DE102015105284A1

DE102015105284A1 - Verfahren zum Herstellen eines Torsionsstabes

Info

Publication number: DE102015105284A1
Application number: DE102015105284.9A
Authority: DE
Inventors: Auf Nichtnennung Antrag
Original assignee: Ovalo GmbH
Current assignee: Ovalo GmbH
Priority date: 2015-04-08
Filing date: 2015-04-08
Publication date: 2016-10-13

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Torsionsstabes (5), dessen Endbereiche (2) als Ankoppelabschnitte (6) zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen ausgebildet sind. Zwischen den Endbereichen (2) weist der Torsionsstab (5) einen Torsionsbereich (4) mit einem gegenüber den Endbereichen (2) verringerten Mittelbereichsdurchmesser (d) auf. Zur Herstellung des Torsionsstabes (5) wird ein stabförmiges Halbzeug (1) beidseitig an seinen Endbereichen (2) umgeformt, und dadurch das Halbzeug (1) axial verkürzt, wobei die Endbereiche (2) radial vergrößert werden. Anschließend werden die umgeformten Endbereiche (2) zu Ankoppelabschnitten (6) zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen umgearbeitet.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Torsionsstabes, dessen Endbereiche als Ankoppelabschnitte zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen ausgebildet sind und der zwischen den Endbereichen einen Torsionsbereich mit einem gegenüber den Endbereichen verringerten Mittelbereichsdurchmesser aufweist.
Die Erfindung betrifft außerdem einen derart hergestellten Torsionsstab, insbesondere einen Fahrwerk-Torsionsstab sowie eine Fahrwerksbaugruppe mit einem solchen Torsionsstab.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung eine Fahrwerksbaugruppe mit einem solchen Torsionsstab und ein Fahrwerk, das einen solchen Torsionsstab und/oder eine solche Fahrwerksbaugruppe aufweist.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Fahrzeug mit einem solchen Torsionsstab und/oder einer solchen Fahrwerksbaugruppe und/oder einem solchen Fahrwerk.
Torsionsstäbe werden beispielsweise für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges verwendet. Außerdem kann eine aktive Fahrwerksstabilisierungsvorrichtung eine Torsionsvorrichtung mit einem Torsionsstab beinhalten.
Aktive Fahrwerksstabilisierungsvorrichtungen, insbesondere zur Verbesserung des Seitneigungs- und Wankverhaltens bei Kurvenfahrten und/oder zum Vermeiden oder Reduzieren von Nickbewegungen beim Anfahren oder Bremsen, sind in unterschiedlichsten Ausführungsformen bekannt.
Es gibt es auch solche Systeme, bei denen jeweils ein aktiver Einzelstabilisator ausschließlich einem Rad zugeordnet ist. Auch ein Einzelstabilisator kann einen oder mehrere Torsionsstäbe beinhalten.
Eine aktive Fahrwerksstabilisierungsvorrichtung mit einem Torsionsstab oder mehreren Torsionsstäben, kann insbesondere dazu dienen, Bewegungen, wie beispielsweise Schwenkbewegungen bei Geradeausfahrt als auch bei Kurvenfahrten auszugleichen. Ein solches System wird stets individuell für jeden Fahrzeugtyp entwickelt und besteht aus einer komplexen Baugruppe speziell abgestimmter Einzelteile.
Aus dem Stand der Technik bekannte Torsionsstäbe weisen üblicherweise radial vergrößerte Enden auf, die als Ankoppelabschnitte für andere Bauteile dienen. Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren für Torsionsstäbe wird ein üblicherweise kreiszylinderförmiges Halbzeug verwendet. Ein Teil des Halbzeugs wird in seinem Mittelbereich weggefräßt oder weggedreht, um einen im Mittelbereichsdurchmesser verjüngten Mittelbereich zu erhalten, der leichter tordiert werden kann. Die Endbereiche werden dann zu Ankoppelabschnitten umgearbeitet.
Bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren zur Herstellung von Torsionsstäben besteht der Nachteil, dass die Verfahren aufwendig sind und erhebliche Verluste an Ausgangsmaterial des Halbzeugs zur Herstellung eines Torsionsstabes zur Folge haben. Dies ist insbesondere bei der Verwendung von teuren und hochwertigen Materialien ein wesentlicher Nachteil der bekannten Verfahren zur Herstellung von Torsionsstäben.
