DE102017114459A1 - Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser - Google Patents
Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser Download PDFInfo
- Publication number
- DE102017114459A1 DE102017114459A1 DE102017114459.5A DE102017114459A DE102017114459A1 DE 102017114459 A1 DE102017114459 A1 DE 102017114459A1 DE 102017114459 A DE102017114459 A DE 102017114459A DE 102017114459 A1 DE102017114459 A1 DE 102017114459A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- shaft
- laser
- steering
- longitudinal axis
- inner shaft
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 238000004381 surface treatment Methods 0.000 title description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 11
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 2
- 238000005538 encapsulation Methods 0.000 description 6
- 239000011265 semifinished product Substances 0.000 description 5
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 2
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 2
- 238000009713 electroplating Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000000295 complement effect Effects 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 239000003599 detergent Substances 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B08—CLEANING
- B08B—CLEANING IN GENERAL; PREVENTION OF FOULING IN GENERAL
- B08B7/00—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass
- B08B7/0035—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like
- B08B7/0042—Cleaning by methods not provided for in a single other subclass or a single group in this subclass by radiant energy, e.g. UV, laser, light beam or the like by laser
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/0006—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring taking account of the properties of the material involved
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/02—Positioning or observing the workpiece, e.g. with respect to the point of impact; Aligning, aiming or focusing the laser beam
- B23K26/06—Shaping the laser beam, e.g. by masks or multi-focusing
- B23K26/067—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing
- B23K26/0676—Dividing the beam into multiple beams, e.g. multifocusing into dependently operating sub-beams, e.g. an array of spots with fixed spatial relationship or for performing simultaneously identical operations
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0823—Devices involving rotation of the workpiece
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/08—Devices involving relative movement between laser beam and workpiece
- B23K26/0869—Devices involving movement of the laser head in at least one axial direction
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K26/00—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring
- B23K26/352—Working by laser beam, e.g. welding, cutting or boring for surface treatment
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
- B62D—MOTOR VEHICLES; TRAILERS
- B62D1/00—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle
- B62D1/02—Steering controls, i.e. means for initiating a change of direction of the vehicle vehicle-mounted
- B62D1/16—Steering columns
- B62D1/20—Connecting steering column to steering gear
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
- F16C3/00—Shafts; Axles; Cranks; Eccentrics
- F16C3/02—Shafts; Axles
- F16C3/03—Shafts; Axles telescopic
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16D—COUPLINGS FOR TRANSMITTING ROTATION; CLUTCHES; BRAKES
- F16D3/00—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive
- F16D3/02—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions
- F16D3/06—Yielding couplings, i.e. with means permitting movement between the connected parts during the drive adapted to specific functions specially adapted to allow axial displacement
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/006—Vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2101/00—Articles made by soldering, welding or cutting
- B23K2101/04—Tubular or hollow articles
- B23K2101/06—Tubes
- B23K2101/08—Tubes finned or ribbed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- B23K—SOLDERING OR UNSOLDERING; WELDING; CLADDING OR PLATING BY SOLDERING OR WELDING; CUTTING BY APPLYING HEAT LOCALLY, e.g. FLAME CUTTING; WORKING BY LASER BEAM
- B23K2103/00—Materials to be soldered, welded or cut
- B23K2103/02—Iron or ferrous alloys
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Transportation (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Power Steering Mechanism (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle (3) für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Längsachse aufweisenden Welle (11), wobei zumindest ein Teil der Oberfläche der Welle (11) mittels eines Lasers (17) gereinigt wird.
Description
- Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Längsachse aufweisenden Welle. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Welle für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges, sowie eine Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug.
- Die Erfindung befasst sich mit einer Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug. Teleskopierbare Lenkwellen weisen eine Innenwelle und eine dazu koaxial angeordnete Außenwelle auf, wobei die Innenwelle gegenüber der Außenwelle zumindest im Crashfall verschiebbar ist. Die Innenwelle und die Aussenwelle sind drehmomentenschlüssig gekoppelt. Teleskopierbare Lenkwellen werden in Kraftfahrzeugen zwischen dem Lenkgetriebe und dem Lenkrad eingesetzt und können beispielsweise als Lenkspindel in einer Lenksäule und/oder als Lenkzwischenwelle zwischen der Lenkspindel und einem Lenkgetriebe ausgebildet sein.
