Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Verfahren zur Herstellung einer Schiebeverbindung mittels Rundkneten, bestehend aus einem hülsenähnlichen metallischen Außenteil mit einer Innenprofilierung und einem metallischen Innenteil mit einer Außenprofilierung. Derartige Schiebeverbindungen werden insbesondere in Lenkgestängen von Kraftfahrzeugen eingesetzt.
Es ist allgemein bekannt, eine Innenprofilierung eines hülsenähnlichen metallischen Außenteils, die beispielsweise als Längsverzahnung ausgeführt sein kann, durch Rundkneten über einen entsprechend profilierten Dom zu erzeugen. Ein solches Verfahren ist beispielsweise in der EP 0 721 816 A beschrieben. Weiterhin ist es bekannt, eine als Längsverzahnung ausgeführte Außenprofilierung eines metallischen Teils durch ein entsprechend geformtes Rundknetwerkzeug zu erzeugen. Derartige Verfahren sind beispielsweise in der FR 1 208 404 A und in der FR 2 299 926 beschrieben. Sollen jedoch auf diese Weise getrennt hergestellte, mit einer Innenprofilierung versehene hülsenähnliche Außenteile sowie mit einer Außenprofilierung versehene Innenteile als in Längsrichtung ineinander verschiebbare Teile Verwendung finden, so erweist es sich als ausgesprochen problematisch, eine möglichst spielfreie Schiebeverbindung zwischen diesen Teilen sicherzustellen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzuentwickeln, daß damit hergestellte Schiebeverbindungen bzw. deren Außen- und Innenteile möglichst spielfrei verschiebbar sind.
Dies wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren nach Anspruch 1 oder nach Anspruch 3 erreicht. Hierbei wird als Schablone zur Erzeugung der Profilierung das jeweils entsprechende Gegenstück der Schiebeverbindung verwendet. Es wird also entweder zuerst auf dem Innenteil eine Außenprofilierung oder in dem Außenteil eine Innenprofilierung angebracht. Anschließend wird das Innenteil zumindest abschnittsweise in das Außenteil eingeschoben. Daran anschließend wird von außen auf das Außenteil mit einem Rundknetwerkzeug eingewirkt, so daß entweder die Außenprofilierung des Innenteils zur Erzeugung der Innenprofilierung des Außenteils oder aber die Innenprofilierung des Außenteils zur Erzeugung der Außenprofilierung des Innenteils genutzt wird. Die auf diese Weise erzeugten Profilierungen entsprechen sich derart exakt, daß eine ausgesprochen spielfreie Längsverschiebbarkeit zwischen dem Außenteil und dem Innenteil erzielt werden kann.
Vorteilhafterweise weisen dabei jeweils die mit der Profilierung versehenen Abschnitte des als Schablone dienenden Teils eine größere Härte auf als die Abschnitte des jeweils anderen Teils, in das oder auf das eine Profilierung ein- oder aufgebracht werden soll. Auf diese Weise wird gewährleistet, daß durch das Rundkneten die Profilierung auf das jeweils andere Teil übertragen wird, ohne die bereits vorhandene Profilierung wesentlich zu beeinträchtigen.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist während des Rundknetens zwischen den durch das Rundknetwerkzeug aneinander gepreßten Abschnitten von Außenteil und Innenteil ein Trennmittel angeordnet, wobei als Trennmittel vorzugsweise Öl, Fett oder eine Kunststoffbeschichtung Verwendung findet. Das Trennmittel verhindert, daß während des Rundknetens das Außenteil und das Innenteil miteinander verschweißt werden.
Gemäß einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann während des Rundknetens das Außenteil und/oder das Innenteil eine oszillierende Bewegung in Längsrichtung ausführen. Diese oszillierende Bewegung kann zusätzlich oder alternativ zu dem Trennmittel Verwendung finden, um ein Aneinanderschweißen von Außenteil und Innenteil während des Rundknetens zu verhindern.
Das Rundkneten kann kalt durchgeführt werden, wobei vorzugsweise Stahl verarbeitet werden kann. Bei anderen Materialien, wie beispielsweise Magnesium, werden das Außenteil und das Innenteil während des Rundknetens vorteilhafterweise erwärmt.
