CN109563882A - 用于制造转向轴部件的方法和用于机动车辆的转向轴 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造转向轴部件(3)的方法，该转向轴部件形成用于机动车辆的转向轴的一部分并且设计成呈中空轴的形式，并且该转向轴部件在其端部中的至少一个端部处包括连接部分(31)，该连接部分至少在其长度的一部分上具有的壁厚(D)比转向轴部件的连接至连接部分的部分(32)的壁厚更大，所述方法包括下述步骤：提供中空筒形管(4)，该中空筒形管具有在周缘方向上是平滑的并且具有圆形横截面的内表面；提供中空筒形套筒(5)；将该套筒插入到管(4)的端部部分(42)中；以及使管(4)的端部部分(42)和套筒(5)同时变形，其中，发生管(4)和套筒(5)的材料的流动。本发明的目的在于简化制造并改善连接。为此，中空筒形套筒(5)具有在周缘方向上是平滑的并且具有圆形横截面的外表面，由于材料的流动，在管(4)和套筒(5)上形成在周缘方向上彼此接合的形状配合式接合元件(43、53)，以便产生在周缘方向上进行作用的形状配合式接合。本发明还涉及使用所述方法制造的转向轴。

Description

用于制造转向轴部件的方法和用于机动车辆的转向轴

技术领域

本发明涉及用于制造转向轴部件的方法，该转向轴部件形成用于机动车辆的转向轴的一部分并且呈中空轴的形式，并且该转向轴部件至少在该转向轴部件的端部中的一个端部处包括连接部分，该连接部分至少在该连接部分的长度的一部分上具有相对于转向轴部件的邻接该连接部分的部分的增大的壁厚，该方法包括下述步骤：

-提供中空筒形管，该中空筒形管具有在周向方向上是平滑的并且包括圆形横截面的内表面，

-提供中空筒形套筒，

-将套筒插入到管的端部部分中，

-使管的端部部分与套筒共同变形，其中，发生管和套筒的材料的流动。

本发明还涉及用于机动车辆的转向轴，该转向轴包括呈中空轴的形式的至少一个转向轴部件，并且该转向轴部件至少在转向轴部件的端部中的一个端部处包括连接部分，该连接部分至少在该连接部分的长度的一部分上具有相对于转向轴部件的邻接连接部分的部分的增大的壁厚。

背景技术

用于机动车辆的转向轴通常包括多个转向轴部件，每个转向轴部件形成转向轴的一部分。方向盘相对于行进方向在最靠后的转向轴部分的后端部处固定至该转向轴部分。转向装置的小齿轮通常相对于行进方向在最靠前的转向轴部分的前端部处固定至该转向轴部分。除了可以借助于万向接头连接至彼此的转向轴部件之外，还提供了能够相对于彼此移位并且能够在轴向方向上相对于彼此伸缩的转向轴部件，这些转向轴部件用于调节转向柱的长度并且/或者用于在发生碰撞的情况下吸收纵向移位。

在已知的实施方式中，方向盘借助于螺纹连接而附接至最靠后的转向轴部件。为此目的，呈中空轴形式的转向轴部件在端部侧包括连接部分，该连接部分从转向轴部件的端部开始包括大致中空筒形部分和邻接该筒形部分的锥形部分，该锥形部分朝向转向轴部件的中间部变宽。中空筒形部分配备有内螺纹和外齿部。外齿部接合到方向盘的毂的内齿部中，并且借助于内螺纹实现方向盘与转向轴部件的螺纹连接。此处，转向轴部件必须在连接部分中、特别是在中空筒形端部部分中具有足够大的壁厚。该壁厚比管状转向轴部件的长度的其余部分上的用于传递扭矩所需的壁厚更大。因此，为了形成转向轴部件，通常使用的管最初具有比所需的壁厚更大的壁厚——除了连接部分中的壁厚之外。接着在管的整个长度范围上对管进行机加工，特别地借助于锤击或类似的变形方法、例如锻造或旋转锻造等对管进行机加工。此处，在连接部分中，管的直径减小。在管的其余长度上，管的壁厚减小。然而，此处也可以在管的部分中形成结构部，该结构部例如用于以允许进行伸缩运动但不进行相对旋转的方式连接至另一转向轴部件并且该结构部在扭矩方面是固定的。这种轮廓、特别是呈螺旋齿部或苜蓿叶形轮廓的形式的轮廓是已知的。例如，DE 197 50 005 C1提出了具有这种轮廓的转向轴部件。

