DE4130557A1 - Lenkwelle und verfahren zu deren herstellung - Google Patents
Lenkwelle und verfahren zu deren herstellungInfo
- Publication number
- DE4130557A1 DE4130557A1 DE19914130557 DE4130557A DE4130557A1 DE 4130557 A1 DE4130557 A1 DE 4130557A1 DE 19914130557 DE19914130557 DE 19914130557 DE 4130557 A DE4130557 A DE 4130557A DE 4130557 A1 DE4130557 A1 DE 4130557A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- tube
- steering wheel
- dimensions
- section
- stage shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Ceased
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K1/00—Making machine elements
- B21K1/06—Making machine elements axles or shafts
- B21K1/10—Making machine elements axles or shafts of cylindrical form
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21K—MAKING FORGED OR PRESSED METAL PRODUCTS, e.g. HORSE-SHOES, RIVETS, BOLTS OR WHEELS
- B21K21/00—Making hollow articles not covered by a single preceding sub-group
- B21K21/12—Shaping end portions of hollow articles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23P—METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
- B23P15/00—Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/18—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable
- B62D1/19—Steering columns yieldable or adjustable, e.g. tiltable incorporating energy-absorbing arrangements, e.g. by being yieldable or collapsible
- B62D1/192—Yieldable or collapsible columns
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Steering Controls (AREA)
Description
Diese Erfindung betrifft eine stoßdämpfende Lenkwelle zum
Lenken der Vorderräder eines Fahrzeugs durch Umwandeln der
Drehung eines Lenkrades in eine Hin- und Herbewegung einer
Spurstange, und ein Verfahren zur Herstellung der Lenk
welle.
Die Lenkwelle weist energieabsorbierende Einrichtungen auf,
die durch Einfüllen eines Kunstharzes zwischen die Welle
und eine äußere Hülse gebildet sind. Diese Lenkwelle weist
ein plastisches Metallrohr auf, das in einen Bereich fern
vom Lenkrad einen flachen Abschnitt für die Drehmomentüber
tragung auf die äußere Hülse aufweist, sowie eine Anzahl
ringförmiger Nuten, die mit Kunstharz zu füllen sind. In
einem Bereich nahe dem Lenkrad weist das plastische Metall
rohr eine obere Lagerhalterung auf, eine Schraube zum Ein
griff mit einer Lager-Haltemutter, eine gerillte Welle zum
Eingriff mit dem Lenkrad sowie eine Schraube zum Eingriff
mit einer Haltemutter, die alle als einstückige Teile des
plastischen Metallrohrs gebildet und in der erwähnten Rei
henfolge zum äußersten Ende des Rohres hin angeordnet sind.
Diese Lenkwelle weist ein geringes Gewicht auf und kann in
einer verkürzten Formgebungszeit sowie unter niedrigen
Kosten hergestellt werden.
Herkömmliche Lenkwellen umfassen die folgende stoßdämpfende
Lenkwelle.
Eine Lenkwelle mit einem stoßdämpfenden Aufbau ist aus
einer massiven runden Stange gebildet und weist ein Lenkrad
auf, das mit dem oberen Ende verbunden ist, sowie eine
äußere Hülse, die mit deren unterem Ende verbunden ist.
Eine energieabsorbierende Einrichtung ist zwischen der von
einer massiven Stange gebildeten Lenkwelle und der äußeren
Hülle dadurch gebildet, daß ein Kunstharz in Ringnuten ein
gefüllt ist, die an der Welle gebildet sind. Die Eingriffs
struktur, die aus dem Harz zwischen der Welle und der äuße
ren Hülle besteht, wird infolge einer Kollision des Fahr
zeugs aufgebrochen. Auf diese Weise wird Kollisionsenergie
absorbiert, um zu verhindern, daß sich die Lenkwelle nach
hinten und in den Brust des Fahrers hineinbewegt.
Die bekannte Lenkwelle mit dem obigen Aufbau bildet einen
flachen Abschnitt für die Drehmomentübertragung auf die
äußere Hülse. Der flache Abschnitt ist dadurch gebildet,
daß ein Einschnitt in einen vom Lenkrad ferngelegenen Be
reich der massiven runden Stange vorgenommen ist. In ähnli
cher Weise sind zwei ringförmige Harz-Einfüllnuten in die
massive Stange beispielsweise eingeschnitten. In einem
Bereich nahe dem Lenkrad umfaßt die massive runde Stange
eine obere Lagerhalterung, einen Aufnahmeabschnitt für eine
Lagerhaltemutter, eine Lenkradhalterung und einen Aufnahme
abschnitt für eine Haltemutter, die alle in der genannten
Reihenfolge zum äußersten Ende der Stange hin angeordnet
sind. Die Lenkwelle wird durch weitere Schritte des Ein
schneidens von Schraubgewinden in die Mutter-Aufnahmeab
schnitte und durch Anbringen von Rillen in der Lenkradhal
terung hergestellt. Es ist für diese Lenkwelle schwierig,
leicht ausgebildet zu sein. Außerdem weist diese Lenkwelle
die Nachteile auf, eine lange Bearbeitungs- bzw. Schneide
zeit zu erfordern, schlecht für die Massenfertigung ge
eignet zu sein und hohe Herstellungskosten mit sich zu
bringen.
