CN108698277B - 用于生产长度可变的转向轴的方法和用于实施该方法的注射模制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于生产长度可变的转向轴(2)的方法，转向轴包括具有内齿(211)的中空轴(21)，中空轴(21)中布置有能够在轴向方向上伸缩的、以形状配合锁定方式接合的带齿轴(22)，所述带齿轴具有齿形区域(23)，齿形区域(23)具有沿轴向方向延伸并布置在外周上的齿(24)，其中，在齿形区域中，轴芯(3)在注射模制过程被包覆模制有由热塑性材料制成的滑动涂层(5)，该方法包括以下步骤：将轴芯(3)定位在注射模具(4)的模腔(41)内，模腔(41)相对于限定齿形区域(23)的模具表面同轴，将熔融塑料在轴芯(3)与模腔(41)的模具表面(411)之间注射到模腔(41)中，在塑料凝固之后从注射模具(4)移除带齿轴，提供中空轴，并将齿形区域(23)轴向地引入到内齿中。为便于以最可能低的制造费用改进滑动涂层，根据本发明，熔融塑料的注射从模腔(41)的一个轴向端部区域处执行。

Description

用于生产长度可变的转向轴的方法和用于实施该方法的注射 模制装置

技术领域

本发明涉及用于生产长度可变的转向轴的方法，转向轴包括具有内齿的中空轴，在中空轴中布置有能够在轴向方向上伸缩的、以形状配合锁定方式接合的带齿轴，带齿轴包括齿形区域，齿形区域具有布置在外圆周上并沿轴向方向延伸的齿，其中，在齿形区域中，轴芯在注射模制过程被包覆模制有由热塑性材料制成的滑动涂层，该方法具有以下步骤：

-将轴芯定位在注射模制工具的模腔内，并且使轴芯相对于限定齿形区域的模具表面同轴，

-将熔融塑料注射到模腔中且注入至轴芯与模腔的模具表面之间，

-在塑料凝固之后从注射模制工具移除带齿轴，

-提供中空轴，并将齿形区域轴向地***到内齿中。

本发明同样涉及用于实施该方法的注射模制装置。

背景技术

DE 10 2014 105 822 A1公开了一种可伸缩的转向轴，该可伸缩的转向轴在机动车辆的转向***中用于将转向扭矩从方向盘传递到转向齿轮。为了允许将方向盘沿纵向方向、也就是说沿纵向轴线的方向相对于驾驶员的位置调节，方向盘与转向齿轮之间的至少一个轴部分被设计成是可伸缩的并且因此在长度方面是可调节的。可调节长度的轴部分可以在转向主轴与转向齿轮之间形成驾驶员侧转向主轴或转向中间轴。

转向轴是伸缩结构并具有第一轴部和第二轴部，该第一轴部形成为中空轴并包括内齿，并且第一轴部包括沿轴向方向延伸的齿，该第二轴部能够在所述第一轴部中伸缩，并且第二轴部形成为带齿轴并包括外齿，该外齿为了传递扭矩而以形状配合锁定方式接合到内齿中并允许两个轴部相对于彼此进行可伸缩的轴向调节。

为了使伸缩运动期间的旋转游隙最小化并改善滑动特性，带齿轴的齿形区域在与中空轴的接触区域中至少部分地具有由塑料构成的滑动涂层。所述滑动涂层应用于轴芯，该轴芯由金属、通常为钢或铝合金构成。借助于相对于钢或铝合金而言更柔软且更有弹性的塑料，减小了旋转游隙，并且减小了摩擦。以此方式，可以实现无游隙的精确转向，并且实现改进的滑动特性，使得方向盘的平稳且均匀的纵向位置是可能的，而不会由于粘滑效应而不平稳地中断。此外，有利地抑制了振动的传递和噪音的产生。

为了在高单位量的大规模生产中确保所述类型的转向轴的恒定的最佳功能，滑动涂层必须在整个生产过程中以尽可能小的尺寸或形状偏差应用于轴芯。在通过注射模制对塑料进行包覆模制的情况下，这首先需要对应地将轴芯精确定位在注射模制工具中。此处，定位必须尽可能为精确同轴的，其中呈筒形基本形式的轴芯的纵向轴线在齿形区域的轴向长度上对应于注射模具的模腔的内部筒形形式，也就是说，在模腔的限定齿的模具表面内居中。其次，必须确保在注射模制期间，在该过程中所应用的塑料滑动层中尽可能不会出现缺陷。这些缺陷可能是形状缺陷，比如关于圆度、同心度和壁厚的偏差，也可能是注射缺陷，例如由流动前沿彼此碰撞等引起的流缝。

