ITRM950851A1

ITRM950851A1 - Procedimento per formare un albero di sterzo monopezzo

Info

Publication number: ITRM950851A1
Application number: IT95RM000851A
Authority: IT
Inventors: James A Duggan; Virginia Mcclanahan
Original assignee: Dana Corp
Priority date: 1994-12-29
Filing date: 1995-12-27
Publication date: 1997-06-27
Also published as: FR2728816A1; US6105413A; JPH08281368A; CO4440679A1; US6257041B1; TW315349B; AU704201B2; IT1277965B1; ITRM950851A0; FR2728816B1; BR9506095A; CA2163845A1; AR000578A1; AU4073995A

Abstract

Un dispositivo di applicazione (401) può essere collegato ad un dispositivo donatore (541), per esempio una scheda di memoria portatile (560) oppure una base di dati centrale largamente accessibile (550). Il dispositivo donatore (541) memorizza e fornisce preferenze al dispositivo di applicazione (401). Il dispositivo donatore (541) contiene una memoria di preferenze di riferimento capace di memorizzare preferenze per un utente particolare. Un dispositivo di controllo (450) accede al dispositivo donatore, quando il dispositivo donatore è disponibile, allo scopo di ricavare preferenze che si riferiscono al particolare utente in certe condizioni e memorizza le preferenze ricavate dal dispositivo donatore nella memoria delle preferenze di sessione (490) del dispositivo di applicazione (401) da impiegare in una sessione riferita al particolare utente.Quando il dispositivo donatore non è disponibile, vengono applicate alternative procedure di impostazione delle preferenze.

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d'invenzione, avente per titolo:

"Procedimento per formare un albero di sterzo monopezzo"

La presente invenzione si riferisce in generale ai complessi di alberi di sterzo per veicoli ed in particolare ad un procedimento per la fabbricazione di un organo di albero di sterzo monopezzo.

Virtualmente in qualsiasi veicolo attualmente im piegato, un sistema di sterzo è fornito per permettere al guidatore di controllare la direzione di movimento. Un tipico sistema di sterzo comprende un volante di sterzo, un complesso di albero di sterzo ed un dispositivo di sterzo. Il volante di sterzo è supportato in modo girevole entro uno scompartimento di guida del veico lo per essere azionato dal guidatore. Il complesso dell'albero di sterzo è collegato in una estremità al volante di sterzo per ruotare con esso. L'altra estremità del complesso dell'albero di sterzo viene collegata al dispositivo di sterzo per far girare le ruote del veicolo in risposta alla rotazione del volante di sterzo. Nella sua forma più semplice, il complesso dell'albero di sterzo è incorporato come un singolo albero o tubo avente una coppia di gioghi montati sulle sue estremità. I gioghi sono usualmente collegati per mezzo di rispettivi giunti universali al volante di sterzo ed al dispo sitivo o meccanismo di sterzo.

In molti veicoli, il complesso dell'albero di sterzo è progettato non soltanto per fornire una connessione motrice rotatoria fra il volante di sterzo ed il meccanismo di sterzo, ma anche per permettere un movimento assiale relativo fra di essi. Tale movimento assiale relativo consente al guidatore del veicolo di posizionare in maniera regolabile il volante di sterzo ad una confortevole desiderata posizione di uso. Per ottenere questo risultato, è noto costruire il complesso dell'albero di sterzo con organi ad albero associati, maschio e femmina. Gli organi dell'albero di sterzo maschio e femmina cooperano per mezzo di rispettive sca nalature esterne ed interne. La connessione scanalata telescopica fornisce una connessione motrice rotatoria fra il volante di sterzo ed il meccanismo di sterzo, permettendo nello stesso tempo il movimento assiale relativo.