Die aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren für Torsionsstäbe sind aufwändig, insbesondere betreffend der Anzahl der einzelnen Herstellungsschritte und auch betreffend der einzelnen Herstellungsschritte selbst. Außerdem beinhalten die aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren Herstellungstechniken, wie zum Beispiel Sägen, Fräsen und Drehen, die einen entsprechenden Materialverlust verursachen, um aus dem Halbzeugs die gewünschte Grundform eines Torsionsstabes zu erhalten.
Insbesondere wenn der fertig hergestellte Torsionsstab einen Mittelbereich mit gegenüber den Endbereichen verringertem Mittelbereichsdurchmesser aufweisen soll, wird aus dem Mittelbereich durch Fräsen oder Drehen Material von dem Halbzeug entfernt. Das Ergebnis ist, unter Inkaufnahme eines Materialverlusts, ein Torsionsstab, der einen mittleren Torsionsbereich mit einem gegenüber den Endbereichen geringeren Mittelbereichsdurchmesser aufweist. Insbesondere wenn hochwertige Materialien verwendet werden, ist der Materialverlust umso kostenrelevanter.
Man könnte, wie bei den aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren, auch vom Torsionsstab getrennt hergestellte Bauteile auf die Endbereiche des Torsionsstabs aufsetzen bzw. am Endbereich anbringen. Üblicherweise wird jedoch Material des Halbzeugs aus dem Mittelbereichs herausgefräst und dann die Enden mit Verzahnungen durch Fräsen, Stoßen oder Wälzschälen versehen. Ein Verfahren mit getrennt hergestellten Bauteilen hat den Nachteil, dass mehrere Bauteile bearbeitet werden müssen im Gegensatz zu einem Verfahren mit einer Bearbeitung eines einzigen Bauteils und außerdem ist wenigstens ein Prozessschritt mehr notwendig betreffend der Befestigung der Bauteile aneinander.
Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren anzugeben, dass bei der Herstellung eines Torsionsstabes aus einem Halbzeug keine Verluste oder zumindest geringere Verluste an Halbzeugmaterial verursacht und eine einfache und kostengünstige Herstellung eines Torsionsstabes ermöglicht.
Die Aufgabe wird durch ein Verfahren zum Herstellen eines Torsionsstabes gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, dass ein stabförmiges Halbzeug beidseitig an seinen Endbereichen umgeformt, und dadurch das Halbzeug axial verkürzt wird sowie die Endbereiche radial vergrößert werden und dass anschließend die umgeformten Endbereiche zu Ankoppelabschnitten zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen umgearbeitet werden.
Zur Vermeidung von Materialverlust und zur Reduktion der Anzahl der Bearbeitungsschritte sowie der Bearbeitungskomplexität insgesamt, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass ein stabförmiges Halbzeug beidseitig an seinen Endbereichen umgeformt wird. Dadurch erhält der aus dem Halbzeug hergestellte Torsionsstab die notwendige Grundform zur nachfolgend geplanten Umarbeitung des Torsionsstabs. Nach der Umformung ist das Halbzeug axial kürzer als in seiner Ausgangsform, wobei es in seiner Ausgangsform üblicherweise eine gleichmäßige Durchmessergeometrie aufweist.
Anschließend können die umgeformten Endbereiche weiter umgearbeitet werden, insbesondere zu Ankoppelabschnitten zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird ein Materialverlust durch Fräsen, Sägen und Drehen vermieden, wobei dennoch das Halbzeug axial verkürzt und die Endbereiche gegenüber dem mittleren Bereich radial vergrößert werden. Außerdem kann durch das erfindungsgemäße Verfahren der Torsionsstab aus einem einzigen Ausgangsstück hergestellt werden, ohne weitere Bauteile zur Erstellung des Torsionsstabes anfertigen zu müssen.
In vorteilhafter Weise kann zur Herstellung ein gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Halbzeugen dünneres Halbzeug verwendet werden. Durch das erfindungsgemäße Herstellungsverfahren muss nämlich im Mittelbereich des Halbzeugs kein Materialweg weggefräst werden, um die notwendige Grundform des Torsionsstabs zu erhalten.
