WO2012055659A1 - Verfahren zur herstellung eines fahrwerkbauteils - Google Patents

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WO2012055659A1
WO2012055659A1 PCT/EP2011/066705 EP2011066705W WO2012055659A1 WO 2012055659 A1 WO2012055659 A1 WO 2012055659A1 EP 2011066705 W EP2011066705 W EP 2011066705W WO 2012055659 A1 WO2012055659 A1 WO 2012055659A1
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structural component
cartridge
receptacle
ball
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PCT/EP2011/066705
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Wolfgang Jekel
Frank Nachbar
Hauke Frenzel
Ignacio Lobo Casanova
Andreas Temmen
Christian Stelter
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Zf Friedrichshafen Ag
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    • F16C2326/05—Vehicle suspensions, e.g. bearings, pivots or connecting rods used therein

Definitions

  • One or more other joints are firmly connected to the structural component.
  • a Radaufhfitungsarm for a motor vehicle which comprises a body formed from stamped sheet metal, which is connected by means of a ball joint with a wheel carrier and by means of two bearings with the vehicle body.
  • the ball joint includes a lower socket which is inserted into a housing formed by the body and rests on a lateral projection on the lateral edge of the housing, and a lid which on the lower socket placed on and firmly connected to the surface of the body by laser welding.
  • Structural component determined firmly connected to other joints. This is a high accuracy of the joint complaints to each other achievable. In particular, a significant gain in accuracy over conventional
  • the or each of the positions is preferably characterized or formed by a kinematic point of the respective other joint.
  • the location at which the joint receptacle on the structural component is preferred
  • the one or more other joints form or include, for example, each a rubber or elastomeric bearing, a ball joint or a
  • Ball sleeve joint Preferably, the or the other joints comprise or form one or at least one rubber mount.
  • the structural component is permanently firmly connected to the joint cartridge, in particular by a material-locking joining process.
  • Cohesive joining processes is or preferably comprises a thermal process for the cohesive joining of materials, such as e.g. Soldering or welding, so that the cohesive joining process can also be referred to as a thermal, cohesive joining process.
  • the cohesive joining method preferably comprises beam welding, in particular laser beam welding. This is a particularly low-tolerance
  • the structural component is permanently permanently connected to the joint cartridge, in particular by a cohesive connection, which is formed by the cohesive joining process.
  • the cohesive connection is formed by the cohesive joining process.
  • the joint cartridge is coated, in particular
  • the joint cartridge is provided with a coating, in particular before the joint cartridge is inserted into the receptacle and / or the structural component is connected to the joint cartridge.
  • the structural component is coated, in particular precoated.
  • the structural component is provided with a coating, in particular before the joint receptacle is formed on the structural component and / or the joint cartridge is inserted into the receptacle and / or the structural component is connected to the joint cartridge.
  • the joint cartridge and the structural component are provided with the coating independently of each other.
  • the joint cartridge and the structural component are coated by different coating methods.
  • Coatings serve in particular to protect the joint cartridge and / or the structural component from environmental influences, such as e.g. from dirt and moisture.
  • the coatings form
  • the joint cartridge is coated before being preassembled to the joint.
  • the joint cartridge is provided with a zinc-iron coating.
  • Articulated cartridge are preferably pretreated for the cohesive joining process.
  • the precoated structural component as well as the precoated and pre-assembled to the joint joint cartridge for the cohesive joining process are pretreated.
  • the precoating of the joint cartridge, in particular of the joint cartridge preassembled to the joint is partially removed before the cohesive joining process is carried out, so that a stripped region is created on the joint cartridge.
  • the precoating of the joint cartridge, in particular of the joint cartridge preassembled to the joint is partially removed before the cohesive joining process is carried out, so that a stripped region is created on the joint cartridge.
  • Cohesive joining method connected to the structural component is preferably carried out by laser stripping or by another
  • Structural component can be realized with less effort than the cohesive joining an uncoated joint cartridge with an uncoated structural component. This is because the
  • uncoated components usually have to be cleaned and coated after bonding.
  • the joint receptacle is formed on the precoated structural component, into which the precoated and preassembled joint cartridge prior to the implementation of the
  • Cohesive joining method is used. The area wise
  • Removal of the precoating of the structural component preferably takes place during the formation of the joint receptacle.
  • the formation of the joint receptacle by beam cutting in particular by laser beam fusion cutting takes place. Since jet cutting can be performed very low in tolerance, the training and
  • the joint cartridge is preferably inserted into the joint receptacle in an axial direction.
  • the joint receptacle is preferably formed with a round, a non-circular, a quadrangular, a rectangular or a polygonal peripheral contour. This contour is, in particular, an inner circumferential contour which surrounds the joint cartridge after it has been inserted into the joint receptacle.
  • the peripheral contour of the joint receptacle is preferred to the outer peripheral contour of
  • the joint cartridge is preferably formed with a round, a non-round, a square, a rectangular or a polygonal peripheral contour.
  • a non-circular, polygonal or polygonal peripheral contour in addition to the cohesive connection, a form-locking rotation lock is provided realizable.
  • a rotational position of the joint cartridge with respect to the axial direction can be specified by a polygonal or polygonal circumferential contour.
  • a round peripheral contour has the advantage that the installer can insert the joint cartridge into the joint receptacle with any desired rotational position with respect to the axial direction.
  • the connection between the joint cartridge and the structural component, which is formed by the material-fit joining method, is preferably strong enough to be able to form a sufficient security against rotation.
  • the joint receptacle preferably comprises a recess into which the joint cartridge is inserted.
  • the joint receptacle comprises or forms a hole extending through the structural component into which the joint cartridge is inserted.
  • the recess of the joint receptacle is formed in particular by the hole.
  • the hole extends in the axial direction through the structural component. The through hole can be easily formed by the aforementioned jet cutting method and therefore with high accuracy.
  • the joint cartridge preferably has a radial shoulder, with which the joint cartridge is placed on the structural component in the axial direction when it is inserted into the joint receptacle.
  • the shoulder rests in particular on an edge of the joint receptacle.
  • the shoulder preferably has a greater extent in the radial direction than the joint receptacle or the hole. Applying the shoulder to the
  • Structural component forms a positioning aid when inserting the joint cartridge in the joint seat in the axial direction.
  • the shoulder is in particular an outer shoulder.
  • the shoulder is a circumferential shoulder.
  • the joint cartridge has on her
  • the outer peripheral surface of the joint cartridge is at least partially tapered in the axial direction.
  • the outer peripheral surface is at least partially conical in the axial direction.
  • the tapered or conical configuration of the outer peripheral surface of the joint cartridge is preferred for centering the joint cartridge used during insertion of the same in the joint recording.
  • possible tolerances in the diameter of the joint seat can be compensated.
  • the joint is or forms in particular a ball joint.
  • the inner joint part forms a ball pin having a ball joint, which is introduced with its ball joint in the joint cartridge and stored in this movable, preferably before the structural component is connected to the joint cartridge.
