DE69817714T2

DE69817714T2 - Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugstabilisatorstabs

Info

Publication number: DE69817714T2
Application number: DE69817714T
Authority: DE
Inventors: Frederic Morieux; Jean-Michel Hanar
Original assignee: STYRIA RESSORTS VEHICULES IND; STYRIA RESSORTS VEHICULES INDUSTRIELS
Current assignee: STYRIA RESSORTS VEHICULES IND; STYRIA RESSORTS VEHICULES INDUSTRIELS
Priority date: 1997-08-04
Filing date: 1998-08-04
Publication date: 2004-07-15
Anticipated expiration: 2018-08-05
Also published as: FR2766747A1; ATE248722T1; EP0895883A1; FR2766747B1; EP0895883B1; DE69817714D1; ES2206869T3

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Stabilisatorstabs für Fahrzeuge und insbesondere für Nutzfahrzeuge.
Es bestehen bereits Stabilisatorstäbe, die in Verbindung mit der Aufhängung und den Stoßdämpfern Anwendung finden.
Diese Stäbe werden allgemein aus einem gekrümmten Metallrohr hergestellt, das dazu bestimmt ist, an seinem mittleren Teil mittels Lagern mit einer Achse und an seinen Enden mittels Schwingarmen mit einem Chassis verbunden zu werden.
Zu diesem Zweck werden die Rohrenden gequetscht, wie es in der Druckschrift Patent Abstracts of Japan, Band 007, Nr. 246 vom 2. November 1983 vorgesehen ist, dann bearbeitet und in Form geschnitten, wie auch im Oberbegriff von Anspruch 1 beschrieben ist.
Diese Endstücke haben allgemein eine äußere Rotationsform und enthalten eine zylindrische oder konische Bohrung für das Zusammenfügen mit dem Schwingarm.
Die Befestigung der Endstücke an den Rohrenden bringt jedoch Probleme hinsichtlich Anhaften der Schweißnaht aufgrund ihrer Unverträglichkeit mit der Zusammensetzung der Metalllegierung mit sich, aus welcher das Rohr gebildet ist und die einen hohen Kohlenstoffgehalt besitzt. Dabei ist dieser hohe Kohlenstoffgehalt dennoch erforderlich, um die wesentlichen mechanischen Eigenschaften zu erzielen, wie etwa eine gute Ermüdungsbeständigkeit des Stabs.
Daraus ergeben sich Bruchrisiken der Schweißnaht, insbesondere dann, wenn der Stab stark beansprucht wird.
Ferner kann das Endstück und/oder dessen Bohrung bei durch das Schweißen hervorgerufener Temperaturerhöhung sich allmählich verformen, was eine Kontrolle und eine eventuelle Nachbearbeitung der Endstücke vor dem Zusammenfügen mit dem Schwingarm erforderlich macht.
Zudem stellt das Schweißen einen zusätzlichen Arbeitsvorgang dar, dessen beträchtliche Kosten die Gestehungskosten des Stabs erhöhen.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, die vorangehend erwähnten Probleme aus dem Stand der Technik zu lösen, indem die angesetzten Endstücke weggelassen werden und die Bohrungen direkt in den Rohrenden ausgebildet werden. Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines Stabilisatorstabs für Fahrzeuge gelöst, ausgehend von einem gekrümmten Metallrohr, das dazu bestimmt ist, an seinem mittleren Teil mittels Lagern mit einer Achse und an seinen Enden mittels Schwingarmen mit einem Chassis verbunden zu werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Wanddicke der Enden des genannten Rohrs bereichsweise erhöht wird, ohne dessen Außendurchmesser zu erhöhen, dass dann die genannten Enden derart gequetscht bzw. zusammengedrückt werden, dass flache und massive Abschnitte entstehen, an denen anschließend eine Bearbeitung erfolgt, um Querbohrungen zu erzeugen, welche die Befestigung der Schwingarme zum Verbinden mit den Chassis ermöglichen.
Gemäß einer ersten Ausführungsform wird die Wanddicke der Rohrenden bereichsweise erhöht, indem darin ein Metallstutzen eingeführt wird.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform wird die Wanddicke der Rohrenden bereichsweise erhöht, indem ein Rohr mit dickerer Wand hergestellt wird und dieses Rohr so gezogen wird, dass die ursprüngliche Dicke nur in den Endabschnitten erhalten bleibt.
Gemäß einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass eine Senkung des zu bearbeitenden Bereichs während oder nach der Quetschung erfolgt.
Gemäß einer weiteren Variante erfolgt vor der Bearbeitung eine Lochung, um ein Kernloch zu erzeugen.
Gemäß einer weiteren Variante werden die Endabschnitte des Rohrs vor und/oder während der Quetschung erhitzt.
Gemäß einem vorteilhaften Merkmal erfolgt das Quetschen der Endabschnitte des Rohrs derart, dass dessen einander gegenüberliegende Innenflächen miteinander in Kontakt gelangen, ohne dabei jegliche Verringerung der Wanddicke zu bewirken.
Ergänzend sei angemerkt, dass es mit dem Quetschvorgang der Rohrenden allein nicht möglich ist, ein zufriedenstellendes Ergebnis zu erzielen und dass die bereichsweise Erhöhung der Rohrdicke unerlässlich ist. Die Dicke, die sich aus der Quetschung des Rohrs ergibt, ist nämlich höchstens gleich der zweifachen Wanddicke, was für die Ausführung einer guten Bearbeitung der Endabschnitte und einer zuverlässigen Verbindung mit dem Schwingarm weiterhin unzureichend ist.
