EP2286941A1 - Undercarriage component for a motor vehicle and method for its production - Google Patents
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- B22D21/04—Casting aluminium or magnesium
Definitions
- the invention relates to a chassis component for a motor vehicle and a method for producing a chassis component.
- the so-called counter-pressure casting is used in the production of the chassis components.
- an overpressure is generated during the solidification phase of the light metal casting in the mold (mold). This also allows customary porosities, shrinkage envelopes and other microstructural defects to be considerably reduced, thereby increasing the yield strength to about 260 MPa and the elongation at break to about 10%.
- the invention is therefore based on the prior art based on the object, heavy duty suspension components with yield strengths between about 280 MPa and 300 MPa at elongations at about 10% in otherwise To reduce the same requirements on local strengths and stiffness in weight, reduce the use of materials and thereby make more economical and to show a method for producing a highly stressed lightweight construction chassis component.
- the solution of the objective part of the task consists in a chassis component according to claim 1.
- the chassis component according to the invention has a base body made of light metal casting. In this body is embedded by casting a mineral core body. The main body is processed by forging together with the embedded mineral core body and shaped to the chassis component.
- the body forming the outer shell of the chassis component consists of light metal casting.
- aluminum or aluminum alloys or magnesium or magnesium alloys are used.
- a mineral material is used, which is more heat resistant and lighter than the material of the outer body made of light metal casting.
- the heat or temperature resistance is such that the core body can be embedded in molten hot light metal casting.
- Aluminum or aluminum alloys have a specific gravity of about 2.7 g / cm 3 and a melting point of about 660 ° C.
- Magnesium or magnesium alloys have a specific gravity of about 1.7 g / cm 3 and a melting point of about 650 ° C.
- a material is used as the core body with a fire resistance to temperatures of 800 ° C and higher, in particular a melting point between 1300 ° C and 1400 ° C.
- a material is vermiculite.
- the core body is arranged in particular in such component regions of the chassis component, which should have a lower strength with the same or higher stiffness than another component region.
- the core body consists of a silicate, in particular an aluminum-iron-magnesium silicate is used.
- the core bodies must withstand the subsequent drop forging processes, heat treatments, mechanical processing and the stresses in the chassis component and remain as a permanent core in the chassis component.
- a rock-like vermiculite starting material is initially provided according to the invention.
- the starting material is ground to a certain particle size.
- the ground Vermiculitepumblen are treated in a special thermal expansion process such that crystal-bound water is released. Due to the release of the crystal-bound water, the vermiculite particles undergo an increase in volume.
- the vermiculite particles thus treated become in a further temperature-pressure controlled process process with the addition of high temperature resistant mineral binder to the desired shape of the core body pressed.
- a core body produced according to the invention is approximately three to five times lighter than a component known from the prior art, for example made of aluminum foam.
- the core bodies are stably positioned in a mold and then encapsulated with light metal casting and enclosed here.
- the positioning of the core body or the core body is carried out in adaptation to the later loads of the finished vehicle component.
- the core bodies are provided where primarily higher stiffnesses and not highest strengths are required. In coordination with the component properties and their contour, the positioning of the core body already takes place in the blank.
- the forging technology for example, by swaging is specifically designed so that when forging defined densifications of the light metal material and the core body done, with the required mechanical properties of the chassis component can be achieved or adjusted.
- the temperatures are defined by the forging process. In practice, forging temperatures between 400 ° C and 600 ° C are assumed.
- the forging technology processing of the blank can be carried out following the casting production of the blank using the heat from the casting process. In principle, however, a cooled blank for the forging process can be heated to forging temperature.
- Such areas of the chassis component, in which the highest strengths are required, are carried out as usual with full cross section.
- the material receives the highest strength during forging in these component areas by appropriate material flow and material compaction.
- it is possible to introduce specifically different properties in suspension components depending on the positioning and design of the core body, the areas with full cross-section of the chassis component and the setting of the forging deformation rate and the flow behavior of the forging blank during forging.
- an additional inner support effect and increase in stiffness can also be effected in the region of the core body in the chassis component.
- the forging process according to the invention is designed in such a way that only a small molding pressure is necessary in the region of the core body enclosed in the forging blank in order to produce the hybrid component produced by forging technology.
- the hybrid component thus has in its finished form locally differentiated required mechanical properties, without having simultaneously compressed the core body by the forging process so that its density is increased.
