SE524098C2

SE524098C2 - Rotatable and longitudinally variable shaft and a method for manufacturing such shaft

Info

Publication number: SE524098C2
Application number: SE0201499A
Authority: SE
Inventors: Anders Sundgren
Original assignee: Ferruform Ab
Priority date: 2002-05-17
Filing date: 2002-05-17
Publication date: 2004-06-29
Also published as: AU2003244271A1; SE0201499D0; WO2003098060A1; SE0201499L; DE10392665T5; DE10392665T8

Abstract

The present invention relates to a rotatable and length-variable shaft. The shaft (1) comprises a first end piece (2), a second end piece (4) and a main tube (3), which has an extension between the first end piece (2) and the second end piece (4). The main tube (3) is fixedly connected to the second end piece (4) and movably connected to the first end piece (2) such that a length variation of the shaft (1) is obtained. The main tube (3) comprises a first elongated area (A1) and a second elongated area (A2), which elongated areas (A1, A2) have a parallel extension along the whole length of the main tube (3) and that the first elongated area (A1) has an external and/or internal surface located at a larger radial distance (r1i, r1u) from a centre axis line (6), extending through the main tube (3), than a radial distance (r2i, r2u) for a corresponding external and/or internal surface of the second elongated area (A2).

Description

en..- sauna 10 15 20 25 30 35 s.. u. n 1 e. n; en ou- ~ -ou . a . n a o o o I ~ a I ~ a a - s s e o s s s -u -u e 1 . u a v a - . a a a . - - a n s a a - ~ v a v n a u - . . - . . n .- 2 konstruktion med vanligtvis fem ingående komponenter som ska fogas samman. en ..- sauna 10 15 20 25 30 35 s .. u. n 1 e. n; and ou- ~ -ou. a. n a o o o I ~ a I ~ a a - s s e o s s s -u -u e 1. u a v a -. a a a. - - a n s a a - ~ v a v n a u -. . -. . n .- 2 construction with usually five constituent components to be joined together.

Kostanden för att tillverka en konventionell kardanaxel är därför relativt hög.The cost of manufacturing a conventional propeller shaft is therefore relatively high.

SAMMANFATTNING AV UPPFINNINGEN Syftet med föreliggande uppﬁnning är tillhanda hålla en roterbar och längdföränderlig axel som är mycket funktionell samtidigt som den uppvisar en enkel konstruktion med ett fåtal ingående delar så att den kan tillverkas till en relativt låg kostnad.SUMMARY OF THE INVENTION The object of the present invention is to provide a rotatable and longitudinally variable shaft which is highly functional while at the same time having a simple construction with a few components so that it can be manufactured at a relatively low cost.

Det ovan angivna syftet uppnås med den inledningsvis nämnda roterbara och längdföränderliga axeln som kännetecknas av vad som anges i patentkravens 1 och ll kärmetecknande delar. Huvudröret tillverkas således av ett väsentligen plant plåtämne.The above object is achieved with the initially mentioned rotatable and length-changing shaft which is characterized by what is stated in the core-drawing parts of claims 1 and 11. The main pipe is thus made of a substantially flat sheet metal blank.

Plåtämnet är proﬁlerat så att det mellan två motsatta ändkanter innefattar ett antal långsträckta parallellt anordnade områden som har en sträckning på olika höjdnivåer.The sheet metal blank is profiled so that between two opposite end edges it comprises a number of elongate parallel arranged areas which have a stretch at different height levels.

Ett sådant långsträckt plåtämne rullfonnas inledningsvis successivt tills en väsentligen rörformad långsträckt kropp bildas där nämnda ändkanter erhåller en position i anslutning till varandra. Plåtämnet rullformas i en sådan riktning att de långsträckta områdena erhåller en sträckning i den rörforrniga kroppens längdriktning. Ändkantema hos den rörfonniga kroppen är eﬁer rullfommingen i kontakt med varandra eller belägna på ett mycket litet avstånd från varandra. Ändkantema förbinds därefter, exempelvis, medelst svetsning så att en helt rörformig kropp bildas. Den rörformiga kroppen kan därefter kapas i delar för att bilda ett ﬂertal huvudrör. Huvudrör tillverkade av en proﬁlerad plåt uppvisar långsträckta områden med väggytor som omväxlande är belägna på olika radiella avstånd från en central axel som sträcker sig genom huvudröret. Härvid erhålls på ett enkelt sätt ett huvudrör med en fonn som både utvändig och invändig kan utnyttjas i ett splineförband. En separat tillverkad hylsa som innefattar utvändiga splines behöver här inte förbindas fast med huvudröret medelst, exempelvis, svetsning. Därmed kan antalet separata delar som en sådan axel tillverkas av reduceras och därmed även tillverkningskostnaden för axeln.Such an elongate sheet metal blank is initially rolled successively successively until a substantially tubular elongate body is formed where said end edges obtain a position adjacent to each other. The sheet blank is rolled in such a direction that the elongate areas obtain a stretch in the longitudinal direction of the tubular body. The end edges of the tubular body are in the roll formation in contact with each other or located at a very small distance from each other. The end edges are then connected, for example, by welding so that a completely tubular body is formed. The tubular body can then be cut into pieces to form a number of main tubes. Main pipes made of a profiled sheet have elongated areas with wall surfaces which are alternately located at different radial distances from a central axis extending through the main pipe. In this way, a main pipe is obtained in a simple manner with a form that can be used both externally and internally in a spline joint. A separately manufactured sleeve which comprises external splines need not be fixedly connected to the main pipe by means of, for example, welding. Thus, the number of separate parts that such a shaft is manufactured from can be reduced and thus also the manufacturing cost of the shaft.

