SE468799B

SE468799B - Steering axle and manufacturing method for this

Info

Publication number: SE468799B
Application number: SE9103696A
Authority: SE
Inventors: T Tanaka
Original assignee: Mitsuboshi Seisakusho Co Ltd
Priority date: 1991-12-13
Filing date: 1991-12-13
Publication date: 1993-03-22
Also published as: SE9103696D0; SE9103696L

Abstract

A steering axle of the shock-absorbent type is intended to steer the front wheels of a vehicle by conventionally converting the turning of a steering wheel to a motion to and fro of a parallel bar. The steering axle 1 has energy absorbers 18,19 which have been formed by a synthetic resin having been filled between the axle and an outer sleeve 3. The steering axle comprises a plastic metal pipe 2 including, in a region at a distance from the steering wheel, a flat part 4 for connection to the outer sleeve 3, and a number of annular grooves 5 meant for filling with synthetic resin. In a region adjacent to the steering wheel, the plastic metal pipe 2 includes an upper receiving part 7 for a bearing, a threaded part 9 for engagement against a bearing fixture nut, a grooved axle part 13 for engagement against the steering wheel, and a threaded part 15 for engagement against a fixture nut, which elements constitute integral parts of the plastic metal pipe 2 and are arranged in specified order in the direction of the outer end of the pipe. The steering axle is low in weight and can be manufactured in a short time and at low cost. A method for manufacturing the steering axle is also the subject of protection. <IMAGE>

Description

468 799 Den kända styraxeln av ovanstående konstruktion uppvisar en plan del för vridmomentöverföring till ytterhylsan. Den plana delen är formad genom kapning av ett område av den solida runda stång- en på avstånd från ratten. På liknande sätt är två ringformade spår för att fyllas med harts inskurna i den solida stången. I ett område intill ratten inkluderar den solida runda stången en övre lagerhållare, en del som upptar en lagerhållarmutter, en anbringningsdel för en ratt, och en del som upptar en hållar- mutter, vilka samtliga element är utförda och anordnade i nämnd ordning mot stångens ytterände. Styraxeln tillverkas medelst ytterligare steg innefattande upptagning av gängor i de mutter- upptagande delarna, samt räffling av rattens upptagningsdel. Det är svårt att utbilda styraxeln med liten vikt. Vidare uppvisar styraxeln nackdelen att erfordra lång bearbetningstid, varför den är olämplig för masstillverkning och medför hög tillverk- ningskostnad. Ändamål med uppfinningen Ett huvudändamål med uppfinningen är att åstadkomma en av ett plastiskt metallrör utförd styraxel som har liten vikt, kräver liten tid för formning och har låg tillverkningskostnad. 468 799 The known guide shaft of the above construction has a flat part for torque transmission to the outer sleeve. The flat part is formed by cutting an area of the solid round bar at a distance from the steering wheel. Similarly, two annular grooves for filling with resin are cut into the solid rod. In an area adjacent to the steering wheel, the solid round bar includes an upper bearing holder, a part which receives a bearing holder nut, a mounting part for a steering wheel, and a part which receives a holding nut, all elements being made and arranged in said order towards the outer end of the bar . The steering shaft is manufactured by means of additional steps including receiving threads in the nut receiving parts, as well as knurling of the steering receiving part. It is difficult to train the steering shaft with little weight. Furthermore, the steering shaft has the disadvantage of requiring a long machining time, which is why it is unsuitable for mass production and entails a high manufacturing cost. Object of the invention A main object of the invention is to provide a guide shaft made of a plastic metal tube which has little weight, requires little time for molding and has a low manufacturing cost.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att åstadkomma ett sätt att tillverka en styraxel av ett plastiskt metallrör som medför liten vikt, reducerad formningstid och låg tillverkningskostnad.Another object of the invention is to provide a method of manufacturing a guide shaft of a plastic metal tube which results in low weight, reduced forming time and low manufacturing cost.

Andra ändamål med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.Other objects of the invention will become apparent from the following description of a preferred embodiment.

Kortfattad redogörelse för ritningarna Fig. 1 är en delvis skuren sidovy av en styraxel enligt före- liggande uppfinning.Brief Description of the Drawings Fig. 1 is a partially cut-away side view of a steering shaft according to the present invention.

Fig. 2 är en sidovy av ett plastiskt metallrör före dess form- ning.Fig. 2 is a side view of a plastic metal tube before its formation.

Fig. 3 är en sidovy som åskådliggör ett första tillverknings- steg.Fig. 3 is a side view illustrating a first manufacturing step.

Fig. 4 är ett snitt utvisande en första rörlig matris och en fast dyna separerade från varandra.Fig. 4 is a sectional view showing a first movable matrix and a fixed pad separated from each other.

Fig. 5 åskådliggör ett andra tillverkningssteg.Fig. 5 illustrates a second manufacturing step.

Fig. 6 är ett förstorat snitt genom den första rörliga dynan.Fig. 6 is an enlarged section through the first movable pad.

Fig. 7 åskådliggör en med två ansatser eller diameterreduktions- partier försedd axeldel erhållen efter det andra tillverknings- steget.Fig. 7 illustrates a shaft part provided with two shoulders or diameter reduction portions obtained after the second manufacturing step.

