本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求1的前序部分的用于生產(chǎn)機動車輛的伸縮轉(zhuǎn)向軸的異型中空軸的方法，該方法包括提供要被加工的中空軸和具有至少一個輥的輥成型頭，其中，通過使中空軸相對于輥成型頭移動而在中空軸中產(chǎn)生凹槽。此外，本發(fā)明涉及根據(jù)權利要求9的前序部分的用于機動車輛的轉(zhuǎn)向軸。

背景技術：

機動車輛中的伸縮轉(zhuǎn)向軸使轉(zhuǎn)向軸能夠調(diào)節(jié)，使得可以在轉(zhuǎn)向軸的縱向方向上調(diào)節(jié)方向盤的位置。此外，在碰撞的情況下，轉(zhuǎn)向軸能夠被推在一起，這有效地防止了轉(zhuǎn)向軸進一步移動到乘客艙室的內(nèi)部并造成乘客受傷。這通常通過設置兩個相互伸縮的軸或中空軸來實現(xiàn)，這兩個相互伸縮的軸或中空軸一起形成可以通過軸的相對伸縮運動而適當?shù)乜s短或伸長的轉(zhuǎn)向軸。

us8,460,116公開了一種滾動滑動軸，該滾動滑動軸包括內(nèi)軸和外軸，在內(nèi)軸與外軸之間布置有線性的滾珠導軌。為了設置外滾珠滾道，滾動滑動軸的外軸由圓環(huán)部段形成。這導致多個單獨部件的相對復雜的設計。

de102008041155a1提出了一種用于伸縮轉(zhuǎn)向軸的外管，該外管是圍繞內(nèi)軸的外軸。在軸之間的徑向空間中布置有滾珠。在平行于轉(zhuǎn)向軸的縱向軸線的伸縮期間，這些滾珠抵靠內(nèi)軸的外側(cè)部和外軸的內(nèi)側(cè)部滾動，從而確保了容易的調(diào)節(jié)性。為此，在外管中形成具有截面形狀為圓形部段的凹槽狀的滾珠滾道，該滾珠滾道沿縱向方向軸向延伸。為了形成滾珠滾道，外管包括在圓周上變化的壁厚，從而導致產(chǎn)生外管的橫截面幾何形狀需要相對較大的制造成本。

在ep1693579a2中描述了類似地形成的伸縮轉(zhuǎn)向軸。該伸縮轉(zhuǎn)向軸同樣包括布置在相互伸縮的軸之間并且能夠在縱向軸線的方向上滾動的滾珠。在該設計中，內(nèi)軸和外軸設置有徑向相對的相應的滾珠滾道。內(nèi)軸形成為大塊鍛件，外軸包括與上述de102008041155a1中的外軸類似的復雜的橫截面幾何形狀。

根據(jù)ch579427a5已知一種制造異型中空軸的方法，其中中空軸在其通過具有環(huán)狀的異型滾軸或輥的輥成型頭的加工期間圍繞中空軸的縱向軸線轉(zhuǎn)動，使得由相應的滾軸進行的連續(xù)的單次滾壓過程沿著中空軸表面的螺旋區(qū)域彼此相鄰地進行。以這種方式，可以高精度地制造異型中空軸。然而，所需的轉(zhuǎn)動和前進運動以及快速跟隨的突然的單個滾壓過程使得已知的方法技術上復雜且費時，因此昂貴而不適合于制造轉(zhuǎn)向軸。

現(xiàn)有技術中已知的伸縮轉(zhuǎn)向軸的缺點是形成用作滾珠或滾動體滾道的凹槽的制造費用相對較大。

技術實現(xiàn)要素：

從已知的現(xiàn)有技術出發(fā)，本發(fā)明提出要解決的一個問題是提供一種用于生產(chǎn)機動車輛的伸縮轉(zhuǎn)向軸的異型中空軸的改進且更經(jīng)濟的方法。

該問題通過具有權利要求1的特征的方法來解決。有利的改型將從從屬權利要求顯現(xiàn)出。

因此，提出了一種用于生產(chǎn)機動車輛的伸縮轉(zhuǎn)向軸的異形中空軸的方法，該方法包括提供要被加工的中空軸和具有至少一個輥的輥成型頭，其中，通過使中空軸相對于輥成型頭移動而在中空軸中產(chǎn)生凹槽，其中，根據(jù)本發(fā)明提出為形成凹槽而使中空軸僅在中空軸的縱向軸線的方向上相對于輥成型頭移動。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一個特殊特征在于在輥成形期間不需要復雜的旋轉(zhuǎn)運動。被加工的中空軸以純線性的前進運動移動穿過輥成型頭，同時至少一個輥、優(yōu)選地幾個輥機械地作用在中空軸的外套筒表面上。以這種方式，每次，輥在與中空軸的縱向軸線平行的縱向方向上行進而使凹槽狀凹陷部成形。

