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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerteils aus einem Blechrohling, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung eines beidseitig geschlossenen Auslegers sowie ein nach dem Verfahren hergestelltes Auslegerteil und einen nach dem Verfahren hergestellten Ausleger.
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Stand der Technik
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Das Herstellen von Auslegegerteilen und Ausleger, insbesondere von Auslegerteilen und Auslegern mit mindestens einem Lagersitz, umfasst in der Regel mehrere umformende Verfahrensschritte, bei denen verschiedene umformende Fertigungsverfahren, beispielsweise Biegen, Tiefziehen, Pressen etc. eingesetzt werden, um das Ausgangsmaterial in die gewünschte Form zu bringen.
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Bisher werden Ausleger aus einem Vierkantprofil und einem Rohrstück hergestellt, die beispielsweise verschraubt, verstiftet oder verschweißt werden. Diese Verbindungsmöglichkeiten können jedoch fehlerhaft hergestellt sein, wodurch die Gefahr von Materialversagen gegeben ist.
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Die
DE 10 2006 028 713 B3 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines im Querschnitt U-förmigen Lenkers aus Blech für eine PKW-Mehrlenkerachse. Hierbei wird durch Tiefziehen, Pressen und Biegen ein erster Schenkel des U-Profils geformt, an dessen Enden Löcher für Lageraugen ausgestanzt werden. Die Ränder der Löcher werden nach außen umgebogen und bilden die Lagertragflächen der Lageraugen.
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Die
DE 100 54 802 C2 beschreibt ein Verfahren zur Herstellung eines formstabilen Gelenkteils. Hierzu werden an den Enden einer Blechplatine Ausnehmungen ausgestanzt, aus welchen mittels einer Ziehvorrichtung Öffnungen mit Auskragungen gebildet werden. Darauffolgend wird die Blechplatine um eine Achse gebogen, sodass die Öffnungen an den Enden miteinander in Kontakt gebracht werden.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Verfahren bereitzustellen, das ermöglicht, aus einem Blechrohling ein Auslegerteil, insbesondere ein Auslegerteil mit einem Lagersitz, durch Biegen herzustellen, sowie einen mittels des Verfahrens hergestellten Ausleger. Der erfindungsgemäße Ausleger wird aus einem Stück hergestellt, wodurch sich die Stabilität des Auslegers erhöht.
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Kurzbeschreibung der Erfindung
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Die Aufgabe wird durch die unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche beziehen sich auf weitere Aspekte der Erfindung.
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Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerteils aus einem Blechrohling, welcher drei aufeinanderfolgende Abschnitte, einen ersten, einen zweiten und einen dritten Abschnitt aufweist, wobei der zweite Abschnitt in Längsrichtung im Wesentlichen mittig zwischen dem ersten und dem dritten Abschnitt angeordnet ist, wobei die Breite des zweiten Abschnitts kleiner als die Breite des ersten und dritten Abschnitts ist, wobei die Länge des zweiten Abschnitts vorzugsweise kleiner als die Länge des ersten und dritten Abschnitts ist, und wobei der erste und dritte Abschnitt laterale Bereiche aufweisen, die in Breitenrichtung über den zweiten Abschnitt hinausragen. Das erfindungsgemäße Verfahren weist die folgenden Schritte auf: Biegen der lateralen Bereiche des ersten und dritten Abschnitts um 90 Grad, um eine zur Längsrichtung parallele Linie zum Ausbilden eines U-förmigen Profils sowie Biegen des zweiten Abschnitts um eine zur Breitenrichtung parallele Linie, sodass sich die umgebogenen lateralen Bereiche des ersten und dritten Abschnitts einander gegenüberliegen zum Ausbilden eines Hohlprofils, dem sogenannten Auslegerteil.
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Der Blechrohling besteht vorzugsweise aus Stahl. Besonders bevorzugt besteht der Blechrohling aus Stahl, der kaltverformbar ist. Das Verhältnis der Breite des ersten bzw. dritten Abschnitts des Blechrohlings zur Breite des zweiten Abschnitts des Blechrohlings beträgt vorzugsweise zwischen 1,5:1 und 10:1, besonders bevorzugt zwischen 2:1 und 3:1. Das Verhältnis der Länge des ersten bzw. dritten Abschnitts des Blechrohlings zur Länge des zweiten Abschnitts des Blechrohlings beträgt vorzugsweise zwischen 2:1 und 50:1, besonders bevorzugt zwischen 3:1 und 10:1.
