DE102017110096A1

DE102017110096A1 - Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs

Info

Publication number: DE102017110096A1
Application number: DE102017110096.2A
Authority: DE
Inventors: Sigmund Roe; Lars Erik Vingnesengen
Original assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Current assignee: Benteler Automobiltechnik GmbH
Priority date: 2017-05-10
Filing date: 2017-05-10
Publication date: 2018-11-15
Anticipated expiration: 2037-05-11
Also published as: CN108856556A; DE102017110096B4; US20180326470A1; CN108856556B

Abstract

Die Offenbarung umfasst ein Verfahren (100) zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs (101) zur Lageraufnahme in einem Radlenker (103) eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Presswerkzeugs (105), wobei der Radlenker (103) aus einem Metall gefertigt ist, wobei das Presswerkzeug (105) ein Pressplateau (107) und eine das Pressplateau (107) umlaufende Kavität (109) aufweist, mit Auflegen (111) eines Radlenkerendes (115) des Radlenkers (103) auf das Pressplateau (107); und Pressen (113) des Radlenkerendes (115) gegen das Pressplateau (107) mittels eines Pressstempels (117), wobei durch das Pressen (113) des Radlenkerendes (115) gegen das Pressplateau (107) eine Metallmenge des Radlenkerendes (115) in die umlaufende Kavität (109) verdrängt wird, wodurch in dem Radlenkerende (115) eine verjüngte Wandung (119) und ein die verjüngte Wandung (119) umlaufender Kragen (123) gebildet werden; und Durchbrechen (121) der verjüngten Wandung (119), um den hülsenförmigen Durchzug (101) zu erhalten.

