DE4216640A1 - Lenker, insbesondere Radführungslenker, sowie Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Lenker, insbesondere Radführungslenker, sowie Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Lenker, insbesondere Radführungs
lenker, mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1
nebst ein Verfahren zur Lenkerherstellung.
Ein Radführungslenker dieser Art ist bereits Gegenstand der DE
29 52 176 C2. Sein Lenkerkörper umfaßt zwei gleiche Abmessungen
aufweisende Blechformteile, die ohne zusätzliche Verbindungs
mittel in deckungsgleicher Zuordnung miteinander verbindbar
sind.
Hierzu sind an jedes Blechformteil zwei sich in gleicher Rich
tung von diesen wegerstreckende Ringkragen angeformt, von denen
jeder einem Endbereich der Blechformteile zugeordnet ist.
Beide Ringkragen weisen derart unterschiedliche Außen- und In
nendurchmesser auf, daß jeweils ein Ringkragen mit kleinerem
Durchmesser des einen Blechformteiles in einen Ringkragen mit
größerem Durchmesser des anderen Blechformteils einpreßbar ist,
wobei ein weiterer Vorteil dieser Lenkerkonstruktion darin be
steht, daß die Ringkragen mit kleinerem Innen- und Außendurch
messer zugleich zur Aufnahme jeweils eines Lenkerlagers dienen.
Es ist Aufgabe der Erfindung, für einen Lenker in einer Aus
bildung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 eine
weitere, vorteilhafte Konstruktion aufzuzeigen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die kennzeichnenden
Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst.
Zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Lenkers erübrigt sich
eine voneinander unabhängige Herstellung und Handhabung zweier
Blechformteile zur Fertigung des Lenkerkörpers, indem die
Blechformteile vorzugsweise jeweils eine Hälfte eines
achssymmetrischen Platinenzuschnittes bilden. Dieser Platinen
zuschnitt ist lediglich noch derart zu falten, daß die Zu
schnitthälften einander kantenbündig überdecken, wonach sie
randseitig miteinander zu verschweißen sind.
Vorteilhafte Ausgestaltungen des Lenkers zeichnen sich durch
die in den Patentansprüchen 2 bis 12 aufgeführten Merkmale aus.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren gemäß den
Patentansprüchen 12 bis 18 zur Herstellung des erfindungs
gemäßen Lenkers. Dasselbe ermöglicht es, die Lagerausnehmungen
des Lenkers zueinander und zur Biegefalte des Lenkerkörpers
parallel oder zueinander senkrecht verlaufend vorzusehen. Die
Lagerausnehmungen können dabei zur Aufnahme von Torsions- bzw.
Gleitlagern oder Radführungs- bzw. Traggelenken konzipiert
sein.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht eines Radführungslenkers,
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II der Fig. 1
durch eine Lagerausnehmung des Radführungslen
kers,
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III der Fig.
1, durch eine mit einem Radführungsgelenk be
stückte, weitere Lagerausnehmung des Radfüh
rungslenkers,
Fig. 3a einen Ausschnitt der Fig. 3 in vergrößertem Maß
stab,
Fig. 4 einen Schnitt entlang der Linie IV-IV der Fig. 1,
Fig. 5 und 6 jeweils einen in Fig. 3 durch einen strich
punktierten Kreis angedeuteten Ausschnitt der
dort gezeigten Lagerausnehmung in vergrößertem
Maßstab, zur Veranschaulichung von sich bei der
Lagermontage einstellenden Materialverformungen,
Fig. 7 einen Ausschnitt der Lagerausnehmung gemäß Fig.
3, in die eine Konstruktionsvariante eines Rad
führungsgelenkes eingesetzt ist,
Fig. 8 eine Darstellung zur Veranschaulichung des
Faltens und Formens des den Lenkerkörper bilden
den Platinenzuschnitts.
Der in Fig. 1 gezeigte Radführungslenker weist einen aus zwei
einander deckungsgleich zugeordneten Blechformteilen 10 und 12
gebildeten Lenkerkörper 14 auf.
Zur aufbauseitigen Lenkeranlenkung ist der Radführungslenker am
einen Lenkerende beispielsweise mit zwei im Abstand einander
koaxial zugeordneten Lagerausnehmungen 16 und 18 zur Aufnahme
jeweils eines elastischen Lenkerlagers und am anderen Lenker
ende beispielsweise mit einer zu den Lagerausnehmungen 16 und
18 senkrecht angeordneten Lagerausnehmung 20 zur Aufnahme eines
Radführungsgelenkes 22 ausgestattet.
