DE4216640C2 - Einstückig gefalteter Lenker - Google Patents
Einstückig gefalteter LenkerInfo
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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.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Family
ID=6459308
Family Applications (1)
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