GM Vega Saginaw 140

Historien om Jacox

De tre personerna John L Jackson, E D Church och M L Wilcox startade 21 april 1906 i Saginaw, Michigan tillverkning av mekaniska komponenter. De kallad företaget Jacox. En av produkterna var styrväxlar.

Jacox Stearing Gear Plant - Saginaw Michigan USA
Jacox Stearing Gear Plant – Saginaw Michigan USA

I januari 1910 köptes företaget av Buick. 1917 köper GM företaget av Buick och det blev då Jackson, Church and Wilcox division of GM. Två år senare, 1919, fick företaget namnet Saginaw Product Company och 1928 ändras namnet till Saginaw Steering Gear Division.

jacox-steering-gear
Jacox Steering Gear

Produktnamnet Jacox ändrades 1930 till Saginaw. År 1985 byter företaget namn till Saginaw Division för att i början på 1990-talet bli en del i GM Automotive Components Group (ACG). 1995 ingår företaget i Delphi Automotive Systems. 2009 köpte GM loss Saginaw Division från Delphi, som då var begärd i konkurs. Företaget byter också namn till Nexteer Automotive. 2010 säljer GM företaget till det kinesiska företaget Pacific Century Motors. Företaget är sedan 2013 noterat på Hong Kong börsen. http://www.nexteer.com/

Saginaw M1 Carbine

Saginaw´s kunskaper och erfarenhet av metallurgi, gjutning, bearbetning, automatiserad produktion, tillverkningskapacitet och kvalitetskontroll kunde även användas för tillverkning av vapen.

Halvautomatiskt vapen. US M1 Carbine .30. Märkning S´G´ Saginaw alternativt SG Saginaw .

saginaw-m1-carbine-sg-credit-to-icollector-com
Saginaw M1 Carbine SG. Credit to icollector.com.

1 december 1942 kontaktades chefen William H ”Bud” Doerfner, (General Manager of Saginaw Steering Gear) av US Detroit Ordnance District angående GM´s möjligheter att utöka sin produktion av halvautomatiska karbiner. (Karbin = kort kulgevär). Vapenbeställningen hade ursprungligen gått till företaget Irwin-Pedersen Company Grand Rapid Michigan. Men deras kvalitet godkändes inte av beställaren. GM tog sig an uppgiften och produktionen lades på Saginaw Steering Gear Division. De tillverkade redan karbiner åt försvaret, så det blev en tilläggsorder på 146 723 karbiner som fick märkningen Saginaw S´G´. De tillverkades i Grand Rapids och de 370 490 från den tidigare beställningen märktes med Saginaw SG. De tillverkades i Saginaw.

Mer information från hemsidan New Market Arms: https://www.newmarketarms.com/scarce-correct-wwii-saginaw-grand-rapids-carbine-p-1171.html

Patentet

På våren 1939 lämnade GM Saginaw in en patentansökan på en styrväxel med återcirkulerande kulor. Det är en utveckling av det patent  US 2 067 969 som Walter A Kull och Fred G Wade hade lämnat in  i början på 1934.

us2159225-may-23-1939
Patent US 2159225 May 23 1939 GM Saginaw

Den första bilen som utrustades med den här typen av styrväxel var Cadillac 1940 Model 72. 1941 hade alla GM lastbilar och personbilarna Cadillac och Buick den här typen av styrväxel. Incitamentet till uppfinningen och patentet var GM´s trögstyrda lastbilar. På den här tiden var förutsättningen för att bli lastbilschaufför att man var så stor och kraftig att man orkade vrida på ratten. Det blev något lättare med den här typen av styrväxel. I mitten på 1950-talet hade alla GM bilar med manuell- eller servostyrningen styrväxeln med återcirkulerande kulor.

Hot Rod

73_vega_gt-bronze_metallic-credit-to-wikipedia
73 Vega GT – bronze metallic. Credit to Wikipedia.

I den gamla Hot Rod kulturen var det vanligt att byta ut komponenter på bilen till sådana som hade bättre egenskaper än originaldelarna. För att hålla ner kostnaderna så kom ofta delarna från kasserade och skrotade bilar. Eftertraktade komponenter var bromsar från Lincoln, bromstrummor från Buick, förgasare från Stromberg och banjorattar från Ford. Delar från sprint cars (racerbilar) var intressanta som Quick-change bakväxlar och magnesiumfälgar. Även stolar av aluminiumplåt från gamla bombplan var användbara. Många extra instrument kom från Stewart Warner. Senare användes även stötdämpare från VW, bakaxlar från Jaguar och under 1970-talet även små styrväxlar från Saginaw. Utseendet och ”hip-faktorn” påverkade  också avsteget från originalutseendet. Så är säkert fallet med kompressormatning och stora dragracingdäck.

