DE4216640C2 - Einstückig gefalteter Lenker - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen einstückig gefalteten Lenker, insbesondere einen Radführungslenker gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Gefaltete Lenker der im Oberbegriff des Anspruches 1 berück­ sichtigten Art sind aus der US-PS 31 31 576 bekannt. Ausgangs­ material für den Lenker ist hierbei ein U-förmiges Profil, das so übereinander gefaltet ist, daß die Stege einander zugeordnet sind, wobei endseitig im Bereich der Biegekanten die Lagerausnehmungen durch entsprechende Gestaltung der Biegera­ dien mit eingeformt sind.

Ein solcher Lenker ist zwar einfach herzustellen, entsprechend dem verwendeten Ausgangsmaterial aber nur für die Herstellung stabförmiger Lenker geeignet. Insbesondere ist es letztlich auch nur möglich, in solche Lenker unter Beibehalt des Herstellungsprinzipes Lagerausnehmungen einzuführen, deren La­ gerachsen sich jeweils in Richtung der Biegefalte erstrecken.

Es sind des weiteren auch schon als Blechlenker gestaltete Radführungslenker bekannt geworden (DE 29 52 176 C2), bei denen der Lenkerkörper aus gleiche Abmessungen aufweisenden Blech­ formteilen zusammengesteckt ist, wobei die Blechformteile ohne zusätzliche Verbindungsmittel in deckungsgleicher Zuordnung miteinander verbunden sind. Die Blechformteile weisen hierzu in gleicher Richtung aufgeformte Ringkragen auf, die bezüglich der beiden Blechformteile unterschiedliche, aber aufeinander abge­ stimmte Durchmesser aufweisen, so daß sie aufeinander steckbar sind.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen gewichtsoptimierten, möglichst leichten Blechlenker zu schaf­ fen, der einfach herzustellen ist, trotz Herstellung aus dünnwandigem Material die erforderliche Festigkeit und Stei­ figkeit aufweist und insbesondere auch noch die Gestaltung einer Lagerausnehmung ermöglicht, die eine sichere Verankerung eines eingesetzten Gelenkes, insbesondere eines Radführungsge­ lenkes ermöglicht.

Dies wird gemäß den Merkmalen des Anspruches 1 erreicht.

Ausgehend von einem einstückigen Blechteil für die Ober- und Unterseite des Lenkers bildenden Formteile ergibt sich in Ver­ bindung mit der schalenförmigen Ausformung dieser Formteile für den Lenker ein Kastenprofil, das auf Grund der Verbindung der Formteile längs der Biegekante von sich aus schon eine hohe Verformungsfestigkeit aufweist und das durch die Verschweißung der Formteile zusätzliche Festigkeit erhält. In dieses Kasten­ profil ist gemäß der Erfindung an dem einen Ende nun zusätzlich eine Lagerausnehmung eingebracht, die bezüglich des einen Formteils durch einen eingezogenen, quasi einen Hals bildenden Ringkragen gebildet ist, der in eine dem anderen Formteil zu­ geordnete Durchtrittsöffnung hineinragt und dabei radial vom Öffnungsrand umschlossen wird. Hierdurch wird eine radiale Ab­ stützung des Ringkragens im Bereich seines offenen Endes er­ reicht mit der Folge, daß bei entsprechend dem Ausgangsmaterial dünnwandiger Gestaltung des Ringkragens durch das Einsetzen eines entsprechend groß dimensionierten Lagerelementes oder -gelenkes der Ringkragen gegen den Öffnungsrand aufgespreizt und verspannt wird. Dies ermöglicht die notwendige feste Ver­ ankerung von Lagerelementen auch bei durch die Dünnwandigkeit des Materials bedingter, vergleichsweise großer Nachgiebigkeit des Ringkragens. Eine solche Lösung ergibt darüber hinaus auch relativ weite Spielräume in der Tolerierung. Sie zeichnet sich im übrigen noch dadurch aus, daß quasi mit zunehmendem Übermaß des eingesetzten Lagers oder Gelenkes die Verspannung zwischen Ringkragen und umschließender Öffnung erhöht wird, so daß sich eine quasi formschlüssige Verankerung des Ringkragens gegenüber dem Öffnungsrand ohne zusätzliche mechanische Maßnahmen reali­ sieren läßt.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt

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, 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 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. 5 und 6 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 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.

Im gleichen Verfahrensschritt werden beide Zu­ schnitthälften 25 und 27 zur Bildung des Kastenprofils 36 (Fig. 4) schalenförmig und der Zuschnitt 23 längs der Biegekante 24′ 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 des Zu­ schnitts 23 geformt.

Schließlich werden in einem vierten Verfahrensschritt beide Zuschnitthälften 25 und 27 entlang ihren Randteilen 28 und 30 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 (7)

1. Einstückig gefalteter Lenker, insbesondere Radführungs­ lenker, mit einem in seinen Endbereichen Lagerausnehmungen aufweisenden Lenkerkörper, der aus zwei einander gegenüberliegenden und deckungsgleich übereinander gefalteten Formteilen gebildet ist, die durch Schweißung gegeneinander fixiert sind und die durch gerundete Ausformung einer Biegefalte eine endseitige Lagerausnehmung bilden, dadurch gekennzeichnet, daß die Formteile (10, 12) durch zwei schalenförmig ausgeformte Zuschnitthälften einer Blechplatine (24) gebildet sind, die als längs einer Biegekante (24′) übereinander eingeschlagene deckungsgleiche Teile sich zu einem längs der Ränder ver­ schweißten Kastenprofil ergänzen und die im Bereich des von der Biegekante (24′) abgekehrten Lenkerendes eine weitere Lagerausnehmung aufweisen, die durch jeweils eine in die Form­ teile (10, 12) eingebrachte Öffnung gebildet ist, wobei von diesen Öffnungen (10, 12) eine durch einen in Richtung auf das andere Formteil (10) durchgestellten Ringkragen (38) gebildet ist, der in die nur als Durchbruch ausgebildete Öffnung (42) des anderen Formteiles (12), diese zumindest überwiegend durchsetzend, formschlüssig eingreift.

2. Lenker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkragen (38) mit seinem Kragenendstück (38′) in Achsrichtung über den Außenrand (44) der Öffnung (42) über­ steht.

3. Lenker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Stirnfläche (50) des überstehenden Ringkragenendstückes (38) als Abstützfläche für ein in die Lagerausnehmung einzu­ pressendes Lenkerlager (Radführungsgelenk 22) ausgebildet ist.

4. Lenker nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstützflansch (48) wenigstens eine die Stirnfläche (50) des überstehenden Ringkragenendstückes (38′) freihaltende Umfangskerbe (54 bzw. 56) aufweist.

5. Lenker nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ringkragen (38) im Übergangsbereich zu dem ihn tragen­ den Blechformteil (12) eine ringwulstartige Kragenausformung (40) bildet.

6. Lenker nach Anspruch 5, 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.

7. Lenker nach Anspruch 6, 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.