DE102014208466A1 - Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Bauteilen - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen (5 mit konstanter Knickkraft aus Rohlingen, welche – eine vorher bestimmbare Knickebene (EK), – einen Querschnitt (AK) mit einem Schwerpunkt (S) und einem axialen Flächenträgheitsmoment (J) in der Knickebene (EK) – einen ersten und einen zweiten Kraftangriffspunkt (B, C), – eine Verbindungslinie (a) zwischen den beiden Kraftangriffspunkten (B, C) der Länge (l) und – eine Exzentrizität (e), definiert als der Abstand zwischen der Verbindungslinie (a) und dem Schwerpunkt (S), aufweisen. Das Verfahren umfasst folgende Verfahrensschritte: – Vorgabe eines für eine Soll-Knickkraft Fksoll repräsentativen Referenzwertes für einen Quotienten Qsoll = Jsoll/esoll, – Vermessung des Rohlings bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J und seiner Exzentrizität e; Erfassung der Messwerte Jist und eist, – Berechnung des Quotienten Qist = Jist/eist; Erfassung des Wertes Qist, – Vergleich der Werte Qsoll, Qist und Erfassung einer Abweichung ΔQ = Qsoll – Qist ≠ 0, – Korrektur des Rohlings bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J und/oder seiner Exzentrizität e dahingehend, dass ΔQ ≈ 0.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen mit konstanter Knickkraft aus Rohlingen. Die Erfindung betrifft auch einen Lenker eines Fahrwerks für Kraftfahrzeuge.
  • Es ist bekannt, dass auf Druck belastete stabförmige Bauteile knickgefährdet und daher auf eine kritische Knickbelastung ausgelegt werden. Sofern die Druckkraft zentral, d. h. in Längsrichtung des stabförmigen Bauteiles angreift, spricht man vom so genannten Euler-Knicken, wobei für die kritische Knickkraft F nach der bekannten Euler-Formel folgende Proportionalität (im elastischen Bereich) gilt: F ~ E·J/l2; dabei sind E der Elastizitätsmodul, J das axiale Flächenträgheitsmoment und l die freie Knicklänge. Das Produkt E·J wird als Biegesteifigkeit bezeichnet. In der Praxis greift die Druckkraft jedoch nicht zentral, sondern mit einer Exzentrizität e außerhalb der Längsachse des stabförmigen Bauteiles an, sodass ein Biegemoment auftritt, welches zum so genannten Biegeknicken führt. Es ist offensichtlich, dass die kritische Knickbelastung, bei der das Bauteil knickt, umso eher erreicht wird, je größer die Exzentrizität e ist, mit der die Druckkraft angreift. Die serienmäßige Herstellung von stabförmigen Bauteilen, d. h. in größeren Stückzahlen erfolgt vielfach unter Verwendung von Rohlingen, d. h. metallischen Bauteilen, welche durch ein Gieß-, Spritz- oder Schmiedeverfahren hergestellt werden und daher toleranzbehaftet sind. Die maßgerechte Herstellung des fertigen Bauteiles erfolgt durch abschließende spangebende Bearbeitung. Problematisch bei diesem Herstellungsverfahren ist, dass die Toleranzen der Rohlinge, z. B. aufgrund von Abnutzung der betreffenden Werkzeuge schwanken, was sich z. B. auf die Größe des kritischen Querschnittes (des Knickquerschnittes) des Bauteiles oder die Lage der Kraftangriffspunkte der Druckkraft auswirkt. Stabförmige Bauteile sind beispielsweise Fahrwerkslenker von Kraftfahrzeugen, insbesondere Zwei-Punkt-Lenker, welche einerseits mit dem Fahrzeugaufbau oder einem Achskörper und andererseits mit einem Radträger gelenkig verbunden sind. Da derartige Zwei-Punkt-Lenker ebenfalls auf Druck beansprucht werden, müssen sie auf Knicken dimensioniert werden. Ein Fahrwerkslenker muss dabei einerseits im Betrieb, d. h. bei normaler Belastung eine Mindestknickkraft aushalten, d. h. er darf nicht knicken; andererseits soll der Lenker jedoch bei außergewöhnlichen Belastungen, z. B. beim Crash nachgeben, d. h. knicken und sich bleibend verformen.
  • Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung von stabförmigen Bauteilen, insbesondere von Fahrwerkslenkern vorzuschlagen, wobei sämtliche Bauteile bzw. Lenker eine vorgegebene Knickkraft aufweisen sollen.
  • Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der unabhängigen Patentansprüche 1, 2 und 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Nach einem ersten Aspekt der Erfindung sind bei einem Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen, welche eine konstante Knickkraft aufweisen sollen, folgende Verfahrensschritte vorgesehen: zunächst wird für das betreffende Bauteil ein Referenzwert vorgegeben, welcher repräsentativ für eine Sollknickkraft ist. Bei der Wahl des repräsentativen Referenzwertes wird erfindungsgemäß von der Erkenntnis ausgegangen, dass eine Vielzahl von Bauteilen immer dann eine gleiche Knickkraft aufweist, wenn für jedes einzelne Bauteil der Quotient aus Flächenträgheitsmoment und Exzentrizität, d. h. Q = J/e ebenfalls gleich ist. Mit anderen Worten: Das axiale Flächenträgheitsmoment J in der Knickebene und die Exzentrizität e, mit der die Druckkraft angreift, sind die maßgebenden Größen für das Erreichen einer gleich bleibenden Knickkraft. Unter Knickkraft soll hier die maximale Knickkraft verstanden werden, welche beim Knickvorgang auftritt. Der Knickvorgang selbst läuft in der Regel als Phase ab, welche mit einer ersten Plastifizierung des Materials des Bauteiles beginnt, d. h. dort, wo die maximalen Spannungen auftreten. Die Kraft, die diese ersten bleibenden Verformungen bewirkt, wird FK0 genannt. Bei einer weiteren Belastung steigt die Knickkraft bis zu einem maximalen Wert FK an, bei welcher der Bruch bzw. das Versagen (bleibende, plastische Verformung) des Bauteiles eintritt. Diese Kraft FK ist maßgebend für die Dimensionierung des Bauteiles und soll bei allen Bauteilen möglichst genau eingehalten werden – sie stellt die Sollknickkraft dar. In dem nächsten Verfahrensschritt wird der Rohling, z. B. ein Schmiedeteil im Hinblick auf sein Flächenträgheitsmoment und seine Exzentrizität vermessen, was durch optische Mittel erfolgen kann. Man erhält so die tatsächlichen Werte (die Ist-Werte) für den toleranzbehafteten Rohling, nämlich die Messwerte Jist und eist. In einem nächsten Verfahrensschritt wird der Quotient Qist aus den zuvor ermittelten Messwerten berechnet und mit dem Sollwert Qsoll verglichen. Sofern keine Abweichung vorliegt, ist das Bauteil in Ordnung, bedarf also keiner Korrektur. Liegt jedoch eine Abweichung vor, was der Normalfall ist, so wird der Rohling in einem weiteren Verfahrensschritt bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes und/oder seiner Exzentrizität in der Weise korrigiert, dass nach der Korrektur keine Abweichung mehr vorliegt, d. h. der Wert Qist entspricht – innerhalb vorgegebener Toleranzen – dem vorgegebenen Wert Qsoll Ist diese Bedingung erfüllt, so weist der erfindungsgemäß korrigierte Rohling die vorgegebene Soll-Knickkraft auf.