Fig. 8 är ett snitt genom den andra rörliga dynan.Fig. 8 is a section through the second movable pad.

Fig. 9 åskådliggör en med tre ansatser försedd axeldel erhållen efter det tredje tillverkningssteget och med förformningsdimen- sioner.Fig. 9 illustrates a shaft part provided with three shafts obtained after the third manufacturing step and with pre-deformation dimensions.

Fig. 10 är ett snitt genom den tredje rörliga matrisen.Fig. 10 is a section through the third moving matrix.

Fig. 11 åskådliggör en med tre ansatser försedd axeldel erhållen vid ett fjärde tillverkningssteg och med mellanstora formnings- dimensioner.Fig. 11 illustrates a shaft part provided with three shoulders obtained at a fourth manufacturing step and with medium-sized forming dimensions.

Fig. 12 är ett snitt genom en fjärde rörlig matris.Fig. 12 is a section through a fourth moving matrix.

Fig. 13 åskådliggör en med fyra ansatser försedd axeldel er- hållen vid ett femte tillverkningssteg och med dimensioner nära slutdimensionerna.Fig. 13 illustrates a shaft part provided with four shafts obtained at a fifth manufacturing stage and with dimensions close to the final dimensions.

Fig. 14 är ett snitt genom en femte rörlig matris.Fig. 14 is a section through a fifth moving matrix.

Fig. 15 åskådliggör en med fyra ansatser försedd axeldel er- hållen vid ett sjätte tillverkningssteg och med slutdimensioner. 468 799 Fig. 16 åskådliggör en del av styraxeln erhållen vid ett sjunde tillverkningssteg.Fig. 15 illustrates a shaft part provided with four shafts obtained at a sixth manufacturing stage and with final dimensions. 468 799 Fig. 16 illustrates a part of the control shaft obtained at a seventh manufacturing step.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen En utföringsform av uppfinningen skall nu beskrivas i detalj med hänvisning till ritningarna.Detailed Description of the Preferred Embodiment An embodiment of the invention will now be described in detail with reference to the drawings.

Ritningarna visar en styraxel och en tillverkningsmetod för denna. I fig. 1 innefattar styraxeln 1 ett plastiskt metallrör 2 som i ett område (högra sidan i fig. 1) på avstånd från en ratt uppvisar en plan del 4 för vridmomentöverföring till en ytter- hylsa 3, samt två ringformade spår 5 som skall fyllas med en syntetharts. I ett område intill ratten (vänstra sidan i fig. 1) inkluderar det plastiska metallröret 2 en krökt del 6, en övre upptagningsdel 7 för ett lager, en kona 8, en gänga 9 för in- grepp mot en lagerhållarmutter, en kona 10, ett skaft 11, en kona 12, en räfflad axel 13 för ingrepp mot ratten, en kona 14 och en gänga 15 för ingrepp mot en hållarmutter vilka utgör integrerade delar av axeln och är anordnade i den angivna ord- ningen mot rörets 2 ytterände.The drawings show a steering shaft and a manufacturing method for this. In Fig. 1, the guide shaft 1 comprises a plastic metal tube 2 which in an area (right side in Fig. 1) at a distance from a steering wheel has a flat part 4 for torque transmission to an outer sleeve 3, and two annular grooves 5 to be filled. with a synthetic resin. In an area adjacent to the steering wheel (left side in Fig. 1), the plastic metal tube 2 includes a curved part 6, an upper receiving part 7 for a bearing, a cone 8, a thread 9 for engaging a bearing holder nut, a cone 10, a shaft 11, a cone 12, a knurled shaft 13 for engaging the steering wheel, a cone 14 and a thread 15 for engaging a retaining nut which form integral parts of the shaft and are arranged in the indicated order against the outer end of the tube 2.

Ytterhylsan 3 uppvisar insprutningsöppningar 16 för insprutning av en syntetharts 17 som fyller de utrymmen som är belägna mellan de ringformade spåren 5 och ytterhylsan 3. Den syntet- harts som härdar däri bildar energiabsorberare eller -upptagare 18 och 19 mellan styraxeln 1 och ytterhylsan 3.The outer sleeve 3 has injection openings 16 for injecting a synthetic resin 17 which fills the spaces located between the annular grooves 5 and the outer sleeve 3. The synthetic resin which cures therein forms energy absorbers or absorbers 18 and 19 between the guide shaft 1 and the outer sleeve 3.

Sättet att tillverka ovannämnda styraxel 1 och en formkonstruk- tion som användes vid tillverkningen skall nu beskrivas med hänvisning till fig. 2-16.The method of manufacturing the above-mentioned guide shaft 1 and a mold construction used in the manufacture will now be described with reference to Figs. 2-16.

Fig. 2 visar ett plastiskt metallrör 2 som utgör ett oformat ämne av förutbestämd längd. Detta rör 2 har en väggtjocklek av 2-3 mm och en ytterdiameter D1 av t.ex. omkring 22 mm.Fig. 2 shows a plastic metal tube 2 which constitutes an unformed blank of predetermined length. This pipe 2 has a wall thickness of 2-3 mm and an outer diameter D1 of e.g. about 22 mm.