Ein Hauptziel dieser Erfindung ist es, eine Lenkwelle vor
zusehen, die aus einem plastischen Metallrohr gebildet ist,
die ein leichtes Gewicht, eine verringerte Formgebungszeit
und niedrige Herstellungskosten realisiert.
Ein anderes Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur
Herstellung einer Lenkwelle aus einem plastischen Metall
rohr vorzusehen, das eine leichte Lenkwelle, eine verrin
gerte Formgebungszeit und niedrige Herstellungskosten
realisiert.
Andere Ziele dieser Erfindung werden aus der nachfolgenden
Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich.
In der Zeichnung ist:
Fig. 1 eine teilweise geschnittene Seitenan
sicht einer erfindungsgemäßen Lenkwelle,
Fig. 2 eine Seitenansicht eines plastischen
Metallrohrs vor dem Verformen,
Fig. 3 eine erläuternde Ansicht eines ersten
Herstellungsschrittes,
Fig. 4 ein Schnitt, der ein erstes bewegliches
Gesenk und ein festes Gesenk in getrenntem Zustand zeigt,
Fig. 5 eine erläuternde Ansicht eines zweiten
Herstellungsschritts,
Fig. 6 ein vergrößerter Schnitt durch das erste
bewegliche Gesenk,
Fig. 7 eine erläuternde Ansicht eines zweistu
figen Wellenabschnitts, der sich aus dem zweiten Herstel
lungsschritt ergibt,
Fig. 8 ein Schnitt durch ein zweites bewegli
ches Gesenk,
Fig. 9 eine erläuternde Ansicht eines dreistu
figen Wellenabschnitts, der sich aus einem dritten Herstel
lungsschritt ergibt und vorgeformte Abmessungen aufweist,
Fig. 10 ein Schnitt durch ein drittes bewegli
ches Gesenk,
Fig. 11 eine erläuternde Ansicht eines dreistu
figen Wellenabschnitts, der sich aus einem vierten Herstel
lungsschritt ergibt und halbfertig geformte Abmessungen
aufweist,
Fig. 12 ein Schnitt durch ein viertes bewegli
ches Gesenk,
Fig. 13 eine erläuternde Ansicht eines vierstu
figen Wellenabschnitts, der sich aus einem fünften Herstel
lungsschritt ergibt und Abmessungen aufweist, die den
Endabmessungen nahekommen,
Fig. 14 ein Schnitt durch ein fünftes bewegli
ches Gesenk,
Fig. 15 eine erläuternde Ansicht eines vierstu
figen Wellenabschnitts, der sich aus einem sechsten Her
stellungsschritt ergibt und die endgültigen Abmessungen
aufweist, und
Fig. 16 eine erläuternde Teilansicht der Lenk
welle, die sich aus einem siebten Herstellungsschritt er
gibt.
Es erfolgt nun die detaillierte Beschreibung eines bevor
zugten Ausführungsbeispiels, das im einzelnen nachfolgend
unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben wird.
Die Zeichnungen zeigen eine Lenkwelle und ein Verfahren für
deren Herstellung. In Fig. 1 weist die Lenkwelle 1 ein
plastisches Metallrohr 2 auf, das in einem von einem
Lenkrad abgelegenen Bereich (rechte Seite in Fig. 1) einen
flachen Abschnitt 4 für die Drehmomentübertragung auf eine
äußere Hülse 3 aufweist, sowie zwei Ringnuten 5, die mit
einem Kunstharz zu füllen sind. In einem Bereich nahe dem
Lenkrad (linke Seite Fig. 1) umfaßt das plastische Metall
rohr 2 einen gekrümmten Abschnitt 6, eine obere Lagerhalte
rung 7, einen Konus 8, ein Außengewinde 9 zum Eingriff mit
einer Lagerhaltemutter, einen Konus 10, einen Schaft 11,
einen Konus 12, eine gerillte Welle 13 zum Eingriff mit dem
Lenkrad, einen Konus 14 und ein Außengewinde 15 zum Ein
griff mit einer Haltemutter, die als integrierte Teile
hiervon ausgebildet und in der erwähnten Reihenfolge zum
äußersten Ende des Rohres 2 hin angeordnet sind.
Die äußere Hülse 3 weist Harz-Einspritzöffnungen 16 zum
Einspritzen eines Kunstharzes 17 auf, um die Räume auf zu
füllen, die zwischen den Ringnuten 5 und der äußeren Hülse
3 gebildet sind. Das hierin ausgehärtete Kunstharz bildet
energieabsorbierende Einrichtungen 18 und 19 zwischen der
Lenkwelle 1 und der äußeren Hülle 3.
Das Verfahren zur Herstellung der obigen Lenkwelle 1 und
ein Gesenkaufbau, der bei der Herstellung benutzt wird,
werden als nächstes unter Bezugnahme auf die Fig. 2 bis 16
beschrieben.
Fig. 2 zeigt ein plastisches Metallrohr 2, das ein unver
formter Rohling mit einer vorbestimmten Länge ist. Dieses
Rohr 2 weist beispielsweise eine Wandstärke von 2 bis 3 mm
und einen äußeren Durchmesser D1 von etwa 22 mm auf.
