DE3200277C3

DE3200277C3 - Verfahren zum herstellen eines kreuzgelenkelements aus blech

Info

Publication number: DE3200277C3
Application number: DE19823200277
Authority: DE
Inventors: Kenji Yokohama Kanagawa Katanaga
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1989-07-20
Also published as: JPS57195544A; FR2506638A1; GB2098888B; DE3200277A1; IT1150130B; IT8219221A0; DE3200277C2; US4433465A; FR2506638B1; GB2098888A

Abstract

Die Erfindung beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Kreuzgelenkelements. Dieses wird aus einem Rohling hergestellt, der aus einem Blech ausgestanzt wird. Der Rohling weist Kantenteile auf, die an ihren Rändern zunächst angeschrägt und dann umgeschlagen werden. Der Rohling wird dann in zylindrische Gestalt gebracht, wonach zwei an ihm ausgebildete Gabelteile sich einander gegenüberstehen. Diese und das vom Zylinder wegstehende Kantenteil werden schließlich durchbohrt.

Description

Beschreibung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Gelenkelements aiii Blech für ein Kreuzgelenk nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs. Ein solches Verfahren ist aus der japanischen Patentveröffentlichung 47-50053 bekannt

Danach wird aus einem Blech zunächst ein Rohling ausgestanzt, der ein Buchsenteil, zwei zu beiden Seiten davon wegstehende Flanschteile und zwei von einer Seite des Buchsenteils wegstehende Gabelteile aufweist Aus dem Rohling wird durch Biegen eine zylindrische Buchse geformt, von der die beiden Flanschteile radial und die Gabelteile axial wegstehen. Die Flanschteile sind vor dem Biegen des Buchsenteils nach innen gefaltet worden, so daß sie an der fertigen Buchse doppelte Materialstärke aufweisen und ihre freien Kanten Teil der Innenfläche des Zylinders bilden.

Es ist jedodt gemäß der erläuterten konventionellen Verfahrensweise notwendig, die Kanten des Rohlings, die nach innen in den Zylinder gefaltet werden, abzuschrägen, damit sich im Querschnitt ein vollständiger Kreis ergibt (Fig. 9A). Es könnte sonst das Nutfräsen innerhalb des Zylinders nicht durchgeführt werden und die Festigkeit des Materials würde leiden.

Die Konfiguration des durch Preßstanzen hergestellten Teiles wäre normalerweise derart, daß eine Quetschkante im Oberteil der Scherebene und eine Bruchkante mit Grat unterhalb der Quetschkante ausgebildet wurde. Jene Bn;chebene weist eine rauhe Oberfläche und feine Risse auf. Wenn man ein solches Teil lange Zeit unter konstanter Belastung, beispielsweise in einem Kreuzgelenk, einsetzt, dann weitet sich der Abschnitt mit den feinen Rissen ..uf und verursacht unerwarteten Bruch oder Schäden. Da andererseits Kreuzgelenke in Kraftfahrzeugen Bauelemente sind, die auf die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs Einfluß haben, kann man es nicht zulassen, daß Kreuzgelenke im Gebrauch brechen.

Die Gabelstücke, die integral mit der zylindrischen Buchse ausgebildet sind, stehen einander diametral gegenüber, da sie ein Gelenkkreuz axial halten sollen. Der Zwischenraum zwischen den Armen der Gabel eines fertigen Produktes ist ungefähr drei- bis viermal größer als der Zwischenraum zwischen den Gabelstükken beim Rohling. Die Gabelstücke würden daher an ihrem Fuß der meisten Ausdehnung unterzogen, wenn der Rohling aufgebogen wird, um das Kreuzgelenkelement zu bilden. Es würden feine Risse in der Schnittfläche zurückbleiben, wenn der Rohling zum Endprodukt geschmiedet wird.

Es ist daher notwendig, alle Werkstücke einzeln zu prüfen, und defekte Teile auszuschneiden, damit nicht insgesamt fehlerhafte Erzeugnisse ausgeliefert werden kennen. Dies ist jedoch ein mühsamer Vorgang und da es schwierig ist, die Ausbildung der erwähnten Haarrisse an der Basis der Gabelstücke bei der konventionellen Verfahrensweise zu vermeiden, ist die Ausschußrate relativ hoch.

