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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Torsionsrohres sowie eine Fertigungseinrichtung zur Herstellung zweier aufgeweiteter Endabschnitte eines Torsionsrohres nach den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.
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Wankstabilisatoren in Nutzfahrzeugen wirken beispielsweise bei Kurvenfahrt einem Wanken eines Fahrzeugaufbaus oder eines Fahrerhauses entgegen, wobei unter einem Wanken eine Drehbewegung des Fahrzeugaufbaus bzw. des Fahrerhauses um eine Längsachse des Nutzfahrzeugs zu verstehen ist. Häufig weisen Wankstabilisatoren ein sich in einer Fahrzeugquerrichtung erstreckendes und als Torsionsfeder wirkendes Torsionsrohr auf, dessen Endabschnitte aufgeweitet ausgebildet sind. Derartige Torsionsrohre können auch in Verbundlenkerachsen verbaut sein. Verfahren zur Herstellung solcher Torsionsrohre sind allgemein bekannt. In der
DE 10 2008 046 052 A1 ist ein derartiges Verfahren beschrieben, bei dem ein Rohrabschnitt auf eine Temperatur zwischen 900 und 1.000 Grad Celsius erwärmt und dann in einem Umformwerkzeug zumindest ein Endbereich des Rohrabschnitts durch axiales Einführen eines Stauchdorns aufgeweitet wird, wobei der Aufweitvorgang einen ersten Aufweitschritt und einen zweiten Aufweitschritt mit einer dazwischen liegenden Unterbrechung umfasst und wobei der zweite Aufweitschritt bei einer Temperatur des Endbereichs zwischen 500 und 600 Grad Celsius durchgeführt wird.
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Aufgabe der Erfindung ist es, ein kostengünstiges Verfahren zur Herstellung eines Torsionsrohres bereitzustellen, wobei auch die Investition in eine hierzu erforderliche Fertigungseinrichtung gering gehalten werden soll.
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Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1 sowie durch eine Fertigungseinrichtung mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 9.
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Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und den Zeichnungsfiguren.
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Die Erfindung sieht demnach ein Verfahren zur Herstellung eines Torsionsrohres für einen Wankstabilisator oder für eine Verbundlenkerachse vor, wobei das Torsionsrohr einen ersten und einen zweiten Endabschnitt aufweist und aus einem hohlzylindrischen Rohrabschnitt mit einem ersten und einem zweiten Endbereich hergestellt wird. Die beiden Endbereiche des Rohrabschnitts werden jeweils durch einen axial in diese eindringenden Dorn aufgeweitet. Erfindungsgemäß erfolgt das Aufweiten der beiden Endbereiche des Rohrabschnitts mit demselben Dorn.
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Durch die Verwendung von nur einem einzigen Dorn für das Aufweiten der beiden Endbereiche des Rohrabschnitts kann die Investitionssumme für die zum Aufweiten erforderliche Anlagentechnik gering gehalten werden. Das aus einem hohlzylindrischen Rohrabschnitt hergestellte Torsionsrohr ist insbesondere gerade und einstückig ungeteilt, also nicht aus mehreren Rohrabschnitten zusammengesetzt, ausgebildet. Bei dem Wankstabilisator handelt es sich insbesondere um einen Wankstabilisator für eine Fahrerhauslagerung für ein Nutzfahrzeug. Das Fahrerhaus kann beispielsweise einem Lastkraftwagen, einem Baufahrzeug oder einem landwirtschaftlichen Fahrzeug zugeordnet sein und auf einem Unterbau des Nutzfahrzeugs kippbar oder nicht kippbar angeordnet sein. Unter einer Verbundlenkerachse ist im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung eine Achse mit zwei Längslenkern zu verstehen, die durch das Torsionsrohr verbunden sind. Der Dorn weist zumindest bereichsweise die Abmaße des Innenraums der beiden Endabschnitte des Torsionsrohres auf.