Description

Die vorliegende Offenbarung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs zur Lageraufnahme, insbesondere in einem Radlenker eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Presswerkzeugs.
Ein hülsenförmiger Durchzug in einem Werkstück kann beispielsweise durch ein Stanz-, Bohr-, Rollier- oder Spreizverfahren geformt werden. Diese Verfahren können den Nachteil aufweisen, dass es notwendig sein kann zu Beginn des Verfahrens eine Ausnehmung in dem Material zu erzeugen. Dies kann insbesondere das Rollieren oder Spreizen des Werkstückes betreffen, wobei die Ausnehmung in nachteiliger Weise in einem separaten Verfahrensschritt vor dem Formen des hülsenförmigen Durchzugs erzeugt sein kann. Insbesondere kann ein Stanz- oder Bohrverfahren den Nachteil aufweisen, dass eine erhöhte Materialmenge des Werkstücks nicht nutzbar sein kann, da eine Materialmenge in Form von Spänen und/oder in Form eines Ausstanzstücks, welche während des Bohrens respektive Stanzens produziert werden können, verloren gehen kann.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Offenbarung, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Offenbarung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche, der Beschreibung sowie der beigefügten Zeichnungen.
Die Offenbarung basiert auf der Erkenntnis, dass die obige Aufgabe durch einen Pressvorgang von zumindest zwei, auf gegenüberliegenden Seitenflächen eines Werkstücks, angeordneten Formteilen realisiert werden kann, wobei das Werkstück in eine erste Form durch eine Druckeinwirkung auf zumindest eines der Formteile gepresst sein kann, wodurch Material des Werkstücks verdrängt wird und der Form des zumindest einen Formteils folgen kann. In einem nachfolgenden Verfahrensschritt kann verbleibendes und/oder nicht umgeformtes Material entfernt, insbesondere ausgestanzt werden, um eine zweite, abschließende Form zu erhalten, welche den hülsenförmigen Durchzug bildet.
Dadurch wird das Problem des Materialverlustes bei der Herstellung eines hülsenförmigen Durchzugs gelöst und/oder der Nachteil eines mehrschrittigen Verfahrens, insbesondere unter Vermeidung des Erzeugens einer Ausnehmung vor dem Verfahren vermieden.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Verfahren zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs zur Lageraufnahme in einem Radlenker eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Presswerkzeugs, wobei der Radlenker aus einem Metall gefertigt ist, wobei das Presswerkzeug ein Pressplateau und eine das Pressplateau umlaufende Kavität aufweist, mit Auflegen eines Radlenkerendes () des Radlenkers auf das Pressplateau; und Pressen des Radlenkerendes gegen das Pressplateau mittels eines Pressstempels, wobei durch das Pressen des Radlenkerendes gegen das Pressplateau eine Metallmenge des Radlenkerendes in die umlaufende Kavität verdrängt wird, wodurch in dem Radlenkerende eine verjüngte Wandung und ein die verjüngte Wandung umlaufender Kragen gebildet werden; und Durchbrechen der verjüngten Wandung, um den hülsenförmigen Durchzug zu erhalten.
Das Pressplateau und der Pressstempel können zusammen eine zumindest teilweise umschließende Form für den Radlenker bilden, in welche der Radlenker einbringbar ist. Der Pressstempel und/oder das Pressplateau können mit einer Druckkraft auf den Radlenker einwirken um eine Werkstoffmenge, insbesondere eine Metallmenge des Radlenkers zu verdrängen. Durch die Form des Pressstempels und/oder des Pressplateaus kann vorgegeben sein welche Form die verdrängte Metallmenge annehmen kann. Die Metallmenge kann entlang der begrenzenden Flächen des Pressplateaus und/oder des Pressstempels fließen. So kann eine Umformung der Metallmenge insbesondere eine Umformung zu dem umlaufenden Kragen realisiert werden.
Nach dem Pressen, welches insbesondere eine Druckformung des Radlenkers bewirkt, kann zwischen dem Pressplateau und dem Pressstempel die verjüngte Wandung gebildet sein, welche von dem umlaufenden Kragen begrenzt ist und/oder durch das Pressen nicht umgeformt ist. Um einen hülsenförmigen Durchzug zu erhalten, kann die verjüngte Wandung durchbrochen werden.
Vorteilhafterweise kann die verjüngte Wandung im Vergleich zum Bilden eines Durchbruchs in dem Radlenker mit einer nichtverjüngten Wandung mit geringerem Werkzeugaufwand und/oder in einer geringeren Zeit erzeugt werden, sodass die Herstellungskosten und/oder Herstellungszeit des hülsenförmigen Durchzugs verringert sein können.
Eine umlaufende Kavität kann notwendig sein, um ein verdrängtes Volumen, insbesondere die Metallmenge aufzunehmen, falls das Material des Radlenkers inkompressibel ist. Der Radlenker kann alternativ aus einem kompressiblen Material hergestellt sein, sodass das Vorhandensein einer umlaufenden Kavität nicht notwendig sein kann. Ein kompressibles Material kann weiterhin ein inkompressibles Material mit Einschlüssen eines kompressiblen Mediums, insbesondere ein geschäumtes Metall oder ein geschäumter Kunststoff sein.