JP 2013141957A描述了一种用于生产长度可变的转向轴的方法，在该方法中，将熔融塑料注射到轴芯与模腔的模具表面之间的模腔中经由单个浇口点来执行。该浇口点沿轴向方向布置在齿形区域内。注射执行为从外部通过浇口点径向地进入模腔，其中注射熔融塑料期间的流动前沿在各种情况下都从浇口点沿轴向方向和圆周方向两者传送，这导致在位于与浇口点相反的一侧发生不可避免的碰撞时，可能会出现流缝和其他形状缺陷。

ES 2 381 826 A1同样公开了一种用于生产转向轴的方法，其中包括带齿轴与塑料滑动层的包覆模制。此处，为了提高精度并补偿注射模制之后的齿的缺陷，提供径向膨胀以用于校准的目的，从而补偿注射缺陷。该方法耗时并且也不能消除所有注射缺陷，比如不能消除在例如上述JP2013141957A中已知的注射模制方法的情况下可能出现的缺陷。

鉴于上述问题，本发明的目的是提出一种方法，该方法能够以尽可能少的制造费用提供改进的滑动涂层。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明提出了熔融塑料的注射从模腔的一个轴向端部区域执行。

模腔在齿形区域中围绕芯轴，并且在这种情况下，模腔具有大致中空的筒形基本形状，其中，齿沿周向方向形成，由此限定齿形区域。在根据本发明的方法中，熔融塑料从一个轴向端部注射到所述模腔中。从该轴向端部开始，塑料主要在一个轴向方向上沿着流动路径传送。此处，以环形形状的方式围绕轴芯的单个流动前沿沿轴向方向移动通过模腔，直到所述模腔在齿形区域的整个轴向长度上完全充满塑料为止。此处有利的是，避免了由在齿区域中沿轴向方向彼此碰撞的流动前沿引起的注射缺陷。限定沿径向向外方向的各个齿的模具表面被均匀地填充。以此方式，相对于现有技术中已知的径向浇口构型，齿的尺寸和形状精度得到改善。基本上避免了诸如流缝之类的注射缺陷。

此外，根据所使用的喷嘴的形式而可以在浇口点处应用浇口棒，该浇口棒位于起作用的齿表面的外侧，使得不会出现损坏，并且不需要对带齿轴进行再加工。

在已知的实施方式中，注射喷嘴在注射模制中可以布置在浇口点中。因此，在下文中，除非明确表示不同的含义，否则等效地使用表述“浇口点”和“注射喷嘴”。

优选地通过位于模腔的端壁中的至少一个浇口点来执行注射。但模腔的外圆周处由齿的模具表面限定，在端部侧处设置有轴向地限定模腔的至少一个端壁。根据本发明，具有用于轴向填充模腔的至少一个浇口点的浇注***——例如作为被轴向地引导穿过端壁的注射喷嘴——优选地布置在端壁中。

具有至少一个浇口点的端壁优选地与带齿轴的自由端部相反地定位，且优选地具有预定间隔。因此，可以确保对齿的端侧的自由部端区域进行均匀的包覆模制，包覆模制的厚度对应于端侧的间隔，并且可以确保注射模制装置中的良好的可触及性。

为了形成在周向上均匀的流动前沿，有利的是，通过布置成分布在圆周上的多个浇口点来执行注射。此处，有利的是，两个或更多个浇口点布置成在圆周上均匀分布，也就是说相对于彼此以均匀的角度间隔分布。为此目的，两个或更多个注射喷嘴可以在共轴的圆上布置于端壁中且轴向地通入模腔。

根据本发明的方法的一个改进方案提供了：注射在浇注室中执行，浇注室在模腔的端部侧处绕纵向轴线以环形环绕的方式延伸。在注射期间，在所有情况下首先通过一个或更多个浇口点填充浇注室，其中填充物在轴向方向上发生均匀化。从浇注室开始，在圆周上闭合的流动前沿如所描述的那样沿轴向方向行进通过整个模腔。