Wie in Fig. 3 gezeigt, werden Ringnuten 5 mit einem Außen
durchmesser von 18 bis 19 mm an den Stellen des obigen pla
stischen Metallrohrs 2 gebildet, die den energieabsorbie
renden Einrichtungen 18 und 19 entsprechen. Dieser Formge
bungsprozeß wird mittels einer durch Walzen- bzw. Rollen
druck erfolgenden plastischen Verformung ausgeführt (erster
Herstellungsschritt).
Als Ergebnis des obigen Walzen- bzw. Rollen-Formgebungsvor
ganges werden gleichförmige Ringspalte von 1,5 bis 2 mm
über den gesamten Umfang hinweg zwischen dem Außendurchmes
ser des Rohres 2 und dem Außendurchmesser der Ringnuten 5
gebildet.
Fig. 4 zeigt den Gesenkaufbau, in dem ein festliegendes
Gesenk 20 ein erstes festes Gesenk 21 und ein zweites
festes Gesenk 22 umfaßt, die starr miteinander verbunden
sind. Das erste feste Gesenk 21 bildet eine Aussparung 24
zum Führen eines ersten beweglichen Gesenks 23 und anderer
beweglicher Gesenke 37, 51, 65 und 83, die noch später zu
beschreiben sind, sowie eine Bohrung 25 zum Halten des
äußeren Durchmessers des den Rohling bildenden Rohres 2.
Das zweite feste Gesenk 22 bildet eine Formfläche 26 an
mindestens einer Seite, bevorzugt an beiden Seiten, einer
Rohr-Aufnahmebohrung 27, um den flachen Abschnitt 4 in dem
vom Lenkrad abgelegenen Bereich des Rohres 2 zu formen, der
mit der äußeren Hülse 3 zu verbinden ist. Die Rohr-Aufnah
mebohrung 27 steht an ihrem einen Ende mit der Bohrung 25
des ersten festen Gesenks 21 in Verbindung, während das
andere Ende der Rohr-Aufnahmebohrung 27 ein mit einem Boden
versehenes Ende ist.
Wie in Fig. 6 gezeigt, weist das erste bewegliche Gesenk 23
von einem vorderen Ende (rechtes Ende in Fig. 6) nach innen
(linke Seite in Fig. 6) eine konische Fläche 28 mit einem
bestimmten Winkel R1, eine zylindrische Fläche 29 zum Preß
formen des Bereiches des Rohres 1 nahe dem Lenkrad, eine
konische Fläche 30 mit einem bestimmten Winkel R2 und eine
zylindrische Fläche 31 zum Preßformen des Bereiches des
Rohres 1 nahe dem Lenkrad auf. Die verschiedenartigen
Abschnitte, die in Fig. 6 gezeigt sind, haben beispiels
weise die folgenden Abmessungen und Winkel:
D1 = 22 mmΦ
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
R1 = 15 Grad
R2 = 15 Grad
L1 = 21 mm
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
R1 = 15 Grad
R2 = 15 Grad
L1 = 21 mm
Somit sind die Abmessungen so festgesetzt, daß sie die fol
gende Zuordnung herstellen: D3 < D2 < D1.
Das Rohr 2, das sich aus dem ersten Herstellungsschritt
ergibt, wie in Fig. 3 gezeigt, wird in das feste Gesenk 20
eingesetzt und durch das feste Gesenk 20 und das bewegliche
Gesenk 23 durch Pressen bearbeitet. Als Ergebnis wird, wie
in Fig. 5 und 7 gezeigt, das Rohr an seinem vom Lenkrad
abgelegenen Bereich zur Bildung des flachen Abschnitts 4
und am Endbereich nahe dem Lenkrad zur Bildung eines zwei
stufigen Wellenabschnitts 32 umgepreßt, der kleinere Durch
messer aufweist als der Außendurchmesser des Rohres 2
(zweiter Herstellungsschritt).
Der zweistufige Wellenabschnitt 32 umfaßt einen Konus 33
mit einem Winkel R1, einen zylindrischen Abschnitt 34 mit
dem Außendurchmesser D2, einen Konus 35 mit dem Winkel R2
und einen zylindrischen Abschnitt 36 mit dem Außendurchmes
ser D3. Diese Abschnitte sind in der erwähnten Reihenfolge
zum äußersten Ende hin so angeordnet, daß sie der Formober
flächenanordnung des ersten beweglichen Gesenks 23 entspre
chen.
Fig. 8 zeigt ein zweites bewegliches Gesenk 37, um den
zweistufigen Wellenabschnitt 32 (Fig. 7) zu einem dreistu
figen Wellenabschnitt 44 umzuformen, der vorgeformte Abmes
sungen aufweist (Fig. 9). Wie in Fig. 8 gezeigt, weist das
zweite bewegliche Gesenk 37 von einem vorderen Ende aus
nach innen eine konische Fläche 38 mit einem bestimmten
Winkel R3, eine zylindrische Fläche 39, eine konische Flä
che 40 mit einem bestimmten Winkel R4, eine zylindrische
Fläche 41, eine konische Fläche 42 mit einem bestimmten
Winkel R5 und eine zylindrische Fläche 43 auf, um den
Bereich des Rohres 1 nahe dem Lenkrad durch Pressen zu ver
formen. Die verschiedenartigen Abschnitte, die in Fig. 8
gezeigt sind, haben beispielsweise die folgenden Abmessun
gen und Winkel:
D1 = 22 mmΦ
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
D4 = 15,1 mmΦ
L1 = 21 mm
L2 = 20 mm
R3 = 30 Grad
R4 = 25 Grad
R5 = 13 Grad
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
D4 = 15,1 mmΦ
L1 = 21 mm
L2 = 20 mm
R3 = 30 Grad
R4 = 25 Grad
R5 = 13 Grad
Somit sind die Abmessungen und Winkel so festgesetzt, daß
sie die folgenden Zuordnungen herstellen: D4 < D3 < D2 <
D1, R3 < R1 und R4 < R2.