Nel passato, l'organo ad albero di sterzo maschio (a cui viene spesso fatto riferimento come albero di giogo) era formato da un albero di acciaio esternamente scanalato avente un giogo di acciaio saldato alla sua estremità esterna. Similmente, l'organo ad albero di sterzo femmina (a cui viene spesso fatto riferimento co me giogo di scorrimento) era formato da un tubo di acciaio cavo avente un giogo di acciaio saldato alla sua estremità esterna. La fabbricazione di questi ben noti organi di albero di sterzo maschio e femmina così richiedeva una o più operazioni di saldatura e, di conseguenza, era relativamente costosa. Inoltre, si richieda vano spesso controlli relativamente estesi del procedimento e procedure di ispezione per assicurare la integrità dei componenti saldati. Perciò, sarebbe desiderabile fornire un perfezionato procedimento per la fabbricazione di un albero di giogo e di un giogo di scorrimento per un complesso di albero di sterzo per veicolo, il quale sia relativamente semplice ed economico.

SOMMARIO DELL'INVENZIONE

La presente invenzione si riferisce ad un perfezionato procedimento per formare un organo di albero di sterzo monopezzo, per esempio un organo di albero di sterzo maschio esternamente scanalato (o albero di giogo) oppure un organo di albero di sterzo femmina internamente scanalato (o giogo di scorrimento). Viene inizialmente fornito un tubo cilindrico cavo il quale è preferibilmente formato da un semilavorato di materiale metallico, come l'alluminio, avente un fattore di allun gamento di almeno quindici percento. E' desiderabile che il tubo abbia una parete di spessore uniforme e definisca un diametro esterno che sia sostanzialmente uniforme per tutta la sua lunghezza. Il diametro esterno di una estremità del tubo viene ridotto a partire dal suo diametro originario. Una superficie scanalata viene formata nella porzione di estremità di diametro ridotto del tubo. La superficie scanalata è formata sulla superficie esterna dell'albero di giogo e sulla superficie interna del giogo scanalato. L'altra estremità del tubo viene quindi deformata in modo da fornire una forma di sezione retta rettangolare generalmente cava. Ciò può essere effettuato in maniera tale da fornire spessori di parete uniformi per tutti i quattro lati dell'estremità rettangolare cava del tubo. Alternativamente, una prima coppia di lati opposti dell'estremità rettangolare cava del tubo possono essere formati in modo da avere un primo spessore di parete, mentre una seconda coppia di lati opposti possono essere formati in modo da avere un secondo spessore di parete diverso dal primo spessore di parete. Porzioni a forma di U del materiale vengono successivamente rimosse da due dei lati opposti dell'estremità rettangolare cava del tubo. Infine, un foro viene formato attraverso ciascuna delle orecchie del giogo e gli spigoli quadrati delle orecchie del gìogo vengono arrotondati. L'organo di albero di sterzo finito può essere sottoposto a trattamento termico in maniera convenzionale, se necessario.

Vari scopi e vantaggi della presente invenzione appariranno evidenti a coloro che sono esperti nel ramo dalla seguente descrizione dettagliata delle preferite forme di realizzazione, quando letta con riferimento ai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

Le Figure da 1 a 4, 7 e 8 rappresentano viste in verticale laterale che mostrano varie operazioni in un procedimento di formazione di un albero di giogo in conformità con il procedimento della presente invenzione, la Figura 5 rappresenta una vista in verticale in sezione in scala ingrandita di una porzione del tubo presa lungo la linea 5-5 della Figura 4,

la Figura 6 rappresenta una vista in verticale in sezione in scala ingrandita simile alla Figura 5, la quale mostra una struttura alternativa per il tubo, le Figure da 9 a 11, 14 e 15 rappresentano viste in verticale laterale che mostrano varie operazioni in un procedimento di formazione di un albero di giogo in conformità con il procedimento della presente invenzione,

la Figura 12 rappresenta una vista in verticale in sezione in scala ingrandita di una porzione del tubo presa lungo la linea 12-12 della Figura 11,

la Figura 13 rappresenta una vista in verticale in sezione in scala ingrandita simile alla Figura 12, la quale mostra una struttura alternativa per il tubo. DESCRIZIONE DETTAGLIATA DELLE PREFERITE FORME DI REALIZZAZIONE

