DE19547874A1

DE19547874A1 - Geschmiedeter Lenkarm

Info

Publication number: DE19547874A1
Application number: DE19547874A
Authority: DE
Inventors: James Mitchell
Original assignee: Interstate Forging Ind Inc
Current assignee: Interstate Forging Ind Inc
Priority date: 1994-12-22
Filing date: 1995-12-21
Publication date: 1996-06-27
Also published as: US5516130A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Lenkarm für ein Fahrzeug. Insbesondere betrifft diese einen geschmiedeten unteren Lenkarm für leichte Lastkraftwagen, wie beispiels weise Lieferwagen mit offenem Kasten, sowie ein Verfahren zur Herstellung des Lenkarmes.

Im Stand der Technik ist es bekannt, für leichte Lastkraftwä gen untere Lenkarme vorzusehen. Diese unterstützen die Len kung des Fahrzeugs zu steuern. Sie werden durch die Fertigung von Metallblech-Preßteilen hergestellt. Derartige gepreßte Metallblech-Lenkarme haben begrenzte Fähigkeiten. Beispiels weise sind sie nicht robust, um anspruchsvollen Anwendungen wie beispielsweise schwerem Geländeeinsatz, in den man mit einem Lieferwagen mit offenem Kasten gerät, standzuhalten. Ebenso neigt ihre Bauart bei Verwendung eines geschlossenen Metallblechs dazu, unerwünschte Trümmer wie zum Beispiel Schlamm oder Steine aufzusammeln. Dies kann Schwierigkeiten beim Betrieb des Fahrzeugs verursachen.

Es besteht somit ein Bedarf nach einem Lenkarm, der sowohl widerstandsfähiger als die früher hergestellten ist als auch keine Trümmer ansammelt.

Zusammenfassende Darstellung der Erfindung

Die Erfindung schafft einen geschmiedeten Lenkarm für einen leichten Lastkraftwagen, der ein Körperteil aufweist, das ein erstes Armteil und ein zweites Armteil besitzt, die durch einen Mittelabschnitt verbunden sind. Die Armteile besitzen an ihren Enden Befestigungs-Durchgangsöffnungen, und der Mit telabschnitt besitzt ebenfalls eine Verbindungseinrichtung. Ein Abstützarm erstreckt sich zwischen den ersten und zweiten Armteilen und schafft einen Zwischenraum zwischen den Armtei len.

Vorzugsweise ist eine zusätzliche Durchgangsöffnung vorgese hen, die sich durch eines der Armteile erstreckt, das vorge sehen ist, eine Torsionsstange aufzunehmen, wobei die zusätz liche Durchgangsöffnung neben einer der Befestigungs-Durch gangsöffnungen in einem der Armteile angeordnet ist.

Nach einem weiteren Aspekt besitzt eines der Armteile eine größere Breite als das andere Armteil.

Ferner ist vorzugsweise der Abstützarm näher zu dem Mittel abschnitt als zu den Enden der Arme gegenüber dem Mittelab schnitt angeordnet.

Darüber hinaus ist der geschmiedete Lenkarm vorzugsweise im wesentlichen "A"-förmig.

Die Erfindung schafft auch ein Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Lenkarmes für einen leichten Lastkraft wagen. Ein Metallbarren wird bereitgestellt, der eine erste gewünschte Form besitzt. Der Barren wird in eine zweite ge wünschte Form vorgeformt, und die zweite gewünschte Form wird in eine Schmiede-Rohform geschmiedet. Die geschmiedete Rohform wird weiter in ein Körperteil geschmiedet, das ein erstes Armteil und ein zweites Armteil besitzt, die durch einen Mittelabschnitt verbunden sind, wobei die Armteile Durchgangsöffnungen an ihren Enden und dem Mittelabschnitt vorsehen, sowie einen Abstützarm, der sich zwischen den ersten und zweiten Armteilen erstreckt. Ein Gußgrat wird von dem Körperteil entfernt, und das Körperteil wird auseinander geklappt, so daß der Abstützarm sich in einer im wesentlichen geraden Linie zwischen den Armteilen erstreckt.

Eine zusätzliche Durchgangsöffnung wird gemäß einer bevorzug ten Ausführungsform des Verfahrens durch einen der Arme neben einer der Durchgangsöffnungen durchgestoßen bzw. -gestochen und wird vorgesehen, eine Torsionsstange aufzunehmen.

In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird der Schritt des Auseinanderklappens in mehreren gleichmäßigen Stufen entlang zweier Biegeachsen eines der Arme durchge führt.

Darüber hinaus wird vorzugsweise das Auseinanderklappen längs zweier Biegepunkte neben der Verbindung des Abstützarmes und der beiden Arme bewirkt.

Es ist eine Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Lenkarm für leichte Lastkraftwagen zu schaffen.

Es ist ein weiteres Ziel der Erfindung, einen geschmiedeten Lenkarm für leichte Lastkraftwagen zu schaffen.

Es ist darüber hinaus ein weiteres Ziel der Erfindung, einen geschmiedeten Lenkarm für leichte Lastkraftwagen zu schaffen, der eine gegenüber den gewöhnlich erhältlichen verbesserte Widerstandsfähigkeit bietet.

Ferner ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, einen ge schmiedeten Lenkarm für leichte Lastkraftwagen zu schaffen, der das Aufsammeln von Trümmern vermeidet.

Darüber hinaus ist es ein weiteres Ziel der Erfindung, ein neues Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Lenkarmes für leichte Lastkraftwagen zu schaffen.

Die genannten und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der nachfolgenden ausführlichen Be schreibung und den Zeichnungen ersichtlich werden.

Figurenbeschreibung

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht, die einen herkömmlichen unteren Lenkarm zeigt, wie dieser mit einem Fahrzeug verbunden wäre.

Fig. 2 ist eine Fig. 1 ähnliche Ansicht, die einen Lenkarm nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt.

Fig. 3 ist ein Seitenaufriß des Lenkarmes nach dem Ausführungsbeispiel der Erfindung.

Fig. 4 ist eine Ansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 3.

Fig. 5 ist eine Fig. 3 ähnliche Ansicht, die den Lenkarm des Ausführungsbeispiels der vor liegenden Erfindung in einem Herstellungs stadium zeigt.

Fig. 6 ist eine Fig. 5 ähnliche Ansicht, die den Lenkarm in einem späteren Herstellungsstadium zeigt.

Fig. 7 bis 13 sind perspektivische und Seitenaufriß-Ansich ten, die das Schmieden des Lenkarmes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beginnend mit einem erhitzten Stahlbarren zeigt.

Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispieles

Einer ausführlichen Beschreibung vorausgeschickt, ist ein herkömmlicher Lenkarm, allgemein mit 10 bezeichnet, in Fig. 1 gezeigt, der mit einem Rahmen 11 in üblicher Art und Weise wie beispielsweise durch die Verbindungen 13 und 14 verbunden ist. Der übliche Stoßdämpfer 16 ist mit dem Lenkarm verbun den, ebenso wie eine Torsionsstange 18. Ein Kugelbolzen 20 verbindet den Lenkarm mit dem üblichen Achsschenkel (nicht gezeigt), der durch den Lenkarm 22 gelenkt wird. Der übliche obere Lenkarm 24 ist ebenfalls vorgesehen.

Fig. 2 gibt den allgemein durch die Ziffer 30 gezeigten ge schmiedeten Lenkarm nach einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wieder. Dieser ist mit dem Rahmen 11 verbunden und wird mit den gleichen Bauteilen in der zuvor in Verbindung mit dem herkömmlichen Lenkarm 10 beschriebenen Art und Weise verwendet. Ein Unterschied besteht in der Art und Weise, in der die Torsionsstange verbunden ist, was spä ter erläutert werden wird.

Mit Bezug auf die Fig. 3 und 4 ist zu sehen, daß der ge schmiedete Lenkarm 30 ein geschmiedetes Körperteil 31 auf weist, wobei die Arme 32 und 33 durch einen Mittelabschnitt 34 verbunden sind. Ein Querarm 36 erstreckt sich in einer ge raden Linien zwischen den beiden Armen und bewirkt auf diese Weise einen Zwischenraum bzw. eine Aussparung 37 in dem ge schmiedeten Körperteil 31. Zwei Vorsprünge 38 und 39 er strecken sich von dem Arm 33 zum Zweck der Verbindung mit dem Stoßdämpfer 16. Der Vorsprung 40 erstreckt sich von dem Arm 32 zur Verbindung mit einer Stabilisatorstange (nicht gezeigt). An den Enden der Arme 32 und 33 sind die üblichen Befestigungsaugen oder -Durchgangsöffnungen 42 und 43 zur Verbindung mit dem Rahmen 11 vorgesehen, wie zuvor beschrie ben.