Enligt en föredragen utföringsfonn av föreliggande uppﬁnning innefattar huvudröret ett härdat material. I de fall axeln utnyttjas för att överföra vridmoment med stora värden är det lämpligt att axeln innefattar ett härdat material. Härvid kan relativt tuima plåtämnen utnyttjas som utgångsmaterial för att tillverka huvudröret. Härdningen av huvudröret utförs med fördel efter att det rullformats och svetsats samman till en fullständig rörfonn. Företrädesvis innefattar huvudröret ett induktionshärdat material. nnnnn lO l5 20 25 30 35 n.. nnn n n nn nn n nn n. n nn n n n a nn n. n n n n n nnnn n nu n n n n n n n oo v I I 1 n n n n n n n n n n n n n n n n . n n n n n a.According to a preferred embodiment of the present invention, the main pipe comprises a hardened material. In cases where the shaft is used to transmit torque with large values, it is suitable that the shaft comprises a hardened material. In this case, relatively thin sheet metal blanks can be used as starting material for manufacturing the main pipe. The hardening of the main pipe is advantageously carried out after it has been rolled and welded together into a complete pipe form. Preferably, the main tube comprises an induction hardened material. nnnnn lO l5 20 25 30 35 n .. nnn n n nn nn nn n nn n. n n n n n a.

Induktionshärdning är en fördelaktig härdningsmetod i synnerhet i samband med en automatiserad tillverkning av långsträckta proﬁlelement såsom rör.Induction hardening is an advantageous hardening method, especially in connection with an automated manufacture of elongate profile elements such as pipes.

Enligt en annan föredragen utföringsfonn av föreliggande uppﬁnning innefattar det första ändstycket och det andra ändstycket en rörformad del med en tvärsnittsproﬁl som medger en montering på huvudrörets insida eller utsida. Det första ändstycket tillhandahåller härvid, i ett monterat tillstånd, en axiell rörlighet i förhållande till huvudröret. Det andra ändstycket kan skjutas på eller in i huvudröret ett stycke innan en fast förbindning upprättas med huvudröret medelst, exempelvis, svetsning.According to another preferred embodiment of the present invention, the first end piece and the second end piece comprise a tubular part with a cross-sectional profile which allows a mounting on the inside or outside of the main tube. The first end piece hereby provides, in an assembled condition, an axial movement in relation to the main pipe. The second end piece can be slid on or into the main pipe a short distance before a fixed connection is established with the main pipe by means of, for example, welding.

Företrädesvis tillverkas ändstyckena på ett väsentligen motsvarande sätt av var sitt proﬁlerat plåtämne som mellan två motsatta ändkanter innefattar åtminstone två olika långsträckta områden. De långsträckta områdena har en väsentligen parallell sträckning och ytor belägna på olika nivåer. De respektive plåtänmena rullformas till en väsentligen rörformig kropp där ändkantema erhållit en position i anslutning till varandra. Plåtärrmena är härvid så orienterade under rullformningsprocessen att ändkanterna erhåller en sträckning i den bildade rörformiga kroppens längdriktning.Preferably, the end pieces are manufactured in a substantially corresponding manner from their respective profiled sheet metal, which between two opposite end edges comprises at least two different elongate areas. The elongated areas have a substantially parallel stretch and surfaces located at different levels. The respective plate ends are rolled into a substantially tubular body where the end edges have obtained a position adjacent to each other. The plate sleeves are in this case so oriented during the roll-forming process that the end edges obtain a stretch in the longitudinal direction of the formed tubular body.

Däreﬂer svetsas ändkantema samman så att en perifert helt sluten rörforrnig kropp bildas. En del av den rörformiga kroppen formas plastiskt, exempelvis, medelst varmfonnning eller pressning till en anslutningsdel som medger en förbindning av det respektive ändstycket med anslutande komponenter. Den resterande delen av ändstyckena utgörs av en rörformad del med en tvärsnittsproﬁl som medger en förbindning med huvudröret på dess insida eller utsida. Ändstyckenas tillverkas således av plåtänmen med en väsentligen motsvarande proﬁlering som plåtärnnena av vilka huvudrören tillverkas. Ändstyckenas rörformade delar erhåller därvid en motsvarande tvärsnittsform som huvudröret men med en något större eller mindre diameter för att medge en montering inuti eller utanpå huvudröret.In this case, the end edges are welded together to form a peripherally completely closed tubular body. A part of the tubular body is plastically formed, for example, by hot forming or pressing into a connecting part which allows a connection of the respective end piece with connecting components. The remaining part of the end pieces consists of a tubular part with a cross-sectional profile which allows a connection with the main pipe on its inside or outside. The end pieces are thus manufactured from the sheet metal sleeve with a substantially corresponding proliferation as the sheet metal sheets from which the main tubes are manufactured. The tubular parts of the end pieces thereby obtain a corresponding cross-sectional shape as the main tube but with a slightly larger or smaller diameter to allow a mounting inside or outside the main tube.