- Um das Spiel zwischen Innenwelle und Außenwelle zu reduzieren, ist es bekannt, eine Umspritzung, bevorzugt auf der Innenwelle, vorzusehen. Weiterhin kann durch die Umspritzung die Verschiebekraft reduziert werden.
- Im Stand der Technik offenbart die
DE 10 2014 105 822 A1 eine Lenkwelle mit einer Kunststoffumspritzung auf einem Verzahnungsbereich der Innenwelle. - Um die Umspritzung fest und sicher auf der Innenwelle aufbringen zu können, ist es erforderlich, dass die Innenwelle eine saubere, ölfreie Oberfläche aufweist. Dies bedeutet, dass das Halbzeug hohe Anforderungen bezüglich der Sauberkeit der Oberflächen erfüllen muss. Konventionell werden die Halbzeuge nach der Umformung bzw. einer Korrosionsschutzbeschichtung chemisch nass gereinigt. Hierbei wird immer das komplette Bauteil gereinigt. Dadurch entstehen hohe Kosten bei dem Transport, der Lagerung und der Verarbeitung des Halbzeugs.
- Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein einfacheres und kostengünstigeres Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle und eine verbesserte Welle für eine Lenkwelle, sowie eine Lenkwelle anzugeben.
- Diese Aufgabe wird von einem Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und einer Welle für eine Lenkwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 11, sowie einer Lenkwelle mit den Merkmalen des Anspruchs 13 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den jeweiligen Unteransprüchen.
- Demnach ist ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Längsachse aufweisenden Welle vorgesehen, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche der Welle mittels eines Lasers gereinigt wird. Die gezielte Reinigung nur eines Teils der Welle bringt deutliche Kostenvorteile, da eine Reinigung des gesamten Halbzeugs entfallen kann und somit die Taktzeit reduziert werden kann.
- Der Laser entsendet einen Laserstrahl, der auf die Oberfläche der Welle trifft und diese reinigt.
- Es ist vorteilhaft, wenn der Laser sich kontinuierlich in Richtung der Längsachse der Welle relativ zur Welle bewegt und die Welle dabei um ihre Längsachse rotiert.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Lenkwelle teleskopierbar und weist eine Innenwelle und eine koaxial die Innenwelle umgebende Außenwelle auf, wobei die Innenwelle mit der Außenwelle drehmomentenschlüssig gekoppelt ist, wobei die Welle die Innenwelle und/oder die Außenwelle ist. Somit ist die laserbearbeitet Welle die Innenwelle oder die Außenwelle, oder die Innenwelle und die Außenwelle sind jeweils mittels des Lasers gereinigt. Mit anderen Worten sieht das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung der Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug vor, dass die Lenkwelle eine eine Längsachse aufweisende Innenwelle aufweist, die drehmomentenschlüssig mit der Außenwelle gekoppelt ist, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche der Innenwelle und/oder der Außenwelle mittels eines Lasers gereinigt wird.
- Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Reinigung mittels Laser der Innenwelle und/oder der Außenwelle in einem Verzahnungsbereich erfolgt. Der Verzahnungsbereich der Innenwelle ist korrespondierend zu dem Verzahnungsbereich der Außenwelle.
- Vorzugsweise weist der Verzahnungsbereich eine Vielzahl an Zähnen auf, welche sich in Richtung der Längsachse der Lenkwelle erstrecken. Mit anderen Worten weist die Innenwelle eine Außenverzahnung auf, die korrespondierend zu einer Innenverzahnung der Außenwelle ist, wobei die Innenverzahnung und die Außenverzahnung, bevorzugt unter Zwischenschaltung einer Umspritzung oder einer Hülse drehmomentenschlüssig gekoppelt sind.
