DE3535768C2

DE3535768C2 -

Info

Publication number: DE3535768C2
Application number: DE19853535768
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Nagoya Aichi Jp Mizutani
Original assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Current assignee: Toyoda Gosei Co Ltd
Priority date: 1984-10-09
Filing date: 1985-10-07
Publication date: 1989-11-09
Also published as: JPS61181772A; DE3535768A1

Description

Die Erfindung betrifft einen Lenkradkern aus Metall nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The invention relates to a steering wheel core made of metal the preamble of claim 1.

Ein derartiger Lenkradkern ist aus der DE-OS 25 24 632 be kannt.Such a steering wheel core is from DE-OS 25 24 632 be knows.

Speziell bei Lenkradkernen dieser Art, also Lenkradkernen mit einem konischen Abschnitt der Durchgangsbohrung, tritt das Problem auf, daß bei spanabhebender Bearbeitung eine Veränderung der Metallstruktur an der Oberfläche des koni schen Abschnitts erfolgt. Es hat sich gezeigt, daß es beim Aufsetzen der Nabe zu einer plastischen Verformung des Nabenmaterials kommt. Die dabei entstehenden Effekte kann man mit "Anzugssetzen" bezeichnen. Dieser Effekt soll unten noch näher erläutert werden.Especially with steering wheel cores of this type, i.e. steering wheel cores with a conical section of the through hole the problem that a machining Change in the metal structure on the surface of the coni section. It has been shown that the Attaching the hub to plastic deformation of the Hub material comes. The resulting effects can to denote "suits". This effect is said below to be explained in more detail.

Bei Lenkspindeln mit stufenförmig abgesetztem Ende (ohne konische Abschntte) und entsprechend ausgebildeter Nabe mit zylindrischer Durchgangsbohrung kann dieses "Anzugs setzen" nicht eintreten. In der DE-OS 23 47 255 ist ein Lenkrad beschrieben, dessen Metallnabe gestanzt, gefräst oder geprägt sein soll. Die Nabe hat schalenförmige Ge stalt, so daß sich die genannten Bearbeitungsverfahren an bieten. Die genannten Bearbeitungsarten sind in der Druck schrift als einander gleichwertig dargestellt.For steering spindles with a stepped end (without conical section) and appropriately trained hub With a cylindrical through hole, this "suit set "does not occur. In DE-OS 23 47 255 is a Steering wheel described, the metal hub punched, milled or should be shaped. The hub has cup-shaped Ge stalt, so that the processing methods mentioned Offer. The types of processing mentioned are in print Scripture represented as equivalent to each other.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Lenkradkern der eingangs genannten Art derart auszugestalten, daß ein fester Sitz der Nabe auf dem Ende der Lenkspindel erreicht wird. The invention has for its object a steering wheel core of the type mentioned in such a way that a the hub is firmly seated on the end of the steering shaft becomes.

Diese Aufgabe wird durch die in Anspruch 1 angegebene Er findung gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.This task is by the He specified in claim 1 finding solved. There are advantageous further developments from the subclaims.

Die Erfindung sieht vor, daß die Nabe mindestens im Bereich des konischen Abschnitts durch spanlose Kaltverformung be arbeitet und gehärtet ist. Dies fürt zu einer besonders hohen Festigkeit im Bereich des konischen Abschnitts. Beim Aufspannen der Nabe auf das Ende der Lenkspindel erfolgt praktisch keine Verformung, und es kommt nicht zu dem "Anzugssetzen".The invention provides that the hub at least in the area of the conical section by non-cutting cold forming works and is hardened. This leads to a special one high strength in the area of the conical section. At the The hub is clamped onto the end of the steering spindle practically no deformation, and that does not happen "Put on the suit".

Als Nabenmaterial werden vorzugsweise Kohlenstoffstähle JIS S10C bis JIS S25C verwendet, jedoch können auch andere Stähle verwendet werden, einschließlich Werkzeugkohlen stoffstählen. Vorzugsweise wird die Oberfläche der Nabe einer Rostschutzbehandlung unterzogen, z. B. mit Zinkchromat.Carbon steels are preferably JIS as the hub material S10C to JIS S25C used, however others can Steels are used, including tool carbons steel. Preferably the surface of the hub subjected to an anti-rust treatment, e.g. B. with Zinc chromate.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.Advantageous developments of the invention are can be found in the subclaims.

Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigtThe invention is explained in more detail below with reference to drawings. It shows

Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkradkerns im Bereich von dessen Nabe; Fig. 1 is a longitudinal section of a preferred embodiment of the steering wheel core of the invention in the area of its hub;

Fig. 2 eine Draufsicht eines konventionellen Lenkradkerns; Fig. 2 is a plan view of a conventional steering wheel core;

Fig. 3 den Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 in größerem Maßstab; Figure 3 shows the longitudinal section along the line III-III in Figure 2 on a larger scale.

Fig. 4 einen Längsschnitt der Nabe gemäß Fig. 3; und FIG. 4 shows a longitudinal section of the hub according to FIG. 3; and

Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichtung der Ergebnisse von Ver gleichsversuchen, welche mit dem Lenkradkern gemäß Fig. 1 einerseits und dem Lenkradkern gemäß Fig. 2 bis 4 anderer seits durchgeführt wurden. Fig. 5 is a diagram illustrating the results of comparison tests, which were carried out with the steering wheel core according to FIG. 1 on the one hand and the steering wheel core according to FIGS . 2 to 4 on the other hand.

Der Lenkradkern 200 gemäß Fig. 2 bis 4 besteht aus einer mittle ren Nabe 10 aus Metall, einer an die Nabe 10 angeschweißten Nabenplatte 20 aus Metall, zwei jeweils am einen Ende an der Nabenplatte 20 befestig ten Lenkradspeichenkernstangen 30 aus Metall und einem an deren beiden anderen Enden befestigten Lenkradkranzkernring 40 aus Metall.The steering wheel core 200 of FIG. 2 to 4 is composed of a mittle ren hub 10 from metal, welded to the hub 10 hub plate 20 made of metal, two each at one end befestig th to the hub plate 20 steering wheel spoke core bars 30 of metal and an at both other ends attached steering wheel ring core ring 40 made of metal.

Gemäß Fig. 4 weist die Nabe 10 eine mittlere Durchgangsbohrung 11 mit einem Endabschnitt 11 a, welcher mit einer geräumten Kerbverzahnung versehen ist, einem konischen Endabschnitt 11 b, welcher sich zu der der Kerbverzahnung abgewandten Mündung der Durchgangsbohrung 11 hin erwei tert und ebenfalls durch spanabhebende Bearbeitung hervorgebracht ist, und einem mittleren Entlastungs- oder Löseabschnitt 1 c auf. Außen ist die Nabe 10 in der Nähe des Endes, von dem die Kerbverzahnung des End abschnittes 11 a der Durchgangsbohrung 11 ausgeht, mit einer Ringschulter 12 sowie am anderen Ende im Bereich des konischen Endabschnitts 11 b der Durchgangsbohrung 11 mit einem Ringflansch 13 versehen. According to Fig. 4 10, the hub has a central through bore 11 with an end portion 11 a, which is provided with an evacuated serration, a conical end portion 11 b, which is toward the side opposite of the serration mouth of the through hole 11 towards Erwei tert and also by machining Machining is produced, and a central relief or release section 1 c . Outside the hub 10 near the end from which the serration of the end portion 11 a of the through hole 11 starts, with an annular shoulder 12 and at the other end in the region of the conical end portion 11 b of the through hole 11 with an annular flange 13 .

Gemäß Fig. 3 wird die Nabe 10 zur Befestigung des mit dem Lenkradkern 200 aus Metall versehenen Lenkrades an der zugehörigen Lenkspindel 50 auf ein Lenkspindelende aufgesteckt, so daß die Kerbverzahnung des Ab schnittes 11 a der Durchgangsbohrung 11 mit einer äußeren Kerbverzahnung der Lenkspindel 50 in Eingriff kommt, um ein gegenseitiges Verdrehen von Lenkradkern 200 und Lenkspindel 50 zu verhindern, und der konische Endab schnitt 11 b der Durchgangsbohrung 11 an einem äußeren konischen Abschnitt 51 der Lenkspindel 50 zur Anlage kommt, worauf ein Federring 60 auf das Lenkspindelende aufgesteckt und dann eine Befestigungsmutter 70 auf das Lenkspindelende aufgeschraubt wird, so daß der konische Endabschnitt 11 b der Durchgangsbohrung 11 der Nabe 10 und der konische Abschnitt 51 der Lenkspindel 50 mit einer bestimmten Kraft gegeneinander gedrückt werden.Referring to FIG. 3, the hub 10 is plugged for mounting the steering wheel provided with the steering wheel core 200 made of metal on the associated steering shaft 50 to a steering shaft end so that the serration of the ex-section 11 a of the through hole 11 with an outer serration of the steering shaft 50 is engaged comes to prevent mutual rotation of the steering wheel core 200 and steering shaft 50 , and the conical Endab cut 11 b of the through hole 11 on an outer conical section 51 of the steering shaft 50 comes to rest, whereupon a spring ring 60 is plugged onto the steering shaft end and then a fastening nut is screwed onto the steering shaft end 70, so that the conical end portion 11 b of the through hole 11 of the hub 10 and the conical portion 51 of the steering shaft 50 are pressed with a certain force against each other.