Das Rohr 2, das sich aus dem zweiten Herstellungsschritt
ergibt, wie in Fig. 7 gezeigt, wird in das feste Gesenk 20
(Fig. 4) eingelegt und durch das feste Gesenk 20 und das
zweite bewegliche Gesenk 37 durch Fressen bearbeitet. Als
Ergebnis wird das Rohr 2 so umgepreßt, daß es einen drei
stufigen Wellenabschnitt 44 mit den vorgeformten Abmessun
gen aufweist, der in Fig. 9 gezeigt ist (dritter Herstel
lungsschritt).
Der dreistufige Wellenabschnitt 44 umfaßt einen Konus 45
mit einem Winkel R3, einen zylindrischen Abschnitt 46 mit
einem Außendurchmesser D2, einen Konus 47 mit einem Winkel
R4, einen zylindrischen Abschnitt 48 mit dem Außendurchmes
ser D3, einen Konus 49 mit dem Winkel R5 und einen zylin
drischen Abschnitt 50 mit dem Außendurchmesser D4. Diese
Abschnitte sind in der erwähnten Reihenfolge zum äußersten
Ende hin so angeordnet, daß sie der Formoberflächenstruktur
des zweiten beweglichen Gesenks 37 entsprechen.
Fig. 10 zeigt ein drittes bewegliches Gesenk 51 zum Umfor
men des dreistufigen Wellenabschnitts 44 mit den vorgeform
ten Abmessungen (Fig. 9) zu einem dreistufigen Wellenab
schnitt 58 mit den halbfertig geformten Abmessungen (Fig.
11). Das dritte bewegliche Gesenk 51 weist vom vorderen
Ende nach innen eine gekrümmte Oberfläche 52, eine zylin
drische Oberfläche 53, eine konische Fläche 54 mit dem
bestimmten Winkel R4, eine zylindrische Fläche 55, eine
konische Fläche 56 mit einem bestimmten Winkel R6 und eine
zylindrische Fläche 57 auf, um den Bereich des Rohres 1
nahe dem Lenkrad umzupressen. Die verschiedenartigen
Abschnitte, die in Fig. 10 gezeigt sind, haben beispiels
weise die folgenden Abmessungen und Winkel:
D1 = 22 mmΦ
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
L1 = 21 mm
L2 = 20 mm
R4 = 25 Grad
R6 = 7 Grad
R1 = 1 mm
D2 = 20,1 mmΦ
D3 = 18,2 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
L1 = 21 mm
L2 = 20 mm
R4 = 25 Grad
R6 = 7 Grad
R1 = 1 mm
Somit sind die Abmessungen und Winkel so festgesetzt, daß
sie die folgenden Zuordnungen aufweisen: D5 < D3 < D2 < D1
und R6 < R5.
Das Rohr 2, das sich aus dem dritten Herstellungsschritt
ergibt, wie in Fig. 9 gezeigt, wird in das feste Gesenk 20
eingesetzt und durch Fressen mittels des festen Gesenks 20
und des dritten beweglichen Gesenks 51 verarbeitet. Als
Ergebnis wird das Rohr 2 so umgepreßt, daß es die dreistu
fige Welle 58 mit den halbfertigen Abmessungen aufweist,
die in Fig. 11 gezeigt ist (vierter Herstellungsschritt).
Der dreistufige Wellenabschnitt 58 mit den halbfertigen
Abmessungen umfaßt einen gekrümmten Abschnitt 59, einen
zylindrischen Abschnitt 60 mit dem Außendurchmesser D2,
einen Konus 61 mit dem Winkel R4, einen zylindrischen
Abschnitt 62 mit dem Außendurchmesser D3, einen Konus 63
mit dem Winkel R6 und einen zylindrischen Abschnitt 64 mit
dem Außendurchmesser D5. Diese Abschnitte sind in der ge
nannten Reihenfolge zum äußersten Ende hin so angeordnet,
daß sie der Formoberflächenstruktur des dritten beweglichen
Gesenks 51 entsprechen.