  • Nach einem weiteren Aspekt der Erfindung, wird bei einem Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen auch die Werkstofffestigkeit R, z. B. die Zugfestigkeit Rm berücksichtigt. Damit ändert sich – wie die Erfinder erkannt haben – der repräsentative Referenzwert für die Soll-Knickkraft. Die Festigkeit eines Bauteiles übt – unabhängig vom Elastizitätsmodul – Einfluss auf die Knickkraft des Bauteiles aus. Da bei den für die Herstellung verwendeten Rohlingen auch die Festigkeitswerte Schwankungen unterliegen, wird der repräsentative Referenzwert erfindungsgemäß dahingehend erweitert, dass der Einfluss der Festigkeit berücksichtigt wird. Im ersten Verfahrensschritt wird daher als Referenzwert der Quotient QRsoll = (J·R)/e vorgegeben. Im nächsten Verfahrensschritt wird das Bauteil bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J, seiner Exzentrizität e und seiner Festigkeit R vermessen, wobei man als Messwerte die Ist-Werte für das Flächenträgheitsmoment, die Exzentrizität und die Festigkeit erhält. Mit diesen Messwerten wird in einem nächsten Verfahrensschritt der Quotient QR gebildet, und man erhält den Ist-Wert für den Quotienten QR. In einem weiteren Verfahrensschritt werden Ist- und Soll-Werte des Quotienten QR verglichen und eine etwaige Abweichung erfasst. Sollte die Abweichung verschieden von Null sein, wird der Rohling in einem abschließenden Verfahrensschritt bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes und/oder seiner Exzentrizität e dahingehend korrigiert, dass die Abweichung – im Rahmen vorgegebenen Toleranzen – zu Null wird. Da man die Ist-Festigkeit des Rohlings nicht ändern kann, werden das Flächenträgheitsmoment und/oder die Exzentrizität so geändert, dass der vorgegebene Soll-Wert für den Quotienten QRsoll erreicht wird.
  • Nach einer bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Korrektur des Rohlings durch eine Veränderung des Querschnittes, respektive des Flächenträgheitsmomentes, z. B. durch spangebende Bearbeitung. Dabei können entweder die Querschnittsfläche verkleinert und/oder gleichzeitig die Exzentrizität verändert werden.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante erfolgt die Korrektur des Rohlings durch Verschiebung mindestens eines Kraftangriffspunktes. Dadurch kann die Exzentrizität verändert werden.
  • Nach einer weiteren Verfahrensvariante wird das Bauteil als Zwei-Punkt-Lenker eines Fahrwerks für Kraftfahrzeuge ausgebildet, d. h. das erfindungsgemäße Verfahren wird bevorzugt für die Herstellung von Fahrwerkslenkern, insbesondere von Zwei-Punkt-Lenkern angewendet. Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass ein sicherheitsrelevantes Bauteil des Kraftfahrzeuges bezüglich der vorgegebenen Knickkraft mit hoher Genauigkeit und Sicherheit hergestellt werden kann.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Verfahrensvariante sind die Kraftangriffspunkte als Gelenke ausgebildet, welche in den Lenker einsetzbar sind. Beispielsweise weist der Lenker Bohrungen oder Augen auf, in welche die Gelenke eingesetzt werden, wobei eine gewisse Axialverschiebbarkeit möglich ist, durch welche die Exzentrizität verändert werden kann.
  • Ein weiterer Aspekt der Erfindung betrifft einen Fahrwerkslenker, welcher nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt ist. Damit wird der Vorteil erreicht, dass Lenker serienmäßig, d. h. in größeren Stückzahlen mit hoher Genauigkeit und Sicherheit in Bezug auf ihre Soll-Knickkraft hergestellt werden können.
  • Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben, wobei sich aus der Beschreibung und/oder der Zeichnung weitere Merkmale und/oder Vorteile ergeben können. Es zeigen
  • 1 einen Zwei-Punkt-Lenker unter Druckbeanspruchung,
  • 2 einen schematisch dargestellten Modelllenker,
  • 2a den Modelllenker gemäß 2 in vergrößerter Darstellung und aufgeschnitten in der Knickebene,
  • 3 einen Zwei-Punkt-Lenker mit nach oben verschobenen Gummigelenken und
  • 4 einen Zwei-Punkt-Lenker mit nach unten verschobenen Gummigelenken.
