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Die
Erfindung betrifft ein Bauteil mit einem eine Biegekante umfassenden
Basiselement und mindestens einem Seitenelement, das einstückig mit dem
Basiselement verbunden ist und an der Biegekante gegenüber dem
Basiselement umgebogen ist.
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Ein
derartiges winkelartiges Bauteil mit einem umgebogenen Seitenelement
ist bei vielen technischen Anwendungen gebräuchlich. Dabei kann es vorkommen,
dass das Seitenelement während
des Einsatzes einer Kraft ausgesetzt ist, die entgegengesetzt zu
der während
der Fertigung zum Umbiegen des Seitenelements angelegten Biegekraft
wirkt. Bei bekannten winkelartigen Bauteilen kann das umgebogene
Seitenelement nur mit einer bestimmten der Biegung entgegenwirkenden
Kraft belastet werden, ohne ein bleibendes Zurückbiegen oder eine andere dauerhafte
Veränderungen
des Seitenelements hervorzurufen. Beispielsweise können im
Bereich der Biegekante Beschädigungen
in Form von Mikrorissen entstehen.
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Die
Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Bauteil der eingangs
bezeichneten Art anzugeben, bei dem das Seitenelement mit einer
höheren,
insbesondere der Biegung entgegenwirkenden Kraft belastet werden
kann.
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Zur
Lösung
dieser Aufgabe wird ein Bauteil entsprechend den Merkmalen des Patentanspruchs 1
angegeben. Das erfindungsgemäße Bauteil
ist dadurch gekennzeichnet, dass an der Biegekante eine Verstärkung mit
vom Seitenelement zur Biegekante verlagerten Material vorgesehen
ist.
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Die
Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, dass ein Materialtransfer
aus dem Bereich des Seitenelements in den Bereich der Biegekante
zu einer erheblichen Steigerung der Kraftbelastbarkeit führt. Am
vergleichsweise gering belasteten Seitenelement ist die Materialschwächung praktisch
ohne Auswirkung, wohingegen der mit der Materialverlagerung einhergehende
Materialzuwachs im Bereich der Biegekante zu einer deutlichen Stabilisierung
und Versteifung in diesem Bereich und damit auch des winkelartigen
Bauteils insgesamt führt.
Außerdem trägt dieser
Materialzuwachs dazu bei, im Bereich der Biegekante unerwünschte Kerbspannungen und/oder
Mikrorisse zu vermeiden.
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Vorteilhafte
Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Bauteils ergeben sich aus
den Merkmalen der von Anspruch 1 abhängigen Ansprüche.
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Vorzugsweise
stammt das zur Biegekante verlagerte Material von einer Außenseite
des Seitenelements und wird von dort insbesondere mittels Abstreckens
zur Biegekante verschoben.
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Weiterhin
ist es günstig,
wenn das Basiselement und das Seitenelement aus einem Blech, insbesondere
aus einem Edelstahlblech, hergestellt sind. Das Bauteil lässt sich
dann mit vergleichbaren mechanischen Eigenschaften fertigen wie
ein mittels Fräsens
und anschließenden
Härtens
hergestelltes Bauteil, wobei die Herstellung aber erheblich einfacher
und damit kostengünstiger
ist. Vorteilhafterweise erfolgt die blechbasierte Herstellung des
Bauteils durch spanloses Umformen und insbesondere ohne anschließendes Härten.
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Bei
einer vorteilhaften Ausgestaltung sind zwei umgebogene und mittels
Materialverlagerung versteifte Seitenelemente vorgesehen, die zum
Positionshalten einer drehbar gelagerten Rolle in Achsrichtung der
Rolle ausgelegt sind, und das Basiselement ist als Sitz für eine Feder
vorgesehen und ausgebildet. Ein so ausgestaltetes Bauteil wird beispielsweise
in Pumpeinheiten eingesetzt, in denen zum Hin- und Herbewegen des
Bauteils ein sich drehender Nocken auf die Rolle wirkt, und durch
die Feder eine entsprechende Rückstellkraft
aufgebracht wird. Solche Pumpeinheiten kommen beispielsweise in Kraftstoffeinspritzsystemen
von Kraftfahrzeugen, insbesondere von Dieseleinspritzsystemen, beispielsweise
einer Hochdruckpumpe eines Common-Rail-Systems, innerhalb einer
Pumpe-Düse-Einspritzung
und/oder einer Pumpe-Leitung-Düse-Einspritzung
zur Anwendung.