Besonders vorteilhaft ist eine Ausführung des Verfahrens zur Herstellung eines Torsionsstabes, bei der das Umformen ein Aufstauchen der Endbereiche des Halbzeugs beinhaltet. Hierbei werden axial Kräfte auf das, insbesondere in seiner Ausgangsform kreiszylinderförmige und symmetrische, Halbzeug ausgeübt, die eine Längenveränderung des Halbzeugs bewirken. Hierbei beschreibt das Stauchverhältnis das Verhältnis der Länge des gestauchten Bereichs zur Länge des ungestauchten Bereichs. Der gestauchte Bereich wird dann umgearbeitet, woraus sich der Ankoppelabschnitt ergibt. Der Vorteil des Aufstauchens ist, dass das Halbzeug durch eine einfache Kraftanwendung an seinen Endbereichen radial vergrößert werden kann. Das Ergebnis können gezielt symmetrisch oder gezielt unsymmetrisch ausgebildete Endbereiche sein. Insbesondere können damit auch um die Symmetrieachse des Torsionsstabes kreiszylinderförmige aufgestauchte Ankoppelabschnitte an den Enden des Torsionsstabes hergestellt werden, die einen größeren Endbereichsdurchmesser als der Mittelbereichsdurchmesser des Torsionsbereichs des Torsionsstabes aufweisen. Ebenso ist die Herstellung von teilzylinderförmigen, konischen oder andersartig geformten Endbereichen durch das Aufstauchen möglich. Üblicherweise ist der Torsionsbereich axial länger als die jeweilige Länge der Endbereiche.
Bei einer weiteren Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Endbereiche des Halbzeugs umgeformt und dann zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kopplung mit anderen Bauteilen umgearbeitet werden. In vorteilhafter Weise kann dadurch der Torsionsstab an andere Bauteile, beispielsweise in einem Fahrzeug oder einer Fahrzeuggruppe, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig angekoppelt werden. Dadurch werden besonders gute Möglichkeiten zur Kraft- und Drehmomentübertragung zwischen dem Torsionsstab und weiteren Bauteilen, insbesondere Aktuatoren, geschaffen.
Bei einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird das Material des wenigstens einen Endbereichs durch einen weiteren Prozess zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet.
Bei einer ganz besonderen Ausführung des Verfahrens wird das Material des wenigstens einen Endbereichs durch Rollen zu Ankoppelabschnitten umgearbeitet.
Bei einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens weist das Verfahren eine spanende Bearbeitung auf, um wenigstens einen der umgeformten Endbereiche zu Ankoppelabschnitten umzuarbeiten.
Alternativ oder ergänzend zu den bereits genannten möglichen Umarbeitungsprozessen wird wenigstens einer der umgeformten Endbereiche durch Drehen und/oder Fräsen und/oder Sägen und/oder Schleifen und/oder Erodieren zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet. Außerdem können die umgeformten Endbereiche eine Oberflächenbehandlung erhalten, beispielsweise eine Vergütung, ein Nitrieren, ein Härten, ein Strahlen oder ein Sandstrahlen. Alternativ oder zusätzlich kann der Mittelbereich des Torsionsstabes eine Oberflächenbehandlung erhalten.
Aus diesen verschiedenen Möglichkeiten der Bearbeitung kann beispielsweise je nach verwendetem Material, Passgenauigkeitsvorgaben und Anwendung vorteilhaft ein einzelner oder mehrere dieser Bearbeitungsprozesse zusammen zur Umarbeitung der Ankoppelabschnitte ausgewählt werden.
Bei einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird wenigstens einer der Endbereiche vor dem Umformen erhitzt. Nach dem Erhitzen lässt sich das Material der Endbereiche, insbesondere durch Aufstauchen, mit weniger Kraftaufwand betreffend der mechanischen Bearbeitungsschritte zu einem Ankoppelabschnitt umarbeiten und in seine gewünschte Zielform bringen, weil das Material durch das Erhitzen flexibler und weicher ist, als das kalte Material.