- a particularly lightweight forged hybrid component is manufactured with vermiculite body included with the inventive method.
- the invention provides highly loadable suspension components with yield strengths of 280 MPa and more at break strains of about 10%, which are reduced in weight over comparable conventional suspension components.
- the weight of the chassis components can be reduced with the method according to the invention over the prior art. This is not only a major factor in reducing manufacturing costs, but also an important contribution to reducing chassis masses, especially unsprung masses, which have a high impact on fuel economy and ride comfort.
- the figure shows an inventive chassis component in the form of a forged pivot bearing 1.
- the pivot bearing 1 has a base body 2 made of light metal casting.
- the base body 2 may consist of aluminum, an aluminum alloy, but also of magnesium or a magnesium alloy.
- a mineral core body 3 is embedded by casting.
- the core body 3 consists of a silicate, in particular of an aluminum-iron-magnesium silicate.
- the figure illustrates that the core body 3 is arranged in a middle component region 6 extending between the lower component region 4 and an upper component region 5.
- This component region 6 is marked A in its longitudinal extent.
- the core body 3 is shown in the figure in a technically simplified manner, together with a cross section through the component region 6.
- the component area A is primarily subject to high stiffness requirements. Here can be saved by the use of the core body 3 weight while maintaining a high rigidity.
- the component areas labeled B in the figure are subject to primary strength requirements. Therefore, the component regions B are made as usual with full cross-section.
- a prefabricated, mineral core body 3 which is geometrically matched to the later use in the chassis component is provided.
- This core body 3 is positioned in a mold and cast with molten light metal casting and thus embedded in the light metal casting.
- the blank produced in this way is then processed by forging and formed the pivot bearing 1.
- the density and / or the strength of the pivot bearing 1 is deliberately set.
- the forging technology processing of the blank can be carried out following the casting production of the blank using the heat from the casting process. In principle, however, a cooled blank for the forging process can be heated to forging temperature.
Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Fahrwerksbauteil für ein Kraftfahrzeug und ein Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerksbauteils.The invention relates to a chassis component for a motor vehicle and a method for producing a chassis component.
Leichtmetall bzw. Leichtmetalllegierungen, allen voran Aluminium, gewinnen im Automobilbau als Leichtbauwerkstoff zunehmend an Bedeutung, insbesondere im Hinblick auf leichtbauende Fahrwerksbauteile. Aufgrund des gegenüber Stahl geringeren Elastizitätsmoduls erfordern die nötigen Bauteilsteifigkeiten besondere hüllenartige Strukturen, um die Leichtbaupotentiale der Leichtmetallwerkstoffe zu realisieren. Für hoch beanspruchte Fahrwerksbauteile wie Schwenklager, Dreieckslenker und Querlenker, die Streckgrenzen von ca. 350 MPa bei gleichzeitig hoher Bruchdehnung von mindestens 10 % erfordern, sind Leichtmetall-Hohlgussteile nicht mehr oder kaum einsetzbar, da diese nur Streckgrenzen von ca. 200 MPa und Bruchdehnungen von ca. 5 % erreichen.Light metal or light metal alloys, especially aluminum, are becoming increasingly important as a lightweight construction material in automotive engineering, especially with regard to lightweight chassis components. Due to the lower modulus of elasticity compared to steel, the necessary component rigidities require special envelope-like structures in order to realize the lightweight potentials of the light metal materials. For highly stressed chassis components such as swivel bearings, wishbones and wishbones, which require yield strengths of about 350 MPa with a high elongation at break of at least 10%, light metal hollow castings are no longer or hardly applicable because they only yield strengths of about 200 MPa and elongation at break of reach about 5%.