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Weiterhin ist die Breite des ersten Abschnitts des Blechrohlings vorzugsweise gleich der Breite des dritten Abschnitts des Blechrohlings. Außerdem ist die Länge des ersten Abschnitts des Blechrohlings vorzugsweise gleich der Länge des dritten Abschnitts des Blechrohlings.
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Das Biegen des zweiten Abschnitts des Blechrohlings erfolgt vorzugsweise mittels eines Biegeprofils, welches relativ zu einer Biegematrize bewegt wird. Das Biegeprofil weist vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Biegematrize ist vorzugsweise U-förmig ausgestaltet.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung werden die einander gegenüberliegenden, umgebogenen, lateralen Bereiche vorzugsweise miteinander verbunden, z.B. durch Schweißen, vorzugsweise Laserschweißen. Weiterhin werden Oberflächenunebenheiten des Auslegerteils vorzugsweise verputzt, sodass vorzugsweise eine glatte durchgängige Oberfläche des Auslegerteils geschaffen wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird an einem offenen Ende des Auslegerteils vorzugsweise ein Verbindungsprofil angebracht, sodass ein Teil des Verbindungsprofils in Längsrichtung über das offene Ende des Auslegerteils hinausragt. Vorzugsweise wird das Verbindungsprofil im Inneren des Auslegerteils angebracht. Das Verbindungsprofil ist vorzugsweise ein Hohlprofil. Die Länge des Verbindungsprofils beträgt vorzugsweise zwischen 10% und 180% der Länge des Auslegerteils. Das Verbindungsprofil überlappt in Längsrichtung mit dem Auslegerteil. Die Überlappung beträgt vorzugsweise zwischen 5% und 90% der Länge des Auslegerteils.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung werden zwei Auslegerteile, die mitttels des zuvor beschriebenen Verfahrens hergestellt werden, zu einem beidseitig geschlossenen Ausleger verbunden. Vorzugsweise wird das offene Ende eines ersten Auslegerteils an dem freien Ende eines Verbindungsprofils, das an einem offenen Ende eines zweiten Auslegerteils angeordnet ist, verbunden. Die Verbindung erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Besonders bevorzugt erfolgt die Verbindung durch Laserschweißen. Vorzugsweise verläuft das Verbindungsprofil im Inneren des ersten und/oder im Inneren des zweiten Auslegerteils. Oberflächenunebenheiten werden vorzugsweise verputzt, sodass vorzugsweise eine glatte, durchgängige Oberfläche des beidseitig geschlossenen Auslegers geschaffen wird.
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Weiterhin wird vorzugsweise an mindestens einem geschlossenen Ende des beidseitig geschlossenen Auslegerteils bzw. des Auslegers ein Lagersitz gefertigt, vorzugsweise durch ein materialabtragendendes Verfahren. Besonders bevorzugt wird der Lagersitz durch Fräsen gefertigt. Außerdem wird vorzugsweise mindestens ein Kabel in den hohlen Innenteil des Auslegerteils bzw. des beidseitig geschlossenen Auslegers eingelegt. Weiterhin wird vorzugsweise ein Lager am Lagersitz des Auslegerteils bzw. des beidseitig geschlossenen Auslegers befestigt. Die Befestigung erfolgt vorzugsweise über eine Buchse und Sicherungsringe.
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Das Lager ragt vorzugsweise in mindestens einer Raumrichtung über mindestens eine Außenfläche des Auslegerteils bzw. des beidseitig geschlossenen Auslegers hinaus. Alternativ ragt das Lager über keine Außenfläche des Auslegerteils bzw. des Auslegers hinaus.
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Figurenliste
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Die Erfindung wird anhand der beigefügten Figuren näher erläutert. Es zeigen:
- 1: Eine schematische Ansicht des Blechrohlings zur Herstellung eines Auslegerteils nach dem erfindungsgemäßen Verfahren;
- 2: Eine schematische Ansicht des Blechrohlings zur Herstellung eines Auslegerteils nach einem ersten Verfahrensschritt;
- 3: Eine schematische Ansicht des Auslegerteils nach einem weiteren Verfahrensschritt;
- 4: Eine schematische Ansicht des Auslegerteils nach einem weiteren Verfahrensschritt;
- 5: Eine schematische Ansicht zweier Auslegerteile bevor sie zu einem beidseitig geschlossenen Ausleger verbunden sind;
- 6: Eine schematische Ansicht eines Auslegerteils bzw. eines Auslegers mit Lagersitz am geschlossenen Ende nach einem weiteren Verfahrensschritt; und
- 7: Eine schematische Ansicht eines beidseitig geschlossenen Auslegers nach einem weiteren Verfahrensschritt.