Alternativ hierzu könnte an diesem Lenkerende auch eine
Lagerausnehmung für ein Lenkergelenk mit zur Achse der aufbau
seitigen Lagerausnehmungen 16 und 18 paralleler Achse angeformt
oder ein Haltekopf zur Befestigung des Gelenkzapfens eines
radträgerseitigen Traggelenkes angeschweißt sein.
Im ersten Falle könnte der Lenker z. B. einen Spurlenker bilden,
während dieser im letzten Falle einen unteren Querlenker dar
stellen würde.
Die beiden, den Lenkerkörper 14 bildenden Blechformteile 10 und
12 sind, wie Fig. 8 zeigt, aus einem einzigen, vorzugsweise
achssymmetrischen Zuschnitt 23 einer Blechplatine 24 gebildet,
der hierzu in noch zu erläuternden Verfahrensschritten derart
entsprechend verformt wird, daß die Zuschnitthälften 25 und 27
bei in ihre Form gebrachten Lagerausnehmungen 16, 18 und 20
deckungsgleich aneinander anliegen.
Danach werden sie entlang ihren einander berührenden Randteile
28 und 30 miteinander vorzugsweise durchgehend verschweißt.
Um hierbei das Lenkergewicht möglichst klein halten, die er
forderlichen Steifigkeiten erzielen und hierzu entsprechend
dünnes Stahlblech verarbeiten zu können, sind beide Blechform
teile 10 und 12 zur Bildung eines Kastenprofils 36 (s. Fig. 4)
vorzugsweise schalenartig verformt und randseitig mit einer
umlaufenden, nach außen gerichteten Versteifungssicke 32 bzw.
34 ausgestattet.
Die das Radführungsgelenk 22 aufnehmende Lagerausnehmung 20 ist
durch einen beispielsweise an das Blechformteil 12 angeformten
und in Richtung auf das andere Blechformteil 10 durchge
stellten, zylindrischen Ringkragen 38 gebildet, der im Über
gangsbereich zu dem ihn tragenden Blechformteil 12 einen die
erforderliche Axiallänge der Lagerausnehmung 20, sowie eine
vorteilhafte Lenkerabstützung für das Einpressen des Radfüh
rungsgelenkes 22 ermöglichende, ringwulstartige Kragenausfor
mung 40 bildet.
Dem zylindrischen Ringkragen 38 ist im freien Endbereich des
Blechformteils 10 koaxial eine kreiszylindrische Öffnung 42
zugeordnet, die der Ringkragen 38 mit Schiebesitz formschlüssig
vorzugsweise derart durchsetzt, daß er, wie aus Fig. 3a und 5
ersichtlich ist, mit seinem Kragenendstück 38′ über den Außen
rand 44 der Öffnung 42 geringfügig übersteht.
Das in seinem Aufbau bekannte Radführungsgelenk 22 wird mit
seinem, einen zylindrischen Außenumfang aufweisenden und aus
Stahl gefertigten Gelenkgehäuse 46 von der freien Seite des
Blechformteils 10 aus mit einer axial gerichteten Druckkraft F
in den Ringkragen 38 eingepreßt, wobei es diesen axial durch
setzt und schließlich mit einem endseitigen Abstützflansch 48
an der Kragenstirnfläche 50 zur Anlage gelangt.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich ist, werden während des Einpressens
des Führungsgelenkes 22, wozu der Ringkragen 38 mit seiner
Kragenausformung 40 auf einem Widerlager abzustützen ist, durch
entsprechende Abstimmung der Durchmesser-Toleranzen von Öffnung
42, Ringkragen 38 und Gelenkgehäuse 46 durch radiales Dehnen
des Ringkragens 38 einander entgegengerichtete, radiale Ab
stützkräfte F1 und F2 wirksam. Dabei vollzieht sich in dem
durch das Axialmaß der Öffnung 42 bestimmten Axialbereich des
Ringkragens 38 eine radial gerichtete, elastische Werkstoff
verformung und -verdrängung sowohl am Ringkragen 38, als auch
in der Wandung der Öffnung 42, wobei zugleich die Randzonen von
Außenrand 44 und Innenrand 45 der Öffnung 42 vom Ringkragen 38
übergriffen werden und eine wirksame Verhakung von Ringkragen
38 und Blechformteil 10 erreicht wird.
Durch die auf das Gelenkgehäuse 46 ausgeübte Druckkraft F wird
letzteres dabei innerhalb des Ringkragens 38 in seine in Fig. 6
gezeigte, endgültige Montagelage geschoben, wobei schließlich
der Abstützflansch 48 des Gelenkgehäuses 46 auf die Kragen
stirnfläche 50 auftrifft (s. Fig. 6), die im Übergangsbereich
zum zylindrischen Mantel des Gelenkgehäuses 46 zu einer Hohl
kehle 52 umgeformt ist.