Ferner wird die Wanddicke des Rohrs zwangsläufig von dem Erfordernis nach einer bestimmen Steifigkeit des Stabs in Anbetracht seiner mechanischen Anwendung als Stabilisator beschränkt.
Das Verfahren nach der vorliegenden Erfindung ist wirtschaftlich und einfach durchzuführen.
Es kann damit eine Wanddicke am Ende des rohrförmigen Stabs erzielt werden, die auf die angestrebte Bearbeitung ausgelegt und ohne Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften der weiteren Teile des genannten Stabs ist. Zudem ermöglicht es, den Kohlenstoffgehalt in der zugrundeliegenden Metalllegierung zu erhöhen, wodurch die Belastbarkeit des Stabs verbessert wird.
Erfindungsgemäß ist es sogar möglich, die relative Dicke der Enden zu erhöhen, indem ein Stutzen eingeführt wird, dessen Werkstoff sich von dem des Stabs unterscheidet und somit spezifische, mechanische Eigenschaften hat.
Die vorliegende Erfindung wird beim Lesen der nachfolgenden Beschreibung anhand der Zeichnungen besser verständlich, worin zeigt:
1 eine Vorderansicht eines rohrförmigen Stabilisatorstabs,
2a, 2b, 2c und 2d schematische Ansichten einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens.
Der in 1 dargestellte Stabilisatorstab 1 enthält ein Mittelteil 1a und zwei gekrümmte Seitenteile 1b, 1c, die aus einem Metallrohr hergestellt sind. Der rohrförmige Stab ist dazu bestimmt, an seinem Mittelteil 1a mittels Lagern (nicht dargestellt) mit einer Achse und an seinen Enden 11, 12 mit einem Chassis verbunden zu werden.
Im Stand der Technik erfolgt die Montage am Chassis mittels Endstücken, wie in 1 dargestellt ist, und mittels Verbindungsschwingarmen (nicht dargestellt).
Die verschiedenen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens sind teilweise im Schnitt in 2a bis 2d dargestellt.
Erfindungsgemäß geht es darum, die Dicke der Wand 11a des Rohrs am Ende 11 bereichsweise zu erhöhen.
Selbstverständlich findet das erfindungsgemäße Verfahren in gleicher Weise entsprechend auch bei dem Ende 12 Anwendung.
In 2a bis 2d grenzt das Ende 11 innerhalb des rohrförmigen Stabs 1 eine zylindrische Aufnahme 10 ein.
Erfindungsgemäß wird die relative Dicke der Wand 11a so erhöht, dass sie größer ist als die Dicke E der Wand im Mittelteil 1a und in den Seitenteilen 1b, 1c.
Diese relative und bereichsweise Erhöhung der Wand erfolgt gemäß der einen Ausführungsform durch Einführen eines Metallstutzens 2 in die Aufnahme 10, wie in 2a und 2b dargestellt ist.
Eine weitere, nicht dargestellte Ausführungsform besteht darin, zunächst einen rohrförmigen Stab herzustellen, dessen Wand eine größere Dicke hat als die Dicke, die erforderlich ist, um das angestrebte mechanische Verhalten zu erzielen, dann den rohrförmigen Stab so zu ziehen, dass die ursprüngliche Dicke nur bereichsweise in den Endabschnitten beibehalten wird.
Die verminderte Dicke in dem Mittelteil und den Seitenteilen ist damit geringer als die Dicke E der Wand an den Enden 11, 12 des Stabs 1.
Bei der Ausführungsform gemäß 2a bis 2d gewährleistet der Stutzen 2 eine Verstärkung des Endes 11.
Der Außendurchmesser d des Stutzens 2 ist geringfügig größer oder gleich dem Innendurchmesser der Aufnahme 10 in dem Rohr und das Zusammenfügen wird vorzugsweise darauf abgestimmt.
Die Dicke e der Wand 2a des Stutzens 2 wird zuvor in Abhängigkeit von der für die Nachbearbeitung angestrebten Enddicke bestimmt.
Der Innendurchmesser des Rohrs am Ende 11 wird also gleich dem Innendurchmesser (d-2e) des Stutzens 2 und dessen Dicke E wird um die Dicke e des Stutzens 2 erhöht.
Anschließend erfolgt eine Quetschung des Endabschnitts 11, wodurch der Stutzen 2 und zugleich das Außenrohr 11a abgeflacht werden.
Die Quetschung erfolgt mit einer Kraft, die ausreicht, um einerseits einen flachen, massiven Endabschnitt zu erhalten, in dem die gegenüberliegenden Innenflächen des Rohrs (die hier aus den Innenflächen des Stutzens 2 bestehen) in gegenseitigem Kontakt stehen, und um andererseits einen Zusammenhalt der Zusammenfügung zu gewährleisten und dabei zu vermeiden, jegliche Verminderung der Dicke E des Außenrohrs 11a und der Dicke e des Innenstutzens 2 hervorzurufen.
Daraus ergibt sich, dass die Enddicke des Endabschnitts 11 gleich 2 × (E + e) ist.
Der nachfolgende Schritt besteht darin, eine Bearbeitung im massiven Endabschnitt durchzuführen, um eine zylindrische oder konische Querbohrung 110 zu erzeugen, welche die Befestigung eines Teils zum Verbinden mit dem Chassis, etwa eines Schwingarms, gestattet.
Gemäß einer Variante kann vorgesehen sein, die Endabschnitte des rohrförmigen Stabs 1 vor und/oder während der Quetschung so zu erhitzen, dass die Ziehbarkeit des Metalls erhöht wird.
Gemäß weiteren vorteilhaften Varianten ist vorgesehen, eine Senkung des zu bearbeitenden Bereichs während oder nach der Quetschung und eine Lochung durchzuführen, um vor der Bearbeitung ein Kernloch herzustellen.

