DE3535768A1 - Steering wheel core made of metal - Google Patents
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Abstract
Description
Lenkradkern aus Metall Metal steering wheel core
Die Erfindung bezieht sich auf einen Lenkradkern aus Metall der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 angegebenen Gattung.The invention relates to a steering wheel core made of metal in the Preamble of claim 1 specified genus.
Derartige Kerne aus Metall für Lenkräder, insbesondere solche für Kraftfahrzeuge, sind bekannt. Die Herstellung der Nabe erfolgt durch spanabhebende Bearbeitung, was teuer und mit Materialverlusten verbunden sowie der Festigkeit der Nabe abträglich ist, so daß sich bei der Befestigung von Lenkrädern mit einer solchen Nabe des Lenkradkernes an der zugehörigen Lenkspindel häufig nur ein verhältnismäßig loser Sitz der Nabe auf der Lenkradspindel erzielen läßt und das Lenkrad nicht so fest mit der Lenkspindel verbunden ist, wie erforderlich.Such cores made of metal for steering wheels, especially those for Motor vehicles are known. The hub is manufactured by machining Machining, which is expensive and associated with material losses and strength the hub is detrimental, so that when attaching steering wheels with a such hub of the steering wheel core on the associated steering spindle often only a relatively Loose fit of the hub on the steering wheel spindle can be achieved and the steering wheel does not firmly connected to the steering shaft as required.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, insbesondere diese Nachteile zu beheben. Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Lenkradkernes sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.The invention is based on the object, in particular these disadvantages to fix. This task is due in the characterizing part of the claim 1 specified features solved. Advantageous embodiments of the invention Steering wheel core are specified in the remaining claims.
Beim erfindungsgemäßen Lenkradkern ist die Nabe wenigstens im Bereich eines Abschnittes der Durchgangsbohrung durch spanlose Kaltverformungbearbeitet und v=Festicrt, vorzucsweise ün Bereich eines konisch und/oder eines mit einer Kerbverzahnung oder einem Vielnutprofil versehenen Abschnittes. Durch die dabei erfolgende Druckbeaufschlagung werden die Kristalltejlchen des Nabenwerkstoffs verfeinert, was zu einer erhöhten und gleichmäßigen sowie stabilen Härte und Festigkeit führt. Beeinträchtigungen durch spanabhebende Bearbeitung sind vermieden.In the case of the steering wheel core according to the invention, the hub is at least in the area a section of the through hole machined by non-cutting cold deformation and v = fixed, preferably in the area of one conical and / or one with serration or a section provided with a multi-groove profile. Through the application of pressure that takes place the crystal parts of the hub material are refined, which leads to an increased and uniform and stable hardness and strength. Impairments by machining are avoided.
Als Nabenmaterial werden vorzugsweise die Maschinenbaukohlenstoffstähle 31S SIOC bis JIS S55C verwendet, jedoch können auch andere Kohlenstoffstähle benutzt werden, einschließlich Werkzeugkohlenstoffstählen. Es ist vorteilhaft, die Oberfläche der Nabe einer Rostschutzbehandlung zu unterziehen, beispielsweise mit Zinkchromat, um einen entsprechenden Überzug hervorzubringen.Mechanical engineering carbon steels are preferred as the hub material 31S SIOC to JIS S55C are used, but other carbon steels can be used including tool carbon steels. It is beneficial to the surface to subject the hub to an anti-rust treatment, for example with zinc chromate, to produce a corresponding coating.
Nachstehend ist die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert.The invention is explained in more detail below with reference to drawings.
Darin zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lenkradkerns im Bereich von dessen Nabe; Fig. 2 eine Draufsicht eines konventionellen Lenkradkerns; Fig. 3 den Längsschnitt entlang der Linie III-III in Fig. 2 in größerem Maßstab; Fig. 4 einen Längsschnitt der Nabe gemäß Fig. 3; und Fig. 5 ein Diagramm zur Veranschaulichung der Ergebnisse von Vergleichsversuchen, welche mit dem Lenkradkern gemäß Fig. 1 einerseits und dem Lenkradkern gemäß Fig. 2 bis 4 andererseits durchgeführt wurden.1 shows a longitudinal section of a preferred embodiment of the steering wheel core according to the invention in the area of its hub; Fig. 2 is a plan view a conventional steering wheel core; 3 shows the longitudinal section along the line III-III in Fig. 2 on a larger scale; FIG. 4 shows a longitudinal section of the hub according to FIG. 3; and FIG. 5 is a diagram to illustrate the results of comparative tests. which with the steering wheel core according to FIG. 1 on the one hand and the steering wheel core according to FIG. 2 to 4, on the other hand, were performed.