Fig. 12 zeigt ein viertes bewegliches Gesenk 65 zum Umfor
men des dreistufigen Wellenabschnitts 58 mit den halbferti
gen Abmessungen (Fig. 11) zu einem vierstufigen Wellenab
schnitt 74 mit Abmessungen, die nahe den Endabmessungen
liegen (Fig. 13). Das vierte bewegliche Gesenk 65 weist vom
vorderen Ende nach innen eine gekrümmte Fläche 66 auf, eine
zylindrische Fläche 67, eine konische Fläche 68 mit einem
bestimmten Winkel R7, eine zylindrische Fläche 69 zum
Umpressen des Bereiches des Rohres 1 nahe dem Lenkrad, eine
konische Fläche 70 mit dem bestimmten Winkel R8, eine
zylindrische Fläche 71, eine konische Fläche 72 mit einem
bestimmten Winkel R9 und eine zylindrische Fläche 73 zum
Umpressen des Bereiches des Rohres 1 nahe dem Lenkrad. Die
verschiedenartigen Abschnitte, die in Fig. 12 gezeigt sind,
haben beispielsweise die folgenden Abmessungen und Winkel:
D1 = 22 mmΦ
D2 = 20,1 mmΦ
D6 = 19,23 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
D7 = 12,9 mmΦ
L3 = 8 mm
L4 = 33 mm
L5 = 14 mm
R1 = 1 mm
R7 = 15 Grad
R8 = 5,7 Grad
R9 = 15 Grad
D2 = 20,1 mmΦ
D6 = 19,23 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
D7 = 12,9 mmΦ
L3 = 8 mm
L4 = 33 mm
L5 = 14 mm
R1 = 1 mm
R7 = 15 Grad
R8 = 5,7 Grad
R9 = 15 Grad
Somit sind die Abmessungen und Winkel so festgesetzt, daß
sie die folgenden Zuordnungen herstellen: D7 < D5 < D6 < D2
< D1, R7 < R4 und R8 < R6.
Das Rohr 2, das sich aus dem vierten Herstellungsschritt
ergibt, wie in Fig. 11 gezeigt, wird in das feste Gesenk 20
eingesetzt und durch Fressen mittels des festen Gesenks 20
und des vierten beweglichen Gesenks 65 verarbeitet. Als
Ergebnis wird das Rohr 2 so umgepreßt, daß der vierstufige
Wellenabschnitt 74 die Abmessungen aufweist, die nahe den
Endabmessungen liegen, wie in Fig. 13 gezeigt (fünfter Her
stellungsschritt).
Der vierstufige Wellenabschnitt 74 umfaßt einen gekrümmten
Abschnitt 75, einen zylindrischen Abschnitt 76 mit dem
Außendurchmesser D2, einen Konus 77 mit dem Winkel R7,
einen zylindrischen Abschnitt 78 mit dem Außendurchmesser
D6, einen Konus 79 mit dem Winkel R8, einen zylindrischen
Abschnitt 80 mit dem Außendurchmesser D5, einen Konus 81
mit dem Winkel R9 und einen zylindrischen Abschnitt 82 mit
dem Außendurchmesser D7. Diese Abschnitte sind in der
genannten Reihenfolge zum äußersten Ende hin so angeordnet,
daß sie der Formoberflächenstruktur des vierten beweglichen
Gesenks 65 entsprechen.
Fig. 14 zeigt ein fünftes bewegliches Gesenk 83 zum Umfor
men des vierstufigen Wellenabschnitts 74 mit den Endabmes
sungen näherkommenden Abmessungen (Fig. 13) zu einem vier
stufigen Wellenabschnitt 94 mit den endgültigen Abmessungen
(Fig. 15). Das fünfte bewegliche Gesenk 83 weist von einem
vorderen Ende aus nach innen eine gekrümmte Oberfläche 84
auf, eine zylindrische Oberfläche 85, eine konische Fläche
86 mit dem bestimmten Winkel R7, eine zylindrische Fläche
87, eine konische Fläche 88 mit dem bestimmten Winkel R10,
eine zylindrische Fläche 89, eine konische Fläche 90 mit
dem bestimmten Winkel R8, eine zylindrische Fläche 91, eine
konische Fläche 92 mit dem bestimmten Winkel R11 und eine
zylindrische Fläche 93. Die verschiedenartigen Abschnitte,
die in Fig. 14 gezeigt sind, haben beispielsweise die fol
genden Abmessungen und Winkel:
D1 = 22 mmΦ
D8 = 20 mmΦ
D6 = 19,23 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
D7 = 12,9 mmΦ
L3 = 8 mm
L6 = 12 mm
L7 = 19,65 mm
L8 = 13,35 mm
R2 = 0,2 mm
R7 = 25 Grad
R10 = 15 Grad
R8 = 5,7 Grad
R11 = 25 Grad
D8 = 20 mmΦ
D6 = 19,23 mmΦ
D5 = 14,97 mmΦ
D7 = 12,9 mmΦ
L3 = 8 mm
L6 = 12 mm
L7 = 19,65 mm
L8 = 13,35 mm
R2 = 0,2 mm
R7 = 25 Grad
R10 = 15 Grad
R8 = 5,7 Grad
R11 = 25 Grad
Somit sind die Abmessungen und Winkel so festgesetzt, daß
sie die folgenden Zuordnungen herstellen: D7 < D5 < D6 <
D8, D8 < D2 und R2 < R1.
Das Rohr 2, das sich aus dem fünften Herstellungsschritt
ergibt, wie er in Fig. 13 gezeigt ist, wird in das feste
Gesenk 20 eingesetzt und durch Pressen mittels des festen
Gesenks 20 und des fünften beweglichen Gesenks 83 verarbei
tet. Als Ergebnis wird das Rohr 2 so umgepreßt, daß es die
vierstufige Welle 94 aufweist, die die endgültigen Abmes
sungen hat, die in Fig. 15 gezeigt sind (sechster Herstel
lungsschritt).
