DE3200277A1

DE3200277A1 - Verfahren zum herstellen eines kreuzgelenkelements

Info

Publication number: DE3200277A1
Application number: DE19823200277
Authority: DE
Inventors: Kenji Yokohama Kanagawa Katanaga; Koji Sagamihara Kanagawa Nakano
Original assignee: Aida Engineering Ltd
Current assignee: Aida Engineering Ltd
Priority date: 1981-05-27
Filing date: 1982-01-07
Publication date: 1982-12-16
Also published as: IT1150130B; FR2506638B1; US4433465A; DE3200277C3; GB2098888A; FR2506638A1; GB2098888B; DE3200277C2; JPS57195544A; IT8219221A0

Description

-3-Verfahren zum Herstellen eines Kreuzqelenkelements

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen eines Galenkelements für ein Kreuzgelenk durch Kaltschmieden, und speziell auf ein Verfahren zum Formen einer zylindrischen Buchse aus einem Blech, die eine Welle mit einem Gabelstück verbindet, an dem das Gelenkkreuz eines Kreuzgelenkes gelagert ist.

Es ist bekannt, ein Kreuzgelenkelement aus einem Metallrohling herzustellen, indem dieser verschiedenen Verarbeitungsstufen unterzogen wird. Die auf diese Weise geformte zylindrische Buchse ist auf ihrer Innenseite mit Keilnuten versehen, um sie mit einer Welle zu verbinden, deren Süßeres entpsrechend längslaufende Rippen aufweist. Eine zylindrische Buchse wird aus einem Rohling in der Weise hergestellt, daß beide Kanten des Rohlings von dem zylindrischen Abschnitt wie eine Rippe wegstehen und mit einer Schraube zusammengeklemmt werden, um den Zylinder in seiner Form aufrechtzuerhalten. Diese Kantenteile des Rohlings sind vor dem Biegen des zylindrischen Teiles nach hinten gebogen worden, so daß sich der vom Zylinder wegstehende Abschnitt in seiner Dicke verdoppelt, womit eine Verstärkung erzielt wird. Die gefalteten Kanten sind abgestumpft, so daß die Innenseite des Zylinders vollständig mit I^ngslaufenden Keilnuten versehen werden kann (s. Fig. ).

Es ist jedoch gemäß der erläuterten konventionellen Verfahrensweise notwendig, die Kanten des Rohlings, die nach innen in den Zylinder gefaltet werden, abzuschrägen, damit sich im Querschnitt ein vollständiger Kreis ergibt (Fig. 9A). Es würde sonst das Nutfräsen innerhalb des Zylinders nicht durchgeführt werden und die Festigkeit des Materials würde leiden.

Die Konfiguration des durch Preßstanzen hergestellten Teiles wäre normalerweise derart, daß Gußrippen am Oberteil der Schärebene, eine Bruchebene unterhalb jener Rippe und eine noch weiter nach unten vorstehende Rippe ausgebildet würden. Jene Bruchebene weist eine rauhe Oberfläche und feine Risse auf. Wenn man ein solches Teil lange Zeit unter konstanter Belastung, beispielsweise in einem Kreuzgelenk, einsetzt, dann weitet sich der Abschnitt mit den feinen Rissen auf und verursacht unerwarteten Bruch oder Schaden. Da andererseits Kreuzgelenke in Kraftfahrzeugen Bauelemente sind, die auf die Verkehrssicherheit des Fahrzeugs Einfluß haben, kann man es nicht zulassen, daß Kreuzgelenke im Gebrauch brechen.

Die Gabelstücke, die integral mit der zylindrischen Buchse ausgebildet sind, stehen einander diametral gegenüber, da sie ein Gelenkkreuz axial halten sollen. Der Zwischenraum zwischen den Armen der Gabel eines fertigen Produktes ist ungefähr drei- bis viermal größer als der Zwischenraum zwischen den Gabelstücken beim Rohling. Die Gabelstücke würden daher an ihrem Fuß der meisten Ausdehnung unterzogen, wenn der Rohling aufgebogen wird, um das Kreuzgelenkelement zu bilden. Es würden feine Risse in der Schnittfläche zurückbleiben, wenn der Rohling zum Endprodukt geschmiedet wird.

Es ist daher notwendig, alle Werkstücke einzeln zu prüfen, und defekte Teile auszuscheiden, damit nicht insgesamt fehlerhafte Erzeugnisse ausgeliefert werden können. Dies ist jedoch ein mühsamer Vorgang und da es schwierig ist, die Ausbildung der erwähnten Haarrisse an der Basis der Gabelstücke bei der konventionellen Verfahrensweise zu vermeiden, ist die Ausschußrate relativ hoch.

