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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Hohlstabilisator gemäß dem Oberbegriff
des Anspruchs 1.
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Ein
solcher Hohlstabilisator ist aus
US-A-4.533.402 bekannt und ist aus einem Stahlrohr gefertigt,
das einen Torsionsabschnitt aufweist, der sich in einer Breitenrichtung
einer Fahrzeugkarosserie erstreckt. Ein Paar rechter und linker
Schenkelabschnitte ist an beiden Stirnseiten des Torsionsabschnitts
angeordnet. Mehrere bogenförmige
Abschnitte sind in einer Bogenform im Torsionsabschnitt und/oder
Armabschnitt und/oder Abschnitten zwischen diesen gebogen.
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US-A-2.589.009 offenbart
einen Stabilisator mit einem bogenförmigen Abschnitt, der im Wesentlichen
in einer Spiralform in einem Abschnitt gebogen ist, in dem der Stabilisator
die Form eines Holms aufweist, um eine Federwindung bereitzustellen.
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Im
obenerwähnten
Stabilisator werden Lasten in einander entgegengesetzten vertikalen
Richtungen in beide Schenkelabschnitte zu einem Zeitpunkt eingeleitet,
zu dem das Fahrzeug auf einer kurvigen Straße fährt, wodurch beide Schenkelabschnitte
in einander entgegengesetzten Richtungen gebogen werden. Somit wird
der Torsionsabschnitt verdreht, wobei ein Rollen der Fahrzeugkarosserie durch
eine Gegenkraft unterbunden wird, die zu diesem Zeitpunkt erzeugt
wird. Eine Biegebeanspruchung wird daher hauptsächlich in den Schenkelabschnitten
erzeugt, wobei eine Torsionsbeanspruchung hauptsächlich im Torsionsabschnitt
erzeugt wird. Ferner wird eine kombinierte Beanspruchung zwischen
der Biegebeanspruchung und der Torsionsbeanspruchung im Schulterabschnitt
erzeugt. Ferner wird ein Vollrundholm als Material für den herkömmlichen
Stabilisator verwendet; es ist jedoch ein Hohlstabilisator bekannt,
der zum Zweck der Gewichtsreduktion des Fahrzeugs ein Rohrelement
verwendet.
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In
diesem Fall sind ein Kraftstofftank, ein Abgasrohr, ein Rahmen und
ver schiedene Arten von Stangen unter einem Boden des Fahrzeugs platziert, wobei
der Stabilisator häufig
in einer dreidimensionalen Weise gebogen sein kann, indem mehrerer
bogenförmiger
Abschnitte im Torsionsabschnitt, in den Schenkelabschnitten und/oder
im Schulterabschnitt ausgebildet sind, um den Stabilisator durch
Lücken zwischen
solchen Teilen hindurchzuführen.
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Ein
Biegeverfahren für
den herkömmlichen Hohlstabilisator
ist in 5 gezeigt. Eine Biegevorrichtung 50 ist
mit einer Biegeform 52 versehen, die eine Kreisbogenbildungsoberfläche 51 aufweist,
sowie mit einer Klemmform 53 und einer Druckform 54, die
einen Stabilisatorhauptkörper 11 pressen.
Die Biegeform 52 wird in einer Richtung eines Pfeils in der
Zeichnung mittels eines (nicht gezeigten) Rotationsantriebsmechanismus
gedreht, und ist so konstruiert, dass der Stabilisatorhauptkörper 11 in
eine Kreisbogenform gebogen wird, die einen Zentralbiegeradius R
längs der
Formungsoberfläche 51 aufweist.
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Der
Stabilisator wird in einer dreidimensionalen Weise gebogen, um ihn
durch die Lücken
zwischen den verschiedenen Arten von Teilen im Kraftfahrzeug hindurchzuführen. Um
in einer dreidimensionalen Weise unter Verwendung der herkömmlichen Biegeform
zu biegen, werden jedoch mehrere zweidimensionale Biegeprozesses
kombiniert. Im Fall der herkömmlichen
Biegeform kann aufgrund der Formgebung der Biegeform der Biegeprozess
nur durchgeführt
werden, indem ein gerader Abschnitt zwischen einem bogenförmigen Abschnitt
und einem weiteren bogenförmigen
Abschnitt vorgesehen wird. Folglich ist diese Materiallänge nutzlos.