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Fahrzeugstabilisatorstabs (1), ausgehend von einem gekrümmten metallischen Rohr, das dazu bestimmt ist, mit seinem mittleren Abschnitt (1a) mittels Lagern mit einer Achse verbunden und mit seinen Enden (11, 12) mittels Schwingarmen mit einem Chassis verbunden zu werden, wobei man dann die Enden derart zusammendrückt, dass man flache und massive Endstücke erhält, an denen man anschließend senkrecht eine maschinelle Bearbeitung vornimmt, um hindurchgehende Bohrungen (110) zu erzeugen, die die Befestigung der Schwingarme zum Verbinden mit dem Chassis erlauben, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Zusammendrücken der Enden lokal die Dicke der Wand (11a, 12a) der Enden (11, 12) des Rohrs erhöht, ohne dessen Außendurchmesser zu erhöhen.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dicke der Wand (11a, 12a) der Enden (11, 12) des Rohrs lokal erhöht, indem man ein Metallrohr (2) in sie hinein einführt.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man die Dicke der Wand (11a, 12a) der Enden (11, 12) des Rohrs lokal erhöht, indem man ein Rohr mit dickerer Wand schafft und dieses Rohr derart auszieht, dass man die Anfangsdicke nur an den Endstücken beibehält.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man während des Zusammendrückens oder nach dem Zusammendrücken im maschinell zu bearbeitenden Bereich eine Senkung schafft.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem maschinellen Bearbeiten zum Schaffen eines Vor-Lochs eine Lochung durchführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man vor dem Zusammendrücken oder während des Zusammendrückens der Endstücke (11, 12) des Rohrs Wärme zuführt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass man das Zusammendrücken der Enden (11, 12) des Rohrs derart durchführt, dass man dessen einander gegenüberliegende Innenflächen miteinander in Kontakt bringt, ohne irgendeine Verringerung der Dicke der Wand zu bewirken.