DE102014213137A1 - Flange and roll stabilizer with such a flange - Google Patents

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Abstract

Flansch (6, 12, 17), der einerseits mit einem Gehäuse eines Wankstabilisators und andererseits mit einer Drehstabfeder verbindbar oder verbunden ist, wobei der Flansch (6, 12, 17) einen Grundkörper (7, 13, 18) aufweist, der durch ein Fügeverfahren mit wenigstens einem Blechteil (9, 19) zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit verbunden ist, das aus einem eine höhere Festigkeit als der Grundkörper (7, 13, 18) aufweisenden Werkstoff besteht.Flange (6, 12, 17) which is connectable or connected on the one hand with a housing of a roll stabilizer and on the other hand with a torsion bar, wherein the flange (6, 12, 17) has a base body (7, 13, 18) passing through a Joining method with at least one sheet metal part (9, 19) is connected to increase the torsional stiffness, which consists of a higher strength than the base body (7, 13, 18) comprising material.

Description

Die Erfindung betrifft einen Flansch, der einerseits mit einem Gehäuse eines Wankstabilisators und andererseits mit einer Drehstabfeder verbindbar oder verbunden ist.The invention relates to a flange which is connected or connected on the one hand with a housing of a roll stabilizer and on the other hand with a torsion bar spring.

Wankstabilisatoren werden in Fahrwerken für Kraftfahrzeuge eingesetzt, um Wankbewegungen des Fahrzeugs bei Fahrbahnunebenheiten und in Kurvenfahrten zu verringern. Ein elektromechanischer Wankstabilisator kann sowohl an der Vorderachse als auch an der Hinterachse verbaut sein. Der Wankstabilisator besteht üblicherweise aus einem Elektromotor, einem Steuergerät, einem Planetengetriebe und einer Elastomerkupplung. Der Wankstabilisator ist über eine linke und eine rechte Drehstabfeder mit dem Fahrwerk des Kraftfahrzeugs gekoppelt. An der Schnittstelle zwischen den Drehstabfedern und einem Gehäuse des Wankstabilisators ist jeweils ein Flansch verbaut. Ein derartiger Flansch kann aus vergleichsweise schweren geschmiedeten Komponenten gefertigt sein. Wegen der hohen Torsionsbeanspruchung weisen derartige Flansche eine beträchtliche Wandstärke auf. Zudem müssen sie einfach zu montieren sein und die benötigte Festigkeit aufweisen. Die bisher im Schmiedeverfahren hergestellten Komponenten weisen jedoch den Nachteil auf, dass die endgültige Formgebung durch ein spanendes Verfahren erfolgt, das entsprechend aufwendig ist. Bei einem derartigen Flansch ist eine Hirthverzahnung als Außenverzahnung vorgesehen, die in einem Umformprozess in einer Presse hergestellt wird. Da dabei die Gesamtmaterialstärke umgeformt werden muss, sind sehr hohe Presskräfte erforderlich. Zudem entstehen dabei Materialüberstände, die anschließend aufwendig abgefräst werden müssen.Roll stabilizers are used in motor vehicle chassis systems in order to reduce roll movements of the vehicle in the event of road bumps and cornering. An electromechanical roll stabilizer can be installed both on the front axle and on the rear axle. The roll stabilizer usually consists of an electric motor, a control unit, a planetary gear and an elastomer coupling. The roll stabilizer is coupled via a left and a right torsion bar spring to the chassis of the motor vehicle. At the interface between the torsion bar springs and a housing of the roll stabilizer a flange is installed in each case. Such a flange may be made of relatively heavy forged components. Because of the high torsional stress such flanges have a considerable wall thickness. In addition, they must be easy to assemble and have the required strength. However, the components previously produced in the forging process have the disadvantage that the final shaping is done by a cutting process, which is correspondingly expensive. In such a flange, a serration is provided as external toothing, which is produced in a forming process in a press. Since the total material thickness must be reshaped, very high pressing forces are required. In addition, it creates material overhangs, which then have to be milled consuming.

Aus der EP 2 604 455 A1 ist ein Wankstabilisator bekannt, bei dem ein Flansch mit einem Rohrkörper durch Reibschweißen verbunden wird.From the EP 2 604 455 A1 a roll stabilizer is known in which a flange is connected to a tubular body by friction welding.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Flansch anzugeben, der besser an lokal unterschiedlich hohe Lasten angepasst werden kann.The invention has for its object to provide a flange that can be better adapted to locally different high loads.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einem Flansch der eingangs genannten Art erfindungsgemäß vorgesehen, dass er einen Grundkörper aufweist, der durch ein Fügeverfahren mit wenigstens einem Blechteil zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit verbunden ist, das aus einem eine höhere Festigkeit als der Grundkörper aufweisenden Werkstoff besteht.To solve this problem is provided according to the invention in a flange of the type mentioned that it has a base body which is connected by a joining method with at least one sheet metal part to increase the torsional stiffness, which consists of a higher strength than the main body having material.