  • 1 zeigt einen bekannten Zwei-Punkt-Lenker 1 für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges. Der Zwei-Punkt-Lenker 1 weist zwei als Augen ausgebildete Gelenklager 2, 3 auf, welche durch einen stabförmigen, gekröpften Abschnitt 4 miteinander verbunden sind. Der Zwei-Punkt-Lenker 1 ist Teil eines Fahrwerks mit Einzelradaufhängung und verbindet einen nicht dargestellten Radträger, beispielsweise über das Gelenklager 3 mit einem nicht dargestellten Achskörper oder Fahrzeugaufbau, beispielsweise durch das Gelenklager 2. Die kritische Belastung des Zwei-Punkt-Lenkers 1 ist die Druckbelastung, welche durch die als Pfeile dargestellten Druckkräfte F dargestellt ist. Unter einer kritischen Druckbelastung knickt der Lenker in einem Knickpunkt K bzw. in einer durch den Knickpunkt K verlaufenden Knickebene ab, was durch das abgeknickte Auge 2’ und den abgeknickten Bereich 4’ dargestellt ist. Bei diesem Abknicken liegt eine plastische, d. h. bleibende Verformung vor. Der in 1 dargestellte Zwei-Punkt-Lenker 1 ist ein Beispiel von vielen möglichen Bauformen, die unterschiedliche Querschnittsformen und unterschiedliche Verbindungsabschnitte zwischen den Gelenklagern aufweisen können, wobei eine der einfachsten Bauformen der geradlinige Stab mit kreisförmigem oder ovalem Querschnitt sein kann. Die Fahrwerkslenker sind Serienbauteile, d. h. sie werden in relativ großen Stückzahlen hergestellt, z. B. zunächst als geschmiedete oder gegossene Rohlinge (Vorprodukte), welche anschließend spanend bearbeitet werden. Das Material der Lenker ist vorzugsweise Stahl oder eine Aluminiumlegierung.
  • 2 zeigt einen so genannten Modelllenker 5, welcher der Erläuterung des erfindungsgemäßen Verfahrens dienen soll und daher eine vereinfachte Geometrie gegenüber den serienmäßig hergestellten Lenkern aufweist. Der Modelllenker 5 ist als Zwei-Punkt-Lenker ausgebildet und weist zwei augenförmig ausgebildete Gelenklager 6, 7 auf, in deren Mittelpunkten die Kraftangriffspunkte B, C eingezeichnet sind. Die beiden Gelenklager 6, 7 sind durch einen bogenförmigen Abschnitt 8 miteinander verbunden, wobei die Krümmung des Bogens zur Verdeutlichung übertrieben dargestellt ist. Zwischen den Kraftangriffspunkten B, C ist eine Verbindungslinie a strichpunktiert eingezeichnet, welche der Kraftwirkungslinie entspricht. Der Abstand zwischen den Punkten B, C ist die Länge l, die so genannte Knicklänge. Der bogenförmige Abschnitt 8 weist eine Mittellinie m auf, die der neutralen Faser entspricht. Der maximale Abstand der Mittellinie m von der Verbindungslinie a wird als Exzentrizität e bezeichnet, welche in der Knickebene EK liegt.