- In einer bevorzugten Ausführungsform ist weiterhin vorgesehen, dass zwei Laser verwendet werden, die derart angeordnet sind, dass die Laserstrahlen einen vordefinierten Winkel zueinander aufweisen. So können alle Zahnflanken und/oder Hinterschneidungen des Verzahnungsbereiches in einem Reinigungsschritt gereinigt werden.
- Besonders bevorzugt weist der Winkel zwischen den Laserstrahlen
170 einen Wert zwischen 70° und 110° auf. - Der Laser ist vorzugsweise ein diodengepumpter Festkörperlaser, insbesondere ein NdYAG-Laser.
- Vorteilhafterweise weist der Laser eine Pulsfrequenz zwischen 100kHz und 300kHz auf. Es kann vorgesehen sein, dass der Laserstrahl des Lasers durch eine Optik hindurchtritt, die den Laserstrahl aufweitet. Durch die größere durch den Laser bearbeitbare Fläche kann die Bearbeitungszeit der Reinigung verringert werden.
- Vorzugsweise ist ein Laserkopf des Lasers durch eine Faserleitung mit einer Laserquelle des Lasers verbunden und der Laserkopf wird von einem Roboter geführt. Damit lässt sich die Oberfläche präzise bearbeiten.
- Weiterhin ist eine Welle für eine Lenkwelle eines Kraftfahrzeugs vorgesehen, bei der zumindest ein Teil der Oberfläche mittels eines Lasers gereinigt ist.
- Dabei ist es vorteilhaft, wenn der gereinigte Teil der Oberfläche ein Verzahnungsbereich der Welle mit einer Vielzahl an Zähnen ist, welche sich in Richtung der Längsachse der Welle erstrecken.
- Es ist zudem eine Lenkwelle mit einer vorgenannten Welle vorgesehen. Diese Lenkwelle ist bevorzugt teleskopierbar und weist eine Innenwelle und eine koaxial die Innenwelle umgebende Außenwelle auf, wobei die laserbearbeitete Welle die Innenwelle und/oder die Außenwelle ist. Mit anderen Worten wird eine Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug vorgeschlagen, wobei die Lenkwelle eine eine Längsachse aufweisende Innenwelle aufweist, die drehmomentenschlüssig mit der Außenwelle gekoppelt ist, wobei zumindest ein Teil der Oberfläche der Innenwelle und/oder der Außenwelle mittels eines Lasers gereinigt ist.
- Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung werden nachfolgend anhand der Zeichnungen näher erläutert. Gleichartige oder gleichwirkende Bauteile werden in den Figuren mit denselben Bezugszeichen bezeichnet. Es zeigen:
-
1 : eine schematische Darstellung einer bekannten elektromechanischen Servolenkung, -
2 : eine räumliche Darstellung einer teleskopierbaren Lenkwelle in einer auseinandergezogenen Darstellung, -
3 : eine Seitenansicht einer Innenwelle der teleskopierbaren Lenkwelle, -
4 : eine schematische Darstellung einer Oberflächenbearbeitung der Innenwelle mittels Laser, -
5 : eine Seitenansicht der bearbeiteten Innenwelle, -
6 : eine schematische Darstellung einer zweiten Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Innenwelle mittels Laser, -
7 : eine schematische Darstellung einer dritten Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Innenwelle mittels Laser, -
8 : eine Schnittdarstellung der Innenwelle mit Oberflächenbearbeitung durch zwei Laser -
9 : eine schematische Darstellung in einer ersten Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Außenwelle mittels Laser, -
10 eine schematische Darstellung in einer zweiten Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Außenwelle mittels Laser, -