本發(fā)明的一個益處在于，與用于生產(chǎn)異型中空軸的現(xiàn)有技術中已知的成型方法相比，不需要工件的任何組合的旋轉(zhuǎn)前進運動，使得制造布局可以不那么復雜。此外，實現(xiàn)了顯著縮短的周期時間，從而使得能夠進行特別流線化的生產(chǎn)。只有以這種方式實現(xiàn)的高生產(chǎn)率使得輥成型方法的使用在經(jīng)濟上適用于對汽車工業(yè)的伸縮轉(zhuǎn)向軸的生產(chǎn)。

當產(chǎn)生凹槽時，材料從具有起始半徑的圓周區(qū)域移動到具有比起始半徑小的半徑的圓周區(qū)域。所形成的凹槽用作用于傳遞伸縮轉(zhuǎn)向軸的旋轉(zhuǎn)運動的轉(zhuǎn)矩的形狀元件。

為了生產(chǎn)伸縮轉(zhuǎn)向軸，外中空軸和伸縮地位于外中空軸內(nèi)的內(nèi)中空軸以凹槽彼此對應的方式布置。根據(jù)本發(fā)明的方法，外中空軸的內(nèi)套筒表面中的凹槽借助于中空軸的不向內(nèi)移位的區(qū)域形成。相反地，內(nèi)中空軸的外套筒表面中的凹槽在輥成型期間由中空軸的向內(nèi)移位的區(qū)域形成。

凹槽的基部區(qū)域或凹槽基部區(qū)域理解為由凹槽的邊緣包圍的表面區(qū)域，在內(nèi)中空軸的情況下凹槽的邊緣在成型過程中沒有被移位且因此形成位于相應凹槽兩側(cè)的最大半徑區(qū)域。換句話說，凹槽的基部區(qū)域或凹槽基部區(qū)域是凹槽的自由開口橫截面的區(qū)域。在外中空軸的情況下，凹槽的基部區(qū)域由凹槽的由相應凹槽兩側(cè)的最小半徑區(qū)域形成的邊緣包圍。

用于實施根據(jù)本發(fā)明的方法的制造布局的關鍵是具有至少一個、但通常是多個輥的輥成型頭。輥以旋轉(zhuǎn)軸線橫向于加工方向的方式安裝，其中被加工的中空軸以線性方式沿其縱向軸線的方向移動經(jīng)過輥。根據(jù)本發(fā)明的輥成型頭中的輥可以用輥的外周抵靠引入到輥成型頭中的中空軸的外套筒表面僅在縱向軸線的方向上滾動。其中，輥的外周設計為輥成型輪廓，輥徑向突出到加工通道的開放橫截面中。如果諸如圓形或多邊形管的管段形式的中空軸坯料在縱向方向上以線性方式前進到加工通道中，則輥僅在縱向軸線的方向上以輥的輥成型輪廓抵靠中空軸的方式滾動。根據(jù)本發(fā)明，指示輥成形輪廓突出到加工通道中的距離的輥的徑向進給確定了當輥從外部經(jīng)過時在中空軸中沿縱向方向形成的凹槽的深度。

根據(jù)本發(fā)明的方法，凹槽借助于輥成型頭在冷成形過程中形成在中空軸中。與通過在徑向和軸向方向上的多個不連貫的單獨滾壓過程來形成凹槽的現(xiàn)有技術相比，根據(jù)本發(fā)明，僅在縱向方向上進行連續(xù)滾壓過程。根據(jù)中空軸的材料和材料厚度以及成型(即凹槽)的徑向深度，可以想到通過輥成型頭在單次行程中實現(xiàn)中空軸輪廓的有關尺寸，例如，在沿縱向方向的向前行程期間實現(xiàn)中空軸輪廓的有關尺寸。以這種方式，可以實現(xiàn)特別短的周期時間。同樣可以在多次行程中實現(xiàn)成型的最終尺寸，每次，輥在各個行程之間進行徑向進給。例如，在所提到的向前行程之后進行的反向行程中的成型可以達到關于縱向方向的最終尺寸。優(yōu)選地，輥以固定的旋轉(zhuǎn)軸線布置在輥成型頭中，其間距是不可變的。這顯著地降低了裝置成本，因為不需要進行輥的軸的復雜的進給運動和調(diào)整運動。在通過采用輥的不同進給的若干步驟來生產(chǎn)中空軸的情況下，可以使用若干不同的輥成型頭，這些輥成型頭各自具有軸向間距彼此不同的輥旋轉(zhuǎn)軸線，但是每個輥成型頭仍然牢固地建立。此處還可以想到并且能夠在不同的輥成型頭中設置不同的輥輪廓以形成凹槽，以便具體影響成形過程。

優(yōu)選地，該方法要求通過使中空軸相對于輥成型頭沿著一定長度進行連續(xù)的向前行程而在中空軸上產(chǎn)生具有所述長度的至少一個凹槽，其中，輥成型頭的輥沿著中空軸在縱向方向上連續(xù)滾動。連續(xù)的行程是指在一個行程方向上進行線性運動，而不進行反向運動，優(yōu)選地沒有運動中斷。因此，整個凹槽的形成以相對于輥在凹槽的整個長度上進行不間斷的線性運動而發(fā)生。線性運動可以以均勻的速度或給定的速度曲線發(fā)生。與需要若干不連續(xù)的單獨運動的現(xiàn)有技術不同，通過本發(fā)明的方法可以以一次連續(xù)的線性運動形成凹槽。輥成型頭中的輥的進給可以預先設定為最終尺寸，其中，當引入中空軸時在第一向前行程之前對加工通道的橫截面進行調(diào)整，從而對應于所需的成型。優(yōu)選地，輥成型頭中的輥的進給被預設，即輥成型頭不具有可以改變輥的軸線的間隔的調(diào)整機構。在最簡單的情況下，輥所安裝的軸被固定在輥成型頭的凹部中。

優(yōu)選地，在向前行程之后，通過進行連續(xù)的反向行程來使中空軸相對于輥成型頭退回。在中空軸用在轉(zhuǎn)向軸中的情況下，凹槽從一個端部延伸比軸長度——即內(nèi)中空軸或外中空軸的相應總長度——小的預定的凹槽長度。因此，在向前行程之后以與向前行程類似的連續(xù)的線性運動來同樣優(yōu)選地完成所需的將中空軸從輥成型頭移除的反向行程或退回運動。如果在向前行程中已經(jīng)建立了成型的最終尺寸，則輥保持在其徑向進給位置，使得在反向行程期間輥成型由于中空軸在徑向方向上的彈性反沖而以較少的進給執(zhí)行，從而提高輥成型凹槽的尺寸精度和表面質(zhì)量。

在連續(xù)的工作行程中——例如在向前行程或反向行程期間——形成凹槽具有能夠?qū)崿F(xiàn)特別短的周期時間的優(yōu)點，這有益于合理地制造轉(zhuǎn)向軸。此外，由于僅在縱向方向上連續(xù)進行加工，因此會產(chǎn)生微觀的表面結(jié)構，該微觀的表面結(jié)構最佳地適于在轉(zhuǎn)向軸的伸縮期間內(nèi)軸和外軸的相對縱向位移。例如，凹槽表面在縱向方向上特別光滑，使得在位置改變期間以及在車輛運行期間由于機動車輛的彈性而發(fā)生的最小移位運動期間，軸的滑動特性得到改善。

中空軸與輥成型頭之間的線性相對運動在制造技術上可以以很小的成本實現(xiàn)。例如，可以將中空軸坯料夾持在馬達驅(qū)動的線性進給單元上，該馬達驅(qū)動的線性進給單元在向前行程中沿縱向方向的行進期間將中空軸推入輥成型頭的位于輥之間的加工通道中。通過進給單元的與縱向方向相反的行進而實現(xiàn)了反向行程，通過該反向行程將中空軸從輥成型頭拉出。替代性地或附加地，可以通過馬達來驅(qū)動輥成型頭的輥進行旋轉(zhuǎn)。當被引入加工通道時，中空軸被正旋轉(zhuǎn)的輥捕獲，并且如果旋轉(zhuǎn)方向與中空軸的縱向方向上的周向運動對應，則中空軸在向前行程中在輥之間傳送。以這種方式，形成在輥的外周上的輪廓橫截面形成為中空軸的外周。通過使轉(zhuǎn)動方向與縱向方向反向，已經(jīng)完全或部分成型的中空軸可以在反向行程中被傳送離開輥成型頭。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一個可能的實施方式要求將型材心軸推入中空軸并在中空軸相對于輥成型頭的運動期間將型材心軸與中空軸共同移動。型材心軸在形成凹槽期間由于通過輥從外部作用在中空軸上的力而形成支座。由于中空軸和型材心軸的共同運動，因此在通過輥成型頭形成凹槽期間，中空軸和型材心軸之間不會在縱向方向上發(fā)生相對運動，這使摩擦損失最小化。

型材心軸在其外周上形成有橫截面輪廓，該橫截面輪廓用作用于與在輥從外部進行徑向成形期間而在中空軸的壁中形成的凹槽輪廓相配對的凹鑄?；驂耗?。在外中空軸的制造期間，材料被滾壓到型材心軸的外輪廓中，使得外中空軸的內(nèi)部根據(jù)由型材心軸決定的凹槽幾何形狀而冷成形，并且獲得用于以外形配合的形式接納內(nèi)中空軸的凹槽輪廓。形成在內(nèi)軸的外部上的凹槽輪廓由輥的外周上的工作輪廓決定。通過冷成型，凹槽輪廓作為輥輪廓在縱向方向上的壓印而引入中空型材的外部。

根據(jù)本發(fā)明的方法的替代性實施方式要求使中空軸中空地移動穿過輥成型頭而經(jīng)過輥，以產(chǎn)生至少一個凹槽。在該上下文中，“中空”意味著在被成型的中空軸的敞開的連續(xù)橫截面中不布置可能在冷成型期間易于支撐中空軸的壁上而產(chǎn)生凹槽或支持凹槽的形成的心軸或其他本體。令人驚奇的是，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在不使用型材心軸的情況下，可以實現(xiàn)在內(nèi)中空軸的外表面和外中空軸的內(nèi)表面中產(chǎn)生具有所需性能的凹槽。特別優(yōu)選地，可以以這種方式在直徑——以內(nèi)中空型材的外徑或外中空型材的內(nèi)徑為基礎——小于30mm的中空型材中形成凹槽。

根據(jù)本發(fā)明的方法的一個特別優(yōu)選的實施方式要求轉(zhuǎn)向軸在縱向軸線的方向上線性安裝成滾子軸承，其中，中空軸中的凹槽形成為滾動體滾道以接納能夠滾動的至少一個滾動體。線性地安裝成滾子軸承的轉(zhuǎn)向軸是指在內(nèi)中空軸與外中空軸之間布置有諸如滾珠的滾動體的設計，這些滾動體在伸縮運動期間抵靠所嵌套的中空軸的指向相反的圓周表面滾動。在上述現(xiàn)有技術比如ep1693579a2或de102008041155a1中提及了安裝成滾子軸承的這種轉(zhuǎn)向軸的示例。

對于形成為滾動體滾道，凹槽形成為使得：諸如圓柱滾子或滾珠的滾動體可以插入凹槽并且可以沿著縱向軸線被引導移動、可以在凹槽中滾動，其中，多于滾動體最大直徑的八分之一突出超過凹槽基部區(qū)域，即從自由的凹槽開口的區(qū)域突出。特別優(yōu)選地，凹槽形成為使得凹槽設計成用于呈滾珠形式的滾動體的滾道。這意味著凹槽形成為使得滾珠可以插入凹槽、滾珠可以沿著縱向軸線被引導移動、可以在凹槽中滾動，并且多于滾珠直徑的八分之一突出超過凹槽基部區(qū)域。優(yōu)選地，滾動體——圓柱滾子或滾珠——從凹槽基部突出最大直徑的一半以上，換句話說，從凹槽伸出多于一半。

在線性地安裝成滾子軸承的轉(zhuǎn)向軸中，在外中空軸的內(nèi)表面和/或內(nèi)中空軸的外表面上沿縱向方向延伸的凹槽用作滾動體滾道，在下文也稱為滾珠滾道，在伸縮期間滾珠或其他滾動體在該滾動體滾道中滾動。精度和表面質(zhì)量方面的高要求取決于這種滾珠滾道的輪廓幾何形狀以及轉(zhuǎn)向柱的嵌套的伸縮軸的橫截面幾何形狀。同時，需要合理且低成本的制造。由于本發(fā)明的方法，凹槽首先可以在中空軸中制成，其適于作為滾珠滾道且最佳地滿足前述要求。特別值得指出的是，滾動體滾道可以在上述需要對空的中空軸進行輥成形而不需要使用引入中空軸中的型材心軸的方法的實施方式中實現(xiàn)。特別是對于直徑較小的輥安裝式轉(zhuǎn)向柱的制造，根據(jù)本發(fā)明的方法的該實施方式使得該方法在生產(chǎn)內(nèi)中空軸和外中空軸時具有制造技術上的、功能上的和經(jīng)濟上的優(yōu)點。

優(yōu)選地，中空軸設計為內(nèi)中空軸并且在內(nèi)中空軸的外周上包括由輥成型頭從外部形成的至少一個滾動體滾道，該輥成型頭的輥包括與滾動體滾道的凹橫截面對應的凸形的輥成型輪廓。由于形成為在滾壓過程期間直接接觸中空軸的表面的輥的輥成型輪廓，因此可以以高精度產(chǎn)生形成滾動體滾道的凹槽的橫截面幾何形狀。

本發(fā)明的另一優(yōu)選實施方式要求將中空軸形成為外軸并且在外軸的內(nèi)周上具有由輥成型頭從外部形成的至少一個滾動體滾道，該輥成型頭的輥包括遵循滾動體滾道的橫截面的凹形的輥成型輪廓。在外中空型材的內(nèi)表面中生成用作滾珠滾道的凹槽通過用輥的凹形的輥成型輪廓的邊緣從外部抵靠中空軸進行按壓而使壁徑向向內(nèi)變形來實現(xiàn)。以這種方式，位于內(nèi)側(cè)的滾珠滾道由中空軸的外部間接地形成，而在加工過程期間輥與滾珠滾道的表面不直接接觸。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，考慮前述參數(shù)比如直徑、壁厚、橫截面形狀和中空軸的材料，同樣都可以通過根據(jù)本發(fā)明的方法在間接成形期間合理且精確地實現(xiàn)滾珠滾道的橫截面幾何形狀。

特別有利的是，至少一個輥的橫截面包括哥特式輪廓。哥特式輪廓——也稱為尖形輪廓——的特征在于兩個弧形部段，這兩個弧形部段以相對于彼此成一角度傾斜的方式接合在一起，使得形成尖部或扭折部。該輪廓得以實現(xiàn)在于第一弧形部段的第一中心點相對于第二弧形部段的第二中心點偏移，并且在相對的弧形部段的方向上具有給定間隔。哥特式輪廓相對于穿過橫截面的尖部的鏡像軸線是鏡像對稱的；因此，前述第一中心點和第二中心點各自以其在所述鏡像軸線的兩側(cè)具有相應的一半的間隔鏡像對稱。對于凸形的輪廓橫截面，該尖部位于輥的最外的圓周上，并且因此對于通過輥直接在(內(nèi))中空軸的表面中形成的凹槽，該尖部位于凹槽的最低點處。對于形成(外)中空軸的壁的輪廓橫截面為凹形的輥，該尖部位于輥的橫截面的最內(nèi)的圓周上，使得在中空軸的遠離輥的內(nèi)側(cè)上形成橫截面具有哥特式輪廓的滾動體滾道。由于哥特式輪廓的弧的半徑在尺寸上大于滾珠的直徑，因此每次在滾珠滾道與滾珠之間在兩個位置處產(chǎn)生點接觸。以這種方式，可以實現(xiàn)具有精確的引導性、均勻的載荷分布和很大的剛度的特別良好的運行性能。

