BE1030972B1 - Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle und einer Gelenkgabel eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug und Lenksystem für ein Kraftfahrzeug - Google Patents

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle (5) und einer Gelenkgabel (7) eines Lenksystems (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: - Bereitstellen einer in Richtung einer Längsachse (Z) axial erstreckten rohrförmigen Welle (5), - Plastisches Umformen der Welle (5) zur Ausbildung eines Verbindungsprofils (53), das einen unrunden Außenquerschnitt aufweist, und das sich von einer axialen Stirnseite (52) aus erstreckt, - Erzeugen eines über den Außenquerschnitt des Verbindungsprofils (53) radial vorstehenden Axialanschlags (54) zur Begrenzung der axialen Länge (A) eines Verbindungsabschnitts (55), - Bereitstellen einer Gelenkgabel (7) mit einer Gabelbasis (71), die eine Gelenkseite aufweist, von der sich zwei einander bezüglich der Längsachse (Z) gegenüberliegende Gabelarme (73) axial erstrecken, und die eine von der Gelenkseite zu einer dieser gegenüberliegenden Wellenseite axial durchgehende Verbindungsöffnung (72) aufweist, die einen an den unrunden Außenquerschnitt des Verbindungsabschnitts (55) angepassten unrunden Innenquerschnitt aufweist, - Einführen des Verbindungsabschnitts (55) in die Verbindungsöffnung (72), bis der Axialanschlag (54) axial gegen die Wellenseite der Gabelbasis (71) anschlägt, - Verstemmen der über die Gelenkseite vorstehenden Stirnseite des Verbindungsabschnitts (55) zur axial formschlüssigen Abstützung gegen die Gelenkseite, wobei durch plastische Umformung innerhalb des Verbindungsprofils (53) ein radial vorstehender Materialaufwurf erzeugt wird, der den Axialanschlag (54) aufweist. Um eine weniger aufwendige und flexiblere Gestaltung der Verbindung zu ermöglichen, schlägt die Erfindung vor, dass der Materialaufwurf sich über einen oder mehrere Umfangsteilabschnitte erstreckt.

Description

t BE2022/5843

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle und einer Gelenkgabel eines

Lenksystems für ein Kraftfahrzeug und Lenksystem für ein Kraftfahrzeug

Stand der Technik

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle und einer Gelenkgabel eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: — Bereitstellen einer in Richtung einer Längsachse axial erstreckten rohrförmigen

Welle, — Plastisches Umformen der Welle zur Ausbildung eines Verbindungsprofils, das einen unrunden AuBenquerschnitt aufweist, und das sich von einer axialen Stirn- seite aus erstreckt, — Erzeugen eines über den AuBenquerschnitt des Verbindungsprofils radial vorste- henden Axialanschlags zur Begrenzung der axialen Länge eines Verbindungsab- schnitts, — Bereitstellen einer Gelenkgabel mit einer Gabelbasis, die eine Gelenkseite auf- weist, von der sich zwei einander bezüglich der Längsachse gegenüberliegende

Gabelarme axial erstrecken, und die eine von der Gelenkseite zu einer dieser ge- genüberliegenden Wellenseite axial durchgehende Verbindungsöffnung aufweist, die einen an den unrunden AuBenquerschnitt des Verbindungsabschnitts ange- passten unrunden Innenquerschnitt aufweist, — Einführen des Verbindungsabschnitts in die Verbindungsôffnung, bis der Axialan- schlag axial gegen die Wellenseite der Gabelbasis anschlägt, — Verstemmen der über die Gelenkseite vorstehenden Stirnseite des Verbindungs- abschnitts zur axial formschlüssigen Abstützung gegen die Gelenkseite, wobei durch plastische Umformung innerhalb des Verbindungsprofils ein radial vorstehender Materialaufwurf erzeugt wird, der den Axialanschlag aufweist.