11 eine schematische Darstellung in einer dritten Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Außenwelle mittels Laser,. - In der
1 ist ein Lenksystem1 eines Kraftfahrzeugs mit einem Lenkrad2 , das mit einer Lenkwelle3 drehfest gekoppelt ist, schematisch dargestellt. Über das Lenkrad2 bringt der Fahrer ein entsprechendes Drehmoment als Lenkbefehl in die Lenkwelle3 ein. Das Drehmoment wird dann über die Lenkwelle3 auf ein Lenkritzel4 übertragen. Das Ritzel4 kämmt in bekannter Weise mit einem Zahnsegment5 einer Zahnstange6 . Das Lenkritzel4 bildet zusammen mit der Zahnstange6 ein Lenkgetriebe65 . Die Zahnstange6 ist in einem Lenkungsgehäuse in Richtung ihrer Längsachse verschieblich gelagert. An ihrem freien Ende ist die Zahnstange6 mit Spurstangen7 über nicht dargestellte Kugelgelenke verbunden. Die Spurstangen7 selbst sind in bekannter Weise über Achsschenkel mit je einem gelenkten Rad8 des Kraftfahrzeugs verbunden. Eine Drehung des Lenkrades2 führt über die Verbindung der Lenkwelle3 und des Ritzels5 zu einer Längsverschiebung der Zahnstange6 und damit zu einer Verschwenkung der gelenkten Räder8 . Die gelenkten Räder8 erfahren über eine Fahrbahn eine Rückwirkung, die der Lenkbewegung entgegen wirkt. Zum Verschwenken der Räder8 ist folglich eine Kraft erforderlich, die ein entsprechendes Drehmoment am Lenkrad2 erforderlich macht. Ein Elektromotor9 mit einem Rotorlagensensor (RPS) und einer Servoeinheit10 ist vorgesehen, um dem Fahrer bei dieser Lenkbewegung zu unterstützen. Die Servoeinheit10 kann dabei entweder mit einer Lenkwelle3 , dem Lenkritzel4 oder der Zahnstange6 gekoppelt sein. Die jeweilige Hilfskraftunterstützung trägt ein Hilfskraftmoment in die Lenkwelle3 , das Lenkritzel4 und/oder in die Zahnstange6 ein, wodurch der Fahrer bei der Lenkarbeit unterstützt wird. Die drei unterschiedlichen in1 dargestellten Hilfskraftunterstützungen 10, 100, 101 zeigen alternative Positionen für deren Anordnung. Üblicherweise ist nur eine einzige der gezeigten Positionen mit einer Hilfskraftunterstützung belegt. Die Servoeinheit kann dabei als Überlagerungslenkung an der Lenksäule oder als Hilfskraftunterstützungseinrichtung an dem Ritzel4 oder der Zahnstange6 angeordnet sein. -
2 zeigt die Lenkwelle3 umfassend eine Innenwelle11 und eine koaxial dazu angeordnete Außenwelle12 . Die Innenwelle11 ist gegenüber der Außenwelle12 in Richtung der Längsachse L teleskopierbar. Die Innenwelle11 weist einen Verzahnungsbereich13 auf, welcher mit einer Vielzahl an Zähnen14 versehen ist, welche sich in Richtung der Längsachse der Lenkwelle3 erstrecken und eine Außenverzahnung bildet. Die Innenwelle11 weist an ihrem der Außenwelle12 abgewendeten Ende eine Gabel110 eines Universalgelenks111 auf. Die Außenwelle12 weist eine zu dem Verzahnungsbereich13 , d. h. zur Außenverzahnung der Innenwelle11 ,komplementäre Verzahnungsbereich131 , d. h. eine Innenverzahnung mit einer Vielzahl an Zähnen141 , in der Ausnehmung15 auf. Die Innenwelle11 und die Außenwelle12 stehen somit unter Zwischenschaltung einer Umspritzung112 mit ihren Verzahnungen in Eingriff, so dass eine Drehmomentübertragung möglich ist. Der Verzahnungsbereich13 dient weiterhin als Führungselement für das Ineinander- und Auseinanderschieben der Wellen11 ,12 . Die Außenwelle12 weist an ihrem der Innenwelle11 abgewendeten Ende eine Gabel120 eines Universalgelenks111 auf. Um ein komplettes Herausziehen der Innenwelle11 aus der Außenwelle12 nach der Montage zu verhindern, kann eine Auszugssicherung16 , wie zum Beispiel eine Verstemmung, vorgesehen sein. - In