  • 2a zeigt eine vergrößerte perspektivische Darstellung einer Hälfte des Modelllenkers 5, mit einem Schnitt in der Knickebene EK. Man erkennt die rechteckförmige Querschnittsfläche AK mit der Höhe h und der Breite b. Im Mittelpunkt des Rechteckquerschnittes AK ist der Schwerpunkt S eingezeichnet, durch welchen die Mittellinie (neutrale Faser) m verläuft. Ferner ist die durch den Schwerpunkt S verlaufende Trägheits- oder Knickachse x eingezeichnet. Deutlich erkennbar in 2a ist auch die Exzentrizität e, welche von der Verbindungslinie a bis zum Schwerpunkt S bzw. der Knickachse x reicht. Wie bereits erwähnt, ist der Modelllenker 5 vereinfacht, so auch der rechteckförmige Querschnitt AK; die Querschnitte von Serienlenkern sind dagegen vielfältig und weisen beispielsweise U- oder C-Profile oder unregelmäßige Profile auf; dies bedeutet dass sich die Lage des Schwerpunktes S und damit auch die Lage der Trägheitsachse x, welche maßgebend für die Berechnung des axialen Flächenträgheitsmomentes Jx ist, ändert. Im vorliegenden Falle berechnet sich das axiale Flächenträgheitsmoment, bezogen auf die x-Achse, wie folgt: Jx = b·h3/12.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren geht es um die serienmäßige Herstellung von Lenkern, welche durchgehend möglichst die gleiche vorgegebene Sollknickkraft aufweisen sollen. Dabei ist die Sollknickkraft FK als die maximale Kraft definiert, bei welcher der Lenker nachgibt oder wegknickt, sich also plastisch verformt. Dieser Fall tritt vornehmlich beim Crash des Fahrzeuges, also bei einem Unfall auf, wobei durch die Sollknickkraft eine kontrollierte Verformung erreicht und schlimmere Unfallfolgen vermieden werden sollen. Die Sollknickkraft kann zwar relativ genau für ein bestimmtes Bauteil bei Einhaltung der vorgegebenen Abmessungen und Toleranzen eingehalten werden, was jedoch in der Praxis häufig nicht der Fall ist. Vielmehr weisen die für die Herstellung von Lenkern verwendeten Rohlinge, z. B. Gesenkschmiedeteile, bezüglich ihrer Abmessungen Schwankungen auf, welche dann auch zu Schwankungen der Sollknickkraft führen. Diese Schwankungen können beispielsweise auf eine Abnutzung der Werkzeuge, z. B. der Schmiedewerkzeuge zurückgeführt werden. Beispielsweise kann der spezifikationsgemäß vorgegebene Querschnitt im Knickbereich und damit das Flächenträgheitsmoment größer oder kleiner ausfallen; darüber hinaus kann auch die Exzentrizität, welche sich besonders stark auf die Höhe der Knickkraft auswirkt, Schwankungen unterliegen. Mit dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren sollen diese Schwankungen kompensiert werden – mit dem Ziel, dass trotz unterschiedlicher Vorprodukte, d. h. Rohlinge dennoch Bauteile mit gleichbleibender vorgegebener Sollknickkraft produziert werden. Die Erfinder haben nun festgestellt, dass die Bauteile immer dann die gleiche vorgegebene Knickkraft aufweisen, wenn der Quotient aus axialem Flächenträgheitsmoment und der Exzentrizität konstant bleibt, d. h. einem vorgegebenen Wert für diesen Quotienten entspricht. Der erste Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht somit darin, einen Referenzwert für den Quotienten aus dem Flächenträgheitsmoment J und der Exzentrizität e vorzugeben. In einem zweiten Verfahrensschritt werden das Flächenträgheitsmoment J und seine Exzentrizität e vermessen, was mit Hilfe von optischen Geräten durch Abtasten oder Scannen erfolgen kann. In einem dritten Verfahrensschritt wird aus den gemessenen Ist-Werten der Quotient Qist ermittelt, welcher in einem vierten Verfahrensschritt mit dem vorgegebenen Quotienten Qsoll vergleichen wird. Liegt eine Abweichung ΔQ vor, so wird in einem fünften und abschließendem Verfahrensschritt eine Korrektur des Rohlings dahingehend vorgenommen, dass das Flächenträgheitsmoment J und/oder die Exzentrizität e so weit verändert wird, dass die gemessene Abweichung zu Null wird.
  • Mit Bezug auf 2a können z. B. die Höhe h des Querschnittes AK und/oder die Exzentrizität e verändert werden. Wie oben erwähnt, berechnet sich das axiale Flächenträgheitsmoment Jx für den Querschnitt AK nach der Formel: Jx = b·h3/12. Verkleinert man die Höhe h auf der Innenseite, d. h. der Verbindungslinie a zugewandten Seite, so reduziert sich das Flächenträgheitsmoment J, gleichzeitig wandert die Trägheitsachse x nach außen, womit die Exzentrizität e größer wird. Diese Veränderungen ergeben eine Veränderung des Quotienten, der somit dem Sollwert beliebig angenähert werden kann. Auf diese Art und Weise erhält man trotz unterschiedlicher Vorprodukte bzw. Rohlinge, die unterschiedliche charakteristische Abmessungen aufweisen, Serienbauteile, insbesondere Lenker mit gleichbleibender Knickkraft.