Såsom visas i fig. 3 är de ringformade spåren 5 med en ytter- diameter av 18-19 mm utformade i lägen på ovannämnda plastiska -Vs C\ CD sa \D \O metallrör 2 som motsvarar energiupptagarna 18 och 19. Denna formningsprocess utföres genom plastisk deformation med utnytt- jande av valstryck, dvs tryckvalsning (ett första tillverknings- steg).As shown in Fig. 3, the annular grooves 5 with an outer diameter of 18-19 mm are formed in positions on the above-mentioned plastic -Vs C \ CD sa \ D \ O metal tubes 2 corresponding to the energy absorbers 18 and 19. This forming process is performed by plastic deformation using roller pressure, ie pressure rolling (a first manufacturing step).

Som resultat av ovannämnda valsformningsprocess bildas lika ringformade gap på 1,5-2 mm utmed hela omkretsen mellan rörets 2 ytterdiameter och de ringformade spårens 5 ytterdiameter.As a result of the above-mentioned roll-forming process, equal annular gaps of 1.5-2 mm are formed along the entire circumference between the outer diameter of the tube 2 and the outer diameter of the annular grooves 5.

Fig. 4 visar den formkonstruktion vid vilken en fast matris 20 inkluderar en första fast matris 21 och en andra fast matris 22 som är styvt inbördes förenade. Den första fasta matrisen 21 uppvisar ett urtag 24 för att styra en första rörlig matris 23 och andra rörliga matriser 37, 51, 65 och 83 som skall beskrivas senare samt en borrning 25 för att bibehålla ämnesrörets 2 ytterdiameter. Den andra fasta matrisen 22 uppvisar en formyta 26 åtminstone på ena sidan, företrädesvis på båda sidorna, av en rörmottagande borrning 27 för att forma en plan del 4 i det om- råde av röret 2 som befinner sig på avstånd från den ratt som skall förenas med ytterhylsan 3. Den röret mottagande borrningen 27 står i ena änden i förbindelse med borrningen 25 i den första fasta matrisen 21, varvid rörets andra ände utgör en blindände.Fig. 4 shows the mold construction in which a solid matrix 20 includes a first solid matrix 21 and a second solid matrix 22 which are rigidly interconnected. The first fixed die 21 has a recess 24 for guiding a first movable die 23 and second movable dies 37, 51, 65 and 83 to be described later and a bore 25 for maintaining the outer diameter of the blank tube 2. The second fixed die 22 has a mold surface 26 on at least one side, preferably on both sides, of a tube receiving bore 27 to form a flat portion 4 in the area of the tube 2 which is spaced from the steering wheel to be joined. with the outer sleeve 3. The bore 27 receiving the tube communicates at one end with the bore 25 in the first fixed die 21, the other end of the tube forming a blind end.

Såsom visas i fig. 6 uppvisar den första rörliga matrisen 23, från en främre ände (den högra änden i fig. 6) inåt (åt vänster i fig. 6) en konisk yta 28 med förutbestämd vinkel 61, en cylin- drisk yta 29 för att pressa, tryck eller klämma området av röret 1 intill ratten, en konisk yta 30 med förutbestämd vinkel 62, och en cylindrisk yta 31 för att pressa området av röret 1 in- till ratten. De olika delar eller sektioner som visas i fig. 6 uppvisar exempelvis följande dimensioner och vinklar: Dl = ö 22 mm D2 = o 20,1 mm D3 = o 18,2 mm Ûl = l5° 62 = l5° L1 = 21 mm 460 799 Dimensionerna är sålunda bestämda för att etablera följande förhållandetal: D3 < D2 < Dl.As shown in Fig. 6, the first movable die 23, from a front end (the right end in Fig. 6) inwardly (to the left in Fig. 6), has a conical surface 28 with a predetermined angle 61, a cylindrical surface 29 to press, push or clamp the area of the tube 1 adjacent the steering wheel, a conical surface 30 with a predetermined angle 62, and a cylindrical surface 31 for pressing the area of the tube 1 into the steering wheel. The different parts or sections shown in Fig. 6 have, for example, the following dimensions and angles: D1 = ö 22 mm D2 = o 20.1 mm D3 = o 18.2 mm Ûl = l5 ° 62 = l5 ° L1 = 21 mm 460 799 The dimensions are thus determined to establish the following ratios: D3 <D2 <D1.

Röret 2 som erhålles i det första tillverkningssteget visat i fig. 3 placeras i den fasta matrisen 20 och utsättes för press- ning eller tryck av den fasta matrisen 20 och den första rörliga matrisen 23. Som resultat härav pressas, såsom visas i fig. 5 och 7, röret i området på avstånd från ratten, så att den plana delen 4 bildas, och vid ändområdet intill ratten för bildning av en med två ansatser eller diameterreduktionspartier försedd axeldel 32 med mindre diametrar än rörets 2 ytterdiameter (det andra tillverkningssteget).The tube 2 obtained in the first manufacturing step shown in Fig. 3 is placed in the solid die 20 and subjected to pressing or pressure by the solid die 20 and the first movable die 23. As a result, as shown in Fig. 5, the tube is pressed or pressed. and 7, the tube in the area spaced from the steering wheel, so that the flat part 4 is formed, and at the end area adjacent to the steering wheel to form a shaft portion 32 provided with two projections or diameter reduction portions with diameters smaller than the outer diameter of the tube 2 (the second manufacturing step).