3 ist die Innenwelle11 im Detail dargestellt. Die Zähne14 des Verzahnungsbereichs13 weisen Verunreinigungen16 auf. - Die Innenwelle
11 wird auf ihrer Oberfläche partiell mittels eines Lasers17 , wie in4 dargestellt, gereinigt. Dabei wird der Laser17 kontinuierlich in Richtung der Längsachse L der Innenwelle11 mit einer bevorzugt konstanten Vorschubgeschwindigkeit bewegt und die Innenwelle11 rotiert dabei um ihre LängsachseL .5 zeigt die an ihrem einen Ende auf der Oberfläche gereinigte Innenwelle11 , wobei der gereinigte Abschnitt dem Verzahnungsbereich13 entspricht, auf dem nachfolgend eine aus Kunststoff bestehende Umspritzung aufgebracht wird, wie dies beispielsweise aus derDE102016203625B3 bekannt ist. - Alternativ kann es, wie in
6 dargestellt, vorgesehen sein, dass der Laser17 sich alternierend zwischen einem ersten Ende301 der zu reinigen Oberfläche und einem zweiten Ende302 der zu reinigen Oberfläche der Innenwelle11 in Richtung der Längsachse L bewegt, wobei die Innenwelle11 schrittweise rotiert. - Eine weitere Ausführungsform ist in
7 gezeigt. Der Laser17 wird kontinuierlich in Richtung der LängsachseL der Innenwelle11 bewegt und die Welle11 rotiert dabei um ihre Längsachse L. Der Laserstrahl wird dabei mit einer geeigneten Optik18 aufgeweitet. Die Optik18 kann dabei zumindest eine Linse umfassen. - Bevorzugt werden zwei Laser
17 , wie in8 dargestellt, verwendet, wobei die Laserstrahlen170 einen vordefinierten Winkel φ zueinander aufweisen. Der Winkel φ weist bevorzugt einen Wert zwischen 70° und 110° auf, besonders bevorzugt einen Wert von 90°. Dadurch bietet sich die Möglichkeit, auch ohne Umspannen der Innenwelle11 Oberflächen von Hinterschneidungen zu reinigen, wie dies beispielsweise bei einer Verzahnung mit einer Vielzahl von Zähnen14 der Fall sein kann. - Es ist ebenfalls denkbar und möglich, auch die Oberfläche des Verbindungsbereich der Innenwelle
11 , auf den die Gabel110 aufgepresst wird, vor der Montage der Gabel110 auf der Innenwelle11 mittels eines Lasers nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zu reinigen. - In
9 ist die Außenwelle12 im Detail dargestellt. Die Außenwelle12 umfasst einen Verzahnungsbereich131 mit einer Vielzahl sich in Richtung der LängsachseL erstreckende Zähne141 auf, wobei die Oberfläche des Verzahnungsbereich131 eine Verunreinigung aufweist, die jedoch aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt ist. - Die Oberfläche der Außenwelle
12 partiell mittels eines Lasers17 gereinigt, wobei der Laserstrahl170 über eine Optik18 in Form einer Spiegelanordnung171 auf die Oberfläche des Verzahnungsbereichs131 gelenkt wird. Durch die Spiegelanordnung171 ist es möglich, die Oberfläche in der Ausnehmung der Außenwelle12 zu reinigen. Der Laser17 ist außerhalb der Ausnehmung15 der Außenwelle12 angeordnet, wobei die Spiegelanordnung171 zumindest teilweise in Ausnehmung15 der Außenwelle12 eingeschoben ist. Bei der Reinigung der Oberfläche wird der Laser17 zusammen mit der Spiegelanordnung171 kontinuierlich in Richtung der Längsachse L der Außenwelle12 mit einer bevorzugt konstanten Vorschubgeschwindigkeit bewegt und die Außenwelle12 rotiert dabei um ihre LängsachseL . Bei einem Reinigungsvorgang der inneren Oberfläche der Außenwelle12 wird die Spiegelanordnung171 in die Ausnehmung15 hinein und wieder heraus bewegt. - Eine zweite Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Außenwelle