为了在连接部分的区域中产生相对较大的壁厚，已知的是，呈管部分形式的套筒插入到管的端部中并且已知该套筒以不可拆卸的方式连接至管。EP 1 989 011 B1描述了：为了产生套筒与管的连接，首先将套筒插入到管中并且随后使管和套筒共同变形。该变形借助于在低温下实施的压力变形方法——比如锤击或锻造——使管塑性变形，其中，从外部、即相对于纵向轴线径向地对所述管的抵靠套筒的外表面的内表面进行压制，使得所述管被塑性模制并且在彼此压靠的表面之间产生非形状配合式锁定连接。

在已知的现有技术中，使用作为起始材料的中空筒形管，该中空筒形管具有在周向方向上是平滑的并且包括圆形横截面的内表面，换句话说，该中空筒形管形成具有呈圆形线的横截面的筒形内壳表面。该平滑的管借助于其内表面通过压力变形而连接至套筒的外表面，在已知的实施方式中，该套筒包括同样具有呈圆形线的横截面的筒形外壳表面。在压力变形期间，这两个壳表面永久地接触，由此形成用于将转向力矩从方向盘传递到转向轴中的非形状配合式锁定连接。

为了使在扭矩方面固定的该连接能够承受更高载荷，在EP 1 989 011B1中提出：套筒在插入到管中之前在套筒的外表面上配备有滚花或周向齿部。此处，从套筒的圆形横截面径向突出的结构部——比如滚花锯齿或齿——在变形期间戳进到管的内表面中，并且因此形成形状配合式锁定元件，借助于形状配合式锁定元件实现了在周向方向上进行作用的形状配合式锁定连接。

在周向方向上进行作用的形状配合式锁定连接抵抗管与套筒的相对旋转，并且因此允许可靠地传递相对较高的扭矩，例如对用于将方向盘固定至转向轴的螺纹连接进行预加载(拧紧)期间可能产生的扭矩。然而，已知的制造方法需要在套筒插入之前在套筒上形成形状配合式锁定元件。为此，需要单独的加工步骤，由此提高了制造费用。

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种方法，该方法允许以较低的制造费用制造能够承受高载荷的连接部分。

发明内容

为了解决上述问题，根据本发明提出的是，中空筒形套筒具有在周向方向上是平滑的并且包括圆形横截面的外表面，并且由于材料的流动，在管和套筒上形成在周向方向上彼此接合的形状配合式锁定元件，以便产生在周向方向上进行作用的形状锁定。

根据本发明，使用平滑的套筒，该套筒包括具有横截面呈圆形线形状的圆周的外表面。这是指下述呈筒形形状的外圆周表面：没有结构部——比如齿、锯齿或其他突出部——从该外圆周表面向外突出，并且也没有结构部——比如凹槽、通道或任何其他形式的凹陷部——形成在该外圆周表面中。该圆周呈连续圆形。

在根据本发明的方法中，在连接期间，由于在过程中发生的变形，产生以形状配合式锁定方式彼此接合的结构部、特别是在管和与管相对应的套筒上产生以形状配合式锁定方式彼此接合的结构部。在变形期间，材料塑性地变形，如本身已知的。然而，在现有技术中的情况是，材料的相关联流动仅用于利用在变形之前已经存在的形式或表面结构部进行的连接，而本发明利用在变形期间发生的材料流动针对性地形成先前不存在的形状配合式锁定元件。这产生的优点是，关于为了产生能够承受特别高载荷的连接方面，不需要对套筒或管进行机加工以便在通过变形接合在一起之前提供形状配合式锁定元件。EP 1 989 011B1中所要求的用于将外齿部或滚花引入到套筒的外表面中的加工步骤可以被省去。制造费用相应地降低。

