DE4319076A1 - Verfahren zur Herstellung von Spurstangen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Lenkungs-Spurstan­ gen gemäß dem Oberbegriff des Hauptanspruchs.

Spur- oder Zugstangen werden verwendet zur Verbindung der Hebelarme der gelenkten Räder eines Kraftfahrzeugs mit einem Zentralgelenk oder einer Lenkstange.

Bei einem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Spurstangen, die einen kugelförmigen Bereich, einen vorspringenden Bereich und dergleichen umfassen und verwendet werden zur Verbindung der Lenkhebelarme an den gelenkten Rädern eines Kraftfahrzeugs mit einem Zentralgelenk oder einer Lenkstange, wird ein Stangenteil, das aus einem kugeligen bzw. behandelten Material gebildet worden ist, mit gegebener Querschnittsform hergestellt und dann mit dem kugelförmigen Bereich und im wesentlichen U-förmigen Bereichen versehen, die der Gelenknut und dergleichen entsprechen, indem das Stangenteil in vorgegebenen Axialbereichen eingeschnitten wird.

Ein herkömmliches Verfahren zur Herstellung einer Spurstange, wie das zu­ vor genannte, hat jedoch den Nachteil, daß die Bruchfestigkeit in dem kugel­ förmigen Bereich, der Gelenknut und dergleichen nicht verbessert werden kann, da die Spurstange hergestellt wird durch spanabhebende Bearbeitung des Stangenteils vorgegebener Querschnittsform in den vorgegebenen Axial­ bereichen. Folglich trat das Problem auf, daß eine Spurstange, die durch spanabhebende Bearbeitung hergestellt worden ist, Stoßbelastungen nicht ausreichend aufnehmen kann und nicht in verbesserter Qualität hergestellt werden kann. Wegen der spanabhebenden Bearbeitung ergibt sich der weite­ re Nachteil, daß die Herstellung der Spurstange kompliziert ist und daß das Auftreten von Kratzern nicht verhindert werden kann. Der Produktionsausstoß kann nicht verbessert werden, und die Produktionskosten sind hoch.

Es ist daher eine wesentliche Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Her­ stellung von Spurstangen zu schaffen, durch das Spurstangen mit verbesser­ ter Dauerfestigkeit und besserer Stoßbelastbarkeit entstehen, die eine ausrei­ chende Elastizität aufweisen. Eine spanabhebende Bearbeitung soll nicht er­ forderlich sein. Die Herstellung soll einfach sein, und Kratzer sollen nicht auftreten. Der Produktionsausstoß soll verbessert werden, und die Kosten sol­ len relativ gering sein.

Die Lösung dieser Aufgabe ergibt sich aus dem kennzeichnenden Teil des Pa­ tentanspruchs 1.

Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer Spurstange umfaßt die folgenden Schritte. Zunächst wird ein Stangenteil oder Rohling herge­ stellt aus thermisch nicht vergütetem Stahl-Stangenmaterial, und das Stan­ genteil erhält eine vorgegebene Querschnittsform durch Kaltverformung bzw. Schmieden. Danach wird der Querschnitt des Stangenteils in vorgegebenen Axialbereichen mit vorgegebenem Kontraktionsverhältnis durch Schmieden oder Walzen reduziert, so daß eine Zugstange entsteht, die einen kugelförmigen Bereich an einem Ende, einen Halsbereich, der von dem kugelförmigen Bereich ausgeht, eine Fußnut und eine Gelenknut am anderen Ende aufweist.

Der kugelförmige Bereich, der Halsbereich, der von diesem ausgeht, die Fuß­ nut und die Gelenknut und ein sechseckiger Bereich der Spurstange werden nacheinander in der genannten Reihenfolge von einem Ende der Spurstange zum anderen hergestellt.

