DE29503814U1

DE29503814U1 - stabilizer

Info

Publication number: DE29503814U1
Application number: DE29503814U
Authority: DE
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 1995-03-09
Filing date: 1995-03-09
Publication date: 1995-06-01
Anticipated expiration: 2005-03-10

Description

Gesthuysen & von RohrGesthuysen & von Rohr

Die Erfindung betrifft einen Stabilisator für eine Achse, insbesondere eine Verbundlenkerachse, eines Kraftfahrzeugs.The invention relates to a stabilizer for an axle, in particular a twist beam axle, of a motor vehicle.

Stabilisatoren der zuvor genannten Art sind bereits seit langem bekannt. Bei in Kraftfahrzeugen verwendeten Stabilisatoren handelt es sich meist um Federelemente, Torsionsstäbe oder Blattfedern, die üblicherweise dazu dienen, die Seitenneigung der Fahrzeughauptmasse bei Kurvenfahrt zu verringern.Stabilizers of the type mentioned above have been known for a long time. Stabilizers used in motor vehicles are usually spring elements, torsion bars or leaf springs, which are usually used to reduce the lateral inclination of the main mass of the vehicle when cornering.

Ein bekannter Stabilisator für eine Verbundlenkerachse besteht aus einem Stab aus Vollmaterial. Dieser Stabilisator, der aus dem Werkstoff 28 Mn 6 nach DIN 17 200 besteht, weist einen Mittelbereich mit einem Durchmesser von 14 mm bis 18 mm und an seinen beiden Enden jeweils einen verdickten Endbereich auf, der einen Durchmesser von 23 mm bis 25 mm hat. Der vorgenannte Durchmesser des Endbereichs ist erforderlich, um eine bestimmte Schweißnahtlänge zur Befestigung des Stabilisators am Längslenker der Verbundlenkerachse zu gewährleisten. Eine bestimmte vorgegebene Schweißnahtlänge ist wiederum notwendig, um die bei der Fahrt auftretenden Kräfte, die auf den Stabilisator übertragen werden, aufnehmen zu können. Grundsätzlich wäre es natürlich möglich, den Stabilisator insgesamt aus einem Stab mit einem über die gesamte Länge des Stabes etwa gleichen Durchmesser herzustellen. Allerdings besteht in der Automobilindustrie die Forderung, das Gewicht sämtlicher Bauteile soweit wie möglich zu minimieren. Aus diesem Grunde ist der Mittelbereich des Stabilisators mit einem geringeren Durchmesser als die Endbereiche versehen.A well-known stabilizer for a twist-beam axle consists of a rod made of solid material. This stabilizer, which is made of the material 28 Mn 6 according to DIN 17 200, has a central area with a diameter of 14 mm to 18 mm and a thickened end area at each of its two ends, which has a diameter of 23 mm to 25 mm. The aforementioned diameter of the end area is required to ensure a certain weld seam length for attaching the stabilizer to the trailing arm of the twist-beam axle. A certain specified weld seam length is in turn necessary in order to be able to absorb the forces that occur during driving and are transferred to the stabilizer. In principle, it would of course be possible to manufacture the stabilizer as a whole from a rod with a diameter that is approximately the same over the entire length of the rod. However, in the automotive industry there is a requirement to minimize the weight of all components as much as possible. For this reason, the middle section of the stabilizer has a smaller diameter than the end sections.

Der bekannte Stabilisator wird nun derart hergestellt, daß der aus Vollmaterial bestehende Stab an seinen beiden Enden soweit gestaucht wird, bis sich in den Endbereichen die gewünschte Materialverdickung ergibt.The known stabilizer is now manufactured in such a way that the rod, which consists of solid material, is compressed at both ends until the desired material thickening is achieved in the end areas.