Die spanabhebende Bearbeitung der Nabe 10 zum Hervorbringen des koni schen Endabschnitts 11 b der Durchgangsbohrung 11 bewirkt, daß in die Metallstruktur an der Oberfläche des konischen Endabschnitts 11 b einge schnitten wird, was die Stabilität beeinträchtigt. Dieses hat zur Folge, daß bei der Lenkradbefestigung gemäß Fig. 3 die Gefahr des sogenannten "Anzugssetzens" groß ist, worunter eine plastische Verformung der anein anderliegenden konischen Abschnitte 11 b und 51 der Nabe 10 bzw. der Lenk spindel 50 beim Gegeneinanderdrücken zu verstehen ist, so daß die Nabe 10 in der Befestigungsstellung weiter auf die Lenkspindel 50 geschoben ist und beide Bauteile gesenkt erscheinen. Bei starkem "Anzugssetzen" läßt sich die günstigste Befestigungskraft selbst dann nicht erzielen, wenn die Befestigungsmutter 70 eine vorgegebene Druckkraft aufbringt, so daß bei der Lenkradbefestigung gemäß Fig. 3 die konischen Abschnitte 11 b und 51 der Nabe 10 bzw. der Lenkspindel 50 nur lose aneinanderliegen und somit das mit dem Lenkradkern 200 aus Metall versehene Lenkrad entsprechend locker auf der Lenkspindel 50 sitzt. Außerdem ist die spanabhebende Bearbeitung der Nabe 10 verhältnismäßig teuer und mit einer relativ schlechten Material ausnutzung verbunden.The machining of the hub 10 to produce the conical end portion 11 b of the through hole 11 causes cut into the metal structure on the surface of the conical end portion 11 b , which affects the stability. This, has the consequence that in the steering wheel mounting according to FIG. 3, the risk of so-called "Pull-setting" is large among which a plastic deformation is the b and 51 of the hub 10 and the steering shaft 50 to understand anein other lying conical sections 11 when pressed against one another , so that the hub 10 is pushed further onto the steering spindle 50 in the fastening position and both components appear to be lowered. In strong "Tightening set" the cheapest fastening force can then not be achieved even if the fastening nut 70 to apply a predetermined compressive force so that when the steering wheel mounting according to FIG. 3 11 b and 51 of the hub 10 and the steering shaft 50 only loosely, the tapered portions abut each other and thus the steering wheel provided with the steering wheel core 200 made of metal sits correspondingly loosely on the steering spindle 50 . In addition, the machining of the hub 10 is relatively expensive and associated with a relatively poor material utilization.

Der erfindungsgemäße Lenkradkern 100 gemäß Fig. 1 ist ähnlich aufgebaut wie der Lenkradkern 200 nach Fig. 2 bis 4 und weist eine mittlere Nabe 1 aus Metall auf, an welcher eine Nabenplatte 2 aus Metall ange schweißt ist. An letzterer sind nicht dargestellte Lenkradspeichenkernstangen aus Metall mit den einen Enden befestigt, an deren anderen Enden ein gleich falls nicht dargestellter Lenkradkranzkernring aus Metall befestigt ist.The steering wheel core 100 according to FIG. 1 is constructed similarly to the steering wheel core 200 according to FIGS. 2 to 4 and has a central hub 1 made of metal, to which a hub plate 2 made of metal is welded. On the latter, not shown, the steering wheel spoke core rods made of metal are attached with one end, at the other ends of which a steering wheel ring core ring made of metal, if not shown, is attached.