Tvåansatsaxeldelen 32 inkluderar en kona 33 med vinkeln 61, en cylindrisk del 34 med ytterdiametern D2, en kona 35 med vinkeln 02, och en cylindrisk del 36 med ytterdiametern D3. Dessa sek- tioner är anordnade i den angivna ordningen mot ytteränden för att motsvara den första rörliga matrisens 23 formytestruktur.The two-axis shaft part 32 includes a cone 33 with the angle 61, a cylindrical part 34 with the outer diameter D2, a cone 35 with the angle 02, and a cylindrical part 36 with the outer diameter D3. These sections are arranged in the order indicated towards the outer end to correspond to the mold surface structure of the first movable matrix 23.

Fig. 8 visar en andra rörlig matris 37 för att forma axeldelen 32 i två steg (fig. 7) till en treansatsaxeldel 44 med förform- ningsdimensioner (fig. 9). Såsom visas i fig. 8 uppvisar den andra rörliga matrisen 37, från den främre änden i riktning in- åt, en konisk yta 38 med förutbestämd vinkel 03, en cylindrisk yta 39, en konisk yta 40 med förutbestämd vinkel 64, en cylin- drisk yta 41, en konisk yta 42 med förutbestämd vinkel 05, och en cylindrisk yta 43 för att hoppressa området av röret 1 intill ratten. De olika sektionerna som visas i fig. 8 uppvisar t.ex. följande dimensioner och vinklar: D1 = 9 22 mm D2 = ö 20,1 mm D3 = $ 18,2 mm D4 = $ 15,1 mm Ll = 21 mm L2 = 20 mm 4-68 799 03 = 30° 64 = 25° 05 = 13° Dimensionerna och vinklarna har sålunda bestämts för att etable- ra följande relativa förhållandetal: D4 < D3 < D2 < D1; 63 > 01 och 64 > 62.Fig. 8 shows a second movable die 37 for forming the shaft part 32 in two steps (Fig. 7) into a three-axis shaft part 44 with preforming dimensions (Fig. 9). As shown in Fig. 8, the second movable die 37, from the front end in the inward direction, has a conical surface 38 with a predetermined angle ,3, a cylindrical surface 39, a conical surface 40 with a predetermined angle 64, a cylindrical surface 41, a conical surface 42 with predetermined angle 05, and a cylindrical surface 43 for compressing the area of the tube 1 adjacent the steering wheel. The different sections shown in Fig. 8 show e.g. the following dimensions and angles: D1 = 9 22 mm D2 = ö 20.1 mm D3 = $ 18.2 mm D4 = $ 15.1 mm Ll = 21 mm L2 = 20 mm 4-68 799 03 = 30 ° 64 = 25 ° 05 = 13 ° The dimensions and angles have thus been determined to establish the following relative ratios: D4 <D3 <D2 <D1; 63> 01 and 64> 62.

Röret 2 som erhålles vid det andra tillverkningssteget och visat i fig. 7 placeras i den fasta matrisen 20 (fig. 4) och utsättes för pressning av den fasta matrisen 20 och den andra rörliga matrisen 37. Som resultat härav pressas röret 2 så att det er- håller en treansatsaxeldel 44 med förformningsdimensioner visade i fig. 9 (det tredje tillverkningssteget).The tube 2 obtained in the second manufacturing step and shown in Fig. 7 is placed in the solid die 20 (Fig. 4) and subjected to pressing of the solid die 20 and the second movable die 37. As a result, the tube 2 is pressed so that it obtains a three-axis shaft member 44 having preformed dimensions shown in Fig. 9 (the third manufacturing step).

Treansatsaxeldelen 44 inkluderar en kona 45 med en vinkel 03, en cylindrisk del 46 med ytterdiametern D2, en kona 47 med vinkeln 64, en cylindrisk del 48 med ytterdiametern D3, en kona 49 med vinkeln 65 och en cylindrisk del 50 med ytterdiametern D4. Dessa delar eller sektioner är anordnade i angiven ordning mot ytter- änden för att motsvara formytestrukturen hos den andra rörliga matrisen 37.The three-axis shaft part 44 includes a cone 45 with an angle 03, a cylindrical part 46 with the outer diameter D2, a cone 47 with the angle 64, a cylindrical part 48 with the outer diameter D3, a cone 49 with the angle 65 and a cylindrical part 50 with the outer diameter D4. These parts or sections are arranged in a specified order towards the outer end to correspond to the mold surface structure of the second movable matrix 37.