Ein Lenksystem eines Kraftfahrzeugs weist eine Lenksäule mit einer drehbar gelagerten Lenk- spindel auf, die Über eine Gelenkwellenanordnung mit einem Lenkgetriebe verbunden ist. Die

Gelenkwellenanordnung umfasst Wellen und mindestens zwei Kreuzgelenke. Jedes der Kreuz- gelenke weist zwei über ein Gelenkkreuz gelenkig miteinander verbundene Gabelkôpfe auf, wo- bei eine Gelenkgabel jeweils mit dem Ende einer der Wellen verbunden ist.

Zur Erzeugung einer drehmomentschlüssigen Verbindung ist es beispielsweise aus der

DE 689 07 617 T2 bekannt, an einer rohrförmigen Welle einen Verbindungsabschnitt durch ein

? BE2022/5843 unrundes Verbindungsprofil zu erzeugen, bevorzugt durch plastische Umformung eines ur- sprünglich hohlzylindrischen Wellenquerschnitts. Der Verbindungsabschnitt wird in eine durch die Gabelbasis der Gelenkgabel durchgehende Verbindungsöffnung eingesetzt, die einen mit dem Außenquerschnitt des Wellenprofils korrespondierenden unrunden Innenquerschnitt auf- weist, so dass ein Formschluss bezüglich Drehung um die Längsachse der Welle erzeugt wird.

Mit axialem Abstand zur Stirnseite ist an der Welle ein Axialanschlag vorgesehen, der über den

Außenquerschnitt des Verbindungsprofils und den Innenquerschnitt der Verbindungöffnung ra- dial nach außen übersteht. Zur Montage der Gelenkgabel wird der Verbindungsabschnitt in die

Verbindungsöffnung eingeführt, bis die der Welle zugewandte Wellenseite der Gelenkgabel ge- gen diesen Axialanschlag anschlägt. Danach erfolgt eine Fixierung, beispielsweise durch plasti- sche Umformung des stirnseitigen Endbereichs des Verbindungsabschnitts, die auf der dem

Gelenk zugewandten Gelenkseite der Verbindungsöffnung vorsteht.

Um eine sichere Fixierung durch plastische Umformung zu ermöglichen, ist es wesentlich, dass die Stirnseite des Verbindungsabschnitts weit genug über die Gelenkseite der Verbindungsöff- nung vorsteht, dabei jedoch nicht zu weit übersteht, was zu einer Beeinträchtigung der Verbin- dung führen könnte. Hierzu ist es bekannt, die Länge des Verbindungsabschnitts, die dem axia- len Abstand zwischen der Stirnseite und dem Axialanschlag entspricht, an die Länge der Ver- bindungsöffnung zwischen Wellen- und Gabelseite anzupassen, so dass der Verbindungsab- schnitt axial definiert zur Gelenkgabel positioniert ist.

Im Stand der Technik ist es bekannt, den Axialanschlag dadurch zu erzeugen, dass der Quer- schnitt der Verbindungsprofils verkleinert, oder der daran angrenzende Wellenquerschnitt ver- größert wird, um dadurch eine Stufe oder einen Absatz zwischen dem Verbindungsprofil und dem Wellenquerschnitt auszubilden. Nachteilig daran ist der relativ hohe Fertigungsaufwand zur

Umformung des Rohrquerschnitts, und dass dabei die Länge des Verbindungsabschnitts durch die Länge des Verbindungsprofils bereits bei der Fertigung der Welle fest vorgegeben ist.

Dadurch ist eine Anpassung an der Gelenkgabel aufwendig und unflexibel.

Ein Verfahren der eingangs genannten Art ist aus der JP 2007 040420 A bekannt. Dieses ist je- doch relativ aufwendig. Eine ähnliche Holwellenverbindung ist in der DE 10 2017 201709 A1 beschrieben.

Angesichts der vorangehend erläuterten Problematik ist es eine Aufgabe der vorliegenden Er- findung, eine weniger aufwendige und flexiblere Gestaltung der Verbindung zu ermöglichen.

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Darstellung der Erfindung

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch das Verfahren mit den Merkmalen des An- spruchs 1 und das Lenksystem gemäß Anspruch 9. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Bei einem Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle und einer Gelenk- gabel eines Lenksystems für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: — Bereitstellen einer in Richtung einer Längsachse axial erstreckten rohrförmigen

Welle, — Plastisches Umformen der Welle zur Ausbildung eines Verbindungsprofils, das einen unrunden Außenquerschnitt aufweist, und das sich von einer axialen Stirn- seite aus erstreckt, — Erzeugen eines über den Außenquerschnitt des Verbindungsprofils radial vorste- henden Axialanschlags zur Begrenzung der axialen Länge eines Verbindungsab- schnitts, — Bereitstellen einer Gelenkgabel mit einer Gabelbasis, die eine Gelenkseite auf- weist, von der sich zwei einander bezüglich der Längsachse gegenüberliegende

Gabelarme axial erstrecken, und die eine von der Gelenkseite zu einer dieser ge- genüberliegenden Wellenseite axial durchgehende Verbindungsöffnung aufweist, die einen an den unrunden Außenquerschnitt des Verbindungsabschnitts ange- passten unrunden Innenquerschnitt aufweist, — Einführen des Verbindungsabschnitts in die Verbindungsöffnung, bis der Axialan- schlag axial gegen die Wellenseite der Gabelbasis anschlägt, — Verstemmen der über die Gelenkseite vorstehenden Stirnseite des Verbindungs- abschnitts zur axial formschlüssigen Abstützung gegen die Gelenkseite, wobei durch plastische Umformung innerhalb des Verbindungsprofils ein radial vorstehender Materialaufwurf erzeugt wird, der den Axialanschlag aufweist, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass der Materialaufwurf sich über einen oder mehrere Umfangsteilabschnitte erstreckt.

Die Welle kann bevorzugt als Rohrabschnitt mit rundem Querschnitt bereitgestellt werden, der zumindest in einem Endabschnitt, bevorzugt über die gesamte Länge durchgehend, hohlzylind- risch ausgestaltet ist. Zumindest ein rohrförmiger Endabschnitt der Welle, der sich von einer axialen Stirnseite an einem Ende erstreckt, oder alternativ über die gesamte rohrförmige Welle, wird durch plastische Umformung in ein Verbindungsprofil umgeformt, welches über seine

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Länge einen bevorzugt gleichbleibenden, unrunden Außenquerschnitt aufweist. Es können bei- spielsweise über den Umfang verteilte, in Längsrichtung über das Verbindungsprofil durchge- hende nut- oder rinnenförmige Einformungen eingepresst werden, bevorzugt mittels Kaltumfor- mung, bevorzugt in eine aus Stahl ausgebildete Hohlwelle. Auf diese Weise kann beispiels- weise ein kleeblattförmiges Querschnittsprofil oder dergleichen erzeugt werden.

Eine mit der Welle zu verbindende Gelenkgabel weist eine Gabelbasis mit einer von der Ge- lenkseite, auf der die Gabelarme angeordnet sind, zu der außen liegenden Wellenseite axial durchgehenden Verbindungsöffnung auf. Der Innenquerschnitt dieser Verbindungsöffnung ist bezüglich Querschnittsform und -abmessungen an den AuBenquerschnitt des Verbindungspro- fils angepasst, so dass dieses von der Wellenseite darin axial eingeführt werden kann, wobei durch den unrunden Querschnitt ein bezüglich Drehung um die Längsachse drehschlüssiger

Formschlusseingriff erzeugt wird.

Innerhalb der Länge, mit anderen Worten in der Längserstreckung des unrund geformten Ver- bindungsprofils, wird ein Materialaufwurf erzeugt, der den Axialanschlag aufweist. Der Material- aufwurf wird dadurch erzeugt, dass Material im Bereich einer äußeren Schicht an der Oberflä- che des Verbindungsprofils bevorzugt in axialer Richtung, oder alternativ oder zusätzlich in Um- fangsrichtung plastisch verdrängt wird. Dabei fließt Material im oberflächennahen Bereich, und es tritt im wesentlichen keine Verformung des Innenquerschnitts auf. Das verdrängte Material wird quer zur Richtung der plastischen Verdrängung aufgestaut und weicht von der äußeren

Oberfläche nach auBen aus, so dass eine radial nach auBen vorstehende Materialanhäufung entsteht, welche den Materialaufwurf bildet. Der Querschnitt dieses Materialaufwurfs steht radial nach außen über den Innenquerschnitt der Verbindungsöffnung vor. Entsprechend weist der

Materialaufwurf eine von dem Verbindungsprofil radial nach außen vorstehende Axialfläche auf, die einen Axialanschlag bildet. Dadurch wird ein Verbindungsabschnitt gebildet mit einer Länge, die dem axialen Abstand zwischen der Stirnseite am freien Ende des Verbindungsprofils bis zur

Axialfläche des Materialaufwurfs entspricht.

Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Materialaufwurf sich über einen oder mehrere Um- fangsteilabschnitte erstreckt. Dabei können eine oder mehrere über den Umfang verteilte Ver- stemmungen oder dergleichen vorgesehen sein. Dadurch kann eine vorteilhafte Abstützung ähnlich einer Zwei-, Drei- oder Mehrpunktlagerung realisiert werden. Bei einem wellenförmigen

Querschnitt, der beispielsweise vier konvex-bogenförmige Ausbuchtungen haben kann wie ein

Kleeblatt-Profil, kann es zudem vorteilhaft sein, dass lediglich in den radial äußeren Bereichen

Materialaufwürfe angeordnet sind. Dies kann insbesondere fertigungstechnisch günstig sein.

Dadurch, dass der Materialaufwurf unabhängig von der Länge des Verbindungsprofils im Prin- zip an einer beliebigen Position mit Abstand zur Stirnseite erzeugt werden kann, ist es mit rela- tiv geringem fertigungstechnischen Aufwand möglich, die Länge des Verbindungsabschnitts de- finiert vorzugeben. Entsprechend kann flexibel und einfach eine optimierte Anpassung zur Fixie- 5 rung mit der Gelenkgabel, oder auch an Gelenkgabeln mit unterschiedlich langen Verbindungs-

Öffnungen erfolgen.

Zur Montage wird der Verbindungsabschnitt von der Wellenseite in die Verbindungsöffnung ein- geführt, bis der Materialaufwurf mit seiner Axialfläche gegen die Gabelbasis anschlägt. Dadurch ist die axiale Positionierung relativ zur Gelenkgabel eindeutig definiert. Die Länge des Verbin- dungsabschnitts wird dabei vorgegeben, dass der Verbindungsabschnitt auf der Gabelseite so weit aus der Verbindungsôffnung hervorsteht, wie dies für die anschließende plastische Ver- stemmung der Stirnseite zur Erzeugung eines axial wirksamen Formschlusses mit der Gabel- seite der Gabelbasis erforderlich ist. Dabei kann die Verstemmung jede Art von plastischer Um- formung im Bereich der Stirnseite umfassen, die geeignet ist, um eine gegen die Gelenkseite abgestützte Umformung des Verbindungprofils zu erzeugen. Beispielsweise kann der Verbin- dungsabschnitt stirnseitig durch einen Pressstempel axial gestaucht werden, um eine rohr- oder hohinietartige Verbindung zu erzeugen.

Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass der Materialaufwurf durch eine von außen in den Au-

Benumfang des Verbindungsprofils eingebrachte plastische Verformung aufgeworfen wird. Die plastische Verformung kann insbesondere eine Verstemmung wie vorangehend erläutert auf- weisen. Durch ein bevorzugt axial oder schräg von außen gegen die AuBenoberfläche des Ver- bindungsprofils angreifendes Umformwerkzeug kann lokal ein nach außen gerichteter Material- fluss erzeugt werden, wobei das plastisch verdrängte Material den Materialaufwurf bildet. Der

Innenquerschnitt des Verbindungsprofils kann dabei unverändert bleiben.

Es kann vorgesehen sein, dass der Materialaufwurf über den Umfang durchgehend umlaufend erzeugt wird. Dadurch wird ein Radialvorsprung erzeugt, der einen definierten Anschlag über den gesamten Umfang ermöglicht. Dabei ist vorteilhaft, dass bereits durch einen relativ gerin- gen radialen Vorsprung eine relativ große axiale Anschlagfläche bereitgestellt wird, die eine hohe axiale Stützwirkung bietet.

Eine vorteilhafte Weiterbildung kann vorsehen, dass der Materialaufwurf im Querschnitt säge- zahnförmig ist. Der Sägezahn ist im Querschnitt keilförmig und weist im Querschnitt eine relativ zur Längsachse flacher ansteigende Flanke auf, und auf der anderen Seite eine steiler abfal-

° BE2022/5843 lende Flanke. Die flachere Flanke kann eine entsprechend konische axiale Anschlagfläche auf- weisen, die zum stirnseitigen Ende hin zusammenläuft. Ein Vorteil dabei ist, dass beim An- schlag gegen die Wellenseite eine Über den Umfang gleichmäfigere Krafteinleitung im Randbe- reich der Verbindungsôffnung realisiert werden kann, Außerdem kann die Keilwirkung eine opti- mierte radiale Fixierung des Verbindungsabschnitts in der Verbindungsöffnung unterstützen.

Es ist möglich, dass der unrunde AuBenquerschnitt des Verbindungsprofils kleiner ist als der

Wellenquerschnitt der Welle. Das Verbindungsprofil kann dabei rationell durch eine radiale

Querschnittsverkleinerung der Welle erzeugt werden.

Es ist vorteilhaft, dass der unrunde AuBenquerschnitt einem stetig differenzierbaren Kurvenver- lauf folgt. Die AuBenkontur des Verbindungsprofils wird eine aus gerundeten, bevorzugt wellen- fôrmig ineinander übergehenden Kurvenabschnitten gebildet. Vorteilhaft ist die gleichmäßige

Kraftübertragung weitgehend ohne lokale Last- oder Spannungsspitzen.

Ein unrunder AuBenquerschnitt kann beispielsweise kleeblattförmig oder wellenförmig gerundet ausgebildet sein. Bevorzugt kann eine Mehrzahl von im Querschnitt konkaven Ausnehmungen und konvexen Ausbuchtungen vorgesehen sein, die bevorzugt gleichmäßig über den Umfang verteilt angeordnet sind, so dass eine Wellenform realisiert ist, die auch als „blumenförmiger

Querschnitt“ bezeichnet wird.

Bei einem Lenksystem für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle, die einen unrunden, hohles

Verbindungsabschnitt und einen Axialanschlag aufweist, wobei der Verbindungsabschnitt mit einer Gelenkgabel eines Kreuzgelenks verbunden ist, ist gemäß der Erfindung vorgesehen, dass die Verbindung der Welle mit der Gelenkgabel gemäß einer der vorangehend beschriebe- nen Ausführungen nach dem erfindungsgemäRBen Verfahren ausgebildet ist. Dabei können ein- zelne der beschriebenen Merkmale oder Kombinationen davon realisiert sein.

Wesentlich dabei ist, dass der Axialanschlag an einem Materialaufwurf ausgebildet ist, der in- — nerhalb der axialen Erstreckung des Verbindungsprofils angeordnet ist. Der Materialaufwurf ist als plastische Umformung innerhalb der Länge des Verbindungsprofils ausgebildet, die größer ist als die Länge des Verbindungsabschnitts. Ein Vorteil dabei ist, dass die Länge des Verbin- dungsabschnitts einfach und flexibel angepasst werden kann. Durch die plastische Umformung kann eine hohe Festigkeit und entsprechend eine hôhere Belastbarkeit ermôglicht werden, als bei einem spanend erzeugten Vorsprung.

