DE4343841A1 - Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugstrebe in Hohlkörperform - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugstrebe in Hohlkörperform nach dem Ober­ begriff des Anspruches 1.

Verbindungselemente mit beidseitig angeordneten Befe­ stigungsaugen, wie beispielsweise Fahrzeugstreben, werden derzeit als Schmiede-, Guß- oder Blechformteile ausgeführt. Da solche Teile auch im Fahrzeugbau einge­ setzt werden sollen, wo ein möglichst niedriges Ge­ wicht aller Bauteile zur Senkung des Kraftstoffver­ brauchs und zur Erhöhung der maximal möglichen Nutz­ last des Fahrzeuges gefordert ist, steht dies im Wi­ derspruch zu den schweren geschmiedeten oder gegosse­ nen Bauteilen, die zusätzlich noch spanend nachbear­ beitet werden müssen. Dies führt zu insgesamt verhält­ nismäßig hohen Herstellungskosten.

Werden die Fahrzeugstreben als Blechformteile ausge­ führt, so ergibt sich zwar ein geringes Gewicht, al­ lerdings ist der Fertigungsaufwand durch das Zuschnei­ den, Kanten und Verschweißen der Bleche zu einer Ka­ stenform ebenfalls sehr teuer.

In der DE 40 19 270 A1 ist ein Verbindungselement und ein Verfahren zu dessen Herstellung offenbart, bei dem das Verbindungselement aus einem Rohr durch übliche Umformprozesse in die gewünschte Form gebracht wird und anschließend die Lageraugen durch Fließbohren her­ gestellt werden. Über die Art und Weise, wie das Rohr selbst plastisch verformt wird, macht die Druckschrift jedoch keine Aussagen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zu­ grunde, ein Umformverfahren vorzusehen, mit dem Fahr­ zeugstreben schnell und kostengünstig in eine bestimm­ te Form gebracht werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kenn­ zeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale ge­ löst.

Durch den Vorgang des Hydroformens lassen sich nahezu beliebige Formen und Geometrien aus einem Hohlkörper herstellen.

Unter Hydroformen ist ein Umformprozeß zu verstehen, bei dem ein Rohling, beispielsweise ein Rohr, in ein Werkzeug eingelegt wird, dessen innere Form und Ausge­ staltung der endgültigen Form des herzustellenden Werkstückes entspricht, d. h. die innere Form des Werk­ zeuges entspricht im wesentlichen der Form, die zum Gießen des Werkstückes notwendig wäre. Anschließend werden die Öffnungen des Rohlings bis auf eine Ein­ füllöffnung für die einzupressende Flüssigkeit ver­ schlossen und Öl unter sehr hohem Druck (bis zu 800 bis 1200 bar) in den Rohling gepumpt. Der Werkstoff des Rohlings beginnt, da die Belastung durch den Öl­ druck höher ist als die Streckgrenze R_e des Werkstof­ fes, zu fließen, und paßt sich an die den Rohling um­ gebende Innenform des Werkzeuges an. Durch Schieber, die von außen gesteuert in das Werkzeug eingefahren werden können, können Verengungen im herzustellenden Werkstück, beispielsweise für Lageraugen, problemlos gefertigt werden, oder der eingelegte Rohling wurde schon vor dem Hydroformen durch andere Umformprozesse mit den Verengungen im voraus versehen und wird dann mit diesen Verengungen in das Werkzeug zum Hydroformen eingelegt, so daß beim anschließenden Hydroformen nur noch die exakte Außenkontur hergestellt wird.

Der möglichen Form der Fahrzeugstreben sind nur auf­ grund des Verformungsvermögens des verwendeten Werk­ stoffes und der Modellierbarkeit des verwendeten Werk­ zeuges Grenzen gesetzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen und dem nachfolgend anhand der Zeichnung beschriebenen Ausfüh­ rungsbeispiel.