Enligt en arman fóredragen utföringsform av föreliggande uppfinning innefattar huvudröret ett tredje områden, som är beläget mellan de första och andra långsträckta områdena och innefattar en yta med en sådan lutning så att endast överföring av ett vridmoment upp till en viss nivå endast medges via den fórskjutbara förbindningen mellan huvudröret och det första ändstycket. Om ett vridmomentet, som överstiger nämnda nivå, ska överföras i ett sådant format splineförband som innefattar lutande kontaktytor erhåller det relativt turma väggmaterialet i splineförbandet en elastisk defonnation. Splineförbandets utskjutande partier och spår vrids därvid ut sitt grepp med varandra med ett smattrande ljud då ett för stort vridmoment försöker överföras vunna 20 25 30 . - . . ~ - . - ~ .- ... .u - . .. .- u -. a. . o. - , .. . - . e - n . . a a.. a e u. - . . ~ . - a . . - - - - o . . . . . . - a - - ~ I v . . . a - - . . . . . - u u. . 4 via axeln. Med en sådan utformning säkerställs så att vridmoment över en bestämd nivå inte överförs via axeln. Därmed förhindras att skador uppkommer på känsliga komponenter som kan ingår i en rörelseöverförande mekanism i vilken nämnda axel ingår som en delkomponent.According to another preferred embodiment of the present invention, the main tube comprises a third region, which is located between the first and second elongate regions and comprises a surface with such a slope that only transmission of a torque up to a certain level is allowed only via the displaceable connection. between the main tube and the first end piece. If a torque exceeding said level is to be transmitted in such a shaped spline joint which comprises inclined contact surfaces, the relatively turmeric wall material in the spline joint receives an elastic defonation. The projecting portions and grooves of the spline joint are thereby rotated out of their grip with each other with a clattering sound when an excessive torque is attempted to be transmitted. -. . ~ -. - ~ .- .... .u -. .. .- u -. a. o. -, ... -. one . . a a .. a e u. -. . ~. - a. . - - - - o. . . . . . - a - - ~ I v. . . a - -. . . . . - u u. 4 via the shaft. With such a design it is ensured that torque above a certain level is not transmitted via the shaft. This prevents damage to sensitive components that can be included in a motion-transmitting mechanism in which said shaft is included as a sub-component.

Enligt en annan föredragen utföringsform av föreliggande uppﬁnning innefattas axeln i ett fordon. I fordon används rörelseöverförande axlar i olika sammanhang som erfordrar en längdförändririg. En kardanaxel hos ett fordon, vilken ingår som en del av en drivlina, erfordrar vanligtvis en sådan längdförändring. En sådan längdförändring erfordras av kardanaxeln så att den kan uppta rörelser från olika komponenter i fordonets drivlina.According to another preferred embodiment of the present invention, the axle is included in a vehicle. In vehicles, motion-transmitting axles are used in various contexts that require a change in length. A PTO shaft of a vehicle, which is part of a driveline, usually requires such a change in length. Such a change in length is required by the propeller shaft so that it can accommodate movements from various components in the vehicle's driveline.

KORT BESKRIVNING AV RITNINGARNA I det följ ande beskrivs såsom exempel föredragna utföringsformer av uppﬁnningen med hänvisning till bifogade ritningar, på vilka: Fig. 1 visar en kardanaxel enligt föreliggande uppﬁnning, Fig. 2 visar ett huvudrör hos kardanaxeln, F ig. 3 visar en tvärsnittsvy av huvudröret, Fig. 4 visar ett första ändstycke, Fig. 5 visar ett andra ändstycke och Fig. 6 visar ett förfarande för att tillverka en kardanaxel.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS In the following, exemplary preferred embodiments of the invention are described with reference to the accompanying drawings, in which: Fig. 1 shows a propeller shaft according to the present invention, Fig. 2 shows a main tube of the propeller shaft, Figs. Fig. 3 shows a cross-sectional view of the main pipe, Fig. 4 shows a first end piece, Fig. 5 shows a second end piece and Fig. 6 shows a method of manufacturing a propeller shaft.

DETALJERAD BESKRIVNING AV FÖREDRAGNA UTFÖRINGSFORMER AV UPPFINNTNGEN F ig. 1 visar en kardanaxel 1 som är inrättad att överföra ett vridmoment i en drivlina i ett fordon. Kardanaxeln 1 har en konstruktion som medger en längdförändring så att den kan uppta längsgående rörelser i drivlinan från, exempelvis, en motor, en växellåda eller en bakaxel hos ett fordon. Kardanaxehi 1 består därför av en första axeldel och en andra axeldel som är förskjutbart anordnad i förhållande till den första axeldelen. Den första axeldelen innefattar ett första ändstycke 2 och den andra axeldel innefattar ett huvudrör 3 och ett andra ändstycke 4. Huvudröret 3 och det andra ändstycket 4 är således fast förbundna med varandra. Kardanaxelns 1 längdförändring con-c 10 15 20 25 30 35 5 2 4 Û 9 8 ' Äï IP' ° 5 medges medelst ett splineförband 5 som är anordnat i förbindningen mellan det första ändstycket 2 och huvudröret 3.DETAILED DESCRIPTION OF PREFERRED EMBODIMENTS OF THE INVENTION FIG. 1 shows a PTO shaft 1 which is arranged to transmit a torque in a driveline of a vehicle. The PTO shaft 1 has a construction which allows a change in length so that it can accommodate longitudinal movements in the driveline from, for example, an engine, a gearbox or a rear axle of a vehicle. The PTO shaft 1 therefore consists of a first shaft part and a second shaft part which is slidably arranged relative to the first shaft part. The first shaft part comprises a first end piece 2 and the second shaft part comprises a main pipe 3 and a second end piece 4. The main pipe 3 and the second end piece 4 are thus fixedly connected to each other. The change in length of the PTO shaft 1 con-c 10 15 20 25 30 35 5 2 4 Û 9 8 'Äï IP' ° 5 is permitted by means of a spline connection 5 which is arranged in the connection between the first end piece 2 and the main pipe 3.

Fig. 2 visar huvudröret 3 som har en proﬁlerad väggyta med en väsentligen konstant väggtjocklek. Huvudröret 3 innefattar här runt sin omkrets fyra stycken symetriskt anordnade första långsträckt områden A1 som var och en har en parallell sträckning längs hela huvudrörets 3 längd. Huvudröret 3 innefattar även runt sin omkrets fyra stycken symetriskt anordnade andra långsträckta områden A2 som även har en parallell sträckning längs hela huvudrörets 3 längd. De första områdena A1 och de andra områdena A2 har en parallell sträckning och är omväxlande anordnade runt huvudrörets 3 omkrets. Det första områdets A1 invändiga yta är belägen på ett första väsentligen konstant radiellt avstånd r11 från en central axellinje 6 som sträcker sig genom huvudröret 3. Det andra områdets A2 invändiga yta är belägen på ett andra väsentligen konstant radiellt avstånd r21 från den centrala axellinjen 6 som sträcker sig genom huvudröret 3. Det första invändiga radiella avståndet r1 är större än det andra invändiga radiella avståndet r21. Eftersom huvudröret 3 har en väsentligen konstant väggtj ocklek är det första områdets A1 utvändiga yta belägen på ett första utvändigt radiellt avstånd r21, som är större än det andra områdets A2 utvändiga yta motsvarande radiella avstånd r21,_ Mellan var och en av de första områdena A1 och de andra områdena A2 sträcker sig ett tredje område A3. Det tredje området A3 irmefattar en lutande invändiga övergångsyta som förbinder det första områdets A1 invändiga yta med det andra områdets A2 invändiga yta. Det tredje områdets A3 invändiga yta bildar en större vinkel v1 än 90° mot det första områdets A1 invändiga yta. Det tredje området A3 innefattar på motsvarande sätt en lutande utvändiga övergångsyta som förbinder det första områdets A1 utvändiga yta med det andra områdets A2 utvändiga yta. Det tredje områdets A3 yttre utvändiga yta bildar en större vinkel v., än 90° mot det andra områdets A2 utvändiga yta.Fig. 2 shows the main pipe 3 which has a profiled wall surface with a substantially constant wall thickness. The main tube 3 here comprises around its circumference four symmetrically arranged first elongate areas A1 which each have a parallel stretch along the entire length of the main tube 3. The main pipe 3 also comprises around its circumference four symmetrically arranged other elongate areas A2 which also have a parallel extension along the entire length of the main pipe 3. The first areas A1 and the second areas A2 have a parallel stretch and are alternately arranged around the circumference of the main pipe 3. The inner surface of the first region A1 is located at a first substantially constant radial distance r11 from a central axis 6 extending through the main tube 3. The inner surface of the second region A2 is located at a second substantially constant radial distance r21 from the central axis 6 which extends through the main tube 3. The first internal radial distance r1 is larger than the second internal radial distance r21. Since the main pipe 3 has a substantially constant wall thickness, the outer surface of the first region A1 is located at a first outer radial distance r21, which is larger than the outer surface of the second region A2 corresponding to radial distance r21, between each of the first regions A1 and the second areas A2 extend a third area A3. The third area A3 comprises a sloping inner transition surface which connects the inner surface of the first region A1 with the inner surface of the second region A2. The inner surface of the third region A3 forms a greater angle v1 than 90 ° to the inner surface of the first region A1. The third region A3 correspondingly comprises a sloping outer transition surface which connects the outer surface of the first region A1 with the outer surface of the second region A2. The outer outer surface of the third region A3 forms a greater angle v., Than 90 ° to the outer surface of the second region A2.

Fig. 4 visar det första ändstycket 2. Det första ändstycket 2 innefattar en anslumingsdel 2a som har en rundad form med urtagningar 7 för att mottaga, exempelvis, ett knutkors för att medge en ledbar förbindning av kardanaxeln 1 med en anslutande komponent i fordonets drivlina. Det första ändstycket 2 innefattar även en rörformad del 2b som innefattar fyra stycken symetriskt anordnade första långsträckt områden B1 som var och en har en parallell sträckning längs hela den rörformade delen 2b. Det första långsträckta områdena B1 sträcker sig även över anslutningsdelen. Den rörforrnade delen 2b innefattar även fyra stycken symetriskt anordnade andra långsträckta områden 10 15 20 25 30 35 5 2 4 0 9 8 šï* I§Éf - åk Éffš- 5 6 B; som var och en har en parallell sträckning längs hela den rörformade delen 2b. De första områdena B; och de andra områdena B; har en parallell sträckning men är belägna på olika avstånd från en central axel som sträcker sig genom den rörfonnade delen 2b. Mellan var och en av de första områdena B; och de andra områdena B; sträcker sig ett tredje område B3. Det tredje området B; innefattar en lutande övergångsyta som förbinder det första området B; med det andra området B;. Det första ändstyckets 2 långsträckta områden B;, B;, B; har här en yttre tvärsnittsproﬁl som överensstämmer med huvudrörets 3 långsträckta områden A;, A;, A3 inre tvärsnittsproﬁl, d.v.s. en motsvarande tvärsnittsproﬁl som visas i Fig.3. Den _ rörformade delen 2b kan därför skjutas in i huvudröret 3. Därmed erhålls en axiellt rörlig förbindning 5 mellan det första ändstycket 2 och huvudröret 3. Det första ändstyckets 2 rörformad del 2b innefattar en slits 8. Med en sådan slits 8 underlättas en elastisk deformering inåt av den rörformade delens 2b utskjutande områden B; som är i ingrepp på insidan av huvudrörets utskjutande områden A;. Genom en lämplig lutning av den rörformade delens 2b områden B 3 och huvudrörets 3 lutande område A3 erhålls här endast överföring av ett vridmoment upp till en viss nivå. Vinkeln v; bör härvid vara trubbig och således vara större än 90°. Därmed undviks skador på känsliga komponenter i fordonets drivlina.Fig. 4 shows the first end piece 2. The first end piece 2 comprises a connecting part 2a which has a rounded shape with recesses 7 for receiving, for example, a knot cross to allow a hinged connection of the propeller shaft 1 with a connecting component in the vehicle's driveline. The first end piece 2 also comprises a tubular part 2b which comprises four symmetrically arranged first elongate areas B1 which each have a parallel stretch along the entire tubular part 2b. The first elongate areas B1 also extend over the connecting part. The tubular part 2b also comprises four symmetrically arranged other elongate areas 10 15 20 25 30 35 5 2 4 0 9 8 šï * I§Éf - åk Éffš- 5 6 B; each having a parallel stretch along the entire tubular portion 2b. The first areas B; and the other areas B; have a parallel stretch but are located at different distances from a central axis extending through the tubular part 2b. Between each of the first areas B; and the other areas B; extends a third area B3. The third area B; comprises an inclined transition surface connecting the first area B; with the second area B ;. Elongated areas B ;, B ;, B; has here an outer cross-sectional profile which corresponds to the elongated areas A ;, A ;, A3 inner cross-sectional profile of the main pipe 3, i.e. a corresponding cross-sectional profile shown in Fig.3. The tubular part 2b can therefore be slid into the main tube 3. Thereby an axially movable connection 5 is obtained between the first end piece 2 and the main tube 3. The tubular part 2b of the first end piece 2 comprises a slot 8. With such a slot 8 an elastic deformation is facilitated inwardly of the projecting areas B of the tubular part 2b; which engages on the inside of the projecting areas A ;. By a suitable inclination of the areas B 3 of the tubular part 2b and the inclined area A3 of the main pipe 3, only a transmission of a torque up to a certain level is obtained here. Angle v; should be blunt and thus greater than 90 °. This avoids damage to sensitive components in the vehicle's driveline.

Fig. 5 visar det andra ändstycket 4. Det andra ändstycket 4 innefattar en anslutningsdel 4a som har en rundad form med urtagriingar 7 för att mottaga, exempelvis, ett lmutkors för att medge en ledbar förbindning av kardanaxeln l med en anslutande komponent i fordonets drivlina. Det andra ändstycket 4 innefattar även en rörforrnad del 4b som innefattar fyra stycken symetriskt anordnade första långsträckt områden C; som var och en har en parallell sträckning längs hela den rörformade delen 4b. Den rörformade delen 4b innefattar även fyra stycken symetriskt anordnade andra långsträckta områden C; som var och en har en parallell sträckning längs hela den rörformade delen 4b. De första områdena C; och de andra områdena C; har en parallell sträckning men är belägna på olika radiella avstånd från en central axel som sträcker sig genom den rörformade delen 4b. Mellan var och en av de första områdena C; och de andra områdena C; sträcker sig ett tredje område C;. Det tredje området C; innefattar en lutande övergångsyta som förbinder det första området C; med det andra området C;.Fig. 5 shows the second end piece 4. The second end piece 4 comprises a connecting part 4a which has a rounded shape with recesses 7 for receiving, for example, a bead cross to allow a hinged connection of the propeller shaft 1 with a connecting component in the vehicle driveline. The second end piece 4 also comprises a tubular part 4b which comprises four symmetrically arranged first elongate areas C; each having a parallel stretch along the entire tubular portion 4b. The tubular part 4b also comprises four symmetrically arranged other elongate areas C; each having a parallel stretch along the entire tubular portion 4b. The first areas C; and the other areas C; have a parallel extension but are located at different radial distances from a central axis extending through the tubular part 4b. Between each of the first areas C; and the other areas C; extends a third area C ;. The third area C; comprises an inclined transition surface connecting the first region C; with the second region C ;.

