DE102011051721A1

DE102011051721A1 - Bauteilverbindung

Info

Publication number: DE102011051721A1
Application number: DE102011051721A
Authority: DE
Inventors: Georg von Tardy-Tuch
Original assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Current assignee: Dr Ing HCF Porsche AG
Priority date: 2011-07-11
Filing date: 2011-07-11
Publication date: 2013-01-17

Abstract

Die Bauteile einer Lenkeinrichtung, wie eine Zahnstange und ein Rohr sind über eine Schweißung, insb. über eine Reibschweißung miteinander verbunden. Eine Schweißzone der Schweißung liegt oberhalb einer in der Zahnstange vorgesehenen Umfangsnut, so dass nach einem Schweißen sog. Über-Material des Rohres in der Umfangsnut angeordnet ist und dieses gleichzeitig einen Formschluss zwischen der Zahnstange und dem Rohr bildet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bauteilverbindung, insb. von zwei Bauteilen einer Lenkeinrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Aus der FR 2 513 203 ist eine Zahnstange einer Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug mit einem durch eine Schweißung verbundenem Rohr bekannt, wobei das Rohr über benachbarte Eindrückungen mit der Zahnstange zusätzlich formschlüssig verbunden ist. Des Weiteren ist die Verbindung einer Zahnstange mit einem Rohr über eine Reibschweißung aus der WO 2009/052552 A1 bekannt. Ferner ist eine Reibrührschweißung von Hohlkammerprofilen aus der DE 102 22 430 A1 bekannt, die im zusammentreffenden Stirnbereich eine Schweißzone aufweisen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine feste Bauteilverbindung durch eine Schweißung, insb. durch eine Reibschweißung von Baueilen einer Lenkeinrichtung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Weitere vorteilhafte Merkmale beinhalten die Unteransprüche.
Die mit der Erfindung hauptsächlich erzielten Vorteile bestehen darin, dass mittels einer Schweißung, insb. einer Reibschweißung, zwischen den zu verbindenden Bauteilen eine stoffschlüssige und gleichzeitig eine formschlüssige Verbindung erzielt wird. Dies wird in vorteilhafter Weise nach der Erfindung erreicht, indem ein Rohr der Lenkeinrichtung mit einer Zahnstange derart verbunden wird, dass das Rohr in einer Verbindungsstellung auf der Zahnstange aufgesteckt gehalten ist, wobei zwischen dem freien Rohrende und der Zahnstange eine Schweißzone gebildet wird, welche im Bereich einer unterseitig des freien Rohrendes vorgesehenen Umfangsnut der Zahnstange liegt und dass das in der Schweißzone liegende Rohrmaterial bzw. ein Über-Material des freien Rohrendes im Nachschweißzustand in der Umfangsnut der Zahnstange angeordnet ist und mit der Zahnstange einen Formschluss bildet. Durch diese Ausführung der Zahnstange mit einer Umfangsnut, kann gleichzeitig durch die Schweißung automatisch ein Formschluss zwischen den beiden Bauteilen der Lenkeinrichtung erzielt werden.
Des Weiteren ist nach der Erfindung vorgesehen, dass die Zahnstange in dem vom Rohr umgebenen Endbereich eine gegenüber dem Durchmesser der Zahnstange verminderten Durchmesser aufweist und im Übergangsbereich vom größeren Durchmesser zum kleineren Durchmesser der Zahnstange die Umfangsnut angeordnet ist. Zudem wird durch die Durchmesserabsetzung der Zahnstange eine bündige Anordnung des Rohres zur Zahnstange erzielt.
Im Vorschweißzustand ist das freie Ende des auf der Zahnstange aufgesteckten Rohres anliegend zur Stirnfläche des Durchmessersprungs oberhalb der Umfangsnut angeordnet und im Nachschweißzustand ist das Rohrmaterial, bzw. das Über-Material, in der Umfangsnut der Zahnstange liegend angeordnet.
Durch den Vorgang des Schweißens bzw. des Reibschweißens wird ein Warmumformprozess eingeleitet, bei dem sich die Bauteile in der Schweißzone miteinander verbinden. Insb. wird durch den beim Reibschweißen bewirkten Warmumformungsprozess die Materialanhäufung, bzw. das Über-Material, in die Umfangsnut der Zahnstange gepresst und eine feste Verbindung mit der Zahnstange erzielt und gleichzeitig zwischen den beiden Bauteilen der Formschluss gebildet, ohne dass zusätzliche Maßnahmen erforderlich werden.
Die Zeichnung zeigt eine Bauteilverbindung zwischen einer Zahnstange und einem Rohr einer Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug, mittels einer Schweißung, insb. einer Reibschweißung.
Eine Lenkeinrichtung für ein Kraftfahrzeug umfasst eine Zahnstange 1, die an einer Seite mit einem Rohr 2 verbunden ist, welches auf die Zahnstange 1 aufgesteckt und mittels einer Schweißung mit der Zahnstange 1 verbunden wird.
Die Verbindung der beiden Bauteile 1 und 2 der Lenkeinrichtung erfolgt in einer Schweißzone S, die in einem Bereich am freien Ende 3 des Rohres 2 liegt. Unterhalb der Schweißzone S ist in der Zahnstange 1 eine Umfangsnut 4 angeordnet, in die beim Schweißen Rohrmaterial bzw. eine Materialanhäufung 5 angeordnet ist.
Die Zahnstange 1 weist in dem vom Rohr umgebenden Endbereich 6 einen Durchmessersprung von einem großen Durchmesser D zu einem kleineren Durchmesser d auf, der dem Innendurchmesser d1 des Rohres 2 entspricht. Im Bereich des Durchmessersprungs ist vorzugsweise die Umfangsnut 4 in der Zahnstange 1 angeordnet. Der vertieft ausgebildete Ausstiegsbereich A kann im Sinne eines Werkzeugausstieges vorgesehen sein.
Im Vorschweißzustand ist das freie Ende 3 des Rohres 2 oberhalb der Umfangsnut 4 der Zahnstange 1 angeordnet und im Nachschweißzustand ist die Materialanhäufung 5 bzw. ein Über-Material des Rohres 2 in der Umfangsnut 4 angeordnet und bildet einen sog. Formschluss zur Zahnstange 1, so dass dies zu einer Kombination aus einer festen Verbindung über die Schweißung in der Schweißzone S und dem Formschluss durch die Materialanhäufung 5, bzw. durch das Über-Material, in der Umfangsnut 4 zwischen der Zahnstange 1 und dem Rohr 2 führt.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