Derzeit ist es üblich, solche hochbeanspruchten Fahrwerksbauteile im Gesenkschmiedeverfahren aus vorgeformten Schmiederohlingen auf Basis von Strangpressprofilen herzustellen. Zum Stand der Technik in diesem Zusammenhang zählt auch das so genannte Cobapressverfahren. Hierbei handelt es sich um ein Hybridverfahren, bei dem ein gegossener Rohling einmalig nachgeschmiedet wird. Durch die schlagartige Krafteinwirkung beim Gesenkschmieden erfolgt eine Verdichtung des Gussgefüges. Gussübliche Porositäten, Schrumpflunker und andere Gefügedefekte werden beim schmiedeüblichen Materialfluss verrieben und verschweißt, so dass die Streckgrenze auf ca. 280 MPa und die Bruchdehnung auf ca. 10 % gesteigert werden können.Currently, it is customary to produce such highly stressed suspension components in the drop forging method from preformed forging blanks based on extruded profiles. The state of the art in this context also includes the so-called Cobapressverfahren. This is a hybrid process in which a cast billet is reforged once. Due to the sudden application of force during die forging, the cast structure is densified. Customary porosities, shrinkage envelopes and other microstructural defects are triturated and welded in the customary material flow, so that the yield strength can be increased to about 280 MPa and the elongation at break to about 10%.
Auch das so genannte Gegendruckgießen kommt bei der Herstellung der Fahrwerksbauteile zur Anwendung. Beim Gegendruckverfahren wird während der Erstarrungsphase des Leichtmetallgusses in der Gießform (Kokille) ein Überdruck erzeugt. Auch hierdurch können gussübliche Porositäten, Schrumpflunker und sonstige Gefügedefekte erheblich reduziert und dadurch die Streckgrenze auf ca. 260 MPa sowie die Bruchdehnung auf ca. 10 % erhöht werden.Also the so-called counter-pressure casting is used in the production of the chassis components. In the counter-pressure method, an overpressure is generated during the solidification phase of the light metal casting in the mold (mold). This also allows customary porosities, shrinkage envelopes and other microstructural defects to be considerably reduced, thereby increasing the yield strength to about 260 MPa and the elongation at break to about 10%.
Die bekannten Verfahren sind betriebsbewährt. Hinsichtlich der geforderten Bauteileigenschaften von Fahrwerksbauteilen lassen sich diese mit den bekannten Verfahren jedoch nur massiv mit Vollquerschnitten realisieren. Die partiell sehr begrenzten Anforderungen an höchste Festigkeiten bestimmen daher das gesamte Bauteil, obwohl die Bauteile Bereiche besitzen, in welchen die Anforderungen hinsichtlich der Festigkeit geringer sind, jedoch höhere Steifigkeiten gefordert werden. Diese partiell höheren Steifigkeiten können nach dem Stand der Technik nur durch Erhöhung der Vollquerschnitte erzielt werden, was ein grundsätzlich nicht notwendiges erhöhtes Gewicht und mehr Materialeinsatz verursacht.The known methods are proven. With regard to the required component properties of suspension components, however, these can only be realized massively with solid sections using the known methods. The sometimes very limited requirements for highest strengths therefore determine the entire component, although the components have areas in which the requirements in terms of strength are lower, but higher stiffnesses are required. These partially higher stiffnesses can be achieved in the prior art only by increasing the solid cross-sections, which causes a basically unnecessary high weight and more material use.
Der Erfindung liegt daher ausgehend vom Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, hochbeanspruchbare Fahrwerksbauteile mit Streckgrenzen zwischen ca. 280 MPa und 300 MPa bei Bruchdehnungen ab ca. 10 % bei ansonsten gleichen Anforderungen an lokale Festigkeiten und Steifigkeiten im Gewicht zu reduzieren, den Materialeinsatz zu verringern und hierdurch ökonomischer zu gestalten sowie ein Verfahren zur Herstellung eines hochbeanspruchten leichtbauenden Fahrwerksbauteils aufzuzeigen.The invention is therefore based on the prior art based on the object, heavy duty suspension components with yield strengths between about 280 MPa and 300 MPa at elongations at about 10% in otherwise To reduce the same requirements on local strengths and stiffness in weight, reduce the use of materials and thereby make more economical and to show a method for producing a highly stressed lightweight construction chassis component.
Die Lösung des gegenständlichen Teils der Aufgabe besteht in einem Fahrwerksbauteil gemäß Anspruch 1.The solution of the objective part of the task consists in a chassis component according to
Das erfindungsgemäße Fahrwerksbauteil weist einen Grundkörper aus Leichtmetallguss auf. In diesem Grundkörper ist gießtechnisch ein mineralischer Kernkörper eingebettet. Der Grundkörper ist zusammen mit dem eingebetteten mineralischen Kernkörper schmiedetechnisch bearbeitet und zum Fahrwerksbauteil geformt.The chassis component according to the invention has a base body made of light metal casting. In this body is embedded by casting a mineral core body. The main body is processed by forging together with the embedded mineral core body and shaped to the chassis component.