優(yōu)選地，中空軸中生成全部數(shù)目的多個凹槽以連續(xù)的向前行程在單個共同的工作步驟中完成。全部數(shù)目指的是在中空軸中形成的所有凹槽。

優(yōu)選地，在輥成型頭中為中空軸中的每個凹槽設置單獨的輥，同時用于產(chǎn)生凹槽的輥同時抵靠中空軸進行滾動。以這種方式，可以在單個工作步驟中沿中空軸的縱向軸線的方向在中空軸中產(chǎn)生多個凹槽。以這種方式，借助于中空軸相對于輥成型頭的輥的軸向相對運動，可以執(zhí)行在中空軸中產(chǎn)生凹槽的整個成形過程。這節(jié)省了大量的時間，使得與用于中空軸的成型或用于在中空軸中形成凹槽的傳統(tǒng)制造方法相比可以實現(xiàn)短得多的周期時間。

此外，在中空軸中的凹槽為對稱配置的情況下，在中空軸中同時形成凹槽會使得輥成型頭的輥在徑向方向上以基本上對稱的力作用在中空軸上。這對于輥成型頭的設計是特別有利的。對稱的力形式意味著對輥成型頭的各個部件的支持作用的要求更少。此外，對稱的力形式顯著地減少了在輥成型頭的軸承中產(chǎn)生的力矩，這會降低輥成型頭的設計和制造成本。

此外，對稱的力作用也對異型中空軸的性能產(chǎn)生積極的影響。因此，中空軸在冷成形期間經(jīng)受均勻的彎曲加工，使得在中空軸上產(chǎn)生均勻的凹槽。結(jié)果是具有均質(zhì)材料分布的對稱回轉(zhuǎn)體。

在輥成型頭中為要在中空軸中生成的每個凹槽設置單獨的輥使得不需要重新定位中空軸相對于輥成型頭的角度。以這種方式，一方面可以減少生產(chǎn)異型中空軸的加工時間，另一方面可以減小用于生產(chǎn)型材中空軸的方法的復雜性。

本發(fā)明提出的要解決的問題還通過具有權利要求9的特征的轉(zhuǎn)向軸來解決。有利的改型將從從屬權利要求顯現(xiàn)出。

因此，提出了一種用于機動車輛的轉(zhuǎn)向軸，該轉(zhuǎn)向軸包括彼此同軸布置且相對于彼此可伸縮的內(nèi)中空軸和外中空軸，其中，內(nèi)中空軸和外中空軸包括沿縱向軸線的方向延伸的滾動體滾道，滾動體滾道各自在軸之間彼此徑向相對，同時在內(nèi)中空軸與外中空軸之間布置有至少一個滾動體，所述至少一個滾動體抵靠徑向相對的滾動體滾道滾動，并且轉(zhuǎn)向軸的兩個軸中的至少一者根據(jù)上述方法來生產(chǎn)。

以這種方式，可以以低制造成本和更短的周期時間并且因此比現(xiàn)有技術更經(jīng)濟地生產(chǎn)用于機動車輛的線性的滾子支承的轉(zhuǎn)向軸。通過根據(jù)本發(fā)明的方法生產(chǎn)的具有滾動體滾道的中空軸的特征在于上文所描述的特別有利的伸縮性能。

特別優(yōu)選地，內(nèi)中空軸和/或外中空軸的滾動體滾道中的至少一個滾動體滾道包括在橫截面中觀察的哥特式輪廓。這種形狀——也稱為尖形輪廓——包括兩個弧、優(yōu)選地是圓弧，這兩個弧以成角度的尖部彼此相接。由于哥特式輪廓的弧的半徑的尺寸大于用作滾動體的滾珠的直徑，因此每次滾珠滾道(滾動體滾道)與滾珠之間在兩個位置處產(chǎn)生點接觸。以這種方式，可以實現(xiàn)具有精確的引導性、均勻的載荷分布和很大的剛度的特別良好的運行性能。借助于根據(jù)本發(fā)明的方法，可以在內(nèi)中空軸的外表面和外中空軸的內(nèi)表面兩者中形成滾動體滾道。

本發(fā)明的一個優(yōu)選實施方式要求至少一個滾動體是滾珠，滾珠以按壓角在70°至110°的范圍內(nèi)的兩個圓周點處與滾動體滾道中的至少一個滾動體滾道接觸。由于滾動體滾道的輪廓的構型，例如如上文描述的哥特式輪廓，因此滾珠每次只在兩個點處與相應滾動體滾道的表面接觸。這使?jié)L動摩擦最小化，從而有益于在轉(zhuǎn)向柱的伸縮過程期間的易于調(diào)節(jié)性。此外，磨損因此被最小化。將按壓角設定在指定范圍內(nèi)對于引導到滾動體滾道中的力的分布方面是特別有利的。

