-
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators eines Kraftfahrzeuges gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
-
Stabilisatoren werden bei Kraftfahrzeugen als Torsionsfedern zwischen den beiden Rädern einer Fahrzeugachse eingesetzt. Mithilfe eines solchen Stabilisators wird das Wankverhalten der Kraftfahrzeugkarosserie bei wechselseitiger Einfederung der Räder einer Achse begrenzt. Eine solche Begrenzung des Wankverhaltens ist notwendig, um das Fahrverhalten des Kraftfahrzeuges in einem für den Fahrer zu beherrschenden Bereichs zu halten sowie die Radlastverteilung möglichst gleichmäßig zu gestalten.
-
Bei dem gattungsgemäßen Stabilisatoren unterscheidet man im wesentlichen zwischen aktiven Stabilisatoren und passiven Stabilisatoren. Als passive Stabilisatoren werden dabei reine Torsions-Biegestäbe bezeichnet. Aktive Stabilisatoren unterscheiden sich von den passiven Stabilisatoren dadurch, dass bei diesen zwischen zwei Stabilisatorhälften ein Aktor eingesetzt ist, mit dem aktiv auf das Wankverhalten der Fahrzeugkarosserie Einfluss genommen werden kann. Des weiteren sind aus dem Stand der Technik auch noch semiaktive Stabilisatoren sowie schaltbare Stabilisatoren bekannt. Bei den letztgenannten Arten von Stabilisatoren sowie den aktiven Stabilisatoren muss der Aktor bzw. das schaltbare Element mit den jeweiligen Stabilisatorhälften verbunden werden, was durch Reibschweißen, Formverbinden oder auch mithilfe von Zwischenstücken realisiert wird.
-
Nachteilig bei den herkömmlichen Stabilisatoren ist, dass die gewünschte Steifigkeit die geforderter Lebensdauer der Stabilisatoren an sich gegensätzliche Anforderungen an die Materialbeschaffenheit der Stabilisatoren stellen. Die Spannungsverteilung im Stabilisator ist aufgrund der Geometrie, insbesondere der Querschnitte des Stabilisators unter Belastung nicht optimal verteilt, so dass die Bauteilstruktur des Stabilisators nicht optimal ausgenutzt wird. Um einen hinreichenden Kompromiss zwischen Stabilisatorsteifigkeit und Belastbarkeit und Lebensdauer des Stabilisators zu erreichen, wird derzeit sehr aufwendig mittels Rundhämmern oder Kneten der Querschnitt des Stabilisators bearbeitet. Solche Prozesse sind zeit- und energieaufwendig. Außerdem sind der Querschnittsänderung der Stabilisatoren physikalische Grenzen gesetzt.
-
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators bereitzustellen, mit dem die Einstellung der Steifigkeit und der Spannung in dem Stabilisatorprozess sicher und kostengünstig durchführbar ist.
-
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren zur Herstellung eines Stabilisators mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
-
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird in einem ersten Verfahrensschritt der Stabilisator zu einer vorbestimmten Gestalt gebogen. In einem weiteren Verfahrensschritt wird der Querschnitt des Stabilisators zur Anpassung der Biegesteifigkeit des Stabilisators verändert. Durch die Einteilung des Stabilisators entlang seiner Längserstreckung in stark und weniger stark belastete Abschnitte kann die Veränderung des Querschnitts des Stabilisators abschnittsweise je nach Grad der Belastung des jeweiligen Abschnittes des Stabilisators erfolgen. Durch Plätten des Querschnitts auf ein vorbestimmtes Maß je nach Grad der Belastung des jeweiligen Abschnitts des Stabilisators ist die Anpassung der Steifigkeit eines Stabilisators in einfacher und zuverlässiger Weise bei minimalen Produktionskosten gewährleistet.
-
Vorteilhafte Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Verfahrens sind in den Unteransprüchen beschrieben.
-
Gemäß einer vorteilhaften Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Stabilisatormaterial zur Änderung seiner Materialeigenschaften zumindest abschnittsweise thermisch behandelt.
-
Im Falle der Herstellung eines aktiven Stabilisators oder eines schaltbaren Stabilisators wird in einem weiteren Verfahrensschritt jeweils ein endseitiger Abschnitt der rohrförmigen Elemente stoffschlüssig mit dem Aktor bzw. dem Schaltelement verbunden, um eine sichere Verbindung zwischen dem Aktor und den Stabilisatorteilen zu erhalten.
-
Zur weiter verbesserten Anbindung der Rohrelemente mit dem Aktor werden die mit dem Aktor zu verbindenden endseitigen Abschnitte der Rohrelemente vor der Anbindung an den Aktor in einem weiteren Verfahrensschritt aufgeweitet, um zwischen dem Rohrelement und dem Aktor einen Presssitz zu schaffen.
-
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung näher erläutert. Es zeigt:
-
1 eine schematische Darstellung eines Teilstücks einer Ausführungsvariante eines erfindungsgemäßen Stabilisators sowie Querschnittsansichten unterschiedlich geformter Querschnitte in verschiedenen Bereichen des Stabilisators.