Da Steifigkeiten in dritter Potenz vom Abstand zur neutralen Mittellinie des Fahrwerksbauteils bestimmt werden, sind hierfür insbesondere die äußeren Querschnittsbereiche der Fahrwerksbauteile von Bedeutung, während die inneren nur geringere Beiträge zur Steifigkeit leisten. Diese Erkenntnis macht sich die Erfindung zu Eigen. Zur Gewichtsreduzierung bei gleicher Steifigkeit bietet es sich folglich an, Bauteile nicht mit Vollquerschnitten, sondern innen zumindest partiell mit einem leichten Kernmaterial, aber mit einer für die Steifigkeit bestimmenden Außenschicht auszulegen.Since stiffness in the third power from the distance to the neutral center line of the chassis component are determined, this particular the outer cross-sectional areas of the suspension components are important, while the inner make only minor contributions to the rigidity. This realization makes the invention its own. In order to reduce weight while maintaining the same stiffness, it is therefore appropriate to design components not with full cross-sections, but internally at least partially with a light core material but with an outer layer that determines the stiffness.
Der die äußere Hülle des Fahrwerksbauteils bildende Grundkörper besteht aus Leichtmetallguss. Hierbei kommen insbesondere Aluminium bzw. Aluminiumlegierungen oder Magnesium oder Magnesiumlegierungen zur Anwendung.The body forming the outer shell of the chassis component consists of light metal casting. In this case, in particular aluminum or aluminum alloys or magnesium or magnesium alloys are used.
Als Kernkörper kommt ein mineralisches Material zum Einsatz, das wärmebeständiger und leichter ist als der Werkstoff des äußeren Grundkörpers aus Leichtmetallguss. Die Hitze- bzw. Temperaturbeständigkeit ist derart, dass der Kernkörper in schmelzflüssigem heißem Leichtmetallguss eingebettet werden kann. Aluminium oder Aluminiumlegierungen besitzen ein spezifisches Gewicht von etwa 2,7 g/cm3 und einen Schmelzpunkt von etwa 660 °C. Magnesium oder Magnesiumlegierungen weisen ein spezifisches Gewicht von etwa 1,7 g/cm3 und einen Schmelzpunkt von ca. 650 °C auf. Vorzugsweise kommt daher ein Material als Kernkörper zum Einsatz mit einer Feuerbeständigkeit gegenüber Temperaturen von 800 °C und höher, insbesondere einem Schmelzpunkt zwischen 1.300 °C und 1.400 °C. In diesem Zusammenhang ist insbesondere an Werkstoffe auf Basis von expandierenden Tonmineralien gedacht. Ein solcher Werkstoff ist Vermiculite.As the core body, a mineral material is used, which is more heat resistant and lighter than the material of the outer body made of light metal casting. The heat or temperature resistance is such that the core body can be embedded in molten hot light metal casting. Aluminum or aluminum alloys have a specific gravity of about 2.7 g / cm 3 and a melting point of about 660 ° C. Magnesium or magnesium alloys have a specific gravity of about 1.7 g / cm 3 and a melting point of about 650 ° C. Preferably, therefore, a material is used as the core body with a fire resistance to temperatures of 800 ° C and higher, in particular a melting point between 1300 ° C and 1400 ° C. In this context, particular thought is given to materials based on expanding clay minerals. One such material is vermiculite.
Der Kernkörper ist insbesondere in solchen Bauteilbereichen des Fahrwerksbauteils angeordnet, welche gegenüber einem anderen Bauteilbereich eine geringere Festigkeit bei gleicher oder höherer Steifigkeit besitzen sollen.The core body is arranged in particular in such component regions of the chassis component, which should have a lower strength with the same or higher stiffness than another component region.
Vorzugsweise besteht der Kernkörper aus einem Silikat, insbesondere kommt ein Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat zum Einsatz.Preferably, the core body consists of a silicate, in particular an aluminum-iron-magnesium silicate is used.
Der verfahrensmäßige Teil der Aufgabe wird durch ein Verfahren gemäß Patentanspruch 8 gelöst.The procedural part of the object is achieved by a method according to claim 8.