Die umlaufende Kavität kann in dem Presswerkzeug einseitig oder beidseitig des Radlenkers ausgebildet sein. Bei einer beidseitigen Ausbildung ist in Relation zu dem Radlenker jeweils eine umlaufende Kavität auf der Seite des Pressstempels und auf der Seite des Pressplateaus angeordnet. Diese umlaufenden Kavitäten können insbesondere in Richtung einer Achse des hülsenförmigen Durchzugs, welche quer zu einer Radlenkerlängsachse verläuft, deckungsgleich ausgerichtet sein. So kann bezüglich einer Seitenfläche des Radlenkers, welche dem Pressstempel zugewandt ist und einer Seitenfläche des Radlenkers welche dem Pressplateau zugewandt ist eine symmetrische Verdrängung der Metallmenge in die jeweiligen umlaufenden Kavitäten realisiert sein. Die umlaufenden Kavitäten können unterschiedliche Querschnitte aufweisen, um pressstempelseitig in Bezug auf die Kragenform des umlaufenden Kragens der Pressplateauseite eine abweichende Querschnittsform des umlaufenden Kragens zu realisieren.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann neben Radlenkern auch für andere Fahrzeugbauteile in welchen ein hülsenförmiger Durchzug formbar ist, angewendet werden. Die Fahrzeugbauteile können insbesondere aus Aluminium gefertigt und/oder durch Extrusion geformt sein.
In einer Ausführungsform wirkt der Pressstempel ausschließlich in Richtung des Pressplateaus auf das Radlenkerende ein.
Die Materialmenge des Radlenkerendes, welche unter dem Pressstempel angeordnet ist, ist einer Krafteinwirkung, insbesondere einer Druckkrafteinwirkung des Pressstempels ausgesetzt. So kann in vorteilhafterweise diese Materialmenge verdrängt und insbesondere in die umlaufende Kavität eingebracht werden.
In einer Ausführungsform ist der Radlenker aus einem einstückigen Strangpressprofil, insbesondere aus einem Aluminiumstrangpressprofil, geformt.
Insbesondere die einteilige Fertigung des Radlenkers bewirkt eine effiziente Kraftübertragung durch den Radlenker, da die Anzahl der mechanischen Verbindungen und damit auch Spiel, Reibung und/oder Spannung innerhalb des Radlenkers reduziert werden können.
In einer Ausführungsform wird das Durchbrechen der verjüngten Wandung durch Bohren oder Stanzen bewirkt.
Ein Durchbrechen der verjüngten Wandung durch Bohren kann insbesondere eine glatte Stirnseite des hülsenförmigen Durchzugs realisieren. Dies kann insbesondere das Einbringen eines Lagers in den hülsenförmigen Durchzug mit einem vorteilhaft verringerten Kraftaufwand realisieren, da die Stirnseite frei von Kanten und/oder Erhebungen sein kann, sodass der Reibungswiderstand zwischen dem Lager und der Stirnseite vorteilhaft verringert sein kann. Eine glättende Nachbehandlung der Stirnseite kann entfallen, sodass die Herstellungsaufwand für den hülsenförmigen Durchzug vorteilhaft reduziert sein kann.
Ein Durchbrechen der verjüngten Wandung durch Stanzen kann gegenüber anderen Durchbruchsverfahren in einer geringeren Zeit durchführbar sein, was den Vorteil einer reduzierten Herstellungszeit für den hülsenförmigen Durchzug realisiert. Weiterhin kann bei dem Stanzen auf der Stirnseite des hülsenförmigen Durchzugs ein Stanzgrat gebildet sein. Dieser Stanzgrad kann die Reibung zwischen einem in den hülsenförmigen Durchzug einführbaren Lager erhöhen, sodass der Festsitz des Lagers in dem hülsenförmigen Durchzug vorteilhaft verstärkt sein kann.
Der Flächeninhalt der Stirnseite kann maximiert werden indem die Innenfläche des hülsenförmigen Durchzugs keine Durchbrüche und/oder ähnliche Fehlstellen aufweist. Dies kann den Festsitz des Lagers in dem hülsenförmigen Durchzug und damit die Kraftübertragung auf den Radlenker vorteilhaft erhöhen.
In einer Ausführungsform ist ein Durchmesser des hülsenförmigen Durchzugs über eine Durchzugstiefe des hülsenförmigen Durchzugs gleichbleibend, sodass insbesondere zylindrisch geformte Lager in dem hülsenförmigen Durchzug formschlüssig aufgenommen werden können.
Das Lager kann insbesondere ein Elastomerlager ohne Lageraußenhülse sein, sodass direkt zwischen dem Elastomer des Elastomerlagers und der Stirnseite eine kraft- und/oder formschlüssige Verbindung realisiert sein kann. Vorteilhafter Weise wird das Elastomerlager in den hülsenförmigen Durchzug eingepresst.
In einer Ausführungsform bildet der umlaufende Kragen eine Stirnseite des hülsenförmigen Durchzugs.