根据本发明的方法可以通过在变形期间在圆周上进行管和套筒的共同结构化来实现，而不是现有技术中的情形，在现有技术中，管的横截面的尺寸在整个圆周上沿径向方向一致地减小且同时保持圆筒形基本形状，其中，在原理上仅实现了管的直径收缩、类似于冷缩配合期间的直径收缩。在该结构化期间，进行在连接期间彼此抵靠着的圆周表面的呈圆形线形状的初始圆形横截面至非圆形横截面形状的受控变形。借助于管和套筒的在变形期间以非形状式配合锁定的方式彼此抵靠的非圆形周向表面，在管与套筒之间产生在周向方向上进行作用的形状配合式锁定，在这种情况下，与圆筒形形状不同的径向突出的形状配合式锁定元件和/或凹陷的形状配合式锁定元件的在周向方向上彼此抵靠着的模制表面确保了在扭矩方面固定的形状配合式锁定接合。

在现有技术中，待接合在一起的元件中的仅一个元件——特别是套筒——设置有齿部或滚花，另一元件——特别是管——被模制到所述一个元件上。与所述的现有技术相比，在根据本发明的方法中，两个元件——特别是管和套筒——同时变形并且同时形成形状配合式锁定元件。材料的流动发生在彼此抵靠着的接合表面——特别是管和套筒的圆周表面——的两侧，使得实现特别一致的接合接触。根据本发明，内表面上的突出部的形成引起压靠所述突出部的外套筒中的以形状配合式锁定方式与所述突出部相对应的凹口的形成，并且外套筒中的凹口的形成引起所述内表面上的以形状配合式锁定方式与所述凹口相对应的突出部的形成。

在根据本发明的方法中，可以通过管和套筒的横截面共同变形成非圆形形状来实现形状配合式锁定元件的形成。变形成非圆形形状可以通过在一侧进行平坦化来简单地实现，如从简单的轴-毂连接而已知的。一个有利的实施方式提供了对称地分布在圆周上——例如相互相对侧上——的平坦部分的布置或者提供作为正三角形、四边形、五边形或六边形或总体上作为规则或不规则的多边形的呈多边形棱柱形式的布置。

变形成非圆形形状应理解为圆筒横截面形状变形为与圆筒形形状不同的横截面轮廓。

也可以设想形成圆化横截面形状，该圆化横截面形状可以例如呈卵形或椭圆形形式或者由直部分和圆化部分的组合形成。圆化形式的优点是避免了接合表面内的局部力峰值。此外，圆化横截面可以由在变形期间流动的材料以特别有效的方式进行填充。

在本发明中，可以进行下述设置：在管和套筒的共同变形期间，管和套筒的外径和内径至少在其共同长度范围的一部分上减小。以此方式，从管的作为连接部分的端部开始，首先可以是中空筒形部分，并且在管的中间方向上接合该中空筒形部分的是待形成的锥形部分，该锥形部分朝向管的相邻端部变窄。锥形部分又可以由下述中空筒形部分邻接：在该中空筒形部分中，管和套筒的外径和内径具有它们的原始值。在锥形部分和位于端侧部处的中空筒形部分中，管和套筒的内径和外径相对于它们的原始值减小。

变形优选地通过冷加工实施。此处，变形是在没有预先供热的情况下例如通过诸如锤击、锻造等的压力变形方法实施的。

为了实施该方法，可以进行下述设置：为了变形，将具有非圆形横截面的心轴引入到套筒中，并且从外部对管施加变形压力，以便将管和套筒共同模制在心轴上。在变形期间，从外部施加的变形压力经由管被传递至套筒，由此，套筒压靠在基本上不可弯曲的心轴上并发生塑性变形。因此，非圆形横截面形状作为压痕被从内部模制到套筒中。套筒的变形对应于从外部被径向压制的管的内表面的形状配合式锁定接合部。