Con riferimento ora ai disegni, in essi è illustrato un procedimento per formare un organo di albero di sterzo monopezzo in conformità con la presente invenzione. Le Figure da 1 a 8 illustrano il procedimento nel contesto della formazione di un organo di albero di sterzo maschio esternamente scanalato (o albero di giogo), mentre le Figure da 9 a 15 illustrano il procedimento nel contesto della formazione di un organo di albero di sterzo femmina internamente scanalato (o giogo di scorrimento). Ciascuno di questi organi ad albero di sterzo comprende due estremità, precisamente una estremità scanalata ed una estremità di giogo. L'estremità scanalata dell'albero di giogo presenta scanalature esterne, mentre l'estremità scanalata del giogo di scorrimento presenta scanalature interne. Le estremità di giogo sia dell'albero di giogo sia del giogo di scorrimento sono atte ad essere collegate a rispettivi giunti universali per facilitare la connessione con il volante di sterzo o con il meccanismo di sterzo del veicolo, co me precedentemente discusso. Anche se il procedimento descritto ed illustrato nella presente invenzione permette la formazione iniziale dell'estremità scanalata dell'organo ad albero di sterzo, seguita dalla successi va formazione dell'estremità di giogo dell'organo ad albero di sterzo, si potrà apprezzare che questa sequenza può essere invertita, se desiderato.

Con riferimento ora alle Figure da 1 a 8,è illustrato il procedimento per la fabbricazione di un albero di giogo monopezzo in conformità con la presente invenzione. Come rappresentato nella Figura 1, viene fornito inizialmente un tubo cilindrico cavo, indicato genericamente con il numero di riferimento 10. Il tubo 10 è preferibilmente formato da un semilavorato di materia le metallico avente un fattore di allungamento di almeno quindici percento. Per esempio, il tubo 10 può essere formato con alluminio 6061-T4. E' desiderabile che il tubo 10 abbia uno spessore di parete uniforme e def nisca un diametro esterno che sia sostanzialmente uniforme per tutta la sua lunghezza. Allo scopo di illustrare le operazioni del procedimento della presente in venzione, il tubo 10 può essere osservato come suddiviso in una prima porzione 11, una seconda porzione 12 ed una terza porzione 13, come rappresentato in linea trat teggiata nelle Figure da 1 a 8.

La seconda operazione nel procedimento della pre sente invenzione consiste nel ridurre il diametro esterno sia della seconda porzione 12 sia della terza porzio ne 13 del tubo 10, come rappresentato nella Figura 2. Questa riduzione di diametro può essere effettuata con una qualsiasi nota operazione di formatura dei metalli, preferibilmente ricalcatura di alimentazione. La prima porzione 11 del tubo 10, tuttavia, viene preferibilmente mantenuta al suo primo diametro esterno originaria.

11 diametro esterno ridotto della seconda porzione 12 e della terza porzione 13 del tubo 10 è preferibilmente uniforme ed approssimativamente uguale al desiderato diametro esterno minore della porzione di estremità scanalata dell'albero di giogo finito, come verrà spiegato nel seguito. Una sezione di transizione rastremata 11a è perciò fornita fra la prima porzione 11 e la seconda porzione 12 del tubo 10.