Der vierstufige Wellenabschnitt 94 umfaßt den gekrümmten
Abschnitt 6, die obere Lagerhalterung 7 mit dem Außendurch
messer D8, den Konus 8 mit dem Winkel R7, einen Abschnitt
95 zur Aufnahme der Lagerhaltemutter mit dem Außendurchmes
ser D6, den Konus 10 mit dem Winkel R10, den Schaft 11, den
Konus 12 mit dem Winkel R8, eine Steuerradhalterung 96 mit
dem Außendurchmesser D5, den Konus 14 mit dem Winkel R11
und einen Haltemutterträger 97 mit dem Außendurchmesser D7.
Die obigen Abschnitte sind in der genannten Reihenfolge zum
äußersten Ende hin so angeordnet, daß sie der Formoberflä
chenstruktur des fünften beweglichen Gesenks 83 entspre
chen.
Als nächstes wird das Rohr 2, das in Fig. 15 gezeigt ist,
aus dem festen Gesenk 20 und dem fünften beweglichen Gesenk
83 herausgezogen. Ein äußeres Ende wird um eine bestimmte
Abmessung von etwa 3 mm am Haltemutterträger 97 abgeschnit
ten, wie mit einer strichpunktierten Linie in Fig. 16
gezeigt. Nachfolgend wird der Haltemutterträger 97 mit
einem Gewinde versehen, so daß sie das Außengewinde 9 zum
Eingriff mit der Lagerhaltemutter bildet. In ähnlicher
Weise wird der Haltemutterträger 97 mit einem Gewinde ver
sehen, so daß er das Außengewinde 15 zum Eingriff mit einer
Haltemutter bildet. Die Lenkradhalterung 96 wird gerillt,
um die gerillte Welle 13 zu bilden. Dementsprechend wird
die Lenkwelle 1 so fertiggestellt, wie in ausgezogenen
Linien in Fig. 16 und in Fig. 1 gezeigt (siebter Herstel
lungsschritt).
Die auf die obige Weise hergestellte Lenkwelle 1 umfaßt den
flachen Abschnitt 4 für die Verbindung, die Ringnuten 5,
die obere Lagerhalterung 7, das Außengewinde 9 zum Eingriff
mit einer Lagerhaltemutter, die gerillte Welle 13 zum Ein
griff mit dem Lenkrad und ein Außengewinde 15 zum Eingriff
mit einer Haltemutter, also Ausbildungen, die hauptsächlich
durch Preßverarbeitung und als einstückige Teile der Lenk
welle 1 ausgebildet sind. Verglichen mit einer herkömmli
chen Lenkwelle, die aus einer massiven runden Stange gebil
det ist, weist die Lenkwelle 1 gemäß dieser Erfindung die
Vorzüge auf, ein leichtes Gewicht aufzuweisen und in einer
verringerten Formgebungszeit sowie unter niedrigen Kosten
hergestellt worden zu sein.
Bei dem beschriebenen Herstellungsverfahren wird die Lenk
welle 1 dadurch hergestellt, daß man durch aufeinanderfol
gende Preßvorgänge das plastische Metallrohr 2 verformt.
Verglichen mit einer herkömmlichen Lenkwelle, die aus einer
massiven Stange gebildet ist, weist die Lenkwelle 1, die
durch das Verfahren dieser Erfindung hergestellt ist, ein
leichtes Gewicht auf. Unterschiedlich zum herkömmlichen
Herstellungsverfahren, das hauptsächlich spanende Vorgänge
umfaßt, umfaßt das Herstellungsverfahren gemäß dieser
Erfindung hauptsächlich die Verarbeitung durch Preßvor
gänge, was die Vorzüge einer wesentlichen Verringerung in
der Formgebungszeit und niedriger Herstellungskosten lie
fert.
Da ferner die Lenkwelle 1 einen hohlen Aufbau aufweist,
können Schwingungen, die vom Fahrzeugaufbau her übertragen
werden, durch die Höhlung absorbiert werden, und Mikro
schwingungen der Lenkwelle 1 können ebenfalls verhindert
werden. Da die Lenkwelle 1 ein Preßerzeugnis ist, weist die
Lenkwelle 1 glatte Oberflächen und eine hohe Abmessungs
genauigkeit auf und erfordert nach der Formgebung keine
spezielle Endbearbeitung.
Diese Erfindung umfaßt eine stoßdämpfende Lenkwelle 1 zum
Lenken der Vorderräder eines Fahrzeugs durch Umwandeln der
Drehung eines Lenkrades in die Hin- und Herbewegung einer
Spurstange sowie ein Verfahren zur Herstellung der Lenk
welle.
Die Lenkwelle 1 weist energieabsorbierende Einrichtungen
18, 19 auf, die dadurch gebildet sind, daß man ein Kunst
harz 17 zwischen die Welle 1 und eine äußere Hülse 3 ein
füllt. Diese Lenkwelle 1 umfaßt ein plastisches Metallrohr
2, das in einem vom Lenkrad fernen Bereich einen flachen
Abschnitt 4 zur Verbindung mit der äußeren Hülse 3 und meh
rere ringförmige Nuten 5 aufweist, die mit dem Kunstharz 17
zu füllen sind. In einem Bereich nahe dem Lenkrad umfaßt
das plastische Metallrohr 2 eine obere Lagerhalterung 7,
ein Außengewinde 9 zum Eingriff mit einer Lagerhaltemutter,
eine gerillte Welle 13 zum Eingriff mit dem Lenkrad und ein
Außengewinde 15 zum Eingriff mit einer Haltemutter, die
alle als integrierte Teile des plastischen Metallrohrs 2
gebildet und in der genannten Reihenfolge zum äußersten
Ende des Rohres 2 hin angeordnet sind. Diese Lenkwelle 1
weist ein leichtes Gewicht auf und kann in einer verkürzten
Formgebungszeit sowie unter niedrigen Kosten hergestellt
werden.