Bei dem bekannten Stabilisator kann es nun bei der Herstellung zu Problemen kommen, wenn der Stab wegen der geforderten Schweißnahtlänge von einem vergleichsweise geringen Durchmesser auf einen vergleichsweise großen Durchmesser im Endbereich gestaucht werden muß. Dieses Problem wird insbesondere dann um so größer, je größer die Länge des Endbereichs ist. Bereits jetzt zeichnet sich ab, daß in Zukunft von Seiten der Automobilindustrie Endbereiche von weit mehr als 5 cm gefordert werden.Problems can arise during production of the known stabilizer if the rod has to be compressed from a relatively small diameter to a relatively large diameter in the end area due to the required weld seam length. This problem becomes particularly greater the longer the end area is. It is already becoming apparent that in the future the automotive industry will require end areas of far more than 5 cm.

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Schließlich ergibt sich ein weiteres Problem beim Verschweißen der Endbereiche des Stabilisators mit dem jeweiligen Längslenker dadurch, daß der Stabilisator aus einem anderen Werkstoff besteht als der Längslenker, der üblicherweise aus dem Werkstoff St 37 besteht. Dementsprechend ist die Schweißverbindung auszulegen.Finally, another problem arises when welding the end sections of the stabilizer to the respective trailing arm because the stabilizer is made of a different material than the trailing arm, which is usually made of the material St 37. The welded connection must be designed accordingly.

Die Erfindung geht nun einen neuen Weg. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, daß der Stabilisator aus einem stabförmigen Element vorzugsweise mit im wesentlichen konstantem Durchmesser besteht, wobei auf wenigstens einen Endbereich, vorzugsweise beide Endbereiche, des stabförmigen Elementes eine Hülse aufgebracht ist. Durch das Aufbringen der Hülse, d. h. Befestigen der Hülse am Endbereich, entfällt zunächst der recht aufwendige Stauchvorgang zum Verdicken der Endbereiche. Da es sich bei der Hülse vor dem Aufbringen auf dem Endbereich des stabförmigen Elements um ein separat herzustellendes Bauteil handelt, kann die Wandstärke der Hülse und auch die Länge der Hülse von vornherein bestimmt werden. Mit der Erfindung ist es also problemlos möglich, die Endbereiche beliebig zu verlängern. Auch eine große Durchmesserdifferenz zwischen dem Mittelbereich, d. h. dem stabförmigen Element, einerseits und der Hülse andererseits stellt nun kein Problem mehr dar.The invention now takes a new approach. According to the invention, the stabilizer consists of a rod-shaped element, preferably with a substantially constant diameter, with a sleeve being applied to at least one end region, preferably both end regions, of the rod-shaped element. By applying the sleeve, i.e. attaching the sleeve to the end region, the rather complex compression process for thickening the end regions is initially eliminated. Since the sleeve is a component that has to be manufactured separately before it is applied to the end region of the rod-shaped element, the wall thickness of the sleeve and also the length of the sleeve can be determined from the outset. With the invention, it is therefore possible to extend the end regions as desired without any problems. Even a large difference in diameter between the middle region, i.e. the rod-shaped element, on the one hand, and the sleeve on the other hand, is no longer a problem.

Obwohl grundsätzlich verschiedene Möglichkeiten bestehen, die Hülse an dem Endbereich des stabförmigen Elements zu befestigen, hat es sich gezeigt, daß die einfachste, kostengünstigste und sicherste Methode darin besteht, die Hülse kraftschlüssig mit dem Endbereich zu verbinden. Dabei sitzt dann die Hülse mit Pressitz auf dem Endbereich des stabförmigen Elementes auf. Um in diesem Fall eine besonders gute reib- bzw. kraftschlüssige Verbindung zu erhalten, ist das stabförmige Element im Endbereich unrund, weist nämlich vorzugsweise einen etwa stadionförmigen Querschnitt auf. Im übrigen weist das stabförmige Element vorzugsweise einen kreisrunden Querschnitt auf, besteht also aus einem Stab. Der stadionförmige Querschnitt läßt sich relativ einfach herstellen, in dem der Endbereich zusammengepreßt und dabei plastisch verformt wird.Although there are basically different ways of attaching the sleeve to the end area of the rod-shaped element, it has been shown that the simplest, most cost-effective and safest method is to connect the sleeve to the end area with a force fit. The sleeve then sits with a press fit on the end area of the rod-shaped element. In order to obtain a particularly good frictional or force-fit connection in this case, the rod-shaped element is non-circular in the end area, namely preferably has an approximately stadium-shaped cross-section. Furthermore, the rod-shaped element preferably has a circular cross-section, i.e. consists of a rod. The stadium-shaped cross-section can be produced relatively easily by pressing the end area together and thereby plastically deforming it.