Es ist allgemein Praxis geworden, einen Abstand von ungefähr 1,5-facher Materialstärke am Rand in Zuführungsrichtung des von

einer Rolle abgewickelten Bandmaterials beim Stanzen der Rohlinge vorzusehen. Dieser Abstand beim Stanzen bringt eine Beeinträchtigung der Materialausnutzung mit sich.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein wirksameres Verfahren zur Herstellung von Kreuzgelenkelementen anzugeben. Gemäß der vorliegenden Erfindung wird die zylindrische Buchse in der Weise druckgeformt, daß ihre Kanten im Querschnitt geneigte Seiten aufweisen, und daß die Breite des Rohlings vor dem weiteren Verarbeiten gegenüber der Originalgröße des Rohlings vergrößert wird. Auf diese Weise erhält man eine bessere Materialausnutzung als bei einem Rohling geringerer Breite. Da die geneigten Seiten der Kanten integral mit der zylindrischen Hülse ausgebildet werden, ist es nicht notwendig, die Kanten abzuschrägen und die Buchse kann direkt der Nutenfräsung zugeführt werden, womit ein Arbeitsgang eingespart wird.

Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, ein Herstellungsverfahren für Kreuzgelenkelemente anzugeben, das fehlerhafte Produkte ausschließt und die Materialausnutzung radikal steigert. Der Gabelfuß des aus einem Bandmaterial ausgestanzten Rohlings wird gepreßt, um während des Ausstanzens in der Schnittebene entstandene feine Risse zu reparieren, bevor die Gabelstücke gebogen werden, damit keine Risse im Endprodukt zuru, ..bleiben.

Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung lirgt darin, daß durch Ausbilden der schrägen Seiten an den Kanten eines Rohlings und durch Pressen des Fußteils der Gabelteile vor dem Verarbeiten der anderen Teile Rippen usw., die während des Stanzens an dem Rohling ausgebildet werden und die daran verbleiben, das Endprodukt nicht beeinflussen. Als Folge davon ist es nicht nötig, beim Ausstanzen an den Seiten oder in Zuführrichtung des Bandmaterials Abstand zwischen bzw. zu den

Rohlingen zu halten. Es ergibt sich hierdurch eine Materialeinsparung.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Rohling, der nach der vorliegenden Erfindung verarbeitet werden soll;

Fig. 2 verschiedene Schnitte durch die Kanten eines Rohlings, der zum fertigen Produkt gebogen werden soll, wobei mit I jeweils der Zustand vor der Bearbeitung und mit II der Zustand nach der Bearbeitung dargestellt ist;

Fig. 31 einen Schnitt durch einen Rohling im Halsbereich der Gabelung vor dem Bearbeiten und Fig. 311 dieselbe Stelle nach dem Bearbeiten;

Fig. k eine perspektivische Darstellung eines Kreuzgelenkelements nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 51 bis Fig. 5IV perspektivische Darstellungen der verschiedenen Uerfahrensschritte nach der vorliegenden Erfindung;

Fig. 6 bis 8 den Ausstanz Vorgang von Rohlingen aus bandförmigem Material, und zwar in Einzelreihe, in Zick-Zack-Reihe· und in Doppelreihen, und

Fig. 9A und 9B Vorderseiten einer Buchse nach der Erfindung und nach dem Stand der Technik.

In Fig. 1 erkennt man einen Rohling 1, der aus einem durchgehenden Blechstreifen ausgestanzt worden ist. Der Rohling 1 besteht aus einem Hülsenteil 2, aus dem eine zylindrische Hülse des Endprodukts hergestellt werden soll, zwei Kantenteilen 3 zu beiden Seiten des Hülsenteils 2, einem Paar Gabelteilen 4, die sich parallel zueinander und zur Richtung der Kantenteile auf der einen Seite des Hülsenteils von diesem weg erstrecken.

Die Breite a gemessen über die Kantenteile 3 des Rohlings 1 ist geringer als die Breite eines ähnlichen konventionellen Rohlings, der ein Endprodukt gleicher Endabmessungen ergeben soll. Die Kantenteile werden in die Endbreite A gepreßt, die größer ist als die ursprüngliche Breite, und sie weisen im Querschnitt geneigte Kantenflächen auf. Die Breite A ist die gleiche wie jene konventioneller Rohlinge. Die Kantenteile 3 werden nach innen gegen das Hülsenteil 2 in einer solchen Richtung gefaltet, daß später die geneigten Seiten 31 Teile der zylindrischen Innenwand des fertigen Produkts werden.