Saginaw 140

Populär produkt

saginaw-logotyp-credit-to-hotrod-network-and-high-performance-pontiac
Saginaw logotyp. Credit to hotrodnetwork and High Performance Pontiac

När Hot Rod byggarna i början på 1970-talet modifierade styrningen i sin gamla Ford från originalstyrningen med rak styrarm till cross-steering, så ville man ha en lämplig styrväxel. Den skulle vara liten för att få plats, men även kraftig nog för att klara bilens vikt. Den skulle ha kulbanor för återcirkulerande kulor för att ha liten friktion och den skulle också vara från en bil utan styrservo. En lämplig styrväxel, med skruvsektor med kulmutter, fanns på på några av GM´s mindre bilmodeller (subcompact) som Chevrolet Vega 1970-77, Pontiac Sunbird 1976-80 och Chevrolet Monza 1975-80.

Original Saginaw 140. Courtesy of Rocket88 Jalopyjournal.com. Pic 1.
Original Saginaw 140. Courtesy of Rocket88 Jalopyjournal.com. Pic 1.
Original Saginaw 140. Courtesy of Rocket88 Jalopyjournal.com. Pic 2.
Original Saginaw 140. Courtesy of Rocket88 Jalopyjournal.com. Pic 2.

När alla bilskrotar I USA, Canada och Mexico var tömda på Saginaw 140 styrväxlar så fanns det fortfarande efterfrågan, men inga donatorbilar.

Dagens tillverkare

Sedan 1914

Borgeson i Torrington, Connecticut fick 22 juli 1914 ett patent på en axelknut. De har sedan dess tillverkat ledbara kraftöverföringar. 1982 köpte nuvarande ägare Gerald Zordan företaget och bildade Borgeson Universal. År 2001 köpte Borgeson upp Bill Mullins tillverkning av styrväxlar. Borgeson köpte även upp alla maskiner och utrustning för tillverkning av Saginaw styrväxlar från BSB Automotive Technologies Inc i Canada. Den tillverkningen flyttades då till Torrington.

Borgeson 940004 Steering Box OEM Vega 140 – Photo 2

På grund av lägre skatt och bättre klimat flyttades 2015 en del av verksamheten till Travelers Rest, South Carolina. Från januari 2017 finns Borgeson Universal Company hela verksamhet i South Carolina.

Ett ungt företag

Flaming River Industries, Berea Ohio, startade 1987 med målsättningen att tillverka kvalitetskomponenter till styrinrättningar för hobbybilar. Alla delar tillverkas i deras anläggning i Berea.

Tillverkad utomlands

Företaget The Helix Suspension Brakes and Steering som ägs av Hoffman Group säljer en ”Vega 140 styrväxel”.  Vid e-post utbyte med Helix, så skrev de att styrväxeln inte har någon märkning, nummer eller annat kännetecken för identifiering och att den var tillverkad overseas d.v.s. utanför USA. Den som svarade hade heller inget svar på i vilket land styrväxeln var tillverkad.

Stor prisskillnad

Några Saginaw 140 säljs under namnet Mullins styrväxlar. De säljs bl. a. av Pete & Jakes och av Honest Charley. Mullins Steering Gears ägs sedan 2001 av Borgeson. Så i dag är Mullins  ett produktnamn på Borgeson styrväxlar.

the-steering-box-no-name
The Steering Box – No Name

Förutom originalet från GM, de nytillverkade OEM från Borgeson  och  de uppdaterade och även nytillverkade från Flaming River så finns det säkert ett 10-tal företag som säljer s.k. Vega styrväxlar, dock med oklara uppgifter om ursprunget. Priset i USA varierar från $134 till $413.  Troligen skiljer det även en hel del i kvalitet mellan styrväxlarna beroende av vem som tillverkat dem.

En Borgeson Item Number 920004 Steering Box OEM Vega 140 kostar (maj 2017) hos Borgeson $335.

Borgeson 940004 Steering Box OEM Vega 140 – Photo 4

Observera att artikelnumret 7808990 är samma som GM Saginaw 140 och att gängorna för de tre skruvarna, som håller fast styrväxeln i ramen har dimensionen UNC 3/8-16.

Utväxlingen

Utväxlingarna i en styrväxel brukar vara 16:1, 20:1, 22:1 och 24:1. För utväxlingen 16:1 innebär det, att när snäckskruven vrids 16 grader så vrids pitmanarmen (styrarmen) 1 grad och motsvarande gäller för de andra utväxlingarna.

Den maximala rörelsen hos en pitmanaxel är 45° grader åt vardera hållet från neutralläget, totalt 90°.