-
Ein Stabilisator besteht im Falle eines passiven Stabilisators aus einem vorzugsweise u-förmig gebogenen Rohrstück 1. Dabei sind die Enden 4 des Rohrstücks 1 üblicherweise mit der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs verbunden und das senkrecht zu den Rohrenden 4 verlaufende Mittelstück 2 ist quer zur Fahrzeuglenksachse drehbar am Fahrzeugaufbau befestigt. Anstelle des Rohrstücks kann der Stabilisator auch als aus einem aus Vollmaterial bestehenden Stab ausgebildet sein.
-
Im Falle eines aktiven Stabilisators ist zwischen zwei jeweiligen Rohrstabilisatorhälften des Stabilisators ein Aktor oder ein Schaltelement angeordnet, der bzw. das vorzugsweise stoffschlüssig, insbesondere durch Schweißen mit den Stabilisatorhälften verbunden ist.
-
Zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Ausführungsvariante eines Stabilisators sind mehrere Verfahrensschritte erforderlich. In einem ersten Verfahrensschritt wird dabei ein rohr- oder stabförmiges Element zu einer vorbestimmten Gestalt gebogen, beispielsweise in u-Form, um den Stabilisator wie oben beschrieben mit der Radaufhängung und dem Fahrzeugaufbau zu verbinden.
-
Die Belastungen, denen der Stabilisator ausgesetzt ist, bestehen dabei in einer Biegebelastung, in Torsionsbelastungen sowie Schubbelastungen. Wichtig ist daher, in einem weiteren Verfahrenschritt den Stabilisator entsprechend den unterschiedlichen Belastungsanforderungen in unterschiedliche Abschnitte 2, 3, 4 entlang seiner Längserstreckung in stark und weniger stark belastete Abschnitte einzuteilen und zur Anpassung der Biegesteifigkeit des Stabilisators 1 den Querschnitt 21, 22, 31, 32, 41, 42 des Stabilisators 1 in Abhängigkeit von der zu erwartenden Belastung entsprechend zu verändern.
-
Diese Veränderung erfolgt durch ein abschnittsweises Plätten des Querschnitts 21, 22, 31, 32, 41, 42 auf ein vorbestimmtes Maß je nach Grad der Belastung des jeweiligen Abschnitts 2, 3, 4 des Stabilisators. Durch dieses Plätten bzw. im Fall eines als Rundrohr ausgebildeten Stabilisators eines Ovalisierens des Rundrohres kann gezielt und lokal auf die jeweilige zu erwartende Belastung durch Biegung, Torsion oder Schub die Geometrie bzw. der Querschnitt des Stabilisators angepasst werden. Eine aufwendige Anpassung der Geometrie durch Rundhämmern oder Knicken ist dadurch nicht mehr notwendig. Das Platten bzw. Ovalisieren des Querschnitts des Stabilisators 1 kann zudem wesentlich gezielter ausgeführt werden, so dass der gesamte Herstellungsprozess beherrschbarer und preisgünstiger wird.
-
Als weiterer Herstellungsschritt ist denkbar, das rohr- oder stabförmige Element zur Herstellung des Stabilisators 1 zumindest abschnittsweise thermisch vor oder nach zu behandeln, um gewünschte Materialeigenschaften einzustellen.
-
Auch eine Nachbehandlung des gebogenen und querschnittsangepassten Stabilisators 1 durch Verfestigungsbestrahlung, insbesondere durch Kugelstrahlen, ist denkbar.
-
Im Falle des aktiven Stabilisators verfügt der Aktor bzw. das Schaltelement zur Verbindung mit den Stabilisatorhälften bevorzugt über jeweilige Anschlussstücke, auf die die dem Aktor bzw. dem Schaltelement zugewandten endseitigen Abschnitte der Rohrstabilisatorhälften aufgeschoben werden. Dazu werden die dem Aktor bzw. dem Schaltelement zugewandten endseitigen Abschnitte der Rohrstabilisatorhälften in einem weiteren Verfahrensschritt zunächst beispielsweise mit einem Dorn aufgeweitet, gestaucht und/oder mechanisch weiterbearbeitet, insbesondere plangedreht oder gefräst. Anschließend werden die Rohrstabilisatorhälften dann auf das jeweilige Anschlussstück des Aktors aufgesteckt und schließlich mit dem Aktor verschweißt.
-
Wichtig ist, dass mit dem erfindungsgemäßen Verfahren Stabilisatoren in einfacher und kostengünstiger Weise herstellbar sind, die den unterschiedlich starken Belastungen in einzelnen Abschnitten des Stabilisators Rechnung tragen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Rohrstück
- 2
- Abschnitt
- 3
- Abschnitt
- 4
- Abschnitt
- 21
- Querschnitt
- 22
- Querschnitt
- 31
- Querschnitt
- 32
- Querschnitt
- 41
- Querschnitt
- 42
- Querschnitt