Fig. 9 zeigt von der Stirnseite her das Kreuzgelenkelement und läßt die Faltung und Aufbiegung des Rohlings deutlich erkennen. Dabei zeigt Fig. 9A einen Gegenstand nach der Erfindung und Fig. 9B einen vergleichbaren Gegenstand nach dem Stand der Technik, wobei einander entsprechende TeJMe gleiche Bezugszeichen tragen, in Fig. 9B jedoch mit einem otrich gekennzeichnet sind. Man sieht aus Fig. 9B, daß die Kantenteile 3' an ihren Rändern 31' nicht abgeschrägt sind. Es ist daher vor dem Einbringen der Keilnuten in die Innenfläche der Hülse notwendig, diese in den zylindrischen Innenraum der Hülse vorstehenden Ränder der Kantenteile zu entfernen, bevor die Keilnuten eingefräst werden können. Beim erfindungsgemäßen Verfahren erübrigt sich dieser Verfahrensschritt und die Festigkeit des Werkstücks ist verbessert.

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'>«■, EsV^is-t^gm^pf^h fens wert, Einkerbungen 32 an jenen Stellen anzu- * bringen, an denen die Kantenteile umgefaltet werden.

Der Hals 41 zwischen den Gabelteilen 4 wird gepreßt, um den Grad oder die Rippe zu entfernen, der beim Stanzen des Rohlings gebildet worden ist und um diesen Abschnitt des Werkstücks zu glätten, womit feine Risse in der Schnittfläche entfernt werden. Wenn das Buchsenteil 2 zylindrisch gemacht ^ wird, und die Gabelteile 4 gebogen werden, daß sie einander gegenüberstehen, sind, keine Risse am Hals 41 mehr vorhanden und die Qualität^des .Endprodukts wird dadurch verbessert.

Nach den oben erwähnten vorbereitenden Schritten werden die

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schrägen Sei'te,n _t31 d.er Kantenteile 3 nach innen gefaltet

Iv(Ti^g < '5I). Die Gäbelteile 4 werden äusgekröpft und so geformt, daß ihr Querschnitt einen Kreis ergeben würde (Fig.511). Sodann wird das Buchsenteil 2 zu einem Zylinder gebogen (Fig. 5III), und zwar in der Weise, daß die erwähnten Kantenteile 3 von dem Zylinderteil wegstehen (Fig. 5IV).

Das Buchsenteil 2 wird dann einer Endbehandlung unterzogen und mit Keilnuten versehen, so daß eine mit Längsrippen,ver-"sehene Welle in die Zylinderöffnuhg eingesteckt werden kann (Antriebs- oder Abtriebswelle). Es wird dann ein Loch 5 in die Kantenteile 3 gebohrt,, das zur Aufnahme einer Spannschraube bestimmt ist. Die Gabelteile 4 erhalten Bohrungen 6 zur Aufnahme eines Stiftes für die Verbindung mit einem Armkreuz.

Die Anordnung der Rohlinge auf dem Bandmaterial für das Stanzen wird nachfolgend erläutert. Gemäß Fig. 6 werden die Rohlinge in einer einzelnen Reihe aus dem Bandmaterial 10 ausgestanzt, wobei sämtliche Rohlinge in gleicher Richtung ausgerichtet sind. Wegen des geschilderten Herstellungsvorgangs kann man

die Abstände der Rohlingen untereinander und die Abstände zu den Rändern des Bandmaterials auf Null verringern. Der Rohling 1 weist auch eine geringere Breite auf als der Rohling la bekannter Art. Es ist deshalb möglich, ein Bandmaterial zu verwenden, dessen Breite m, geringer ist als die Breite M, konventionellen Bandmaterials 10a zur Verarbeitung nach dem konventionellen Verfahren. Die Materialausbeute ist daher eine bessere.

Fig. 7 zeigt Rohlinge, die aus einem breiteren Bandmaterial 11 auszustanzen sind und in einer Zick-Zack-Anordnung vorliegen. Gemäß Fig. 8 weist das Bandmaterial 12 eine Breite auf, daß Rohlinge in einer Doppelreihe ausgestanzt werden können. Die Materialausbeute ist dann sehr gesteigert. Man ersieht aus Vorstehendem leicht, daß die Materialausbeute in Transportrichtung bei der vorliegenden Erfindung größer ist, weil die Breite des Materials geringer sein kann als die üblichen Materials M und weil in Längsrichtung gesehen kein Abstand zwischen den Rohlingen notwendig ist.

