DE4343841C3 - Verfahren zum Herstellen eines Achslenkers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Achs­ lenkers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1.

Verbindungselemente mit beidseitig angeordneten Befestigungsau­ gen, wie beispielsweise Achslenker, werden derzeit als Schmie­ de-, Guß- oder Blechformteile ausgeführt. Da solche Teile auch im Fahrzeugbau eingesetzt werden sollen, wo ein möglichst nied­ riges Gewicht aller Bauteile zur Senkung des Kraftstoffver­ brauchs und zur Erhöhung der maximal möglichen Nutzlast des Fahrzeuges gefordert ist, steht dies im Widerspruch zu den schweren geschmiedeten oder gegossenen Bauteilen, die zusätz­ lich noch spanend nachbearbeitet werden müssen. Dies führt zu insgesamt verhältnismäßig hohen Herstellungskosten.

Werden die Achslenker als Blechformteile ausgeführt, so ergibt sich zwar ein geringes Gewicht, allerdings ist der Fertigungs­ aufwand durch das Zuschneiden, Kanten und Verschweißen der Ble­ che zu einer Kastenform ebenfalls sehr teuer.

In der DE 40 19 270 A1 ist ein Verbindungselement und ein Ver­ fahren zu dessen Herstellung offenbart, bei dem das Verbin­ dungselement aus einem Rohr durch übliche Umformprozesse in die gewünschte Form gebracht wird und anschließend die Lageraugen durch Fließbohren hergestellt werden. Über die Art und Weise, wie das Rohr selbst plastisch verformt wird, macht die Druck­ schrift jedoch keine Aussagen.

Der vorliegenden Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Umformverfahren vorzusehen, mit dem Achslenker schnell und kostengünstig in eine bestimmte Form gebracht werden können.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch die im kennzeichnenden Teil von Anspruch 1 genannten Merkmale gelöst.

Durch den Vorgang des Hydroformens lassen sich nahezu beliebige Formen und Geometrien aus einem Hohlkörper herstellen.

Unter Hydroformen ist ein Umformprozeß zu verstehen, bei dem ein Rohling, beispielsweise ein Rohr, in ein Werkzeug eingelegt wird, dessen innere Form und Ausgestaltung der endgültigen Form des herzustellenden Werkstückes entspricht, d. h. die innere Form des Werkzeuges entspricht im wesentlichen der Form, die zum Gießen des Werkstückes notwendig wäre. Anschließend werden die Öffnungen des Rohlings bis auf eine Einfüllöffnung für die einzupressende Flüssigkeit verschlossen und Öl unter sehr hohem Druck (bis zu 800 bis 1200 bar) in den Rohling gepumpt. Der Werkstoff des Rohlings beginnt, da die Belastung durch den Öl­ druck höher ist als die Streckgrenze R_e des Werkstoffes, zu fließen, und paßt sich an die den Rohling umgebende Innenform des Werkzeuges an. Durch Schieber, die von außen gesteuert in das Werkzeug eingefahren werden können, können Verengungen im herzustellenden Werkstück, beispielsweise für Lageraugen, pro­ blemlos gefertigt werden, oder der eingelegte Rohling wurde schon vor dem Hydroformen durch andere Umformprozesse mit den Verengungen im voraus versehen und wird dann mit diesen Veren­ gungen in das Werkzeug zum Hydroformen eingelegt, so daß beim anschließenden Hydroformen nur noch die exakte Außenkontur her­ gestellt wird.

Der möglichen Form der Achslenker sind nur aufgrund des Verfor­ mungsvermögens des verwendeten Werkstoffes und der Modellier­ barkeit des verwendeten Werkzeuges Grenzen gesetzt.

Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. Die Erfindung wird nach­ stehend anhand eines Ausführungsbeispiels beschriebenen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine Vorderansicht eines Rohlings zur Fertigung eines erfindungsgemäßen Achslenkers;

Fig. 2 eine Vorderansicht eines weiteren Rohlings, der durch ein Umformverfahren bereits vorgeformt wurde;

Fig. 3 einen Schnitt durch einen Rohling entlang der Linie III- III von Fig. 1, der den Rohling in einem teilumgeformten Zu­ stand zeigt; und

Fig. 4 einen Schnitt durch einen vollständig umgeformten Roh­ ling.

Bezugnehmend auf Fig. 1 ist eine Vorderansicht eines Rohlings 1 dargestellt, der zu einem Achslenker mit einer Verengung an ei­ nem Ende 2 und einem Lagerauge an einem Ende 3 des Rohlings um­ geformt werden soll.