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Die Endbereiche des Rohrabschnitts können vor dem Aufweiten derselben gereinigt werden, um Oberflächenfehler an den fertigen Endabschnitten des Torsionsrohres zu vermeiden. Die Reinigung kann beispielsweise manuell mit einem Putzlappen oder automatisiert mit Bürsten erfolgen. Das Aufweiten der beiden Endbereiche, das auch als Auftulpen bezeichnet wird, erfolgt vorzugsweise bei Raumtemperatur, also ohne vorheriges Erwärmen, was sich günstig auf die Herstellungskosten des Torsionsrohres auswirkt. Bevorzugt erfolgt das Aufweiten der beiden Endbereiche des Rohrabschnitts jeweils in einem einzigen Aufweitschritt, was sich ebenfalls günstig auf die Herstellungskosten auswirkt. Vorteilhaft sind der Dorn und/oder eine Innenumfangsfläche und/oder eine Außenumfangsfläche der Endbereiche bei dem Aufweiten derselben partiell oder vollflächig geschmiert. Die Schmierung kann mit einem geeigneten Fett oder Öl erfolgen, wobei eine Sprühbeölung bevorzugt wird, weil sich diese gut automatisiert dosieren und applizieren lässt.
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Der hohlzylindrische Rohrabschnitt ist über dessen gesamte Längserstreckung hohlzylindrisch ausgebildet. Der erste und der zweite Endbereich des Rohrabschnitts gehen im Zuge der Herstellung des Torsionsrohres in den ersten und den zweiten Endabschnitt des Torsionsrohres über. Im Zusammenhang mit dem der vorliegenden Erfindung zugrunde liegenden Herstellungsverfahren werden die Endbereiche des Rohrabschnitts solange als solche bezeichnet bis sie endgültig fertiggestellt sind, also ihre endgültige Geometrie sowie sonstige Eigenschaften aufweisen. Die Endbereiche des Rohrabschnitts beginnen bei Betrachtung in Längsrichtung des Rohrabschnitts an den Stellen, an denen der Querschnitt des Rohrabschnitts nach erfolgtem Aufweiten der Endbereiche gerade nicht mehr kreisringförmig ist.
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Bevorzugt werden während des Eindringens des Dorns die Endbereiche des Rohrabschnitts über deren Umfang unterschiedlich stark umgeformt. Derartige Umformverhältnisse können beispielsweise vorliegen, wenn der Dorn über dessen Längserstreckung im Querschnitt unrund ausgebildet ist, um hiermit die Endbereiche des Rohrabschnitts während des axialen Eindringens des Dorns unrund auszuformen. Die Unrundheit erstreckt sich in Längsrichtung der Endbereiche vorzugsweise gleichbleibend, so dass die Endbereiche während des Aufweitens eine in Längsrichtung verlaufende Profilierung mit konstantem Querschnitt erfahren. Die Profilierung ist dabei bevorzugt als eine polygonale Profilierung ausgebildet, beispielsweise eine dreieckige polygonale Profilierung. Vorteilhaft ist der Dorn derart angespitzt ausgebildet, dass zwischen dem Außenumfang desselben und dem Innenumfang des Rohrabschnitts im Bereich der dem Dorn zugewandten Stirnseite des Rohrabschnitts unmittelbar vor dem axialen Eindringen eine vollumfängliche Linienberührung vorliegt. Von hier aus geht der Dorn gleichförmig absatzfrei in die jeweils gewünschte unrunde Querschnittsform über. Bei einer angestrebten dreieckig-polygonalen Formgebung der Endbereiche des Rohrabschnitts ähnelt dieser Übergang einem angespitzten Bereich eines dreieckigen Bleistifts.
