bevorzugt, dass die Schale aus einem einzigen Blechteil gebildet ist.
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Das Abtrennen von Material im Anbindungsbereich kann durch unterschiedliche geeignete Trennverfahren erfolgen, die sich selbstverständlich auch nach dem Material richten, aus dem die Schale gebildet ist. Bevorzugt sind solche Verfahren, bei denen das Material in einem Stück abgetrennt wird und die sich unter dem Begriff "Zerteilen" subsumieren lassen. Daneben könnten aber auch andere Trennverfahren wie bspw. Plasmaschneiden oder Laserschneiden zum Einsatz kommen. Insbesondere, aber nicht ausschließlich, wenn die Schale als Blechformteil ausgebildet ist, ist es bevorzugt, dass das Abtrennen durch Stanzen erfolgt.
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In solchen Fällen, in denen Aufnahmehülsen für unterschiedliche Buchsentypen zur Verbindung mit der Schale infrage kommen, müssen in Abhängigkeit hiervon selbstverständlich unterschiedlich große bzw. unterschiedlich geformte Teile der Schale abgetrennt werden. Wenn dies durch Stanzen erfolgen soll, wäre es grundsätzlich denkbar, für jede Art von Aufnahmehülse bzw. für jeden Buchsentyp eine eigene Stanzvorrichtung vorzusehen. Dies würde allerdings den maschinellen Aufwand hinsichtlich Anschaffung und Betrieb wiederum erhöhen, was eher unerwünscht ist. Da das zu bearbeitende Werkstück vor dem Stanzen stets die gleiche Form hat, ist es möglich, mit einer einzigen Stanzvorrichtung zu arbeiten, bei der jeweils nur ein Teil (bspw. der Stempel) an den jeweiligen Stanzvorgang angepasst wird. Eine Aufnahme, auf der die Schale während des Stanzvorgangs aufliegt, kann im Wesentlichen unverändert bleiben. In diesem Fall würde gewissermaßen eine Stanzvorrichtung mit modularem Aufbau verwendet, und ggf. nur ein Modul jeweils ausgetauscht. Bei dieser vorteilhaften Verfahrensvariante wird also vor dem Stanzen ein in Abhängigkeit vom Buchsentyp ausgewähltes, austauschbares Einsatzteil in eine Stanzvorrichtung eingesetzt, in welcher das Stanzen erfolgt. Wie gesagt, kann es sich bei dem Einsatzteil bspw. um den Stempel oder einen Teil desselben handeln, es könnte aber auch bspw. ein Teil der Matrize als Einsatzteil ausgebildet sein. In jedem Fall handelt sich bei dem Einsatzteil um ein Teil, das beim Stanzen mit der Schale in Kontakt kommt. Es können auch mehrere Einsatzteile, bspw. eines für den Stempel und eines für die Matrize, ausgetauscht werden. Der Begriff "Einsatzteil" ist hierbei nicht einschränkend dahingehend auszulegen, dass das Teil bspw. in eine vorgesehene Vertiefung eingesetzt wird. Allgemeiner könnte man hier auch von einem Austauschteil, Austauschmodul, Stanzmodul oder Ähnlichem sprechen.
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Weitere vorteilhafte Einzelheiten und Wirkungen der Erfindung sind im Folgenden anhand eines in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen
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1 einen Querlenker in einer ersten Phase des erfindungsgemäßen Verfahrens;
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2 den Querlenker aus 1 in einer zweiten Phase des Verfahrens;
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3 den Querlenker aus 1 in einer dritten Phase des Verfahrens;
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In den unterschiedlichen Figuren sind gleiche Teile stets mit denselben Bezugszeichen versehen, weswegen diese in der Regel auch nur einmal beschrieben werden.
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1 zeigt eine Schale 2 eines vorderen unteren Querlenkers 1 für einen PKW, die in einer ersten Phase Teil des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Verfügung gestellt wird. Der Querlenker 1, der als Dreieckslenker ausgebildet ist, weist einen ersten Schenkel 2.1 sowie einen im Winkel hiervon ausgehenden zweiten Schenkel 2.2 auf. Endseitig des ersten Schenkels 2.1 ist eine erste Anbindungsstelle 3 angeordnet, und endseitig des zweiten Schenkels 2.2 ist eine zweite Anbindungsstelle 4 vorgesehen. Eine dritte Anbindungsstelle 5 befindet sich an einem Fortsatz 2.3, der eine Verlängerung des zweiten Schenkels 2.2 über den ersten Schenkel 2.1 hinaus bildet. Die erste und dritte Anbindungsstelle 3, 5 dienen zur Anbindung des Querlenkers 1 an einen hier nicht dargestellten Fahrzeugaufbau, während die zweite Anbindungsstelle 4 zur Anbindung an einen ebenfalls nicht dargestellten Radträger dient. Im Bereich der zweiten Anbindungsstelle 4 sind Bohrungen 6 vorgesehen, über die ein hier nicht dargestelltes Ansatzteil, das z. B. eine Kugelgelenkaufnahme aufweisen kann, bspw. durch Vernieten mit der Schale 2 verbunden wird. Alternativ wäre es auch denkbar, eine Kugelgelenkaufnahme oder der gleichen einstückig mit der Schale 2 auszubilden.