Da erfindungsgemäß ein Stangenteil aus thermisch nicht behandeltem Draht­ material zu der vorgegebenen Querschnittsform durch Kaltverformen und an­ schließendes Reduzieren des Querschnitts mit vorgegebenem Kontraktions­ verhältnis durch Schmieden oder Walzen zur Bildung des kugelförmigen Be­ reichs, des Halsbereichs, der Fußnut und der Gelenknut umgeformt wird, treten eine Verformungshärtung und eine Kompressions-Restspannung im Halsbereich und dergleichen auf, die durch Schmieden oder Walzen herge­ stellt worden sind. Folglich erhalten der Halsbereich und dergleichen eine verbesserte Dauerfestigkeit. Wegen der Verbesserung der Dauerfestigkeit kann der Axialbereich der Spurstange Stoßbelastungen in ausreichendem Ma­ ße aufnehmen, und die elastischen Eigenschaften sind ebenfalls ausreichend. Die Spurstange weist eine verbesserte Qualität auf. Da eine spanabhebende Bearbeitung nicht notwendig ist, wird die Herstellung vereinfacht. Kratzer oder Riefen treten nicht auf. Der Produktionsausstoß wird verbessert, und die Kosten werden reduziert.

Im folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert.

Fig. 1 veranschaulicht eine Ausführungsform des Verfahrens zur Her­ stellung einer Spurstange gemäß der Erfindung, bei dem die Spurstange die vorgegebene Form durch Kaltverformen erhalten hat;

Fig. 2 ist eine schematische Darstellung der endgültigen Form der Spurstange, die nach dem Verfahren gemäß Fig. 1 hergestellt worden ist.

Fig. 1 und 2 veranschaulichen ein Herstellungsverfahren einer Spurstange ge­ mäß der Erfindung.

In Fig. 1 ist ein Stangenteil 1 aus thermisch nicht vergütetem oder behandel­ tem Stahldraht oder Stangenmaterial gezeigt, das durch Kaltverformen die vorgegebene Form erlangt hat. Das metallische Stangenteil weist einen im wesentlichen kugelförmigen Bereich 2 an einem Ende und einen Bereich 5 kleineren Durchmessers am anderen Ende auf. Weiterhin weist das Stangen­ teil einen Bereich 3 größeren Durchmessers auf, der sich von dem kugelförmigen Bereich 2 aus erstreckt, und einen Bereich 4 mittleren Durchmessers, der zwischen dem Bereich 3 großen Durchmessers und dem Bereich 5 klei­ nen Durchmessers liegt. Der Bereich 4 mittleren Durchmessers erhält einen sechseckigen Abschnitt 6. Mit der Bezugsziffer 11 ist in Fig. 2 eine Spurstan­ ge bezeichnet, die einen kugelförmigen Bereich 12, einen Halsbereich 13, der sich von diesem aus erstreckt, einen Fußbereich 14 und eine Gelenknut 15 umfaßt.

Das Herstellungsverfahren für die Spurstange 11 soll anschließend im einzel­ nen beschrieben werden. Die metallische Spurstange 1 besitzt bereits spezifi­ sche Charakteristika zur Erfüllung der Anforderungen an die mechanischen Eigenschaften gemäß ISO 898/I Klasse 8.8. Sie besteht aus einem thermisch nicht behandelten Stahldraht oder Stangenmaterial mit einer Zähigkeit und Fließfähigkeit, die eine Kaltverformung ermöglicht. Als thermisch nicht be­ handelter Stangenstahl dieser Art kommt ein LH-Stahl in Frage, der durch Kaltziehen nach einer isothermischen Umwandlungsbehandlung hergestellt worden ist, ferner ein Blasofen-Stahl, der thermisch nicht vergütet ist und durch Kaltziehen nach einer walzengesteuerten Abkühlung hergestellt wor­ den ist sowie ein vorerwärmter Stangenstahl, der durch Kaltziehen nach dem Abschrecken und Anlassen hergestellt worden ist, und dergleichen.