Um den bis zu diesem Zeitpunkt gegebenen Schiebesitz des Ge
lenkgehäuses 46 innerhalb des Ringkragens 38 im axialen Bereich
der Öffnung 42 schließlich in einen Preßsitz umzuwandeln, der
in beiden Achsrichtungen des Radführungsgelenkes 22 dessen si
chere Verbindung mit dem Ringkragen 38 gewährleistet, wird bei
Auftreffen des Abstützflansches 48 auf der Kragenstirnfläche 50
die Druckkraft F um die Zusatzkraft F3 weiter erhöht.
Dies führt, wie Fig. 6 zeigt, aufgrund der anstehenden Reakti
onskraft F5 zu einer Verformung und Verdichtung sowohl des
überstehenden Ringkragen-Endstückes 38′ als auch des sich in
nerhalb der Öffnung 42 befindenden Kragenteilstückes 38′′, wo
raus eine den Schiebesitz des Gelenkgehäuses 46 in einen Preß
sitz umwandelnde Radialverspannung des Kragenteilstückes 38′′
zwischen dem Innenumfang der Öffnung 42 und dem Außenumfang des
Gelenkgehäuse 46 resultiert.
Dabei ist durch die im Übergangsbereich zwischen Gehäusemantel
und Abstützflansch 48 angeformte Hohlkehle 52 ein Anteil der
Druckkraft F als Verformungskraft F4 in der angezeigten Kraft
richtung bzw. von oben innen schräg nach unten, außen in den
Bereich innerhalb der Öffnung 42 gerichtet, wodurch die den
Preßsitz bewirkenden Flächenpressungen zwischen den sich an
einander abstützenden Umfangsflächen von Blechformteil 10,
Ringkragen 38 und Gelenkgehäuse 46 noch wesentlich begünstigt
werden.
Aus dem Umschließen des Kragen-Teilstückes 38′′ durch das
Blechformteil 10 wird somit in diesem eine den Preßsitz des
Gelenkgehäuses 46 gefährdende Kragenaufweitung verhindert, bzw.
in beiden Achsrichtungen des Radführungsgelenkes 22 eine si
chere, axiale Festlegung desselben im Lenker erreicht.
Um auch eine verdrehsichere Anordnung des Gelenkgehäuses 46 im
Ringkragen 38 sicherzustellen, ist der Gehäuseabstützflansch 48
am Umfang vorzugsweise mit zwei, einander diametral zugeord
neten Umfangskerben 54 und 56 ausgestattet, in deren Bereich
die Kragenstirnfläche 50 überdeckungsfrei bleibt. Beim Anpres
sen des Abstützflansches 48 an die Kragenstirnfläche 50 wird
deshalb bei der sich einstellenden Verformung des überstehenden
Kragen-Endstückes 38′ Werkstoff auch in die Umfangskerben 54
und 56 hineinverdrängt, wodurch die gewünschte Verdrehsicherung
zustande kommt.
Die in Fig. 7 gezeigte Konstruktionsvariante eines Radfüh
rungsgelenkes 62 bietet eine weiter erhöhte Sicherheit gegen
ein Herausrutschen aus der Lageraufnahme des Lenkerkörpers 14,
was mit geringen konstruktiven Veränderungen ausschließlich am
Gelenkgehäuse 64 erreicht ist. Der Lenkerkörper 14 bleibt somit
in seiner erläuterten Gestalt unverändert.
Das Gelenkgehäuse 64 weist hierzu am einen Stirnende einen sich
an der ringwulstartigen Kragenausformung 40 abstützenden Au
ßenflansch 66 und am anderen Stirnende einen über die Stirn
fläche 50 des Ringkragens 38 vorstehenden und durch Umbördeln
an diese anlegbaren, außen schwach konischen Gehäusekragen 68
auf.
In diesem Falle wird das Radführungsgelenk 62 im Ringkragen 38
zusätzlich zu seiner krageninneren Radialverspannung im Bereich
der Öffnung 42 durch Axialanschläge gesichert, wobei es hierzu
ausreichen kann, wenn der Gehäusekragen 68 nur ein Bruchteil
der Kragenstirnfläche 50 überdeckt.
Aus Gewichtsgründen können hierbei anstelle des Gehäusekragens
68 auch lediglich Ringsegmente an das Gelenkgehäuse 64 ange
formt sein.