Bei dem bekannten Stabilisator ist stirnseitig im verdickten Endbereich eine Sacklochbohrung vorgesehen. Diese dient zur Aufnahme eines Zapfens eines Schweißautomaten und als Drehpunkt beim Verschweißen des Stabilisators mit dem Längslen-The known stabilizer has a blind hole in the thickened end area on the front side. This serves to accommodate a pin of a welding machine and as a pivot point when welding the stabilizer to the longitudinal arm.

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ker. Beim Verschweißen wird dabei die gesamte zu verschweißende Bauteileinheit um die Sacklochbohrung als Drehpunkt gedreht, während der Schweißautomat feststeht. Es versteht sich, daß das Einbringen der Sacklochbohrung einen zusätzlichen Arbeitsvorgang bedeutet. Dieser, beim Stand der Technik erforderliche Arbeitsvorgang läßt sich bei der Erfindung in besonders einfacher Weise dadurch vermeiden, daß die Hülse im aufgebrachten Zustand über den Endbereich übersteht. Der Innenbereich des überstehende Bereich der Hülse entspricht dann der Sacklochbohrung.ker. When welding, the entire component unit to be welded is rotated around the blind hole as a pivot point, while the welding machine remains stationary. It goes without saying that creating the blind hole means an additional work process. This work process, which is required in the state of the art, can be avoided in a particularly simple way with the invention by the sleeve projecting beyond the end area when applied. The inner area of the projecting area of the sleeve then corresponds to the blind hole.

Damit der überstehende Bereich bzw. das Sackloch eine genau definierte Länge bzw. Tiefe hat, ist in der Hülse ein vorzugsweise umlaufender Anschlag vorgesehen. Beim Aufschlagen bzw. Aufbringen der Hülse auf den Endbereich verhindert der Anschlag ein zu weites Aufschieben der Hülse.To ensure that the protruding area or blind hole has a precisely defined length or depth, a stop is provided in the sleeve, preferably all the way around. When the sleeve is hit or applied to the end area, the stop prevents the sleeve from being pushed on too far.

Zuvor ist bereits erwähnt worden, daß sich aufgrund der Werkstoffverschiedenheit zwischen dem Stabilisator und dem Längslenker beim Stand der Technik Probleme beim Verschweißen ergeben. Dieses Problem läßt sich in besonders einfacher Weise bei der Erfindung dadurch lösen, daß die Hülse aus dem gleichen Material besteht wie der Längslenker, mit dem der Stabilisator endseitig verschweißt ist. Die Hülse kann vorliegend also, wie auch der Längslenker, aus dem Werkstoff St 37 bestehen. Demgegenüber kann das stabförmige Element, wenn es aus Vollmaterial besteht, nach wie vor aus dem gleichen Material hergestellt werden, wie beim Stand der Technik, nämlich aus dem Werkstoff 28 Mn 6 nach DIN 17 200 oder einem dem vorgenannten Werkstoff im wesentlichen entsprechenden Werkstoff. Hierdurch wird gewährleistet, daß der Stabilisator seine erforderlichen Materialeigenschaften behält.It has already been mentioned that the difference in materials between the stabilizer and the trailing arm in the prior art results in problems with welding. This problem can be solved in a particularly simple way in the invention by making the sleeve of the same material as the trailing arm, to which the stabilizer is welded at the end. In this case, the sleeve can therefore be made of the material St 37, as can the trailing arm. In contrast, the rod-shaped element, if it is made of solid material, can still be made of the same material as in the prior art, namely from the material 28 Mn 6 according to DIN 17 200 or a material that essentially corresponds to the aforementioned material. This ensures that the stabilizer retains its required material properties.

Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist das stabförmige Element als Rohrkörper ausgebildet. In diesem Fall besteht es vorzugsweise aus dem Werkstoff 34 Mn 5 nach DIN 17 200 oder einem dem vorgenannten Werkstoff im wesentlichen entsprechenden Werkstoff. Diese Ausführungsform bietet den Vorteil, daß sich gegenüber einem aus Vollmaterial bestehenden stabförmigen Element Gewichtseinsparungen erzielen lassen.In a particularly advantageous embodiment of the invention, the rod-shaped element is designed as a tubular body. In this case, it is preferably made of the material 34 Mn 5 according to DIN 17 200 or a material that essentially corresponds to the aforementioned material. This embodiment offers the advantage that weight savings can be achieved compared to a rod-shaped element made of solid material.

In Weiterbildung des zuvor genannten Erfindungsgedankens kann vorgesehen sein, daß in den Rohrkörper ein Verstärkungselement eingeschoben ist. Dieses kann beispielsweise als Spannstift ausgebildet sein. Allerdings ist es nicht unbedingt erforder-In a further development of the above-mentioned inventive concept, it can be provided that a reinforcing element is inserted into the tubular body. This can, for example, be designed as a dowel pin. However, it is not absolutely necessary

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lieh, daß sich der Spannstift über die gesamte Länge des stabförmigen Elements erstreckt. Zweckmäßigerweise sollte sich das Verstärkungselement im Rohrkörper über den Endbereich, auf den die Hülse aufgebracht ist, hinaus erstrecken, um dadurch den "kritischen" Bereich des Übergangs von der Hülse auf das stabförmige Element zu verstärken.lent that the dowel pin extends over the entire length of the rod-shaped element. It is advisable for the reinforcing element in the pipe body to extend beyond the end region to which the sleeve is applied in order to thereby reinforce the "critical" region of the transition from the sleeve to the rod-shaped element.

Weitere Merkmale, Vorteile und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Zeichnung und der Zeichnung selbst. Dabei bilden alle beschriebenen und/oder bildlich dargestellten Merkmale für sich oder in beliebiger Kombination den Gegenstand der vorliegenden Erfindung, unabhängig von ihrer Zusammenfassung in den Schutzansprüchen oder deren Rückbeziehung.Further features, advantages and possible applications of the present invention are apparent from the following description of embodiments based on the drawing and the drawing itself. All described and/or illustrated features form the subject matter of the present invention, either individually or in any combination, regardless of their summary in the claims or their reference back to them.

Es zeigtIt shows

Fig. 1 eine teilweise Querschnittsansicht eines erfindungsgemäßen StabilisatorsFig. 1 is a partial cross-sectional view of a stabilizer according to the invention

in einer Einbausituation,in an installation situation,

Fig. 2 eine Querschnittsansicht des Stabilisators aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie &Pgr; - &Pgr; aus Fig. 1,Fig. 2 is a cross-sectional view of the stabilizer from Fig. 1 along the section line &Pgr; - &Pgr; from Fig. 1,

Fig. 3 eine Querschnittsansicht des Stabilisators aus Fig. 1 entlang der Schnittlinie &Igr;&Pgr; - &Pgr;&Igr; aus Fig. 1 undFig. 3 is a cross-sectional view of the stabilizer from Fig. 1 along the section line &Igr;&Pgr; - &Pgr;&Igr; from Fig. 1 and

Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht eines Teils einer anderen Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stabilisators.Fig. 4 is a partial cross-sectional view of a portion of another embodiment of a stabilizer according to the invention.

In Fig. 1 ist eine Einbausituation eines Stabilisators 1 in eine Hinterachse, bei der es sich um eine Verbundlenkerachse handelt, dargestellt. Der Stabilisator 1 weist ein stabförmiges Element 2 auf, das endseitig jeweils einen Endbereich 3 hat. Auf den Endbereich 3 ist eine Hülse 4 aufgebracht. Die Hülse 4 sitzt dabei mit Pressitz auf dem Endbereich 3. Die Befestigung der Hülse 4 auf den Endbereich 3 erfolgt vorliegend also durch reinen Kraftschluß, obwohl natürlich auch andere Befestigungsarten möglich wären.Fig. 1 shows an installation situation of a stabilizer 1 in a rear axle, which is a twist beam axle. The stabilizer 1 has a rod-shaped element 2, which has an end region 3 at each end. A sleeve 4 is attached to the end region 3. The sleeve 4 sits with a press fit on the end region 3. The fastening of the sleeve 4 to the end region 3 is therefore carried out in this case by pure frictional connection, although other fastening methods would of course also be possible.