  • 3 und 4 zeigen zwei unterschiedliche korrigierte Zwei-Punkt-Lenker 9, 10 mit endseitig angeordneten Gummigelenken 9a, 9b bzw. 10a, 10b. Die Gummigelenke 9a, 9b, 10a, 10b werden in entsprechende Augen (ohne Bezugszahl) der Lenker 9, 10 eingesetzt und sind aus Gründen der Justierbarkeit längs ihrer Achse g verschiebbar. Durch die Verschiebung der Gelenke 9a, 9b, 10a, 10b verschieben sich die Kraftangriffspunkte und damit die Exzentrizität e des Lenkers. In 3 ist die aufgrund der Position des Gummigelenks 9a wirkende Druckkraft mit einem Pfeil F1 gekennzeichnet, welcher sich oberhalb einer Bezugslinie f1 des Lenkers 9 befindet. In 4 ist das Gummigelenk 10a in axialer Richtung, d. h. in Richtung der Achse g (in der Zeichnung) nach unten verschoben, sodass der Kraftangriffspunkt in Bezug auf die Bezugslinie f2 ebenfalls nach unten verschoben ist, was durch die Lage der Druckkraft F2 verdeutlicht wird. Die Gummigelenke 9b, 10b sind in analoger Weise, d. h. in der gleichen Richtung wie die Gummigelenke 9a, 10a verschoben. Auf diese Weise kann die Exzentrizität des Lenkers ohne spanende Bearbeitung so verändert werden, dass die gewünschte Sollknickkraft erhalten wird.
  • Die Erfinder haben ferner festgestellt, dass auch die Festigkeit des Vorproduktes bzw. des Rohlings, z. B. die Streckgrenze oder die Zugfestigkeit Einfluss auf die Höhe der Knickkraft hat, d. h. unabhängig von der Größe des Elastizitätsmoduls. Werden also Rohlinge mit Schwankungen in der Festigkeit für die Herstellung von Serienbauteilen verwendet, so können die unterschiedlichen Festigkeitswerte zu einer unterschiedlichen Knickkraft führen. Daher wird dieser Einfluss in einem erweiterten Verfahren berücksichtigt, wobei die Festigkeit R als zusätzlicher Faktor in den Referenzwert aufgenommen wird. Der repräsentative Referenzwert ist dann durch den Quotienten QR = (J·R)/e definiert. Zusätzlich zu dem oben beschriebenen Verfahren wird jetzt neben dem Flächenträgheitsmoment und der Exzentrizität auch die Festigkeit R des Rohlings gemessen, was durch Stichproben von einzelnen Chargen erfolgen kann. Aus den Messwerten wird der Quotient QRist berechnet und mit dem Sollwert vergleichen. Bei Vorliegen einer Abweichung erfolgt eine Korrektur über das Flächenträgheitsmoment und/oder die Exzentrizität – die Festigkeit des Rohlings kann praktisch nicht verändert werden, sodass Schwankungen in der Festigkeit über die Geometrie kompensiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Zwei-Punkt-Lenker
    2
    Gelenklager (Auge)
    2’
    Gelenklager (abgeknickt)
    3
    Gelenklager (Auge)
    4
    stabförmiger Abschnitt
    4’
    Abschnitt (abgeknickt)
    5
    Modelllenker
    6
    Gelenklager
    7
    Gelenklager
    8
    Verbindungsabschnitt
    9
    Lenker
    9a
    Gummigelenk
    9b
    Gummigelenk
    10
    Lenker
    10a
    Gummigelenk
    10b
    Gummigelenk
    AK
    Querschnittsfläche
    B
    Kraftangriffspunkte
    C
    Kraftangriffspunkte
    EK
    Knickebene
    F
    Druckkraft
    F1
    Druckkraft
    F2
    Druckkraft
    K
    Knickpunkt
    S
    Schwerpunkt
    a
    Verbindungslinie
    b
    Breite
    e
    Exzentrizität
    f1
    Bezugslinie
    f2
    Bezugslinie
    g
    Achse
    h
    Höhe
    l
    Knicklänge
    m
    Mittellinie
    x
    Trägheits- oder Knickachse

Claims (9)