Claims (2)
1. Lenkwelle mit energieabsorbierenden Einrichtungen (18,
19), die durch Einfüllen eines Kunstharzes (17) zwischen
die Welle und eine äußere Hülse (3) gebildet sind, dadurch
gekennzeichnet, daß die Lenkwelle (1) ein
plastisches Metallrohr (2) aufweist, das in einem von einem
Lenkrad ferngelegenen Bereich einen flachen Abschnitt (4)
zur Verbindung mit einer äußeren Hülse (3) und mehrere
Ringnuten (5) aufweist, die mit dem Kunstharz zu füllen
sind, sowie in einem Bereich nahe dem Lenkrad eine obere
Lagerhalterung (7), ein Außengewinde (9) zum Eingriff mit
einer Lagerhaltemutter, eine gerillte Welle (13) zum Ein
griff mit dem Lenkrad sowie ein Außengewinde (15) zum Ein
griff mit einer Haltemutter, und daß alle diese Elemente
als integrierte Teile des plastischen Metallrohres (2) aus
gebildet und in der genannten Reihenfolge zum äußeren Ende
des genannten Rohres (2) hin angeordnet sind.
2. Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle (1) mit
energieabsorbierenden Einrichtungen (18, 19), die durch
Einfüllen eines Kunstharzes (17) zwischen die Welle und
eine äußere Hülse (3) gebildet sind, gekenn
zeichnet durch die folgenden Schritte:
- - ein erster Schritt, bei dem man durch Einwalzen bzw. Einrollen Ringnuten (5) an Stellen eines plastischen Metallrohres (2) mit einer vorbestimmten Länge einformt, die den energieabsorbierenden Einrichtungen entsprechen,
- - ein zweiter Schritt, bei dem man das Rohr (2) einer Preßverarbeitung unterzieht, und zwar durch ein festes Gesenk (20) mit einer Formfläche (26) zum Formen eines fla chen Abschnitts (4) in einem von einem Lenkrad ferngelege nen Bereich des Rohres (2) zur Verbindung mit der genannten äußeren Hülse (3) und einem ersten beweglichen Gesenk (23), das Formflächen (29, 31) zum Formen eines zweistufigen Wel lenabschnitts (32) in einem Bereich des Rohres (2) nahe dem Lenkrad aufweist, um hierbei das Rohr (2) so umzupressen, daß man den flachen Abschnitt (4) in dem vom Lenkrad fern gelegenen Bereich des Rohres (2) und den zweistufigen Wel lenabschnitt (32) in dem Bereich des Rohres (2) nahe dem Lenkrad formt, wobei der zweistufige Wellenabschnitt (32) kleinere Durchmesser als der Außendurchmesser des Rohres (2) aufweisen,
- - ein dritter Schritt, bei dem man das Rohr (2) der Preßverarbeitung unterzieht, durch das feste Gesenk (20) und ein zweites bewegliches Gesenk (37) zum Formen eines dreistufigen Wellenabschnitts (44) mit vorgeformten Abmes sungen, um hierbei den Bereich des Rohres (2) nahe dem Lenkrad so umzupressen, daß man den zweistufigen Wellenab schnitt (32) in den genannten dreistufigen Wellenabschnitt (44) mit den vorgeformten Abmessungen umformt,
- - ein vierter Schritt, bei dem man das Rohr (2) der Preßverarbeitung unterzieht, durch das feste Gesenk (20) und ein drittes bewegliches Gesenk (51), um den dreistufi gen Wellenabschnitt (44) mit den vorgeformten Abmessungen zu einem dreistufigen Wellenabschnitt (58) mit halbfertig geformten Abmessungen umzuformen und hierbei den Bereich des Rohres (2) nahe dem Lenkrad so umzupressen, daß man den dreistufigen Wellenabschnitt (44) mit den vorgeformten Abmessungen zu dem dreistufigen Wellenabschnitt (58) mit den halbfertig geformten Abmessungen umformt,
- - ein fünfter Schritt, bei dem man das Rohr (2) der Preßverarbeitung unterzieht, durch das feste Gesenk (20) und ein viertes bewegliches Gesenk (65) zum Umformen des dreistufigen Wellenabschnitts (58) mit den halbfertig ge formten Abmessungen zu einem vierstufigen Wellenabschnitt (74) mit Abmessungen, die den Endabmessungen einer Lager halterung (7), eines Mutter-Aufnahmeabschnitts (95), eines Lenkrad-Aufnahmeabschnitts (96) und eines Mutter-Aufnahme abschnitts (97) nahekommen, wobei man den Bereich des Roh res (2) nahe dem Lenkrad so umpreßt, daß man den dreistufi gen Wellenabschnitt (58) mit den halbfertig geformten Abmessungen zu dem vierstufigen Wellenabschnitt (74) mit Abmessungen umformt, die den endgültigen Abmessungen nahe kommen,
- - ein sechster Schritt, bei dem man das Rohr (2) der Preßverarbeitung unterzieht, durch das feste Gesenk (20) und ein fünftes bewegliches Gesenk (83), um den vierstufi gen Wellenabschnitt (74) mit den Abmessungen, die den Endabmessungen nahekommen, so umzuformen, daß er die end gültigen Abmessungen der Lagerhalterung (7), des Mutter- Aufnahmeabschnitts (95), des Lenkrad-Aufnahmeabschnitts (96) und des Mutter-Aufnahmeabschnitts (97) aufweist, um hierbei den Bereich des Rohres (2) nahe dem Lenkrad so umzupressen, daß man den vierstufigen Wellenabschnitt (74) mit den Abmessungen nahe den endgültigen Abmessungen zu einem vierstufigen Wellenabschnitt (94) umformt, der die endgültigen Abmessungen aufweist, und