Successivamente, la seconda porzione 12 del tubo 10 viene sottoposta ad un ulteriore procedimento di riduzione del diametro esterno, come rappresentato nella Figura 3. Questa ulteriore riduzione di diametro può an che essere eseguita con una qualsiasi nota operazione di formatura di metallo, preferibilmente ricalcatura in cavità. Ancora, la prima porzione 11 del tubo 10 viene preferibilmente mantenuta al suo originario primo diame tro esterno. Preferibilmente, lo spessore della parete della seconda porzione 12 del tubo 10 rimane essenzialmente invariato rispetto allo spessore della parete della terza porzione 13 del tubo. In conseguenza di ciò, il diametro esterno della seconda porzione 12 è più piccolo del diametro esterno della terza porzione 13 ed il diametro esterno della terza porzione 13 è più piccolo del diametro esterno della prima porzione 11. La seconda porzione 12 del tubo 10 presenta un diametro esterno uniforme e presenta una superficie esterna liscia per fornire una conveniente superficie di tenuta per una guarnizione di tenuta elastomerica (non rappresentata ) , come quella che viene tipicamente fornita su un giogo di scorrimento associato, come verrà descritto in seguito in ulteriore dettaglio. Una sezione di transizione rastremata 12 a è cosi fornita fra la seconda porzione 12 e la terza porzione 13 del tubo 10.

A seguito di questa operazione, una superficie scanalata 13 a viene formata nella superficie esterna della terza porzione 13 del tubo 10, come rappresentato nella Figura 4. Preferibilmente, tale superficie scanalata 13 a viene formata mediante deformazione della terza porzione 13 del tubo 10 con una convenzionale operazione di "push-pointing" . Alternativamente, la superficie scanalata 13a può essere formata nella terza porzio ne 13 del tubo 10 per mezzo di una convenzionale macchina di rullatura per scanalature. E' stato constatato che la superficie scanalata 13a può essere formata più facilmente se la prima porzione 11 del tubo 10 viene mantenuta nella sua forma cilindrica cava originaria che facilita l'inserimento del tubo 10 nella macchina di ricalcatura o di rullatura per scanalature. La supericie esterna dell'estremità assiale della terza porzio ne 13 del tubo 10 può quindi essere smussata, come rappresentato con il numero di riferimento 13b.

La prima porzione 11 del tubo 10 viene quindi de formata in modo da fornire una forma di sezione retta rettangolare generalmente cava. Ciò può essere effettua to in maniera tale da fornire spessori di parete unifor mi per tutti i quattro lati della prima porzione rettangolare cava 11 del tubo 10, come rappresentato nella Fi gura 5. Tuttavia, come rappresentato nella Figura 6, una prima coppia 11b dei lati opposti della prima porzione rettangolare cava 11 del tubo 10 possono essere formati in modo da avere un primo spessore di parete, mentre una seconda coppia 11c dei lati opposti della prima porzione rettangolare cava 11 del tubo 10 possono essere formati in modo da avere un secondo spessore di parete diverso dal primo spessore di parete. La formazione della prima porzione 11 del tubo 10 in questa ma niera può essere effettuata per mezzo di un procedimento a due operazioni. In primo luogo, la prima porzione 11 del tubo 10 viene inizialmente ricalcata con stampi circolari su un mandrino avente una forma di sezione retta rettangolare, in modo tale che l'interno della prima porzione 11 venga deformato in modo da avere la forma di sezione retta rettangolare, mentre l'esterno della prima porzione 11 conserva la sua forma di sezione retta generalmente circolare. Quindi, la prima porzione 11 del tubo 10 viene ricalcata con stampi rettangolari sullo stesso mandrino, in modo tale che l'esterno della prima porzione venga deformato cosi da avere la forma di sezione retta rettangolare.