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Vorteilhaft wird eine erste umfängliche Einspannung des Rohrabschnitts von Beginn des Aufweitens des ersten Endbereichs bis zum Abschluss des Aufweitens des zweiten Endbereichs des Rohrabschnitts beibehalten, um eine identische Ausrichtung der Endabschnitte des Torsionsrohres zu gewährleisten. Weisen Torsionsrohre unrunde Endabschnitte auf, so dürfen diese bauartbedingt bei stirnseitiger Betrachtung des Torsionsrohres keinen Winkelversatz zueinander aufweisen, also nicht zueinander verdreht angeordnet sein. Mit anderen Worten müssten die unrunden, beispielsweise polygonförmigen, Endabschnitte in Umfangsrichtung des Torsionsrohres deckungsgleich sein, wenn man sie in Längsrichtung des Torsionsrohres gedanklich zusammenschieben würde. Will man das Aufweiten der beiden Endbereiche des Rohrabschnitts mit demselben Dorn durchführen, erscheint es möglicherweise naheliegend, den Rohrabschnitt nach dem Aufweiten des ersten Endbereichs umzuspannen, um dann den zweiten Endbereich aufzuweiten. Ein Umspannen des Rohrabschnitts nach dem Aufweiten des ersten Endbereichs würde allerdings die Gefahr in sich bergen, dass der zweite Endbereich verdreht zu dem ersten Endbereich hergestellt wird. Durch das Beibehalten der ersten umfänglichen Einspannung des Rohrabschnitts von Beginn des Aufweitens des ersten Endbereichs bis zum Abschluss des Aufweitens des zweiten Endbereichs wird dieses Risiko ausgeschlossen.
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Zweckmäßig wird der Rohrabschnitt nach Fertigstellung des ersten Endbereichs um 180 Grad um eine sich senkrecht zu einer gemeinsamen Längsmittelachse von Rohrabschnitt und Torsionsrohr erstreckende Drehachse geschwenkt. Während des Schwenkens des Rohrabschnitts um 180 Grad bleibt die vorgenannte erste umfängliche Einspannung des Rohrabschnitts bestehen. Bei dieser Vorgehensweise werden die aufzuweitenden Endbereiche des Rohrabschnitts bevorzugt dem Dorn zur Bearbeitung zugeführt, der dann axial in die Endbereiche eindringt, um diese aufzuweiten. Ein solches Anlagenkonzept ist kostengünstig, weil eine Antriebseinheit für eine Vorschubbewegung des Dorns während des Aufweitens der Endbereiche und für eine Rückholbewegung des Dorns nach dem Aufweiten ortsfest angeordnet werden kann. Ein Anlagenkonzept mit einem Dorn, der jeweils den beiden aufzuweitenden Endbereichen des Rohrabschnitts zugeführt werden müsste, würde einen erheblich höheren Kostenaufwand mit sich bringen. Während des axialen Eindringens in die Endbereiche des Rohrabschnitts bewegt sich der Dorn in Richtung der Längsmittelachse des Rohrabschnitts. Insbesondere fällt die Längsmittelachse des Rohrabschnitts bzw. des Torsionsrohres mit einer Längsmittelachse des Dorns zusammen. Insbesondere verläuft die Drehachse zumindest im Wesentlichen durch den Mittelpunkt der Längsmittelachse des Rohrabschnitts.
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Vorzugsweise wird der Rohrabschnitt während des Aufweitens seiner Endbereiche in unmittelbarer Nähe derselben jeweils durch eine zweite Einspannung umfänglich gehalten. Die zweite Einspannung erfolgt in einem hohlzylindrischen Bereich des Rohrabschnitts, wobei dieser hohlzylindrische Bereich bevorzugt an den jeweils aufzuweitenden Endbereich des Rohrabschnitts angrenzt. Auf diese Weise wird ein seitliches Ausknicken des Rohrabschnitts während des Aufweitens seiner Endbereiche vermieden. Da der Dorn und die zweite Einspannung räumlich relativ dicht zueinander angeordnet sind, können die in beiden Anlagenteilen während des Aufweitens der Endbereiche auftretenden Kräfte günstig gegeneinander abgestützt werden, beispielsweise über ein liegend angeordnetes C-förmiges Gestell.
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Weiterhin ist es bevorzugt, wenn sich während des axialen Eindringens des Dorns in den jeweiligen Endbereich des Rohrabschnitts eine den Dorn und den jeweiligen Endbereich umschließende Matrize voreilend zu dem Dorn zugleich in dieselbe Richtung wie der Dorn bewegt. Bei ihrer Bewegung berührt die Matrize insbesondere weder den Rohrabschnitt noch den entstehenden Endbereich desselben. Auf diese Weise kann die Matrize kräfteschonend von der dem Dorn zugewandten Stirnseite des Rohrabschnitts in eine Position im Bereich des Übergangs von hohlzylindrischem Bereich zu dem Endbereich des Rohrabschnitts gebracht werden, was nach erfolgtem Aufweiten des Endbereichs allenfalls mit erhöhtem Kraftaufwand möglich wäre. Die Matrize bewegt sich insbesondere gleichförmig mit einer konstanten Geschwindigkeit von beispielsweise ca. 2 m/min.
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Eine Weiterbildung sieht vor, dass sich die Matrize, nachdem der Dorn bis zu seiner Endposition in den jeweiligen Endbereich eingedrungen ist, entgegen der axialen Eindringrichtung des Dorns bewegt und dabei den jeweiligen Endbereich durch eine Zug-Druck-Umformung kalibriert. Die Matrize bewegt sich dabei insbesondere gleichförmig, beispielsweise mit einer Geschwindigkeit von ca. 2 m/min. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist unter kalibrieren zu verstehen, dass die Endbereiche des Rohrabschnitts auf eine hohe Form- und Maßgenauigkeit gebracht werden. Unter einer Zug-Druck-Umformung ist in diesem Zusammenhang ein Umformen bei gleichzeitiger Beanspruchung durch Zug- und Druckbelastungen unterschiedlicher Wirkrichtung zu verstehen. Ein umlaufender Ringspalt zwischen einem Matrizendurchlass und dem Dorn ist kleiner als die Wanddicke des Rohrabschnitts im Ausgangszustand. Daher wird das Material des Endbereichs durch die Bewegung der Matrize entgegen der axialen Eindringrichtung des Dorns in Richtung der Stirnseite des Rohrabschnitts gezogen. Da der Matrizeneinlauf konisch ausgebildet ist, wird das Material des Endbereichs gleichzeitig an den nun stillstehenden Dorn gedrückt. Durch das Kalibrieren entsteht ein Endbereich mit hoher Maßhaltigkeit und zugleich hoher Oberflächengüte, wobei das Material der Endbereiche des Rohrabschnitts durch die Zug-Druck-Umformung gleichzeitig kaltverfestigt wird. Durch eine reine Zug- oder Druckumformung könnten diese Effekte nicht erzielt werden. Die Endabschnitte des Torsionsrohres dienen bei einem Wankstabilisator einer umfänglichen Anbindung an Anschlussbauteile, beispielsweise einem Hebel je Fahrzeugseite. In gleicher Weise sind die Endabschnitte des Torsionsrohres bei einer Verbundlenkerachse mit den Längslenkern verbunden. Durch die Kaltverfestigung wird die Stabilität der Endabschnitte des Torsionsrohres erhöht, so dass die durch die Hebel eingetragenen Kräfte und Momente sicher von einer Fahrzeugseite auf die andere übertragen werden können.
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Weiterhin bevorzugt wird der Rohrabschnitt vor der Herstellung der Endabschnitte einer stirnseitigen Endbearbeitung, insbesondere einer umlaufenden spanenden Endbearbeitung, unterzogen. Insbesondere umfasst die stirnseitige Endbearbeitung ein Planen zur Erzeugung glatter Stirnflächen und zumindest ein Anfasen zur Erzeugung von Außenfasen, die als Einführschrägen für ein späteres Fügen der Endabschnitte mit den bereits zuvor erwähnten Hebeln des Wankstabilisators dienen. Darüber hinaus können im Bereich der Stirnseiten des Rohrabschnitts auch Innenfasen spanend ausgebildet werden, beispielsweise als Einführschrägen für sogenannte Pressstopfen. Besonders wirtschaftlich kann das Anfasen und das Planen an den drei vorgenannten Bearbeitungsstellen Stirnflächen, Außenfasen und Innenfasen mit einem einzigen Werkzeug und in einem Arbeitsgang durchgeführt werden, wobei das Werkzeug jeweils zumindest eine Schneide pro Bearbeitungsstelle aufweist. Durch die spanende Endbearbeitung der Stirnseiten zu Beginn des Herstellungsprozesses wird das Verletzungsrisiko beim Handling während der nachfolgenden Herstellungsschritte im Vergleich zu einem Rohrabschnitt, der lediglich durch Sägen hergestellte Stirnseiten aufweist, erheblich gesenkt.