Det andra ändstyckets 4 långsträckta områden C;, C;, C; har här en inre tvärsnittsproﬁl som väsentligen överensstämmer med huvudrörets 3 långsträckta områden A;_ A; A3 yttre tvärsnittsproﬁl. Det andra ändstyckets 4 rörformad del 4b kan därvid monteras på utsidan av huvudröret 3. I detta monterade tillstånd förbinds det andra ändstyckets 4 osams 10 15 20 25 30 35 ... .... ... .. . . . . . . . . . U . .. .. . .. . . .. -. .. . . . ..._ 52 u...- -. . ... - -. 4 . . ... . .. . . . . a . . . . . . . . . . N 7 rörformad del 4b fast med huvudröret 3. Det sker med fördel medelst svetsning men även andra fästmetoder kan användas. En lämpligt formad låsring kan, exempelvis, här användas.The elongated regions 4; C ;, C; has here an internal cross-sectional profile which substantially corresponds to the elongate areas A; _ A of the main pipe 3; A3 outer cross-sectional profile. The tubular part 4b of the second end piece 4 can then be mounted on the outside of the main tube 3. In this mounted state, the dissimilar part of the second end piece 4 4 is connected ... .... ... ... . . . . . . . . U. .. ... ... . .. -. ... . . ..._ 52 u ...- -. . ... - -. 4. . .... ... . . . a. . . . . . . . . . N 7 tubular part 4b fixed with the main tube 3. This is advantageously done by welding, but other fastening methods can also be used. A suitably shaped locking ring can, for example, be used here.

F ig. 6 visar schematiskt ett förfarande för att tillverka en kardanaxel 1. Tillverkningen av huvudröret 3 innefattar, vid 10, att ett proﬁlerat plåtämne, som mellan två motsatta ändkanter innefattar första långsträckta områden A1 och andra långsträckta områden A2, vilka har en väsentligen parallell sträckning och ytor som är belägna på olika nivåer, rullformas så att nämnda ändkanter erhåller en position i anslutning till varandra. Därmed bildas en väsentligen långsträckt rörformig kropp. Ändkanterna är här i kontakt med varandra eller belägna på ett mycket litet avstånd från varandra. Vid 1 1, svetsas ändkanter samman så att en långsträckt rörforrnig kropp med en perifer sluten rörform erhålls. Vid 12, kapas den långsträckta rörformiga kroppen i bestämda längder som motsvarar önskade längder hos huvudrör 3 som ska tillverkas. Vid 13, induktionshärdas huvudrören 3 så att materialet erhåller en tillräcklig hårdhet. Vid 14, . visas ett falrdigtillverkat huvudrör 3.F ig. 6 schematically shows a method for manufacturing a propeller shaft 1. The manufacture of the main tube 3 comprises, at 10, a profiled sheet metal blank, which between two opposite end edges comprises first elongate areas A1 and second elongate areas A2, which have a substantially parallel stretch and surfaces which are located at different levels, are rolled so that said end edges obtain a position adjacent to each other. This forms a substantially elongate tubular body. The end edges are here in contact with each other or located at a very small distance from each other. At 1 1, the end edges are welded together so that an elongate tubular body with a peripherally closed tubular shape is obtained. At 12, the elongate tubular body is cut into specified lengths corresponding to the desired lengths of main tube 3 to be manufactured. At 13, the main pipes 3 are induction hardened so that the material obtains a sufficient hardness. At 14,. a folded main pipe 3 is shown.