Die Nabe 1 weist eine mittlere Durchgangsbohrung 5 mit einem mit mehre ren eine Kerbverzahnung oder ein Vielnutprofil bildenden Axialnuten verse henen Abschnitt 5 a am einen Ende und einem konischen Abschnitt 5 b am anderen Ende auf, welcher sich zu der der Kerbverzahnung bzw. dem Viel nutprofil abgewandten Mündung der Durchgangsbohrung 5 hin erweitert. Außen ist die Nabe 1 in der Nähe des Endes, von dem die Kerbverzahnung bzw. das Vielnutprofil ausgeht, mit einer Ringschulter 6 versehen, an welcher die Nabenplatte 2 anliegt, und am anderen Ende im Bereich des konischen Abschnitts 5 b der Durchgangsbohrung 5 mit einem Ringflansch 7, welcher mehrere Sacklöcher 7 a zur Aufnahme eines nicht dargestellten federnden Gliedes für die Rückstellung eines ebenfalls nicht dargestellten Blinklicht betätigungshebels in die Ausgangsstellung nach dem Durchfahren der Kurve aufweist, für die der Blinklichtbetätigungshebel zum Einschalten der entspre chenden Blinklichter betätigt worden ist.The hub 1 has a central through hole 5 with a ren with several a serration or a spline-forming axial grooves shipping Henen portion 5a at one end and a tapered portion 5b at the other end which extends to the serration or the multi-groove profile facing away mouth of the through hole 5 expanded. Outside, the hub 1 is provided near the end from which the serration or multi-groove profile starts, with an annular shoulder 6 against which the hub plate 2 rests, and at the other end in the region of the conical section 5 b of the through bore 5 with a Ring flange 7 , which has a plurality of blind holes 7 a for receiving a resilient member, not shown, for the return of a blinking light actuating lever, also not shown, to the starting position after passing the curve, for which the blinking light actuating lever has been actuated to switch on the corresponding blinking lights.

Während der mit der Kerbverzahnung bzw. dem Vielnutprofil versehene Abschnitt 5 a der Durchgangsbohrung 5 der Nabe 1 durch Räumen hergestellt ist, sind der konische Abschnitt 5 b der Durchgangsbohrung 5, die äußere Ringschulter 6 und der äußere Ringflansch 7 der Nabe 1 im Wege der span losen Kaltverformung hervorgebracht, so daß die jeweilige Metallstruktur zusammengedrückt ist und eine feine Kristallteilchenstruktur vorliegt. Die jeweilige Metallstruktur befindet sich in einem gleichmäßigen sowie stabi len Zustand und weist keinerlei Einschnitte auf. Das Zusammendrücken der jeweiligen Metallstruktur bewirkt eine größere Härte und Festigkeit, so daß die Qualität der Nabe 1 insoweit verbessert ist. Weiterhin ist eine größere Dimensionsgenauigkeit gewährleistet. Beispielsweise liegt die Härte des Stahls S25C vor einer Behandlung in der Regel bei etwa 100 Hv. Span lose Kaltverformung steigert die Härte auf über 200 Hv, nämlich auf eine Härte im Bereich von 250 bis 300 Hv. Dagegen bewirkt die spanabhebende Bearbeitung nur eine Härte von etwa 120 Hv bis etwa 140 Hv. While the section 5 a of the through bore 5 of the hub 1, which is provided with the serration or the multi-groove profile, is produced by broaching, the conical section 5 b of the through bore 5 , the outer annular shoulder 6 and the outer annular flange 7 of the hub 1 are by means of the span loose cold deformation, so that the respective metal structure is compressed and a fine crystal particle structure is present. The respective metal structure is in a uniform and stable condition and has no incisions. The compression of the respective metal structure causes greater hardness and strength, so that the quality of the hub 1 is improved in this respect. Furthermore, greater dimensional accuracy is guaranteed. For example, the hardness of the S25C steel before treatment is usually around 100 Hv. Chipless cold forming increases the hardness to over 200 Hv, namely to a hardness in the range from 250 to 300 Hv. In contrast, the machining only causes a hardness of about 120 Hv to about 140 Hv.

Gewünschtenfalls kann auch der Abschnitt 5 a der Durchgangsbohrung 5 der Nabe 1 bzw. dessen Kerbverzahnung oder Vielnutprofil durch spanlose Kaltverformung ausgebildet werden.If desired, section 5 a of the through bore 5 of the hub 1 or its serration or multi-groove profile can also be formed by non-cutting cold forming.

Die Nabe 1 besteht aus dem erwähnten weichen Stahl S25C, kann jedoch auch beispielsweise aus einem anderen der Stähle S10C bis S55C, dem Stahl S41, dem Stahl SK3 oder dem Stahl SK5 bestehen. Zum Rostschutz ist die gesamte Oberfläche der Nabe 1, also auch die Oberfläche der Durchgangs bohrung 5, mit einem Zinkchromatüberzug versehen.The hub 1 consists of the aforementioned soft steel S25C, but can also consist of another of the steels S10C to S55C, the steel S41, the steel SK3 or the steel SK5, for example. For rust protection, the entire surface of the hub 1 , including the surface of the through hole 5 , is provided with a zinc chromate coating.

Mit dem Lenkradkern 100 aus Metall gemäß Fig. 1 und dem Lenkradkern 200 aus Metall gemäß Fig. 2 bis 4 wurden Vergleichsversuche bezüglich des "Anzugssetzens" durchgeführt, deren Ergebnisse in Fig. 5 graphisch darge stellt sind. Daraus ergibt sich, daß beispielsweise bei einer Belastung von zwei Tonnen das "Anzugssetzen" bei dem erfindungsgemäßen Lenkradkern 100 nur etwa 0,5 mm beträgt und nur etwa halb so groß wie dasjenige "Anzugsset zen" ist, welches beim konventionellen Lenkradkern 200 festgestellt wird.With the steering wheel core 100 made of metal according to FIG. 1 and the steering wheel core 200 made of metal according to FIGS. 2 to 4, comparative tests were carried out with regard to "tightening", the results of which are shown graphically in FIG. 5. It follows that, for example, with a load of two tons, the "suit setting" in the steering wheel core 100 according to the invention is only about 0.5 mm and is only about half the size of the "suit set" which is found in the conventional steering wheel core 200 .

Dadurch, daß beim Lenkradkern nach der Erfindung wenigstens ein Abschnitt der Durchgangsbohrung von dessen metallischer Nabe durch spanlose Kaltverfor mung bearbeitet und verfestigt ist, wird das "Anzugssetzen" bei der Befe stigung des entsprechenden Lenkrades an der zugehörigen Lenkspindel dra stisch reduziert. Wenn die gesamte Nabe im Wege der spanlosen Kaltverfor mung bearbeitet wird, dann entfällt die entsprechende spanabhebende Bearbei tung, welche bei der Herstellung der konventionellen Lenkradkerne angewen det wird, was die Kosten mindert und die Materialausnutzung verbessert. Die spanlose Kaltverformung erlaubt es, die Qualität der betreffenden Metall struktur einzustellen, und gewährleistet eine größere Dimensionsgenauigkeit, wobei die Festigkeit der Nabe durch den Härtungsvorgang erhöht wird. Dieses bedeutet mit anderen Worten, daß ein Werkstoff geringerer Qualität verwendet oder die Wandstärke vermindert und somit der Kostenaufwand bzw. das Gewicht entsprechend reduziert werden kann, ohne die Nabenfestig keit gegenüber derjenigen der konventionellen Lenkradkerne zu verringern.Characterized in that at least one section in the steering wheel core according to the invention the through hole of its metallic hub through non-cutting cold forming is processed and solidified, the "putting on" at the Befe inclination of the corresponding steering wheel on the associated steering spindle dra reduced. When the entire hub is cold-machined without cutting processing, then the corresponding machining is not required tion, which are used in the manufacture of conventional steering wheel cores detects what reduces costs and improves material utilization. The non-cutting cold forming allows the quality of the metal in question structure, and ensures greater dimensional accuracy, the strength of the hub is increased by the hardening process. In other words, this means that a material of lower quality used or reduced the wall thickness and thus the cost or the weight can be reduced accordingly, without the hub fixed speed compared to that of conventional steering wheel cores.

Claims

1. Steering wheel core made of metal, with a hub ( 1 ) which has a through hole ( 5 ) for receiving one end of a steering spindle ( 50 ), the through hole ( 5 ) having a conical section ( 5 b) , which to the Attaching the hub ( 1 ) to the end of the steering spindle leading mouth of the through bore ( 5 ) extends, characterized in that the hub ( 1 ) is machined and hardened by non-cutting cold forming at least in the region of the conical section ( 5 b) .

2. Steering wheel core according to claim 1, characterized in that the through bore ( 5 ) of the hub ( 1 ) from a section ( 5 a) with a plurality of serrations or a multi-groove profile forming axial grooves, which is formed by non-cutting cold deformation.

3. Steering wheel core according to claim 2, characterized in that the narrower end of the conical section ( 5 b) and the adjacent end of the provided with the serration or the multi-groove section ( 5 a) merge continuously.

4. Steering wheel core according to one of claims 1 to 3, characterized in that the hub ( 1 ) in the region of the opening of the through bore ( 5 ) which leads when the plug is placed on the end of the steering spindle ( 50 ) has an outer annular flange ( 7 ) which is formed by non-cutting cold forming.

5. Steering wheel core according to one of claims 1 to 4, characterized in that the hub ( 1 ) has an outer ring shoulder ( 6 ) on which a hub plate ( 2 ) lies and which is formed by non-cutting cold deformation.