Es ist allgemein Praxis geworden, einen Abstand von ungefähr l,5facher Materialstärke am Rand in Zuführungsrichtung des von einer Rolle abgewickelten Bandmaterials beim Stanzen der Rohlinge vorzusehen. Dieser Abstand beim Stanzen bringt eine Beeinträchtigung der Materialausnutzung mit sich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein sparsameres Verfahren zur Herstellung

von Kreuzgelenkelementen anzugeben.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch, angegebene Erfindung gelöst

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die Abschrägung der Kanten der Flanschteile durch Druckformen erzielt und die Breite des Rohlings wird vor dem weiteren Verarbeiten gegenüber dem Ursprungszustand des Rohlings vergrößert Auf diese Weise erhält man eine bessere Materialausnutzung als be^;. einem Rohling geringerer Breite Da die Abschrägung der Kanten.integral mit der zylindrischen Hülse ausgebildet wird, ist es nicht notwendig, die Kanten nachträglich abzuschrägen, und die Buchse kann direkt der Nutenfräsung zugeführt werden, womit ein Arbeitsgang eingespart wird.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt

F i g. 1 eine Draufsicht auf einen Rohling, der nach der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden soll;

F i g. 2 verschiedene Schnitte durch die Kanten eines Rohlings, der zum fertigen Produkt gebogen werden soll, wobei mit I jeweils der Zustand vor der Bearbeitung und mit II der Zustand nach der Bearbeitung dargestellt ist;

Fig.31 einen Schnitt durch einen Rohling im Halsbereich der Gabelung vor dem Bearbeiten und F i g. 311 dieselbe SVc'ie nach dem Bearbeiten;

Fig.4 eine perspektivische Darstellung eines Kreuzgelenkelements nach der vorliegenden Erfindung;

Fig.51 bis Fig.51V perspektivische Darstellungen der verschiedenen Verfahrensschritte nach der vorliegenden Erfindung;

Fi g. 6 bis 8 den Ausstanzvorgang von Rohlingen aus bandförmigem Material, und zwar in Einzelreihe, in Zick-Zack-Reihe und in Doppelreihen und

F i g. 9A und 9B Vorderseiten einer Buchse nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik.

In F i g. 1 erkennt man einen Rohling 1, der aus einem

durchgehenden Blechstreifen auspflstanzt worden ist.

Der Rohling 1 besteht aus einem Buchsenteil 2, aus dem

eine zylindrische Buchse des Endprodukts hergestellt

werden soll, zwei Flanschteilen 3 zu beiden Seiten des Buchsenteils 2, einem Paar Gabelteilen 4, die sich parallel zueinander und zur Richtung der Flanschteile 3

auf der einen Seite des Buchsenteils 2 von diesem weg erstrecken.

Die Breite a gemessen über die Flanschteile 3 des Rohlings 1 ist geringer als die Breite eines ähnlichen konventioneilen Rohlings, der ein Endprodukt gleicher Endabmessungen ergeben soll. Die Flanschteile 3 werden in die Endbreite A gepreßt die größer ist als die ursprüngliche Breite, und sie weisen im Querschnitt geneigte Kantenflächen auf. Die Breite A ist die gleiche wie jene konventioneller Rohlinge. Die Flanschteile 3 werden nach innen gegen das Buchsenteil 2 in einer solchen Richtung gefaltet, daß später die geneigten Seiten 31 Teile der zylindrischen Innenwand des fertigen Produkts werden.

Fi g. 9 zeigt von der Stirnseite her das Kreuzgelenkelement und läßt die Faltung und Aufbiegung des Rohlings 1 deutlich erkennen. Dabei zeigt F i g. 9A einen Gegenstand nach der Erfindung und Fig.9B einen vergleichbaren Gegenstand nach dem Stand der Technik, wobei einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen tragen, in Fig.9B jedoch mit einem Strich gekennzeichnet sind. Man sieht aus F i g. 9B, daß die Flanschteile 3' an ihren Kanten 3&Ggr; nicht abgeschrägt sind. Es ist daher vor dem Einbringen der Keilnuten in

die Innenfläche des Buchsenteils 2 notwendig, diese in den zylindrischen Innenraüm des Buchsenteils 2 vorstehenden Kanten der Flanschtiile 3 zu entfernen, bevor die Keilnuten eingefräst werden können. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erübrigt sich dieser Verfahrensschritt und die Festigkeit des Werkstücks ist verbessert. ^;

Es ist empfehlenswert, Einkerbungen 32 an jenen Stellen- anzubringen, an denen die Flanschteile 3 umgefaltet werders.

Ein Hals 41 zwischen den Gabelteilen 4 wird gepreßt, um den Grat zu entfernen, der beim Stanzen des Rohlings 1 gebildet worden ist und um diesen Abschnitt des Werkstücks zu glätten, womit feine Risse in der Schnittfläche entfernt werden. Wenn das Buchsenteil 2 is zylindrisch gemacht wird und die Gabelteile 4 gebogen werden, daß sie einander gegenüberstehen, sind keine Risse am Hals 4i mehr vorhanden und die Qualität des Endprodukts wird dadurch verbessert

Nach den oben erwähnten vorbereitenden Schritten M werden die Flanschteile 3 nach innen gefaltet (F i g. 51). Die Gabelteile 4 werden ausgekröpft und so geformt, daß ihr Querschnitt einen Kreis ergeben würde (Fig.511). Sodann wird das Buchsenteil 2 zu einem Zylinder gebogen (Fig.5&Igr;&Pgr;), und zwar in der Weise, daß die erwähnten Flanschteile 3 von dem Zylinderteil wegstehen (F i g. 51 V).