Die Fig. 5 und 6 stellen ein "Auseinanderklappen" bzw. "Aufspreizen" eines geschmiedeten Lenkarmes 62 dar, unmittel bar nachdem der Schmiedegrat von dem Schmiedestück entfernt wurde, und entspricht der in Fig. 11 gezeigten Stufe, während der Lenkarm 64 den Lenkarm in einer späteren Stufe des Aus einanderklappens wiedergibt und Fig. 12 entspricht. Diese werden später in Verbindung mit dem Verfahren zur Herstellung des geschmiedeten Lenkarmes 30 beschrieben. Wie in diesen Figuren zu sehen, wird ein Biegevorgang an dem Arm 32 bewirkt, der eine geringere Breite als der Arm 33 besitzt. An diesem Vorgang des Auseinanderklappens, der in einem mehrstufigen Verfahren und vorzugsweise in Biegestufen von 50 bewirkt wird, sind mehrere Biegepunkte und -achsen beteiligt. Die Fig. 5 und 6 zeigen Mittelabschnitt-Biegepunkte, während die Ziffer 50 eine Nebenbiegeachse und die Ziffer 51 eine Hauptbiegeachse zeigt. Das Auseinanderklappen wird fortge setzt, bis die Befestigungsaugen bzw. -Vorsprünge 42 und 43 im wesentlichen ausgerichtet sind, wie in Fig. 3 gezeigt, und der Querarm oder Abstützarm 36 sich in einer im wesentlichen geraden Linie zwischen den Armen 32 und 33 erstreckt.

Die Fig. 7 bis 13 zeigen das Schmieden des Lenkarmes nach der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Der erste Schritt ist in Fig. 7 dargestellt, in dem ein Barren oder Walzblock 53 auf Schmiedebedingungen erhitzt wird. Der näch ste Schritt in dem Verfahren ist in Fig. 8 gezeigt, in dem eine Vorform 56 geschmiedet wird. Als nächstes wird wie in Fig. 9 gezeigt, eine Rohform 57 erzeugt und nach weiterem Schmieden ergibt sich ein genaues Schmiedestück wie mit 59 gezeigt, mit einem Schmiedegrat bzw. einer Schmiedehaut 60. Nach Entfernen des Schmiedegrates 60 ist der Lenkarm in einem Frühstadium der Entwicklung wie in Fig. 11 durch die Ziffer 62 gezeigt. Dies entspricht der zuvor in Verbindung mit Fig. 5 beschriebenen Einheit. Fig. 12 zeigt das Schmiedestück 64 wie zuvor in Verbindung mit Fig. 6 beschrieben und in einer nachfolgenden Stufe des Auseinanderklappens. Dement sprechend stellen die Fig. 5, 6, 11 und 12 die wichtigen Stufen des Auseinanderklappens des Schmiedestückes dar.

Das sich daraus ergebende Schmiedestück ist in Fig. 13 ge zeigt, in der die sechseckige Durchgangsöffnung 45 darge stellt ist. Der Zweck dieser sechseckigen Durchgangsöffnung ist, die Torsionsstange 18 zu verbinden. Diese sechseckige Durchgangsöffnung 45 ist während dem Arbeitsgang des Ausein anderklappens, gezeigt in den Fig. 11 und 12, heiß in den Arm 33 gestoßen. Die Anordnung der sechseckigen Durchgangs öffnung 45 in dem Arm 33 gestattet es, eine kürzere Torsions stange 18 zu verwenden, während die Notwendigkeit, eine zu sätzliche Durchgangsöffnung in dem Lenkarm vorzusehen, ver mieden wird. Dies ist bei einem Vergleich der Fig. 1 und 2 zu sehen. Ein letzter Schritt ist eine zerspanende Bearbei tung, bei der unter anderem beispielsweise durch die Öffnung 67, die in dem Mittelabschnitt in den Fig. 5 und 6 gezeigt ist, der Kugelbolzen angebracht wird.

Ein wichtiges Merkmal der vorliegenden Erfindung liegt darin, daß der geschmiedete Lenkarm 30 durch die Tatsache, daß die ser ein Schmiedestück ist, einen sehr widerstandsfähigen Auf bau besitzt. Dies bedeutet, daß er rauhesten und anspruch vollsten Anwendungen stand hält, wie beispielsweise in Verbin dung mit hochbelastbaren Geländekleinlastern mit offenem Kasten.

Darüber hinaus vermeidet die Tatsache, daß das Schmiedestück einen offenen Zwischenraum zwischen den Armen vorsieht, wie an dem Zwischenraum 37 in Fig. 3 gezeigt, die Anhäufung von Trümmern wie beispielsweise Schlamm oder Steine während dem Betrieb des Fahrzeugs. Dies kann man sich am besten in Ver bindung mit Fig. 2 vorstellen.