Um ferner den Stabilisator in der Lücke aufzunehmen, in der die anderen
Teile in einer komplizierten Weise vorgesehen sind, ist es notwendig,
mehrere bogenförmige Abschnitte
im Stabilisator vorzusehen, um somit eine gegenseitige Störung mit
den anderen Teilen zu vermeiden. Dementsprechend ist die Anzahl
der Biegeprozesse erhöht,
wobei die Anzahl der geraden Abschnitte zwischen den bogenförmigen Abschnitten ebenfalls
erhöht
ist. Es ist jedoch häufig
der Fall, dass es schwierig ist, den langen geraden Abschnitt im
Spalt aufzunehmen, in dem die Teile kompliziert sind, wobei die
Notwendigkeit des Biegens des Stabilisators in kleinen Schritten
zunimmt. Folglich ist es unmöglich,
einen großen
Biegeradius festzulegen, wobei dann, wenn der Biegeradius des Hohlstabilisators
klein gemacht wird, das Problem besteht, dass das Rohr abgeflacht
wird und eine ungleichmäßige Dicke
aufweist. Wenn das Rohr abgeflacht ist oder eine ungleichmäßige Dicke
aufweist, wird eine Beanspruchungskonzentration erzeugt, weshalb
die Haltbarkeit herabgesetzt ist. Ferner ist es im Fall der Durchführung des
Biegeprozesses für
unterschiedliche Durchmesser unter Verwendung der herkömmlichen
Biegeform notwendig, zahlreiche Biegeformen mit unterschiedlichen
Biegedurchmessern vorzubereiten, wobei ein großer Arbeitsaufwand zum Kontrollieren
der Biegeformen erforderlich ist.
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ÜBERBLICK ÜBER DIE ERFINDUNG
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Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Hohlstabilisator
zu schaffen, der so ausgebildet werden kann, dass ein Rohr davor
bewahrt wird, abzuflachen oder ungleichmäßig dick zu werden, wobei das
Rohr in einer schmalen Lücke zwischen
Teilen platziert werden kann.
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Hohlstabilisator, der aus einem
Stahlrohr gefertigt ist, entsprechend den Merkmalen des Anspruchs
1.
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Die
vorliegende Erfindung schafft einen Hohlstabilisator, der aus einem
Stahlrohr gefertigt ist, umfassend: einen Torsionsabschnitt, der
sich in einer Breitenrichtung einer Fahrzeugkarosserie erstreckt; ein
Paar rechter und linker Schenkelabschnitte, die an beiden Stirnseiten
des Torsionsabschnitts angeordnet sind; und mehrere bogenförmige Abschnitte, die
im Torsionsabschnitt und/oder den Schenkelabschnitten und/oder den
Abschnitten dazwischen in einer Bogenform gekrümmt sind, wobei die benachbarten
bogenförmigen
Abschnitte ohne dazwischen befindlichen geraden Abschnitt ineinander übergehen.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst einen Hohlstabilisator, bei dem die
Biegeradien der mehreren bogenförmigen
Abschnitte unterschiedlich sind und die benachbarten bogenförmigen Abschnitte ohne
dazwischen befindlichen geraden Abschnitt ineinander übergehen.
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Da
bei dem Hohlstabilisator mit der obenbeschriebenen Struktur der
Aufbau so beschaffen ist, dass mehrere Biegeradien unterschiedlich
sind und/oder die benachbarten bogenförmigen Abschnitte ohne dazwischen
befindlichen geraden Abschnitt ineinander übergehen, kann der Hohlstabilisator
derart angeordnet werden, dass er sich zwischen den Teilen hindurchschlängelt, indem
der Biegeradius geeignet festgelegt wird oder der Biegeabschnitt
kontinuierlich ausgebildet wird.
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In
diesem Fall ist die vorliegende Erfindung nicht auf den Fall beschränkt, in
dem ein Biegeradius auf einen Biegeabschnitt festgelegt wird, wobei
der Biegeabschnitt von mehreren unterschiedlichen Biegeradien gebildet
werden kann, indem sich der Biegeradius eines bogenförmigen Abschnitts
in der Mitte ändert.
Durch Vorsehen eines solchen Biegeabschnitts ist es möglich, den
Hohlstabilisator in der Lücke
zwischen den Teilen aufzunehmen, die in einer komplizierteren Weise
geformt sind.