Der Lenkradkern 200 gemäß Fig. 2 bis 4 besteht aus einer mittleren Nabe 10 aus Metall, einer an die Nabe 10 angeschweißten Nabenplatte 20 aus Metall, zwei jeweils am einen Ende an der Nabenplatte 20 befestigten Lenkradspeichenkernstangen 30 aus Metall und einem an deren beiden anderen Enden befestigten Lenkradkranzkernring 40 aus Metall.The steering wheel core 200 according to FIGS. 2 to 4 consists of a central one Hub 10 made of metal, a hub plate 20 made of metal welded to the hub 10, two steering wheel spoke core rods attached at one end to the hub plate 20 30 made of metal and a steering wheel rim core ring attached to the other two ends 40 made of metal.
Gemäß Fig. 4 weist die Nabe 10 eine mittlere Durchgangsbohrung 11 mit einem Endabschnitt 1 pa, welcher mit einer geräumten Kerbverzahnung versehen ist, einem konischen Endabschnitt l lb, welcher sich zu der der Kerb verzahnung abgewandten Mündung der Durchgangsbohrung 11 hin erweitert und ebenfalls durch spanabhebende Bearbeitung hervorgebracht ist, und einem mittleren Entlastungs- oder Löseabschnitt 1 ic auf. Außen ist die Nabe 10 in der Nähe des Endes, von dem die Kerbverzahnung des Endabschnittes 1 la der Durchgangsbohrung l l ausgeht, mit einer Ringschulter 12 sowie am anderen Ende im Bereich des konischen Endabschnitts 1 ib der Durchgangsbohrung 11 mit einem Ringflansch 13 versehen.According to FIG. 4, the hub 10 has a central through hole 11 with an end section 1 pa, which is provided with a broached serration is, a conical end portion l lb, which is to the serration of the serration facing away from the mouth of the through hole 11 expanded and also by cutting Machining is produced, and a middle relief or release section 1 ic on. Outside is the hub 10 near the end of which the serration of the end section 1 la of the through hole l l goes out, with an annular shoulder 12 and at the other end in the area of the conical end section 1 ib of the through hole 11 provided with an annular flange 13.
Gemäß Fig. 3 wird die Nabe 10 zur Befestigung des mit dem Lenkradkern 200 aus Metall versehenen Lenkrades an der zugehörigen Lenkspindel 50 auf ein Lenkspindelende aufgesteckt, so daß die Kerb verzahnung des Abschnittes 1 la der Durchgangsbohrung 11 mit einer äußeren Kerbverzahnung der Lenkspindel 50 in Eingriff kommt, um ein gegenseitiges Verdrehen von Lenkradkern 200 und Lenkspindel 50 zu verhindern, und der konische Endabschnitt 1 lb der Durchgangsbohrung 11 an einem äußeren konischen Abschnitt 51 der Lenkspindel 50 zur Anlage kommt, worauf ein Federring 60 auf das Lenkspindelende aufgesteckt und dann eine Befestigungsmutter 70 auf das Lenkspindelende aufgeschraubt wird, so daß der konische Endabschnitt 1 Ib der Durchgangsbohrung II der Nabe 10 und der konische Abschnitt 51 der Lenkspindel 50 mit einer bestimmten Kraft gegeneinander gedrückt werden.According to FIG. 3, the hub 10 is used for fastening the to the steering wheel core 200 made of metal steering wheel on the associated steering spindle 50 on a steering spindle end attached so that the serration of the section 1 la of the through hole 11 comes into engagement with an outer serration of the steering shaft 50 to a to prevent mutual rotation of steering wheel core 200 and steering spindle 50, and the conical end portion 1 lb of the through hole 11 at an outer conical Section 51 of the steering spindle 50 comes to rest, whereupon a spring ring 60 on the Steering spindle end attached and then a fastening nut 70 on the steering spindle end is screwed so that the conical end portion 1 Ib of the through hole II of the hub 10 and the conical section 51 of the steering shaft 50 with a certain Force are pressed against each other.