Das Buchsenteil 2 wird dann einer Endbehandlung unterzogen und mit Keilnuten versehen, so daß eine mit Längsrippen versehene Welle in die Zylinderöffnung. ^&khgr; eingesteckt werden kann (Antriebs- oder Abtriebswelle). Es wird dann ein Loch 5 in die Flanschteile 3 gebohrt, das zur Aufnahme einer Spannschraube bestimmt ist Die Gabelteile 4 erhalten Bohrungen 6 zur Aufnahme eines Stiftes für die Verbindung mit einem Armkreuz.

Die Anordnung der Rohlinge 1 auf dem Bandmaterial für das Stanzen wird nachfolgend erläutert. Gemäß F i g. 6 werden die Rohlinge 1 in einer einzelnen Reihe aus dem Bandmaterial 10 ausgestanzt, wobei sämtliche Rohlinge 1 in gleicher Richtung ausgerichtet sind. Wegen des geschilderten Herstellungsvorgangs kann man die Abstände der Rohlinge 1 untereinander und die Abstände zu den Rändern des Bandmaterials auf Null verringern. Der Rohling 1 weist auch eine geringere Breite auf als der Rohling la bekannter Art Es ist deshalb möglich, ein Bandmaterial zu verwenden, dessen Breite m\ geringer ist als die Breite M\ konventionellen Bandmaterials 10a zur Verarbeitung nach dem konventionellen Verfahren. Die Materialausbeute ist daher eine besser?.. ^M

Fig.7 zeigt Rohlinge &idigr;, die aus einem breiteren Bandmaterial 11 auszustanzen sind und in einer Zick-Zack-Anordnung vorliegen. Gemäß F i g. 8 weist das Bandmaterial 12 eine Breite auf, daß Rohlinge 1 in einer Doppelreihe ausgestanzt werden können. Die Materialausbeute ist dann gesteigert Man ersieht aus Vorstehendem leicht, daß die Materialausbeute in Transportrichtung bei der vorliegenden Erfindung größer ist, weil die Breite des Materials geringer sein kann als die üblichen Materials M und weil in ^M Längsrichtung gesehen kein Abstand zwischen den Rohlingen 1 notwendig ist.

Wie oben erwähnt, werden die feinen Risse, die in der Schnittebene im Halsbereich des Gabelstücks entstehen, gepreßt, um sie zu entfernen, bevor der eigentliche ^&ohgr; Formvorgang beginnt, so daß sich Schäden aufgrund der feinen Risse verhindern lassen.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich besonders

dadurch aus, daß der Bereich, der früher bei der Endbearbeitung des Werkstücks abgeschrägt werden mußte, am Rohling 1 bereits so geformt wird, daß er eine passende Kontur aufweist, die ein Schleifen beim fertigen Produkt entbehrlich macht Da die Abschrägung durch Pressen hergestellt wird, läßt sich hierdurch eine Materialersparnis erzielen, weil der Rohling 1 kleiner ausgeführt werden kann als dies früher der Fall war. Da keinerlei Abstände bzw. Randabstände einzuhalten sind, wird auch diesbezüglich Materialabfall verringert

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zum Herstellen eines Kreuzgelenkelements aus Blech, das aus einem nach Art einer Rohrschelle mit Spannflanschen und Spannschraube an einer Welle anbringbaren Buchsenteil mit Keilnuten im Innern und zwei vom Buchsenteil in Achsrichtung wegstehenden Gabelteilen mit Querloch zur Aufnahme eines Gelenkkreuzes beruht, durch Ausstanzen eines R.ohlings, der ein Buchsenteil, Flanschteile zu beiden Seiten des Buchsenteils und zwei sich parallel zur Richtung der Flanschteile von einer Seite des Buchsenteils erstreckende Gabelteile aufweist, Umfalten der Flanschteiie und Aufbiegen des Buchsenteils zu einem Zylinder derart, daß die Flanschteile vom Zylinder wegstehen, ihre Kanten gegen den Zylinderinnenraum gerichtet sind, Abschrägen der Kanten der Fiarschileile, Bohren von Löchern in die Gabelteile, Bohren eines Loches in die Zylinderinnenfläche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten der Flanschteile durch Druckformen vor dem Biegen des Rohlings abgeschrägt werden und dadurch der Rohling in seiner Breite vor dem Aufbiegen gegenüber seinen Ursprungsabmessungen aufgeweitet wird.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen