DE2805007A1

DE2805007A1 - Stabilisator

Info

Publication number: DE2805007A1
Application number: DE19782805007
Authority: DE
Inventors: Karl-Heinz Dr Ing Muhr; Rudolf Muhr
Original assignee: Muhr und Bender KG
Current assignee: Muhr und Bender KG
Priority date: 1978-02-06
Filing date: 1978-02-06
Publication date: 1979-08-09

Description

Stabilisator
Die Erfindung betrifft einen Stabilisator für Kraftfahrzeuge, der im wesentlichen U-förmig ausgeführt ist, also aus zwei U-Schenkeln und einem U-Steg besteht, und der einen ringförmigen, vorzugsweise einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, wobei zwischen den U-Schenkeln und dem U-Steg bogenförmige übergangsbereiche vorgesehen sind und der U-Steg in der Nähe der Ubergangsbereiche Lagerbereiche aufweist.
Stabilisatoren werden an den Vorder- und/oder Hinterachsen von Kraftfahrzeugen verwendet und dienen primär dazu, die Seitenneigung von Kraftfahrzeugen bei Kurvenfahrten zu verringern. Über diese klassische Funktion hinaus übernehmen Stabilisatoren bei einigen Vorder

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z. B. bei McPherson-Federbeinen, einen Teil der Radführung. Jedenfalls sind U-förmig ausgeführte Stabilisatoren mit den Enden der U-Schenkel an Radführungsgliedern befestigt, während sie mit dem U-Steg - in den Lagerbereichen - in am Fahrzeugaufbau angeordneten Gummilagern hängen.
In der Praxis weisen U-förmig ausgeführte Stabilisatoren einen kreisförmigen Querschnitt auf; es handelt sich also um U-förmig gebogene Vollstäbe, Unter dem generell immer stärker Beachtung findenden Gesichtspunkt "Gewichtseinsparung" werden seit einiger Zeit auch Stabilisatoren der eingangs beschriebenen Art erprobt.
Es handelt sich dabei um Stabilisatoren mit einem kreisringförmigen Querschnitt, nämlich um U-förmig gebogene Rohre mit konstanter Wandstärke sowie konstantem Außen- und Innendurchmesser, - wenn man von herstellungsbedingten Abweichungen in den Ubergangsbereichen und von Verjüngungen in den Krafteinleitungsbereichen, also an den Enden der U-Schenkel, absieht. Dabei treten folgende Probleme auf, - die erkannt zu haben bereits zur vorliegenden Erfindung gehört: Bei Rohren liegen die zulässigen spezifischen Beanspruchungen niedriger als bei entsprechenden Vollstäben. Das ist auf mehrere Gründe zurückzuführen. Einerseits ist die Güte der inneren Oberfläche von Rohren praktisch nicht kontrollierbar und nachträglich auch nicht beeinflußbar. Andererseits ist der positive Einfluß des Kugelstrahlens auf die zulässigen spezifischen Beanspruchungen bei Rohren geringer als bei Vollstäben.
Da bei Rohren die zulässigen spezifischen Beanspruchungen niedriger liegen als bei Vollstäben, müssen also - bei gleichen Beanspruchungen und gleicher Sicherheit - Rohre verwendet werden, deren Wandstärken sowie Außen- und/oder Innendurchmesser größer sind als sie sein müßten, wenn bei Rohren die zulässigen spezifischen Beanspruchungen die gleichen wären wie bei entsprechenden Vollstäben. Daraus resultiert jedoch, daß einerseits ein Teil der durch den Austausch von Vollstäben durch Rohre zunächst erzielbaren Gewichtseinsparung wieder verlorengeht, daß andererseits - und dem kommt besondere Bedeutung zu - der Stabilisator zu steif wird, daß also seine Federrate zu groß wird - und er in seiner Funktion als Stabilisator nicht mehr optimal ist.
Im Ergebnis ist es folglich bisher nicht gelungen, Stabilisatoren der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, die auch in der Praxis verwendbar sind, so daß der Erfindung die Aufgabe zugrundeliegt, den eingangs beschriebenen, bisher nur probeweise verwendeten Stabilisator so auszugestalten und weiterzubilden, daß er den von der Praxis gestellten Anforderungen genügt, d. h. insbesondere, daß er den auftretenden Beanspruchungen mit der notwendigen Sicherheit standhält und daß die Federrate nicht zu groß ist.
Der erfindungsgemäße Stabilisator, bei dem die zuvor aufgezeigte Aufgabe gelöst ist, ist zunächst und im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, daß er in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen ein größeres Widerstandsmoment hat als in den übrigen Bereichen. Vorzugsweise - das empfiehlt sich aus fertigungstechnischen Gründen - bilden die Übergangsbereiche und die jeweils benachbarten Lagerbereiche gemeinsam einen durchgehenden Verstärkungsbereich mit praktisch konstantem Widerstandsmoment.
Erfindungsgemäß ist erkannt und ausgenutzt worden - und das gehört ebenfalls bereits zur vorliegenden Erfindung -, daß bei Stabilisatoren die einzelnen Bereiche unterschiedliche Beanspruchungen erfahren, aus denen dann auch unterschiedliche spezifische Beanspruchungen resultieren. So treten die größten Schnittreaktionen in den Lagerbereichen auf, während die größten spezifischen Beanspruchungen, und zwar im wesentlichen Biegespannungen, in den übergangsbereichen herrschen. Dadurch, daß nun erfindungsgemäß gezielt nur die besonders hoch beanspruchten Bereiche - Übergangsbereiche und/oder Lagerbereiche, bei der bevorzugten durchgehenden Ausführung zusammen als Verstärkungsbereiche bezeichnet - verstärkt, nämlich mit einem größeren Widerstandsmoment ausgeführt worden sind, sind in diesen Bereichen die spezifischen Beanspruchungen reduziert worden, so daß auch hier die notwendige Sicherheit gegeben ist, während die anderen Bereiche, insbesondere der Bereich zwischen den Lagerbereichen hinreichend weich ist, so daß insgesamt die Federrate des erfindungsgemäßen Stabilisators so gewählt werden kann, daß dieser Stabilisator für seine Funktion als Stabilisator optimal ausgelegt werden kann.