Das Vorsehen des Blechteils ermöglicht es, einen Flansch gezielt an denjenigen Stellen zu verstärken, an denen eine hohe Festigkeit oder Steifigkeit erforderlich ist. An diesen Stellen wird ein Blechteil, gegebenenfalls auch mehrere Blechteile, angebracht, so dass der Flansch in der Lage ist, die hohen im Betrieb auftretenden Lasten, insbesondere hohe Torsionsmomente, zu ertragen.The provision of the sheet metal part makes it possible to selectively reinforce a flange in those places where a high strength or rigidity is required. At these points, a sheet metal part, possibly also a plurality of sheet metal parts, attached, so that the flange is able to endure the high loads occurring during operation, in particular high torsional moments.

Diese der Verstärkung dienenden Blechteile bestehen aus höherfesten Werkstoffen, die normalerweise auch teurer sind. Da diese Blechteile jedoch lediglich für die hochbelasteten Bereiche eingesetzt werden, ist es möglich, den Flansch insgesamt dennoch kostengünstig herzustellen.These reinforcing sheet metal parts are made of higher-strength materials, which are usually more expensive. However, since these sheet metal parts are only used for the heavily loaded areas, it is possible to produce the flange overall cost-effective.

Beim dem erfindungsgemäßen Flansch kann es vorgesehen sein, dass der Grundkörper und das wenigstens eine Blechteil durch eines der folgenden Fügeverfahren miteinander verbunden sind: Schweißen, Reibschweißen, Verstemmen, Bördeln. Soweit technisch möglich und sinnvoll können auch mehrere Fügeverfahren kombiniert werden. Im Allgemeinen wird jedoch lediglich ein einziges Fügeverfahren eingesetzt.In the case of the flange according to the invention, provision can be made for the base body and the at least one sheet metal part to be connected to one another by one of the following joining methods: welding, friction welding, caulking, beading. As far as technically possible and meaningful, several joining methods can be combined. In general, however, only a single joining method is used.

Als weiterer Herstellungsschritt kann eine spanende Bearbeitung durchgeführt werden, beispielsweise durch Fräsen oder Drehen, um einen Flansch mit den benötigten Maßen herzustellen.As a further manufacturing step, a machining operation can be carried out, for example by milling or turning, to produce a flange with the required dimensions.

Eine Weiterbildung der Erfindung kann vorsehen, dass das Blechteil oder der Flansch einer Wärmebehandlung unterzogen worden ist. Durch die Wärmebehandlung kann die Härte oder eine andere Materialeigenschaft günstig beeinflusst werden.A development of the invention may provide that the sheet metal part or the flange has been subjected to a heat treatment. By the heat treatment, the hardness or other material property can be favorably influenced.

Daneben betrifft die Erfindung einen Wankstabilisator, umfassend ein Gehäuse, das an gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Flansch der beschriebenen Art und eine Drehstabfeder aufweist.In addition, the invention relates to a roll stabilizer, comprising a housing having on opposite sides in each case a flange of the type described and a torsion bar spring.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen erläutert. Die Zeichnungen sind schematische Darstellungen und zeigen:The invention will be explained below with reference to embodiments with reference to the drawings. The drawings are schematic representations and show:

1 eine perspektivische Ansicht eines herkömmlichen Flansches, 1 a perspective view of a conventional flange,

2 eine geschnittene Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flansches; 2 a sectional view of a first embodiment of a flange according to the invention;

3 eine geschnittene Ansicht eines zweiten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flansches; und 3 a sectional view of a second embodiment of a flange according to the invention; and

4 eine geschnittene Ansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Flansches. 4 a sectional view of a third embodiment of a flange according to the invention.