  • the ball pin with its ball joint in particular rotatable and / or pivoting in the
  • the ball pin is slidably mounted in a bearing shell, in the joint cartridge
  • the wall of the joint cartridge in the region of the joint cartridge opening is preferably shaped in the direction of the ball pivot, in particular bent over.
  • the area of the wall to be reshaped is preferably free from the precoating of the joint cartridge, since otherwise the precoat could flake off in this area.
  • the wall of the joint cartridge in the region of the joint cartridge opening but also in the direction of the ball stud to be preformed.
  • the wall of the joint cartridge in the region of the joint cartridge opening but also in the direction of the ball stud to be preformed.
  • Gelenkartuschenötechnisch also covered with a locking ring or at least partially covered, which is attached to the joint cartridge and through which the ball pin extends.
  • Joint cartridge opening however, lower tolerances than with a locking ring can be achieved because no additional component is required.
  • the closure ring or the preformed or deformed region of the wall preferably covers the joint ball in the axial direction, so that the ball pin is secured in the axial direction on the joint cartridge and in particular can not be pulled out of this.
  • the forming of the wall of the joint cartridge in the region of the joint cartridge opening or the fastening of the closure ring on the joint cartridge is preferably carried out before connecting the structural component with the
  • the ball pin is inserted into the joint cartridge through the joint cartridge opening
  • Joint cartridge opening to be formed in the direction of the ball stud or the locking ring is attached to the joint cartridge.
  • the joint cartridge has a mounting opening opposite the joint cartridge opening, through which the ball pin is introduced into the joint cartridge. This is especially the case when the wall of the joint cartridge in
  • the mounting opening is preferably closed with a housing cover, in particular before the structural component with the
  • connection area or welding area does not need to be protected by a coating to protect against environmental influences, so that the application of such a coating can be saved.
  • the sealing bellows are preferably a sealing bellows of the joint, which in particular seals the joint cartridge opening.
  • the inner joint part extends through the sealing bellows, which in particular is sealingly applied both to the inner joint part and to the joint cartridge and / or to the structural component.
  • the sealing bellows is preferably made of a flexible material.
  • the sealing bellows is made of elastomer material
  • the structural component is preferably made of metal.
  • the joint cartridge is preferably made of metal.
  • At least one additional joint receptacle is formed on the structural component, wherein an additional joint is inserted into the additional joint receptacle and fixedly connected to the structural component.
  • the joint and / or another joint or joints are fixed to the Structural component connected before the additional joint receptacle is formed on the structural component.
  • the location where the additional hinge seat is formed on the structural member becomes fixed depending on the position of the structural member
  • Accuracy be positioned on the structural component.
  • the additional joint receptacle can be formed in the same way as the joint receptacle.
  • the additional hinge mount includes or forms a hole extending through the structural member into which the additional hinge is inserted.
  • Fig. 2 is a plan view of that of FIG. 1 apparent
  • Fig. 3 is a perspective view of the ball joint according to
  • FIG. 4 shows the ball joint according to FIG. 3 in a state inserted into a joint receptacle of the structural component according to FIG. 1, FIG.
  • FIG. 6 shows a sectional view of the ball joint along the section line D-D shown in FIG. 4 after the formation of a weld
  • FIGS. 4 and 5 show the ball joint 2 inserted into the joint receptacle 15 before the joint cartridge 5 is welded to the structural component 3.
  • Fig. 5 shows a partial
  • the weld seam 18 is formed by laser beam welding (see FIG. 6) and then the sealing bellows 8 are applied to the ball joint 2.

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils, wobei - an einem Strukturbauteil (3) eine Gelenkaufnahme (15) ausgebildet wird, - eine Gelenkkartusche (5) in die Gelenkaufnahme (15) eingesetzt wird, - das Strukturbauteil (3) mit der Gelenkkartusche (5) fest verbunden wird, - die Gelenkkartusche (5) zu einem Gelenk (2) montiert wird und - ein oder mehrere andere Gelenke (27, 28) mit dem Strukturbauteil (3) fest verbunden werden, bevor die Gelenkaufnahme (15) an dem Strukturbauteil (3) ausgebildet wird.

Description

Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines
Fahrwerkbauteils, wobei
- an einem Strukturbauteil eine Gelenkaufnahme ausgebildet wird,
- eine Gelenkkartusche in die Gelenkaufnahme eingesetzt wird,
- das Strukturbauteil mit der Gelenkkartusche fest verbunden wird,
- die Gelenkkartusche zu einem Gelenk montiert wird und
- ein oder mehrere andere Gelenke mit dem Strukturbauteil fest verbunden werden .
Ein Fahrwerkbauteil weist in der Regel ein Strukturbauteil und ein oder mehrere mit diesem fest verbundene Gelenke auf. Beispielsweise bildet ein solches Fahrwerkbauteil einen Zweipunktlenker oder einen Dreipunktlenker, wobei die Integration des Gelenks in das Strukturbauteil im Regelfalle durch Einpressen, Anschrauben oder Annieten erfolgt. Auch ist es möglich, das Gelenk in ein einteiliges Strukturbauteilgehäuse zu integrieren. Ein solches Fahrwerkbauteil ist insbesondere mit folgenden Nachteilen behaftet: Großer Bauraumbedarf, kostenintensiv, große Schwankungen der Gelenkkennwerte, hohes Gewicht, große Anzahl an Einzelteilen,
korrosionsanfällige Bereiche (z.B. an der Rollkante des Gelenks), hoher Warenbestand von Halbzeugen und hoher Logistikaufwand.
Aus der DE 603 04 709 T2 ist ein Radaufhängungsarm für ein Kraftfahrzeug bekannt, welcher einen aus gestanztem Blech gebildeten Körper umfasst, der mittels eines Kugelgelenks mit einem Radträger und mittels zweier Lager mit dem Fahrzeugaufbau verbunden ist. Das Kugelgelenk umfasst eine untere Fassung, die in ein von dem Körper gebildetes Gehäuse eingeführt wird und über einen seitlichen Vorsprung an dem seitlichen Rand des Gehäuses aufliegt, und einen Deckel, der auf die untere Fassung aufgesetzt und mit der Oberfläche des Körpers durch Laserschweißen fest verbunden wird.
Bei diesem Radaufhängungsarm können sich Toleranzen in ungünstiger Weise aufaddieren, während die untere Fassung und der Deckel an dem Körper montiert werden. Ferner müssen der Körper, die untere Fassung und ggf. der Deckel nach der Montage gereinigt werden, bevor eine
Schutzbeschichtung auf diese Teile aufgebracht werden kann. Auch ist es mit einem nicht unerheblichen Aufwand verbunden, den Körper und die untere Fassung sowie ggf. den Deckel mit unterschiedlichen Beschichtungen zu versehen.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, bei einem Fahrwerkbauteil der eingangs genannten Art die Integration des Gelenks in das Strukturbauteil mit einer hohen
Genauigkeit durchführen zu können.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugt Weiterbildungen der Erfindung sind in den
Unteransprüchen gegeben.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils umfasst die Schritte:
- Ausbilden einer Gelenkaufnahme an einem Strukturbauteil,
- Einsetzen einer Gelenkkartusche in die Gelenkaufnahme,
- festes Verbinden des Strukturbauteils mit der Gelenkkartusche,
- Montieren der Gelenkkartusche zu einem Gelenk und
- festes Verbinden von einem oder mehreren anderen Gelenken mit dem Strukturbauteil, bevor die Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil ausgebildet wird.