Im einzelnen gibt es verschiedene Möglichkeiten, den erfindungsgemäßen, bisher beschriebenen Stabilisator auszugestalten und weiterzubilden, wobei insbesondere werkstofftechnische und/oder herstellungstechnische Überlegungen zu berücksichtigen sind und was im folgenden nur beispielhaft aufgezeigt werden soll.
Für die der Erfindung zugrundeliegende Idee - Verstärkung der hochbeanspruchten Bereiche, so daß die Federrate in den anderen Bereichen so niedrig gehalten werden kann, wie das für die gewünschte Steifheit des Stabilisators insgesamt erforderlich ist -kommt es nicht entscheidend darauf an, wie das Widerstandsmoment in den übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen vergrößert wird. Das kann z. B. dadurch erreicht werden, daß in den Übergangsbereichen und in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen sowie in den übrigen Bereichen die Wandstärke des Stabilisators im wesentlichen gleich ist, während in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen der Außendurchmesser und der Innendurchmesser des Stabilisators größer sind als in den übrigen Bereichen. Die erfindungsgemäße Lehre kann jedoch auch dadurch verwirklicht sein, daß in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen die Wandstärke des Stabilisators größer ist als in den übrigen Bereichen und daß in den übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen der Außendurchmesser des Stabilisators und/oder der Innendurchmesser des Stabilisators größer sind als in den übrigen Bereichen. Schließlich ist es auch möglich, die Gestaltung so zu treffen, daß in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen die Wandstärke kleiner ist als in den übrigen Bereichen und daß in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen der Außendurchmesser des Stabilisators und der Innendurchmesser des Stabilisators größer sind als in den übrigen Bereichen.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigt Fig. 1 schematisch, einen an einer Vorderachse vorgesehenen Stabilisator, Fig. 2 in gegenüber der Fig. 1 vergrößerter Darstellung, eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Stabilisators, erste Ausführungsform, und Fig. 3 wiederum in gegenüber der Fig. 1 vergrößerter Darstellung, eine Hälfte eines erfindungsgemäßen Stabilisators, zweite Ausführungsform.
Die Figuren zeigen Stabilisatoren 1 für Kraftfahrzeuge. Solche Stabilisatoren 1 werden an den Vorderachsen 2 (Fig. 1) und/oder an den Hinterachsen von Kraftfahrzeugen verwendet und dienen primär dazu, die Seitenneigung von Kraftfahrzeugen bei Kurvenfahrten zu verringern. Im einzelnen zeigen die Figuren Stabilisatoren 1, die im wesentlichen U-förmig ausgeführt sind, also aus zwei U-Schenkeln 3 und einem U-Steg 4 bestehen, und die einen kreisringförmigen Querschnitt aufweisen; es handelt sich also um Stabilisatoren 1, die aus Rohren hergestellt sind. Im übrigen sind bei den dargestellten Stabilisatoren 1 einerseits zwischen den U-Schenkeln 3 und dem U-Steg 4 bogenförmige übergangsbereiche 5 vorgesehen, weist andererseits der U-Steg 4 in der Nähe der übergangsbereiche 5 Lagerbereiche 6 auf.
Erfindungsgemäß haben die dargestellten Stabilisatoren 1 in den Übergangsbereichen 5 und in den Lagerbereichen 6 ein größeres Widerstandsmoment als in den übrigen Bereichen. Bei den beiden in den Fig. 2 und 3 dargestellten Ausführungsformen von erfindungsgemäßen Stabilisatoren bilden die Übergangsbereiche 5 und die jeweils benachbarten Lagerbereiche 6 gemeinsam einen durchgehenden Verstärkungsbereich 7 mit praktisch konstantem Widerstandsmoment.
Erfindungsgemäß ist erkannt und ausgenutzt worden, daß bei Stabilisatoren die einzelnen Bereiche unterschiedliche Beanspruchungen erfahren, woraus dann auch unterschiedliche spezielle Beanspruchungen resultieren. Dadurch, daß erfindungsgemäß genau die Bereiche, die besonders hoch beansprucht sind, nämlich die Übergangsbereiche 5 und die Lagerbereiche 6, zusammengefaßt als durchgehende Verstärkungsbereiche 7 ausgeführt, verstärkt sind, nämlich mit einem größeren Widerstandsmoment ausgeführt worden sind, sind in den Verstärkungsbereichen 7 die spezifischen Beanspruchungen reduziert worden, so daß auch hier die notwendige Sicherheit gegeben ist. Die übrigen Bereiche der erfindungsgemäßen Stabilisatoren 1, insbesondere der Bereich zwischen den Lagerbereichen 6, der Rückbereich 8, ist hinreichend "weich" geblieben, so daß insgesamt die Steifheit der erfindungsgemäßen Stabilisatoren 1 so gewählt werden kann, daß diese Stabilisatoren 1 für ihre Funktion optimal ausgelegt werden können.
Die Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stabilisators, bei dem in den Übergangsbereichen 5 und in den Lagerbereichen 6 bzw. in den Verstärkungsbereichen 7 sowie in den übrigen Bereichen, insbesondere also auch im Rückbereich 8, die Wandstärke im wesentlichen gleich ist, während in den Übergangsbereichen 5 und in den Lagerbereichen 6 bzw. in den Verstärkungsbereichen 7 der Außendurchmesser und der Innendurchmesser größer sind als in den übrigen Bereichen. Im Gegensatz dazu zeigt Fig. 3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Stabilisators 1, bei dem in den Übergangsbereichen 5 und in den Lagerbereichen 6 bzw. in den Verstärkungsbereichen 7 die Wandstärke kleiner ist als in den übrigen Bereichen, insbesondere auch als im Rückbereich 8, und bei dem in den Übergangsbereichen 5 und in den Lagerbereichen 6 bzw. in den Verstärkungsbereichen 7 der Außendurchmesser und der Innendurchmesser größer sind als in den übrigen Bereichen.