Der geschmiedete Lenkarm, wie hier beschrieben, wird insbe sondere in Verbindung mit leichten Lastkraftwagen wie bei spielsweise hochbelastbaren Geländelieferwagen mit offenem Kasten verwendet, die in die Klassifizierung 1 und 2 gewerb licher Fahrzeuge (US-Klassifizierung) fallen. Dies sind Fahrzeuge mit einem Gewicht von 6.000 bis 10.000 Pfund.

Stahl ist das bevorzugte Metall, das beim Schmieden des Bar rens 53 zu dem geschmiedeten Lenkarm 30 verwendet wird. Wäh rend die Arme 32 und 33 in einer spezifischem Breite und geo metrischen Gestalt gezeigt sind, kann dieser selbstverständ lich verschiedene andere Formen annehmen.

Die vorangehende Erfindung kann nunmehr von Fachmännern in die Praxis umgesetzt werden. Derartige Fachmänner werden wissen, daß die Erfindung nicht notwendigerweise auf die speziellen hierin gezeigten Ausführungsformen beschränkt ist. Der Umfang der Erfindung ist mittels der folgenden Ansprüche zu bestimmen, die aus der vorhergehenden Beschreibung Bedeu tung gewinnen.

Das vorliegende Ausführungsbeispiel schafft also einen geschmiedeten Lenkarm für leichte Lastkraftwagen, der wider standsfähiger als die gegenwärtig erhältlichen ist und das Aufsammeln von Trümmern und Schmutz vermeidet. Vorzugsweise ist der geschmiedete Lenkarm mit zwei Schenkelabschnitten, die durch einen gemeinsamen Mittelabschnitt verbunden sind, und einem Abstützarm ausgebildet, der die Schenkelabschnitte verbindet. Darüber hinaus ist ein neues Verfahren zur Her stellung des Lenkarmes angegeben.

Claims

1. Geschmiedeter einstückiger Lenkarm für leichte Last kraftwagen mit:
einem Körperteil (31), das ein erstes Armteil (32) und ein zweites Armteil (33) aufweist, die durch einen Mit telabschnitt (34) verbunden sind, wobei die Armteile Be festigungs-Durchgangsöffnungen (42, 43) an ihren Enden aufweisen und der Mittelabschnitt eine Verbindungsein richtung (67, 20) aufweist; und
einem Abstützarm (36), der sich zwischen den ersten und zweiten Armteilen erstreckt und einen Zwischenraum zwi schen den beiden Armteilen auf beiden Seiten des Ab stützarmes vorsieht.

2. Geschmiedeter Lenkarm nach Anspruch 1, wobei außerdem eine zusätzliche Durchgangsöffnung (45) vorgesehen ist, die sich durch eines der Armteile (32, 33) erstreckt, das vorgesehen ist, eine Torsionsstange (18) aufzuneh men.

3. Geschmiedeter Lenkarm nach Anspruch 1 oder 2, wobei der geschmiedete Lenkarm (30) im wesentlichen "A"-förmig ist.

4. Verfahren zur Herstellung eines geschmiedeten Lenkarmes (30) für einen leichten Lastkraftwagen mit den Schrit ten:
Bereitstellen eines Metallbarrens (53) in einer ersten gewünschten Form;
Vorformen des Barrens in eine zweite gewünschte Form (56);
Schmieden der zweiten gewünschten Form in eine geschmie dete Rohform (57);
Schmieden der geschmiedeten Rohform in ein Körperteil, das ein erstes Armteil (32) und ein zweites Armteil (33) aufweist, die durch einen Mittelabschnitt (34) verbunden sind, wobei die Armteile Durchgangsöffnungen (42, 43, 67) an ihren Enden und dem Mittelabschnitt vorsehen, sowie einen Abstützarm (36), der sich zwischen den ersten und zweiten Armteilen erstreckt;
Entfernen eines Schmiedegrates (60) von dem Körperteil; und
Auseinanderklappen des Körperteils, so daß der Abstütz arm sich in einer im wesentlichen geraden Linie zwischen den Armteilen erstreckt.

5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei eine zusätzliche Durch gangsöffnung (45) durch einen der Arme (32, 33) neben einer der Durchgangsöffnungen (43, 42) durchgestoßen wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, wobei der Schritt des Auseinanderklappens in mehreren gleichmäßigen Stufen durchgeführt wird.

7. Verfahren nach zumindest einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei das Auseinanderklappen an zwei Biegeachsen (50, 51) bewirkt wird.

8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das Auseinanderklappen um eine der Achsen (50) als eine Nebenbiegeachse und um eine andere Biegeachse (51) als eine Hauptachse bewirkt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Auseinanderklappen außerdem entlang zweier Biegepunkte (47, 48) neben der Verbindung des Abstützarmes (36) und den Armen (32, 33) bewirkt wird.