Gemäß alternativer Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens kann das Innenteil entweder als Vollprofil oder aber auch als Rohr ausgeführt sein.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen. Darin zeigen
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, umfaßt eine Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens beispielsweise zur Herstellung einer Innenprofilierung 4 eines hülsenähnlichen metallischen Außenteils 1 ein zumindest teilweise in das Außenteil 1 eingeschobenes metallisches Innenteil 2, das abschnittsweise mit einer Außenprofilierung 5 versehen ist. In dem abgebildeten Ausführungsbeispiel sind sowohl die Innenprofilierung 4 als auch die Außenprofilierung 5 als Längsverzahnungen ausgeführt. Wie aus Fig. 1 ebenfalls ersichtlich ist, erstreckt sich die Außenprofilierung 5 des Innenteils 2 nur bis zu einer Verjüngung 6 des Innenteils 2. Die Außenprofilierung des Innenteils 2 ist zuvor auf bekannte Weise auf dieses aufgebracht, z. B. mittels eines Ziehrings.
Zur Herstellung einer Innenprofilierung 4 in dem Außenteil 1 ist es vorteilhaft, das Material des Innenteils 2 zumindest in dem mit der Außenprofilierung 5 versehenen Bereich härter auszuführen als den entsprechenden Bereich des Außenteils 1. Hier bietet sich beispielsweise gehärteter Stahl als Material des innenteils 2 und normaler Stahl als Material des Außenteils 1 an. Zur Erzeugung der Innenprofilierung 4 wirkt von außen ein Rundknetwerkzeug 3 mit einer Anlagefläche 9 auf das Außenteil 1 ein. In Fig. 1 ist die hämmernde radial ausgerichtete Bewegung des Rundknetwerkzeugs 3 durch den Pfeil 8 angedeutet. Die Anlagefläche 9 des Rundknetwerkzeugs 3 wirkt nur jeweils auf einen Längsabschnitt der Außenseite des Außenteils 1 ein.
Um während des Rundknetens ein Verschweißen von Außenteil 1 und Innenteil 2 miteinander zu vermeiden, kann das Innenteil 2 eine oszillierende Bewegung in Längsrichtung gemäß dem Pfeil 7 ausführen. Es besteht weiterhin die Möglichkeit, anstelle des Innenteils 2 das Außenteil 1 in der gleichen Richtung oszillieren zu lassen. Zusätzlich dazu besteht auch die Möglichkeit, beide Teile 1, 2 in Längsrichtung gemäß dem Pfeil 7 gegeneinander oszillieren zu lassen.
Weiterhin kann zwischen Außenteil 1 und Innenteil 2 im Bereich der Profilierungen 4, 5 ein Trennmittel eingesetzt werden. Als Trennmittel bieten sich beispielsweise Öl, Fett oder aber auch eine Kunststoffbeschichtung eines oder beider Teile 1, 2 an. Das Trennmittel kann zusätzlich oder alternativ zu der oszillierenden Bewegung eingesetzt werden, um ein Zusammenschweißen von Innenteil 2 und Außenteil 1 beim Rundkneten zu vermeiden.
Es besteht ebenso die Möglichkeit, umgekehrt eine Außenprofilierung 5 des Innenteils 2 dadurch zu erzeugen, daß das Innenteil 2 in ein bereits mit einer Innenprofilierung 4 versehenes Außenteil 1 aus im entsprechenden Abschnitt härteren Material als das Material des Innenteils 2 eingeführt wird. Anschließend wird durch Rundkneten die Innenprofilierung 4 des Außenteils 1 entsprechend in eine Außenprofilierung 5 des Innenteils 1 übertragen.
Außenteil 1 und Innenteil 2 bilden nach ihrer Herstellung Bauteile für ein Automobil-Lenkgestänge. Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei Umgebungstemperatur als auch bei erhöhten Temperaturen durchgeführt werden. Es zeigt sich, daß insbesondere Stahl kalt verarbeitet werden kann, wogegen beispielsweise Magnesium besser bei höheren Temperaturen rundgeknetet werden kann.