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Wie sich insbesondere aus Fig. 2 ergibt, hat das stabförmige Element 2 im Endbereich 3 einen stadionförmigen Querschnitt. Grundsätzlich ist es natürlich auch möglich, einen anderen unrunden Querschnitt im Endbereich 3 zu verwenden. Mit Ausnahme des bzw. der Endbereiche 3 hat das stabförmige Element im übrigen einen kreisrunden Querschnitt, was sich insbesondere aus Fig. 3 ergibt.As can be seen in particular from Fig. 2, the rod-shaped element 2 has a stadium-shaped cross-section in the end region 3. In principle, it is of course also possible to use a different non-circular cross-section in the end region 3. With the exception of the end region(s) 3, the rod-shaped element otherwise has a circular cross-section, which can be seen in particular from Fig. 3.

Im aufgebrachten Zustand, der in Fig. 1 dargestellt ist, steht die Hülse 4 über den Endbereich 3 über. Es ergibt sich dabei durch den Überstand der Hülse 4 innenseitig ein Sackloch 5. Innenseitig weist die Hülse am Übergang zur vorderen Stirnkante 6 des stabförmigen Elements 2 einen vorzugsweise umlaufenden Anschlag 7 auf. Dieser kann von vornherein in der Hülse 4 vorgesehen sein, er kann sich aber auch beim Aufbringen der Hülse 4 auf den Endbereich 3 ergeben.In the applied state, which is shown in Fig. 1, the sleeve 4 protrudes over the end region 3. The protrusion of the sleeve 4 creates a blind hole 5 on the inside. On the inside, the sleeve has a preferably circumferential stop 7 at the transition to the front edge 6 of the rod-shaped element 2. This can be provided in the sleeve 4 from the outset, but it can also be created when the sleeve 4 is applied to the end region 3.

Die Hülse 4 ist mit einem Längslenker 8 der Verbundlenkerachse verbunden. Der Längslenker 8 weist ein doppelwandiges Profil mit zwei Wandungen 9, 10 auf, in denen jeweils eine Bohrung 11, 12 vorgesehen ist. Durch die miteinander fluchtenden Bohrungen 11, 12 ist die Hülse 4 hindurchgesteckt und mit der jeweiligen Wandung 9, 10 umlaufend verschweißt.The sleeve 4 is connected to a longitudinal control arm 8 of the twist beam axle. The longitudinal control arm 8 has a double-walled profile with two walls 9, 10, each of which has a bore 11, 12 provided. The sleeve 4 is pushed through the aligned bores 11, 12 and welded all the way to the respective wall 9, 10.

Die Hülse 4 besteht vorliegend aus dem gleichen Material wie die Wandungen 9, 10, nämlich aus dem Werkstoff St 37 oder einem dem vorgenannten Werkstoff im wesentlichen entsprechenden Werkstoff. Demgegenüber besteht das stabförmige Element 2 aus dem Werkstoff 28 Mn 6 nach DIN 17 200 oder einem diesen Werkstoff im wesentlichen entsprechenden Werkstoff. Aufgrund der Werkstoffgleichheit der Hülse 4 und der damit verschweißten Wandungen 9, 10 des Längslenkers 8 läßt sich eine gute Schweißverbindung herstellen. Im übrigen stellt es vorliegend auch kein Problem dar, wenn der Abstand zwischen den beiden Wandungen 9, 10 zukünftig vergrößert werden soll, da dann lediglich eine längere Hülse verwendet werden muß. Auch eine gegebenenfalls größere Schweißnahtlänge läßt sich dadurch ohne weiteres erzielen, daß eine Hülse mit einer größeren Materialstärke bei gleichem Innendurchmesser verwendet wird.The sleeve 4 is made of the same material as the walls 9, 10, namely the material St 37 or a material that essentially corresponds to the aforementioned material. In contrast, the rod-shaped element 2 is made of the material 28 Mn 6 according to DIN 17 200 or a material that essentially corresponds to this material. Due to the material similarity of the sleeve 4 and the walls 9, 10 of the trailing arm 8 welded to it, a good welded connection can be made. In addition, it is not a problem if the distance between the two walls 9, 10 is to be increased in the future, since then only a longer sleeve has to be used. A longer weld seam length can also be easily achieved by using a sleeve with a greater material thickness and the same inner diameter.