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Detaillierte Beschreibung der Erfindung
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1 zeigt einen Blechrohling 10 zur Herstellung eines Auslegerteils- Der Blechrohling besteht aus drei aufeinanderfolgenden Abschnitten, einem ersten Abschnitt 1, einem zweiten Abschnitt 2 und einem dritten Abschnitt 3, die innerhalb von zwei Enden 7, 8 liegen. Der erste Abschnitt 1 weist eine Breite B1 und eine Länge L1 auf. Der zweite Abschnitt 2 weist eine Breite B2 und eine Länge L2 auf. Der dritte Abschnitt 3 weist eine Breite B3 und eine Länge L3 auf. Der zweite Abschnitt 2 ist in Längsrichtung im Wesentlichen mittig zwischen dem ersten Abschnitt 1 und dem dritten Abschnitt 3 angeordnet. Die Breite des zweiten Abschnitts B2 ist kleiner als die Breite des ersten und dritten Abschnitts B1, B3.
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Wie aus 1 weiterhin hervorgeht, weisen der erste Abschnitt 1 und dritte Abschnitt 3 laterale Bereiche 11, 31 auf, die in Breitenrichtung beidseitig über den zweiten Abschnitt 2 hinausragen. Weiterhin ist Länge des zweiten Abschnitts L2 vorzugsweise kleiner als die Länge des ersten und dritten Abschnitts L1, L3.
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Der Blechrohling 10 besteht vorzugsweise aus Stahl. Besonders bevorzugt besteht der Blechrohling aus einem Stahl, der kaltverformbar ist. Das Verhältnis der Breite des ersten bzw. dritten Abschnitts B1, B3 zur Breite des zweiten Abschnitts B2 beträgt vorzugsweise zwischen 1,5:1 und 10:1. Das Verhältnis der Länge des ersten bzw. dritten Abschnitts L1, L3 zur Länge des zweiten Abschnitts L2 beträgt vorzugsweise zwischen 2:1 und 50:1. Außerdem ist die Breite des ersten Abschnitts B1 vorzugsweise gleich der Breite des dritten Abschnitts B3. Zusätzlich oder alternativ ist die Länge des ersten Abschnitts L1 vorzugsweise gleich der Länge des dritten Abschnitts L3.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Auslegerteils aus einem Blechrohling 10. Das Verfahren weist die folgenden Schritte a) und b) auf: a) Biegen der beiden lateralen Bereiche 11, 31 des ersten und dritten Abschnitts 1, 3 um einen Winkel von 45 Grad bis 90 Grad, vorzugsweise um 90 Grad, um eine zur Längsrichtung parallele Linie zum Ausbilden eines U-förmigen Profils (siehe 2) und b) Biegen des zweiten Abschnitts 2 um eine zur Breitenrichtung parallele Linie, sodass sich die umgebogenen lateralen Bereiche 11, 31 des ersten und dritten Abschnitts 1, 3 einander gegenüberliegen zum Ausbilden eines Hohlprofils 100 (siehe 3).
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Wie in 3 dargestellt ist, erfolgt das Biegen des zweiten Abschnitts 2 vorzugsweise mittels eines Biegeprofils 55, welches relativ zu einer Biegematrize 56 bewegt wird und somit die lateralen Bereiche 11, 31 des Blechrohlings 10 zueinander bewegt, zum Ausbilden eines Hohlprofils 100. Das Biegeprofil 55 weist vorzugsweise einen halbkreisförmigen Querschnitt auf. Die Biegematrize 56 ist vorzugsweise U-förmig ausgestaltet. Das Hohlprofil 100, im Folgenden als Auslegerteil 100 bezeichnet, weist ein offenes Ende 102 und ein geschlossenes Ende 101 auf (siehe 4).