心轴可以例如包括从心轴的外侧部突出的至少一个模制突出部或者包括分布在圆周上的多个模制突出部。在变形期间，从外部使套筒的壁压靠模制突出部，使得这些模制突出部被压制到套筒的内侧部中。在相同的位置处，套筒塑性变形成使得在其外表面上形成向外突出的突出部，这些突出部形成在周向方向上进行作用的形状配合式锁定元件。在共同变形期间，所述突出部于是又从内部被塑性地压制到管的内表面的材料中，其中，在管的内表面中形成呈凹陷部形式的形状配合式锁定元件。换句话说，套筒的材料在变形期间流动以形成套筒的向外突出的形状配合式锁定元件，所述形状配合式锁定元件被塑性模制到相应地在管的内表面中同时形成的呈凹陷部形式的形状配合式锁定元件中。优选地，心轴的外表面可以在轴向方向上呈锥形形式，使得在变形之后，心轴可以被容易且自由地从变形的套筒中被抽出。

心轴可以包括变形心轴和第一支撑心轴，其中，变形心轴包括变形部分，该变形部分在变形期间被引入到套筒中并被引入在处理中变形的连接部分中，并且第一支撑心轴包括支撑部分，该支撑部分插入到管的邻接连接部分且在变形处理期间不变形的部分中。变形心轴和第一支撑心轴能够相对于彼此移动。心轴的上述凹陷部或平坦部分位于变形心轴中。因此确保了在变形期间产生的可靠的容置力，以使得在连接部分中发生期望的材料流动并且管的连接部分之外的部分保持其形状。

心轴可以优选地包括附加于或替代第一支撑心轴的第二支撑心轴。第二支撑心轴与变形心轴进行相互作用，其中，第二支撑心轴在连接部分的敞开端部的区域中沿径向方向支撑变形心轴。第二支撑心轴优选地至少部分地突出到套筒的敞开的内部横截面中，其中，第二支撑心轴和变形心轴在轴向方向上未彼此低靠、即不会移动成阻挡状态，使得便于变形期间的材料流动。第二支撑心轴优选地包括至少部分地突出到连接部分的敞开端部中的锥形外表面部分。所述锥形外表面部分便于在变形操作之后以较小的力脱离变形的套筒。

第二支撑心轴和变形心轴优选在变形操作之前以及在变形操作之后沿纵向相反地移动；换句话说，变形心轴和第二支撑心轴在变形操作之前沿纵向方向朝向彼此移动，以便接纳待变形的管和套筒，并且变形心轴和第二支撑心轴在变形操作之后沿纵向方向远离彼此移动。

管的内表面上的凹陷部的形成可以借助于从外部均匀地施加在管的圆周上的变形力来实现。因此可以实现的是，管在外部保持其筒形形状，并且由于在变形期间的材料流动，从套筒的外侧部突出有形状配合式锁定元件，这些形状配合式锁定元件以形状配合式锁定方式被模制到管的内侧部中的在变形处理期间形成的凹陷部中。

可以借助于至少一个变形工具从外部对管施加变形压力。变形工具可以例如包括锤头，借助于该锤头，在管的外圆周上局部地施加冲击，以便产生局部的径向向内指向的变形。在所谓的圆锤击的情况下，一个或更多个这样的锤头以分布在圆周上的方式设置，并且在连续的锤击之间，管绕其纵向轴线相对于锤头旋转。以此方式，管可以在整个圆周上与套筒一起被加工，以便例如使它们抵靠着插入的非圆形心轴而被模制。替代性地，为了变形，可以使用锻造或旋转锻造，在这种情况下，借助于一个或更多个压力冲压机或压力辊以连续变形行程在连接部分的区域中从外部径向地对管施加变形所需的变形力。同样可以设想借助于加压流体实现高压变形，这在例如液压成形方法中被称为外部高压变形。此处，代替机械变形工具，建立液压高压，借助于该液压高压对管的外表面施加压力。

在管的端部部分和套筒共同变形之后，可以在套筒中形成联接部分。可以在套筒中形成作为联接部分的内螺纹和/或特殊的圆周轮廓、比方说比如三角形、六边形或八边形轮廓。形成这种轮廓是例如为了形成与方向盘的毂的、或万向接头的叉状部的、或转向小齿轮的对应的内轮廓的耐用的连接。