Dadurch, dass die Gelenkaufnahme erst dann ausgebildet wird, nachdem das eine andere Gelenk oder die anderen Gelenke fest mit dem Strukturbauteil verbunden worden sind, ist die Position jedes anderen Gelenks bekannt. Somit kann die Information über die Position des oder der anderen Gelenke für das Ausbilden der Gelenkaufnahme genutzt werden. Insbesondere wird der Ort, an dem die Gelenkaufnahme am Strukturbauteil ausgebildet wird, in Abhängigkeit von der oder den Positionen des oder der mit dem
Strukturbauteil fest verbundenen anderen Gelenke bestimmt. Hierdurch ist eine hohe Genauigkeit der Gelenklagen zueinander erzielbar. Insbesondere ist ein deutlicher Genauigkeitsgewinn gegenüber herkömmlichen
Fahrwerkbauteilen erzielbar, bei denen die Gelenkaufnahme bereits vor dem Verbinden des Strukturbauteils mit einem oder mehreren anderen Gelenken ausgebildet wird, da die Montage von jedem dieser anderen Gelenke mit Lageungenauigkeiten verbunden ist. In kinematischer Hinsicht ist somit eine deutliche Verbesserung gegenüber dem Stand der Technik möglich.
Die oder jede der Positionen wird bevorzugt durch einen Kinematikpunkt des jeweiligen anderen Gelenks charakterisiert oder gebildet. Somit wird bevorzugt der Ort, an dem die Gelenkaufnahme am Strukturbauteil
ausgebildet wird, in Abhängigkeit von dem oder den Kinematikpunkten des oder der mit dem Strukturbauteil fest verbundenen anderen Gelenke bestimmt .
Das oder die anderen Gelenke bilden oder umfassen beispielsweise jeweils ein Gummi- oder Elastomerlager, ein Kugelgelenk oder ein
Kugelhülsengelenk. Bevorzugt umfassen oder bilden das oder die anderen Gelenke ein oder wenigstens ein Gummilager.
Das Strukturbauteil wird mit der Gelenkkartusche insbesondere durch ein Stoffschlüssiges Fügeverfahren dauerhaft fest verbunden. Das
Stoffschlüssige Fügeverfahren ist oder umfasst bevorzugt ein thermisches Verfahren zum Stoffschlüssigen Fügen von Werkstoffen, wie z.B. Löten oder Schweißen, sodass das Stoffschlüssige Fügeverfahren auch als thermisches, Stoffschlüssiges Fügeverfahren bezeichnet werden kann. Vorzugsweise umfasst das Stoffschlüssige Fügeverfahren Strahlschweißen, insbesondere Laserstrahlschweißen. Hierdurch ist eine besonders toleranzarme
Verbindung des Strukturbauteils mit der Gelenkkartusche erzielbar.
Das Strukturbauteil wird mit der Gelenkkartusche insbesondere durch eine Stoffschlüssige Verbindung dauerhaft fest verbunden, die durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren gebildet wird. Die Stoffschlüssige
Verbindung umfasst z.B. eine oder wenigstens eine Schweißnaht.
Die Gelenkkartusche wird insbesondere zu dem Gelenk montiert, indem ein Gelenkinnenteil in die Gelenkkartusche eingebracht und bewegbar in dieser gelagert wird. Vorzugsweise erstreckt sich das Gelenkinnenteil aus der Gelenkkartusche heraus. Insbesondere erstreckt sich das Gelenkinnenteil durch eine Gelenkkartuschenöffnung hindurch aus der Gelenkkartusche heraus .
Bevorzugt wird die Gelenkkartusche zu dem Gelenk vormontiert. Dazu wird insbesondere das Gelenkinnenteil in die Gelenkkartusche eingebracht und bewegbar in dieser gelagert, bevor die Gelenkkartusche in die Aufnahme eingesetzt und/oder mit dem Strukturbauteil verbunden wird. Somit kann das Gelenk unabhängig von dem Strukturbauteil mit einer hohen Genauigkeit gefertigt werden.
Bevorzugt wird die Gelenkkartusche beschichtet, insbesondere
vorbeschichtet. Dazu wird die Gelenkkartusche mit einer Beschichtung versehen, insbesondere bevor die Gelenkkartusche in die Aufnahme eingesetzt und/oder das Strukturbauteil mit der Gelenkkartusche verbunden wird. Vorzugsweise wird das Strukturbauteil beschichtet, insbesondere vorbeschichtet. Dazu wird das Strukturbauteil mit einer Beschichtung versehen, insbesondere bevor die Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil ausgebildet wird und/oder die Gelenkkartusche in die Aufnahme eingesetzt und/oder das Strukturbauteil mit der Gelenkkartusche verbunden wird. Vorteilhaft sind die Beschichtungen von Gelenkkartusche und
Strukturbauteil unterschiedlich. Insbesondere werden die Gelenkkartusche und das Strukturbauteil unabhängig voneinander mit der Beschichtung versehen. Vorzugsweise werden die Gelenkkartusche und das Strukturbauteil durch unterschiedliche Beschichtungsverfahren beschichtet. Die
Beschichtungen dienen insbesondere zum Schutz der Gelenkkartusche und/oder des Strukturbauteils vor Umwelteinflüssen, wie z.B. vor Schmutz und Feuchtigkeit. Vorzugsweise bilden die Beschichtungen
Schutzbeschichtungen . Bevorzugt wird die Gelenkkartusche beschichtet, bevor sie zu dem Gelenk vormontiert wird.
Das Strukturbauteil wird bevorzugt durch Tauchlackieren, insbesondere durch kathodisches Tauchlackieren beschichtet. Beispielsweise wird das Strukturbauteil mit einem Lack beschichtet, der z.B. ein organisches Material umfasst. Die Gelenkkartusche wird bevorzugt galvanisch
beschichtet. Beispielsweise wird die Gelenkkartusche mit einer Zink- Eisen-Beschichtung versehen.
Bevorzugt wird das an seiner Außenseite vorbeschichtete Strukturbauteil mit der an ihrer Außenseite vorbeschichteten und zu einem Gelenk vormontierten Gelenkkartusche durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren dauerhaft fest verbunden. Da die bereits zu einem Gelenk vormontierte Gelenkkartusche mit dem Strukturbauteil verbunden wird, entfällt das Montieren von Einzelteilen des Gelenks am Strukturbauteil. Hierdurch ist bei der Integration des Gelenks in das Strukturbauteil eine
Toleranzreduzierung gegenüber der DE 603 04 709 T2 erzielbar. Da ferner die Gelenkkartusche mit dem Strukturbauteil durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren verbunden wird, kann auch der Verbindungsvorgang von Gelenkkartusche und Strukturbauteil toleranzarm erfolgen. Hierdurch ist eine höhere Genauigkeit als z.B. durch Einpressen, Anschrauben oder Annieten des Gelenks in bzw. an das Strukturbauteil erzielbar.