Ein weiterer Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, daß
durch die nietartige Festlegung des Gelenkgehäuses 64 im Ring
kragen 38 dessen Preßsitz nach außen geschützt ist, indem die
Ringfuge 70 zwischen den einander berührenden Umfangsflächen
innerhalb des Ringkragens 38 nach außen durch die Anlage von
Außenflansch 66 und umgebördeltem Gehäusekragen 68 an entspre
chenden Gegenflächen 50 bzw. 72 des Ringkragens 38 verschlossen
ist.
Zur Herstellung des Lenkerkörpers 14 des erläuterten Radfüh
rungslenkers ist vorteilhaft folgendermaßen zu verfahren:
Aus einer aus Stahlblech bestehenden Platine (s. Fig. 8) ist in
einem ersten Verfahrensschritt der achssymmetrische Zuschnitt
23 auszustanzen. Dabei werden zugleich in das eine Endteil 27′
der einen Zuschnitthälfte 27 die zylindrische Öffnung 42 ein
gebracht und an das Endteil 25′ der anderen Zuschnitthälfte 25
der Ringkragen 38 mit einem Außendurchmesser angeformt, der
geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser der Öffnung
42.
Vorzugsweise werden im gleichen Verfahrensschritt beide Zu
schnitthälfte 25 und 27 zur Bildung des Kastenprofils 36 (Fig.
4) schalenförmig und der Zuschnitt 23 im Längsmittenabschnitt
23′ derart verformt, daß dieser bei dem sich anschließenden
zweiten Verfahrensschritt um einen Dorn derart gefaltet werden
kann, daß beide Zuschnitthälften 25 und 27 deckungsgleich bzw.
kantenbündig einander gegenüberstehen. Dabei nehmen die Öffnung
42 und der Ringkragen 38 eine koaxiale Lage zueinander ein. Zur
konzentrischen Ausrichtung derselben dienen vorzugsweise je
weils in die Öffnung 42 bzw. den Ringkragen 38 einzuführende,
miteinander koaxial in Eingriff zu bringende Ausrichtdorne
(nicht dargestellt).
In einem dritten Verfahrensschritt werden dann bei gleichzei
tigem Herausziehen beider Ausrichtdorne aus Öffnung 42 und
Ringkragen 38 beide Zuschnitthälften 25 und 27, wie durch
Pfeile angezeigt, aufeinander zubewegt, wobei das Ringkragen
endstück 38′ durch die Öffnung 42 hindurchgeschoben wird.
Zugleich werden beide Zuschnitthälften 25 und 27 mit ihren
Randteilen 28 und 30 aneinandergelegt, und ferner die
Lagerausnehmungen 16 und 18 unter Einbeziehung des beim Falten
kreisbogenförmig verformten Längsmittenabschnittes 23′ des Zu
schnitts 23 geformt.
Schließlich werden in einem vierten Verfahrensschritt beide
Zuschnitthälften 25 und 27 entlang ihren Randteilen 28 und 30
vorzugsweise umlaufend miteinander verschweißt.
Nach dem Schweißen können die Innendurchmesser von
Lagerausnehmungen 16 und 18 sowie Ringkragen 38 in einem
weiteren Verfahrensschritt nochmals nachkalibriert werden.
Claims (19)
1. Lenker, insbesondere Radführungslenker, mit einem in seinen
Endbereichen jeweils eine Lagerausnehmung aufweisenden Lenker
körper, der durch zwei einander gegenüberliegende und mitein
ander fest verbundene Blechformteile gebildet ist,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechformteile (10, 12) durch zwei Teilstücke (25, 27)
eines gefalteten Platinenzuschnittes (23) gebildet sind, die an
ihren Randteilen (58, 60) miteinander verschweißt sind.
2. Lenker nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Blechformteile durch einander deckungsgleich zugeord
nete Zuschnitthälften (25, 27) gebildet sind, die, sich gegen
seitig zu einem Kastenprofil ergänzend, schalenartig verformt
sind.
3. Lenker nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest eine Lagerausnehmung (16 oder 18) durch einen
zugleich beim Falten des Platinenzuschnitts (23) umgeformten
Abschnitt (24′) der Zuschnitthälften (25, 27) gebildet ist.
4. Lenker nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß zumindest die im Bereich der Zuschnitt-Biegefalte (24′)
vorgesehene Lagerausnehmung (16 bzw. 18) teilweise durch die
kreisbogenförmige Biegefalte (24′) gebildet ist.
5. Lenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die an dem von der Biegefalte (24′) abgekehrten Lenkerende
vorgesehene Lagerausnehmung durch jeweils eine in die Blech
formteile (10, 12) eingebrachte Öffnung gebildet ist, von denen
die eine durch einen in Richtung auf das andere Blechformteil
(10) durchgestellten Ringkragen (38) gebildet ist, der in die
im anderen Blechformteil (12) nur als Durchbruch ausgebildete
Öffnung (42), diese zumindest überwiegend durchsetzend, form
schlüssig eingreift und ein Lenkerlager (Radführungsgelenk 22)
mit Preßsitz aufnimmt.
6. Lenker nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkragen (38) mit seinem Kragenendstück (38′) in
Achsrichtung über den Außenrand (44) der Öffnung (42) über
steht.
7. Lenker nach Anspruch 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkerlager (Radführungsgelenk 22) mit einem Abstütz
flansch (48) an die Stirnfläche (50) des überstehenden Ring
kragen-Endstückes (38′) angepreßt ist.
8. Lenker nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Abstützflansch (48) wenigstens eine die Stirnfläche
(50) des überstehenden Ringkragen-Endstückes (38′) freihaltende
Umfangskerbe (54 bzw. 56) aufweist.
9. Lenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche 5 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Ringkragen (38) im Übergangsbereich zu dem ihn tragen
den Blechformteil (12) eine ringwulstartige Kragenausformung
(40) bildet.
10. Lenker nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkerlager (62) am einen Stirnende einen sich an der
ringwulstartigen Kragenausformung (40) abstützenden Außen
flansch (66) und am anderen Stirnende ein über die Stirnfläche
(50) des Ringkragens (38) axial vorstehendes und durch Umbör
deln an dieser anlegbares Teilstück (Gehäusekragen 68) auf
weist.
11. Lenker nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß das an die Stirnfläche (50) des überstehenden Ringkragen
endstückes (38′) anlegbare Teilstück des Lenkerlagers (62) ei
nen am Außenumfang leicht konisch verjüngt ausgebildeten Kragen
(68) bildet.
12. Lenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Lenkerlager (22 bzw. 62) ein Radführungsgelenk bildet.
13. Verfahren zur Herstellung eines Lenkers nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß aus einer aus Stahlblech bestehenden Platine (24) ein Zu
schnitt (23) ausgestanzt und derart gefaltet wird, daß beide
Zuschnitthälften (25, 27) im Abstand zueinander deckungsgleich
sind und daß anschließend beide Zuschnitthälften (25, 27) an
einander gelegt und miteinander verschweißt werden.
14. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß der die Zuschnitthälften (25, 27) miteinander verbindende
Abschnitt (24′) des Zuschnittes (23) sowie die zueinander kan
tenbündigen, freien Endstücke (25′, 27′) der gefalteten Zu
schnitthälften (25, 27) zur Bildung der Lagerausnehmungen im
Anschluß an das Falten entsprechend umgeformt werden.
15. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß beim Ausstanzen oder nach dem Falten des Zuschnittes (23)
dessen Zuschnitthälften (25, 27) zugleich schalenförmig ver
formt werden.
16. Verfahren nach Anspruch 13 oder 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß in die Endteile (25′, 27′) des Zuschnitts (23) symmetrisch
und senkrecht zu dessen Längsmitte jeweils eine Öffnung (42;
Ringkragen 38) eingebracht wird, die zur Bildung der von der
Biegefalte (24′) abgekehrten Lagerausnehmung durch Falten des
Zuschnitts (23) in eine koaxiale Lage zueinander gebracht wer
den.
17. Verfahren nach Anspruch 16,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rand einer der beiden, in die Zuschnitt-Endteile (25′,
27′) eingeformten Öffnungen zu einem Ringkragen (38) umgeformt
und das Kragenendstück (38′) bei Aneinanderlegen der Zu
schnitthälften (25, 27) mit der anderen Öffnung (42) in Ein
griff gebracht wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß der an die eine Zuschnitthälfte (25) angeformte Ringkragen
(38) mit seinem Kragenendstück (38′) durch die ihm zugeordnete
Öffnung (42) der anderen Zuschnitthälfte (27) hindurchgeschoben
wird.
19. Verfahren nach Anspruch 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß die einander benachbarten freien Endteile (25′, 27′) der
Zuschnitthälften (25, 27) beim Aneinanderlegen zu gleichen
schalenförmigen Hälften einer zur Achse der den Faltradius
aufweisenden Lagerausnehmung (16 bzw. 18) parallelen
Lagerausnehmung umgeformt werden.
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ID=6459308
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DE19924216640 Expired - Lifetime DE4216640C2 (de) | 1992-05-20 | 1992-05-20 | Einstückig gefalteter Lenker |
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