Parallellt med tillverkningen av huvudröret 3 sker tillverkningen av det första ändstyckena 2 och de andra ändstyckena 4. Vid 15, startar tillverkningen av det första ändstycket 2. Här rullformas ett proﬁlerat plant plåtämne, som mellan två motsatta ändkanter innefattar fyra stycken första långsträckta områden Bl och fyra stycken andra långsträckt områden BZ, vilka har väsentligen parallella sträckningar och ytor belägna på olika nivåer, till en väsentligen rörformig kropp. Ändkantema är här i kontakt med varandra eller belägna på ett mycket litet avstånd från varandra. Ändkantema har här således en sträckning längs hela den bildade rörformiga kroppens längd. Vid 16, svetsas ändkantema samman så att en perifer sluten rörforrnig kropp bildas. Vid 17, sker en kapning av den långsträckta rörforrniga kroppen i längder anpassade för enskilda första ändstycken 2 som ska tillverkas. Vid 18, erhåller en del av den tillkapade rörformiga kroppen en plastisk deformation genom, exempelvis, pressning så att en anslutningsdel 2b bildas vilken medger en förbindning av det första ändstycket 2 med anslutande komponenter. Den resterande delen hos ändstycket 2 utgörs av en rörforrnad del 2b. Vid 19, sker en härdning av det första ändstycket 2 med en lämplig metod. Vid 20, visas ett färdigtillverkat första ändstycke 2.In parallel with the manufacture of the main pipe 3, the manufacture of the first end pieces 2 and the second end pieces 4 takes place. At 15, the manufacture of the first end piece 2 begins. Here a profiled flat sheet blank is rolled, which between two opposite end edges comprises four first elongate areas B1 and four other elongate areas BZ, which have substantially parallel stretches and surfaces located at different levels, into a substantially tubular body. The end edges are here in contact with each other or located at a very small distance from each other. The end edges here thus have a stretch along the entire length of the formed tubular body. At 16, the end edges are welded together to form a peripherally closed tubular body. At 17, a cutting of the elongate tubular body takes place in lengths adapted for individual first end pieces 2 to be manufactured. At 18, a part of the cut tubular body obtains a plastic deformation by, for example, pressing so that a connecting part 2b is formed which allows a connection of the first end piece 2 with connecting components. The remaining part of the end piece 2 consists of a tubular part 2b. At 19, a hardening of the first end piece 2 takes place with a suitable method. At 20, a finished first end piece 2 is displayed.

Vid 21, startar tillverkningen av det andra ändstycket 4. Här rullforrnas ett ursprungligen plant proﬁlerat plåtämne, som mellan två motsatta ändkanter innefattar :inom 10 15 20 25 30 n.. .en n o a. a. . o Q . . - . - . a. s o n o 4 n n a n - a s a s u o u ø a - a" a e O .u n n e u I n n a s - . . .. . - n a 1 n a a s ~ . a o n u n u v - . . . . » - a; 8 fyra stycken första långsträckta områden C; och fyra stycken andra långsträckt områden CZ, vilka har väsentligen parallella sträclmingar och ytor belägna på olika nivåer, till en väsentligen långsträckt rörforrnig kropp. Efter rullformningen erhåller ändkantema kontakt med varandra eller så är de belägna på ett mycket litet avstånd från varandra. Vid 22, svetsas ändkantema samman så att en perifert sluten rörformig kropp bildas. Vid 23, sker en kapning av den rörformiga kroppen i längder anpassade eﬁer de enskilda andra ändstycken 2 som ska tillverkas. Vid 24, formas en del av den rörforrniga kroppen till en anslutningsdel 4b. F ormningen sker genom plastisk deformation medelst, exempelvis, pressning. Anslutningsdelen 4b ges en form som medger en förbindning med anslutande komponenter. Den resterande delen bildar en rörformad del 4b. Slutligen härdas de andra ändstyckena 4, vid 25, med en lämplig härdningsmetod. Ett färdigtillverkat andra ändstycke 4 visas, vid 26.At 21, the manufacture of the second end piece 4 starts. Here, an originally flat profiled sheet metal is rolled, which between two opposite end edges comprises: within 10 15 20 25 30 n .. .en n o a. A. A. o Q. . -. -. a. sono 4 nnan - asasuou ø a - a "ae O .unneu I nnas -.. ... - na 1 naas ~. aonunuv -....» - a; 8 four first elongated areas C; and four pieces of other elongate areas CZ, which have substantially parallel extensions and surfaces located at different levels, to a substantially elongate tubular body.After the roll forming, the end edges are in contact with each other or they are located at a very small distance from each other. At 23, a cutting of the tubular body takes place in lengths adapted to the individual other end pieces 2 to be manufactured.At 24, a part of the tubular body is formed into a connecting part 4b. The connection part 4b is given a shape which allows a connection with connecting components.The remaining part forms a tubular part 4b. the other end pieces 4, at 25, by a suitable curing method. A finished second end piece 4 is shown, at 26.

Vid 27, monteras det första ändstycket 2 samman med huvudröret 3 genom att det första ändstyckets 2 rörformade del 2b skjuts in i huvudröret 3, så att en axiellt rörlig förbindning mellan det första ändstycket 2 och huvudröret 3 upprättas. Vid 28, skjuts det andra ändstyckets 4 rörformade del 4b på huvudröret 3, varefter den rörformade delen 4b och huvudröret svetsas samman så att en fast förbindning mellan det andra ändstycket 4 och huvudröret 3 upprättas. En fárdigtillverkad kardan axel 1 visas slutligen, vid 29.At 27, the first end piece 2 is mounted together with the main tube 3 by sliding the tubular part 2b of the first end piece 2 into the main tube 3, so that an axially movable connection between the first end piece 2 and the main tube 3 is established. At 28, the tubular part 4b of the second end piece 4 is pushed onto the main tube 3, after which the tubular part 4b and the main tube are welded together so that a fixed connection between the second end piece 4 and the main tube 3 is established. A prefabricated cardan shaft 1 is finally shown, at 29.