Fig. 10 visar en tredje rörlig matris 51 för att forma tre- ansatsaxeldelen 44 som har förformningsdimensioner (fig. 9) till en treansatsaxeldel 58 med mellanliggande formningsdimensioner (fig. 11). Den tredje rörliga matrisen 51 uppvisar, från en främre ände i riktning inåt, en krökt yta 52, en cylindrisk yta 53, en konisk yta 54 med förutbestämd vinkel 04, en cylindrisk yta 55, en konisk yta 56 med förutbestämd vinkel 66, och en cylindrisk yta 57 för att hoppressa området av röret 1 intill ratten. De olika i fig. 10 visade sektionerna har exempelvis följande dimensioner och vinklar: D1 = o 22 mm D2 = ö 20,1 mm D3 = o 18,2 mm D5 = o 14,97 mm 468 799 Ll = 21 mm L2 = 20 mm 64 = 25° 06 = 7° Rl = l mm Dimensionerna och vinklarna är sålunda angivna för att etablera följande förhållandetal: D5 < D3 < D2 < D1 och 06 > 65.Fig. 10 shows a third movable die 51 for forming the three-axis shaft portion 44 having preforming dimensions (Fig. 9) into a three-axis shaft portion 58 with intermediate forming dimensions (Fig. 11). The third movable die 51 has, from a forward end inwardly, a curved surface 52, a cylindrical surface 53, a conical surface 54 with a predetermined angle 04, a cylindrical surface 55, a conical surface 56 with a predetermined angle 66, and a cylindrical surface 57 for compressing the area of the tube 1 adjacent the steering wheel. The different sections shown in Fig. 10 have, for example, the following dimensions and angles: D1 = o 22 mm D2 = ö 20.1 mm D3 = o 18.2 mm D5 = o 14.97 mm 468 799 L1 = 21 mm L2 = 20 mm 64 = 25 ° 06 = 7 ° Rl = 1 mm The dimensions and angles are thus given to establish the following ratios: D5 <D3 <D2 <D1 and 06> 65.

Röret 2 vilket erhålles som resultat av det tredje tillverk- ningssteget och vilket visas i fig. 9 placeras i den fasta matrisen 20 och utsättes för pressning av den fasta matrisen 20 och den tredje rörliga matrisen 51. Som resultat härav hop- pressas röret 2, så att treansatsaxeln 58 erhålles med mellan- liggande formningsdimensioner visade i fig. ll (det fjärde tillverkningssteget).The tube 2 obtained as a result of the third manufacturing step and shown in Fig. 9 is placed in the solid die 20 and subjected to pressing of the solid die 20 and the third movable die 51. As a result, the tube 2 is compressed. so that the three-axis shaft 58 is obtained with intermediate forming dimensions shown in Fig. 11 (the fourth manufacturing step).

Treansatsaxeldelen 58 med mellanliggande formningsdimensioner inkluderar en krökt del 59, en cylindrisk del 60 med ytterdiame- tern D2, en kona 61 med vinkeln 64, en cylindrisk del 62 med ytterdiametern D3, en kona 63 med vinkeln 66, och en cylindrisk del 64 med ytterdiametern D5. Dessa sektioner eller delar är anordnade i angiven ordning mot ytteränden för att motsvara formytstrukturen hos den tredje rörliga matrisen 51.The three-axis shaft portion 58 with intermediate forming dimensions includes a curved portion 59, a cylindrical portion 60 having the outer diameter D2, a cone 61 having the angle 64, a cylindrical portion 62 having the outer diameter D3, a cone 63 having the angle 66, and a cylindrical portion 64 having the outer diameter D5. These sections or parts are arranged in a specified order towards the outer end to correspond to the mold surface structure of the third movable matrix 51.

Fig. 12 visar den fjärde rörliga matrisen 65 för att forma tre- ansatsaxeldelen 58 med mellanliggande formningsdimensioner (fig. 11) till en fyransatsaxeldel 74 med dimensioner som nära motsva- rar slutdimensionerna (fig. 13). Den fjärde rörliga matrisen 65 uppvisar, från en främre ände i riktning inåt, en krökt yta 66, en cylindrisk yta 67, en konisk yta 68 med förutbestämd vinkel 07, en cylindrisk yta 69 för att hoppressa rörets 1 område in- till ratten, en konisk yta 70 med förutbestämd vinkel 68, en cylindrisk yta 71, en konisk yta 72 med förutbestämd vinkel 69, och en cylindrisk yta 73 för att hoppressa rörets 1 område in- till ratten. De olika i fig. 12 visade sektionerna har exempel- vis följande dimensioner och vinklar: 4-68 799 D1 = ø 22 mm D2 = o 20,1 mm D6 = $ 19,23 mm D5 = o 14,97 mm D7 = q 12,9 mm L3 = 8 mm L4 = 33 mm L5 = 14 mm Rl = l mm 97 = l5° 08 = 5,7° 69 = 1s° Dimensionerna och vinklarna har sålunda bestämts för att etable- ra följande förhållandetal: D7 < D5 < D6 < D2 < Dl; 67 < 04 och 68 > 66.Fig. 12 shows the fourth movable die 65 for forming the three-axis shaft portion 58 with intermediate forming dimensions (Fig. 11) into a four-axis shaft portion 74 with dimensions closely corresponding to the final dimensions (Fig. 13). The fourth movable die 65 has, from a front end in the inward direction, a curved surface 66, a cylindrical surface 67, a conical surface 68 with a predetermined angle 07, a cylindrical surface 69 for compressing the area of the tube 1 into the steering wheel, a conical surface 70 with predetermined angle 68, a cylindrical surface 71, a conical surface 72 with predetermined angle 69, and a cylindrical surface 73 for compressing the area of the tube 1 into the steering wheel. The various sections shown in Fig. 12 have, for example, the following dimensions and angles: 4-68 799 D1 = ø 22 mm D2 = o 20.1 mm D6 = $ 19.23 mm D5 = o 14.97 mm D7 = q 12.9 mm L3 = 8 mm L4 = 33 mm L5 = 14 mm R1 = 1 mm 97 = l5 ° 08 = 5.7 ° 69 = 1s ° The dimensions and angles have thus been determined to establish the following ratios: D7 < D5 <D6 <D2 <D1; 67 <04 and 68> 66.