Der hülsenförmige Durchzug kann durch die Stirnseite zumindest teilweise begrenzt sein. Bei einer Fertigung des Radlenkers aus einem Vollmaterial kann die Stirnseite des hülsenförmigen Durchzugs durch die Materialstärke des Radlenkers und die Höhe der aus dem Radlenker hervorragenden umlaufenden Kragen bestimmt sein. Die Höhe des umlaufenden Kragens kann durch die Materialmenge bestimmt sein, welche durch das Pressen verdrängt wird. Weiterhin kann der umlaufende Kragen einen Flansch bilden.
In einer Ausführungsform ist die umlaufende Kavität zumindest abschnittsweise durch eine gekrümmte Begrenzungswand begrenzt, um ein seitliches Verdrängen der Metallmenge zu unterbinden, wobei eine Metallmenge durch den Pressstempel über die umlaufende Kavität hinaus verdrängt und gegen die gekrümmte Begrenzungswand gepresst wird, um eine gekrümmte Außenwandung des hülsenförmigen Durchzugs zu erhalten.
Mit der gekrümmten Begrenzungswand kann die Metallmenge zumindest teilweise quer zu der Pressrichtung des Pressstempels verdrängt werden. Somit kann zusätzlich zu dem umlaufenden Kragen ein seitliches Verformen des Radlenkers realisiert sein. Die gekrümmte Begrenzungswand kann die abschließende Form der verdrängten Metallmenge bestimmen. Die gekrümmte Begrenzungswand kann beispielsweise der Krümmung des Pressstempels folgen, sodass der umlaufende Kragen und das Radlenkerende im Bereich des hülsenförmigen Durchzugs eine ähnliche Krümmung aufweisen.
In einer Ausführungsform ist die gekrümmte Begrenzungswand zumindest abschnittsweise bogenförmig oder kreisförmig gekrümmt.
Eine der gekrümmten Begrenzungswand zugewandte Fläche des Pressstempels kann ebenfalls zumindest abschnittsweise bogenförmig oder kreisförmig gekrümmt sein, sodass die verdrängte Metallmenge gleichförmig zu der gekrümmten Begrenzungswand hin umgeformt werden kann. Entsprechend der Krümmung der Fläche des Pressstempels und der gekrümmten Begrenzungswand kann der verdrängten Metallmenge entlang einer Kreisbahn jeweils der gleiche Raum für eine Umformung zur Verfügung stehen.
In einer Ausführungsform wird das Radlenkerende durch Verdrängen der Metallmenge gegen die gekrümmte Begrenzungswand seitlich aufgebaucht, um einen Außendurchmesser des hülsenförmigen Durchzugs quer zu einer Radlenkerlängsachse zu vergrößern.
Die Aufbauchung des Radlenkerendes erfolgt derart, dass ein Durchmesser des hülsenförmigen Durchzugs und eine Durchzugstiefe des hülsenförmigen Durchzugs quer zu der Radlenkerlängsachse über die Abmessungen des Radlenkerendes hinaus vergrößert werden kann.
Das Aufbauchen des Radlenkerendes kann im Bereich des hülsenförmigen Durchzugs eine Verbreiterung des Radlenkerendes quer zu der Radlenkerlängsachse bewirken. Eine Begrenzung des aufgebauchten Radlenkerendes kann durch die gekrümmte Begrenzungswand realisiert sein.
Mit der Verbreiterung des Radlenkerendes kann der hülsenförmige Durchzug einen Durchmesser aufweisen, welcher größer ist als eine Querschnittsbreite des Radlenkerendes vor dem Aufbauchen. So kann der Radlenker beispielsweise nur im Bereich des hülsenförmigen Durchzugs eine Verbreitung aufweisen und der verbleibende Teil des Radlenkers kann eine geringere Querschnittsbreite und/oder eine geringe Querschnittsfläche aufweisen, sodass das Gewicht des Radlenkers und/oder der notwendige Bauraum des Radlenkers vorteilhaft reduziert sein können.
Durch das Aufbauchen kann ein Festsitz und/oder die Sicherstellung einer ausreichenden Passgenauigkeit des hülsenförmigen Durchbruchs, welcher insbesondere eine Lagerhülse bildet effizient und kostengünstig realisiert sein. Ein derartiger Radlenker kann ferner weniger Bauraum beanspruchen und/oder kostengünstiger herstellbar sein.
In einer Ausführungsform bildet das Pressplateau eine ebene Auflage, insbesondere eine ebene und kreisrunde Auflage für das Radlenkerende, wobei die verjüngte Wandung durch das Pressen mit dem Pressstempel die geometrische Form der ebenen Auflage annimmt.
Das Radlenkerende kann entsprechend der Form des Pressplateaus und des Pressstempels durch Verdrängen der Metallmenge umgeformt werden. Das Pressplateau und der Pressstempel können insbesondere symmetrisch geformt sein, sodass die abschließende Form des hülsenförmigen Durchzugs nach dem Pressen ebenfalls symmetrisch ist. Neben einer rotationssymmetrischen Form kann der Pressstempel eine Rechteckform oder andere Formen, welche aus gekrümmten, geraden und/oder eckigen Abschnitten zusammengesetzt sein können, aufweisen.
In einer Ausführungsform wird das Radlenkerende mittels des Pressstempels kalt umgeformt.
Dadurch wird der Vorteil erreicht, dass in das Metall keine Spannungen durch Erwärmen und nachfolgendes Abkühlen eingebracht werden. Insbesondere kann die Herstellung des hülsenförmigen Durchzugs energiesparender und/oder energieeffizienter realisiert sein.
In einer Ausführungsform weist der Radlenker ein weiteres Radlenkerende auf, das parallel zu dem Radlenkerende angeordnet ist, wobei das Verfahren die weiteren Schritte aufweist:

Auflegen des weiteren Radlenkerendes des Radlenkers auf das Pressplateau; und
Pressen des weiteren Radlenkerendes gegen das Pressplateau mittels des Pressstempels, wobei durch das Pressen des weiteren Radlenkerendes gegen das Pressplateau eine Metallmenge des weiteren Radlenkerendes in die umlaufende Kavität verdrängt wird, wodurch in dem weiteren Radlenkerende eine verjüngte Wandung und ein die verjüngte Wandung umlaufender Kragen gebildet werden; und
Durchbrechen der verjüngten Wandung, um einen weiteren hülsenförmigen Durchzug zu erhalten, wobei der hülsenförmige Durchzug und der weitere hülsenförmige Durchzug eine Lagerhülse bilden.

Mit dem hülsenförmigen Durchzug und dem weiteren hülsenförmigen Durchzug können in dem Radlenker zwei Verbindungselemente, insbesondere zwei gelagerte Verbindungspunkte gebildet sein. Der Radlenker kann insbesondere ausgebildet sein über die zwei Verbindungselemente einen Radträger mit einem Fahrzeugbauteil zu verbinden. Die Verbindungselemente können in den jeweiligen hülsenförmigen Durchzug eingepresste Lager sein, wobei der jeweilige hülsenförmige Durchzug eine Lagerhülse für das jeweilige Lager bilden kann. So kann vorteilhafterweise auf eine zusätzliche Lagerhülse verzichtet werden und/oder ein hülsenfreies Lager in den hülsenförmigen Durchzug und/oder den weiteren hülsenförmigen Durchzug eingebracht, insbesondere eingepresst werden.
Die Lagerhülse kann eine spezifische Ausschiebekraft aufweisen, welche an den Flächeninhalt der Stirnseite des hülsenförmigen Durchzugs gekoppelt, insbesondere proportional zu dem Flächeninhalt der Stirnseite sein kann. Die Stirnseite kann eine Kontaktfläche für ein Lager bilden. Weiterhin können eine Lebensdauer und/oder eine Leistung der Verbindung zwischen Lager und Stirnseite von einer Kontaktfläche zwischen dem Lager und der Stirnseite abhängig sein. Eine vergrößerte Kontaktfläche kann die Lebensdauer der Verbindung zwischen einem Lager und der Stirnseite verlängern und/oder die Leistung, insbesondere den Wirkungsgrad der Kraftübertragung dieser Verbindung erhöhen.
In einer Ausführungsform wird das jeweilige Radlenkerende durchbruchsfrei auf das Pressplateau aufgelegt.
Für das Pressen des Radlenkers können vorherige Verfahrensschritte, insbesondere ein vorheriges Durchbrechen des Radlenkerendes nicht notwendig sein, sodass das verdrängen der Metallmenge in einem Verfahrensschritt, insbesondere dem Pressen realisiert sein kann.
In einer Ausführungsform wird das Durchbrechen in einem Durchbrechungsvorgang nach dem Pressvorgang durchgeführt.
Durch das Pressen kann die verjüngte Wandung zwischen dem Pressstempel und dem Pressplateau gebildet sein, welche nicht in radialer Richtung von dem Presswerkzeug verdrängt wurde. Um einen Durchbruch zu schaffen kann die verjüngte Wandung durch Stanzen, Bohren, Rollieren und/oder Schneidverfahren entfernt oder verdrängt werden. Als Schneidgeräte können insbesondere Klingenwerkzeuge, Laser-, Wasserstrahl- oder Plasmaschneider verwendet werden.
In einer Ausführungsform wird das Pressen in einem Pressvorgang durchgeführt.
Der Pressvorgang kann ein Pressen des Pressstempels auf das Radlenkerende und/oder ein Pressen des Pressplateaus auf das Radlenkerende umfassen. Der Pressstempel und das Pressplateau weisen jeweils eine Fläche auf, welche dem Radlenker zugewandt ist, wobei die Flächennormale jeweils parallel zu einer Flächennormale einer Oberfläche des Radlenkers ausgerichtet sein kann. Während des Pressens wirkt eine Kraft entlang dieser Flächennormale. Dadurch kann eine Metallmenge quer zu der Flächennormale verdrängt werden.
Der während des Pressvorgangs auf das Radlenkerende wirkende Druck kann einen Druckgrenzwert überschreiten, welcher bestimmt ab welchem Druck das Material des Radlenkers insbesondere ohne zusätzliche Wärmeeinwirkung plastisch verformbar ist.
Bei einem Verdrängen von Material kann der Pressstempel während des Pressvorgangs kontinuierlich in Richtung der wirkenden Kraft nachgeführt werden, um den auf das Radlenkerende wirkenden Druck konstant zu halten. Eine Änderung der Nachführgeschwindigkeit im Verhältnis zur Geschwindigkeit der Materialverdrängung und damit Verjüngung der Wandung kann eine Erhöhung oder Reduzierung des auf das Radlenkerende wirkenden Drucks realisieren.
Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die Offenbarung ein Presswerkzeug zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs zur Lageraufnahme in einem Radlenker eines Fahrzeugs, wobei der Radlenker aus einem Metall gefertigt ist, wobei das Presswerkzeug die folgenden Merkmale aufweist:

ein Pressplateau, auf das ein Radlenkerende auflegbar ist;
eine das Pressplateau umlaufende Kavität;
einen Pressstempel zum Pressen des Radlenkerendes gegen das Pressplateau, um eine Metallmenge des Radlenkerendes in die umlaufende Kavität zu verdrängen und dadurch in dem Radlenkerende eine verjüngte Wandung und ein die verjüngte Wandung umlaufender Kragen gebildet werden.

Das Presswerkzeug ist insbesondere ausgebildet den umlaufenden Kragen und/oder die verjüngte Wandung zu formen und/oder das Radlenkerende aufzubauchen, wobei weitere plastische Verformungen unterbunden sein können. Insbesondere können durch den Pressvorgang kontinuierliche Oberflächen, insbesondere ohne Risse und/oder Fehlstellen geformt werden.
Das Presswerkzeug kann eine weitere umlaufende Kavität aufweisen, welche den Pressstempel begrenzt. Die Metallmenge kann in die umlaufende Kavität und die weitere umlaufende Kavität verdrängt werden, sodass sowohl presstempelseitig als auch pressplateauseitig in dem Radlenkerende ein umlaufender Kragen gebildet sein kann, welcher aus dem Radlenkerende hervorragen kann.
Der Pressstempel und/oder das Pressplateau können aus einem im Vergleich zum Material des Radlenkerkörpers härteren Material gebildet sein, um das Radlenkerende inkrementell plastisch verformen können. Dadurch kann eine präzise Formung des hülsenförmigen Durchzugs in dem Radlenkerende erreicht werden.
In einer Ausführungsform ist die umlaufende Kavität zumindest abschnittsweise durch eine gekrümmte Begrenzungswand begrenzt, um eine gekrümmte Außenwandung des hülsenförmigen Durchzugs durch Pressen mittels des Pressstempels zu formen.
In einer Ausführungsform weist das Presswerkzeug eine Stanze zum Durchbrechen der verjüngten Wandung auf.
Weitere Ausführungsbeispiele der Offenbarung werden Bezug nehmend auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

1 ein Verfahren gemäß einer Ausführungsform;
2 ein Presswerkzeug gemäß einer Ausführungsform; und
3 ein Presswerkzeug gemäß einer Ausführungsform.