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Die Erfindung schlägt darüber hinaus eine Fertigungseinrichtung vor zur Herstellung zweier aufgeweiteter Endabschnitte eines Torsionsrohres nach einem Verfahren wie zuvor beschrieben. Die Fertigungseinrichtung zeichnet sich dadurch aus, dass diese eine in Richtung des Dorns linear verschiebbare Wendeeinrichtung zur Schwenkung des Rohrabschnitts um 180 Grad um eine sich senkrecht zu einer gemeinsamen Längsmittelachse von Rohrabschnitt und Torsionsrohr erstreckende Drehachse aufweist und die Wendeeinrichtung wiederum eine erste Einspanneinrichtung für eine erste umfängliche Einspannung des Rohrabschnitts aufweist. Die Drehachse verläuft dabei insbesondere vertikal und zumindest im Wesentlichen durch den Mittelpunkt der Längsmittelachse des Rohrabschnitts. Erfindungsgemäß erfolgt das Aufweiten der beiden Endbereiche des Rohrabschnitts mit demselben Dorn. Durch die lineare Verschiebbarkeit der Wendeeinrichtung kann der jeweils aufzuweitende Endbereich des Rohrabschnitts dem Dorn zugeführt werden. Durch die erste Einspanneinrichtung kann die geforderte identische Ausrichtung der Endabschnitte des Torsionsrohres gewährleistet werden. Die erste Einspanneinrichtung kann manuell oder automatisiert, beispielsweise mit einem Handlingsroboter, bestückt werden.
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Bevorzugt ist der Dorn derart ausgerichtet, dass dieser in einem an der Aufweitung der Endbereiche des Rohrabschnitts beteiligten Wirkbereich eine Querschnittsfläche mit einer Symmetrieachse aufweist, die sich parallel zu der Drehachse erstreckt. Die Symmetrieachse erstreckt sich somit senkrecht zu einer Ebene, die durch die Längsmittelachse des Rohrabschnitts bei deren Drehung um die Drehachse aufgespannt wird. Die fertiggestellten Endabschnitte des Torsionsrohres sind hierdurch unter Beibehaltung der ersten Einspannung auf Umschlag auf den Dorn aufschiebbar. Erstreckt sich die zuvor beschriebene Symmetrieachse des Dorns nicht parallel zu der Drehachse, ist eine Fertigstellung der beiden Endabschnitte des Torsionsrohres unter Beibehaltung der ersten umfänglichen Einspannung des Rohrabschnitts nicht möglich.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:
- 1 eine perspektivische Darstellung eines Wankstabilisators für eine Fahrerhauslagerung;
- 2a in einer Seitenansicht ein Torsionsrohr des Wankstabilisators gemäß 1;
- 2b eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnittverlauf B - B aus 2a;
- 2c eine vergrößerte Detailansicht der Einzelheit X aus 2a;
- 3a in einem Längsschnitt einen Rohrabschnitt;
- 3b eine vergrößerte Detailansicht der Einzelheit Y aus 3a;
- 3c eine Schnittdarstellung gemäß dem Schnittverlauf C - C aus 3a;
- 4a in einer schematischen Seitenansicht einen Teil einer Fertigungseinrichtung;
- 4b in einer vergrößerten Schnittdarstellung einen Dorn gemäß dem Schnittverlauf A - A aus 4a;
- 5a in einer schematischen Draufsicht eine Fertigungseinrichtung;
- 5b die Fertigungseinrichtung aus 5a bei fortgeschrittenem Herstellungsprozess;
- 6a bis 6g in schematischen Draufsichten einen innerhalb eines Arbeitsbereichs fortschreitenden Herstellungsprozess;
- 7 eine vergrößerte Detailansicht der Einzelheit Z aus 6e und
- 8 eine perspektivische Darstellung eine Verbundlenkerachse.