本发明还涉及一种转向轴，该转向轴具有至少一个转向轴部件，转向轴部件形成用于机动车辆的转向轴的一部分并且呈中空轴的形式，并且转向轴部件至少在转向轴部件的端部中的一个端部处包括连接部分，该连接部分至少在该连接部分的长度的一部分上具有相对于转向轴部件的邻接连接部分的部分的增大的壁厚，其中，在转向轴部件的连接部分中，在管内设置有套筒，该套筒抵靠着管的内壁并至少以非形状配合式锁定连接的方式刚性地连接至该内壁。根据本发明的所述转向轴的特征在于，套筒和管至少在连接部分的长度的一部分上包括形状配合式锁定元件，所述形状配合式锁定元件在周向方向上彼此接合并用于产生在周向方向上进行作用的形状配合式锁定。形状配合式锁定元件形成为被共同冷加工的突出部和凹陷部。此处，“共同冷加工”是指它们在单个变形处理中同时连接至彼此，由此产生形状配合式锁定连接，形状配合式锁定连接在宏观尺度上确保了管与套筒之间的改善的且能够承受更高载荷的接合。

附图说明

下面将基于附图更详细地描述本发明的有利实施方式，具体地，在附图中：

图1示出了机动车辆转向系统，

图2以立体图示出了根据本发明的转向轴部件，

图3以立体图示出了管和插入之前的套筒，

图4以立体图示出了管和插入之后的套筒，

图5示出了穿过图3中所示的布置的纵向截面图，

图6示出了穿过图4中所示的布置的纵向截面图，

图7示出了图6的详细图示，

图8示出了穿过变形之前的位于变形装置中的转向轴部件的纵向截面图，

图9示出了穿过变形之后的位于变形装置中的转向轴部件的纵向截面图，

图10示出了根据图9的完全变形的转向轴部件的详细视图，

图11以分解图示出了根据图9的变形的转向轴部件，

图12以立体图示出了变形心轴，

图13示出了根据本发明的转向轴部件的第二实施方式。

具体实施方式

在各个附图中，相同的部件总是由相同的附图标记表示，并且因此所述相同的部件在每种情况下也仅被命名或提及一次。

图1示意性地示出了机动车辆转向系统100，其中，驾驶员可以使用方向盘102将作为转向指令的对应的转向扭矩(转向力矩)输入到转向轴1中。该转向力矩由转向轴1传递至转向小齿轮104，转向小齿轮104与齿条106啮合，齿条106接着又借助于横拉杆108的移位将预定的转向角度传递至机动车辆的可转向轮110。

电动动力辅助装置可以设置呈如下形式：在输入侧联接至转向轴1的动力辅助装置112、联接至小齿轮104的动力辅助装置114和/或联接至带齿齿条106的动力辅助装置116。相应的动力辅助装置112、114或116将辅助扭矩耦合至转向轴1和/或转向小齿轮104以及/或者将辅助力耦合至带齿齿条106，由此辅助驾驶员进行转向工作。图1中所示的三个不同的动力辅助装置112、114和116示出了它们布置的可能位置。

通常，所示位置中的仅一个位置被动力辅助装置112、114或116占据。待由相应的动力辅助装置112、114或116施加的用于辅助驾驶员的辅助扭矩或辅助力是通过考虑由驾驶员输入的并且由扭矩传感器118检测到的转向力矩来确定的。替代性地或者与辅助扭矩的引入相结合，动力辅助装置112、114、116可以将附加的转向角度引入到转向系统中，该附加的转向角度被添加至由驾驶员使用方向盘102施加的转向角度。