Erfindungsgemäß kommen als Schmiederohlinge bauteilabhängig geformte Gussteile mit einem Kernkörper aus leichten, hitzefesten und thermisch beständigen mineralischen Werkstoffen zum Einsatz. Die Kernkörper müssen die nachfolgenden Gesenkschmiedeprozesse, Wärmebehandlungen, mechanische Bearbeitungen sowie die Beanspruchungen im Fahrwerksbauteil aushalten und verbleiben als Dauerkern im Fahrwerksbauteil.According to the invention are used as Schmiederohlinge component-dependent shaped castings with a core body of lightweight, heat-resistant and thermally resistant mineral materials used. The core bodies must withstand the subsequent drop forging processes, heat treatments, mechanical processing and the stresses in the chassis component and remain as a permanent core in the chassis component.
Zur Herstellung des Kernkörpers wird erfindungsgemäß zunächst ein gesteinsartiges Vermiculiteausgangsmaterial bereit gestellt. Das Ausgangsmaterial wird auf eine bestimmte Partikelgröße gemahlen. Anschließend werden die gemahlenen Vermiculitepartikel in einem speziellen thermischen Blähprozess derart behandelt, dass kristallin gebundenes Wasser freigesetzt wird. Durch die Freisetzung des kristallin gebundenen Wassers erfahren die Vermiculitepartikel eine Volumenerhöhung. Die so behandelten Vermiculitepartikel werden in einem weiteren Temperatur-Druck gesteuerten Verfahrensprozess unter Zusatz von hochtemperaturbeständigem mineralischem Bindemittel zu der gewünschten Form des Kernkörpers verpresst. Ein erfindungsgemäß hergestellter Kernkörper ist je nach herzustellender Form ca. drei bis fünf Mal leichter als ein aus dem Stand der Technik bekanntes Bauteil, beispielsweise aus Aluminiumschaum.To produce the core body, a rock-like vermiculite starting material is initially provided according to the invention. The starting material is ground to a certain particle size. Subsequently, the ground Vermiculitepartikeln are treated in a special thermal expansion process such that crystal-bound water is released. Due to the release of the crystal-bound water, the vermiculite particles undergo an increase in volume. The vermiculite particles thus treated become in a further temperature-pressure controlled process process with the addition of high temperature resistant mineral binder to the desired shape of the core body pressed. Depending on the shape to be produced, a core body produced according to the invention is approximately three to five times lighter than a component known from the prior art, for example made of aluminum foam.
Zur Verhütung von Porositäten durch Entgasung der in den Hybridkernen enthaltenen Lufteinschlüsse sowie zum Schutz gegen Transport- und Handlingsbeschädigungen erfolgt optional eine spezielle Oberflächenpräparation des Kernkörpers mit hitzefesten mineralischen Materialien.To prevent porosity by degassing the air pockets contained in the hybrid cores and to protect against transport and handling damage optionally takes place a special surface preparation of the core body with heat-resistant mineral materials.
Die Kernkörper werden stabil in einer Gussform positioniert und anschließend mit Leichtmetallguss umgossen und hierbei eingeschlossen. Die Positionierung des Kernkörpers oder der Kernkörper erfolgt in Anpassung auf die späteren Belastungen des fertigen Fahrzeugbauteils. Die Kernkörper werden dort vorgesehen, wo primär höhere Steifigkeiten und nicht höchste Festigkeiten erforderlich sind. In Abstimmung auf die Bauteileigenschaften und deren Kontur erfolgt die Positionierung der Kernkörper bereits im Rohling. Die schmiedetechnische Bearbeitung beispielsweise durch Gesenkformen wird gezielt so ausgeführt, dass beim Schmieden definierten Verdichtungen des Leichtmetallwerkstoffes und des Kernkörpers erfolgen, mit der die geforderten mechanischen Eigenschaften des Fahrwerksbauteils erreicht bzw. eingestellt werden. Die Temperaturen werden durch den Schmiedeprozess definiert. In der Praxis ist von Schmiedetemperaturen zwischen 400 °C und 600 °C auszugehen. Die schmiedetechnische Bearbeitung des Rohlings kann im Anschluss an die gießtechnische Herstellung des Rohlings unter Nutzung der aus dem Gießprozess stammenden Wärme erfolgen. Grundsätzlich kann aber auch ein abgekühlter Rohling für den Schmiedevorgang auf Schmiedetemperatur erwärmt werden.The core bodies are stably positioned in a mold and then encapsulated with light metal casting and enclosed here. The positioning of the core body or the core body is carried out in adaptation to the later loads of the finished vehicle component. The core bodies are provided where primarily higher stiffnesses and not highest strengths are required. In coordination with the component properties and their contour, the positioning of the core body already takes place in the blank. The forging technology, for example, by swaging is specifically designed so that when forging defined densifications of the light metal material and the core body done, with the required mechanical properties of the chassis component can be achieved or adjusted. The temperatures are defined by the forging process. In practice, forging temperatures between 400 ° C and 600 ° C are assumed. The forging technology processing of the blank can be carried out following the casting production of the blank using the heat from the casting process. In principle, however, a cooled blank for the forging process can be heated to forging temperature.