Uppﬁnningen är på intet sätt begränsad till den beskrivna utföringsformen utan kan varieras fritt inom patentkravens ramar. Axelns delkomponenter kan, exempelvis, tillverkas av plåtänmen med ett väsentligen godtyckligt antalet proﬁlerade partier som är belägna på olika höjdnivåer. I den visade utföringsformen är det första ändstycket monterat på huvudrörets insida och andra ändstycket på huvudrörets utsida. Självfallet kan det första ändstycket monteras på huvudrörets utsida och det andra ändstycket på huvudrörets insida. Alternativt kan båda ändstyckena vara monterade på huvudrörets insida eller utsida.The invention is in no way limited to the described embodiment but can be varied freely within the scope of the claims. The sub-components of the shaft can, for example, be manufactured from the sheet metal end with a substantially arbitrary number of profiled portions which are located at different height levels. In the embodiment shown, the first end piece is mounted on the inside of the main tube and the second end piece on the outside of the main tube. Of course, the first end piece can be mounted on the outside of the main tube and the second end piece on the inside of the main tube. Alternatively, both end pieces can be mounted on the inside or outside of the main pipe.

Claims

l0 l5 20 25 30 -; . - a. 524 098 9 _ - va ... Patentkrav

A rotatable and longitudinally variable shaft, the shaft (1) comprising a first end piece (2), a second end piece (4) and a main tube (3) extending between the first end piece (2) and the second end piece (4). ), the main tube (3) being fixedly connected to the second end piece (4) and movably connected to the first end piece (2) so that a change in length of the shaft (1) is allowed, characterized in that the main tube (3) is made of a profiled sheet metal blank which is rolled so as to comprise a first elongate area (A1) and a second elongate area (A2), which elongate areas (A1, A2) have a parallel extension along the entire length of the main pipe (3) and that the first elongate area (A1) ) has an outer and / or inner surface located at a greater radial distance (rn, rm) from a central axial line (6) extending through the main tube (3), than a radial distance (r2i, r2u) for a corresponding outer and / or inner surface of the other elongate council (A2) and that at least one of said spirit pieces (2, 4) is also made of a profiled sheet metal blank.

Shaft according to claim 1, characterized in that the main tube (3) comprises a hardened material.

Shaft according to claim 2, characterized in that the main tube (3) comprises an induction hardened material.

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the first end piece (2) comprises a tubular part (2a) which has a cross-sectional profile which allows a displaceable mounting on the inside or outside of the main tube (3).

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the first end piece (2) comprises a connecting part (2b) which allows a connection of the shaft (1) to a connecting component.

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the second end piece (4) comprises a tubular part (4b) which has a cross-sectional profile which allows a fixed mounting on the inside or outside of the main tube (3). l0 l5 20 25 30 35 524 098 I0 .. «n. - .-

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the second end piece (4) comprises a connecting part (4a) part which allows a connection of the shaft (1) to a connecting component.

Shaft according to one of the preceding claims, characterized in that the main tube (3) comprises a third area (A3), which is located between the first (A1) and second (A2) areas and comprises a surface with a slope so that only transmission of a torque up to a certain level is only permitted via the movable connection between the main pipe (3) and the first end piece (2).

Axle according to one of the preceding claims, characterized in that the axle (1) is included in a vehicle.

Shaft according to claim 9, characterized in that the shaft is a propeller shaft (1).

A method of manufacturing a rotatable and longitudinally variable shaft, the shaft (1) comprising a first end piece (2), a second end piece (4) and a main tube (3) extending between the first end piece (2). ) and the second end piece (4), and wherein the main tube (3) is fixedly connected to the second changing end piece (4) and movably connected to the first end piece (2) so that a longitudinal change of the shaft (1) is allowed, characterized in that the manufacture of the main pipe (3) comprises the steps of rolling a profiled sheet blank, which between two parallel end edges comprises a first elongate region (A1) and a second elongate region (A2), which have a substantially parallel stretch and surfaces located at different levels a tubular body so that said end edges obtain a position adjacent to each other and to connect said end edges so that a main tube (3) with a peripherally closed tubular shape is formed and that the manufacture of at least one of said end pieces The steps (2, 4) also comprise the steps of a profiled sheet metal blank, which between two end edges comprises a first elongate region (B1, Cl) and a second elongate region (B2, CZ), which have a substantially parallel elongation and surfaces located on different levels, roll-shaped so that a tubular body with said end edges in a position adjacent to each other is obtained, and to bind said end edges together so that a peripherally closed tubular body is formed.

Method for manufacturing a shaft according to claim 11, characterized by the step of hardening the main pipe (3). a Q o - .- 524 098 ll ~ -... 1. . . . ..

Method for manufacturing a shaft according to claim 12, characterized in that the step of induction hardening the main pipe (3).

A method of manufacturing a shaft according to any one of the preceding claims 11-13, characterized by the step of thermoforming a part of the peripherally closed tubular body of the first or second end piece into a connecting part (2a, 4a).

Method for manufacturing a shaft according to any one of the preceding claims 11-14, characterized by the step of dimensioning the tubular body so that a tubular part (2b, 4b) is obtained at at least one of the end pieces (2, 4), which tubular part (2b, 4b) is allowed to be pushed into or on the main pipe.

Method for manufacturing a shaft according to one of the preceding claims 11-15, characterized in that the step of establishing a fixed connection between the second end piece (4) and the main pipe (3).