Come rappresentato nella Figura 7, una porzione del materiale viene successivamente rimossa da due dei lati opposti della prima porzione 11 del tubo 10. Le porzioni di materiale che vengono rimosse sono preferibilmente generalmente a forma di U oppure a forma di V, lasciando delle rispettive cavità opposte 14 formate nei lati opposti della prima porzione 11 del tubo 10. Le porzioni di materiale possono essere rimosse con un qualsiasi mezzo conveniente, per esempio per stampaggio o per fresatura. Se gli spessori delle pareti di dette due coppie di lati opposti 11b e 11c sono diversi, come per esempio rappresentato nella Figura 6, si preferisce che le porzioni di materiale vengano rimosse dalla coppia dei lati opposti 11b aventi lo spessore di parete minore. In ogni caso, la restante coppia dei lati opposti così definiscono orecchie di giogo opposte 15. Infine, come rappresentato nella Figura 8, un foro 16 viene formato attraverso ciascuna delle orecchie di giogo 15 e gli spigoli quadri delle orecchie di giogo 15 vengono arrotondati. I fori 16 sono coassialmente allineati e possono essere formati con un qualsiasi mezzo conveniente, per esempio per trapanatura o punzonatura. L'albero di giogo finito può quindi essere sottoposto a trattamento termico in maniera convenzionale, se necessario.

Con riferimento ora alle Figure da 9 a 15, è illustrato il procedimento di fabbricazione di un giogo di scorrimento monopezzo in conformità con la presente invenzione. Come rappresentato nella Figura 9, un tubo cavo cilindrico indicato genericamente con il numero di riferimento 20 viene inizialmente fornito. Il tubo 20 è preferibilmente formato da un semilavorato di materiale metallico avente un fattore di allungamento di almeno quindici percento. Per esempio, il tubo 20 può essere formato con alluminio 6061-T4. E' desiderabile che il tubo 20 abbia uno spessore di parete uniforme e definisca un diametro esterno che sia sostanzialmente uniforme per tutta la sua lunghezza. Allo scopo di illustrare le operazioni del procedimento della presente invenzione, il tubo 20 può essere considerato come suddiviso In una prima porzione 21 ed una seconda porzione 22, come rappresentato in linea tratteggiata nelle Figure da 9 a 15.

La seconda operazione del procedimento della pre sente invenzione consiste nel ridurre il diametro ester no della seconda porzione 22 del tubo 20, come rappresentato nella Figura 10. Questa riduzione di diametro può essere eseguita con una qualsiasi nota operazione di formatura di metalli, preferibilmente per ricalcatura di alimentazione. La prima porzione 21 del tubo 20, tuttavia, viene preferibilmente mantenuta con il suo originario primo diametro esterno. Preferibilmente , lo spessore della parete della seconda porzione 22 del tubo 20 rimane approssimativamente identico al suo spesso re di parete originario. Il diametro esterno ridotto della seconda porzione 22 del tubo 20 è preferibilmente uniforme ed è approssimativamente uguale al diametro esterno desiderato della porzione di estremità scanalata del giogo di scorrimento finito, come verrà spiegato nel seguito. Una sezione di transizione rastremata 21a viene cosi fornita tra la prima porzione 21 e la seconda porzione 22 del tubo 20.

Successivamente, una pluralità di scanalature, rappresentate in linee tratteggiate con il numero di riferimento 22a, vengono formate nella superficie interna della seconda porzione 22 del tubo 20, come rappresent to nella Figura 11. Preferibilmente, tali scanalature 22a sono formate mediante deformazione della seconda porzione 22 del tubo 20 intorno ad un mandrino scanalato. Ciò può essere effettuato nello stesso tempo in cui la seconda porzione 22 del tubo 20 viene sottoposta alla riduzione di diametro, come precedentemente descritto. La superficie interna dell'estremità assiale della seconda porzione 22 del tubo 20 può essere smussata, co me rappresentato con il numero di riferimento 22b, contemporaneamente .

La prima porzione 21 del tubo 20 viene quindi de formata in modo da fornire una forma di sezione retta rettangolare generalmente cava. Ciò può essere effettuato in maniera tale da fornire spessori di parete uniformi per tutti i quattro lati della prima porzione rettan golare cava 21 del tubo 20, come rappresentato nella Figura 12. Tuttavia, come mostrato nella Figura 13, una prima coppia 21b di lati opposti della prima porzione rettangolare cava 21 del tubo 20 possono essere formati in modo da avere un primo spessore di parete, mentre una seconda coppia 21c dei lati opposti della prima por zione rettangolare cava 21 del tubo 20 possono essere formati in modo da avere un secondo spessore di parete diverso dal primo spessore di parete. La formazione della prima porzione 21 del tubo 20 in questa maniera può essere eseguita nella stessa maniera precedentemente descritta con riferimento alla prima porzione 11 del tubo 10 dell'albero di giogo.