1 ist eine perspektivische Ansicht und zeigt einen herkömmlichen Flansch 1 für einen Wankstabilisator. Der Flansch 1 umfasst einen rohrförmigen Abschnitt 2, der mit einer Drehstabfeder (nicht gezeigt) verbindbar ist. Daran schließt sich ein mittlerer, im Wesentlichen konusförmiger Abschnitt 3 an, der an seinem den größeren Durchmesser aufweisenden Ende mehrere in Umfangsrichtung angeordnete beabstandete Durchgangsöffnungen 4 aufweist. An diesem Ende mit größerem Durchmesser weist der Flansch 1 eine umlaufende Hirthverzahnung 5 auf, durch die er mit einer Entkopplungseinheit, die in einem Gehäuse eines Wankstabilisators angeordnet ist, verbindbar ist. Die Hirthverzahnung 5 dient der Übertragung eines von dem elektromechanischen Wankstabilisator erzeugten Drehmoments. 1 is a perspective view and shows a conventional flange 1 for a roll stabilizer. The flange 1 includes one tubular section 2 which is connectable to a torsion spring (not shown). This is followed by a middle, substantially conical section 3 on, at its larger diameter end having a plurality of circumferentially spaced-apart through holes 4 having. At this end with a larger diameter, the flange 1 a circumferential Hirth gearing 5 by which it can be connected to a decoupling unit, which is arranged in a housing of a roll stabilizer. The Hirth gearing 5 serves to transmit a torque generated by the electromechanical roll stabilizer.

In 1 ist eine Schnittebene dargestellt, die den Schnittverlauf für die nachfolgenden geschnitten dargestellten Ausführungsbeispiele definiert.In 1 is a sectional plane shown, which defines the cutting path for the following cut illustrated embodiments.

Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele des Flansches erläutert.Hereinafter, embodiments of the flange will be explained.

2 ist eine geschnittene Ansicht eines Flansches 6, umfassend einen Grundkörper 7. Der Grundkörper 7 weist Durchstellungen 8 zur Ausformung der Hirthverzahnung auf. Zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit ist der Grundkörper 7 mit einem Blechteil 9, das auch als Einlegeteil bezeichnet werden kann, verbunden. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Grundkörper 7 und das Blechteil 9 an einer Position durch Verstemmen miteinander verbunden, diese Position wird durch das Bezugszeichen 10 angegeben. Der Grundkörper und das Blechteil sind an mehreren Stellen miteinander verstemmt. An seinem anderen Ende ist das Blechteil 9 über eine Schweißstelle 11 mit der Außenseite des Grundkörper 7 verbunden. Das Blechteil 9 bzw. Einlegeteil ist aus einem Werkstoff hergestellt, der eine höhere Festigkeit als der Grundkörper 7 aufweist. 2 is a sectional view of a flange 6 comprising a main body 7 , The main body 7 has enforcements 8th for shaping the Hirth toothing. To increase the torsional rigidity is the main body 7 with a sheet metal part 9 , which can also be referred to as insert, connected. In this embodiment, the main body 7 and the sheet metal part 9 connected at a position by caulking, this position is denoted by the reference numeral 10 specified. The main body and the sheet metal part are caulked together at several points. At its other end is the sheet metal part 9 over a weld 11 with the outside of the main body 7 connected. The sheet metal part 9 or insert is made of a material that has a higher strength than the main body 7 having.

3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flansches 12, bestehend aus einem Grundkörper 13 und zwei Blechteilen bzw. Einlegeteilen zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit. Ein Blechteil ist als Sicke 14 ausgebildet, die in den Übergangsbereich zwischen den Grundkörper 13 und einem sich davon rechtwinklig erstreckenden Flanschabschnitt 15 angeordnet ist. Die Sicke 14 ist mit dem Grundkörper 13 und den Flanschabschnitt 15 verschweißt. Zusätzlich umfasst der Flansch 12 einen umlaufenden Bord 16. 3 shows a further embodiment of a flange 12 , consisting of a basic body 13 and two sheet metal parts or inserts for increasing the torsional rigidity. A sheet metal part is as a bead 14 formed in the transition area between the main body 13 and a flange portion extending perpendicularly therefrom 15 is arranged. The bead 14 is with the main body 13 and the flange portion 15 welded. In addition, the flange includes 12 a circulating board 16 ,

Allen Ausführungsbeispielen ist gemeinsam, dass verschiedene Halbzeuge aus Blech bzw. Blechteilen zum Einsatz kommen. Der Grundkörper definiert hingegen Anschlagmaße sowie Anschraubpunkte und bildet die Schnittstelle zu weiteren Bauteilen wie ein Gehäuse, eine Entkopplungseinheit oder Drehstabfedern.All embodiments have in common that different semi-finished products of sheet metal or sheet metal parts are used. On the other hand, the basic body defines stop dimensions as well as screw-on points and forms the interface to other components such as a housing, a decoupling unit or torsion bar springs.