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1 zeigt einen Wankstabilisator 1 für eine Fahrerhauslagerung. Der Wankstabilisator 1 weist ein Torsionsrohr 2 auf an dessen Enden jeweils ein Hebel 3, 4 über eine Unrund-Pressverbindung angebunden ist. Das Torsionsrohr weist einen ersten 5 und einen zweiten polygonförmigen Endabschnitt 6 auf, die geeignet sind zur Aufnahme von als Polygonprofil, auch Gleichdick genannt, ausgebildeten Pressstopfen. Die Endabschnitte 5, 6 dürfen bauartbedingt bei stirnseitiger Betrachtung des Torsionsrohres 2 keinen Winkelversatz zueinander aufweisen, weil die Hebel 3, 4 in diesem Fall nicht zueinander fluchten würden, sondern verdreht zueinander angeordnet wären. Bereits ein relativ kleiner Winkelversatz würde sich aufgrund der geometrischen Verhältnisse in einer Fahrerhauslagerung relativ stark auswirken und den Wankstabilisator unbrauchbar machen.
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In 2a ist zu erkennen, dass sich die beiden Endabschnitte 5, 6 senkrecht zu einer Längsmittelachse 7 des Torsionsrohres 2 unterschiedlich weit erstrecken. In Bezug auf eine durch den Mittelpunkt 8 der Längsmittelachse 7 verlaufende und sich senkrecht zu der Längsmittelachse 7 erstreckende Spiegelachse sind die Endabschnitte 5, 6 allerdings symmetrisch, also ohne Winkelversatz, ausgebildet. Wie 2b und 2c zu entnehmen ist, sind die Endabschnitte 5, 6 des Torsionsrohres 2 gegenüber dem zwischen den Endabschnitten 5, 6 angeordneten Abschnitt des Torsionsrohres 2 aufgeweitet und weisen einen polygonförmigen Querschnitt auf.
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3a zeigt einen Rohrabschnitt 9, der das Ausgangsmaterial für die Herstellung des Torsionsrohres 2 darstellt, weshalb die Längsmittelachse 7 des Rohrabschnitts 9 mit der Längsmittelachse 7 des Torsionsrohres 2 identisch ist. Gleiches gilt für den Mittelpunkt 8. Der Rohrabschnitt 9 weist jeweils endseitig einen ersten 10 und einen zweiten Endbereich 11 auf, die nach erfolgter Herstellung des Torsionsrohres 2 zu den Endabschnitten 5, 6 werden. Wie aus 3b ersichtlich, weist der Rohrabschnitt 9 an seinen Stirnseiten jeweils eine Außenfase 12 und eine Innenfase 13 sowie eine geplante Stirnfläche 14 auf, die durch umlaufendes Spanen in einem Arbeitsgang und mit einem Werkzeug hergestellt werden. Bei diesen Zerspanoperationen handelt es sich um eine stirnseitige Endbearbeitung. Die Außenfase 12, die Innenfase 13 und die geplante Stirnfläche 14 werden im Rahmen der Herstellung des Torsionsrohres 2 nicht weiter bearbeitet. 3c ist zu entnehmen, dass der Rohrabschnitt 9 über dessen gesamte Längserstreckung hohlzylindrisch ausgebildet ist. Diese Ausgestaltung bleibt auch nach der Fertigstellung des Torsionsrohres 2 in dem Abschnitt zwischen den beiden Endabschnitten 5, 6 unverändert erhalten.
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4a zeigt einen Teil einer Fertigungseinrichtung 15 mit einer ersten Einspanneinrichtung 16 für eine erste umfängliche Einspannung des Rohrabschnitts 9 von Beginn des Aufweitens des ersten Endbereichs 10 bis zum Abschluss des Aufweitens des zweiten Endbereichs 11 des Rohrabschnitts 9. Das Aufweiten der beiden Endbereiche 10, 11 des Rohrabschnitts 9 erfolgt mit einem einzigen Dorn 17. Die Fertigungseinrichtung 15 weist eine in Richtung des Dorns 17 linear verschiebbare Wendeeinrichtung 18 zur Schwenkung des Rohrabschnitts 9 um 180 Grad auf. Die Schwenkung des Rohrabschnitts 9 geschieht nach dem Aufweiten des ersten Endbereichs10 und erfolgt um eine sich senkrecht zu der gemeinsamen Längsmittelachse 7 von Rohrabschnitt 9 und Torsionsrohr 2 erstreckende Drehachse 19. Die lineare Verschiebbarkeit der Wendeeinrichtung 18 ist durch einen innerhalb derselben dargestellten, horizontalen Doppelpfeil angedeutet; die Schwenkbarkeit durch ein entsprechendes Rotationssymbol. Die erste Einspanneinrichtung 16 ist fest mit der Wendeeinrichtung 18 verbunden und wird gemeinsam mit dieser verschoben. Die Längsmittelachse 7 des Rohrabschnitts 9 fällt mit einer Längsmittelachse 22 des Dorns 17 zusammen. Die Drehachse 19 verläuft durch den Mittelpunkt 8 der Längsmittelachse 7 des Rohrabschnitts 9, wobei sich die Drehachse 19 vertikal und die Längsmittelachse 7 horizontal erstreckt.