Come rappresentato nella Figura 14, una prima porzione di materiale viene successivamente rimossa da due dei lati opposti della prima porzione 21 del tubo 20. Le porzioni di materiale che vengono rimosse sono preferibìlmente formate generalmente a forma di U oppure a forma di V, lasciando rispettivi incavi opposti 24 formati nei lati opposti della prima porzione 21 del tubo 20. Le porzioni di materiale possono essere rimosse con un qualsiasi conveniente mezzo, per esempio per stampaggio o fresatura. Se gli spessori di parete delle due coppie di lati opposti 21b e 21c sono diversi, come per esempio rappresentato nella Figura 14, è preferibile che le porzioni di materiale vengano rimosse dalla coppia dei lati opposti 21b aventi la parete di spessore minore. In ogni caso, la restante coppia di lati opposti cosi definiscono orecchie di giogo opposte 25. In fine, come rappresentato nella Figura 15, un foro 26 viene formato attraverso ciascuna delle orecchie di giogo 25 e gli spigoli quadri delle orecchie di giogo 25 vengono arrotondati. I fori 26 sono coassialmente allineati e possono essere formati con un qualsiasi mezzo conveniente, per esempio per trapanatura o punzonatura. Il giogo di scorrimento finito può quindi essere sottoposto a trattamento termico in maniera convenzionale, se necessario.

In conformità con quanto previsto dalle leggi brevettuali, sono stati spiegati ed illustrati il principio ed il modo di funzionamento della presente invenzione nella sua forma di realizzazione preferita. Tutta via, deve essere sottinteso che la presente invenzione può essere attuata in modo diverso da come specificamente spiegato ed illustrato, senza con ciò allontanarsi dal suo spirito o dal suo ambito.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Procedimento per formare un organo di albero ed un organo di giogo in un sol pezzo da un semilavorato di tubazione avente una sezione retta generalmente circolare, comprendente le seguenti operazioni: (a) formare una prima porzione di estremità della tubazione in modo da avere una sezione retta non circolare; e (b) rimuovere una coppia di porzioni opposte della prima porzione di estremità per formare una coppia di orecchie di giogo nella prima porzione di estremità.
2. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta operazione (a) viene eseguita formando la sezione retta non circolare della prima porzione di estremità in modo da avere una coppia di lati opposti, ciascuno dei lati opposti avendo uno spessore di parete che è inferiore allo spessore di parete della parte restante della prima porzione di estremità.
3. Procedimento secondo la rivendicazione 2, in cui detta operazione (b) viene eseguita rimuovendo la coppia di porzioni opposte dai lati opposti della prima porzione di estremità.
4. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta operazione (a) viene eseguita mediante ricalcatura e detta operazione (b) viene eseguita mediante stampaggio.
5. Procedimento secondo la rivendicazione 1, in cui detta operazione (a) viene eseguita formando la prima porzione di estremità in modo da avere una sezione retta generalmente rettangolare.
6. Procedimento secondo la rivendicazione 1, com prendente la ulteriore operazione di ridurre il diametro esterno di una porzione del semilavorato di tubazio ne distinta dalla prima porzione di estremità dopo detta operazione (a) e prima di detta operazione (b).
7. Procedimento secondo la rivendicazione 1, includente la ulteriore operazione di formare un foro in ciascuna delle orecchie di giogo.
8. Procedimento secondo la rivendicazione 1, includente la ulteriore operazione di formare almeno una scanalatura esterna nella superficie esterna di una seconda porzione di estremità della tubazione.