FR 2513203 [0002]
WO 2009/052552 A1 [0002]
DE 10222430 A1 [0002]

Claims

Bauteilverbindung, insb. von zwei Bauteilen einer Lenkeinrichtung über eine Schweißung, insb. über eine Reibschweißung, dadurch gekennzeichnet, dass die Bauteile der Lenkeinrichtung eine Zahnstange (1) und ein mit dieser zu verbindendem Rohr (2) umfasst, das in einer Verbindungsstellung auf der Zahnstange (1) endseitig aufgesteckt gehalten ist und zwischen einem freien Rohrende (3) und der Zahnstange (1) eine Schweißzone (S) vorgesehen ist, welche im Bereich einer unterseitig des freien Rohrendes (3) vorgesehenen Umfangsnut (4) der Zahnstange (1) liegt und dass das in der Schweißzone (S) sich befindende Rohrmaterial (5) des freien Rohrendes (3) im Nachschweißzustand in der Umfangsnut (4) der Zahnstange (1) einen Formschluss mit der Zahnstange (1) bildend, verbunden ist.
Bauteilverbindung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zahnstange (1) in dem vom Rohr (2) umgebenden Endbereich (6) einen gegenüber dem Durchmesser (D) der Zahnstange (1) verminderten Durchmesser (d) aufweist und im Übergangsbereich vom größeren Durchmesser (D) zum kleinen Durchmesser (d) der Zahnstange (1) die Umfangsnut (4) angeordnet ist.
Bauteilverbindung nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr (2) auf dem verminderten Durchmesser (d) der Zahnstange (1) aufgesteckt gehalten ist und mit seinem freien Ende im Vorschweißzustand anliegend zu einer Stirnfläche (10) des Durchmessersprungs angeordnet ist.
Bauteilverbindung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Bauteile (1 und 2) der Lenkeinrichtung durch die Schweißung in der Schweißzone (S) verbunden sind und dass durch eine beim Schweißen erzielte Materialanhäufung (5) des Rohrmaterials in der Umfangsnut (4) der Zahnstange (1) die beiden Bauteile mittels Formschluss zueinander gehalten sind.