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Die Schale 2 erstreckt sich im Wesentlichen parallel zu einer Ebene, die in der Darstellung in 1 durch die X-Y-Ebene des Fahrzeugs gegeben ist. Der Fertigungsprozess der Schale 2 beinhaltet das Ausschneiden und Umformen eines Blechteils, wobei eine Reihe von Strukturen ausgeformt werden, um die Struktur der aus Metallblech bestehenden Schale 2 gegenüber Biegemomenten zu stabilisieren. Insbesondere handelt es sich hierbei um einen sich teilweise entlang des ersten und zweiten Schenkels 2.1, 2.2 erstreckenden vertieften Bereich 2.4 sowie randseitige Flansche 2.5. Derartige Strukturen können in bekannter Weise bspw. durch Ziehen des Blechs erzeugt werden.
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An der ersten Anbindungsstelle 3 wurde eine kreisförmige Ausnehmung 7 ausgestanzt, die von einem umlaufenden Flansch 2.6 umgeben ist. Ein Innendurchmesser der Ausnehmung 7 entspricht hierbei einem Außendurchmesser einer nicht dargestellten Gummi-Metall-Buchse, über die die Anbindung an das Fahrzeug erfolgt. Soll eine solche Gummi-Metall-Buchse eingebaut werden, wird sie in die Ausnehmung 7 eingepresst. In diesem Fall zeigt 1 (abgesehen von dem an der zweiten Anbindungsstelle 4 fehlenden Teil) den fertigen Querlenker 2. Hierbei ist an der dritten Anbindungsstelle 5 ist ein Metallrohr 8 mit der Schale 2 verschweißt, dessen Achse im Wesentlichen in der Erstreckungsebene der Schale 2 (also der X-Y-Ebene) verläuft.
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Soll alternativ an der ersten Anbindungsstelle 3 eine (ebenfalls nicht dargestellte) Hydrobuchse aufgenommen werden, so passt der Innendurchmesser der Ausnehmung 7 normalerweise nicht zum Außendurchmesser der Hydrobuchse. Letzterer kann größer sein als der der Gummi-Metall-Buchse, weshalb im Stand der Technik für diesen Fall eine eigens vorgesehene Lenkerschale hergestellt werden muss, die eine Ausnehmung mit der entsprechenden Größe aufweist. Gleiches gilt selbstverständlich auch für Buchsentypen unterschiedlichen Durchmessers, die z. B. beide Gummi-Metall-Buchsen oder beide Hydrobuchsen sind.
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Beim erfindungsgemäßen Verfahren kann aber die in 1 dargestellte Schale 2 auch in diesem Fall verwendet werden. Es wird lediglich die erste Anbindungsstelle 3 angepasst, indem zunächst ein Randbereich 2.7, der den gesamten Flansch 2.6 umfasst, von der Schale 2 abgetrennt wird, wie in 2 illustriert. Das Abtrennen kann insbesondere durch Stanzen, Plasmaschneiden oder andere geeignete Verfahren erfolgen. Durch das Abtrennen wird eine kreisbogenförmige Trennkante 2.8 gebildet. Der abgetrennte Randbereich 2.7 wird im weiteren Prozess nicht mehr benötigt und wird verworfen.
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Der Radius der Trennkante 2.8 entspricht dem Außendurchmesser einer Aufnahmehülse 9, die in 3 zu erkennen ist. Die Aufnahmehülse 9 wird an die Trennkante 2.8 angesetzt und durch eine Schweißnaht 10 stoffschlüssig mit dieser verbunden, so das eine Achse A der Aufnahmehülse 9 senkrecht zur Erstreckungsebene der Schale 2 ausgerichtet ist. Die Aufnahmehülse 9 ist hierbei als metallisches Rohrstück mit kreisförmigem Querschnitt ausgebildet. Der Innendurchmesser der Aufnahmehülse 9 entspricht dem Außendurchmesser der vorgesehenen Hydrobuchse, die im Weiteren in die Aufnahmehülse 9 eingepresst werden kann. Die Funktion der Aufnahmehülse 9 entspricht teilweise der des umlaufenden Flanschs 2.6 in 1, insofern als sie auch zur strukturellen Stabilisierung der Schale 2 in diesem Bereich beiträgt und gleichzeitig eine Anlage für die Hydrobuchse bildet.
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Soll eine Hydrobuchse oder eine Gummi-Metall-Buchse mit einem anderen Außendurchmesser verwendet werden, kann eine Aufnahmehülse 9 mit einem anderen, hieran angepassten Innendurchmesser verwendet werden. Dies wirkt sich auch auf den Außendurchmesser der Aufnahmehülse 9 aus, womit auch der Innenradius der Trennkante 2.8 angepasst werden muss. Im Falle eines Ausstanzens muss dementsprechend das Stanzwerkzeug, insbesondere der Stempel desselben, angepasst werden. Dies kann in einer Verfahrensvariante derart erfolgen, dass grundsätzlich die gleiche Stanzvorrichtung verwendet wird, aber nur ein austauschbares Modul, bspw. ein Teil des Stempels und/oder der Matrize, geändert wird.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Querlenker
- 2
- Schale
- 2.1, 2.2
- Schenkel
- 2.3
- Fortsatz
- 2.4
- vertiefter Bereich
- 2.5, 2.6
- Flansch
- 2.7
- Randbereich
- 2.8
- Trennkante
- 3, 4, 5
- Anbindungsstelle
- 6
- Bohrung
- 7
- Ausnehmung
- 8
- Metallrohr
- 9
- Aufnahmehülse
- 10
- Schweißnaht
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- US 8690176 B2 [0008]
- US 6767020 B2 [0009]
- US 5695213 A [0010]
- US 2014/0361507 A1 [0011]
- US 8388000 B2 [0012]
- US 2012/0098228 A1 [0013]
- DE 102013200406 A1 [0014]