有利的是在內(nèi)中空軸與外中空軸之間布置護套，該護套接納至少一個滾動體。護套形成滾動體的保持架，優(yōu)選地是滾珠保持架，通常在該保持架中保持有若干滾動體，這些滾動體能夠自由轉(zhuǎn)動但處于相對于護套及相對于彼此的限定位置。該滾動體保持架確保滾動體以俘獲方式被保持在中空軸之間。此外，若干滾動體可以被引導處于多個滾動體滾道的縱向方向上的相同位置處，并且滾動體滾道內(nèi)的若干滾動體可以在縱向方向上彼此以恒定間距保持。通過護套實現(xiàn)的滾動體相對于彼此及相對于滾動體滾道的定位確保滾動體在任何時候都處于最佳布置，即在轉(zhuǎn)向柱的穩(wěn)定性方面、將力引導到軸承方面和低摩擦方面都處于最佳。

在橫截面方面，中空軸優(yōu)選地是旋轉(zhuǎn)對稱的，對于中空軸的基本橫截面形狀以及同樣對于用作滾動體滾道的凹槽的布置均是旋轉(zhuǎn)對稱的，用作滾動體滾道的凹槽的布置特別優(yōu)選地適于該基本橫截面形狀。例如，中空軸可以具有四邊形橫截面、此處優(yōu)選地是正方形的橫截面，同時可以在所有四個邊上對稱地布置四個滾動體滾道，或者也可以在相反的邊上對稱地布置兩個滾動體滾道。因此，具有三角形基本形狀的中空軸可以包括三個滾動體滾道；可以想到具有六邊形基本形狀的中空軸設置有鏡像對稱或旋轉(zhuǎn)對稱布置的兩個、三個、四個或六個滾動體滾道。

附圖說明

下面將借助于附圖更詳細地說明本發(fā)明的有利實施方式。附圖具體示出了：

圖1是轉(zhuǎn)向軸的示意性立體圖，

圖2是根據(jù)圖1的處于拆開狀態(tài)的轉(zhuǎn)向軸的一部分，

圖3是根據(jù)前述附圖的轉(zhuǎn)向軸的橫截面圖，

圖4是在滾動體區(qū)域中的根據(jù)圖3的截面圖示的詳細視圖，

圖5是根據(jù)圖3的截面圖示的另一詳細視圖，其中，滾動體被移除，

圖6是輥成型頭的示意性立體圖，

圖7是第二實施方式中的輥成型頭的示意性立體圖，

圖8是根據(jù)圖7的輥成型頭的輥布置的示意性立體圖，

圖9是在輥的區(qū)域中的根據(jù)圖7的輥布置的橫截面圖，

圖10是根據(jù)圖6的輥成型頭的輥布置的示意性立體圖，

圖11是在輥的區(qū)域中的根據(jù)圖10的輥布置的橫截面圖，

圖12是在輥成型過程期間沿著輥成型頭的縱向軸線的縱向截面的示意圖，

圖13是第二實施方式中的轉(zhuǎn)向軸的橫截面圖，

圖14是在引入中空軸時輥成型頭的示意性截面圖，

圖15是在輥成形過程中根據(jù)圖14的輥成型頭的示意性截面圖，其中中空軸在向前行程期間位于輥成型頭中，

圖16是在輥成形過程中根據(jù)圖15的輥成型頭的示意性截面圖，其中中空軸在反向行程期間位于輥成型頭中。

具體實施方式

附圖示出了本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實施方式，相同的部件總是具有相同的附圖標記，并且因此相同的部件一般只被提及或指定一次。

圖1以立體圖示出了示意性地表示的轉(zhuǎn)向軸10，轉(zhuǎn)向軸10具有外中空軸20和內(nèi)中空軸30，外中空軸20和內(nèi)中空軸30在縱向軸線方向上相對于彼此伸縮，即在由雙箭頭指示的縱向方向上相對于彼此伸縮。

外中空軸20在其沿縱向方向背向內(nèi)軸30的自由端部處包括叉狀部21，叉狀部21形成萬向接頭的一部分，轉(zhuǎn)向軸10通過該萬向接頭以扭矩鎖定的方式連接至轉(zhuǎn)向系。因此，內(nèi)中空軸30在其沿縱向方向背向外軸20的自由端部處包括叉狀部31，叉狀部31形成另一萬向接頭的一部分，轉(zhuǎn)向軸10通過該萬向接頭以扭矩鎖定的方式連接至轉(zhuǎn)向系。中空軸20、30優(yōu)選地由優(yōu)異的冷成型鋼制成。