Ein Erhitzen kann auch nach dem Umformprozess und vor dem Umarbeiten erfolgen. Insbesondere kann ein Endbereich zuerst umgeformt, dann erhitzt und dann durch einen weiteren Prozess zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet werden. Durch das erste Umformen ergibt sich eine erste Grundform des Torsionsstabes und seiner Ankoppelabschnitte, wobei mit dem nachfolgenden Prozess die Detailformen der Ankoppelabschnitte, insbesondere zur passgenauen Anpassung an ein anderes Bauteil, ausgebildet werden.
Bei einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird wenigstens einer der umgeformten Endbereiche mit einer Verzahnung versehen. Durch die Verzahnung kann der Torsionsstab mit dem verzahnten Ankoppelabschnitt in eine Gegenverzahnung eines anderen Bauteils eingesteckt werden, um eine form- und/oder kraftschlüssige Verbindung herzustellen. Insbesondere kann die Verzahnung in eine Nabe mit einer Gegenverzahnung eingeführt werden. Hierbei kann eine solche Nabe Teil eines Hebels einer Fahrwerkskomponente sein oder eines weiteren Drehfederelements, beispielsweise eines Drehrohrs.
Die Ausbildung der Verzahnung kann insbesondere durch Rollen erfolgen, wobei auch die Ausbildung einer Kerbverzahnung durch Rollen möglich ist.
Insbesondere wird wenigstens einer der umgeformten Endbereiche mit einer Kerbverzahnung oder mit einem Keilwellenprofil oder einem Polygonprofil oder einem Zahnwellenprofil oder mit einer Bohrung versehen.
Je nachdem mit welchem korrespondierenden Bauteil der Torsionsstab verbunden werden soll, kann die Verzahnung und damit die zur Herstellung erforderliche Verfahrensart ausgewählt werden.
Der Ankoppelabschnitt kann auch zur Ankopplung an ein oder mehrere Zahnräder ausgebildet sein.
Die Ausprägung der Verzahnung eines oder mehrerer Ankoppelabschnitte kann sowohl als Außenverzahnung als auch als Innenverzahnung erfolgen. Bei einer Innenverzahnung würde beispielsweise der Ankoppelabschnitt zunächst eine Axialbohrung erhalten, wobei mit einem oder mehreren weiteren Umarbeitungsprozessen dann die Innenwandung des Ankoppelabschnitts verzahnt würde.
Je nach Anwendung können die Ankoppelabschnitte desselben Torsionsstabes auch verschiedene und voneinander unterschiedliche Verzahnungen aufweisen. Insbesondere kann beispielsweise der eine Ankoppelabschnitt eines Torsionsstabes eine Außenverzahnung und der andere Ankoppelabschnitt desselben Torsionsstabes eine Innenverzahnung aufweisen.
Die Verzahnungen können sowohl symmetrisch als auch asymmetrisch ausgebildet sein.
Bei einer besonderen Ausführung des Verfahrens wird der Torsionsstab aus einem einzigen Stück Halbzeug hergestellt. Insbesondere kann der Torsionsstab einstückig aus einem einzigen Stück Halbzeug hergestellt werden. Dadurch wird vorteilhaft ein Zusammenbau des Torsionsstabs aus mehreren Bauteilen vermieden, wobei dadurch auch mechanische Belastungen an den Verbindungsstellen der Bauteile vermieden werden. Außerdem müssen nicht mehrere Stücke Halbzeug mechanisch bearbeitet werden, sondern nur ein einziges Stück Halbzeug, was den Herstellungsaufwand insgesamt verringert gegenüber einer Bearbeitung von mehreren Stücken.
Bei einer ganz besonderen Ausführung des Verfahrens ist vorgesehen, dass der Torsionsstab als werkzeuglos austauschbares Baugruppenmodul ausgebildet ist, insbesondere für eine Torsionsvorrichtung. Eine solche Ausbildung hat den Vorteil, dass der Torsionsstab mit wenig Montageaufwand effizient schnell und einfach angekoppelt werden kann. Wie bereits erläutert kann vorgesehen sein, dass beispielsweise ein Baugruppenbauteil mit einer am Ende versehenen Gegenverzahnung, insbesondere ein Drehstab, zur Ankopplung an den Torsionsstab lediglich in eine Verzahnung des Torsionsstabes gesteckt wird.
Bei einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird ein Halbzeug verwendet, das aus einem Metall, insbesondere aus Titan oder aus einer Metallmischung, insbesondere einer Metallmischung, die Titan beinhaltet, besteht. Ein Torsionsstab aus Titan weist vorteilhaft eine besonders hohe elastische Torsionsfähigkeit auf. Insbesondere ist das E-Modul von Titan vorteilhafter Weise geringer als beispielsweise das von Stahl.
Durch die Verwendung eines Metalls oder einer Metallmischung ergeben sich besondere mechanische Eigenschaften des Torsionsstabs, insbesondere hohe mechanische Belastbarkeiten und Torsionsfähigkeiten betreffend auf den Torsionsstab einwirkender Drehmomente.
In besonders vorteilhafter Weise kann das stabförmige Halbzeug aus vergütetem Material bestehen.
Beispielsweise kann der Torsionsstab an zwei anderen Bauteilen befestigt sein, die sich entgegengesetzt zueinander drehen, wodurch entgegengesetzte Drehmomente auf den Torsionsstab einwirken. Auch die mechanische Belastbarkeit betreffend andere Kräfte, die auf den Torsionsstab wirken, erhöht sich bei der Verwendung der oben genannten Materialien. Außerdem können dadurch Torsionsstäbe mit ganz speziellen Torsionseigenschaften hergestellt werden.
Das Halbzeug, das zur Herstellung verwendet wird, kann verschiedene Ausgangsformen aufweisen. Bei einer besonderen Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird ein zylinderförmiges Halbzeug oder ein kreiszylinderförmiges Halbzeug verwendet. Hierdurch ist eine Ausgangssymmetrie betreffend der Ausgangsform des Halbzeugs gegeben, was die Herstellungsplanung und Ausführung vereinfacht und wodurch die Bearbeitung des Halbzeugs symmetrisch ausgeführt werden kann.
Bei einer vorteilhaften Ausführung ist das Halbzeug als Vollrohr ausgebildet. Das Halbzeug kann in materialsparender Weise alternativ auch ein Hohlrohr sein. Bei einer vorteilhaften Ausführung des Verfahrens wird die Öffnung im Endbereich eines als Halbzeug verwendeten Hohlrohrs durch ein Umformen geschlossen oder zumindest verengt.
Von besonderem Vorteil ist ein Torsionsstab, insbesondere Fahrwerk-Torsionsstab, der nach dem bereits erläuterten Verfahren hergestellt ist.
Von ganz besonderem Vorteil ist eine Fahrwerksbaugruppe, die einen derart hergestellten Torsionsstab aufweist.
Bei einer besonderen Ausführung einer Fahrwerksbaugruppe ist ein Ankoppelabschnitt eines solchen Torsionsstabes in eine Nabe eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe, insbesondere formschlüssig und/oder kraftschlüssig, eingeführt.
Bei einer weiteren Ausführung ist ein mit einer Verzahnung versehener Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes in eine Nabe, die eine Gegenverzahnung aufweist, eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe eingeführt.
Bei einer anderen Ausführung ist ein mit einer Verzahnung versehener Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes in eine Nabe, die eine Gegenverzahnung aufweist, eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe formschlüssig und/oder kraftschlüssig eingeführt.
Von besonderem Vorteil ist eine Fahrwerksbaugruppe, die als weiteres Bauelement einen Hebel oder eine Schwinge oder ein Torsionsfederelement oder ein Drehrohr aufweist.
Bei einer weiteren Ausführung einer Fahrwerksbaugruppe ist ein Endbereich des Torionsstabes mit einer Getriebekomponente verbunden.
Bei einer weiteren Ausführung einer Fahrwerksbaugruppe ist ein Ende des Torionsstabes mit einer Getriebekomponente und das andere Ende mit einer Fahrwerkskomponente verbunden.
Bei einer besonderen Ausführung eines Fahrwerks, weist das Fahrwerk einen aktiven Wankstabilisator und/oder Nickstabilisator mit einem solchen Torsionsstab auf. Insbesondere weist es alternativ oder zusätzlich einen solchen Torsionsstab zur Übertragung eines Drehmoments von einem Getriebeaktuator zu einer Radaufhängung auf.