Solche Bereiche des Fahrwerksbauteils, in denen höchste Festigkeiten gefordert sind, werden wie bisher üblich mit Vollquerschnitt ausgeführt. Der Werkstoff erhält beim Schmieden in diesen Bauteilbereichen durch entsprechenden Materialfluss und Materialverdichtung höchste Festigkeiten. Es können je nach Anforderungen gezielt unterschiedliche Eigenschaften in Fahrwerksbauteile eingebracht werden, je nach Positionierung und Auslegung der Kernkörper, der Bereiche mit Vollquerschnitt des Fahrwerksbauteils sowie der Einstellung des schmiedeüblichen Verformungsgrades und des Fließverhaltens des Schmiederohlings beim Schmieden. In Abhängigkeit von der Einstellung der mechanischen Eigenschaften bzw. der Dichte der Kernkörper vor und nach dem Schmieden kann eine zusätzliche innere Stützwirkung und Steifigkeitserhöhung auch im Bereich der Kernkörper im Fahrwerksbauteil bewirkt werden.Such areas of the chassis component, in which the highest strengths are required, are carried out as usual with full cross section. The material receives the highest strength during forging in these component areas by appropriate material flow and material compaction. Depending on the requirements, it is possible to introduce specifically different properties in suspension components, depending on the positioning and design of the core body, the areas with full cross-section of the chassis component and the setting of the forging deformation rate and the flow behavior of the forging blank during forging. Depending on the setting of the mechanical properties or the density of the core body before and after forging, an additional inner support effect and increase in stiffness can also be effected in the region of the core body in the chassis component.
Der erfindungsgemäße Schmiedeprozess ist derart ausgelegt, dass im Bereich des in dem Schmiederohling eingeschlossenen Kernkörpers nur ein geringer Formungsdruck notwendig ist, um das schmiedetechnisch hergestellte Hybridbauteil herzustellen. In der Folge stellt sich ein nur geringer Materialfluss und auch eine nur geringe Materialumformung in dem schmiedetechnisch bearbeiteten Hybridbauteil ein. Das Hybridbauteil weist so in seiner Fertigform lokal differenziert erforderliche mechanische Eigenschaften auf, ohne gleichzeitig den Kernkörper durch den Schmiedeprozess derart gestaucht zu haben, dass seine Dichte erhöht wird. In der Folge wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ein besonders leichtes Schmiedehybridbauteil mit eingeschlossem Vermiculitekörper hergestellt.The forging process according to the invention is designed in such a way that only a small molding pressure is necessary in the region of the core body enclosed in the forging blank in order to produce the hybrid component produced by forging technology. As a result, there is only a small flow of material and only a small material deformation in the forging technology processed hybrid component. The hybrid component thus has in its finished form locally differentiated required mechanical properties, without having simultaneously compressed the core body by the forging process so that its density is increased. As a result, a particularly lightweight forged hybrid component is manufactured with vermiculite body included with the inventive method.