圖2以分解圖示出了根據(jù)圖1的轉(zhuǎn)向軸1的一部分，其中各個部件被示出為處于彼此拆卸的狀態(tài)。如可以看出的，外軸20在其面向內(nèi)軸30的區(qū)域中成型，內(nèi)中空軸30能夠沿縱向方向被伸縮地推到外軸20的面向內(nèi)軸30的區(qū)域中。外軸20的成型包括凹槽22，凹槽22在外軸20的內(nèi)套筒表面23上沿縱向方向延伸長度a。長度a從面向內(nèi)軸30的端部沿著外軸20的小于外軸20的整個長度的部段延伸。凹槽22與位于中空軸20的壁的外部的外套筒表面25中的相對的凸形的突出隆起狀的形成部24相匹配。這些形成部24沿周向方向在兩側(cè)處由位于外側(cè)的凹槽形區(qū)域26界定。在示出的實施方式中，四個凹槽22布置成圍繞中空軸20的圓周均勻分布。凹槽22形成為滾動體滾道、或者更具體地形成為滾珠滾道，如下面將進一步說明的。

內(nèi)中空軸30的面向外中空軸20并能夠被伸縮地推到外中空軸20中的端部部段同樣成型為如圖1中所示出的。該成型包括凹槽32，凹槽32在中空軸30的外套筒表面33上從能夠被推到外中空軸20中的端部沿縱向方向延伸長度l。長度l沿著內(nèi)中空軸30的被推到外中空軸20中的部段在縱向方向上延伸。

通過對圖2和圖3的橫截面圖示進行比較，可以看出，滾動體、即滾珠40徑向地布置在凹槽22與凹槽32之間。多個滾珠40各自沿縱向方向一個接一個地布置在凹槽22和32中。這些滾珠以彼此具有限定間距且自由旋轉(zhuǎn)的方式保持在護套80中，其中，護套80形成為滾珠保持架80。同時，護套80確保在周向方向上相鄰的滾珠40各自關于縱向方向保持在相同的位置。

圖3示出的實施方式示出了四邊形、特別是正方形的基本橫截面的中空軸20和30。凹槽22和32各自對稱地布置在正方形的一個邊的中央處。

與圖3的圖示類似的第二實施方式在圖13中示出。與第一實施方式相比，該實施方式總共僅包括兩排滾珠40，這些滾珠在外中空軸201與內(nèi)中空軸301之間位于凹槽22和32中，兩排滾珠40對稱地位于正方形的兩個相反的邊上。

圖4和圖5各自再次以放大圖示出了根據(jù)圖3的凹槽22和32。將認識到的是，凹槽22和32各自都具有哥特式(gothic)輪廓。這由兩個圓弧部段27和兩個圓弧部段37形成，圓弧部段在凹槽底部28或38處以一定角度相接，即形成了與哥特式尖拱類似的尖部。

圓弧部段27和37各自具有半徑k1和k2，其中，k1＝k2。k1的半徑中心點m1和k2的半徑中心點m2彼此相隔間距g并且以關于穿過點28的鏡像軸線s鏡像對稱的方式布置。k1和k2的量值比插入在凹槽22與凹槽32之間的滾珠40的半徑r大。因此，每個滾珠40正好抵靠凹槽22和32上的兩個接觸點p1和p2，如圖4中所示。關于滾珠的半徑r的中心點在接觸點p1與接觸點p2之間圍出的按壓角的量值優(yōu)選地在70°和110°的范圍內(nèi)。

凹槽22具有凹槽基部區(qū)域29，凹槽32具有凹槽基部區(qū)域39。如可以從圖4清楚地看出的，每個滾珠40的大于其直徑2*r的一半的部分突出超過相應的凹槽基部區(qū)域29或32。這符合以上給定的凹槽22和32的滾動體滾道的定義，即凹槽22和32形成滾珠40的滾珠滾道。

圖6示出了用于制造如以上所描述的內(nèi)中空軸30的輥成型頭50。輥成型頭50包括四個輥52，四個輥52圍繞加工通道51以旋轉(zhuǎn)對稱的方式布置。輥52以90°的角度相對于彼此布置。每個輥52安裝成能夠在輥成型頭50的框架56中轉(zhuǎn)動。

圖7中示出的用于制造上述外中空軸20的輥成型頭501包括與用于制造內(nèi)中空軸30的輥成型頭50相似的布局，輥成型頭501具有加工通道511、輥521和框架561。

圖7、圖8和圖9示出了型材心軸60，型材心軸60布置在輥成型頭501的位于四個輥521中間的加工通道511中。在型材心軸60與輥521之間設置有間隙，使得型材心軸60可以沿著輥成型軸線移動，即沿著穿過加工通道511的縱向軸線移動，而輥521不會抵靠型材心軸60滾動。