转向轴1包括位于输入侧处的输入轴10和位于输出侧处的输出轴12，输入轴10连接至方向盘102，输出轴12经由转向小齿轮104连接至带齿齿条106。输入轴10和输出轴12借助于未在图1中示出的扭杆以旋转弹性方式联接至彼此。因此，无论何时输出轴12相对于输入轴10没有精确地同步旋转，由驾驶员使用方向盘102输入到转向轴10中的扭矩都导致输入轴10相对于输出轴12的相对旋转。输入轴10与输出轴12之间的这种相对旋转可以借助于旋转角度传感器来测量，并且相应地，可以基于扭杆的已知扭转刚度来确定相对于输出轴12的对应输入扭矩。以此方式，通过确定输入轴10与输出轴12之间的相对旋转，形成扭矩传感器118。所述类型的扭矩传感器118在原理上是已知的并且可以例如借助于如下面进一步描述的电磁传感器装置、或者借助于相对旋转测量装置来实现。

相应地，由驾驶员使用方向盘102对转向轴1或输入轴10施加的转向力矩将仅在输出轴12相对于输入轴10而与扭杆的扭转阻力相反地旋转的情况下通过动力辅助装置112、114、116中的一者来引起辅助扭矩的引入。

扭矩传感器118也可以替代性地设置在位置118处，接着其中，将转向轴1分成输入轴10和输出轴12，并且输入轴10和输出轴12借助于扭杆的旋转弹性联接相应地存在于不同位置处，以便根据经由扭杆联接至输入轴10的输出轴12的相对旋转能够确定相对旋转并因此相应地确定待被引入的输入扭矩和/或辅助扭矩。

根据图1的转向轴1还包括至少一个万向接头120，机动车辆中的转向轴1的轮廓可以借助于该万向接头120来适应空间条件。

转向轴1的在示出的示例中与方向盘102附接的输入轴10根据本发明设计为可变长度的转向轴10。具有伸缩结构的转向轴10的外部由转向轴部件3形成。

图2示出了转向轴部件3，转向轴部件3在根据图1的机动车辆转向系统100中形成输入轴10的一部分，方向盘102相对于行进方向在后端部处附接至转向轴部件3。方向盘102——方向盘102未在图2中示出——附接至连接部分31，连接部分31形成在转向轴部件3的在图2中面向观察者的端部区域处。连接部分31可以在外部配备有外齿部311并且在内部配备有内螺纹312，内螺纹312在这种情况下仅示意性地示出以便提供改善的概观。方向盘102可以通过对应的内齿部以形状配合式锁定方式安装到例如形成为花键齿的外齿部311上并且借助于旋拧到内螺纹312中的螺钉来固定。

在连接部分31中，壁厚为D。

连接部分31在纵向方向上——相对于行进方向向前——由锥形加宽部分32邻接，锥形加宽部分32又由管部分33邻接。管部分33过渡到转向力矩传递部分34中，转向力矩传递部分34配备有与圆形弧不同的轮廓。另一转向轴部件(此处未示出)轴向地插入——即在纵向方向上伸缩地插入——到所述转向力矩传递部分中，以便形成扭矩传递连接，该另一转向轴部件是伸缩的以用于调节方向盘102的位置。转向扭矩传递部分34可以特别地形成有在圆周上形成的与该伸缩的转向轴部件的横截面相对应的弧形齿部或苜蓿叶形轮廓，以便形成以形状配合的方式锁定旋转并且在扭矩方面固定的连接。

如图3和图5中所示，作为用于制造转向轴部件3的初始产品，提供了中空筒形管4，中空筒形管4在其整个纵向范围上具有一致的壁厚d，并且提供了中空筒形套筒5。管4包括内表面41，内表面41在周向方向上是平滑的并且呈筒形壳体的形状并且包括呈圆形线形状的横截面，并且管4不包括从内表面径向突出或者凹入到所述内表面中的结构部。套筒5包括外表面51，外表面51在周向方向上是平滑的并且同样呈筒形壳体形状并且具有呈圆形线形状的横截面，并且套筒5同样不包括径向突出部或凹陷部。