Die spanabhebende Bearbeitung der Nabe 10 zum Hervorbringen des konischen Endabschnitts 1 1b der Durchgangsbohrung 11 bewirkt, daß in die Metallstruktur an der Oberfläche des konischen Endabschnitts 1 ib eingeschnitten wird, was die Stabilität beeinträchtigt. Dieses hat zur Folge, daß bei der Lenkradbefestigung gemäß Fig. 3 die Gefahr des sogenannten "Anzugssetzens" groß ist, worunter eine plastische Verformung der aneinanderliegenden konischen Abschnitte lib und 51 der Nabe 10 bzw. der Lenkspindel 50 beim Gegeneinanderdrücken zu verstehen ist, so daß die Nabe 10 in der Befestigungsstellung weiter auf die Lenkspindel 50 geschoben ist und beide Bauteile gesenkt erscheinen. Bei starkem "Anzugssetzen" läßt sich die günstigste Befestigungskraft selbst dann nicht erzielen, wenn die Befestigungsmutter 70 eine vorgegebene Druckkraft aufbringt, so daß bei derLenkradbefestigung gemäß Fig. 3 die konischen Abschnitte 1 Ib und 51 der Nabe 10 bzw. der Lenkspindel 50 nur lose aneinanderliegen und somit das mit dem Lenkradkern 200 aus Metall versehene Lenkrad entsprechend locker auf der Lenkspindel 50 sitzt. Außerdem ist die spanabhebende Bearbeitung der Nabe 10 verhältnismäßig teuer und mit einer relativ schlechten Materialausnutzung verbunden.The machining of the hub 10 to produce the conical End portion 1 1b of the through hole 11 causes in the metal structure the surface of the conical end portion 1 ib is incised, which increases the stability impaired. This has the consequence that with the steering wheel attachment according to Fig. 3 the risk of so-called "tightening" is great, including a plastic one Deformation of the adjacent conical sections lib and 51 of the hub 10 or the steering spindle 50 is to be understood when pressing against one another, so that the hub 10 is pushed further in the fastening position on the steering spindle 50 and both Components appear lowered. With strong "tightening" the cheapest one can be found Fastening force cannot be achieved even if the fastening nut 70 has a applies a predetermined pressure force, so that in the steering wheel attachment according to FIG the conical sections 1 Ib and 51 of the hub 10 and the steering spindle 50 only loosely lie against one another and thus the steering wheel provided with the steering wheel core 200 made of metal accordingly sits loosely on the steering spindle 50. In addition, the machining Machining the hub 10 is relatively expensive and with relatively poor material utilization tied together.
Der erfindungsgemäße Lenkradkern 100 gemäß Fig. 1 ist ähnlich aufgebaut wie der Lenkradkern 200 nach Fig. 2 bis 4 und weist eine mittlere Nabe 1 aus Metall auf, an welcher eine Nabenplatte 2 aus Metall angeschweißt ist. An letzterer sind nicht dargestellte Lenkradspeichenkernstangen aus Metall mit den einen Enden befestigt, an deren anderen Enden ein gleichfalls nicht dargestellter Lenkradkranzkernring aus Metall befestigt ist.The steering wheel core 100 according to the invention according to FIG. 1 has a similar structure like the steering wheel core 200 according to FIGS. 2 to 4 and has a middle one hub 1 made of metal, to which a hub plate 2 made of metal is welded. At the latter are not shown steering wheel spoke core rods made of metal with the one end attached, at the other ends a likewise not shown Steering wheel rim core ring made of metal is attached.