Beschreibung der Zeichnungen

Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden im Folgenden anhand der Zeichnungen näher erläutert. Im Einzelnen zeigen:

Figur 1 ein Lenksystem für ein Kraftfahrzeugin einer schematischen perspektivischen An- sicht,

Figur 2 eine erfindungsgemäße Welle des Lenksystems gemäß Figur 1,

Figur 3 eine auseinander gezogene Darstellung der Welle gemäß Figur 2,

Figur 4a,b ein erster Fertigungszustand der Welle gemäß Figur 2,

Figur 5a,b ein zweiter Fertigungszustand der Welle gemäß Figur 2,

Figur 6 ein dritter Fertigungszustand der Welle gemäß Figur 2,

Figur 7 ein vierter Fertigungszustand der Welle gemäß Figur 2,

Figur 8 der fertig montierte Endzustand der Welle gemäß Figur 2,

Figur 9 eine vergrößerte Detaildarstellung des Verbindungsabschnitts aus Figur 6.

Ausführungsformen der Erfindung

In den verschiedenen Figuren sind gleiche Teile stets mit den gleichen Bezugszeichen verse- hen und werden daher in der Regel auch jeweils nur einmal benannt bzw. erwähnt.

Fig. 1 zeigt ein Kraftfahrzeuglenksystem 1 freigestellt in einer schematischen perspektivischen

Darstellung. Es umfasst eine Lenksäule 2 mit einer Trageinheit 21, die an einer nicht dargestell- ten Fahrzeugkarosserie anbringbar ist.

In der Lenksäule 2 ist eine Lenkspindel 3, die ein erstes Lenkwellenteil bildet, um eine Längs- achse L drehbar gelagert. An dem bezüglich der Fahrtrichtung hinteren, fahrerseitigen Ende ist an der Lenkspindel 3 ein Lenkrad 22 befestigt.

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Am vorderen Ende ist die Lenkspindel 3 über ein Kreuzgelenk 4 mit einer Welle 5 verbunden, welche eine Zwischenwelle bildet. Diese Welle 5 hat eine Längsachse Z, die gegenüber der

Längsachse L der Lenkspindel 3 abgewinkelt ist.

Am vorderen Ende ist die Welle 5 über ein weiteres Kreuzgelenk 4, welches im Prinzip bau- gleich mit dem erstgenannten, bezüglich der Welle 5 eingangsseitigen Kreuzgelenk 4 sein kann, mit einer Endwelle 6 verbunden, die in an sich bekannter Weise mit einem hier nicht dar- gestellten Lenkgetriebe gekuppelt sein kann.

Das Kreuzgelenk 4 weist zwei Gelenkgabeln 7 auf, die gleichartig aufgebaut sind, und die über ein hier nicht dargestelltes Gelenkkreuz in an sich bekannter Weise gelenkig miteinander ver- bunden sind.

Im Folgenden ist die Erfindung in den Figuren 2 bis 9 beispielhaft anhand der Verbindung der

Gelenkgabel 7 mit der als Hohlwelle ausgebildeten Welle 5 erläutert.

Figuren 2 und 8 zeigen die Welle 5 mit der fertig montierten Gelenkgabel 7, und die Figuren 3 bis 8 den jeweiligen Zustand in einzelnen Schritten des erfindungsgemäßen Verfahrens.

In einem ersten Schritt wird die Welle 5 in einem vorgefertigten Zustand bereitgestellt, an der einen hohlzylindrischer Rohrabschnitt 51 ausgebildet ist, der eine gelenkseitig eine axiale Stirn- seite 52 aufweist. Dieser Zustand ist in Figur 4a im Querschnitt und in Figur 4b in Seitenansicht gezeigt.

Im folgenden Schritt, der in derselben Ansicht in Figur 5a im Querschnitt und in Figur 5b in Sei- tenansicht gezeigt ist, wird an dem Rohrabschnitt 51 durch plastische Umformung ein unrundes

Verbindungsprofil 53 erzeugt. Dieses hat im gezeigten Beispiel einen kleeblattförmigen Quer- schnitt mit in Längsrichtung der Achse Z durchgehend eingeformten, gerundeten Vertiefungen.

Das Verbindungsprofil 53 hat von der Stirnseite 52 aus gemessen eine Länge V.