Röret 2 erhållet som resultat av det fjärde tillverkningssteget och visat i fig. ll placeras i den fasta matrisen 20 och ut- sättes för pressning av den fasta matrisen 20 och den fjärde rörliga matrisen 65. Som resultat härav hoppressas röret 2 så att fyransatsaxeldelen 74 erhålles med dimensioner som nära mot- svarar slutdimensionerna såsom visas i fig. 13 (det femte till- verkningssteget).The tube 2 obtained as a result of the fourth manufacturing step and shown in Fig. 11 is placed in the fixed die 20 and is subjected to pressing of the solid die 20 and the fourth movable die 65. As a result, the tube 2 is compressed so that the four-axis shaft part 74 is obtained. with dimensions that closely correspond to the final dimensions as shown in Fig. 13 (the fifth manufacturing step).

Fyransatsaxeldelen 74 inkluderar en krökt del 75, en cylindrisk del 76 med ytterdiametern D2, en kona 77 med vinkeln 07, en cylindrisk del 78 med ytterdiametern D6, en kona 79 med vinkeln 08, en cylindrisk del 80 med ytterdiametern D5, en kona 81 med vinkeln 09 och en cylindrisk del 82 med ytterdiametern D7. Dessa sektioner är anordnade i angiven ordning mot ytteränden för att motsvara formytestrukturen hos den fjärde rörliga matrisen 65.The four-axis shaft part 74 includes a curved part 75, a cylindrical part 76 with the outer diameter D2, a cone 77 with the angle 07, a cylindrical part 78 with the outer diameter D6, a cone 79 with the angle 08, a cylindrical part 80 with the outer diameter D5, a cone 81 with angle 09 and a cylindrical part 82 with the outer diameter D7. These sections are arranged in a specified order towards the outer end to correspond to the mold surface structure of the fourth movable matrix 65.

Fig. 14 visar en femte rörlig matris 83 för att forma axeldelen 72 i fyra steg med dimensionerna nära slutdimensionerna (fig. 13) till en fyransatsaxeldel 94 med slutdimensionerna (fig. 15).Fig. 14 shows a fifth movable die 83 for forming the shaft portion 72 in four steps with the dimensions close to the final dimensions (Fig. 13) into a four-shaft shaft portion 94 with the final dimensions (Fig. 15).

Den femte rörliga matrisen 83 uppvisar från en främre ände i 1168 799 10 riktning inåt, en krökt yta 84, en cylindrisk yta 85, en konisk yta 86 med den förutbestämda vinkeln 07, en cylindrisk yta 87, en konisk yta 88 med förutbestämd vinkel 610, en cylindrisk yta 89, en konisk yta 90 med den förutbestämda vinkeln 68, en cylin- drisk yta 91, en konisk yta 92 med förutbestämd vinkel 011 och en cylindrisk yta 93. De olika i fig. 14 visade sektionerna har exempelvis följande dimensioner och vinklar: Dl = ø 22 mm D8 = ö 20 mm Ds = q> 19,23 mm D5 = ö 14,97 mm D7 = ö 12,9 mm L3 = 8 mm L6 = 12 mm L7 = 19,65 mm Ls = 13,35 mm R2 = 0,2 mm 67 = l5° 010 = 25° 08 = 5,7° 611 = 25° Dimensionerna och vinklarna har sålunda bestämts för att etablera följande relativa förhållandetal: D7 < D5 < D6 < D8; D8 < D2 0Ch R2 < Rl.The fifth movable die 83 has, from a front end in the inward direction, a curved surface 84, a cylindrical surface 85, a conical surface 86 with the predetermined angle 07, a cylindrical surface 87, a conical surface 88 with a predetermined angle 610 , a cylindrical surface 89, a conical surface 90 with the predetermined angle 68, a cylindrical surface 91, a conical surface 92 with a predetermined angle 011 and a cylindrical surface 93. The various sections shown in Fig. 14 have, for example, the following dimensions and angles: Dl = ø 22 mm D8 = ö 20 mm Ds = q> 19.23 mm D5 = ö 14.97 mm D7 = ö 12.9 mm L3 = 8 mm L6 = 12 mm L7 = 19.65 mm Ls = 13.35 mm R2 = 0.2 mm 67 = l5 ° 010 = 25 ° 08 = 5.7 ° 611 = 25 ° The dimensions and angles have thus been determined to establish the following relative ratios: D7 <D5 <D6 <D8; D8 <D2 0Ch R2 <Rl.