In Fig. 4 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der das stabförmige Element 2 als Rohrkörper ausgebildet ist. Der Rohrkörper besteht dabei vorzugsweise aus demFig. 4 shows an embodiment in which the rod-shaped element 2 is designed as a tubular body. The tubular body preferably consists of the

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Werkstoff 34 Mn 5 nach DIN 17 200 oder einem diesen Werkstoff im wesentlichen entsprechenden Werkstoff. Die Hülse 4 ist bei dieser Ausführungsform wiederum kraftschlüssig mit dem Endbereich 3 verbunden. Auch bei dieser Ausführungsform kann der Endbereich 3 wieder eine unrunde, insbesondere stadionförmige Form aufweisen. Material 34 Mn 5 according to DIN 17 200 or a material that essentially corresponds to this material. In this embodiment, the sleeve 4 is again connected to the end region 3 in a force-fitting manner. In this embodiment, too, the end region 3 can again have a non-circular shape, in particular a stadium shape.

In den Rohrkörper 2 ist ein federnder Spannstift 13 als Verstärkungselement eingeschoben. Der Spannstift 13 erstreckt sich dabei im Rohrkörper über den Endbereich 3, auf den die Hülse 4 aufgebracht ist, hinaus. Hierdurch können Kräfte über den "kritischen" Übergangsbereich vom stabförmigen Element 2 auf die Hülse 4 am Beginn der Hülse 4 besser und sicherer übertragen werden.A spring-loaded dowel pin 13 is inserted into the tubular body 2 as a reinforcing element. The dowel pin 13 extends in the tubular body beyond the end region 3 to which the sleeve 4 is attached. This allows forces to be transmitted better and more reliably across the "critical" transition region from the rod-shaped element 2 to the sleeve 4 at the beginning of the sleeve 4.

Claims

Gesthuysen & von Rohr -7- Protection claims:

1. Stabilizer (1) for an axle, in particular a twist beam axle, of a motor vehicle, with a rod-shaped element (2), preferably of substantially constant diameter, wherein a sleeve (4) is applied to at least one end region (3), preferably both end regions (3), of the rod-shaped element (2).

2. Stabilizer according to claim 1, characterized in that the sleeve (4) is non-positively connected to the end region (3).

3. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the rod-shaped element (2) has a non-circular, preferably oval or stadium-shaped cross-section in the end region (3), and preferably an approximately circular cross-section in the remaining region.

4. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (4) projects beyond the end region (3) in the applied state.

5. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that a preferably circumferential stop (7) is provided in the sleeve (4).

6. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (4) consists of the same material as the component, in particular a longitudinal control arm (8), to which the stabilizer (1) is connected at the end, preferably welded.

7. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the sleeve (4) consists of the material St 37 or a material substantially corresponding to the aforementioned material.

8. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the rod-shaped element (2) consists of solid material and, preferably, of the material 28 Mn 6 according to DIN 17 200 or a material essentially corresponding to the aforementioned material.

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9. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the rod-shaped element (2) is designed as a tubular body and, preferably, consists of the material 34 Mn 5 according to DIN 17 200 or a material substantially corresponding to the aforementioned material.

10. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that a reinforcing element, in particular designed as a clamping pin (13), is inserted into the tubular body.

11. Stabilizer according to one of the preceding claims, characterized in that the reinforcing element in the tubular body extends beyond the end region (3) to which the sleeve (4) is applied.