Schließlich sind die Gelenkkartusche und das Strukturbauteil bereits vorbeschichtet, sodass auf einfache Weise eine unterschiedliche
Beschichtung von Gelenkkartusche und Strukturbauteil möglich ist, da die Gelenkkartusche und das Strukturbauteil unabhängig voneinander
vorbeschichtet werden können. Auch wird die Handhabung der miteinander zu verbindenden Bauteile vereinfacht, da ein Monteur die Gelenkkartusche und das Strukturbauteil bedenkenlos berühren und anfassen kann, ohne eine anschließende Reinigung dieser Bauteile durchführen zu müssen, die sonst vor einem Beschichtungsvorgang aufgrund von auf die Berührung
zurückzuführenden Verunreinigungen erforderlich wäre.
Das vorbeschichtete Strukturbauteil sowie die vorbeschichtete
Gelenkkartusche werden vorzugsweise für das Stoffschlüssige Fügeverfahren vorbehandelt. Insbesondere werden das vorbeschichtete Strukturbauteil sowie die vorbeschichtete und zu dem Gelenk vormontierte Gelenkkartusche für das Stoffschlüssige Fügeverfahren vorbehandelt. Bevorzugt wird die Vorbeschichtung der Gelenkkartusche, insbesondere der zu dem Gelenk vormontierten Gelenkkartusche vor der Durchführung des Stoffschlüssigen Fügeverfahrens bereichsweise entfernt, sodass ein entschichteter Bereich an der Gelenkkartusche geschaffen wird. Vorzugsweise wird die
Gelenkkartusche mit ihrem entschichteten Bereich durch das
Stoffschlüssige Fügeverfahren mit dem Strukturbauteil verbunden. Das bereichsweise Entfernen der Vorbeschichtung der Gelenkkartusche erfolgt vorzugsweise durch Laserentschichten oder durch ein anderes
Entschichtungsverfahren .
Insbesondere wird die Vorbeschichtung des Strukturbauteils vor der Durchführung des Stoffschlüssigen Fügeverfahrens bereichsweise entfernt, sodass ein entschichteter Bereich an dem Strukturbauteil geschaffen wird. Bevorzugt wird das Strukturbauteil mit seinem entschichteten Bereich durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren mit der Gelenkkartusche
verbunden. Es hat sich gezeigt, dass ein bereichsweises Entschichten der vorbeschichteten Gelenkkartusche und des vorbeschichteten
Strukturbauteils mit einem geringeren Aufwand realisierbar ist, als das Stoffschlüssige Fügen einer unbeschichteten Gelenkkartusche mit einem unbeschichteten Strukturbauteil. Dies liegt daran, dass die
unbeschichteten Bauteile nach dem Verbinden in der Regel gereinigt und beschichtet werden müssen.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird die Gelenkaufnahme an dem vorbeschichteten Strukturbauteil ausgebildet, in welche die
vorbeschichtete und zu dem Gelenk vormontierte Gelenkkartusche eingesetzt wird. Insbesondere wird an dem vorbeschichteten Strukturbauteil die Gelenkaufnahme ausgebildet, in welche die vorbeschichtete und zu dem Gelenk vormontierte Gelenkkartusche vor der Durchführung des
Stoffschlüssigen Fügeverfahrens eingesetzt wird. Das bereichsweise
Entfernen der Vorbeschichtung des Strukturbauteils erfolgt vorzugsweise während des Ausbildens der Gelenkaufnahme.
Bevorzugt erfolgt das Ausbilden der Gelenkaufnahme durch Strahlschneiden, insbesondere durch Laserstrahlschmelzschneiden. Da Strahlschneiden sehr toleranzarm durchgeführt werden kann, erfolgt die Ausbildung und
Positionierung der Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil mit hoher
Genauigkeit .
Bevorzugt wird die Gelenkkartusche in einer axialen Richtung in die Gelenkaufnahme eingesetzt. Die Gelenkaufnahme wird vorzugsweise mit einer runden, einer unrunden, einer viereckigen, einer rechteckigen oder einer polygonen Umfangskontur ausgebildet. Bei dieser Kontur handelt es sich insbesondere um eine Innenumfangskontur , welche die Gelenkkartusche nach ihrem Einsetzen in die Gelenkaufnahme umgibt. Die Umfangskontur der Gelenkaufnahme wird bevorzugt an die Außenumfangskontur der
Gelenkkartusche angepasst. Somit wird auch die Gelenkkartusche bevorzugt mit einer runden, einer unrunden, einer viereckigen, einer rechteckigen oder einer polygonen Umfangskontur ausgebildet. Durch Ausbilden einer unrunden, mehreckigen oder polygonen Umfangskontur ist zusätzlich zu der Stoffschlüssigen Verbindung eine formschlüssige Verdrehsicherung realisierbar. Auch kann durch eine mehreckige oder polygone Umfangskontur eine Drehlage der Gelenkkartusche bezüglich der axialen Richtung vorgegeben werden. Eine runde Umfangskontur bildet hingegen den Vorteil, dass der Monteur die Gelenkkartusche mit einer beliebigen Drehlage bezüglich der axialen Richtung in die Gelenkaufnahme einsetzen kann. Bevorzugt ist die durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren gebildete Verbindung zwischen der Gelenkkartusche und dem Strukturbauteil stark genug, um eine ausreichende Verdrehsicherung bilden zu können.
Die Gelenkaufnahme umfasst bevorzugt eine Ausnehmung, in welche die Gelenkkartusche eingesetzt wird. Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung umfasst oder bildet die Gelenkaufnahme ein sich durch das Strukturbauteil hindurch erstreckendes Loch, in welches die Gelenkkartusche eingesetzt wird. Die Ausnehmung der Gelenkaufnahme wird insbesondere durch das Loch gebildet. Vorzugsweise erstreckt sich das Loch in axialer Richtung durch das Strukturbauteil hindurch. Das durchgehende Loch kann auf einfache Weise mit dem zuvor genannten Strahlschneidverfahren und daher mit einer hohen Genauigkeit ausgebildet werden.