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Ferner
ist in dem Fall, in dem zwei bogenförmige Abschnitte in einer dreidimensionalen
Weise verbunden sind, jeder der bogenförmigen Abschnitte individuell
in der herkömmlichen
Technik gebogen; es ist jedoch möglich,
eine ähnliche
Form wie in dem Fall zu erhalten, in dem zwei bogenförmige Abschnitte
verbunden sind, indem zwei bogenförmige Abschnitte in einer Spiralform
gebogen werden. In diesem Fall ist es möglich, zwei Abschnitte mittels
einer kürzeren
Strecke vom Anfangspunkt des bogenförmigen Abschnitts bis zum Endpunkt
des bogenförmigen
Abschnitts zu verbinden. Dementsprechend ist möglich, Materialkosten zu reduzieren
und eine Gewichtsreduktion zu erreichen. Da ferner der Abschnitt zwischen
zwei Punkten mittels eines Bogens gebildet wird, der einen größeren Biegeradius
aufweist, ist es möglich,
ein Kollabieren des Materials effektiv zu verhindern.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist
eine Gesamtansicht eines Hohlstabilisators, die eine Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt;
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2 ist
eine vergrößerte Ansicht
eines bogenförmigen
Abschnitts des in 1 gezeigten Hohlstabilisators;
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3A ist
eine vergrößerte dreidimensionale
Umformungsansicht eines bogenförmigen
Abschnitts eines herkömmlichen
Hohlstabilisators;
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3B ist
eine vergrößerte dreidimensionale
Umformungsansicht des bogenförmigen
Abschnitts des Hohlstabilisators gemäß der vorliegenden Erfindung;
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4 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel einer Biegevorrichtung zeigt, die
in der vorliegenden Erfindung verwendet wird;
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5 ist
eine Ansicht, die ein Beispiel einer herkömmlichen Biegevorrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN
AUSFÜHRUNGSFORM
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Es
folgt eine Beschreibung einer ersten Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen. Ein in 1 gezeigter
Hohlstabilisator 10 ist mit einem Stabilisatorhauptkörper 11 versehen,
der von einem im Wesentlichen runden Rohr gebildet wird, das aus
Stahl gefertigt ist. Der Stabilisatorhauptkörper 11 ist so aufgebaut,
dass er mit einem Torsionsabschnitt 12 versehen ist, der
sich in einer Breitenrichtung eines Fahrzeugs erstreckt, mit einem
Paar rechter und linker Schenkelabschnitte 13, die an beiden
Enden des Torsionsabschnitts 12 angeordnet sind, mit kreisbogenförmigen Abschnitten 14, 15 und 16 und
Unterstützungsabschnitten 17,
die zwischen dem Torsionsabschnitt 12 und den Schenkelabschnitten 13 vorgesehen
sind, und dergleichen, in derselben Weise wie beim Stand der Technik.
In diesem Fall gibt es einen Fall, bei dem der bogenförmige Abschnitt
in den Schenkelabschnitten 13 und im Torsionsabschnitt 12 vorgesehen
ist.
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In
diesem Hohlstabilisator 10 besteht ein gerader Abschnitt
zwischen dem bogenförmigen
Abschnitten 15 und 16. Es besteht jedoch kein
gerader Abschnitt zwischen den bogenförmigen Abschnitten 14 und 15.
Ferner werden der Torsionsabschnitt 12 oder die Unterstützungsabschnitte 17 über Unterstützungselemente 18,
wie z. B. Gummibuchsen, Haltern und dergleichen, zu einer Seite
der Fahrzeugkarosserie unterstützt,
wobei die Schenkelabschnitte 13 über (nicht gezeigte) Stabilisatorverbindungsglieder mit
Elementen an einer Seite einer Achse verbunden sind, wie z. B. Aufhängungsschenkeln
oder dergleichen.
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In
diesem Hohlstabilisator 10 werden in der gleichen Weise
wie im Stand der Technik Lasten auf die jeweiligen Schenkel 13 in
einander gegenüberliegenden
vertikalen Richtungen zu einem Zeitpunkt ausgeübt, zu dem das Fahrzeug eine
Kurve fährt, wodurch
die jeweiligen Schenkelabschnitte (13) in einander entgegengesetzten
Richtungen gebogen werden und der Torsionsabschnitt 12 verdreht
wird. Gemäß einem
Federeffekt, der im Torsionsabschnitt 12, in den Schenkelabschnitten 13,
den bogenförmigen
Abschnitten 14, 15 und 16 und dergleichen
in der obenerwähnten
Weise erzeugt wird, wird die Fahrzeugkarosserie an einem Rollen
gehindert. Ein Stahlrundrohr, das für den Stabilisatorhauptkörper verwendet
wird, ist z. B. ein Stahlrohr, das aus einer Komponente gefertigt
ist, die einem Federstahl entspricht.