Wie oben erwähnt, werden die feinen Risse, die in der Schnittebene im Halsbereich des Gabelstücks entstehen, gepreßt, um sie zu entfernen, bevor der eigentliche Formvorgang beginnt, so daß sich Schäden aufgrund der feinen Risse verhindern lassen.

Die vorliegende Erfindung zeichnet sich besonders dadurch aus, daß der Bereich, der früher bei der Endbearbeitung des Werkstücks abgeschrägt werden mußte, am Rohling bereits so geformt wird, daß er eine passende Kontur aufweist, die ein Schleifen beim fertigen Produkt entbehrlich macht. Da die Abschrägung durch Pressen hergestellt wird, läßt sich hierdurch eine Materialersparnis erzielen, weil der Rohling kleiner ausgeführt werden kann als dies früher der Fall war. Da keinerlei Ab-

stände bzw. Randabstände einzuhalten sind, wird auch diesbezüglich Materialabfall verringert.

~Λ* Λ

Leerseite

Claims

Ansprüche

Verfahren zum Herstellen eines Gelenkelements für ein Kreuzgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Blech ein Rohling ausgestanzt wird, der ein Buchsenteil, Kantenteile an beiden Seiten des Buchsenteils und zwei sich parallel zur Richtung der Kantenteile von einer Seite des Buchsenteils erstreckende Gabelteile aufweist, daß durch Druckformen an den Kantenteilen geneigte Seiten ausgebildet und der Rohling in seiner Breite gegenüber seinen Ursprungsabmessungen aufgeweitet wird, daß das Buchsenteil zu einem Zylinder derart aufgebogen wird, daß die Kantenteile vom Zylinder wegstehen, die geneigten Seiten aber Teil der Zylinderinnenfläche sind, daß Löcher zur Aufnahme eines Gelenkkreuzes in (*\e Gabelteile gebohrt werden, daß in die Kantenteile om Loch zur Aufnahme einer Spannschraube gebohrt wird und daß der innere Umfang des Buchsenteils mit Keilnuten versehen wird.
2. Verfahren zum Herstellen eines Gelenkelements für ein Kreuzgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem Blech ein Rohling ausgestanzt wird, der ein Buchsenteil, Kantenteile zu beiden Seiten des Buchsenteils und ein Paar Gabelteile, die sich parallel zur Richtung der Kantenteile von einer Seite

MÜNCHEN: TELEFON (OSS) 22 158 80 KABEL: PROPINDUS · TELEX OO 24944

BERLIN: TEL EFON (O3O) β 31 2O 88
KABEL: PROPINDUS ■ TELEX 01 84 057

des Buchsenteils erstrecken, aufweist, daß Haarrisse, die in der Bruchebene am Hals der Gabelteile während des Rohlingausstanzens ausgebildet wurden, durch Pressen des Halses entfernt werden, bevor die Kantenteile gegen das Buchsenteil umgefaltet werden, daß das Gabelstück gepreßt und ausgebeult wird, daß das Buchsenteil zu einem Zylinder derart aufgebogen wird, daß die Kantenteile vom Zylinder wegstehen, daß Löcher zur Aufnahme eines Stiftes für die Verbindung mit einem Gelenkkreuz durch die Gabelteile gebohrt werden, daß ein Loch für eine Spannschraube durch die Kantenteile gebohrt wird und daß der innere Umfang des Buchsenteils mit Keilnuten versehen wird.
3. Verfahren zum Herstellen eines Gelenkelements für ein Kreuzgelenk, dadurch gekennzeichnet, daß aus einem aufgewickelten Blechmaterial kontinuierlich Rohlinge ohne Abstand zum nachfolgenden Rohling in Zuführrichtung oder an seinen Seiten ausgestanzt werden, die jeweils ein Buchsenteil, Kantenteile zu beiden Seiten des Buchsenteils und ein Paar Gabelteile, die sich parallel zur Richtung der Kantenteile von einer Seite des Buchsenteils erstrecken, aufweisen, daß die Kantenteile jeweils gegen das Buchsenteil umgefaltet werden, daß daß Buchsenteil zu einem Zylinder derart aufgebogen wird, daß die Kantenteile vom Zylinder wegstehen, daß Löcher zur Aufnahme eines Stiftes zur Verbindung mit einem Gelenkkreuz in die Gabelteile gebohrt werden, daß ein Loch zur Aufnahme einer Spannschraube in die Kantenteile gebohrt wird und daß der innere Umfang des Buchsenteils mit Keilnuten versehen wird.