圖9是具有突出部62的型材心軸60的放大視圖，在型材心軸60與輥521之間形成有間隙，型材心軸60與借助于輥成型頭501生產(chǎn)的中空軸的輪廓大致對應。

圖12示出了沿著圖10中示出的加工情形的縱向軸線的截面，其中中空型材30在輥52之間已經(jīng)推入長度l，以產(chǎn)生長度為l的凹槽32。

替代性地，輥成型頭50或501也可以包括一個、兩個、三個、六個或更多個輥52或521，所述輥52或521布置成圍繞圓周以相應的角度彼此間隔開。

圖9和圖11示出了用于成型的輥52、521，并且輥52、521包括輥中央輪廓53、531和輥邊緣輪廓54、541。

為了形成滾珠滾道，輥中央輪廓53具有凸形的哥特式輪廓的形狀。此處的輥中央輪廓53的直徑大于輥邊緣輪廓54的直徑。

對于輥521，輥中央輪廓531的形狀為凹形的哥特式輪廓。輥521和型材心軸60相對于彼此布置成使得輥中央輪廓531與型材心軸60的突出部62對應。

圖9示出了輥成型頭501的詳細視圖的橫截面，其中，輥521與已被推到型材心軸60上的外中空軸20接觸。外中空軸20被冷軋，使得外軸20在其內(nèi)套筒表面上接收型材心軸60的輪廓，并且外軸20的外套筒表面25由輥521、具體是由輥的輪廓形成。

由于輥中央輪廓531的橫截面與型材心軸60的突出部62對應，因此外中空軸20的材料被輥中央輪廓531迫壓到型材心軸60的突出部62上。

因此，轉(zhuǎn)向軸10的內(nèi)中空軸30可以借助于輥成型頭50制成。輥成型頭50與輥成型頭501之間的一個區(qū)別在于中空型材比如內(nèi)中空型材30的加工可以在不使用型材心軸的情況下完成。為此，中空型材30被引入輥成型頭50的空的加工通道51，即沒有配對工具位于自由通道中。作為說明，這在圖10中示意性地示出，其中僅指示出輥52，輥成型頭50的其它元件已被省略。在輥52之間沿箭頭方向推動中空型材30，從而外套筒表面33因輥52的異型橫截面而冷變形以形成凹槽32。該情形在圖11中的橫截面中再次示出。

借助于圖7、圖8和圖9中的輥成型頭501描述的方法的替代性實施方式不需要使用型材心軸60。這意味著外中空型材20在內(nèi)部為空的情況下冷變形，如以上所描述的通過使用輥成型頭50來制造內(nèi)中空型材30那樣。特別地，當中空型材的橫截面相對較小時，則可以通過從外部輥成型而在內(nèi)套筒表面上形成合適的凹槽22來作為滾動體滾道。

圖14至圖16示出了用于借助于輥成型頭501對外中空軸20進行成型的雙行程的運動順序。這些橫截面視圖各自示出了兩個相對的輥521，同時在輥521之間布置有型材心軸60，外中空軸20被推在型材心軸60上。

圖14示出了外中空軸20與型材心軸60一起的向前行程。外中空軸20與型材心軸60一起相對于輥521移動。型材心軸60不與輥521接觸，使得輥521保持在靜置位置。在圖14中，被推到型材心軸60上的外中空軸20還沒有與輥521接觸。

在圖15中，外中空軸20與型材心軸60一起仍處于向前行程，區(qū)別在于現(xiàn)在外中空軸20與輥521接觸。型材心軸60與輥521之間的間隙現(xiàn)在由外軸20填充。由于外軸20與型材心軸60一起的向前行程，因此輥521被旋轉(zhuǎn)。輥521沿著外軸20的外周表面滾動，使得外中空軸20經(jīng)受上述成型，這是因為輥521中的輥中央輪廓531距型材心軸60的間隔比距尚未成形的外中空軸20的間隔小。

一旦已經(jīng)達到外軸20所需的成型長度和相關聯(lián)的凹槽長度a，就開始進行圖16中示出的反向行程。外中空軸20和型材心軸60沿相對于向前行程相反的方向共同移動。外軸20與輥521繼續(xù)接觸，使得輥521同樣在反向行程期間沿相反的方向旋轉(zhuǎn)。反向行程可以持續(xù)直到外中空軸20和型材心軸60離開輥成型頭501。替代性地，可以在反向行程之后進行新的向前行程，例如為了提高外軸20的成型質(zhì)量。

圖14、圖15和圖16中示出的方法同樣可以用來在不使用型材心軸60的情況下制造中空軸20、30。在這種情況下，中空軸在中空的情況下引入輥成型頭50、501的輥52、521之間。

為了改善輥521抵靠被成型的軸的滾動并且為了使接觸表面中的點蝕最小化，可以想到并且能夠在相應的接觸表面處用潤滑劑潤濕輥或軸。

在適用的范圍內(nèi)，在不脫離本發(fā)明的范圍的情況下，各個示例性實施方式中所描繪的所有單個特征可以彼此組合以及/或者彼此互換。

附圖標記列表：

10轉(zhuǎn)向軸

20、201外中空軸

21叉狀部

22凹槽

23內(nèi)套筒表面

24形成部

25外套筒表面

26成型區(qū)域

27圓弧部段

28凹槽底部(梢部)

29凹槽基部區(qū)域

30、301內(nèi)中空軸

31叉狀部

32凹槽

33外套筒表面

37圓弧部段

38凹槽底部(梢部)

39凹槽基部區(qū)域

40滾珠

50、501輥成型頭

51、511加工通道

52、521輥

53、531輥中央輪廓

54、541輥邊緣輪廓

56、561框架

60型材心軸

80護套

a凹槽22的長度

l凹槽32的長度

g間距

k1、k2半徑

m1、m2中心點

p1、p2接觸點

s鏡像軸線

按壓角