Die Gelenkkartusche weist bevorzugt eine radiale Schulter auf, mit welcher die Gelenkkartusche beim Einsetzen in die Gelenkaufnahme in axialer Richtung an das Strukturbauteil angelegt wird. Die Schulter liegt dabei insbesondere an einem Rand der Gelenkaufnahme an. Vorzugsweise weist die Schulter in radialer Richtung eine größere Erstreckung als die Gelenkaufnahme oder das Loch auf. Das Anlegen der Schulter an das
Strukturbauteil bildet eine Positionierungshilfe beim Einsetzen der Gelenkkartusche in die Gelenkaufnahme in axialer Richtung. Die Schulter ist insbesondere eine Außenschulter. Vorzugsweise ist die Schulter eine umlaufende Schulter. Bevorzugt weist die Gelenkkartusche an ihrer
Außenumfangsflache einen umlaufenden Bund auf, an dem die Schulter ausgebildet ist. Der Ausdruck „radial" kennzeichnet insbesondere eine beliebige, senkrecht zur axialen Richtung verlaufende Richtung.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung ist die Außenumfangsfläche der Gelenkkartusche zumindest bereichsweise in axialer Richtung sich verjüngend ausgebildet. Beispielsweise ist die Außenumfangsfläche zumindest bereichsweise in axialer Richtung konisch ausgebildet. Die sich verjüngende oder konische Ausgestaltung der Außenumfangsfläche der Gelenkkartusche wird bevorzugt zur Zentrierung der Gelenkkartusche während des Einsetzens derselben in die Gelenkaufnahme genutzt. Somit können z.B. mögliche Toleranzen im Durchmesser der Gelenkaufnahme ausgeglichen werden.
Das Gelenk ist oder bildet insbesondere ein Kugelgelenk. Bevorzugt bildet das Gelenkinnenteil einen eine Gelenkkugel aufweisenden Kugelzapfen, der mit seiner Gelenkkugel in die Gelenkkartusche eingebracht und in dieser bewegbar gelagert wird, vorzugsweise bevor das Strukturbauteil mit der Gelenkkartusche verbunden wird. Dabei wird der Kugelzapfen mit seiner Gelenkkugel insbesondere drehbar und/oder schwenkbar in der
Gelenkkartusche gelagert. Bevorzugt erstreckt sich der Kugelzapfen durch die Gelenkkartuschenöffnung hindurch aus der Gelenkkartusche heraus.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird der Kugelzapfen in einer Lagerschale gleitbeweglich gelagert, die in die Gelenkkartusche
eingebracht wird und vorzugsweise aus Kunststoff besteht.
Die Wandung der Gelenkkartusche im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung wird bevorzugt in Richtung auf den Kugelzapfen zu umgeformt, insbesondere umgebogen. In diesem Fall ist der umzuformende Bereich der Wandung vorzugsweise frei von der Vorbeschichtung der Gelenkkartusche, da andernfalls die Vorbeschichtung in diesem Bereich abplatzen könnte. Gemäß einer Alternative kann die Wandung der Gelenkkartusche im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung aber auch in Richtung auf den Kugelzapfen zu vorgeformt sein. Gemäß einer anderen Alternative kann die
Gelenkartuschenöffnung auch mit einem Verschlussring abgedeckt oder zumindest teilweise abgedeckt werden, der an der Gelenkkartusche befestigt wird und durch welchen hindurch sich der Kugelzapfen erstreckt. Durch das Umformen der Wandung der Gelenkkartusche im Bereich der
Gelenkkartuschenöffnung sind allerdings geringere Toleranzen als mit einem Verschlussring erzielbar, da kein zusätzliches Bauteil erforderlich ist. Der Verschlussring oder der vorgeformte oder umgeformte Bereich der Wandung überdeckt die Gelenkkugel bevorzugt in axialer Richtung, sodass der Kugelzapfen in axialer Richtung an der Gelenkkartusche gesichert wird und insbesondere nicht aus dieser ausgezogen werden kann. Das Umformen der Wandung der Gelenkkartusche im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung oder das Befestigen des Verschlussrings an der Gelenkkartusche erfolgt vorzugsweise vor dem Verbinden des Strukturbauteils mit der
Gelenkkartusche . Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung wird der Kugelzapfen in die Gelenkkartusche durch die Gelenkkartuschenöffnung eingebracht,
insbesondere bevor die Wandung der Gelenkkartusche im Bereich der
Gelenkkartuschenöffnung in Richtung auf den Kugelzapfen zu umgeformt oder der Verschlussring an der Gelenkkartusche befestigt wird.
Gemäß einer anderen Ausgestaltung der Erfindung weist die Gelenkkartusche eine der Gelenkkartuschenöffnung gegenüberliegende Montageöffnung auf, durch die der Kugelzapfen in die Gelenkkartusche eingebracht wird. Dies ist insbesondere der Fall, wenn die Wandung der Gelenkkartusche im
Bereich der Gelenkkartuschenöffnung in Richtung auf den Kugelzapfen zu vorgeformt ist. Nach dem Einbringen des Kugelzapfens in die
Gelenkkartusche wird die Montageöffnung bevorzugt mit einem Gehäusedeckel verschlossen, insbesondere bevor das Strukturbauteil mit der
Gelenkkartusche verbunden wird.
Der durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren gebildete Verbindungsbereich, insbesondere der durch das Schweißen gebildete Schweißbereich wird vorzugsweise durch einen Dichtungsbalg abgedeckt. Dies bietet den
Vorteil, dass der Verbindungsbereich oder Schweißbereich zum Schutz vor Umwelteinflüssen nicht durch eine Beschichtung geschützt werden muss, sodass das Aufbringen einer solchen Beschichtung eingespart werden kann. Bei dem Dichtungsbalg handelt es sich vorzugsweise um einen Dichtungsbalg des Gelenks, der insbesondere die Gelenkkartuschenöffnung abdichtet.
Vorzugsweise erstreckt sich das Gelenkinnenteil durch den Dichtungsbalg hindurch, der insbesondere sowohl an dem Gelenkinnenteil als auch an der Gelenkkartusche und/oder an dem Strukturbauteil dichtend angelegt wird. Der Dichtungsbalg besteht bevorzugt aus einem flexiblen Material.
Vorzugsweise besteht der Dichtungsbalg aus Elastomerwerkstoff,
insbesondere aus Gummi.
Das Strukturbauteil besteht bevorzugt aus Metall. Ferner besteht die Gelenkkartusche bevorzugt aus Metall.
Gemäß einer Weiterbildung der Erfindung wird an dem Strukturbauteil wenigstens eine zusätzliche Gelenkaufnahme ausgebildet, wobei ein zusätzliches Gelenk in die zusätzliche Gelenkaufnahme eingesetzt und mit dem Strukturbauteil fest verbunden wird. Vorzugsweise werden das Gelenk und/oder das eine andere Gelenk oder die anderen Gelenke fest mit dem Strukturbauteil verbunden, bevor die zusätzliche Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil ausgebildet wird. Insbesondere wird der Ort, an dem die zusätzliche Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil ausgebildet wird, in Abhängigkeit von der Position des fest mit dem Strukturbauteil
verbundenen Gelenks und/oder in Abhängigkeit von der oder den Positionen des oder der mit dem Strukturbauteil fest verbundenen anderen Gelenke bestimmt. Somit können mehrere Gelenkaufnahmen mit einer hohen
Genauigkeit an dem Strukturbauteil positioniert werden.