Claims

Patentansprüche: 1 'Stabilisator für Kraftfahrzeuge, der im wesentlichen U-förmig ausgeführt ist, also aus zwei U-Schenkeln und einem U-Steg besteht, und der einen ringförmigen, vorzugsweise einen kreisringförmigen Querschnitt aufweist, wobei zwischen den U-Schenkeln und dem U-Steg bogenförmige übergangsbereiche vorgesehen sind und der U-Steg in der Nähe der übergangsbereiche Lagerbereiche aufweist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Stabilisator (1) in den Übergangsbereichen (5) und/oder in den Lagerbereichen (6) ein größeres Widerstandsmoment hat als in den übrigen Bereichen.
2. Stabilisator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ubergangsbereiche (5) und die jeweils benachbarten Lagerbereiche (6) gemeinsam einen durchgehenden Verstärkungsbereich (7) mit praktisch konstantem Widerstandsmoment bilden.
3. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übergangsberelchen (5) und in den Lagerbereichen (6) bzw. in den Verstärkungsbereichen (7) sowie in den übrigen Bereichen die Wandstärke des Stabilisators (1) im wesentlichen gleich ist, während in den übergangsbereichen (5) und/oder in den Lagerbereichen (6) bzw. in den Verstärkungsbereichen (7) der Außendurchmesser und der Innendurchmesser des Stabilisators (1) größer sind als in den übrigen Bereichen.
4. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Ubergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw.

in den Verstärkungsbereichen die Wandstärke des Stabilisators größer ist als in den übrigen Bereichen und daß in den Übergangsbereichen und/oder in den Lagerbereichen bzw. in den Verstärkungsbereichen der Außendurchmesser des Stabilisators und/oder der Innendurchmesser des Stabilisators größer sind als in den übrigen Bereichen.
5. Stabilisator nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in den Übergangsbereichen (5) und/oder in den Lagerbereichen (6) bzw. in den Verstärkungsbereichen (7) die Wandstärke des Stabilisators (1) kleiner ist als in den übrigen Bereichen und daß in den Übergangsbereichen (5) und/oder in den Lagerbereichen (6) bzw. in den Verstärkungsbereichen (7) der Außendurchmesser des Stabilisators (1) und der Innendurchmesser des Stabilisators (1) größer sind als in den übrigen Bereichen.