Im nächsten Schritt wird innerhalb der Länge V des Verbindungsprofils 53 mittels einer plasti- schen Umformoperation ein Materialaufwurf erzeugt, der einen Axialanschlag 54 bildet, so dass der in den Figuren 6 und 9 gezeigte montagefertige Zustand der Welle 5 erzeugt wird.

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In der vergrößerten Darstellung von Figur 9 ist schematisch ein Umformwerkzeug 8 gezeigt, welches in dem Verbindungsprofil 53 in der mit dem Pfeil angedeuteten Umformrichtung an- greift und durch plastische Verformung der äußeren Oberfläche eine den Axialanschlag 54 auf- weisenden Materialaufwurf erzeugt.

Der Axialanschlag 54 ist im Querschnitt sägezahnförmig ausgebildet und weist eine zur Stirn- seite 52 hin konisch zusammenlaufende Anschlagfläche 56 auf, wie in Figur 9 erkennbar ist.

Erfindungsgemäß hat der Axialanschlag 54 von der Stirnseite 52 aus gemessen einen axialen

Abstand A, der kleiner ist als die Länge V des Verbindungsprofils 53. Dadurch wird zwischen der Stirnseite 52 und der Anschlagfläche 56 des Axialanschlags 54 ein Verbindungsabschnitt 55 ausgebildet, dessen Länge dem Abstand A entspricht. Dabei ist der Axialanschlag 54 erfin- dungsgemäß innerhalb der Längserstreckung des Verbindungsprofils 53 angeordnet.

Die Gelenkgabel 7 weist eine Gabelbasis 71 auf, die eine axial durchgehende Verbindungsöff- nung 72 aufweist, wie aus Figur 3 ersichtlich ist. Diese Verbindungsöffnung 72 erstreckt sich von der Wellenseite, die axial der Welle 5 zugewandt ist, bis zur axial gegenüberliegenden Ga- belseite durch die Gabelbasis 71 hindurch. Die Verbindungsöffnung 72 weist einen unrunden

Innenquerschnitt auf, der mit dem unrunden Außenquerschnitt des Verbindungsprofils 53 kor- — respondiert, im gezeigten Beispiel kleeblattförmig. Dadurch kann der Verbindungsabschnitt 55 drehschlüssig aufgenommen werden.

Von der Gabelbasis 71 erstrecken sich von der Gabelseite axial zwei einander bezüglich der

Achse Z gegenüberliegende Gabelarme 73, die in an sich bekannter Weise jeweils einander quer zur Längsachse Z gegenüberliegende Lagerbohrungen zur drehbaren Lagerung eines

Zapfenpaars eines hier nicht gezeigten Gelenkkreuzes aufweisen.

Zur Montage wird — wie in Figur 3 mit den Pfeilen angedeutet - der Verbindungsabschnitt 55 axial in die Verbindungsöffnung 72 eingeführt, bis der Axialanschlag 54 mit seiner Anschlagflä- che 56 von außen gegen die Wellenseite der Gabelbasis 71 anschlägt, wie dies in Figur 7 ge- zeigt ist. Die Stirnseite 52 steht dabei axial in Einsetzrichtung innen, über die Gelenkseite der

Gabelbasis 71 vor, in Figur 7 nach links (gestrichelt eingezeichnet). Anschließend wird ein Um- formwerkzeug, beispielsweise ein in Figur 7 angedeuteter Umformstempel 9, gegen die vorste- hende Stirnseite 52 des Verbindungsabschnitts 55 gepresst, wodurch dieser stirnseitig in einer

Verstemmung 57 plastisch umgeformt und dabei axial gestaucht und radial aufgeweitet wird.

Die Verstemmung 57 liegt axial gegen die Gabelseite der Gabelbasis 71 an, so dass eine rohr- oder hohlnietartige, axial formschlüssige Verbindung mit der Gabelbasis 71 erzeugt wird.

Dadurch ist der Verbindungsabschnitt 55 axial formschlüssig in der Verbindungsöffnung 72 zwi- schen dem Axialanschlag 54 und der durch die Verstemmung 57 gebildeten, stirnseitigen niet- artigen Umformung fest und unlösbar mit der Gelenkgabel 7 verbunden.