Fig. 2 zeigt eine ähnliche Ansicht wie Fig. 1, in der ein Roh­ ling anderer Form durch bekannte Umformverfahren bereits vorge­ formt wurde.

Fig. 3 zeigt einen Schnitt entlang der Linie III-III von Fig. 1. In dieser Ansicht ist der Rohling 1 bereits in ein Werkzeug 4 eingelegt, und ein Ende 2 des Rohlings 1 wird durch geeignete Einrichtungen dicht verschlossen, während durch das gegenüber­ liegende Ende 3, das die einzige nicht abgedichtete Öffnung des Rohlings 1 sein darf, Öl in Pfeilrichtung mit einem Druck von bis zu 800 bis 1200 bar in das Innere des Rohlings 1 gepumpt wird.

Diese hohen Drücke sind notwendig, damit die Spannungen im Werkstoff die Streckgrenze R_e überschreiten und der Werkstoff plastisch verformt wird.

Aufgrund des hohen Öldrucks in seinem Inneren versucht der Werkstoff nach außen auszuweichen. Dies ist allerdings nur so lange möglich, bis der Werkstoff an der Wandung des Werkzeuges 4 anliegt und sich so nach und nach an die Innenform des Werk­ zeuges 4 anpaßt. Der vorhandene Werkstoff kann hierdurch voll ausgenutzt werden, d. h. es wird das volle Umformvermögen des Werkstoffes ausgenützt, und somit kann eine zusätzliche Ge­ wichtsreduzierung erreicht werden.

Da mit dem erfindungsgemäßen Verfahren keine Verengungen in dem Achslenker hergestellt werden können, müssen derartige Veren­ gungen entweder vor dem Einlegen des Rohlings mit bekannten Um­ formverfahren ausgeführt oder während des Umformens durch Hy­ droformen durch im Werkzeug 4 angeordnete Schieber 5, 6 ausge­ bildet werden. Die Schieber 5, 6 werden in Richtung auf die Mittelachse 7 des Rohlings 1 und senkrecht zu der Mittelachse 7 verschoben, so daß sich je nach Form der Schieber 5, 6 eine ge­ wünschte Verengung herstellen läßt. Gleichzeitig mit dem Umfor­ men der Außenkontur können die Lageraugen mit angeformt werden, so daß ein zusätzlicher Fertigungsschritt eingespart wird.

Nach dem Umformvorgang wird das Öl aus dem Rohling 1 entfernt und der Rohling 1 aus dem Werkzeug 4 entnommen.

Fig. 4 zeigt die endgültige Form des Rohlings 1 mit einer Ver­ engung 9 und einem bereits hergestellten Lagerauge 8 (Darstel­ lung rechts in der Zeichnung), wobei das Lagerauge 8 nicht durch Hydroformen, sondern durch einen Stanzvorgang im Anschluß an das Hydroformen, also nachdem das Öl aus dem Rohling 1 ent­ fernt wurde, gefertigt wurde. Während dieses Stanzvorganges kann zusätzlich auch die Außenkontur des Werkstückes spanlos auf die gewünschte Form beschnitten werden. Anschließend oder vorzugsweise gleichzeitig, um einen Arbeitsgang zu sparen, kön­ nen die Lageraugen 8 auf das Sollmaß kalibriert werden, und das Werkstück ist somit einbaufertig.

Als Werkstoffe zum Hydroformen können alle Werkstoffe verwendet werden, die sich auch bei konventionellen Umformprozessen als geeignet erwiesen haben, insbesondere aber Tiefziehstähle und Aluminiumlegierungen.

Claims (3)

1. Verfahren zum Herstellen eines Achslenkers mit an seinen En­ den angesetzten Lageraugen, wobei der Achslenker im Umformver­ fahren aus einem Rohling hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Umformung durch ein Hydroformen vorgenommen wird, wobei mit dem Umformvorgang gleichzeitig die Außenkontur der Lagerau­ gen (8) vorgeformt wird, und daß nach dem Hydroformen die Au­ ßenkontur beschnitten und die Lageraugen (8) durchgestanzt oder durch Bohren, Fräsen, Ausspindeln oder Laserstrahlschneiden hergestellt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Lageraugen (8) gleichzeitig mit dem Beschneiden der Au­ ßenkontur durchstanzt und kalibriert werden.

3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Werkstoff für den Achslenker Aluminiumlegierungen ver­ wendet werden.