Die Nabe 1 weist eine mittlere Durchgangsbohrung 5 mit einem mit mehreren eine Kerbverzahnung oder ein Vielnutprofil bildenden Axialnuten versehenen Abschnitt 5a am einen Ende und einem konischen Abschnitt 5b am anderen Ende auf, welcher sich zu der der Kerbverzahnung bzw. dem Vielnutprofil abgewandten Mündung der Durchgangsbohrung 5 hin erweitert.The hub 1 has a central through hole 5 with one with several a serration or a multi-groove profile forming axial grooves section 5a at one end and a conical section 5b at the other end, which to the mouth of the through hole facing away from the serration or the multi-groove profile 5 expanded.
Außen ist die Nabe 1 in der Nähe des Endes, von dem die Kerbverzahnung bzw. das Vielnutprofil ausgeht, mit einer Ringschulter 6 versehen, an welcher die Nabenplatte 2 anliegt, und am anderen Ende im Bereich des konischen Abschnitts 5b der Durchgangsbohrung 5 mit einem Ringflansch 7, welcher mehrere Sacklöcher 7a zur Aufnahme eines nicht dargestellten federnden Gliedes für die Rückstellung eines ebenfalls nicht dargestellten Blinklichtbetätigungshebels in die Ausgangsstellung nach dem Durchfahren der Kurve aufweist, für die der Blinklichtbetätigungshebel zum Einschalten der entsprechenden Blinklichter betätigt worden ist.Outside is the hub 1 near the end of which the serration or the multi-groove profile goes out, provided with an annular shoulder 6 on which the Hub plate 2 rests, and at the other end in the area of the conical section 5b the through hole 5 with an annular flange 7, which several blind holes 7a for Receiving a resilient member, not shown, for resetting a also not shown flashing light actuation lever in the starting position after driving through the curve for which the turn signal actuation lever has been activated to switch on the corresponding flashing lights.
Während der mit der Kerbverzahnung bzw. dem Vielnutprofil versehene Abschnitt 5a der Durchgangsbohrung 5 der Nabe 1 durch Räumen hergestellt ist, sind der konische Abschnitt 5b der Durchgangsbohrung 5, die äußere Ringschulter 6 und der äußere Ringflansch 7 der Nabe l im Wege der spanlosen Kaltverformung hervorgebracht, so daß die jeweilige Metallstruktur zusammengedrückt ist und eine feine Kristallteilchenstruktur vorliegt. Die jeweilige Metallstruktur befindet sich in einem gleichmäßigen sowie stabilen Zustand und weist keinerlei Einschnitte auf. Das Zusammendrücken der jeweiligen Metallstruktur bewirkt eine größere Härte und Festigkeit, so daß die Qualität der Nabe 1 insoweit verbessert ist. Weiterhin ist eine größere Dimensionsgenauigkeit gewährleistet. Beispielsweise liegt die Härte des Stahls S25C vor einer Behandlung in der Regel bei etwa 100 Hv. Spanlose Kaltverformung steigert die Härte auf über 200 Hv, nämlich auf eine Härte im Bereich von 250 bis 300 Hv. Dagegen bewirkt die spanabhebende Bearbeitung nur eine Härte von etwa 120 Hv bis etwa 140 Hv.While the one provided with the serration or the multi-groove profile Section 5a of the through hole 5 of the hub 1 is made by broaching the conical section 5b of the through hole 5, the outer annular shoulder 6 and the outer annular flange 7 of the hub l produced by means of non-cutting cold deformation, so that each metal structure is compressed and a fine crystal particle structure is present. The respective metal structure is in a uniform as well stable condition and has no cuts. Squeezing the respective Metal structure causes greater hardness and strength, so that the quality of Hub 1 is improved in this respect. Furthermore, there is a greater dimensional accuracy guaranteed. For example, the hardness of steel S25C is prior to treatment usually around 100 Hv. Chipless cold forming increases the hardness to over 200 Hv, namely to a hardness in the range from 250 to 300 Hv. In contrast, the Machining only has a hardness of about 120 Hv to about 140 Hv.
Gewünschtenfalls kann auch der Abschnitt 5a der Durchgangsbohrung 5 der Nabe l bzw. dessen Kerbverzahnung oder Vielnutprofil durch spanlose Kaltverformung ausgebildet werden. If desired, section 5a of the through hole can also be used 5 of the hub l or its serration or multi-groove profile by non-cutting cold deformation be formed.