Die zusätzliche Gelenkaufnahme kann auf die gleiche Art und Weise wie die Gelenkaufnahme ausgebildet werden. Insbesondere umfasst oder bildet die zusätzliche Gelenkaufnahme ein sich durch das Strukturbauteil hindurch erstreckendes Loch, in welches das zusätzliche Gelenk eingesetzt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer bevorzugten Ausführungsform unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines Fahrwerkbauteils gemäß einer Ausführungsform der Erfindung,
Fig. 2 eine Draufsicht auf das aus Fig. 1 ersichtliche
Strukturbauteil vor der Montage des Kugelgelenks,
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung des Kugelgelenks nach
Fig. 1,
Fig. 4 das Kugelgelenk nach Fig. 3 in einem in eine Gelenkaufnahme des Strukturbauteils nach Fig. 1 eingesetzten Zustand,
Fig. 5 eine teilweise Schnittdarstellung des in die Gelenkaufnahme eingesetzten Kugelgelenks entlang der aus Fig. 4
ersichtlichen Schnittlinie D-D,
Fig. 6 eine Schnittansicht des Kugelgelenks entlang der aus Fig. 4 ersichtlichen Schnittlinie D-D nach dem Ausbilden einer Schweißnaht ,
Fig. 7 eine Schnittansicht des Kugelgelenks entlang der aus Fig. 1 ersichtlichen Schnittlinie E-E, Fig. 8 eine teilweise Schnittdarstellung des in die Gelenkaufnahme eingesetzten Kugelgelenks entlang der aus Fig. 4
ersichtlichen Schnittlinie D-D, wobei das Kugelgelenk zusätzlich in einem lediglich teilweise in die
Gelenkaufnahme eingesetzten Zustand ersichtlich ist,
Fig. 9 eine Schnittansicht eines modifizierten Kugelgelenks im lediglich teilweise in die Gelenkaufnahme eingesetzten
Zustand und
Fig. 10 eine Schnittansicht des Kugelgelenks nach Fig. 9 in einem in die Gelenkaufnahme eingesetzten Zustand.
Aus den Fig. 1 bis 7 sind unterschiedliche Ansichten und Teilansichten eines als Dreipunktlenker ausgebildeten Fahrwerkbauteils 1 gemäß einer Ausführungsform der Erfindung ersichtlich, wobei ein Kugelgelenk 2 in ein Strukturbauteil 3 integriert ist. Das Strukturbauteil 3 ist mit zwei Gummilagern 27 und 28 fest verbunden, die vorzugsweise zur Anlenkung des Fahrwerkbauteils 1 an einen Fahrzeugaufbau eines Kraftfahrzeugs dienen. Das Kugelgelenk 2 dient vorzugsweise zur Anlenkung des Fahrwerkbauteils 1 an einen Radträger.
Das Kugelgelenk 2 umfasst eine als Gelenkgehäuse dienende Gelenkkartusche 5 (siehe Fig. 3), in der ein Kugelzapfen 6 drehbar und schwenkbar gelagert ist. Der Kugelzapfen 6 erstreckt sich durch eine
Gelenkkartuschenöffnung 7 aus der Gelenkkartusche 5 heraus, wobei die Gelenkkartuschenöffnung 7 mittels eines Dichtungsbalgs 8 abgedichtet ist, durch welchen sich der Kugelzapfen 6 hindurch erstreckt. Die
Längsmittelachse 9 des Kugelgelenks 2 verläuft in einer axialen Richtung 10, wobei eine Schnittansicht des Fahrwerkbauteils 1 entlang der
Längsmittelachse 9 in Fig. 7 gezeigt ist.
Der Kugelzapfen 6 umfasst eine Gelenkkugel 11, die ein axiales Ende des Kugelzapfens 6 bildet und in einer Lagerschale 12 gleitbeweglich gelagert ist, die vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Die Lagerschale 12 sitzt zusammen mit der Gelenkkugel 11 in einem Innenraum 13 der Gelenkkartusche 5 und ist in dieser gegenüber einer Verdrehung um die Längsmittelachse 9 gesichert. Ferner ist die den Innenraum 13 begrenzende Wandung 14 der Gelenkkartusche 5 im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung 7 in Richtung auf den Kugelzapfen 6 zu umgeformt. Die Wandung 14 überdeckt somit im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung 7 die Lagerschale 12 und die
Gelenkkugel 11 in axialer Richtung 10, sodass der Kugelzapfen 6 und die Lagerschale 12 in axialer Richtung 10 in der Gelenkkartusche 5 gesichert sind. Auf ihrer der Gelenkkartuschenöffnung 7 abgewandten Seite liegt die Lagerschale 12 an der Wandung 14 an.
Die Gelenkkartusche 5 sitzt in einer Gelenkaufnahme 15, die als sich durch das Strukturbauteil 3 in axialer Richtung 10 hindurch erstreckendes Loch ausgebildet ist. Die Gelenkkartusche 5 umfasst einen umlaufenden, radialen Bund 16, der eine radiale Außenschulter 17 (siehe Fig. 5) definiert, mittels welcher die Gelenkkartusche 5 in axialer Richtung 10 an dem Strukturbauteil 3 anliegt. Der Bund 16 sichert somit die
Gelenkkartusche 5 in axialer Richtung 10 an dem Strukturbauteil 3. Ferner ist die Gelenkkartusche 5 mit dem Strukturbauteil 3 verschweißt, wobei die zugehörige Schweißnaht mit dem Bezugszeichen 18 gekennzeichnet ist. Die Schweißnaht 18 ist vorzugsweise umlaufend ausgebildet. Eine
umlaufende Ausbildung der Schweißnaht um 360° kann erfolgen, ist aber nicht zwingend erforderlich.
Der die Gelenkkartusche 5 umringende Dichtungsbalg 8 liegt mit einem axialen Endbereich sowohl an der Gelenkkartusche 5 als auch an dem
Strukturbauteil 3 dichtend an und deckt dabei die Schweißnaht 18 ab.
Ferner liegt der den Kugelzapfen 6 umringende Dichtungsbalg 8 mit einem anderen axialen Endbereich dichtend an dem Kugelzapfen 6 an. Der
Verbindungsbereich von Kugelgelenk 2 und Strukturbauteil 3 ist somit vor Umwelteinflüssen geschützt. Das Strukturbauteil 3 liegt mit seiner die Gelenkaufnahme 15 begrenzenden Umfangskontur (Lochwand) 19 (siehe Fig. 5) radial an der Gelenkkartusche 5 an, sodass radial wirkende Kräfte optimal von dem Kugelgelenk 2 auf das Strukturbauteil 3 und umgekehrt übertragen werden können.