管4的壁厚d选择成仅与关于转向轴部件3的稳定性、特别是传递产生的扭矩所需的厚度一样大。

套筒5的外径和管4的内径选择成使得套筒5可以在纵向方向上以摩擦锁定的方式插入——即可以被轴向压入——管4的端部部分42中，如图3和图5中的箭头所指示的。

在插入之后，获得图4和图6中所示的状态，其中，套筒5与管4的端部平齐地终止。

图7示出了放大的纵向截面，其示出了套筒5如何以摩擦锁定的方式坐置在管的端部部分42中。

在下一步骤中，将心轴6引入到管4和套筒5中，如图8中的纵向截面所示的。心轴6以三个部分形成并且包括变形心轴61、第一支撑心轴62和第二支撑心轴63。变形心轴61在纵向方向上定位在位于套筒5的开口中的端部部分42中，并且变形心轴61以其外加工表面从内部抵靠套筒5。第一支撑心轴62定位在管4的邻接部分中并在该邻接部分处抵靠管4的内表面41。第二支撑心轴63包括开孔，该开孔接纳变形心轴61的销并径向支撑所述销。此外，第二支撑心轴63包括至少部分地伸入到端部部分42中的锥形外表面部分631。变形心轴61和第二支撑心轴63在纵向方向上未彼此轴向抵靠，即，变形心轴61和第二支撑心轴63不会移动成阻挡状态。

变形心轴61在图12中以放大立体图示出。在该图中，可以看出，所述变形心轴包括筒形模制表面611，筒形模制表面611包括向外突出的模制突出部612，模制突出部612形成为沿纵向延方向延伸并且包括圆化横截面的肋。在所示的示例中，这些模制突出部612中的四个模制突出部设置成均匀地分布在周向上。

为了变形，心轴6连同管4和套筒5被设置在带有锤击工具7的变形装置中。优选的是，多个锤击工具7在变形装置中设置成均匀地分布在周向上。为了说明该原理，在图8和图9的简化图示中分别示出了仅一个锤击头7。

如从图8可以看出的，管5最初在其整个长度上具有连续一致的直径R、甚至在端部区域42中也是如此。在变形期间，借助于锤击工具7，在径向方向上对管4的端部区域42施加冲击，如图9中的双箭头所指示的。在各个锤冲击之间，心轴6与管4和套筒5一起连续旋转，如由弯曲箭头所指示的。以此方式，借助于锤击工具7的锤表面71，整个外圆周在一系列锤冲击中变形。

在锤表面71进行冲击时，管4的端部区域42抵靠着套筒5径向向内变形。套筒5本身由于变形压力而塑性变形，并且在此过程中，套筒5的直径减小。在如图9中所示的最终状态下，在管4上，端部部分42已经变形成连接部分31，连接部分31的直径r小于管4的直径R。在变形期间，套筒5与变形心轴61的模制表面611连续接触。此处，模制突出部612从内部被塑性模制到套筒5的内侧部中，以便形成凹口52，如图11中可以看出的，图11以分解状态示出了根据图9的变形之后的各个部件。

由于凹口52，从套筒5的外表面51突出的突出部53被塑性地向外推出，这些突出部在套筒5上形成根据本发明的形状配合式锁定元件。在变形期间，所述突出部53从内部被径向压制到管4的内表面41中，由此形成凹陷部43，凹陷部43在管4中形成根据本发明的形状配合式锁定元件。如图10的放大截面图中可以看出的，套筒5的突出部53以形状配合式锁定的方式接合到管4的凹陷部43中。

替代性或附加地，如根据图13的实施方式中那样，可以在变形期间形成均匀分布在周向上的多边形表面44。以此方式，在根据本发明的共同变形期间，套筒5和管4在连接部分31中形成为多边形元件——例如形成为六边形元件，所述多边形元件以形状配合式锁定的方式彼此接合。所述多边形元件可以呈锥形形式，如图13中的多边形表面44。

所示的全部示例的共同之处在于，根据本发明，形状配合式锁定元件——例如突出部53和凹陷部43或多边形表面44——不是如现有技术中那样预先在单独的加工步骤中形成，而是在管4和套筒5的共同变形期间产生的。这允许更经济的制造并且改善了套筒5和管4的连接。