Då blir rörelsen mellan pitmanarmens ändlägen:

För utväxlingen 16:1 = 90° x 16/360° = 4 rattvarv.

För utväxlingen 20:1 = 90° x 20/360° = 5 rattvarv.

För utväxlingen 22:1 = 90° x 22/360° = 5,5 rattvarv.

För att inte skada styrväxeln, så ställer man in styrstoppen så att de stoppar rattrörelsen innan pitmanarmen är i sitt ändläge.

Justera eller justera inte?

Några tillverkare är noga med att berätta att styrväxeln är rätt inställd när den levereras och att den inte ska justeras! Flaming River säger att den är ”Direct bolt in” och Borgeson skriver att den är ”Set at the factory” och ingen garanti gäller om man justerar styrväxeln. Speedway Motors är lika noga med att berätta att en av de styrväxlarna, som de säljer inte är justerad och ska därför ställas in av köparen, innan den används.

Utföranden

Det finns flera olika utföranden av Saginaw styrväxlar. De  här tre ska enligt ”kännare” av gamla bilar ha samma  mått på infästningen? Modellerna 122 och 525 har ett kraftigare utförande än 140. Modellen 122 ersattes 1986 av 525.

  Saginaw 140 Saginaw 122 Saginaw 525
Applikation, bilens massa Bil under 1089 kg Bil över 1089 kg Bil över 1089 kg
Utväxling 22:1 24:1 24:1
Rattaxelns diameter 5/8 – 36 bommar ¾ – 36 bommar ¾ – 30 bommar
Pitman axelns bommar och diameter 1 tum – 36 bommar
0,997 – 0,934 tum
1 tum – 32 bommar
0,997 – 0,934 tum
1 tum – 32 bommar
0,997 – 0,934 tum
Anmärkning Längre rattaxel än 140. Samma fastsättning som 140 Längre rattaxel än 140. Samma fastsättning som 140.

Smörjmedel

saginaw-lub-credit-to-gmheritagecenter-com
Saginaw Lub. Credit to gmheritagecenter.com.

I styrväxeln användes ett fett – inte olja – med beteckningen GM Standard GM4673M Lubricant.

Så här skriver GM om detta:
På modeller 1967-69 ska styrväxeln fyllas med EP chassi fett som inte tar åt sig fukt enligt, General Motors Specifikation GM 6031M.

Från 1970-1986 behövs ingen påfyllning av fett under styrväxelns livstid. Om det vid en översyn eller reparation behövs fyllas på med fett, ska en tom styrväxel fyllas på med 13 oz. (368 g) Steering Gear Lubricant (Part No. 1051052) enligt GM Specifikation GM 4673M, eller motsvarande fett. Använd inte EP Chassi fett i dessa styrväxlar och fyll inte på mer än den angivna volymen (massan).

Vega Shop Manual 1973

OBS. Jag hade planerat att låna sex sidor från en Vega Shop Manual 1973, från hemsidan www.selectric.org som ägs och drivs av Jim Forbes, Sierra Vista, Arizona. Har letat efter hans e-post för att fråga om det var OK att låna hans material för vidare publicering. Men jag har inte hittat hans e-post! Här är hans originalsidor: http://selectric.org/manuals/sag525/

Styrväxel – inställningar

Konstruktion och funktion

Huvuddelarna i en styrväxel är snäckskruven och kuggsegmentet med fem kuggar, den senare är utformad som en mindre del av ett kugghjul.

steering-gear-side-view
Steering Gear – Side View

Rattaxeln är kopplad till snäckskruven och kuggsegmentet till den utgående axeln, styrarmen (pitmanarmen). För att minska friktionen mellan snäckskruven och kuggsegmentet så finns det mellan dessa en kulmutter och i den finns 24 stålkulor som är återcirkulerande, som i ett kullager. På kulmutterns utsida finns fyra kuggar som är i ingrepp med kuggsegmentet. Då snäckskruven vrids förflyttas kulmuttern (ball nut) axiellt och överför rörelsen till kuggsegmentet på styrarmen.

steering-gear-end-view
Steering Gear – End View

Justeringar

Observera att styrväxeln som jag justerar är en ”no name” styrväxel utan märkning och utan känt ursprung!

Allmänt

worm-thrust-bearing
Worm Thrust Bearing

För bra funktion utan glapp eller tröghet ska växeln vara välsmord med fett och rätt justerad.

Det finns bara två justeringar som kan utföras på styrväxeln.

  1. Snäckskruvens axiella inspänning (thrust bearing preload)
  2. Kuggsegmentets ingrepp (lash) i kulmuttern.

Förutsättningar

Tog loss styrväxeln och satte upp den i ett skruvstycke. Att ligga på golvet och mäta små kraftmoment och finjustera kändes inte riktigt bra.