Nachfolgend wird das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen des Fahrwerkbauteils 1 beschrieben. Zunächst werden das Strukturbauteil 3 und das Kugelgelenk 2 unabhängig voneinander gefertigt, welches in
Einzeldarstellung aus Fig. 3 ersichtlich ist. Lediglich der Dichtungsbalg 8 ist noch nicht auf das Kugelgelenk 2 aufgebracht. Danach wird das Kugelgelenk 2 in axialer Richtung 10 mit dem Kugelzapfen 6 voran in die Gelenkaufnahme 15 eingesetzt, bis der Bund 16 mit der Schulter 17 in axialer Richtung 10 an dem Strukturbauteil 3 anliegt. Dieser Zustand ist aus den Fig. 4 und 5 ersichtlich, welche das in die Gelenkaufnahme 15 eingesetzte Kugelgelenk 2 vor dem Verschweißen der Gelenkkartusche 5 mit dem Strukturbauteil 3 zeigen. Fig. 5 zeigt dabei eine teilweise
Schnittansicht durch das Kugelgelenk 2 entlang der Längsmittelachse 9.
Während des Einsetzens des Kugelgelenks 2 in die Gelenkaufnahme 15 des Strukturbauteils 3 wird die Gelenkkartusche 5 vorzugsweise durch den umgebogenen Bereich der Wandung 14 radial zentriert. Diese Zentrierung ist schematisch aus Fig. 8 ersichtlich, die einen Schnitt durch das Kugelgelenk 2 entlang der Längsmittelachse 9 zeigt. Da der umgeformte Bereich der Wandung 14 im Bereich der Gelenkkartuschenöffnung 7 zu einem sich in axialer Richtung 10 verjüngenden Bereich der Außenumfangsfläche 20 der Gelenkkartusche 5 führt und die Gelenkkartusche 5 mit ihrem die Gelenkkartuschenöffnung 7 begrenzenden Bereich der Wandung 14 voran in die Gelenkaufnahme 15 des Strukturbauteils 3 eingeführt wird, erfolgt durch Wechselwirkung der Umfangskontur 19 mit der Außenumfangsfläche 20 eine radiale Zentrierung der Gelenkkartusche 5. In Fig. 8 ist das
Strukturbauteil 3 zweimal dargestellt. In einem ersten Zustand I ist die Gelenkkartusche 5 mit ihrem sich verjüngenden Bereich der
Außenumfangsfläche 20 in der Gelenkaufnahme 15 positioniert. Durch weiteres Einschieben der Gelenkkartusche 5 in die Gelenkaufnahme 15 in axialer Richtung 10 tritt die Wechselwirkung zwischen der Umfangskontur 19 und der Außenumfangsfläche 20 auf, bis die Gelenkkartusche 5 radial in der Gelenkaufnahme 15 zentriert ist. Die Gelenkkartusche 5 wird solange in die Gelenkaufnahme 15 in axialer Richtung 10 eingeschoben, bis die Schulter 17 das Bunds 16 an dem Strukturbauteil 3 anliegt. Dieser Zustand ist mit II gekennzeichnet. Um die radiale Zentrierung zu verbessern, kann zusätzlich die Außenumfangsfläche 20 der Gelenkkartusche 5 in axialer Richtung 10 bereichsweise konisch ausgebildet werden, was aus den Fig. 9 und 10 ersichtlich ist, die eine modifizierte Ausgestaltung der
Gelenkkartusche 5 zeigen. Gemäß der modifizierten Ausgestaltung umfasst die Außenumfangsfläche 20 einen in axialer Richtung 10 konisch
verlaufenden Bereich 21, der mit der Umfangskontur 19 während des
Einsetzens der Gelenkkartusche 5 in die Gelenkaufnahme 15 zur Anlage gebracht wird. Hierdurch erfolgt eine axiale Sicherung der
Gelenkkartusche 5 an dem Strukturbauteil 3, sodass gemäß der
modifizierten Ausgestaltung auf den radialen Bund 16 mit der Schulter 17 verzichtet werden kann. Fig. 9 zeigt dabei einen Zustand, in dem die Gelenkkartusche 5 lediglich teilweise in die Gelenkaufnahme 15 eingesetzt ist, wohingegen Fig. 10 einen Zustand zeigt, in dem die Gelenkkartusche 5 vollständig in die Gelenkaufnahme 15 eingesetzt ist.
Nachdem die Gelenkkartusche 5 vollständig in die Gelenkaufnahme 15 des Strukturbauteils 3 eingesetzt ist, wird durch Laserstrahlschweißen die Schweißnaht 18 ausgebildet (siehe Fig. 6) und danach der Dichtungsbalg 8 auf das Kugelgelenk 2 aufgebracht.
Das Strukturbauteil 3 und die Gelenkkartusche 5 sind vor dem Verschweißen des Strukturbauteils 3 mit der Gelenkkartusche 5 an ihrer Außenseite jeweils mit einer Beschichtung 22 bzw. 23 versehen, wobei die
Beschichtung 23 in einem Bereich 24 durch Laserentschichten wieder entfernt wird, bevor die Gelenkkartusche 5 mit dem Strukturbauteil 3 verschweißt wird. Die Beschichtung 23 wird noch vor dem Einsetzen des Kugelzapfens 6 in die Gelenkkartusche 5 auf deren Außenseite aufgebracht, wobei allerdings ein die Gelenkkartuschenöffnung 7 umringender axialer Endbereich 25 der Gelenkkartusche 5 nicht mit der Beschichtung 23 versehen wird. Da der Endbereich 25 nach dem Einsetzen der Lagerschale 12 und der Gelenkkugel 11 umgeformt wird, könnte eine Beschichtung in dem Bereich 25 während des Umformens abplatzen. Ferner wird die Beschichtung 22 auf das Strukturbauteil 3 aufgebracht, bevor die Gelenkaufnahme 15 ausgebildet wird. Nach dem Aufbringen der Beschichtung 22 auf das
Strukturbauteil 3 wird die Gelenkaufnahme 15 durch Laserstrahlschneiden in dem Strukturbauteil 3 ausgebildet, wodurch gleichzeitig die
Beschichtung 22 in einem die Gelenkaufnahme 15 umringenden Randbereich 26 des Strukturbauteils 3 entfernt wird. Die so vorbereiteten Bauteile 2 und 3 können nun, wie oben beschrieben, ineinander gesteckt werden, wonach die entschichteten Bereiche 24 und 26 durch das Laserstrahlschweißen unter Ausbildung der Schweißnaht 18 fest miteinander verbunden werden. Nach dem Aufsetzen des Dichtungsbalgs 8 sind die Schweißnaht 18, die noch verbleibenden Teile der Bereiche 24 und 26 sowie der Endbereich 25 durch den Dichtungsbalg 8 gegenüber Umwelteinflüssen geschützt.