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Weiterhin
kann das Basiselement als ein zwischen einer Federseite und einer
Rollenseite angeordneter lochscheibenartigen Bereich ausgebildet sein,
dessen federseitige Stirnfläche
als Sitz der Feder vorgesehen ist. Bevorzugt sind die zwei Seitenelemente
zum Positionshalten der Rolle als Finger ausgebildet, die sich bezogen
auf den lochscheibenartigen Bereich im Wesentlichen axial zur Rollenseite hin
erstrecken und sich an zwei einander gegenüberliegenden Abschnitten am
Außenrand
des lochscheibenartigen Bereichs anschließen.
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Dabei
kann jeder der Finger in einem Bereich, in dem er zum Anliegen an
einer der Stirnflächen
der Rolle vorgesehen ist, vorzugsweise mit einer Prägung oder
Durchsetzung versehen sein, wobei durch die Prägungen oder Durchsetzungen
mit Vorteil eine beispielsweise 30%ige Materialverfestigung des
Bauteils in dem wichtigen Bereich, in dem das Bauteil zum Berühren der
Rolle vorgesehen ist, erzielt wird. Weiterhin wird mit Vorteil einmalig
mit dem Erzeugen der Prägungen
oder Durchsetzungen ein hochgenau vorgegebener Abstand zwischen
den beiden Fingern zum Positionshalten der Rolle erzielt, so dass
dem Prägen
bzw. Durchsetzen vorausgehende Umformungsschritte mit Vorteil mit
vergleichsweise geringen Genauigkeitsvorgaben durchgeführt werden
können.
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Weitere
Merkmale, Vorteile und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus
der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der
Zeichnung. Es zeigt:
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1 ein
Ausführungsbeispiel
eines Bauteils mit umgebogenem Seitenelement während der Materialverlagerung
vom Seitenelement zu einer Biegekante,
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2 das
Bauteil gemäß 1 nach
erfolgter Materialverlagerung und
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3 ein
weiteres Ausführungsbeispiel
eines Bauteils mit zwei umgebogenen und versteiften Seitenelementen
in Form eines Federsitz-Bauteils mit Rollenführung.
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Einander
entsprechende Teile sind in 1 bis 3 mit
denselben Bezugszeichen versehen.
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In 1 ist
ein Ausführungsbeispiel
eines Bauteils 1 mit einem Basiselement 2 und
einem Seitenelement 3 während
seiner Herstellung gezeigt. Das Seitenelement 3 ist einstückig mit
dem Basiselement 2 verbunden und an einer Biegekante 4 gegenüber dem
Basiselement 2 umgebogen. Das Bauteil 1 ist aus
einem Blech mit einer Dicke von bis zu etwa 2,5 mm geformt. Im Ausführungsbeispiel
stehen das umgebogene Seitenelement 3 und das Basiselement 2 in
etwa senkrecht zueinander, wobei an der Biegekante 4 ein
innerer Biegeradius von 0,5 mm vorgesehen ist.
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Bei
dem in 1 gezeigten Fertigungsschritt wird mittels eines
Abstreckwerkzeugs 5 Material 6 von einer vom Basiselement 2 abgewandten
Außenseite 7 des
Seitenelements 3 in den Bereich der Biegekante 4 verschoben.
In 2 ist das Bauteil 1 nach Abschluss dieses
Materialtransfers gezeigt. Im Außenbereich der Biegekante 4 ist
eine Verstärkung 8 durch
das von der Seitenwand 7 verlagerte Material 6 gebildet,
so dass an der Biegung eine höhere
Materialdicke gegeben ist als an den übrigen Stellen des Bauteils 1.
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Dadurch
werden eine verbesserte Kraftbelastbarkeit und insbesondere eine
höhere
Festigkeit gegenüber
einem Zurückbiegen
des Seitenelements 3 in Richtung des Basiselements 2 erreicht.