所述类型的浇注室可以例如形成在轴芯的自由端部处的环绕斜面与模腔的端壁之间。在实际上没有发生显著的额外制造费用的情况下，可以在轴芯上形成倒角斜面。在模腔中，轴芯在端部侧密封地支承于端壁，其中呈浇口通道形式的浇注室在端壁与斜面之间保持自由。经由布置在例如端壁中的至少一个浇口点，在浇注期间首先填充浇口通道。从浇口通道开始，在圆周上均匀的流动前沿在模腔中沿轴向传送。硬化后，位于浇注室中的塑料形成齿的端侧塑料涂层。

替代性地，浇注室也可以由直径减小的肩部或由在轴芯的自由端部上的圆形部形成。

本发明还包括用于实施根据本发明的方法的注射模制装置，注射模制装置包括具有模腔的注射模制工具，所述模腔在纵向轴线上沿轴向方向延伸并且同轴地形成在布置于注射模制工具中的芯轴与模具表面之间，模具表面借助于齿形区域来限定同轴的齿，并且注射模制装置具有用于将熔融塑料注射到模腔中的至少一个浇口点。

注射模制工具可以替代性地并且等效地也被称为注射模具。

为了实施根据本发明的方法，具体地规定，至少一个浇口点形成在限定齿形区域的模腔的轴向端部区域中。优选地，所述至少一个浇口点沿着轴向注射方向布置在端部侧处。

如此一来，可以实现上述利用熔融塑料几乎完全沿轴向方向有利地填充模腔。

有利的是，注射模制工具呈具有多个模具部段的分段形式，多个模具部段均围绕纵向轴线在圆周区域上延伸并且能够至少部分地沿径向方向移动，也就是说沿正交于纵向轴线的方向移动。为了打开注射模具，模具部段可以沿径向方向以放射线状的方式彼此分开，使得脱模沿径向方向进行。以此方式，引入表面结构和齿，借助于所述表面结构和齿可以例如优化滑动特性。例如，借助于模具部段中的在齿面区域中的突出部，可以在塑料包覆模制件中形成凹入部，使得齿面中的凹入部形成润滑剂保持容积。

如所述的，根据本发明，为了从一个轴向端部填充模腔，注射模制模具可以具有至少一个端壁，所述至少一个端壁在轴向方向上对模腔进行限界并且具有至少一个浇口点。优选地，设置有多个浇口点，所述多个浇口点优选地布置成在圆周上均匀地分布。

有利的是，注射模制工具具有端壁，所述端壁在轴向方向上对模腔进行限界，其中端壁中的至少一个端壁能够沿轴向方向移动。为了脱模，所述至少一个端壁沿纵向方向移动远离完全包覆模制的带齿轴。

在位于轴芯的外侧的定位元件的定位表面之间，轴芯可以居中于纵向轴线，并且以精确定位的方式同轴地夹持在模腔中。在这种情况下，定位元件可以布置在齿的轴向范围内，也就是说定位在齿的功能区域中，该功能区域在注射模具工具中被包覆模制有塑料。

在定位元件布置在齿的轴向范围内的情况下，有利的是在齿形区域中的齿的表面在任何情况下必须以精细的并且尺寸精准的方式加工以确保最佳的可伸缩性，同时可以用于将轴芯定位在注射模具工具中，特别是优选同轴地居中地夹紧于模腔中。

在这种情况下，轴芯的支撑和定位在带齿轴的功能区域中实现，特别是在齿形区域的轴向范围内实现，从而使得在所组装的转向轴中能够沿着中空轴的内齿滑动。以此方式，可以在没有额外的机加工配合表面的情况下确保芯轴在注射模制工具的模腔中以精确同轴的方式居中地定向。这使得齿的塑料滑动涂层在圆周上的厚度是均匀的，并且在径向方向上具有高精度。

上述定位的改进方案提供了：第一组定位元件，第一组定位元件布置成平行于模腔的第一径向平面，以及至少一个第二组定位元件，所述至少一个第二组定位元件平行于与第一径向平面轴向间隔开的第二径向平面。如所描述的，第一径向平面和第二径向平面在各种情况下分别在第一交叉点和第二交叉点处与纵向轴线相交。对应地，轴芯以居中的方式夹持在第一径向平面和第二径向平面中。因此，齿形区域在交叉点之间以精确同轴的方式定向在模腔中。

然而，可以对轴芯的定位做替代性的设置，轴芯的定位可以在与齿在空间上分开形成的配合表面处实现。例如，在轴芯形成为中空轴的情况下，轴芯相对于模腔的居中或定向可以借助于内部轮廓实现，也就是说借助于轴芯中的孔的内壁来实现。

根据本发明的从一个轴向端部区域执行的注射不限于特定的定位方法。尽管上述定位方法被认为非常适合于根据本发明的方法，但它们并不构成将轴芯定位在模腔中的唯一可行方法。

注射模制装置可以包括位于模腔中的定位元件，该定位元件允许轴芯的同轴夹持。在已知的注射模制装置的情况下，定位元件布置成使得通过定位元件的定位表面将轴芯夹持在形成在齿形区域外侧的配合表面之间。

在轴芯上形成配合表面需要额外的制造费用。此外，在配合表面与齿形区域之间可能出现公差，这些公差会削弱塑料涂层的尺寸精度。因此，有利的是，至少一个定位元件布置在齿形区域内。

借助于注射模制装置的该实施方式，轴芯可以以位置精确的方式定位及夹持在界定模腔中的齿的模具表面内。

一种改进方案提供了至少一个定位元件，所述至少一个定位元件布置在能够相对于模腔径向移动的滑动件上。为了定位及夹持，轴芯可以借助于滑动件的在定位元件之间沿径向向内方向的运动而居中及同轴夹持。

至少一个定位表面形成在定位元件的自由端部区域中，该自由端能够从外侧移动抵靠轴芯。根据本发明，为了定位及夹持，定位表面安置成在齿形区域中与轴芯接触。这带来了上述优点。

附图说明

下面将基于附图更详细地讨论本发明的有利实施方式，在附图中详细地示出了：

图1示出了机动车辆转向***，

图2以立体图示出了根据本发明的转向轴，

图3示出了根据本发明的图2的转向轴，在图示中，转向轴被轴向地拉开，

图3a以立体图示出了图3的中空轴，

图4示出了在用塑料包覆模制之前具有定位元件的图2的转向轴的带齿轴，

图5示出了在用塑料包覆模制之后具有定位元件的图2的转向轴的带齿轴，

图6示出了穿过根据本发明的注射模制工具截取的横截面，其中，带齿轴夹持在注射模制工具中，

图6a示出了穿过注射塑料之前的根据本发明的注射模制工具而截取的类似于图6的详细的横截面，其中，带齿轴夹持在注射模制工具中，

图7示出了图6的夹持在注射模制工具中的带齿轴的放大的横截面图，

图8示出了穿过在注射塑料之前处于闭合状态的注射模制工具的纵向截面图，

图9示出了穿过在注射塑料之后处于闭合状态的图8的注射模制工具的纵向截面图，

图10示出了穿过处于脱模(打开)状态的图9的注射模制工具的纵向截面图，

图11示出了在替代实施方式中，在用塑料包覆模制之后的具有定位元件的转向轴的带齿轴。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部件在所有情况下由相同的附图标记表示，并且因此每个部件也通常仅被提及一次。

图1示意性地图示了机动车辆转向***100，其中驾驶员可以使用方向盘102来将对应的转向扭矩(转向力矩)作为转向指令输入到转向轴1中。转向力矩经由转向轴1传递至转向小齿轮104，转向小齿轮104与齿条106啮合，然后又借助于转向横拉杆108的移位将预定的转向角传递至机动车辆的可转向轮110。

电动助力器件可以以在输入侧联接至转向轴1的助力器件112的形式、联接至小齿轮104的助力器件114的形式和/或联接至齿条106的助力器件116的形式来提供。相应的助力器件112、114或116将辅助扭矩关联至转向轴1和/或转向小齿轮104中以及/或者将辅助力关联至齿条106中，由此协助驾驶员执行转向工作。图1中所示的三个不同的助力器件112、114和116示出了助力器件112、114和116可能的布置位置。