Aus Fig. 2 ist eine Draufsicht auf das Strukturbauteil 3 ersichtlich, wobei die Lager 27 und 28 bereits fest mit dem Strukturbauteil 3 verbunden sind. Erfindungsgemäß erfolgt das Ausbilden der Gelenkaufnahme 15 erst nach dem Verbinden des Strukturbauteils 3 mit den Lagern 27 und 28. Dabei wird der Ort 29, an dem die Gelenkaufnahme 15 ausgebildet wird, in Abhängigkeit von den Positionen 30 und 31 der bereits mit dem
Strukturbauteil 3 fest verbundenen Gummilager 27 und 28 bestimmt. Die Positionen 30 und 31 der Gummilager 27 und 28 werden insbesondere durch deren Kinematikpunkte repräsentiert. Ferner repräsentiert der Ort 29 vorzugsweise die Lage des Kinematikpunkts des Kugelgelenks 2 in dem mit dem Strukturbauteil 3 fest verbundenen Zustand. Insbesondere
charakterisiert der Ort 29 den Mittelpunkt der Gelenkaufnahme 15. Nachdem der Ort 29 bestimmt worden ist, wird durch Laserstrahlschneiden die Gelenkaufnahme 15 in das Strukturbauteil 3 eingeschnitten, wobei gleichzeitig die Oberflächenbeschichtung 22 des Strukturbauteils 3 in dem die Gelenkaufnahme umringenden Bereich 26 entfernt wird.
Bezugs zeichenliste Fahrwerkbauteil
Kugelgelenk
Strukturbauteil Gelenkkartusche
Kugelzapfen
Gelenkkartuschenöffnung
Dichtungsbalg
Längsmittelachse des Kugelgelenks
axiale Richtung
Gelenkkugel des Kugelzapfens
Lagerschale
Innenraum der Gelenkkartusche
Wandung der Gelenkkartusche
Gelenkaufnahme
umlaufender Bund der Gelenkkartusche
radiale Schulter
Schweißnaht
Umfangskontur der Gelenkaufnahme
Außenumfangsfläche der Gelenkkartusche
konischer Bereich der Außenumfangsfläche der Gelenkkartusche Oberflächenbeschichtung des Strukturbauteils
Oberflächenbeschichtung der Gelenkkartusche
entschichteter Bereich der Gelenkkartusche
axialer Endbereich der Gelenkkartusche
entschichteter Bereich des Strukturbauteils
Gummilager
Gummilager
Ort der Gelenkaufnahme
Position des Gummilagers
Position des Gummilagers

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Fahrwerkbauteils, wobei
- an einem Strukturbauteil (3) eine Gelenkaufnahme (15) ausgebildet wird,
- eine Gelenkkartusche (5) in die Gelenkaufnahme (15) eingesetzt wird,
- das Strukturbauteil (3) mit der Gelenkkartusche (5) fest verbunden wird,
- die Gelenkkartusche (5) zu einem Gelenk (2) montiert wird,
- ein oder mehrere andere Gelenke (27, 28) mit dem Strukturbauteil (3) fest verbunden werden,
dadurch gekennzeichnet, dass
- das eine andere Gelenk oder die anderen Gelenke (27, 28) fest mit dem Strukturbauteil (3) verbunden werden, bevor die Gelenkaufnahme (15) an dem Strukturbauteil (3) ausgebildet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ort (29), an dem die Gelenkaufnahme (15) am Strukturbauteil (3) ausgebildet wird, in Abhängigkeit von der oder den Positionen (30, 31) des oder der mit dem Strukturbauteil (3) fest verbundenen anderen Gelenke (27, 28) bestimmt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturbauteil (3) mit der Gelenkkartusche (5) durch ein
Stoffschlüssiges Fügeverfahren, insbesondere durch Schweißen dauerhaft fest verbunden wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass der durch das Stoffschlüssige Fügeverfahren gebildete Verbindungsbereich (18) durch einen Dichtungsbalg (8) des Gelenks (2) abgedeckt wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Strukturbauteil (3) und die Gelenkkartusche (5) jeweils an ihrer Außenseite beschichtet werden, bevor das Strukturbauteil (3) mit der Gelenkkartusche (5) fest verbunden wird.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkkartusche (5) zu dem Gelenk (2) montiert wird, indem ein Gelenkinnenteil in die Gelenkkartusche (5) eingebracht und bewegbar in dieser gelagert wird, wobei sich das Gelenkinnenteil aus der
Gelenkkartusche (5) heraus erstreckt.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkkartusche (5) zu dem Gelenk (2) montiert wird, bevor die Gelenkkartusche (5) in die Gelenkaufnahme (15) eingesetzt und/oder mit dem Strukturbauteil (3) fest verbunden wird.
8. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das Ausbilden der Gelenkaufnahme (15) durch Strahlschneiden, insbesondere durch Laserstrahlschmelzschneiden erfolgt.
9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkaufnahme (15) mit einer runden Umfangskontur ausgebildet wird.
10. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkkartusche (5) in die Gelenkaufnahme (15) in einer axialen Richtung (10) eingesetzt wird.
11. Verfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkaufnahme (15) ein sich durch das Strukturbauteil (3) axial hindurch erstreckendes Loch umfasst oder durch dieses gebildet ist.
12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Gelenkkartusche (5) eine radiale Schulter (17) aufweist, mit welcher die Gelenkkartusche (5) beim Einsetzen in die Gelenkaufnahme (15) axial an das Strukturbauteil (3) angelegt wird.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, dass
die Außenumfangsflache (20) der Gelenkkartusche (5) zumindest
bereichsweise in axialer Richtung (10) sich verjüngend ausgebildet wird.
14. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, das
das Gelenk (2) ein Kugelgelenk ist oder bildet.
15. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
gekennzeichnet durch
einen eine Gelenkkugel (11) aufweisenden Kugelzapfen (6), der mit seiner Gelenkkugel (11) vor dem Verbinden der Gelenkkartusche (5) mit dem Strukturbauteil (3) in die Gelenkkartusche (5) eingebracht wird, sodass der Kugelzapfen (6) mit der Gelenkkugel (11) bewegbar in der
Gelenkkartusche (5) gelagert wird und sich aus dieser durch eine
Gelenkkartuschenöffnung (7) hindurch hinaus erstreckt.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
das oder die anderen Gelenke (27, 28) ein oder wenigstens ein Gummilager umfassen oder bilden.
17. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass
- an dem Strukturbauteil (3) wenigstens eine zusätzliche Gelenkaufnahme ausgebildet wird,
- ein zusätzliches Gelenk in die zusätzliche Gelenkaufnahme eingesetzt und mit dem Strukturbauteil (3) fest verbunden wird.
18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass
das Gelenk (2) und/oder das eine andere Gelenk oder die anderen Gelenke (27, 28) fest mit dem Strukturbauteil (3) verbunden werden, bevor die zusätzliche Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil (3) ausgebildet wird.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18,
dadurch gekennzeichnet, dass
der Ort, an dem die zusätzliche Gelenkaufnahme an dem Strukturbauteil (3) ausgebildet wird, in Abhängigkeit von der Position des fest mit dem Strukturbauteil (3) verbundenen Gelenks (2) und/oder in Abhängigkeit von der oder den Positionen (30, 31) des oder der mit dem Strukturbauteil (3) fest verbundenen anderen Gelenke (27, 28) bestimmt wird.
PCT/EP2011/066705 2010-10-28 2011-09-27 Verfahren zur herstellung eines fahrwerkbauteils WO2012055659A1 (de)

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DE102010043038.2 2010-10-28
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