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Ein
Rohrbieger zum Biegen des Rohres und Formen des Hohlstabilisators 10 ist
in 4 gezeigt. Der Rohrbieger 40 wird von
einer Zuführungsvorrichtung 41,
die den Stabilisatorhauptkörper 11 in
Richtung zu einer festen Spannvorrichtung 43 zuführt, sowie
der festen Spannvorrichtung 43 und einer beweglichen Spannvorrichtung 45 gebildet.
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Eine
Klammer 42 ist in der Zuführungsvorrichtung 41 vorgesehen.
Die Klammer 42 führt
den Stabilisatorhauptkörper 11 der
festen Spannvorrichtung 43 zu und fixiert den Stabilisatorhauptkörper 11 in
Drehrichtung.
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Die
feste Spannvorrichtung 43 weist eine Öffnung 44 auf, durch
die der Stabilisatorhauptkörper 11 verläuft. Die
feste Spannvorrichtung 43 bildet ein Positionierungsteil
zum Biegen des Stabilisatorhauptkörpers 11 gegen die
bewegliche Spannvorrichtung 45 (die biegende Spannvorrichtung).
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Die
bewegliche Spannvorrichtung 45 weist eine Öffnung 46 auf,
durch die der Stabilisatorhauptkörper 11 verläuft. Ferner
ist die bewegliche Spann vorrichtung 45 so konstruiert,
dass sie in Horizontalrichtung und in senkrechter Richtung mittels
eines Antriebsmechanismus bewegt wird. Ferner ist die bewegliche
Spannvorrichtung 45 so aufgebaut, dass sie in einer Horizontalrichtung
(Richtung A) um einen Punkt O auf einer Mittellinie des Stabilisatorhauptkörpers 11 mittels
des Antriebsmechanismus gedreht wird.
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Es
folgt zuerst eine Beschreibung eines Fall des Biegens mit einem
festen Biegeradius und einer flachen Oberfläche (einen Fall des Biegens
des bogenförmigen
Abschnitts 16). In einem Zustand zusammenfallender Achsen
der Zuführungsvorrichtung 41,
der festen Spannvorrichtung 43 und der beweglichen Spannvorrichtung 45 verläuft ein
Stabilisatorhauptkörper 11,
der mittels der Klammer 42 festgeklemmt ist, an einem hinteren
Ende durch die Öffnung 44,
die in der festen Spannvorrichtung 43 vorgesehen ist, und
durch die Öffnung 46,
die in der beweglichen Spannvorrichtung 45 vorgesehen ist,
mittels der Zuführungsvorrichtung 41.
Wenn der Stabilisatorhauptkörper 11 zur
Biegeposition herausgeschoben wird, bewegt sich die bewegliche Spannvorrichtung 45 in
einer Richtung des Biegens des Stabilisators 11. Begleitend
zur Bewegung der beweglichen Spannvorrichtung 45 rotiert
die bewegliche Spannvorrichtung 45 um den Punkt O auf der
Mittellinie des Stabilisators 11, wobei zu diesem Zeitpunkt die
Achse des Stabilisatorhauptkörpers 11 näherungsweise
senkrecht zu einer Oberfläche 47 in
einer Einlassseite der Öffnung 46 wird.
Wenn die bewegliche Spannvorrichtung 45 fixiert wird und
der Stabilisatorhauptkörper 11 in
diesem Zustand herausgeschoben wird, wird der bogenförmige Abschnitt 16 mit
einem festen Radius kontinuierlich geformt.
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Es
folgt eine Beschreibung einer Prozedur des Biegens der bogenförmigen Abschnitte 14 und 15.
Zuerst wird der bogenförmige
Abschnitt 15 entsprechend derselben Prozedur wie beim Biegen
des bogenförmigen
Abschnitts 16 gebogen. Zu diesem Zeitpunkt werden eine
Position und ein Drehwinkel der beweglichen Spannvorrichtung 45 so
eingestellt, dass der Biegeradius gleich R15 wird. 4 einen Zustand,
in dem das Biegen des bogenförmigen
Abschnitts 15 abgeschlossen ist. Die bewegliche Spannvorrichtung 45 wird
in einer Richtung des Pfeils B in der Zeichnung aus diesem Zustand
heraus bewegt und in einer Richtung des Pfeils A ge dreht, wobei
die Klammer 42 gedreht wird. Dementsprechend wird der Stabilisatorhauptkörper 11 zwischen
einem Punkt O auf der Mittellinie des Stabilisatorhauptkörpers 11 und
der festen Spannvorrichtung 43 so gebogen, dass der Punkt
o ein Wendepunkt wird. Wenn ferner die bewegliche Spannvorrichtung 45 fixiert wird
und der Stabilisatorhauptkörper 11 herausgeschoben
wird, wird der bogenförmige
Abschnitt 14 mit einem festen Biegeradius geformt. Zu diesem Zeitpunkt
werden die Position und der Drehwinkel der beweglichen Spannvorrichtung 45 so
eingestellt, dass der Biegeradius gleich R14 wird. In der obenerwähnten Weise
können
bogenförmigen
Abschnitte 15 und 14 mit den unterschiedlichen
Biegeradien R15 und R14 gebogen werden, ohne einen geraden Abschnitt
zwischen den bogenförmigen
Abschnitten 14 und 15 auszubilden.