通常，所示位置中的仅一个位置被助力器件112、114或116占据。为了借助于相应的助力器件112、114或116来协助驾驶员而有待输入的辅助扭矩或辅助力是在考虑了由驾驶员输入以及由扭矩传感器118确定的转向力矩的情况下确定的。替代性地或者与辅助扭矩的引入相结合地，助力器件112、114、116可以将额外的转向角引入到转向***中，该角度与驾驶员借助方向盘102赋予的转向角相加。

转向轴1包括在输入侧连接至方向盘102的输入轴10以及在输出侧经由转向小齿轮104连接至齿条106的输出轴12。输入轴10和输出轴12借助于扭力杆(图1中未示出)以旋转的方式弹性地联接至彼此。因此，如果输出轴12没有相对于输入轴10精确地同步旋转，由驾驶员使用方向盘102输入到转向轴10中的扭矩往往会导致输入轴10相对于输出轴12相对旋转。输入轴10与输出轴12之间的所述相对旋转可以借助于旋转角传感器以及相应地基于扭力杆的已知扭转刚度来测量，从而可以确定相对于输出轴12的对应的输入扭矩。这样，扭矩传感器118根据对输入轴10与输出轴12之间的相对旋转的确定而形成。所述类型的扭矩传感器118原则上是已知的并且可以例如借助于如下面将进一步描述的电磁传感器布置来实现，或者借助于相对旋转的一些其他测量来实现。

对应地，仅在输出轴12相对于输入轴10逆着扭力杆的扭转阻力旋转时，由驾驶员使用方向盘102赋予转向轴1或输入轴10的转向力矩将影响通过转向助力器件112、114、116中的一者引入的辅助扭矩。

扭矩传感器118也可以替代性地布置在位置118’处，在该位置处，则在不同的位置处对应地发生转向轴1分成输入轴10和输出轴12以及借助于扭力杆的旋转式的弹性联接，以为了能够根据经由扭力杆联接至输入轴10的输出轴12的相对旋转来确定相对旋转并且因此对应地确定待引入的输入扭矩和/或辅助扭矩。

根据图1的转向轴1还包括至少一个万向节120，机动车辆中的转向轴1的轮廓可以借助于该万向节120而可以适应于空间条件。转向轴1的转向中间轴——在所示的示例中布置在两个万向节120之间并且将输出轴12连接至转向齿轮103的小齿轮104——根据本发明被设计为长度可变的转向轴2。

图2和图3示出了处于组装状态(图2)的转向轴2以及处于在轴向方向上被拉开的状态的转向轴2(图3)。

转向轴2包括中空轴21和带齿轴22。带齿轴22包括齿形区域23，齿形区域23具有布置在外圆周上的多个齿24，齿沿纵向轴线L的方向延伸，也就是说，齿在齿形区域23的长度V上轴向地延伸。

在图3a中以立体图示出的中空轴21包括接纳开口26，该接纳开口26朝向带齿轴22敞开并且包括内齿211，齿形区域23可以以形状配合锁定方式接纳在内齿211中。为了产生根据扭矩的固定连接，带齿轴22——从图3所示的情况开始——在纵向轴线L的方向上如箭头所示地沿轴向方向***到中空轴21的接纳开口26中，使得实现图2所示的组装状态。在该组装状态下，为了补偿间距差，带齿轴22和中空轴21可以沿着纵向轴线L相对于彼此移动，如由双箭头所示。

从图3中可以看出，带齿轴22包括位于齿形区域23外侧的筒形柄部25，其中，在所示的示例中，齿形区域23的长度V对应于带齿轴22的总长度的仅一部分。

图4示出了在包覆模制之前处于部分制造状态的带齿轴22。所述带齿轴由轴芯3形成，轴芯3优选地由金属构成、优选地由钢或铝合金构成。在如图5所示的完成的带齿轴22的齿形区域23中，轴芯3包括芯齿31，芯齿31布置在所完成的齿形区域23中的齿24的区域中，使得构成主体的所述芯齿由钢制成，主体用塑料进行包覆模制以形成完成的齿24。芯齿31在纵向轴线L的方向上的长度基本上对应于完全已包覆模制的齿24的长度V，具体为后者减去芯齿31的被包覆模制的可能的端侧、即轴向侧的壁厚。