- - ein siebter Schritt, bei dem man ein äußeres Ende mit einer vorbestimmten Abmessung des Mutter-Aufnahmeab schnitts (97) abschneidet und danach die Mutter-Aufnahmeab schnitte (95, 97) mit einem Gewinde versieht und den Lenkrad-Aufnahmeabschnitt (96) mit einer Rillung versieht.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
GB9117676A GB2258712B (en) | 1991-08-16 | 1991-08-16 | Steering shaft and manufacturing method therefor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4130557A1 true DE4130557A1 (de) | 1993-03-18 |
Family
ID=10700056
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19914130557 Ceased DE4130557A1 (de) | 1991-08-16 | 1991-09-13 | Lenkwelle und verfahren zu deren herstellung |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4130557A1 (de) |
GB (1) | GB2258712B (de) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3168841B2 (ja) * | 1994-09-22 | 2001-05-21 | 日本精工株式会社 | 衝撃吸収式ステアリングシャフトの製造方法 |
GB2295218B (en) * | 1994-11-17 | 1999-06-23 | Jnr Robert Mcclymont | One piece aluminium alloy yoke and tube for automobile steering column |
AUPP473898A0 (en) | 1998-07-20 | 1998-08-13 | Integrated Silicon Design Pty Ltd | Metal screened electronic labelling system |
JP3888819B2 (ja) * | 1999-12-24 | 2007-03-07 | 株式会社ジェイテクト | 電動パワーステアリング装置 |
CN102941444A (zh) * | 2012-11-05 | 2013-02-27 | 宁波镇明转轴有限公司 | 一种防爆电机轴的制造方法 |
CN105328423A (zh) * | 2015-12-09 | 2016-02-17 | 贵州黎阳航空动力有限公司 | 一种薄壁细长轴类零件的加工方法 |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4098141A (en) * | 1976-11-15 | 1978-07-04 | Nippon Seiko Kabushiki Kaisha | Energy absorbing steering assembly |
AT372314B (de) * | 1981-07-03 | 1983-09-26 | Supervis Ets | Lenkspindel fuer lenkvorrichtungen bei kraftfahrzeugen |
-
1991
- 1991-08-16 GB GB9117676A patent/GB2258712B/en not_active Expired - Fee Related
- 1991-09-13 DE DE19914130557 patent/DE4130557A1/de not_active Ceased
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
GB2258712A (en) | 1993-02-17 |
GB9117676D0 (en) | 1991-10-02 |
GB2258712B (en) | 1994-11-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE3742496C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Endenverdickung an einem Stahlrohr | |
DE69918078T2 (de) | Selbstfurchende schraube und rohling dafür | |
DE69312807T2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer rohrförmigen Zahnstange | |
DE69008720T2 (de) | Leichte Antriebswelle. | |
EP4045740B1 (de) | Verfahren zur herstellung eines schraubfundamentes zur befestigung von elementen im erdreich | |
DE2231842A1 (de) | Schraegschulterfelge und verfahren zu ihrer herstellung | |
EP3953079A1 (de) | Verfahren zur herstellung einer hohlwelle | |
DE3418218A1 (de) | Verfahren zur herstellung von zuendkerzengehaeusen | |
EP2641673A2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Verbindungsabschnitts als Teil eines Werkzeugs | |
DE102013112123B4 (de) | Metallhülse und Verfahren zu deren Herstellung | |
DE3000506A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines rippenrohrs | |
EP1253984A1 (de) | Verfahren und druckwalzvorrichtung zum herstellen eines hohlkörpers | |
DE1627707A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Metallformstueckes | |
DE4130557A1 (de) | Lenkwelle und verfahren zu deren herstellung | |
DE3705426C2 (de) | Verfahren zum Herstellen eines einstückigen Ventilhülsenrohlings | |
DE10100668B4 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkgehäuses | |
WO2004030847A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung eines rohrförmigen werkstücks, insbesondere einer stossdämpfer-kolbenstange, sowie ein derartiges werkstück | |
EP0808678B1 (de) | Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen einer Poly-V-Scheibe | |
EP1551577B1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung einer luftreifenfelge | |
DE4032424C2 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von gefalzten Rohren | |
EP0014474B1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Rohres | |
DD276043A1 (de) | Verfahren und vorrichtung zur herstellung duennwandiger rohre | |
DE69901702T2 (de) | Herstellungsverfahren für ein rohrförmiges metallisches Bauteil und eine rohrförmige Verbundwelle | |
DE102008037549B3 (de) | Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen Werkstücks | |
DE3019592A1 (de) | Stauch-schrumpfvorrichtung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
8110 | Request for examination paragraph 44 | ||
8131 | Rejection |