Es zeigt:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Rohlings zur Ferti­ gung einer erfindungsgemäßen Fahrzeugstrebe;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines weiteren Rohlings, der durch ein Umformverfahren bereits vorge­ formt wurde;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Rohling entlang der Linie III-III von Fig. 1, der den Rohling in einem teilumgeformten Zustand zeigt; und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen vollständig umge­ formten Rohling.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Rohlings 1 dargestellt, der zu einer Fahrzeugstrebe mit einer Verengung an einem Ende 2 und einem Lagerau­ ge an einem Ende 3 des Rohlings umgeformt werden soll.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in der ein Rohling anderer Form durch bekannte Umformverfah­ ren bereits vorgeformt wurde.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1. In dieser Ansicht ist der Rohling 1 be­ reits in ein Werkzeug 4 eingelegt, und ein Ende 2 des Rohlings 1 wird durch geeignete Einrichtungen dicht verschlossen, während durch das gegenüberliegende Ende 3, das die einzige nicht abgedichtete Öffnung des Roh­ lings 1 sein darf, Öl in Pfeilrichtung mit einem Druck von bis zu 800 bis 1200 bar in das Innere des Rohlings 1 gepumpt wird.

Diese hohen Drücke sind notwendig, damit die Spannun­ gen im Werkstoff die Streckgrenze R_e überschreiten und der Werkstoff plastisch verformt wird.

Aufgrund des hohen Öldrucks in seinem Inneren versucht der Werkstoff nach außen auszuweichen. Dies ist aller­ dings nur so lange möglich, bis der Werkstoff an der Wandung des Werkzeuges 4 anliegt und sich so nach und nach an die Innenform des Werkzeuges anpaßt. Der vor­ handene Werkstoff kann hierdurch voll ausgenutzt wer­ den, d. h. es wird das volle Umformvermögen des Werk­ stoffes ausgenützt, und somit kann eine zusätzliche Gewichtsreduzierung erreicht werden.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Verengun­ gen in der Fahrzeugstrebe hergestellt werden können, müssen derartige Verengungen entweder vor dem Einlegen des Rohlings mit bekannten Umformverfahren ausgeführt oder während des Umformens durch Hydroformen durch im Werkzeug 4 angeordnete Schieber 5, 6 ausgebildet wer­ den. Die Schieber 5, 6 werden in Richtung auf die Mit­ telachse 7 des Rohlings 1 und senkrecht zu der Mittel­ achse 7 verschoben, so daß sich je nach Form der Schieber 5, 6 eine gewünschte Verengung herstellen läßt. Gleichzeitig mit dem Umformen der Außenkontur können die Lageraugen mit angeformt werden, so daß ein zusätzlicher Fertigungsschritt eingespart wird.

Nach dem Umformvorgang wird das Öl aus dem Rohling 1 entfernt und der Rohling 1 aus dem Werkzeug 4 entnom­ men.

Fig. 4 zeigt die endgültige Form des Rohlings 1 mit einer Verengung 9 und einem bereits hergestellten La­ gerauge 8 (Darstellung rechts in der Zeichnung), wobei das Lagerauge 8 nicht durch Hydroformen, sondern durch einen Stanzvorgang im Anschluß an das Hydroformen, al­ so nachdem das Öl aus dem Rohling 1 entfernt wurde, gefertigt wurde. Während dieses Stanzvorganges kann zusätzlich auch die Außenkontur des Werkstückes span­ los auf die gewünschte Form beschnitten werden. An­ schließend oder vorzugsweise gleichzeitig, um einen Arbeitsgang zu sparen, können die Lageraugen 8 auf das Sollmaß kalibriert werden, und das Werkstück ist somit einbaufertig.

Als Werkstoffe zum Hydroformen können alle Werkstoffe verwendet werden, die sich auch bei konventionellen Umformprozessen als geeignet erwiesen haben, insbeson­ dere aber Tiefziehstähle und Aluminiumlegierungen.

Claims (6)

1. Verfahren zum Herstellen einer Fahrzeugstrebe in Hohlkörperform, insbesondere eines Achslenkers mit an seinen Enden angesetzten Lageraufnahmen, wobei die Fahrzeugstrebe im Umformverfahren aus einem Rohling hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung durch ein Hydroformen vorgenommen wird, wobei mit dem Umformvorgang gleichzeitig die Außenkontur der Lageraufnahmebereiche vorgeformt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Hydroformen die Außenkontur beschnitten und die Lageraufnahmebereiche durchgestanzt oder durch Bohren, Fräsen, Ausspindeln oder Laser­ strahlschneiden hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die entstandenen Lageraugen (8) kalibriert werden.

4. Verfahren nach Anspruch 2 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraugen (8) gleichzeitig mit dem Beschnei­ den der Außenkontur und deren Durchstanzen kali­ briert werden.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Fahrzeugstrebe Tiefziehstäh­ le verwendet werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für die Fahrzeugstrebe Aluminiumle­ gierungen verwendet werden.