SE468799B - Styraxel och tillverkningssaett foer denna - Google Patents

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.

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.

Andra ändamål med uppfinningen kommer att framgå av följande beskrivning av en föredragen utföringsform.

Kortfattad redogörelse för ritningarna Fig. 1 är en delvis skuren sidovy av en styraxel enligt före- liggande uppfinning.

Fig. 2 är en sidovy av ett plastiskt metallrör före dess form- ning.

Fig. 3 är en sidovy som åskådliggör ett första tillverknings- steg.

Fig. 4 är ett snitt utvisande en första rörlig matris och en fast dyna separerade från varandra.

Fig. 5 åskådliggör ett andra tillverkningssteg.

Fig. 6 är ett förstorat snitt genom den första rörliga dynan.

Fig. 7 åskådliggör en med två ansatser eller diameterreduktions- partier försedd axeldel erhållen efter det andra tillverknings- steget.

Fig. 8 är ett snitt genom den andra rörliga dynan.

Fig. 9 åskådliggör en med tre ansatser försedd axeldel erhållen efter det tredje tillverkningssteget och med förformningsdimen- sioner.

Fig. 10 är ett snitt genom den tredje rörliga matrisen.

Fig. 11 åskådliggör en med tre ansatser försedd axeldel erhållen vid ett fjärde tillverkningssteg och med mellanstora formnings- dimensioner.

Fig. 12 är ett snitt genom en fjärde rörlig matris.

Fig. 13 åskådliggör en med fyra ansatser försedd axeldel er- hållen vid ett femte tillverkningssteg och med dimensioner nära slutdimensionerna.

Fig. 14 är ett snitt genom en femte rörlig matris.

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.

Detaljerad beskrivning av den föredragna utföringsformen En utföringsform av uppfinningen skall nu beskrivas i detalj med hänvisning till ritningarna.

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.

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.

Sättet att tillverka ovannämnda styraxel 1 och en formkonstruk- tion som användes vid tillverkningen skall nu beskrivas med hänvisning till fig. 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.

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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.

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).

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.

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).

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.

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.

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.

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).

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.

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.

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.

Claims (2)

468 799 13 Patentkrav

1. Styraxel med energiupptagare (18, 19) utformad genom fyllning av en syntetharts (17) mellan axeln och en ytterhylsa (3), vilken styraxel (1) innefattar ett plastiskt metallrör (2), kännetecknad av att metallröret (2) i ett område på avstånd från en ratt inkluderar en plan del (4) för förbindelse med nämnda ytterhylsa (3) och ett antal ringformade spår (5) avsedda att fyllas med syntethartsen samt, i ett område intill ratten, en övre upptagningsdel (7) för ett lager, en gängad del (9) för att ingripa mot en lagerhållarmutter, en räfflad axeldel (13) för att ingripa mot ratten och en gängad del (15) för att in- gripa mot en hållarmutter, vilka samtliga element utgör integre- rade delar av det plastiska metallröret (2) och är anordnade i angiven ordning i riktning mot rörets (2) ytterände.

2. Sätt att tillverka en styraxel (1) uppvisande energiupp- tagare (18, 19) och formad genom fyllning av en syntetharts (17) mellan axeln och en ytterhylsa (3), kännetecknat av att det innefattar ett första formningssteg medelst tryckvalsning av ring- formade spår (5) i lägen som motsvarar läget för energiupptagar- na i ett plastiskt metallrör (2) av förutbestämd längd, ett andra steg, vid vilket röret (2) utsättes för press- ning eller tryckbehandling i en fast matris (20) med en formyta (26) för att forma en plan del (4) i ett område av röret (2) på avstånd från ratten för anslutning till ytterhylsan (3), och i en första rörlig matris (23) med formytor (29, 31) för att bilda en axeldel (32) med två ansatser eller diameterreduktionspartier i ett område av röret (2) intill ratten, för att därvid hop- pressa eller -trycka röret (2) för att bilda den plana delen (4) i det område av röret (2) som befinner sig på avstånd från ratten och för att bilda tvåansatsaxeldelen (32) i området av röret (2) intill ratten, vilken tvåansatsaxeldel (32) har mindre diameter än rörets (2) ytterdiameter, -ß CH CC' <1 \O \O 14 ett tredje steg vid vilket röret (2) utsättas för press- ning eller tryckbehandling av den fasta matrisen (20) och en andra rörlig matris (37) för att forma en treansatsaxeldel (44) med förformningsdimensioner, för att därvid hoppressa det område av röret (2) som befinner sig intill ratten för att omforma två- ansatsaxeldelen (32) till treansatsaxeldelen (44) med förform- ningsdimensioner, ett fjärde steg vid vilket röret (2) utsättes för press- ning eller tryckbehandling av den fasta matrisen (20) och en tredje rörlig matris (51) för att omforma treansatsaxeldelen (44) med förformningsdimensioner till en treansatsaxeldel (58) med mellanliggande dimensioner, för att därvid hoppressa det om- råde av röret (2) som befinner sig intill ratten för att forma treansatsaxeldelen (44) med förformningsdimensioner till tre- ansatsaxeldelen (58) med mellanliggande dimensioner, ett femte steg vid vilket röret (2) utsättes för press- ning eller tryckbehandling av den fasta matrisen (20) och en fjärde rörlig matris (65) för att forma treansatsaxeldelen (58) med mellanliggande formningsdimensioner till en fyransatsaxeldel (74) med dimensioner som ligger nära slutdimensionerna hos en upptagningsdel (7) för ett lager, en upptagningsdel (95) för en mutter och en upptagningsdel (96) för en ratt samt en mutterupp- tagningsdel (97) för att därvid hoppressa området av röret (2) intill ratten för att forma treansatsaxeldelen (58) med mellan- liggande dimensioner till nämnda fyransatsaxeldel (74) med dimensioner nära slutdimensionerna, ett sjätte steg vid vilket röret (2) utsättes för press- ning eller tryckbehandling av den fasta matrisen (20) och en femte rörlig matris (83) för att forma fyransatsaxeldelen (74) med dimensioner nära slutdimensionerna, så att slutdimensioner erhålles för en upptagningsdel (7) för ett lager, mutterupptag- ningsdelen (95), den rattupptagande delen (96) och mutterupptag- ningsdelen (97), för att därvid hoppressa området av röret (2) intill styrhjulet för att forma fyransatsaxeldelen (74) med dimensioner nära slutdimensionerna till en fyransatsaxeldel (94) som uppvisar slutdimensionerna, och 15 ett sjunde steg vid vilket en ytterände som uppvisar förutbestämda dimensioner för nämnda mutterupptagningsdel (97) avkapas, varefter mutterupptagningsdelarna (95, 97) gängas, øch den rattupptagande delen (96) räfflas.