12 mittels Laser ist in10 gezeigt. Der Laser17 wird kontinuierlich in die Ausnehmung15 der Außenwelle12 in Richtung der LängsachseL hinein bewegt und die Welle11 rotiert dabei um ihre LängsachseL . Der Laser17 dieser zweiten Ausführungsform weist einen zweistrahligen Laser auf, wobei die Laserstrahlen170 in entgegengesetzter Richtung orthogonal zur LängsachseL strahlen und die innere Oberfläche des Verzahnungsbereichs131 der Außenwelle reinigen. - Eine dritte Ausführungsform der Oberflächenbearbeitung der Außenwelle
12 mittels Laser ist in11 gezeigt. Der Laser17 wird kontinuierlich in Richtung der LängsachseL der Außenwelle bewegt und die Außenwelle12 rotiert dabei um ihre LängsachseL . Der Laser17 und somit der Laserstrahl170 ist geneigt zur LängsachseL der Außenwelle12 angeordnet, wobei der Laser17 außerhalb der Ausnehmung15 der Außenwelle12 angeordnet ist, jedoch der Laserstrahl170 in die Ausnehmung15 hinein strahlt und auf die innere Oberfläche des Verzahnungsbereichs131 trifft. - Die Oberflächen der Innenwelle oder der Außenwelle können mittels Laser partiell im Funktionsbereich ohne Auswirkungen auf relevante Korrosionsschutzschichten gereinigt bzw. entschichtet werden. Durch gleichzeitige Strukturierung können je nach Anwendungsfall die Oberflächen zusätzlich strukturiert werden.
- Die mittels Laser gereinigten Oberflächen weisen eine homogenere Oberflächenstruktur und-rauigkeit auf, was die Performance der Lenkwelle in Bezug auf die Verschiebekraft und die Steifigkeit deutlich verbessert.
- Die partielle Bearbeitung spielt eine Rolle zum Beispiel für die Galvanik oder den Spritzgussprozess, bei denen die Oberfläche gereinigt bzw. entschichtet werden muss (Zunder beim Härten, Rückstände in der Galvanik, Verschmutzungen mit Prozessstoffen z. B. Zieprozess oder mechanische Bearbeitung).
- Bevorzugt handelt es sich um eine gepulste Laserstrahlung. Vorteilhafterweise ist die Pulsfrequenz zwischen 100 kHz und 300 kHz und die mittlere Laserleistung etwa 100 Watt. Ein diodengepumpter Festkörperlaser ist vorteilhaft, insbesondere ein Laser mit einer Wellenlänge von 1064nm, z. B. ein NdYAG-Laser.
- Das Laserreinigen bringt den Vorteil, dass gezielt nur die Funktionsflächen der Lenkwelle gereinigt werden können und somit die Taktzeit reduziert werden kann. Weiterhin können durch die Laserreinigung die Anforderungen an das Halbzeug der Welle reduziert werden. Ebenfalls kann auf den Einsatz von Reinigungsmittel verzichtet werden, was eine Kostenreduktion bedeutet.
- Das Laserreinigen kann bei allen möglichen Schiebeverbindungen, z. B. Grobzahn, Vielzahn, Rollschiebewelle, Kleeblatt und deren Kombinationen, zum Einsatz kommen und ist nicht begrenzt auf die hier gezeigten Ausführungsformen.
- ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
- Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
- Zitierte Patentliteratur
-
- DE 102014105822 A1 [0004]
- DE 102016203625 B3 [0026]
Claims (14)
- Ein Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle (3) für ein Kraftfahrzeug mit einer eine Längsachse (L) aufweisenden Welle, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Oberfläche der Welle mittels eines Lasers (17) gereinigt wird.