1 zeigt eine schematische Abbildung eines Verfahrens 100 zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs 101 zur Lageraufnahme in einem Radlenker 103 eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Presswerkzeugs 105. Der Radlenker 103 ist aus einem Metall gefertigt und das Presswerkzeug 105 weist ein Pressplateau 107 und eine das Pressplateau 107 umlaufende Kavität 109 auf. Das Verfahren 100 umfasst ein Auflegen 111 eines Radlenkerendes 115 des Radlenkers 103 auf das Pressplateau 107 und ein Pressen 113 des Radlenkerendes 115 gegen das Pressplateau 107 mittels eines Pressstempels 117. Durch das Pressen 113 des Radlenkerendes 115 gegen das Pressplateau 107 wird eine Metallmenge des Radlenkerendes 115 in die umlaufende Kavität 109 verdrängt, wodurch in dem Radlenkerende 115 eine verjüngte Wandung 119 und ein die verjüngte Wandung 119 umlaufender Kragen 123 gebildet werden. Weiterhin umfasst das Verfahren 100 ein Durchbrechen 121 der verjüngten Wandung 119, um den hülsenförmigen Durchzug 101 zu erhalten. 1 ist eine Querschnittsansicht durch das Presswerkzeug 105 und den Radlenker 103, wobei die Radlenkerlängsachse 205 eine Flächennormale der Querschnittsebene bildet.
Die umlaufende Kavität 109 weist einen dreieckförmigen Querschnitt auf und ist kreisförmig ausgebildet. Der Presstempel 117 ist ebenfalls kreisförmig ausgebildet, wobei der Durchmesser des Pressstempels 117 kleiner oder gleich dem Innendurchmesser der umlaufenden Kavität 109 ist.
Die durch das Pressen 113 des Radlenkerendes 115 gegen das Pressplateau 107 verdrängte Metallmenge formt den umlaufenden Kragen 123, welcher beidseitig des hülsenförmigen Durchzugs 101 aus dem Radlenker 103 hervorragt. Eine Innenfläche des umlaufenden Kragens 123 bildet eine Stirnseite 125 des hülsenförmigen Durchzugs 101, wobei die Stirnseite 125 den hülsenförmigen Durchzug 101 begrenzt. Die Stirnseite 125 stellt eine Kontaktfläche für ein Einbringen eines Lagers in den hülsenförmigen Durchzug 101 bereit.
2 zeigt eine schematische Ansicht des Presswerkzeugs 105 zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs 101 zur Lageraufnahme in einem Radlenker 103 eines Fahrzeugs. Das Presswerkzeug 105 weist ein Pressplateau 107 auf, auf das ein Radlenkerende 115 auflegbar ist. Weiterhin weist das Presswerkzeug 105 eine das Pressplateau 107 umlaufende Kavität 109 und einen Pressstempel 117 zum Pressen 113 des Radlenkerendes 115 gegen das Pressplateau 107 auf, um eine Metallmenge des Radlenkerendes 115 in die umlaufende Kavität 109 zu verdrängen und dadurch in dem Radlenkerende 115 eine verjüngte Wandung 119 und ein die verjüngte Wandung 119 umlaufenden Kragen 123 zu bilden. Ein Radlenkerende 115 ist auf das Pressplateau 107 aufgelegt. Der Radlenker 103 weist entlang der Radlenkerlängsachse 205 einen T-förmigen Querschnitt auf, wobei der hülsenförmige Durchzug 101 in dem langen Schenkel der T-Form eingebracht ist.
Die umlaufende Kavität 109 ist zumindest abschnittsweise durch eine gekrümmte Begrenzungswand 201 begrenzt, um ein seitliches Verdrängen der Metallmenge zu unterbinden, wobei die Metallmenge durch den Pressstempel 117 über die umlaufende Kavität 109 hinaus verdrängt und gegen die gekrümmte Begrenzungswand 201 gepresst wird, um eine gekrümmte Außenwandung 203 des hülsenförmigen Durchzugs 101 zu erhalten.
Die gekrümmte Begrenzungswand 201 ist zumindest abschnittsweise bogenförmig oder kreisförmig gekrümmt.
Das Radlenkerende 115 wird durch ein Verdrängen der Metallmenge gegen die gekrümmte Begrenzungswand 201 seitlich aufgebaucht, um einen Außendurchmesser des hülsenförmigen Durchzugs 101 quer zu der Radlenkerlängsachse 205 zu vergrößern.
Das Pressplateau 107 bildet eine ebene und kreisrunde Auflage für das Radlenkerende 115 und die verjüngte Wandung 119 nimmt durch das Pressen 113 mit dem Pressstempel 117 die geometrische Form der ebenen Auflage an.
In der gezeigten Position des Presswerkzeugs 105 wurde der Radlenker 103 bereits umgeformt, sodass die Metallmenge verdrängt und zu dem umlaufenden Kragen 123 umgeformt wurde.
Das Presswerkzeug 105 weist eine weitere umlaufende Kavität 207 auf, welche den Pressstempel 117 begrenzt. Die Metallmenge ist in die umlaufende Kavität 109 und die weitere umlaufende Kavität 207 verdrängt, sodass sowohl presstempelseitig als auch pressplateauseitig in dem Radlenkerende 115 ein umlaufender Kragen 123 gebildet ist, welcher aus dem Radlenkerende 115 hervorragt.
Die weitere umlaufende Kavität 207 weist mit zunehmendem Abstand von dem Pressstempel 117 eine kontinuierlich abnehmende Höhe auf, wobei die Abnahme der Höhe in Bezug auf den Abstand von dem Pressstempel 117 nicht linear ist. Insbesondere ist in einem ersten Bereich nahe des Pressstempels 117 ein Bereich mit konstanter Höhe der weiteren umlaufenden Kavität 207 ausgebildet.
3 zeigt eine schematische Ansicht des Presswerkzeugs 105 zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs 101 zur Lageraufnahme in einem Radlenker 103 eines Fahrzeugs. Das Presswerkzeug 105 weist ein Pressplateau 107 auf, auf das ein Radlenkerende 115 auflegbar ist. Weiterhin weist das Presswerkzeug 105 eine das Pressplateau 107 umlaufende Kavität 109 und einen Pressstempel 117 zum Pressen 113 des Radlenkerendes 115 gegen das Pressplateau 107 auf, um eine Metallmenge des Radlenkerendes 115 in die umlaufende Kavität 109 zu verdrängen und dadurch in dem Radlenkerende 115 eine verjüngte Wandung 119 und ein die verjüngte Wandung 119 umlaufenden Kragen 123 zu bilden.
In der gezeigten Position des Presswerkzeugs 105 ist das Radlenkerende 115 auf das Pressplateau 107 aufgelegt und ein nachfolgendes Absenken des Pressstempels 117 in das Radlenkerende 115 bewirkt eine Verdrängung der Metallmenge. Die Außenwandung 203 ist vor dem Pressen 113 nicht verformt, insbesondere nicht gekrümmt, sodass das Radlenkerende 115 ein rechteckförmiges Profil aufweist.
Die umlaufende Kavität 109 und der Pressstempel 117 sind kreisförmig ausgebildet, wobei die umlaufende Kavität 109 einen Innendurchmesser aufweist, welcher zumindest identisch oder größer einem Durchmesser des Pressstempels 117 ist. Somit wird Material des Radlenkerendes 115 nicht direkt in Richtung der Krafteinwirkung durch den Pressstempel 117 in die umlaufende Kavität 109 verdrängt, sondern seitlich mit einer Dickenreduzierung des Radlenkerendes 115 verdrängt.
Bezugszeichenliste