从图4和5中可以看出，带齿轴22的纵向轴线L与轴芯3的纵向轴线L是同一轴线。

图6示出了用于实施根据本发明的方法的垂直于纵向轴线L穿过注射模具4截取的横截面。特别地，在该图示中可以看到轴芯3如何以居中的方式、也就是说如何相对于纵向轴线L同中心地被夹持在定位元件42a、42b和42c之间。定位元件42a、42b和42c的布置也在图4和图5中示意性地示出，其中为了更清楚起见省略了注射模具4的其余部分。

定位元件42a、42b和42c具有销状形式，其中，在所示的示例中定位元件42a、42b和42c呈矩形或方形的横截面，定位元件42a、42b和42c在纵向轴线L方向上的尺寸仅为齿形区域23的长度V的一部分。在所示的示例中，三个定位元件42a、42b和42c布置成在圆周上均匀地分布，并且其中，定位元件42a、42b和42c的自由端部43朝向纵向轴线L径向向内指向，使得轴芯3在模腔41中以相对于纵向轴线L居中的方式同轴地夹持在自由端部43之间。在注射模具4中，轴芯3在齿形区域23中被限定齿24的模具表面411包围，也就是说所述模具表面411形成齿形区域23的负印痕(negative impression)。模具表面411同样相对于纵向轴线L同轴地定向。这种布置可以在图7的放大图中详细看到。

定位元件42a、42b和42c包括位于其自由端部43的区域中的定位表面43。定位表面44布置成使得它们与相邻的芯齿31a和31b的在圆周方向上彼此面向的齿面接触。以此方式，定位元件42a、42b和42c可以在各种情况下从外侧通过定位表面44以形状配合锁定方式接合在相邻的芯齿31a与31b之间。这样，轴芯3借助于定位元件42a、42b和42c以居中的方式被夹持成关于在模腔41内绕纵向轴线L的旋转精确地成角度地定向。定位表面44与面向相应的相邻芯齿31a、31b的定位元件42a、42b和42c的齿面相互作用。

定位元件42a、42b和42c布置在第一径向平面中，具体地布置在图6中所示的横截面中。从图4和图5中可以看出，第二定位元件45a、45b和45c——原则上具有相同的设计——布置在第二径向平面中，该第二径向平面与第一径向平面在纵向轴线L的方向上相隔间距P(见图4)。对于所示的示例，P是比L小的情况，使得所有定位元件45a、45b、45c、42a、42b和42c布置在齿形区域23内。以此方式，轴芯3在与第一径向平面的交叉点和与第二径向平面的交叉点处精确地居中于纵向轴线L，并且轴芯3在间距P处对应地精确地同中心地定向在模腔41中。

为了能够将轴芯3夹持在模腔41内，定位元件42a、42b和42c在各种情况下附接至滑动件46，滑动件46具有分段的形式并且能够相对于纵向轴线L径向移动，如在图6中由双箭头所示的。优选的是，在各种情况下，两个定位元件42a和45a、42b和45b以及42c和45c布置在相同的圆周位置以在各种情况下紧固至一个滑动件46。

滑动件47沿圆周方向布置在滑动件46之间，滑动件47同样具有分段形式，并且为了脱模的目的，滑动件47可以相对于纵向轴线L与滑动件46一起彼此径向地分离而无碰撞。

在滑动件46和47彼此径向分离的情况下，可以将轴芯3引入到注射模具4中。随后，滑动件46和47一起沿径向向内的方向移动，其中轴芯3如上所述地在模腔4中居中地且以成角度地定向的方式夹持在定位元件45a、45b、45c、42a、42b和42c的定位表面44之间。同时，滑动件46和47一起移动使得注射模具4闭合，其中模具表面411沿圆周方向闭合。在图6a中可以特别清楚地看到模具表面411和模腔41，图6a图示了图6中所示的注射模制工具4的横截面的详细视图，其中，在注射塑料之前带齿轴22夹持在注射模制工具4中。

图8、图9和图10示出了在各种情况下沿着纵向轴线L穿过注射模具4截取的纵向截面，特别是注射模具4的在注射之前处于闭合的状态、即注射模具4的未填充状态(图8)、注射模具4填充有塑料的状态(图9)，以及注射模具4的用于脱模的打开状态(图10)。