Die Erfindung schafft hoch beanspruchbare Fahrwerksbauteile mit Streckgrenzen von 280 MPa und mehr bei Bruchdehnungen von etwa 10 %, die gegenüber vergleichbaren herkömmlichen Fahrwerksbauteilen gewichtsmäßig reduziert sind. Trotz gleicher Steifigkeiten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber dem Stand der Technik das Gewicht der Fahrwerksbauteile reduziert werden. Dies ist nicht nur ein wesentlicher Faktor bei der Reduzierung der Herstellungskosten, sondern auch ein wichtiger Beitrag zur Reduzierung von Fahrwerksmassen, insbesondere der ungefederten Massen, die hohen Einfluss auf die Verbrauchswerte und den Fahrkomfort haben.The invention provides highly loadable suspension components with yield strengths of 280 MPa and more at break strains of about 10%, which are reduced in weight over comparable conventional suspension components. Despite equal rigidity, the weight of the chassis components can be reduced with the method according to the invention over the prior art. This is not only a major factor in reducing manufacturing costs, but also an important contribution to reducing chassis masses, especially unsprung masses, which have a high impact on fuel economy and ride comfort.
Die Erfindung ist nachfolgend noch anhand der beigefügten Figur erläutert.The invention is explained below with reference to the accompanying figure.
Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Fahrwerksbauteil in Form eines geschmiedeten Schwenklagers 1. Das Schwenklager 1 weist einen Grundkörper 2 aus Leichtmetallguss auf. Insbesondere kann der Grundkörper 2 aus Aluminium, einer Aluminiumlegierung, aber auch aus Magnesium oder einer Magnesiumlegierung bestehen. In dem Grundkörper 2 ist ein mineralischer Kernkörper 3 gießtechnisch eingebettet.The figure shows an inventive chassis component in the form of a forged pivot bearing 1. The pivot bearing 1 has a
Der Kernkörper 3 besteht aus einem Silikat, insbesondere aus einem Aluminium-Eisen-Magnesium-Silikat.The
Die Figur verdeutlicht, dass der Kernkörper 3 in einem sich zwischen dem unteren Bauteilbereich 4 und einem oberen Bauteilbereich 5 erstreckenden mittleren Bauteilbereich 6 angeordnet ist. Dieser Bauteilbereich 6 ist in seiner Längserstreckung mit A gekennzeichnet. Der Kernkörper 3 ist in der Figur technisch vereinfacht nebst Darstellung eines Querschnitts durch den Bauteilbereich 6 dargestellt. Der Bauteilbereich A unterliegt primär hohen Steifigkeitsanforderungen. Hier kann durch den Einsatz des Kernkörpers 3 Gewicht eingespart werden unter Beibehaltung einer hohen Steifigkeit. Die in der Figur mit B gekennzeichneten Bauteilbereiche unterliegen primären Festigkeitsanforderungen. Daher werden die Bauteilbereiche B wie üblich mit Vollquerschnitt hergestellt.The figure illustrates that the
Zur Herstellung des Schwenklagers 1 wird ein geometrisch auf den späteren Einsatz im Fahrwerksbauteil abgestimmter vorkonfektionierter, mineralischer Kernkörper 3 bereitgestellt. Dieser Kernkörper 3 wird in einer Gussform positioniert und mit schmelzflüssigem Leichtmetallguss umgossen und so in den Leichtmetallguss eingebettet. Der auf diese Weise hergestellte Rohling wird dann schmiedetechnisch bearbeitet und das Schwenklager 1 geformt. Bei der schmiedetechnischen Bearbeitung wird gezielt die Dichte und/oder die Festigkeit des Schwenklagers 1 eingestellt. Die schmiedetechnische Bearbeitung des Rohlings kann im Anschluss an die gießtechnische Herstellung des Rohlings unter Nutzung der aus dem Gießprozess stammenden Wärme erfolgen. Grundsätzlich kann aber auch ein abgekühlter Rohling für den Schmiedevorgang auf Schmiedetemperatur erwärmt werden.To produce the
- 1 -1 -
- Schwenklagerpivot bearing
- 2 -2 -
- Grundkörperbody
- 3 -3 -
- Kernkörpercore body
- 4 -4 -
- unterer Bauteilbereich v. 1lower component area v. 1
- 5 -5 -
- oberer Bauteilbereich v. 1upper component area v. 1
- 6 -6 -
- mittlerer Bauteilbereich v. 1middle component area v. 1
- A -A -
- Bauteilbereichcomponent area
- B -B -
- Bauteilbereichcomponent area
Claims (16)
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| EP2286941A1 true EP2286941A1 (en) | 2011-02-23 |
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| EP10007908A Withdrawn EP2286941A1 (en) | 2009-07-30 | 2010-07-29 | Undercarriage component for a motor vehicle and method for its production |
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