100: Verfahren
101: Hülsenförmiger Durchzug
103: Radlenker
105: Presswerkzeug
107: Pressplateau
109: Umlaufende Kavität
111: Auflegen
113: Pressen
115: Radlenkerende
117: Pressstempel
119: Verjüngte Wandung
121: Durchbrechen
123: Umlaufender Kragen
125: Stirnseite
201: Gekrümmte Begrenzungswand
203: Außenwandung
205: Radlenkerlängsachse
207: Umlaufende Kavität

Claims

Verfahren (100) zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs (101) zur Lageraufnahme in einem Radlenker (103) eines Fahrzeugs mit Hilfe eines Presswerkzeugs (105), wobei der Radlenker (103) aus einem Metall gefertigt ist, wobei das Presswerkzeug (105) ein Pressplateau (107) und eine das Pressplateau (107) umlaufende Kavität (109) aufweist, mit: Auflegen (111) eines Radlenkerendes (115) des Radlenkers (103) auf das Pressplateau (107); und Pressen (113) des Radlenkerendes (115) gegen das Pressplateau (107) mittels eines Pressstempels (117), wobei durch das Pressen (113) des Radlenkerendes (115) gegen das Pressplateau (107) eine Metallmenge des Radlenkerendes (115) in die umlaufende Kavität (109) verdrängt wird, wodurch in dem Radlenkerende (115) eine verjüngte Wandung (119) und ein die verjüngte Wandung (119) umlaufender Kragen (123) gebildet werden; und Durchbrechen (121) der verjüngten Wandung (119), um den hülsenförmigen Durchzug (101) zu erhalten.
Verfahren (100) nach Anspruch 1, wobei der Pressstempel (117) ausschließlich in Richtung des Pressplateaus (107) auf das Radlenkerende (115) einwirkt.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Radlenker (103) aus einem einstückigen Strangpressprofil, insbesondere aus einem Aluminiumstrangpressprofil, geformt ist.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Durchbrechen (121) der verjüngten Wandung (119) durch Bohren oder Stanzen bewirkt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der umlaufende Kragen (123) eine Stirnseite (125) des hülsenförmigen Durchzugs (101) bildet.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die umlaufende Kavität (109) zumindest abschnittsweise durch eine gekrümmte Begrenzungswand (201) begrenzt ist, um ein seitliches Verdrängen der Metallmenge zu unterbinden, wobei eine Metallmenge durch den Pressstempel (117) über die umlaufende Kavität (109) hinaus verdrängt und gegen die gekrümmte Begrenzungswand (201) gepresst wird, um eine gekrümmte Außenwandung (203) des hülsenförmigen Durchzugs (101) zu erhalten.
Verfahren (100) nach Anspruch 6, wobei die gekrümmte Begrenzungswand (201) zumindest abschnittsweise bogenförmig oder kreisförmig gekrümmt ist.
Verfahren (100) nach Anspruch 6 oder 7, wobei das Radlenkerende (115) durch Verdrängen der Metallmenge gegen die gekrümmte Begrenzungswand (201) seitlich aufgebaucht wird, um einen Außendurchmesser des hülsenförmigen Durchzugs (101) quer zu einer Radlenkerlängsachse (205) zu vergrößern.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Pressplateau (107) eine ebene Auflage, insbesondere eine ebene und kreisrunde Auflage für das Radlenkerende (115) bildet, und wobei die verjüngte Wandung (119) durch das Pressen (113) mit dem Pressstempel (117) die geometrische Form der ebenen Auflage annimmt.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Radlenkerende (115) mittels des Pressstempels (117) kalt umgeformt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei der Radlenker (103) ein weiteres Radlenkerende aufweist, das parallel zu dem Radlenkerende (115) angeordnet ist, wobei das Verfahren (100) die weiteren Schritte aufweist: Auflegen (111) des weiteren Radlenkerendes des Radlenkers (103) auf das Pressplateau (107); und Pressen (113) des weiteren Radlenkerendes gegen das Pressplateau (107) mittels des Pressstempels (117), wobei durch das Pressen (113) des weiteren Radlenkerendes gegen das Pressplateau (107) eine Metallmenge des weiteren Radlenkerendes in die umlaufende Kavität (109) verdrängt wird, wodurch in dem weiteren Radlenkerende eine weitere verjüngte Wandung und ein die weitere verjüngte Wandung umlaufender weiterer Kragen gebildet werden; und Durchbrechen (121) der verjüngten Wandung, um einen weiteren hülsenförmigen Durchzug zu erhalten, wobei der hülsenförmige Durchzug (101) und der weitere hülsenförmige Durchzug jeweils eine Lagerhülse bilden.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das jeweilige Radlenkerende (115) durchbruchsfrei auf das Pressplateau (107) aufgelegt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Durchbrechen (121) in einem Durchbrechungsvorgang nach dem Pressvorgang durchgeführt wird.
Verfahren (100) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei das Pressen (113) in einem Pressvorgang durchgeführt wird.
Presswerkzeug (105) zum Herstellen eines hülsenförmigen Durchzugs (101) zur Lageraufnahme in einem Radlenker (103) eines Fahrzeugs, wobei der Radlenker (103) aus einem Metall gefertigt ist, wobei das Presswerkzeug (105) die folgenden Merkmale aufweist: ein Pressplateau (107), auf das ein Radlenkerende (115) auflegbar ist; eine das Pressplateau (107) umlaufende Kavität (109); einen Pressstempel (117) zum Pressen (113) des Radlenkerendes (115) gegen das Pressplateau (107), um eine Metallmenge des Radlenkerendes (115) in die umlaufende Kavität (109) zu verdrängen und dadurch in dem Radlenkerende (115) eine verjüngte Wandung (119) und ein die verjüngte Wandung (119) umlaufenden Kragen (123) zu bilden..
Presswerkzeug (105) nach Anspruch 15, wobei die umlaufende Kavität (109) zumindest abschnittsweise durch eine gekrümmte Begrenzungswand (201) begrenzt ist, um eine gekrümmte Außenwandung (203) des hülsenförmigen Durchzugs (101) durch Pressen (113) mittels des Pressstempels (117) zu formen.
Presswerkzeug (105) nach Anspruch 15 oder 16, welches eine Stanze zum Durchbrechen (121) der verjüngten Wandung (119) aufweist.