附图标记列表

1 转向轴

10 输入轴

12 输出轴

100 机动车辆转向系统

102 方向盘

103 转向装置

104 转向小齿轮

106 带齿齿条

108 横拉杆

110 可转向轮

112 动力辅助装置

114 动力辅助装置

116 动力辅助装置

118 扭矩传感器

118’ 扭矩传感器

120 接头

3 转向轴部件

31 连接部分

311 外齿部

312 内螺纹

32 锥形部分

33 管状部分

34 转向力矩传递部分

4 管

41 内表面

42 端部部分

43 凹陷部

44 多边形表面

5 套筒

51 外表面

52 凹口

53 突出部

6 心轴

61 变形心轴

611 模制表面

612 模制突出部

62 第一支撑心轴

63 第二支撑心轴

7 锤击工具

71 锤表面

Claims (9)

1.一种用于制造转向轴部件的方法，所述转向轴部件形成用于机动车辆的转向轴的一部分并且呈中空轴的形式，并且所述转向轴部件至少在该转向轴部件的端部中的一个端部处包括连接部分(31)，所述连接部分(31)至少在该连接部分(31)的长度的一部分上具有相对于所述转向轴部件的邻接所述连接部分(31)的部分(33)增大的壁厚(D)，所述方法包括下述步骤：

-提供中空筒形管(4)，所述中空筒形管(4)具有在周向方向上是平滑的并且包括圆形横截面的内表面，

-提供中空筒形套筒(5)，

-将所述套筒(5)插入到所述管(4)的端部部分(42)中，

-使所述管(4)的所述端部部分(42)和所述套筒(5)共同变形，其中，发生所述管(4)和所述套筒(5)的材料的流动，

其特征在于，

所述中空筒形套筒(5)具有在周向方向上是平滑的并且包括圆形横截面的外表面，并且由于所述材料的流动，在所述管(4)和所述套筒(5)上形成在所述周向方向上彼此接合的形状配合式锁定元件(43、53)，以便产生在所述周向方向上进行作用的形状配合式锁定。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述管(4)的横截面和所述套筒(5)的横截面共同变形成非圆形形状。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述管(4)和所述套筒(5)的共同变形期间，所述管(4)和所述套筒(5)的外径和内径至少在所述管(4)和所述套筒(5)的共同长度范围的一部分上减小。

4.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，所述变形通过冷加工实施。

5.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，为了变形，将具有非圆形横截面的心轴(6)引入到所述套筒(5)中，并且从外部对所述管(4)施加变形压力，以便在所述心轴(6)上将所述管(4)和所述套筒(5)共同模制。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，借助于至少一个变形工具(7)对所述管(4)施加所述变形压力。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述管(4)的所述端部部分(42)和所述套筒(5)的共同变形之后，在所述套筒(5)的所述内壁中形成联接部分。

8.根据前述权利要求中的任一项所述的方法，其特征在于，在所述管(4)的所述端部部分(42)和所述套筒(5)的共同变形期间，形成所述转向柱部件(3)的锥形部分(32)和中空筒形部分(33)，其中，所述锥形部分(32)在所述管(4)的相邻端部的方向上变窄，所述中空筒形部分(33)相对于所述锥形部分在所述管(4)的相邻端部的方向上定位得更远。

9.一种转向轴(1)，所述转向轴(1)具有至少一个转向轴部件(3)，所述转向轴部件(3)形成用于机动车辆的转向轴的一部分并且呈中空轴的形式，并且所述转向轴部件(3)至少在该转向轴部件(3)的端部中的一个端部处包括连接部分(31)，所述连接部分(31)至少在该连接部分(31)的长度的一部分上具有相对于所述转向轴部件(3)的邻接所述连接部分的部分(33)增大的壁厚(D)，其中，在所述转向轴部件(3)的所述连接部分(31)中，在所述管(4)内设置有套筒(5)，所述套筒(5)抵靠所述管(4)的内壁(41)并刚性地连接至所述内壁(41)，

其特征在于，

所述套筒(5)和所述管(4)至少在所述连接部分(31)的长度的一部分上包括共同变形的形状配合式锁定元件(43、53)，所述形状配合式锁定元件(43、53)在周向方向上彼此接合并用于产生在所述周向方向上进行作用的形状配合式锁定。