Det rör 2 som erhålles som resultat av det femte tillverknings- steget visat i fig. 13 placeras i den fasta matrisen 20 och ut- sättes för pressning av den fasta matrisen 20 och den femte rör- liga matrisen 83. Som resultat härav sammantryckes röret 2, så att fyransatsaxeln 94 med slutdimensionerna visade i fig. 15 (det sjätte tillverkningssteget) erhålles.The tube 2 obtained as a result of the fifth manufacturing step shown in Fig. 13 is placed in the solid die 20 and subjected to pressing of the solid die 20 and the fifth movable die 83. As a result, the tube 2 is compressed , so that the four-axis shaft 94 with the final dimensions shown in Fig. 15 (the sixth manufacturing step) is obtained.

Fyransatsaxeldelen 94 inkluderar den krökta delen 6, den övre lagerupptagningsdelen 7 med ytterdiametern D8, konan 8 med vinkeln 67, en upptagningsdel 95 för en laqerhållarmutter med ytterdiametern D6, konan 10 med vinkeln 610, skaftet 11, konan 4-68 799 ll 12 med vinkeln 08, en anbringningsdel 96 för ratten med ytter- diametern D5, konan 14 med vinkeln 011 och en upptagningsdel 97 med ytterdiametern D7 för en hållarmutter. Ovannämnda sektioner är anordnade i angiven ordning mot ytteränden för att motsvara formytestrukturen hos den femte rörliga matrisen 83.The four-shaft shaft part 94 includes the curved part 6, the upper bearing receiving part 7 with the outer diameter D8, the cone 8 with the angle 67, a bearing part 95 for a bearing holder nut with the outer diameter D6, the cone 10 with the angle 610, the shaft 11, the cone 4-68 799 ll 12 with the angle 08, a mounting part 96 for the steering wheel with the outer diameter D5, the cone 14 with the angle 011 and a receiving part 97 with the outer diameter D7 for a holding nut. The above sections are arranged in the order indicated towards the outer end to correspond to the mold surface structure of the fifth movable matrix 83.

Därpå utdrages det i fig. 15 visade röret 2 från den fasta matrisen 20 och den femte rörliga matrisen 83. En ytterände av- kapas en förutbestämd sträcka av omkring 3 mm vid anbringnings- delen 97 för hållarmuttern såsom visas med en streckprickad linje i fig. 16. Därefter gängas anbringningsdelen 95 för hållarmuttern för att bilda den gängförsedda delen 9 för att ingripa mot lagerhållarmuttern. På liknande sätt förses delen 97 med gängor för att bilda en gängförsedd del för att ingripa mot en hållarmutter. Hållardelen 96 för ratten räfflas för att bilda den räfflade axeldelen 13. Följaktligen är styraxeln 1 färdig såsom visas med heldragna linjer i fig. 16 och fig. 1 (det sjunde tillverkningssteget).Then, the tube 2 shown in Fig. 15 is pulled out of the fixed die 20 and the fifth movable die 83. An outer end is cut off a predetermined distance of about 3 mm at the mounting portion 97 of the retaining nut as shown by a dashed line in Figs. Next, the mounting member 95 for the retaining nut is threaded to form the threaded portion 9 for engaging the bearing retaining nut. Similarly, the portion 97 is threaded to form a threaded portion for engaging a retaining nut. The holder part 96 for the steering wheel is knurled to form the knurled shaft part 13. Accordingly, the guide shaft 1 is finished as shown in solid lines in Fig. 16 and Fig. 1 (the seventh manufacturing step).

Styraxeln 1, tillverkad på ovan angivet sätt, inkluderar den plana delen 4 för anslutning, ringformade spår 5, en övre lager- upptagningsdel 7, en gängad del 9 för ingrepp i en lagerhållar- mutter, en räfflad axeldel 13 för att ingripa mot ratten och en gängad del 15 för ingrepp av en hållarmutter, vilka är bildade huvudsakligen genom hoppressning såsom integrerade delar av styraxeln 1. I jämförelse med en konventionell styraxel formad av en solid rund stång har styraxeln 1 enligt uppfinningen för- delen att ha liten vikt och kan tillverkas med reducerad form- ningstid och till låg kostnad.The guide shaft 1, manufactured in the manner indicated above, includes the flat part 4 for connection, annular grooves 5, an upper bearing receiving part 7, a threaded part 9 for engaging a bearing holder nut, a knurled shaft part 13 for engaging the steering wheel and a threaded part 15 for engaging a retaining nut, which are formed mainly by compression as integral parts of the guide shaft 1. In comparison with a conventional guide shaft formed by a solid round rod, the guide shaft 1 according to the invention has the advantage of being light and can be manufactured with reduced forming time and at low cost.