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An dem geschlossenen Ende 101 des Auslegerteils 100 wird vorzugsweise durch ein materialabtragendes Verfahren ein Lagersitz 90 gefertigt (siehe 6). Besonders bevorzugt wird der Lagersitz 90 durch Fräsen gefertigt. Am Lagersitz 90 wird vorzugsweise ein Lager befestigt. Hierzu wird vorzugsweise eine Buchse am Lagersitz 90 angebracht, in der das Lager mit Sicherungsringen befestigt wird. Außerdem wird vor der Befestigung des Lagers vorzugsweise mindestens ein Kabel in den hohlen Innenteil des Auslegerteils 100 eingelegt.
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Das Lager ragt vorzugsweise in mindestens eine Raumrichtung über mindestens eine Außenfläche des Auslegerteils 100 hinaus. Alternativ ragt das Lager nicht über die Außenflächen des Auslegerteils 100 hinaus.
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Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung weist vorzugsweise weiterhin den Schritt auf, dass die einander gegenüberliegenden, umgebogenen, lateralen Bereiche 11, 31 miteinander verbunden werden. Dies erfolgt vorzugsweise durch Schweißen, besonders bevorzugt durch Laserschweißen. Im Anschluss daran werden vorzugsweise Oberflächenunebenheiten des Auslegerteils 100 verputzt, vorzugsweise durch Fräsen, Schleifen oder ein geeignetes materialabtragendes Verfahren, sodass vorzugsweise eine glatte, durchgängige Oberfläche des Auslegerteils 100 geschaffen wird.
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Weiterhin wird an einem offenen Ende 102 des Auslegerteils 100 vorzugsweise ein Verbindungsprofil 200 so befestigt (Verfahrensschritt d)), dass ein Teil des Verbindungsprofils 200 in Längsrichtung über das offene Ende 102 des Auslegerteils 100 hinausragt. Das Verbindungsprofil 200 ist vorzugsweise ein Hohlprofil. Das Verbindungsprofil 200 verläuft vorzugsweise in Inneren des Auslegerteils wie in 4 dargestellt ist. Alternativ wird das Verbindungsprofil 200 außerhalb des Auslegerteils angebracht. Die Befestigung des Verbindungsprofils 200 am offenen Ende 102 des Auslegerteils erfolgt vorzugsweise durch Schweißen. Besonders bevorzugt erfolgt die Befestigung des Verbindungsprofils 200 am offenen Ende 102 des Auslegerteils durch Laserschweißen.
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Die Länge des Verbindungsprofils 200 beträgt vorzugsweise zwischen 10% und 180% der Länge des Auslegerteils 100, mehr bevorzugt zwischen 30% und 80% und besonders bevorzugt zwischen 40% und 60%. Das Verbindungsprofil 200 überlappt die Länge des Auslegerteils 100 in Längsrichtung vorzugsweise zwischen 5% und 90% der Länge des Auslegerteils und ragt mit seinem freien Ende 202 über das offene Ende 102 des Auslegerteils 100 hinaus. Besonders bevorzugt überlappt das Verbindungsprofil 200 die Länge des Auslegerteils 100 in Längsrichtung zwischen 25% und 75% der Länge des Auslegerteils 100.
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Gemäß einem weiteren Aspekt umfasst die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 mit zwei geschlossenen Enden 1001 (siehe 7). Hierbei werden zwei Auslegerteile 100, die jeweils aus einem Blechrohling 10, wie zuvor beschrieben, hergestellt wurden, miteinander verbunden. Wie in 5 verdeutlicht, wird der beidseitig geschlossene Ausleger 1000 vorzugsweise hergestellt, indem das offene Ende 102 eines ersten Auslegerteils 100 mit dem freien Ende 202 eines Verbindungsprofils 200, das an dem offenen Ende 102 eines zweiten Auslegerteils 100 befestigt ist, verbunden wird. Vorzugsweise verläuft das Verbindungsprofil 200 innerhalb des ersten und zweiten Auslegerteils 100. Weiterhin überlappt das Verbindungsprofil 200 in Längsrichtung zumindest teilwiese mit den beiden Auslegerteilen 100. Vorzugsweise beträgt die Überlappung des Verbindungsprofils 200 mit den Auslegerteilen 100 zwischen 5% und 100% der Länge des Verbindungsprofils 100. Besonders bevorzugt beträgt die Überlappung des Verbindungsprofils 200 mit den Auslegerteilen 100 100% der Länge des Verbindungsprofils 200, sodass sich das Verbindungsprofil 200 vollständig im Inneren des beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 befindet.