Die Nabe 1 besteht aus dem erwähnten weichen Stahl S25C, kann jedoch auch beispielsweise aus einem anderen der Stähle SIOG bis S55C, dem Stahl S41, dem Stahl SK3 oder dem Stahl SK5 bestehen. Zum Rostschutz ist die gesamte Oberfläche der Nabe 1, also auch die Oberfläche der Durchgangsbohrung 5, mit einem Zinkchromatüberzug versehen.The hub 1 is made of the aforementioned soft steel S25C, but can also, for example, from another of the steels SIOG to S55C, the steel S41, the Steel SK3 or the steel SK5 exist. The entire surface is used for rust protection the hub 1, including the surface of the through hole 5, with a zinc chromate coating Mistake.
Mit dem Lenkradkern 100 aus Metall gemäß Fig. 1 und dem Lenkradkern 200 aus Metall gemäß Fig. 2 bis 4 wurden Vergleichsversuche bezüglich des "Anzugssetzens" durchgeführt, deren Ergebnisse in Fig. 5 graphisch dargestellt sind. Daraus ergibt sich, daß beispielsweise bei einer Belastung von zwei Tonnen das "Anzugssetzen" bei dem erfindungsgemäßen Lenkradkern 100 nur etwa 0,5 mm beträgt und nur etwa halb so groß wie dasjenige "Anzugssetzen" ist, welches beim konventionellen Lenkradkern 200 festgestellt wird. With the steering wheel core 100 made of metal according to FIG. 1 and the steering wheel core 200 made of metal according to FIGS. 2 to 4, comparative tests were carried out with regard to the "tightening setting" carried out, the results of which are shown graphically in FIG. From this it follows that, for example, with a load of two tons, the "tightening" in the case of the steering wheel core 100 according to the invention is only about 0.5 mm and only about half as large as the "tightening" that is applied to the conventional steering wheel core 200 is determined.
Dadurch, daß beim Lenkradkern nach der Erfindung wenigstens ein Abschnitt der Durchgangsbohrung von dessen metallischer Nabe durch spanlose Kaltverforrntirig bearbeitet unu verfestigt ist, wird das"Anzugssetzen" bei der Befestigung des entsprechenden Lenkrades an der zugehörigen Lenkspindel drastisch reduziert. Wenn die gesamte Nabe im Wege der spanlosen Kaltverformung bearbeitet wird, dann entfällt die entsprechende spanabhebende Bearbeitung, welche bei der Herstellung der konventionellen Lenkradkerne angewendet wird, was die Kosten mindert und die Materialausnutzung verbessert.Characterized in that the steering wheel core according to the invention at least one section the through hole of its metallic hub by non-cutting cold deformation processed unu solidified, is the "tightening" when attaching the corresponding The steering wheel on the associated steering shaft is drastically reduced. If the entire hub is processed in the way of non-cutting cold deformation, then the corresponding is omitted machining, which is used in the manufacture of conventional steering wheel cores is applied, which reduces costs and improves material utilization.
Die spanlose Kaltverformung erlaubt es, die Qualität der betreffenden Metallstruktur einzustellen, und gewährleistet eine größere Dimensionsgenauigkeit, wobei die Festigkeit der Nabe durch den Härtungsvorgang erhöht wird.The non-cutting cold deformation allows the quality of the concerned Metal structure, and ensures greater dimensional accuracy, wherein the strength of the hub is increased by the hardening process.
Dieses bedeutet mit anderen Worten, daß ein Werkstoff geringerer Qualität verwendet oder die Wandstärke vermindert und somit der Kostenaufwand bzw. das Gewicht entsprechend reduziert werden kann, ohne die Nabenfestigkeit gegenüber derjenigen der konventionellen Lenkradkerne zu verringern.In other words, this means that a material of lower quality used or the wall thickness reduced and thus the cost and weight can be reduced accordingly without compromising the hub strength compared to that of conventional steering wheel cores.
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Claims (6)
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