注射模具4具有分段的环形形状的滑动件46和47，滑动件46和47——如从图6中可以看到的——绕纵向轴线L以放射线状的方式布置并且借助于注射模具4的位于径向内侧的模具表面411限定模腔41。模腔41在齿形区域23中围绕芯轴3。在芯轴3的自由端部处——在图8至10的顶部处——模腔41由端壁49封闭，端壁49如所示的在端部侧处支承于芯轴3。在与自由端部相距与齿形区域23的长度V相对应的距离的位置处，模腔41被另一个端壁491封闭。另一个端壁491也可以被称为密封滑动件。所述端壁491优选地呈段状形式并且可以以放射线状方式径向向外地移动，使得芯轴3可以放置到注射模具4中，并且在包覆模制之后，可以移除带齿轴22。端壁491在包覆模制期间限制塑料熔体在纵向轴线L方向上的流动。

在芯轴3的自由端部处，芯轴3具有环绕的斜面32，斜面32也可以在图4中看到。在所述斜面32与端壁49之间，形成连续的环形形状浇注室412，该浇注室412通向模腔41。浇口点48在端壁49中布置在相对于纵向轴线L同轴且具有半径R的圆上，特别优选地相对于彼此以相同的间隔角布置，使得浇口点在端部侧向浇注室412敞开。因此，熔融热塑性材料可以通过浇口点48沿轴向方向注射到浇注室412中，如图8中由箭头所示。浇注室412形成模腔41的轴向端部区域，并且对应地，根据本发明的塑料的注射自模腔41的轴向端部区域开始发生，这由轴向端部区域的尺寸和形成滑动涂层的塑料包覆模制件5的壁厚来限定。轴向端部区域优选地布置在轴芯3的端部侧的区域中。

通过浇口点48注射的塑料首先填充浇注室412并随后以均匀、闭合的流动前沿移动，从而在整个模腔41的圆周上沿着齿形区域23在轴向方向上填充模腔41，直到达到相反的端壁491，其中模腔41相对于纵向轴线L呈同轴的环形形状。该填充状态在图9中示出，其中模腔41被塑料完全填充，即使得模腔41完全被形成滑动涂层的塑料包覆模制件5填充。

在凝固之后，完成的带齿轴22可以脱模，如图10所示。在塑料包覆模制件5冷却及凝固之后，为了脱模的目的，滑动件46和47以放射线状的方式彼此径向地移开，并且端壁48沿轴向方向移动远离芯轴3的自由端部，如图9中由径向箭头和轴向箭头所示。然后，完全包覆模制的带齿轴22可以从注射模具4移除。

图11图示了在替代实施方式中，在利用塑料的包覆模制之后具有定位元件(42a、42b、42c、45d、45f、45g)的转向轴1的带齿轴22。带齿轴22包括位于齿形区域23外侧的芯齿轴251。定位元件42a、42b和42c布置在第一径向平面中。第二定位元件45a、45b和45c——原则上为相同的设计——布置在第二径向平面中，该第二径向平面与第一径向平面在纵向轴线L方向上相隔间距P。对于所示的示例性实施方式，在P大于V的情况下，使得仅定位元件42a、42b和42c布置在齿形区域23内。定位元件45d、45e和45f布置在齿形区域23的外侧。轴芯3在纵向轴线L的方向上除了齿形区域23外还包括在整个柄部251上延伸的芯齿31。轴芯3优选地形成为拉伸型材或挤压型材。该实施方式的优点在于，第一径向平面和第二径向平面彼此相距较远，从而使被夹持的带齿轴22的倾斜定位达到最低程度，这是因为，定位元件在一个径向平面中相对于理想状态的径向偏移因支撑长度相对较大而对倾斜定位的影响不大。

附图标记列表

1 转向轴

10 输入轴

12 输出轴

100 机动车辆转向***

103 方向盘

103 转向齿轮

104 转向小齿轮

106 齿条

108 转向横拉杆

110 可转向轮

112 助力器件

114 助力器件

116 助力器件

118 扭矩传感器

118’ 扭矩传感器

120 接头

2 长度可变的转向轴

21 中空轴

22 带齿轴

23 齿形区域

24 齿

25、251 柄部

26 接纳开口

3 轴芯

31 芯齿

31a、b 相邻的芯齿

32 斜面

4 注射模具/注射模制工具

41 模腔

411 模具表面

412 浇注室

42a、b、c 定位元件

43 自由端部

44 定位表面

45a、b、c 定位元件

46、47 滑动件

48 浇口点

49、491 端壁

5 塑料包覆模制件

L 纵向轴线

V 齿形区域的长度

R 半径

Claims (11)