Die Spurstange 1 erhält durch Kaltverformung die in Fig. 1 gezeigte Form. Sodann werden der im wesentlichen kugelförmige Bereich 2, der Bereich 3 großen Durchmessers, der Bereich 4 mittleren Durchmessers, der Bereich 5 kleinen Durchmessers und der sechseckige Abschnitt 6 nacheinander in der genannten Reihenfolge hergestellt. Der im wesentlichen kugelförmige Be­ reich 2 der Spurstange 1 erhält die endgültige Form des kugelförmigen Be­ reichs 12 gemäß Fig. 2 durch Schmieden oder Walzen. Nach Bildung des ku­ gelförmigen Bereichs 12 wird der Bereich 3 großen Durchmessers im Quer­ schnitt reduziert mit vorgegebenem Kontraktionsverhältnis durch Schmie­ den oder Walzen, so daß der Halsbereich 13 und die Fußnut 14 entstehen. Nach Bildung des Halsbereichs 13 und der Fußnut 14 wird der Bereich 5 kleinen Durchmessers im Querschnitt reduziert, so daß die Knick- oder Ge­ lenknut 15 entsteht. Nach Bildung der Knick- oder Gelenknut 15 wird der Bereich 5 mit einem Gewindeabschnitt versehen. Damit ist die Spurstange fertiggestellt.

Da das Stangenteil aus nicht thermisch behandeltem Draht die vorgegebene Querschnittsform durch Kaltverformen und anschließendes Reduzieren des Querschnitts mit vorgegebenem Kontraktionsverhältnis durch Schmieden oder Walzen zur Bildung des kugelförmigen Bereichs 12, des Halsbereichs 13, der Fußnut 14 und der Gelenknut 15 erhält, treten eine Verformungs­ härtung und eine Kompressions-Restspannung im Halsbereich 13 und den Bereichen auf, die durch Schmieden oder Walzen hergestellt worden sind. Folglich erhalten der Halsbereich 13 und die anderen Bereiche eine erhöhte Dauerfestigkeit. Wegen der Verbesserung der Dauerfestigkeit kann der Axialbereich der Spurstange 11 Stoßbelastungen in ausreichendem Maße aufneh­ men, und die Elastizitätseigenschaften sind gut. Außerdem ist eine spanabhe­ bende Bearbeitung nicht erforderlich, so daß die Spurstange 11 in einfacher Weise hergestellt werden kann. Kratzer oder Riefen bilden sich nicht. Der Produktionsausstoß kann verbessert werden, und die Kosten werden redu­ ziert. Diese Effekte der vorliegenden Erfindung können nicht bei herkömmli­ chen Verfahren erreicht werden, selbst wenn das herkömmliche kugelige Material durch Schmieden oder Walzen verarbeitet wird.

Der sechseckige Abschnitt 6 ist nicht zwingend notwendig. Der Bereich 6 kann durch Schmieden oder Walzen nach der Bildung der Nut 15 hergestellt werden.

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung von Spurstangen, mit folgenden Schritten.

• - Herstellen eines Stangenteils (1) aus thermisch nicht vergütetem Stangen­ stahl,
• - Umformen des Stangenteils (1) in eine vorgegebene Querschnittsform durch Kaltschmieden,
• - Reduzieren des Querschnitts des Stangenteils (1) in vorgegebenen Axialbe­ reichen mit vorgegebenem Kontraktionsverhältnis durch Schmieden oder Walzen zur Bildung eines kugelförmigen Bereichs (12) an einem Ende, eines Halsbereichs (13) angrenzend an den kugelförmigen Bereich (12), einer Fuß­ nut (14) und einer Gelenknut (15) am anderen Ende.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der kugelför­ mige Bereich (12), der Halsbereich (13), der von diesem ausgeht, die Fußnut (14) und die Gelenknut (15) nacheinander in der genannten Reihenfolge von einem Ende der Spurstange (11) aus zum anderen hergestellt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein sechseckiger Abschnitt (6) am anderen Ende in Fortsetzung der genannten Reihenfolge hergestellt wird.