  1. Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen (5, 9, 10) mit konstanter Knickkraft aus Rohlingen, welche – eine vorher bestimmbare Knickebene (EK), – einen Querschnitt (AK) mit einem Schwerpunkt (S) und einem axialen Flächenträgheitsmoment (J) in der Knickebene (EK) – einen ersten und einen zweiten Kraftangriffspunkt (B, C), – eine Verbindungslinie (a) zwischen den beiden Kraftangriffspunkten (B, C) der Länge (l) und – eine Exzentrizität (e), definiert als der Abstand zwischen der Verbindungslinie (a) und dem Schwerpunkt (S), aufweisen, umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Vorgabe eines für eine Soll-Knickkraft Fksoll repräsentativen Referenzwertes für einen Quotienten Qsoll = Jsoll/esoll, b) Vermessung des Rohlings bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J und seiner Exzentrizität e; Erfassung der Messwerte Jist und eist, c) Berechnung des Quotienten Qist = Jist/eist; Erfassung des Wertes Qist, d) Vergleich der Werte Qsoll, Qist und Erfassung einer Abweichung ΔQ = Qsoll – Qist ≠ 0, e) Korrektur des Rohlings bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J und/oder seiner Exzentrizität e dahingehend, dass ΔQ ≈ 0.
  2. Verfahren zur seriellen Herstellung von stabförmigen Bauteilen (5, 9, 10) mit konstanter Knickkraft aus Rohlingen, welche – eine Knickebene (EK), – einen Querschnitt (AK) mit einem Schwerpunkt (S) und einem axialen Flächenträgheitsmoment (J) in der Knickebene (EK), – einen ersten und einen zweiten Kraftangriffspunkt (B, C), – eine Verbindungslinie (a) zwischen den beiden Kraftangriffspunkten (B, C) der Länge (l), – eine Exzentrizität (e), definiert als der Abstand zwischen der Verbindungslinie (a) und dem Schwerpunkt (S), und – eine Werkstofffestigkeit R aufweisen, umfassend folgende Verfahrensschritte: a) Vorgabe eines für eine definierte Knickkraft repräsentativen Referenz wertes für einen Quotienten QRsoll = (J·R)/e, b) Vermessung des Bauteiles bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes J, seiner Exzentrizität e und seiner Festigkeit R; Erhalt der Messwerte Jist, eist und Rist, c) Berechnung des Quotienten QR = (Jist·Rist)/eist; Erhalt des Wertes QRist, d) Vergleich der Werte QRsoll, QRist und Erfassung einer Abweichung ΔQR = QRsoll – QRist ≠ 0, e) Korrektur des Rohlings bezüglich seines Flächenträgheitsmomentes I und/oder seiner Exzentrizität e, sodass ΔQR ≈ 0.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur des Rohlings durch Bearbeitung des Querschnittes (AK) respektive des Flächenträgheitsmoments (J) erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur des Rohlings durch Verschiebung mindestens eines Kraftangriffspunktes (B, C) erfolgt.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Bauteil als zumindest Zwei-Punkt-Lenker (5, 9, 10) eines Fahrwerks für Kraftfahrzeuge ausgebildet ist.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Kraftangriffspunkte (B, C) als Gelenke (9a, 9b, 10a, 10b) ausgebildet sind, welche in den Lenker (9, 10) einsetzbar sind.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenke (9a, 9b, 10a, 10b) zur Korrektur der Exzentrizität (e) justierbar sind.
  8. Lenker eines Fahrwerks für Kraftfahrzeuge, hergestellt nach dem Verfahren gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche.
  9. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 zur Herstellung von Fahrwerkslenkern (5, 9, 10) für Kraftfahrzeuge.
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