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In 4b ist zu erkennen, dass der Dorn 17 derart ausgerichtet ist, dass dieser in einem an der Aufweitung der Endbereiche 10, 11 des Rohrabschnitts 9 beteiligten Wirkbereich 20 eine Querschnittsfläche mit einer Symmetrieachse 21 aufweist, die sich parallel zu der Drehachse 19 erstreckt. In 5a ist die Fertigungseinrichtung 15 mit der ersten Einspanneinrichtung 16 und der Wendeeinrichtung 18 vollständig dargestellt. Die erste Einspanneinrichtung 16 kann manuell von einem Werker 23 oder automatisiert von einem Handlingsroboter 24 mit dem Rohrabschnitt 9 bestückt werden. Vor dem Einlegen des Rohrabschnitts 9 in die erste Einspanneinrichtung 16 können die Endbereiche 10, 11 des Rohrabschnitts 9 manuell oder automatisiert gereinigt und so beispielsweise von möglicherweise noch vorhandenen Spänen aus der spanenden Endbearbeitung der Stirnseiten des Rohrabschnitts 9 befreit werden. In 5b ist die Wendeeinrichtung 18 mit dem in der ersten Einspanneinrichtung 16 eingespannten Rohrabschnitt 9 gegenüber 5a linear verschoben, wobei der erste Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 in einem Arbeitsbereich 25 einer ortsfesten Aufweiteinrichtung 26 angeordnet ist.
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6a zeigt von der angedeuteten Aufweiteinrichtung 26 den Arbeitsbereich 25 mit dem darin angeordneten ersten Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9. Die Stirnseite des Rohrabschnitts 9 wird linear gegen einen Anschlag 27 verschoben, um den ersten Endbereich 10 in eine definierte Lage zu bringen. Wie 6b zu entnehmen ist, fällt die Längsmittelachse 7 des Rohrabschnitts 9 mit der Längsmittelachse 22 des Dorns 17 zusammen, wobei sich beide Längsmittelachsen 7, 22 horizontal erstrecken. Eine zweite Einspanneinrichtung 28 für eine zweite umfängliche Einspannung des Rohrabschnitts 9 ist geschlossen und umgreift den Rohrabschnitt 9 angrenzend an den ersten Endbereich 10 in einem hohlzylindrischen Bereich, der durch den Dorn 17 nicht umgeformt werden wird. Durch eine schematisch dargestellte, automatisierte Sprühbeölung 29 werden der Dorn 17, eine Innenumfangsfläche und eine Außenumfangsfläche des ersten Endbereichs 10 mit einem Umformöl benetzt.
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6c zeigt den Dorn 17, der sich in Eindringrichtung E auf den ersten Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 zu bewegt. Der Dorn 17 ist nach Art einer Säule mit dreieckig polygonalem Querschnitt ausgebildet, die derart angespitzt ausgebildet ist, dass zwischen dem Außenumfang der Dornspitze und dem Innenumfang des Rohrabschnitts 9 eine vollumfängliche Linienberührung vorliegt. 6d zeigt, dass sich während eines axialen Eindringens des Dorns 17 in einer Eindringrichtung E in den ersten Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 eine den Dorn 17 und den ersten Endbereich 10 umschließende Matrize 30 voreilend zu dem Dorn 17 ebenfalls in Eindringrichtung E bewegt. Es ist zu erkennen, dass sich die Längsmittelachse 7 des Rohrabschnitts 9 und die Längsmittelachse 22 des Dorns 17 in Eindringrichtung E erstrecken. In dem in 6d dargestellten Herstellungsstadium ist der Dorn 17 bis zu dessen Endposition in den ersten Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 eingedrungen. Zu diesem Zeitpunkt ist der gesamte Wirkbereich 20 des Dorns 17 mit der Innenumfangsfläche des ersten Endbereichs 10 in Kontakt.