Von besonderem Vorteil ist ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug und/oder Personenfahrzeug, das einen solchen Torsionsstab und/oder eine solche Fahrwerksbaugruppe und/oder ein solches Fahrwerk, wie oben erläutert, aufweist.
In den Zeichnungen sind durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellte Ausführungsbeispiele von Torsionsstäben schematisch dargestellt. Außerdem ist in den Zeichnungen ein Beispiel eines Halbzeugs schematisch dargestellt. Die Ausführungsbeispiele werden anhand der Figuren nachfolgend beschrieben, wobei gleiche oder gleich wirkende Elemente zumeist mit denselben Bezugszeichen versehen sind. Dabei zeigen:
1 ein Beispiel eines kreiszylindrischen Halbzeugs zur Herstellung eines Torsionsstabes,
2 einen aus dem in 1 gezeigten Halbzeug durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Torsionsstab mit einer Außenverzahnung,
3 ein Ausführungsbeispiel eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Torsionsstab mit einer Innenverzahnung in einer perspektivischen Darstellung.
1 zeigt ein Beispiel eines kreiszylinderförmigen Halbzeugs 1 aus Vollmaterial mit zwei Endbereichen 2 und einem Mittelbereich 3, das rotationssymmetrisch bezüglich einer Symmetrieachse 7 ist.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das Halbzeug 1 an seinen beiden Endbereichen 2 durch Aufstauchen umgeformt. Dadurch wird das Halbzeug 1 axial verkürzt und die Endbereiche 2 radial vergrößert. Nach der Umformung weisen die Endbereiche 2 einen Endbereichsdurchmesser D auf, der gegenüber dem Mittelbereichsdurchmesser d des Mittelbereichs 3 größer ist. Dies stellt im Ergebnis die Grundform eines Torsionsstabes 5 nach dem Umformen dar. Nach der Umformung werden die umgeformten Endbereiche 2 zu Ankoppelabschnitten 6 zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen umgearbeitet.
2 zeigt einen aus dem in 1 gezeigten Halbzeug 1 hergestellten Torsionsstab 5. Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Torsionsstabs 5 wurden die umgeformten Endbereiche 2 zu Ankoppelabschnitten 6 derart umgearbeitet, dass sie eine Außenverzahnung 9 aufweisen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel eines Torsionsstabes 5 wurden Zähne 10 eingefräst, wobei die Anordnung der Zähne 10 bei dieser Ausführung symmetrisch ist. Die Zähne 10 können bei einer anderen Ausführung auch asymmetrisch angeordnet sein. Die Zähne 10 zeigen radial von den Ankoppelabschnitten 5 weg und stellen eine Außenverzahnung 9 dar.
Der Mittelbereich 3 des Halbzeugs 1 bildet nach der Herstellung gemäß einem erfindungsgemäßen Verfahren den Torsionsbereich 4 eines Torsionsstabs 5.
Der kreiszylinderförmige Torsionsstab 5 ist durch das Umformen in seiner Grundform axial kürzer als das Halbzeug 1 und der Mittelbereichsdurchmesser d des Torsionsbereichs 4 ist kleiner als der Endbereichsdurchmesser D der Ankoppelabschnitte 6.
Die Ankoppelabschnitte 6 weisen jeweils einen sich zum Torsionsbereich 4 hin verjüngenden Übergangsbereich 8 auf. Die Übergangsbereiche 8 könnten bei einem anderen Ausführungsbeispiel auch anders ausgeformt sein.
3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines durch ein erfindungsgemäßes Verfahren hergestellten Torsionsstabs 5 mit einer Innenverzahnung 11 in einer schematischen und perspektivischen Darstellung, wobei diese Figur der besseren Übersicht halber nur einen Teil eines Torsionsstabs 5 zeigt.
