DE2309215A1 - Vergahren und vorrichtung zum wellen von rohren - Google Patents
Vergahren und vorrichtung zum wellen von rohrenInfo
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Description
1 Γ "RUN 19
Eo'v^raliee 9
Tl. 04 4285
Eo'v^raliee 9
Tl. 04 4285
W/Vh-2928 22.2.73
▼erfahren und Vorrichtung zum Wellen von Rohren
Die Erfindung bezieht sieh auf ein Verfahren zuB Wellen von Rohren unter Verwendung eines Kranzes von gezahnten
Druokrollen, die sieh radial zur Langeachse des Rohres
erstrecken und in eines gemeinsamen Halter üb in einer gemeinsamen
radialen Ebene liegende Achsen drehbar gelagert sind.
Bekannt ist ein derartiges Verfahren durch die DT-PS 811 945, üb eine schnelle Herstellung von durchgehenden
oder grOsseren Langen von Wellrohren durchzuführen, die für
Leitungen oder als Verkleidungen für elektrische Leiter geeignet sind. Bei dem bekannten Verfahren wird die Zuspeisung
des Rohr·· gegen die gezahnt«» Druckrollen dazu benutzt, diese
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In Drehung zu versetzen, dealt sie die Wellen aa Rohr bilden,
wobei der Halter alt den Druekrollen üb die Längsachse des
Rohres während des Formens der Wellen gedreht wird, üb eine
fortschreitende Vertiefung der Wellen und ein Glätten der gebildeten
Wellen zu bewirken·
Der Erfindung liegt die Aufgabe zagrunde, des bekennte Verfahren so weiter auszugestalten, dass alt 1ha Rohre
■1t In Querrichtung liegenden Wellen alt Eigenschaften herstellbar
sind, die sie insbesondere zur Verwendung als energieverzehrende Eleaente In Sicherheitslenksäulen von Kraftfahrzeugen geeignet aachen.
Biese Aufgabe wird erflndungsgeaäss dadurch gelöst,
dass zur Bildung von querliegenden Wellen in einea Rohr das
Rohr auf einen länglichen, aus Segaenten bestehenden und aa Hantel den la Rohr zu bildenden Wellen entsprechende radiale
Wellen aufweisenden Dorn aufgeschoben wird, sodann der Dorn alt dea Rohr in axialer Richtung relativ zu dea die Druekrollen
tragenden Halter bewegt wird, wobei die Teilung der Zähne der
Druekrollen in Uafangsriohtung der linearen Teilung der Wellen
aa Dorn entspricht, so dass eine fortschreitende Bildung von Wellen aa Rohr bei dessen Durchtritt zwischen den nach Art
eines Zahnstangentriebes zusaaaenarbeitenden Zähnen der Druekrollen
und der Wellen aa Dorn erfolgt, und danach der Dorn in
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radialer Richtung verkleinert wird und abachliessend das
wellte Rohr rom Dorn abgezogen wird.
Gegenüber dea bekannten Verfahren wird die Herstellung vereinfacht, veil die querliegenden Vollen genas
gesteuert allein durch die relative Axialbevegung zwischen dea Dorn und des Halter für die Druckrollen erfolgt, ohne dass
dieser Halter ua die Längsachse des Rohres gedreht werden muss, WOdHTOh eine Verformung des Werkstoffes in Uafangariehtung
eintreten könnte· Die Verwendung des Domes bedingt nicht nur eine genaue Ausgestaltung des PrAfUs, sondern auch die Gleichheit
des Profils aufeinanderfolgender Wellen,und das zahnstangenartige
Zusammenarbeiten zwischen Dorn und Druckrollen ergibt eine Bildung der Wellen la wesentlichen unter Biegeverforaung
des Werkstoffes, so dass ein unerwünschtes Strecken und Ausdünnen des Werkstoffes des Rohres wBhrend des Wollene
weitgehend vermieden ist.
vorgesehen, dass ein Ireiszylindrisches Rohr zuvor unter Bildung
einer Schulter Bit eines la Durchmesser abgesetzten Teil versehen wird, und dann auf den Dorn alt der Schulter zur vorlaufenden
Welle aa Dorn ausgerichtet aufgesetzt wird und beia
Bilden der Vollen aa Rohr dea hierzu erforderliehen Werkstoff
von dea der Schulter abgewandten Ende des Rohrs Ober die Wellen,
des Dorn»zuzufliessen gestattet ist. Bei dieser Verfahrens-
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führung erleidet das zu wallende Rohr im wesentlichen keine axial· Dehnimg, so da·· dl« rain· Biegwirkung bein Bilden
aufeinanderfolgender Wellen begünstigt wird und eomlt dl· Wellen
vorherbeatlmmbare Farn und Zuaaamenbruchelgenaohaften aufweisen,
dl· für dl· Wirkungsweise eines Energieverzehrera in einer
SioherheitslenkBäule ein·« Kraftfahrzeugs von besonderer Bedeutung
Bind«
Sie Erfindung bezieht sieh auch aaf eine Vorrichtung
zur Durchführung daa erfindungsgamäsaen Yerfahrens.
Bai einer Vorrichtung zua Wallen von Rohren mit eines Kranz von gezahnten Druckrollen, die sich radial zur
Längsachse dea zu wellenden Rohres erstrecken und in einem gemeinsamen Halter um in einer gemeinsamen radialen Ebene
liegende Achaen drehbar gelagert sind, ist erfindungsgemäss
vorgesehen, dass ein länglicher, aus Segmenten bestehender und
am Mantel querliegende Wellen entsprechend den im Rohr zu bildenden Wellen aufweisender Dorn vorgeaehen ist, und die gezahnten
Druckrollen eine Teilung ihrer Zfihne in Umfangsrichtung
entsprechend der linearen Teilung dar Wellen β« Dorn aufweisen,
dass die einzelnen Druckrollen in einer genauen Anfangsstallung
zum Dorn feetlegbar sind, daaa ein Antrieb zur axialen Relativbewegung
zwischen dam Dorn und dem über die gebildeten Wellen zu diesem ausgerichteten Bohr einerseits und den Druckrollen
andererseits vorgesehen ist, und daaa eine Einrichtung zum Verringern des Durchmessers des Dorne vorgesehen ist. Eine derartige
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Vorrichtung benötigt keinen Antrieb für die gezahnten Druckrollen,
da die zahnstangenähnliehe Zusanmenarbelt bei der
relativen axialen Verlagerung zwischen dea Dorn und dem Halter tür die Druckrollen die erforderliche Drehbewegung der Druckrollen
in aufeinander abgestimmter Veise bewirkt. Für alle
normalen Anwendungezwecke werden die Druckrollen nach Grosse und Gestalt gleich ausgebildet.
In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass der Dorn einen kreisförmigen Aussenumfang hat und
aus mehreren gleichen Segmenten besteht, die einen Zapfen umgeben, der rerschieblich in einem Gehäuse geführt einen zylindrischen Teil aufweist, an den abgestützt die Segmente in der
Arbeitsstellung gehalten sind, wobei deren Bewegung radial auswärts begrenzt ist, und der Zapfen einem Teil kleineren Durchmesser·
aufweist, der eine solche radiale Elmrärtsbewegung der Segmente gestattet, dass die Wellen des Dornt aus dem Bereich
der am Bohr gebildeten Wellen gelangen. Diese Ausbildung 1st verhältnismässlg einfach und arbeitet im Betrieb zuverlässig,
schnell und wirkungsvoll.
■men eine« weiteren Merkmal der Erfindung 1st vorgesehen, das· «Ine gleichgrosse Anzahl von gezahnten Druckrollen
und Segmenten am Dorn vorgesehen 1st, die so angeordnet sind, dass die Spalte zwischen benachbarten Druckrollen und benachbarten
Segmenten radial zueinander ausgerichtet liegen. Ss
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•rhält hierdurch das gewellte Rohr in Längsrichtung gelegene
rippenähnliche Teile, die einen erhöhten Widerstand gegen Querauebiegen
darstellen, eine Eigenschaft, die bei Verwendung als energlererzehrendes Element in einer Sieherheitslenksäule eines
Kraftfahrzeugs besonders erwünscht 1st.
Ein weiteres Merkmal der erf indungsgemässen Vorrichtung
zum Bilden von Querwellen an einem kreisförmigen Rohr besteht darin, dass die Zähne der Druokrollen in Richtung ihrer
Drehachsen konkave Form alt eines den Aussenradius des in der
Arbeitsstellung befindliehen Dorne entsprechenden KrUmaungsradius
aufweisen.
Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, dass zum Festlegen der Anfangsstellung der Druokrollen
federbelastete Sperrkugeln dienen, die im Halter angeordnet zwischen benachbarte Zähne greifen, so dass die ZIhne
aller Druckrollen in gleicher Lage zu den Wellen des Dorn* gehalten
sind.
Ferner ist es zweckmässlg, wenn der Dorn in senkrechter
Lage in das Gehäuse eingebaut 1st und die axiale Relativbewegung allein durch Aufwärtsbewegen des Halters mit den
Druekrollen bewirkt wird.
Das zu wellende Rohr wird im allgemeinen kreisförmigen
Querschnitt haben, Jedoch ist die Erfindung auch bei Rohren
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mit vieleckigem Querschnitt anwendbar.
Χ)«· Rohr kann aus Metall bestehen, beispielsweise
aus Eisen, insbesondere Stahl, oder aus Nlohteisen-Metallen,
wie beispielsweise Aluminium, Kupfer oder einer Kupferlegierung. Das Metall kann vor oder nach der Bildung der Wellen geglüht
oder in anderer Weise wärmebehandelt werden, je nachdem welohe
Eigenschaften gefordert werden. Ebenso können die Wandstärke, die Längen der Wellen und die sonstigen Abmessungen geändert
werden, um gewünschte Eigenschaften des gewillten Rohres zu erzielen.
In der Zeichnung 1st ein AusfUhrungsbelspiel einer
Vorrichtung nach der Erfindung dargestellt. Es zeigen
Flg. 1 einen senkrechten Teil schnitt durch eine Vorrichtung nach der Erfindung,
Flg. 2 eine Draufsicht zu Flg. 1 mit zum Teil fortgebrochenen Teilen,
Fig. 3 einen Querschnitt durch den Dorn der Vorrichtung nach Flg. 1 und
Fig. 4 schematisehe Darstellungen von drei Stufen
bei der Herstellung eines gewellten Rohres mittels einer Vorrichtung nach den Fig. 1-3·
Die Vorrichtung gemäas Fig. 1 besteht aus einem
längliehen, aus Segmenten bestehenden Dorn 10 und einer Bau-
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einheit 12 aus acht gezahnten Druckrolle^ 14» die drehbar in
eine« gemeinsamen Halter 16 (Fig. Z) gelagert sind·
Der Dorn 10 weist an seinem Auaaawimfang in Umfangerichtung,
aleo querliegende Wellen 18 auf, die im wesentlichen den Wellen entsprechen» die in dem zu wellenden Rohr
zu bilden sind. Der Dorn 10 hat kreisförmigen Querschnitt und besteht aus acht einander gleichen Segmenten 20 (Fig· 3)» die
einen Zapfen 22 umgeben· Der Zapfen 22 ist versohleblich in
einem Gehäuse 24 mittels einer FUhrungsbüohse 26 geführt. In
der in Flg. 1 dargestellten unteren Stellung des Zapfens 22 liegen die Segmente 20 gegen den Cell 28 des Zapfens an» der
den grOsseren Durchmesser hat. In diesem Falle nehmen die Segmente
die in Flg. 3 dargeetellte Arbeitsstellung ein» wobei eine weitere radiale Bewegung nach auseen durch eine Federbandage 30 am unteren Ende der Segmente und durch einen Flansch
32 am oberen Ende der Segmente begrenzt ist. Der Flansch 32 der Segmente greift hierzu in eine Ringnut 34 im Gehäuse 24.
Bei einer Aufwärtsbewegung des Zapfens 22 gelangt ein Teil 36 kleineren Durchmessers des Zapfens in den Bereich
der Segmente, so dass diese sich radial einwärts bewegen können und bei Anlage gegen den Teil 36 das Abziehen des gewellten
Rohres vom Dorn gestatten.
Der Zapfen 22 weist nicht dargestellte Abstandsetücke
zwischen den einzelnen Segmenten auf» um deren Lage in
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Die Baueinheit 12 aus dem Kranz von acht gezahnten Druokrollen 14, die drehbar in den gemeinsamen Halter 16 gelagert
sind, ist koaxial zur Längsaehse des Domes 10 angeordnet,
wobei die gezahnten Druckrollen 14 symmetrisch rings um die Längsachse des Dorne 10 liegen, wie dies Fig. 2 zeigt.
Die einzelnen Druokrollen liegen hierbei in zur Längsachse des Dorne radialen Ebenen. Jede Druckrolle, 14 ist auf einem
eigenen Zapfen 38 gelagert, so dass die Druckrollen unabhängig voneinander umlaufen können. Ferner sind acht unter Federkraft
stehende Sperrkugeln 40 in dem Halter 16 vorgesehen, die mit Je
zwei benachbarten Zähnen der zugeordneten Druckrolle 14 zusammenarbeiten, um die einzelnen Druckrollen in ihrer Anfangsstellung mit ihren Zähnen genau ausgerichtet zueinander und
zu den Wellen am Dorn zu halten.
Vie Fig. 2 zeigt, sind die Köpfe der Zähne der pzahnten Druckrollen 14 in Umfangsriehtung des Doms konvex
ausgebildet und haben einen Krümmungsradius, der dem Aussenradius der Wellen am Dorn entspricht. Seitlich sind die Zähne
etwas abgeschrägt, um einen glelohmässigen Spalt zwischen benachbarten
Druckrollen zu bilden· Diese Spalte zwischen den Zähnen benachbarter Druokrollen 14 sind radial ausgerichtet
zu den Spalten, die zwischen den einzelnen Segmenten 20 des
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Dorne 10 bestehen. Die Steigung der Zähne der Druckrollen 12 in Umfangsriohtung entspricht der linearen Steigung der Querwellen
am Dorn 10.
Zur Herstellung eines mit querliegenden Wellen versehenen Rohres für ein energieverzehrendes Element einer
Sicherheitslenksäule für ein Kraftfahrzeug wird entsprechend Flg. 4 verfahren. Zunächst wird ein Rohrrohling 42 geeigneter
Länge von einem Vorratsrohr abgeschnitten. Die Stirnflächen werden entgratet (oberer Teil der Fig.4). Mittels eines
Stauchgesenks werden die stirnseitigen Enden des Rohrrohlings im Durchmesser verringert, wobei eine ringförmige Schulter
zwischen den verschiedenen Durchmesser aufweisenden Teilen gebildet wird. Die stirnseitigen Teile geringeren Durchmessers
können zum Aufnehmen von Lagern oder zum Aufstecken von Rohrverlängerungen
verwendet werden(mittlerer Teil der Fig. 4)·
Der so vorgeformte Rohrrohling wird dann in seinem Teil grSsseren Durchmessers mit der Vorrichtung gemäss
Fig. 1-3 mit Wellen versehen, und wird aus der Vorrichtung als mit Wellen versebenes Rohr 46 entnommen (unterer Teil der
Fig.4). Zur Bildung des gewellten Rohres wird der vorgeformte Rohrrohling 44 um den mit Querwellen 18 versehenen Teil des
h zogenen Stellung befinden. Der Rohrroling stUtftt sich hierbei
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-11-Bit seiner Schulter gegen die vorlaufende querliegende Velle
dee Dorn« ab· Der Zapfen 22 wird dann durch eine nicht dargestellte Einrichtung nach unten gedruckt» so dass die Segmente
gespreizt werden, vorauf dann eine axiale Relati wer Schiebung
zwischen dem gespreizten Dorn und den Rohrrohling einerseits
und der Baueinheit 12 mit den Druckrollen andererseits erfolgt, wobei zweckmässlg die Baueinheit 12 nach oben längs des Dorne
10 bewegt wird.
Durch die relative Axialbewegung und die Anlage des gespreizten Dorne gegen die Innenwand des Rohres und die
ausgerichteten Zähne der Druckrollen werden die Druckrollen$ «einander abgestimmt angetrieben, wobei fortschreitend das
Bilden von querliegenden Wellen in dem RohrroUlng erfolgt, wenn aufeinanderfolgende Zähne der Druckrollen 14 mit aufeinanderfolgenden
Wellen 1Θ des Dorne 10 ähnlich einem Zahnstangentrieb zusammenarbeiten. Wie Fig. 1 erkennen lässt, ergibt sich
hierbei im wesentlichen eine reine Biegeverformung und das zur fortschreitenden Bildung der querliegenden Wellen im Rohr
erforderliehe Material flieset über die Wellen des Dorne hinweg
von dessen freien fiide zu. Hierdurch ist ein Verdünnen der Wandstärke
durch eine Dehnung auf einen Kleinstwert begrenzt.
Ist die erforderliche Anzahl von Querwellen gebildet,
so wird die Baueinheit 12 in die Anfangslage zÜrUekbewegt und
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der Zapfen 22 nach oben au· dem Dorn 10 herausgezogen, so dass
der Dorn seinen Durchmesser verringern kann. Hierauf kann das gewellte Rohr ungehindert το· Dorn abgezogen werden.
Das so gebildete gewellte Rohr hat Längsrippen entsprechend den Spalten zwischen den Segmenten des Dorne
und zwischen den gezahnten Druckrollen. Diese USngsrippen sind bei Verwendung des gewellten Rohrs als Ehergleverzehrer in
einer Sioherheitslenksäule für Kraftfahrzeuge besonders nützlich,
da sie die Biegefestigkeit des gewellten Rohres erhöhen und somit gewährleisten, dass unter Zusammenstossbedlngungen der
rohrförmig« EnergleYerzehrer im wesentlichen in Achsrichtung
zusammenbricht.
FUr gewisse Anwendungen kann es erwlinscht sein,
die physikalischen Eigenschaften, insbesondere die Festigkeit der querliegenden Wellen des Rohres, entweder fortschreitend
oder intermittierend über die Länge zu ändern. Dies kann durch
Verwendung besonderer gezahnter Druckrollen und durch Aufnahme ihrer Achsen in Schlitten erzielt werden, die getrennt voneinander
einstellbar in dem gemeinsamen Halter vorgesehen sind. Die Verschiebung der Schlitten erfolgt zweckmassig in radial
einwärts zur Längsachse des Dorne liegender Richtung mittels eines ringförmigen Nockenrings. Dieser Nockenring kann beispielsweise
durch einen tozmenfBrmigen Nocken betätigbar sein, um die
Form aufeinanderfolgender Wellen nach einem vorgegebenen Muster zu ändern.
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Claims (8)
1. Verfahren zum Wellen von Rohren unter Verwendung eines Kranzes von gezahnten Druckrollen, die sich radial
zur Längsachse des Rohres erstrecken und In einem gemeinsamen Halter um In einer gemeinsamen radialen Ebene liegende Achsen
drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass zur Bildung von querliegenden Wellen in einem
Rohr ein Rohrrohling (44) auf einen länglichen, aus Segmenten (20) bestehenden und am Mantel den im Rohrrohling zu bildenden
Wellen entsprechende radiale Wellen (18) aufweisenden Dorn (10) aufgeschoben wird, sodass der Dorn mit dem Rohrrohling in
axialer Richtung relativ zu dem die Druckrollen (14) tragenden Halter (16) bewegt wird, wobei die Teilung der Zähne der Druckrollen
in Umfangsrlchtung der linearen Teilung der Wellen am
Dorn entspricht, so dass eine fortschreitende Bildung von Wellen am Rohrrohling bei dessen Durchtritt zwischen den nach
Art eines Zahnstangentriebes zusammenarbeitenden Zähnen der Druckrollen und der Wellen am Dorn erfolgt, und danach der
Dorn in radialer Richtung verkleinert wird und abschliessend das gewellte Rohr (46) vom Dorn abgezogen wird.
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2. Verfahren nach Anspruch I9 dadurch gekennzeichnet,
dass ein kreiszylindriecher Rohrrohling (44) zuvor
unter Bildung einer Schulter mit eines im Durohmesser abgesetzten Teil versehen wird, und dann auf den Dorn (10) mit der
Schulter zur vorlaufenden Welle am Dorn ausgerichtet aufgesetzt
wird und beim Bilden der Wellen am Rohrrohling dem hierzu erforderlichen Werkstoff von dem der Schulter abgewandten Efcde
des Rohrrohlings über die Wellendes Doms zuzufliessen gestattet
ist.
3. Vorrichtung zum Wellen von Rohren mit einem
Kranz von gezahnten Druckrollen, die sich radial zur Längsachse des zu wellenden Rohres erstrecken und in einem gemeinsamen
Halter um in einer gemeinsamen radialen Ebene liegende Achsen drehbar gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, dass ein länglicher,
aus Segmenten (20) bestehender und am Mantel querliegende Wellen (18) Entsprechend den im **ohr zu bildenden Wellen
aufweisender Dorn (10) vorgesehen 1st, und die gezahnten Druckrollen
(14) eine Teilung ilFer Zähne in Uinfangsrichtung entsprechend
der linearen Teilung der Wellen am Dorn aufweisen, dass die einzelnen Druckrollen in einer genauen Anfangsstellung
zum Dorn festlegbar (Einrichtung 40) sind, dass ein Antrieb zur axialen Relativbewegung zwischen dem Dorn und dem Über die
gebildeten Wellen zu diesem ausgerichteten Rohr einerseits und
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den Druckrollen andararsalts vorgesehen ist, und dass aina
Einrichtung zum Verringern das Durchmessers des Dorne vorgesehen ist«
4. Vorrichtung nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet,
dass der Dorn (10) einen kreisförmigen Aussei umfang hat und aus mehreren gleichen Segmenten (20) besteht, die einen
Zapfen (22) umgeben, der verschiebllch in einem Gehäuse (24) geführt einen zylindrischen Teil (28) aufweist, an den abgestutzt die Segmente in der Arbeitsstellung gehalten sind, wobei
(30und 32), deren Beiregung radial auswärts begrenzt 1st/ und der Zapfen
einen Teil (36) kleineren Durchmessers aufweist, der eine solche radiale Einw&rtsbewegung der Segmente gestattet, dass
die Wellen des Dorne aus dem Bereich der am Rohr gebildeten Wellen gelangen.
5. Vorrichtung nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine gleichgrosse Anzahl von gezahnten
Druckrollen (14) und Segmenten (20) am Dorn (10) vorgesehen 1st, die so angeordnet sind« dass die Spalte zwischen benachbarten
Druckrollen und benachbarten Segmenten radial zueinander ausgerichtet liegen.
6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zähne der Druckrollen (14)
in Richtung ihrer Drehachsen konkave Form mit einem dem Aussenradius
des in der Arbeitsstellung befindlichen Doms entsprechenden Krümmungsradius aufweisen.
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7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3
bis 6, dadurch gekennzeichnet» dassjzum Festlegen der Anfangsstellung der Druckwellen (14) federbelastete Sperrkugeln (40)
dienen, die im Halter (16) angeordnet zwischen zwei benachbarte Zähne greifen, so dass die Zähne aller Druckrollen in
gleicher Lage zu den Vfeilen (18) des Doras gehalten sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Dorn (10) in senkrechter
Lage in dem Gehäuse (24) angeordnet ist und die axiale Relativbewegung allein durch Aufwärtsbewegen des Halters
(16) mit den Druckrollen (14) bewirkt wird.
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Owner name: SAGINAW STEERING GEAR OVERSEAS CORP., DETROIT, MIC |
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