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Aus 6e wird deutlich, dass sich die Matrize 30 bei weiter fortschreitendem Herstellungsprozess, nachdem der Dorn 17 bis zu seiner Endposition in den ersten Endbereich 10 eingedrungen ist, entgegen der axialen Eindringrichtung E des nun stillstehenden Dorns 17 bewegt und dabei den ersten Endbereich 10 durch eine Zug-Druck-Umformung kalibriert. In 6f hat die Matrize 30 gerade den ersten Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 überstrichen und diesen somit komplett fertiggestellt. Der erste Endbereich 10 des Rohrabschnitts 9 wird somit definitionsgemäß zu dem ersten Endabschnitt 5. In 6g ist die zweite Einspanneinrichtung 28 wieder gelöst und der Dorn 17 sowie die Matrize 30 sind in deren Ausgangslagen zurückgefahren. Der Rohrabschnitt 9 kann nunmehr mit Hilfe der linear verschiebbaren Wendeeinrichtung 18 aus dem Arbeitsbereich 25 der Aufweiteinrichtung 26 herausgezogen, um 180 Grad geschwenkt und mit dem zweiten Endbereich 11 wieder in den Arbeitsbereich 25 hineingefahren werden, um diesen analog zu dem ersten Endbereich 10 aufzuweiten.
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7 zeigt die zuvor beschriebene Bewegung die Matrize 30 bei stillstehendem Dorn 17 im Detail. Ein umlaufender Ringspalt zwischen einem Matrizendurchlass 31 und dem Dorn 17 ist kleiner als die Wanddicke des Rohrabschnitts 9 im Ausgangszustand. Daher wird das Material des ersten Endbereichs 10 durch die Bewegung der Matrize 10 entgegen der axialen Eindringrichtung E in Richtung der Stirnseite des Rohrabschnitts 10 gezogen. Da der Matrizeneinlauf konisch ausgebildet ist, wird das Material des ersten Endbereichs 10 gleichzeitig an den stillstehenden Dorn 17 gedrückt. 8 zeigt eine Verbundlenkerachse 32 mit zwei Längslenkern 33, 34, die durch ein Torsionsrohr 35 verbunden sind.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Wankstabilisator
- 2
- Torsionsrohr für Wankstabilisator
- 3
- Hebel
- 4
- Hebel
- 5
- erster Endabschnitt
- 6
- zweiter Endabschnitt
- 7
- Längsmittelachse des Rohrabschnitts und des Torsionsrohres
- 8
- Mittelpunkt
- 9
- Rohrabschnitt
- 10
- erster Endbereich
- 11
- zweiter Endbereich
- 12
- Außenfase
- 13
- Innenfase
- 14
- Stirnfläche
- 15
- Fertigungseinrichtung
- 16
- erste Einspanneinrichtung
- 17
- Dorn
- 18
- Wendeeinrichtung
- 19
- Drehachse
- 20
- Wirkbereich
- 21
- Symmetrieachse
- 22
- Längsmittelachse des Dorns
- 23
- Werker
- 24
- Handlingsroboter
- 25
- Arbeitsbereich
- 26
- Aufweiteinrichtung
- 27
- Anschlag
- 28
- zweite Einspanneinrichtung
- 29
- Sprühbeölung
- 30
- Matrize
- 31
- Matrizendurchlass
- 32
- Verbundlenkerachse
- 33
- Längslenker
- 34
- Längslenker
- 35
- Torsionsrohr für Verbundlenkerachse
- E
- Eindringrichtung
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102008046052 A1 [0002]