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Im
Fall der Änderung
des Biegeradius innerhalb eines bogenförmigen Abschnitts kann der
Biegeradius, wie mittels der Bezugszeichen r1, r2 und r3 in 2 gezeigt,
geändert
werden, indem das Bewegungsmaß und
der Drehwinkel der beweglichen Spannvorrichtung 45 während des
Biegeprozesses verändert
werden.
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Im
Fall des Biegens des bogenförmigen
Abschnitts in drei Dimensionen, d. h. im Fall des Biegens desselben
in einer Spiralform, wird der Stabilisatorhauptkörper 11 mittels der
Klammer 45 zu der festen Spannvorrichtung 43 geliefert.
Wenn die bewegliche Spannvorrichtung 45 in horizontaler
Richtung und in senkrechter Richtung in diesem Zustand bewegt wird
und die bewegliche Spannvorrichtung 45 mit einem vorgegebenen
Winkel gedreht wird, wird der Stabilisatorhauptkörper in einer Spiralform gekrümmt. Wenn
ferner die bewegliche Spannvorrichtung 45 in diesem Zustand
fixiert wird und der Stabilisatorhauptkörper 11 herausgeschoben
wird, wird der bogenförmige
Abschnitt mit dem festen Biegeradius und in Spiralform ausgebildet
kontinuierlich geformt. Ferner kann eine komplexe Spiralform ausgebildet
werden, indem Bewegungsgeschwindigkeit und Bewegungsmaß der beweglichen
Spannvorrichtung 45 in Horizontalrichtung und in senkrechter Richtung
angepasst werden. Die horizontale Biegevorrichtung kann neben der
in 4 gezeigten Vorrichtung irgendeine Vorrichtung
verwenden, solange sie den Biegeradius des Rohres ändern kann
und dieses in einer Spiralform biegen kann.
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Der
bogenförmige
Abschnitt des Hohlstabilisators, der mittels der obenerwähnten Biegevorrichtung
gebildet wird, ist in den 3A und 3B gezeigt. 3A zeigt
den Hohlstabilisator, auf den der herkömmliche Biegeprozess angewendet
worden ist, und wird zu Vergleichszwecken gezeigt. 3B zeigt
den Hohlstabilisator der Ausführungsform
gemäß der vorliegenden
Erfindung. In dem in 3A gezeigten herkömmlichen
Hohlstabilisator werden die zweidimensionalen Biegeprozesse jeweils
innerhalb einer flachen Fläche
X und einer flachen Fläche Y
von einem Punkt A zu einem Punkt B in der Zeichnung durchgeführt, wobei
die Biegeprozesse innerhalb der jeweiligen flachen Flächen kombiniert
werden, wodurch ein dreidimensionaler Biegeprozess ausgeführt wird.
Im Gegensatz hierzu wird bei dem Hohlstabilisator gemäß der vorliegenden
Erfindung, wie in 3B gezeigt, der Biegeprozess
in drei Dimensionen durchgeführt,
so dass eine näherungsweise
Spiralform ausgehend vom Punkt A zum Punkt B gebildet wird. Folglich
ist es möglich,
die Materiallänge
zwischen zwei Punkten zu verkürzen.
Da ferner der Biegeradius größer gemacht
werden kann, ist es möglich,
das Rohr davor zu bewahren, abgeflacht und ungleichmäßig dick
zu werden, wenn der Hohlstabilisator gebogen wird. Ferner ist es
in 3A notwendig, einen geraden Abschnitt zwischen
einem bogenförmigen
Abschnitt und einem weiteren bogenförmigen Abschnitt anzuordnen.
Da es jedoch in 3B möglich ist, eine kontinuierliche
Biegung auszubilden, ist es möglich,
den Radius des bogenförmigen
Abschnitts größer zu machen.