Bezugszeichenliste

1: Halbzeug
2: Endbereich
3: Mittelbereich
4: Torsionsbereich
5: Torsionsstab
6: Ankoppelabschnitt
7: Symmetrieachse
8: Übergangsbereich
9: Außenverzahnung
10: Zahn
11: Innenverzahnung
d: Mittelbereichsdurchmesser
D: Endbereichsdurchmesser

Claims

Verfahren zum Herstellen eines Torsionsstabes, dessen Endbereiche als Ankoppelabschnitte zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen ausgebildet sind und der zwischen den Endbereichen einen Torsionsbereich mit einem gegenüber den Endbereichen verringerten Mittelbereichsdurchmesser aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass ein stabförmiges Halbzeug beidseitig an seinen Endbereichen umgeformt, und dadurch das Halbzeug axial verkürzt wird sowie die Endbereiche radial vergrößert werden und dass anschließend die umgeformten Endbereiche zu Ankoppelabschnitten zur drehfesten Kopplung mit anderen Bauteilen umgearbeitet werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Umformen ein Aufstauchen der Endbereiche des Halbzeugs beinhaltet.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ankoppelabschnitte zur formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Kopplung mit anderen Bauteilen ausgebildet werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass a. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet wird und/oder dass b. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche durch Rollen zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet wird und/oder c. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche durch spanende Bearbeitung zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet wird und/oder dass d. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche durch Drehen und/oder Fräsen und/oder Sägen und/oder Schleifen und/oder Erodieren zu einem Ankoppelabschnitt umgearbeitet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass a. wenigstens einer der Endbereiche vor dem Umformen erhitzt wird und/oder dass b. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche vor einer Umarbeitung erhitzt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass a. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche mit einer Verzahnung versehen wird, und/oder dass b. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche durch Rollen mit einer Verzahnung, insbesondere einer Kerbverzahnung, versehen wird und/oder dass c. wenigstens einer der umgeformten Endbereiche mit einer Kerbverzahnung oder mit einem Keilwellenprofil oder einem Polygonprofil oder einem Zahnwellenprofil oder mit einer Bohrung versehen wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab aus einem einzigen Stück Halbzeug hergestellt wird oder dass der Torsionsstab einstückig aus einem einzigen Stück Halbzeug hergestellt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass a. das stabförmige Halbzeug aus einem Metall, insbesondere aus Titan, oder aus einer Metallmischung, insbesondere einer Metallmischung, die Titan beinhaltet, besteht und/oder dass b. das stabförmige Halbzeug aus vergüteten Material besteht und/oder dass c. das stabförmige Halbzeug ein zylinderförmiges Halbzeug oder ein kreiszylinderförmiges Halbzeug ist und/oder d. das stabförmige Halbzeug ein Hohlrohr ist.
Torsionsstab, insbesondere Fahrwerk-Torsionsstab, hergestellt mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8.
Fahrwerksbaugruppe, die einen Torsionsstab nach Anspruch 9 aufweist.
Fahrwerksbaugruppe nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes in eine Nabe eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe eingeführt ist oder dass b. ein Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes formschlüssig in eine Nabe eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe eingeführt ist oder dass c. ein Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes kraftschlüssig in eine Nabe eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe eingeführt ist oder dass d. ein mit einer Verzahnung versehener Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes in eine Nabe, die eine Gegenverzahnung aufweist, eines weiteren Bauelements der Fahrwerksbaugruppe eingeführt ist.
Fahrwerksbaugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das weitere Bauelement ein Hebel oder eine Schwinge oder ein Torsionsfederelement oder ein Drehrohr ist.
Fahrwerksbaugruppe nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass a. ein Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes mit einer Getriebekomponente verbunden ist oder b. ein Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes mit einer Getriebekomponente und der andere Ankoppelabschnitt des Torsionsstabes mit einer Fahrwerkskomponente verbunden ist.
Fahrwerk, insbesondere aktives Fahrwerk mit einem Wank- und/oder Nickstabilisator, das einen Torsionsstab nach Anspruch 9 und/oder eine Fahrwerksbaugruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 13 aufweist.
Fahrwerk nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Torsionsstab ein Drehmoment von einem Getriebeaktuator zu einer Radaufhängung überträgt.
Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug und/oder Personenfahrzeug, das einen Torsionsstab nach Anspruch 9 und/oder eine Fahrwerksbaugruppe nach einem der Ansprüche 10 bis 13 und/oder ein Fahrwerk nach Anspruch 14 oder 15 aufweist.