Gleichzeitig wird im Bereich der Biegekante 4 die Ausbildung
von Kerbspannungen, von Mikrorissen und von Materialüberlappungen
zumindest erheblich reduziert, wenn nicht sogar komplett unterbunden.
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3 zeigt
ein weiteres Ausführungsbeispiel eines
Bauteils mit zwei umgebogenen Seitenelementen in Form eines Federsitz-Bauteils 9 mit
Rollenführung
in perspektivischer Ansicht. Das Bauteil 9 ist zum Einsatz
in einer nicht näher
gezeigten Pumpeinheit eines Kfz-Kraftstoffeinspritzsystems bestimmt. Das
Basiselement ist bei dem Federsitz-Bauteil 9 durch einen
lochscheibenartigen Bereich 10 gebildet, wohingegen die
beiden umgebogenen und an ihrer jeweiligen Biegekante 4 versteiften
Seitenelemente als Finger 21 und 22 vorliegen.
Das Bauteil 9 ist zum Positionshalten einer drehbar gelagerten
Rolle in Achsrichtung der Rolle und als Sitz für eine Feder vorgesehen und
ausgebildet. Der zwischen einer Federseite F und einer Rollenseite
R angeordnete lochscheibenartige Bereich 10 hat eine feder-seitige Stirnfläche, die
als Sitz für
eine beispielsweise als Schraubenfeder ausgebildete Feder vorgesehen
ist. Weiterhin umfasst das Bauteil 9 wenigstens in einem Segment
einen napfartigen, zur Federseite F hin ausgebauchten Bereich 15,
der sich an einen Innenrand des lochscheibenartigen Bereichs 10 anschließt. Dabei
ist ein Boden des napfartigen Bereichs 15 mit einer lochartigen Öffnung 17 ausgebildet.
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Die
zwei Finger 21 und 22 sind zum Positionshalten
der Rolle bestimmt. Sie schließen
sich an zwei einander, gegenüberliegenden
Abschnitten am Außenrand
des lochscheibenartigen Bereichs 10 an und erstrecken sich
im wesentlichen axial zur Rollenseite R hin. Dabei ist jeder der
Finger 21 und 22 in einem Bereich, in dem er zum
Positionshalten der Rolle vorgesehen ist, mit einer Prägung 25 ausgebildet. Dabei
wird durch die Prägungen 25 mit
Vorteil eine beispielsweise 30%ige Materialverfestigung des Bauteils 9 in
dem wichtigen Bereich, in dem das Bauteil 9 zum Berühren der
Rolle vorgesehen ist, erzielt. Weiterhin wird mit Vorteil einmalig
mit dem Erzeugen der Prägungen 25 ein
hochgenau vorgegebener Abstand zwischen den beiden Fingern 21 und 22 zum Positionshalten
der Rolle erzielt, so dass dem Prägen vorausgehende Umformungsschritte
mit Vorteil mit vergleichsweise geringen Genauigkeitsvorgaben durchführbar sind.
Das Bauteil 9 ist dabei durch entsprechende Umformvorgänge einstückig aus
einem Edelstahlblech frei von einer spanlosen Bearbeitung und ebenfalls
frei von einem abschließenden
Härten hergestellt.
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In
anderen Ausführungsformen
sind anstelle der Prägungen
Durchsetzungen vorgesehen, die derart ausgebildet sind, dass sie
zur Rolle hin eine Ausbauchung erzeugen, wobei eine der Rolle zugewandte
Oberfläche
der Durchsetzung dabei plan oder auch kalottenartig ausgebildet
sein kann. Die Stirnseiten der Rolle können dabei sowohl plan als auch
nach innen oder außen
ausgebaucht ausgebildet sein.
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Die
an den Biegekanten 4 der Finger 21 und 22 aufgrund
eines Materialtransfers vorgesehenen Verstärkungen 8 führen zu
einer sehr hohen Belastbarkeit der Finger 21 und 22.
So ist eine Belastung mit einer Kraft von bis zu 760 N möglich, ohne
dass es zu einer Beschädigung
oder einer Veränderung der
Biegestellung kommt.