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Die zwei Auslegerteile 100 werden vorzugsweise durch Schweißen mit dem Verbindungsprofil 200 und/oder miteinander verbunden. Besonders bevorzugt werden die beiden Auslegerteile 100 durch Laserschweißen mit dem Verbindungsprofil 200 und/oder miteinander verbunden. Nach dem Verbinden der beiden Auslegerteile 100 zu einem beidseitig geschlossenen Ausleger 1000 wird der beidseitig geschlossene Ausleger 1000 vorzugsweise verputzt, sodass vorzugsweise eine glatte, durchgängige Oberfläche des beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 geschaffen wird.
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An mindestens einem geschlossenen Ende 1001 des beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 wird vorzugsweise ein Lagersitz 90 gefertigt, wie analog in 6 dargestellt ist. Dies erfolgt vorzugsweise durch ein materialabtragendes Verfahren. Besonders bevorzugt erfolgt die Fertigung des Lagersitzes durch Fräsen. In den mindestens einen Lagersitz 90 wird vorzugsweise eine Buchse für ein Lager eingesetzt. Das Lager wird vorzugsweise mittels Sicherungsringen an der Buchse befestigt. Weiterhin werden vor der Befestigung des Lagers vorzugsweise Kabel in den hohlen Innenteil des Auslegers 1000 eingelegt.
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Das Lager ragt vorzugsweise in mindestens einer Raumrichtung über mindestens eine Außenfläche des beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 hinaus. Alternativ ragt das Lager über keine Außenfläche des beidseitig geschlossenen Auslegers 1000 hinaus.
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Das Verfahren zur Herstellung eines Auslegerteils, insbesondere eines Auslegerteils mit Lagersitz, sowie das Verfahren zur Herstellung eines beidseitig geschlossenen Auslegers, insbesondere eines beidseitig geschlossenen Auslegers mit mindestens einem Lagersitz, gemäß der vorliegenden Erfindung, bietet die Möglichkeit Auslegerteile und beidseitig geschlossene Ausleger mit verschiedenen Längen auf einfache Weise herzustellen. Hierzu sind außer Biegeverfahren keine anderen umformenden Verfahren notwendig, was vorteilhaft für die Effizienz des Herstellungsprozesses ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst das Auslegerteil und/oder der Ausleger einen Lagersitz. Der Lagersitz muss nicht gesondert mit dem Auslegerteil bzw. dem Ausleger verbunden werden, wodurch sich die Gefahr von Materialversagen reduziert. Insbesondere kann auf weitere verbindende Elemente, wie beispielsweise Schweißnähte, Verschraubungen oder Stifte zwischen dem Auslegerteil und dem Verbindungsprofils zur Verbindung verzichtet werden, was sich ebenfalls positiv auf die Sicherheit und Kosten des Auslegerteils bzw. des Auslegers auswirkt.
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Obwohl die Erfindung mittels der Figuren und der zugehörigen Beschreibung dargestellt und detailliert beschrieben ist, sind diese Darstellung und diese detaillierte Beschreibung illustrativ und beispielhaft zu verstehen und nicht als die Erfindung einschränkend. Es versteht sich, dass Fachleute Änderungen und Abwandlungen machen können, ohne den Umfang der folgenden Ansprüche zu verlassen. Insbesondere umfasst die Erfindung ebenfalls Ausführungsformen mit jeglicher Kombination von Merkmalen, die vorstehend zu verschiedenen Aspekten und/oder Ausführungsformen genannt oder gezeigt sind.
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Die Erfindung umfasst ebenfalls einzelne Merkmale in den Figuren auch wenn sie dort im Zusammenhang mit anderen Merkmalen gezeigt sind und/oder vorstehend nicht genannt sind.
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Im Weiteren schließt der Ausdruck „umfassen“ und Ableitungen davon andere Elemente oder Schritte nicht aus. Ebenfalls schließt der unbestimmte Artikel „ein“ bzw. „eine“ und Ableitungen davon eine Vielzahl nicht aus. Die Funktionen mehrerer in den Ansprüchen aufgeführter Merkmale können durch eine Einheit erfüllt sein. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „etwa“, „ungefähr“ und dergleichen in Verbindung mit einer Eigenschaft beziehungsweise einem Wert definieren insbesondere auch genau die Eigenschaft beziehungsweise genau den Wert. Alle Bezugszeichen in den Ansprüchen sind nicht als den Umfang der Ansprüche einschränkend zu verstehen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102006028713 B3 [0004]
- DE 10054802 C2 [0005]