- Verfahren nach
Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (17) sich kontinuierlich in Richtung der Längsachse (L) der Welle relativ zur Welle bewegt und die Welle dabei um ihre Längsachse (L) rotiert. - Verfahren nach
Anspruch 1 oder2 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (3) teleskopierbar ist und eine Innenwelle (11) und eine koaxial die Innenwelle (11) umgebende Außenwelle (12) aufweist, wobei die Innenwelle (11) mit der Außenwelle (12) drehmomentenschlüssig gekoppelt ist, wobei die Welle die Innenwelle (11) und/oder die Außenwelle (12) ist. - Verfahren nach
Anspruch 3 , dadurch gekennzeichnet, dass die Reinigung mittels Laser (17) der Innenwelle (11) und/oder der Außenwelle (12) in einem Verzahnungsbereich (13, 131) erfolgt. - Verfahren nach
Anspruch 4 , dadurch gekennzeichnet, dass der Verzahnungsbereich (13, 131) mit einer Vielzahl an Zähnen (14, 141) versehen ist, welche sich in Richtung der Längsachse (L) der Lenkwelle (3) erstrecken. - Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Laser (17) vorgesehen sind, die derart angeordnet sind, dass die Laserstrahlen einen vordefinierten Winkel zueinander aufweisen.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (17) ein diodengepumpter Festkörperlaser.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laser (17) eine Pulsfrequenz zwischen 100kHz und 300kHz aufweist.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Laserstrahl des Lasers (17) durch eine Optik (18) hindurchtritt, die den Laserstrahl aufweitet.
- Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Laserkopf des Lasers (17), durch eine Faserleitung mit einer Laserquelle des Lasers (17) verbunden ist und der Laserkopf von einem Roboter geführt wird.
- Eine Welle (11, 12) für eine Lenkwelle (3) eines Kraftfahrzeugs, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Teil der Oberfläche der Welle (11, 12) mittels eines Lasers (17) gereinigt ist.
- Welle (11, 12) nach
Anspruch 11 , dadurch gekennzeichnet, dass der gereinigte Teil der Oberfläche ein Verzahnungsbereich (13, 131) der Welle (11, 12) mit einer Vielzahl an Zähnen (14, 141) ist, welche sich in Richtung der Längsachse der Welle (11) erstrecken. - Eine Lenkwelle (3) mit einer Welle (11, 12) nach
Anspruch 11 oder12 . - Lenkwelle nach
Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass die Lenkwelle (3) teleskopierbar ist und eine Innenwelle (11) und eine koaxial die Innenwelle (11) umgebende Außenwelle (12) aufweist, wobei die Welle die Innenwelle (11) und/oder die Außenwelle (12) ist.
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017114459.5A DE102017114459A1 (de) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser |
PCT/EP2018/067096 WO2019002282A1 (de) | 2017-06-29 | 2018-06-26 | Verfahren zur herstellung einer lenkwelle eines kraftfahrzeuges mit partieller oberflächenbehandlung einer welle mittels laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE102017114459.5A DE102017114459A1 (de) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE102017114459A1 true DE102017114459A1 (de) | 2019-01-03 |
Family
ID=62815015
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE102017114459.5A Withdrawn DE102017114459A1 (de) | 2017-06-29 | 2017-06-29 | Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE102017114459A1 (de) |
WO (1) | WO2019002282A1 (de) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113020126A (zh) * | 2021-02-01 | 2021-06-25 | 武汉光谷航天三江激光产业技术研究院有限公司 | 在线检测方法及系统、终端设备、存储介质、检测头 |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014105822A1 (de) | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug |
DE102016203625B3 (de) | 2016-03-07 | 2017-03-30 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung einer längenveränderbaren Lenkwelle und Spritzgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ATE239558T1 (de) * | 1999-02-17 | 2003-05-15 | Volkswagen Ag | Verfahren zum entfernen von klebemitteln von einer oberfläche eines fahrzeugkarrosseriebauteils |