1 – Snäckskruven (thrust bearing preload)

Innan jag justerade snäckskruven lossade jag först ¾ tum låsmuttern till kuggsegmentet och skruvade ut skruven några varv så att den inte påverkade inställningen av snäckskruven. Se moment 2 – Kuggsegmentets ingrepp.

thrust-bearing-adjuster-plug
Thrust Bearing Adjuster Plug

Justerade den  axiella inspänningen av snäckskruven sedan den stora låsmuttern av plåt hade lossats. Den kan knackas loss med ett dorn. Greppvidden på lagerpluggen är 1 9/16 tum (ca 40 mm).

Jag använde en stor Bahco-skiftnyckel (8074) till muttern. Justerade pluggen (adjuster plug) så att inget axiellt glapp fanns och lossade sedan pluggen ca  ett åttondels varv. Så var också muttern inställd på styrväxeln, innan jag justerade den!

Kontrollerade flera gånger, innan låsmuttern låstes, alla fem och en halvt varven, vilket moment som krävdes för att vrida snäckskruven. Det är den axel som rattaxeln är kopplad till. Justerade lagerpluggen tills det krävdes 0,35 – 0,45 Nm vilket motsvarar 3,09 – 3,98 lbf in (pound-force inch).

Ska enligt originalanvisningarna vara 4 in lbs.

Kontrollerad även värdet efter det att låsmuttern var åtdragen. Värdet var samma.

2 – Kuggsegmentets ingrepp (lash adjuster screw)

Sedan låsmuttern (3/4 tum) lossats kan ingreppet mellan kuggsegmentet på styraxeln och kulmuttern justeras med en skruv med ett mejselspår (lash adjuster).

lash-adjusting
Lash Adjusting

OBS – Kuggsegmentet på pitmanarmen (styrarmsaxeln) är kilformat! En för hård ansättning av justerskruven kan göra att någon del på kulmuttern skadas! När bilen används kan skadan kännas som att styrningen är trög i vissa lägen.

Fick vrida skruven ganska hårt, innan jag fick ett värde på vridmomentet som var högre än de tidigare 0,35 – 0,45 Nm. Kontrollerade flera gånger, alla fem och en halvt varven, vilket moment som krävdes för att vrida snäckskruven. Fick nu värdet 0,8 – 0,9 Nm vilket motsvarar 7,0 – 8,0 lbf in (pound-force inch).total-steering-gear-preload

Ska enligt originalanvisningarna ställas in så att vridmomentet (thrust bearing preload) blir 4 in lbs större än det tidigare uppmätta vridmomentet. 

Kontrollerad värdet efter det att låsmuttern var åtdragen.

OBS –  Saginaw Steering Gear gjorde medvetet så att snäckskruven (worm gear) hade ett något trögare läge i mitten för att ge bilen ett stabilt centrerat styrläge. På min styrväxel gick detta inte att mäta sig till, eller att känna av. Enligt originalanvisningarna kallas det ”Over center preload”. Det är möjligen därför som de som kör med en ”no name” styrväxel även monterat en styrdämpare på sina bilar?

Tekniska data

Det här gäller den styrväxel som jag köpt och som helt saknar märkning och som troligen har sitt ursprung i något asiatiskt land.

Allmänt

Utväxling 22:1
Antal rattvarv för fullt rattutslag 5,5
Pitmanaxel Diameter 1 tum – 36 bommar
0,997 – 0,934 tum
Mutter 3/4 – 16 UNF. Muttergrepp 1 1/8 tum
Rattaxel, koppling 5/8 med 36 bommar
Pitmanarm, C-C 6 ¼ tum (158,75 mm)
Pitmanarmens vikt 0,645 kg
Styrväxelns vikt 5,4 kg
wormshaft
Wormshaft

Styrväxelns utgående axel för pitmanarmen är konisk och som hålet i pitmanarmen. Pitmanarmen har fyra markeringar där en bom (spline) saknas. Detta för att visa och underlätta läget för monteringen av pitmanarmen.

Kraftmoment

Enligt GM´s originalanvisningar

Detalj Ft. Lbs Kpm Nm Anmärkning
Montering i ramen 70 9,7 95 3 skruvar
Pluggens låsmutter 75 10,4 102 Kan vara svårt att mäta
Stora locket 18 2,5 24 3 skruvar
Låsmutter ¾ tum 15 2 20
Pitmanarmens mutter 93 12,8 126


OBS –
Dra kraftmomentet 126 Nm på muttern till pitmanarmen med armen i ett skruvstycke! Görs detta med styrväxeln monterad på bilen finns risk för att skada infästningen till styrväxeln.

 

 

 

 

 

Copyright © www.earlyfordv8.se 2012 - 2017

Translate »