4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Flansches 17, der in Blechbauweise hergestellt ist und aus einem Grundkörper 18 und einem Blechteil 19 besteht. Das Blechteil 19 ist als gezogener Zapfen ausgebildet und wurde einer Wärmebehandlung unterzogen. An einer Seite weist das Blechteil 19 eine Stülpung 20 auf. Der Grundkörper 18 und das Blechteil 19 sind über eine Schweißverbindung 21 miteinander verbunden. 4 shows a further embodiment of a flange 17 , which is manufactured in sheet metal construction and from a basic body 18 and a sheet metal part 19 consists. The sheet metal part 19 is formed as a pulled pin and was subjected to a heat treatment. On one side, the sheet metal part 19 an invagination 20 on. The main body 18 and the sheet metal part 19 are over a welded joint 21 connected with each other.

Bei anderen Ausführungen kann ein Grundkörper mit einem Blechteil als Einlegeteil durch Verschweißen, Reibschweißen, Verstemmen oder Bördeln verbunden sein.In other embodiments, a base body may be connected to a sheet metal part as an insert by welding, friction welding, caulking or crimping.

Der Grundkörper und die unterschiedlichen beschriebenen Blechteile oder Einlegeteile bilden ein Baukastensystem, so dass Anpassungen an andere Maße leicht möglich sind, ohne dass komplizierte und damit teure Vorrichtungen benötigt werden. Durch leichte Modifikation der einzelnen Komponenten können unterschiedliche Flansche hergestellt werden, so dass ein Baukasten für unterschiedliche Anwendungen und Plattformen entsteht.The main body and the different sheet metal parts or inserts described form a modular system, so that adjustments to other dimensions are easily possible without the need for complicated and therefore expensive devices. By slightly modifying the individual components, different flanges can be produced, creating a modular system for different applications and platforms.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

11
Flansch flange
22
Abschnitt section
33
Abschnitt section
44
Durchgangsöffnung Through opening
55
Hirthverzahnung Hirth coupling
66
Flansch flange
77
Grundkörper body
88th
Durchstellung by position
99
Blechteil sheet metal part
1010
Stelle Job
1111
Schweißstelle weld
1212
Flansch flange
1313
Grundkörper body
1414
Sicke Beading
1515
Flanschabschnitt flange
1616
Bord shelf
1717
Flansch flange
1818
Grundkörper body
1919
Blechteil sheet metal part
2020
Stülpung Stülpung
2121
Schweißverbindung welded joint

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • EP 2604455 A1 [0003] EP 2604455 A1 [0003]

Claims (4)

Flansch (6, 12, 17), der einerseits mit einem Gehäuse eines Wankstabilisators und andererseits mit einer Drehstabfeder verbindbar oder verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Flansch (6, 12, 17) einen Grundkörper (7, 13, 18) aufweist, der durch ein Fügeverfahren mit wenigstens einem Blechteil (9, 19) zur Erhöhung der Torsionssteifigkeit verbunden ist, das aus einem eine höhere Festigkeit als der Grundkörper (7, 13, 18) aufweisenden Werkstoff besteht.Flange ( 6 . 12 . 17 ), which on the one hand with a housing of a roll stabilizer and on the other hand with a torsion bar connected or connected, characterized in that the flange ( 6 . 12 . 17 ) a basic body ( 7 . 13 . 18 ), which by a joining method with at least one sheet metal part ( 9 . 19 ) is connected to increase the torsional rigidity, which consists of a higher strength than the main body ( 7 . 13 . 18 ) comprising material. Flansch nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Grundkörper (7, 13, 18) und das wenigstens eine Blechteil (9, 19) durch eines der folgenden Fügeverfahren miteinander verbunden sind: Schweißen, Reibschweißen, Verstemmen, Bördeln.Flange according to claim 1, characterized in that the basic body ( 7 . 13 . 18 ) and the at least one sheet metal part ( 9 . 19 ) are joined together by one of the following joining methods: welding, friction welding, caulking, crimping. Flansch nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Blechteil (9, 19) oder der Flansch (6, 12, 17) einer Wärmebehandlung unterzogen worden ist.Flange according to claim 1 or 2, characterized in that the sheet metal part ( 9 . 19 ) or the flange ( 6 . 12 . 17 ) has been subjected to a heat treatment. Wankstabilisator, umfassend ein Gehäuse, das an gegenüberliegenden Seiten jeweils einen Flansch (6, 12, 17) nach einem der Ansprüche 1 bis 3 und eine Drehstabfeder aufweist.Roll stabilizer, comprising a housing having on opposite sides in each case a flange ( 6 . 12 . 17 ) according to one of claims 1 to 3 and a torsion bar spring.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP2604455A1 (en) 2011-12-13 2013-06-19 Benteler Automobiltechnik GmbH Stabiliser assembly for a motor vehicle and method for producing a stabiliser section

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