Gezogene Dorn-Lenkwellenrohre für Automobilanwendungen mit Präzisionsstahlrohr ASTM A513 Typ 5

Lenkwellenrohr ist ein präzises mechanisches Stahlrohr, das für Lenksäulen und Zwischenlenkwellen in Kraftfahrzeugen entwickelt wurde. Ziehen über Dorn (DOM) Rohr wird aus elektrisch widerstandsgeschweißtem Rohr hergestellt, gefolgt von Kaltziehen durch eine Matrize und über einen Dorn. Dieser Prozess verbessert die Maßgenauigkeit, die Wandstärkenkonstanz, die Rundlaufgenauigkeit, die Innenflächenqualität und die mechanische Leistung.

Für die Herstellung von Lenkwellen sind diese Eigenschaften besonders wichtig, da das Rohr anschließend verzahnt, verpresst, bearbeitet, geschweißt, eingepresst oder teleskopisch montiert werden kann. ASTM A513 Typ 5 ist eine der wichtigsten Spezifikationen für DOM-Mechanikrohre, während EN 10305-2 vergleichbare Anforderungen für kaltgezogene geschweißte Präzisionsstahlrohre bietet.

Im Gegensatz zu gewöhnlichen geschweißten Mechanikrohren wird DOM-Rohr über Werkzeuge kaltgezogen, die sowohl die Außen- als auch die Innenflächen kontrollieren. Dies ermöglicht eine engere Kontrolle von AD, ID, Wandstärke und Rundlaufgenauigkeit, was wichtig ist, wenn Lenkwellenrohre mit Lagern, Hülsen, Buchsen, Gelenken oder Teleskopkomponenten montiert werden.

Der Dornziehprozess reduziert die Wandexzentrizität und erzeugt einen gleichmäßigeren Rohrquerschnitt. Eine gleichmäßige Wandverteilung hilft, ein konsistentes Torsionsverhalten aufrechtzuerhalten und Maßabweichungen bei der Verzahung, Verpressung, Bearbeitung und Einpressung zu reduzieren.

Kaltumformung erhöht die Festigkeit von DOM-Rohren. Zum Beispiel kann spannungsarmgeglühtes ASTM A513 Typ 5 SAE 1026 Rohr eine Mindeststreckgrenze von etwa 448 MPa und eine Mindestzugfestigkeit von etwa 517 MPa liefern, abhängig von Größe und Lieferzustand.

Der Dorn kontrolliert die Innenfläche während des Ziehens und erzeugt eine glattere und maßhaltigere Bohrung als herkömmliche ERW-Rohre. Dies ist wertvoll für teleskopische Lenkwellen und Komponenten, die eine kontrollierte innere Gleitfähigkeit oder Bearbeitung erfordern.

Niedrig- und mittelkohlenstoffhaltige DOM-Güten können für Bearbeitung, Schweißen, Umformung, Herstellung von Verzahnungen, Endreduzierung, Bohren, Ausdrehen und andere Automobilfertigungsprozesse ausgewählt werden.

Ein häufiges Kaufproblem bei Lenkwellenrohren ist die übermäßige Exzentrizität zwischen Außen- und Innendurchmesser. Schlechte Rundlaufgenauigkeit kann den Bearbeitungsspielraum, die Verzahnungsgeometrie, den Lagereingriff und die Rotationsbalance beeinträchtigen.

Der DOM-Prozess formt das Rohr über einen inneren Dorn, wodurch AD, ID und Wandverteilung gleichzeitig kontrolliert werden können. Rohre können auch nach spezifizierten AD/ID-Kombinationen anstelle von nur AD/Wandstärke geliefert werden, wenn das endgültige Lenkwellendesign präzise Innenmaße erfordert.

Hersteller von Lenkwellen führen nach der Rohrlieferung oft Verzahung, Verpressung, Endumformung, Bearbeitung oder Schweißen durch. Übermäßige Kaltumformung kann die nachfolgende Verformung erschweren oder zu Maßinstabilität führen.

Daher können verschiedene Lieferzustände je nach Herstellungsroute ausgewählt werden. Spannungsarmgeglühte Rohre bieten ein Gleichgewicht zwischen Festigkeit und Restspannungskontrolle, während geglühte oder normalgeglühte Rohre eine verbesserte Duktilität bieten können, wenn erhebliche Umformungen erforderlich sind.

Lenkungskomponenten für Kraftfahrzeuge erfordern Wiederholbarkeit zwischen Produktionschargen. Unterschiede in der Rohrhärte, Wandstärke, chemischen Zusammensetzung oder Maßtoleranz können die Bearbeitungsparameter und die Montagekonsistenz direkt beeinflussen.

Material kann mit Wärmenummernrückverfolgbarkeit, Maßprüfprotokollen, chemischer Analyse, Zugprüfergebnissen und zusätzlichen Prüfdokumenten gemäß der Kaufspezifikation geliefert werden. Kritische AD-, ID-, Wandstärken-, Geradheits- und Oberflächenanforderungen sollten auf der Zeichnung oder Bestellung des Kunden klar definiert sein.

DOM-Stahlrohre werden zur Herstellung des rohrförmigen Körpers einer Automobil-Zwischenlenkwelle verwendet, die die Lenksäule mit dem Lenkgetriebe verbindet. Das Rohr kann je nach Lenksystemdesign bearbeitet, verzahnt, verpresst, an Gabelkomponenten geschweißt oder in einen Teleskopabschnitt integriert werden.

Seine kontrollierten AD, ID, Rundlaufgenauigkeit und mechanischen Eigenschaften tragen dazu bei, eine genaue Passung mit den Gegenkomponenten aufrechtzuerhalten und gleichzeitig die durch das Lenksystem übertragenen Torsionslasten zu unterstützen.

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