Bezugszeichenliste 1 Lenksystem 2 Lenksäule 21 Trageinheit 22 Lenkrad 3 Lenkspindel 4 Kreuzgelenk 5 Welle 51 Rohrabschnitt 52 Stirnseite 53 Verbindungsprofil 54 Axialanschlag 55 Verbindungsabschnitt 56 Anschlagfläche 57 Verstemmung 6 Endwelle 7 Gelenkgabel 71 Gabelbasis 72 Verbindungsöffnung 73 Gabelarm 8 Umformwerkzeug 9 Umformstempel

L Längsachse

Z Längsachse

V Länge von 53

A Abstand

Claims (9)

PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zur Herstellung einer Verbindung zwischen einer Welle (5) und einer Gelenk- gabel (7) eines Lenksystems (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend die Schritte: — Bereitstellen einer in Richtung einer Längsachse (Z) axial erstreckten rohrförmi- gen Welle (5), — Plastisches Umformen der Welle (5) zur Ausbildung eines Verbindungspro- fils (53), das einen unrunden Außenquerschnitt aufweist, und das sich von einer axialen Stirnseite (52) aus erstreckt, — Erzeugen eines über den Außenquerschnitt des Verbindungsprofils (53) radial vorstehenden Axialanschlags (54) zur Begrenzung der axialen Länge (A) eines Verbindungsabschnitts (55), — Bereitstellen einer Gelenkgabel (7) mit einer Gabelbasis (71), die eine Ge- lenkseite aufweist, von der sich zwei einander bezüglich der Längsachse (Z) ge- genüberliegende Gabelarme (73) axial erstrecken, und die eine von der Ge- lenkseite zu einer dieser gegenüberliegenden Wellenseite axial durchgehende Verbindungsöffnung (72) aufweist, die einen an den unrunden Außenquerschnitt des Verbindungsabschnitts (55) angepassten unrunden Innenquerschnitt auf- weist, — Einführen des Verbindungsabschnitts (55) in die Verbindungsôffnung (72), bis der Axialanschlag (54) axial gegen die Wellenseite der Gabelbasis (71) an- schlägt, — Verstemmen der über die Gelenkseite vorstehenden Stirnseite des Verbindungs- abschnitts (55) zur axial formschlüssigen Abstützung gegen die Gelenkseite, wobei durch plastische Umformung innerhalb des Verbindungsprofils (53) ein ra- dial vorstehender Materialaufwurf erzeugt wird, der den Axialanschlag (54) auf- weist, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf sich über einen oder mehrere Umfangsteilabschnitte erstreckt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf durch eine von außen in den Außenumfang des Verbindungsprofils (53) eingebrachte plasti- sche Verformung aufgeworfen wird.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf über den Umfang durchgehend umlaufend erzeugt wird.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Materialaufwurf im Querschnitt sägezahnförmig ist.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unrunde Außenquerschnitt des Verbindungsprofils (53) kleiner ist als der Wellen- querschnitt der Welle (5).

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unrunde Außenquerschnitt des Verbindungsprofils (53) einem stetig differenzierba- ren Kurvenverlauf folgt.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der unrunde Außenquerschnitt des Verbindungsprofils (53) kleeblattförmig oder wellen- förmig gerundet ist.

8. Lenksystem (1) für ein Kraftfahrzeug, umfassend eine Welle (5), die einen unrunden, hohlen Verbindungsabschnitt (53) und einen Axialanschlag (54) aufweist, wobei der Ver- bindungsabschnitt (53) mit einer Gelenkgabel (7) eines Kreuzgelenks (4) verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung der Welle (5) mit der Gelenkgabel (7) nach einem Verfahren ge- mäß einem der Ansprüche 1 bis 7 ausgebildet ist.

9. Lenksystem nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Axialanschlag (54) an einem Materialaufwurf ausgebildet ist, der innerhalb der axialen Erstreckung eines un- runden Verbindungsprofils (53) angeordnet ist.