US6555781B2 (en) * | 1999-05-10 | 2003-04-29 | Nanyang Technological University | Ultrashort pulsed laser micromachining/submicromachining using an acoustooptic scanning device with dispersion compensation |
DE102007020748A1 (de) * | 2007-05-03 | 2008-11-13 | Clean-Lasersysteme Gmbh | Vorrichtung und Verfahren zum Bearbeiten einer Oberfläche eines Werkstücks mittels Laserstrahlung |
-
2017
- 2017-06-29 DE DE102017114459.5A patent/DE102017114459A1/de not_active Withdrawn
-
2018
- 2018-06-26 WO PCT/EP2018/067096 patent/WO2019002282A1/de active Application Filing
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102014105822A1 (de) | 2014-04-25 | 2015-10-29 | Thyssenkrupp Presta Ag | Lenkwelle für ein Kraftfahrzeug |
DE102016203625B3 (de) | 2016-03-07 | 2017-03-30 | Thyssenkrupp Ag | Verfahren zur Herstellung einer längenveränderbaren Lenkwelle und Spritzgießvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2019002282A1 (de) | 2019-01-03 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP3134308B1 (de) | Lenkwelle für ein kraftfahrzeug | |
WO2019145281A1 (de) | Lenksäule für ein kraftfahrzeug | |
EP2233381B1 (de) | Kostengünstiges Zahnstangenlenkgetriebe | |
DE102016123148A1 (de) | Lenkvorrichtung | |
EP3426457B1 (de) | Verfahren zur herstellung einer längenveränderbaren lenkwelle und spritzgiessvorrichtung zur durchführung des verfahrens | |
DE102011003086A1 (de) | Zahnstangenlenkgetriebe und damit ausgestattete Servolenkung | |
EP3426458A1 (de) | VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINER LÄNGENVERÄNDERBAREN LENKWELLE UND SPRITZGIEßVORRICHTUNG ZUR DURCHFÜHRUNG DES VERFAHRENS | |
DE10250994A1 (de) | Spindel- oder Schneckenantrieb für Verstelleinrichtungen in Kraftfahrzeugen | |
DE102016013270A1 (de) | Zahnstangenlenkung mit einteiligem Getriebegehäuse | |
WO2015169556A1 (de) | Lenkwelle für eine kraftfahrzeuglenkung | |
DE102015216715A1 (de) | Verstellbare Lenksäule für Kraftfahrzeuge mit Energieabsorber für den Fahrzeugcrash | |
WO2016124299A1 (de) | Vorrichtung zur einbringung eines hilfsdrehmoments in eine lenkwelle | |
DE102010055165A1 (de) | Zahnstange für eine Zahnstangenlenkung, Zahnstangenlenkung mit einer solchen Zahnstange sowie Verfahren zu deren Herstellung | |
EP3541685A1 (de) | Lenksystem | |
DE102017114459A1 (de) | Verfahren zur Herstellung einer Lenkwelle eines Kraftfahrzeuges mit partieller Oberflächenbehandlung einer Welle mittels Laser | |
DE102008028768A1 (de) | Zahnstange für eine Zahnstangenlenkung | |
DE102017215955A1 (de) | Festlager für ein Lenkgetriebe und Verfahren zur Herstellung des Festlagers | |
WO2019086536A1 (de) | Elektromechanische kraftfahrzeuglenkung mit einer stabilen, kompakten und dichten mechanischen verbindung von gehäuseteilen durch reibrührschweissen | |
DE102004031349A1 (de) | Überlagerungslenkung | |
DE102017116254A1 (de) | Lenkaktuator | |
EP3645373B1 (de) | Verfahren zur montage einer kupplung einer kraftfahrzeuglenkung mittels ultraschallschweissen | |
DE10224344A1 (de) | Verfahren zum Verbinden eines Drehstabes | |
WO2019101431A1 (de) | Verfahren zur herstellung eines lenkgetriebes | |
DE102009055022A1 (de) | Lenkbetätigungseinheit für ein Kraftfahrzeug | |
DE102017206697A1 (de) | Verfahren zur Herstellung eines Torsionsstabes mit einem Ritzelabschnitt und Torsionsstab mit Ritzelabschnitt für die Lenkung eines Kraftfahrzeuges |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
R163 | Identified publications notified | ||
R081 | Change of applicant/patentee |
Owner name: THYSSENKRUPP PRESTA AKTIENGESELLSCHAFT, LI Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP PRESTA AG, ESCHEN, LI Owner name: THYSSENKRUPP AG, DE Free format text: FORMER OWNERS: THYSSENKRUPP AG, 45143 ESSEN, DE; THYSSENKRUPP PRESTA AG, ESCHEN, LI |
|
R084 | Declaration of willingness to licence | ||
R005 | Application deemed withdrawn due to failure to request examination |