Vid den beskrivna tillverkningsmetoden tillverkas styraxeln 1 genom successiv hoppressning eller -tryckning av det plastiska metallröret 2. I jämförelse med konventionella styraxlar som är utformade av en solid stång har styraxeln 1 tillverkad medelst sättet enligt uppfinningen liten vikt. Till skillnad från kon- ventionella tillverkningsmetoder som i huvudsak innefattar skärande bearbetning innefattar tillverkningssättet enligt 468 799 12 uppfinningen i huvudsak pressning eller hoptryckning som erbju- der fördelen av väsentlig reduktion av formningstiden och låga tillverkningskostnader.In the manufacturing method described, the guide shaft 1 is manufactured by successive compression or pressing of the plastic metal tube 2. In comparison with conventional guide shafts which are formed of a solid rod, the guide shaft 1 is manufactured by means of the method according to the invention. Unlike conventional manufacturing methods which mainly involve cutting machining, the manufacturing method according to the invention mainly involves pressing or compression which offers the advantage of a significant reduction of the forming time and low manufacturing costs.

Eftersom vidare styraxeln 1 är ihålig kan vibrationer som över- föres från fordonet absorberas av håligheten och mikrovibratio- ner hos styraxeln 1 kan även förhindras. Eftersom styraxeln 1 är en pressbearbetad produkt har den jämna ytor och hög precision vad gäller dimensionerna och erfordrar icke speciell finish- behandling efter formningen.Furthermore, since the steering shaft 1 is hollow, vibrations transmitted from the vehicle can be absorbed by the cavity and microvibrations of the steering shaft 1 can also be prevented. Since the guide shaft 1 is a press-worked product, it has smooth surfaces and high precision in terms of dimensions and does not require special finishing after molding.

Claims

468 799 13 Patent claims

Guide shaft with energy absorber (18, 19) formed by filling a synthetic resin (17) between the shaft and an outer sleeve (3), which guide shaft (1) comprises a plastic metal tube (2), characterized in that the metal tube (2) in a area at a distance from a steering wheel includes a flat part (4) for connection to said outer sleeve (3) and a number of annular grooves (5) intended to be filled with the synthetic resin and, in an area adjacent to the steering wheel, an upper receiving part (7) for a bearings, a threaded part (9) for engaging a bearing retaining nut, a knurled shaft portion (13) for engaging the steering wheel and a threaded part (15) for engaging a retaining nut, all elements of which are integral parts of the plastic metal pipe (2) and are arranged in the specified order in the direction of the outer end of the pipe (2).

Method of manufacturing a guide shaft (1) having a guide shaft (1) and formed by filling a synthetic resin (17) between the shaft and an outer sleeve (3), characterized in that it comprises a first forming step by means of pressure rolling of a ring. shaped grooves (5) in positions corresponding to the position of the energy absorbers in a plastic metal tube (2) of predetermined length, a second step, in which the tube (2) is subjected to pressing or pressure treatment in a solid matrix (20) with a mold surface (26) for forming a flat part (4) in an area of the tube (2) at a distance from the knob for connection to the outer sleeve (3), and in a first movable matrix (23) with mold surfaces (29, 31 ) to form a shaft part (32) with two projections or diameter reduction portions in an area of the tube (2) adjacent to the steering wheel, to thereby compress or push the tube (2) to form the flat part (4) in that area of the tube (2) spaced from the steering wheel and to form the two-axis shaft portion (32) in the region of the tube next to the steering wheel, which two-axis shaft part (32) has a smaller diameter than the outer diameter of the tube (2), -ß CH CC '<1 \ O \ O 14 a third step in which the tube (2) is subjected to pressing or pressure treatment of the fixed die (20) and a second movable die (37) to form a three-axis shaft portion (44) having preformed dimensions, thereby compressing the area of the tube (2) adjacent the steering wheel to reshape the two-axis shaft portion (32). ) to the three-axis shaft part (44) with preforming dimensions, a fourth step in which the tube (2) is subjected to pressing or pressure treatment of the fixed die (20) and a third movable die (51) to reshape the three-axis shaft part (44) with preform dimensions for a three-axis shaft portion (58) with intermediate dimensions, thereby compressing the area of the tube (2) adjacent the steering wheel to form the three-axis shaft portion (44) with pre-dimensional dimensions for the three-axis shaft portion (58) with intermediate dimensions, a fifth step in which the tube (2) is subjected to pressing or pressure treatment of the solid die (20) and a fourth movable die (65) to form the three-axis shaft portion (58) with intermediate forming dimensions into a four-axis shaft portion (74) having dimensions such as is close to the final dimensions of a receiving part (7) for a bearing, a receiving part (95) for a nut and a receiving part (96) for a steering wheel and a nut receiving part (97) for thereby compressing the area of the tube (2) adjacent the wheel to form the three-axis shaft portion (58) with intermediate dimensions to said four-axis shaft portion (74) having dimensions close to the final dimensions, a sixth step in which the tube (2) is subjected to pressing or pressure treatment of the fixed die (20) and a fifth movable die (83) for forming the four-shaft shaft portion (74) with dimensions close to the final dimensions, so that final dimensions are obtained for a bearing portion (7) for a bearing, the nut receiving portion (95), the steering wheel receiving portion the portion (96) and the nut receiving portion (97), thereby compressing the area of the tube (2) adjacent the guide wheel to form the four-axis shaft portion (74) having dimensions close to the final dimensions to a four-axis shaft portion (94) having the final dimensions, and a seventh step at which an outer end having predetermined dimensions for said nut receiving part (97) is cut off, after which the nut receiving parts (95, 97) are threaded, and the steering wheel receiving part (96) is knurled.