1.一种用于生产长度可变的转向轴(2)的方法，所述转向轴(2)包括具有内齿(211)的中空轴(21)，在所述中空轴(21)中布置有能够在轴向方向上伸缩的、以形状配合锁定方式接合的带齿轴(22)，所述带齿轴包括齿形区域(23)，所述齿形区域(23)具有布置在外圆周上并沿所述轴向方向延伸的齿(24)，其中，在所述齿形区域(23)中，轴芯(3)在注射模制过程中被包覆模制有由热塑性材料构成的滑动涂层(5)，所述方法具有以下步骤：

-将所述轴芯(3)定位在注射模制工具(4)的模腔(41)内，所述模腔(41)相对于限定所述齿形区域(23)的模具表面(411)同轴，

-将熔融塑料在所述轴芯(3)与所述模腔(41)的所述模具表面(411)之间注射到所述模腔(41)中，

-在所述塑料凝固之后从所述注射模制工具(4)移除所述带齿轴(22)，

-提供中空轴(21)，并将所述齿形区域(23)轴向地***到所述内齿中，

其特征在于，

所述熔融塑料的注射从所述模腔(41)的一个轴向端部区域处执行；注射通过位于所述模腔(41)的端壁中的至少一个浇口点(48)来执行；所述端壁与所述带齿轴(22)的自由端部(43)相反地定位。

2.根据前述权利要求1所述的方法，其特征在于，注射通过布置成分布在圆周上的多个浇口点(48)来执行。

3.根据前述权利要求1-2中的一项所述的方法，其特征在于，注射向浇注室(412)中执行，所述浇注室(412)在所述模腔(41)的端部侧处绕纵向轴线L呈环形环绕的形式行进。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述浇注室(412)形成在位于所述轴芯(3)的所述自由端(43)处的环绕斜面与所述模腔(41)的所述端壁之间。

5.一种用于实施根据前述权利要求中的一项所述的方法的注射模制装置，所述注射模制装置包括注射模制工具(4)，所述注射模制工具(4)具有模腔(41)，所述模腔(41)沿着纵向轴线(L)在轴向方向上延伸并且同轴地形成在布置于所述注射模制工具(4)中的芯轴(3)与模具表面(411)之间，所述模具表面(411)借助于齿形区域(23)限定同轴的齿，并且所述注射模制工具(4)具有用于将熔融塑料注射到所述模腔(41)中的至少一个浇口点(48)，

其特征在于，

所述至少一个浇口点(48)形成在所述模腔(41)的限定所述齿形区域(23)的轴向端部区域中。

6.根据权利要求5所述的注射模制装置，其特征在于，所述注射模制工具(4)呈具有多个模具部段的分段形式，所述多个模具部段均绕所述纵向轴线(L)在周向区域上延伸并且能够至少部分地沿径向方向移动。

7.根据权利要求5或6所述的注射模制装置，其特征在于，所述注射模制工具(4)具有在所述轴向方向上界定所述模腔(41)的至少一个端壁，并且所述至少一个端壁具有至少一个浇口点(48)。

8.根据前述权利要求7所述的注射模制装置，其特征在于，所述注射模制工具(4)具有在所述轴向方向上界定所述模腔(41)的多个端壁，其中，所述多个端壁中的至少一个端壁能够沿所述轴向方向移动。

9.根据前述权利要求5-6、8中的一项所述的注射模制装置，其特征在于，所述模腔(41)中布置有用于将轴芯(3)同轴地定位的定位元件(42a、42b、42c、45a、45b、45c)。

10.根据前述权利要求9所述的注射模制装置，其特征在于，至少一个所述定位元件(42a、42b、42c、45a、45b、45c)布置在所述齿形区域内。

11.根据前述权利要求9所述的注射模制装置，其特征在于，至少一个定位元件(42a、42b、42c、45a、45b、45c)布置在滑动件(46)上，所述滑动件(46)能够相对于所述模腔(41)的所述纵向轴线(L)径向地移动。

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