CN103261000A - 用于无切削地将小齿轮轴或输入轴与助力转向机构的扭杆连接的方法 - Google Patents

用于无切削地将小齿轮轴或输入轴与助力转向机构的扭杆连接的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于制造用于汽车的助力转向机构的组件的方法，所述组件由具有用于助力转向机构的旋转滑阀（1）扭杆的输入轴和小齿轮轴构成，所述方法具有下述步骤：制造具有设置为用于与扭杆（3）连接的孔（9，10）的输入轴（1）和/或小齿轮轴（2）；其中孔（9，10）制成为相对于扭杆（3）的外直径具有较小的尺寸；其中较小的尺寸选择为，使得在输入轴（1）和/或小齿轮轴（2）被加热时或在扭杆（3）冷却时，扭杆（3）能够被引入到孔（9，10）中，并且在输入轴（1）和/或小齿轮轴（2）和扭杆（3）之间的温度平衡之后，将扭杆（3）借助于过盈配合安置在孔（9，10）中；产生温度差，其中扭杆（3）比输入轴（1）和/或小齿轮轴（2）更冷；接合输入轴和/或小齿轮轴和扭杆；以及引起输入轴（1）和/或小齿轮轴（2）和扭杆（3）之间的温度平衡。

Description

用于无切削地将小齿轮轴或输入轴与助力转向机构的扭杆连接的方法
技术领域
本发明涉及一种具有权利要求1的前序部分的特征的方法。
背景技术
在汽车中用于助力转向机构的旋转滑阀通常另外包括控制套，在所述控制套中能转动地设置有转阀连同其控制槽。在转阀中又装入扭杆，所述扭杆在转阀的转向柱侧的端部上与所述转阀抗扭地连接并且在相对置的端部上能转动地支承在滚针轴承中。整个设置关于共同的旋转轴线大致旋转对称。扭杆能够在转向柱、更准确地说转向轴和转向传动机构的驱动小齿轮之间进行一定的转动。因为转阀仅抗扭地固定在扭杆的输入侧的端部上，所以所述转动引起转阀的控制槽相对于控制套的位置变化进而引起最终导致辅助支架的操作的液压的控制信号。
在机电的助力转向机构中设有扭杆的类似结构作为输入轴和小齿轮轴的连接，其中在工作时扭力不用于液压控制而是作为用于转矩传感器的机械的输入值。
扭杆在输入轴中的固定通常在扭杆的柄部段中进行。邻近于所述区域引入径向的、在输入轴和扭杆的中央穿过的孔，并且所述两个结构元件穿过所述穿通孔彼此销接。在实际中，穿过两个结构元件形成所述穿通孔不是毫无困难的，因为要使用的材料是非常硬的。此外，在打孔过程期间必须排出产生的切屑以及在此产生的热量。最后，得到的连接不是密封的。因此，必须考虑附加的密封件，例如O形环形式的密封件。
在应用机电助力转向机构中特别的是，连接区域也必须是尽可能完全无油脂的，这在切削制造之后很难实现。
另一用于助力转向机构的旋转滑阀的连接技术提出，扭杆的柄部段设有同轴的盲孔，然后在固定位置中将球体压入或打入到所述盲孔中。球体具有比盲孔的内直径大一些的直径，以至于扭杆的柄部段被扩宽进而固定在转阀的孔中。所述固定技术导致作用在扭杆上的显著的轴向力，由此能够损害所述扭杆的弹簧部段。这得出用于例如能够调节阀的不具有力的液压的中间位置的精确性的不利条件。
从公开文献DE 44 41 165 A1中已知一种伺服阀，其中在转阀与扭杆的连接区域中，转阀具有带有螺旋状面的内轮廓并且扭杆具有相应的外轮廓。通过将部件相对于彼此转动，力配合地建立连接。所述连接不能在结构元件之间的任意相对位置中建立。
从DE 197 52 468 A1中已知一种连接技术，其中借助于膨胀元件将扭杆从内部扩开，并且因此固定在转阀中。在此，由于附加的固定元件产生其他费用。
最后，从DE10010837A1中已知的是，构成转阀的具有非圆形的横截面的孔，所述转阀在从外部作用的张力作用下能够变形为基本上圆的横截面。在从外部作用的夹紧力的作用下，孔和扭杆的横截面的几何结构是类似的，使得扭杆能够不受约束地被引入到孔中。在去除夹紧力后，扭杆摩擦配合地被夹紧在恢复形状的孔中。非圆形的孔的制造在实际中是耗费的。
发明内容
因此，本发明的目的是，提出一种用于将输入轴或小齿轮轴与扭杆连接的方法，所述方法在不进行切削加工的情况下能简单且低成本地实现。
所述目的由一种具有权利要求1的特征的制造方法来实现。
因为在制造输入轴和/或小齿轮轴中设有下面的步骤：
-制造具有设置为用于与扭杆连接的孔的输入轴和/或小齿轮轴，
-其中孔制成为相对于扭杆的外直径具有较小的尺寸，
-其中所述较小的尺寸选择为，使得在输入轴和/或小齿轮轴被加热时或在扭杆冷却时所述扭杆能够被引入到孔中，并且在输入轴和/或小齿轮轴和扭杆之间的温度平衡之后，将扭杆借助于过盈配合安置在孔中；
-产生温度差，其中扭杆比输入轴和/或小齿轮轴更冷，
-接合输入轴和/或小齿轮轴和扭杆，以及
-通过主动的冷却或加热或通过等待引起输入轴和/或小齿轮轴和扭杆之间的温度平衡，
并且因为设置为用于与扭杆连接的孔尤其制成为相对于扭杆的外直径具有较小的尺寸，其中所述较小的尺寸选择为，使得在输入轴和/或小齿轮轴被加热时能够将扭杆引入到孔中，并且在输入轴和/或小齿轮轴冷却之后，将扭杆借助于过盈配合安置在孔中，所以输入轴和/或小齿轮轴和扭杆的接合能够在不进行切削加工的情况下实现。
输入轴和/或小齿轮轴的孔能够是简单的圆形的孔。同样，扭杆的设置用于与输入轴和/或小齿轮轴固定的端部区域能够具有圆柱形的、圆形的横截面。扭杆相对于输入轴的定向是不确定的。这样，在输入轴冷却之前还能够调节组件，这对于所述组件的中间位置的设定是有利的。最后，在输入轴冷却之后得到的连接在不进行附加的密封措施的情况下是气密的。
输入轴和/或小齿轮轴和扭杆之间的连接能够构造为具有比在现有技术中更小的直径，因为在组装时不需要机械加工。由此，能够将简单的杆用作扭杆，而不用增大在端部区域中的直径。由此，相应的结构元件变得更小、更轻且价格更便宜。弹簧刚度的设定能够经由扭杆长度的选择来进行，以至于对于多个不同的扭杆能够使用相同的材料。
相应地，也能够建立扭杆和小齿轮轴之间的连接。
在制造时，输入轴或小齿轮轴和扭杆之间的温度差应为大约200℃至300℃，其中例如能够感应地加热输入轴或小齿轮轴。同样，例如能够通过应用液氮来冷却扭杆。
在一个优选实施形式中，用于将扭杆固定在输入轴中的孔构成为盲孔，以至于能够以绝对的可靠性在所述区域中得到气密性。
在此所描述的方法特别有利的是，在连接前附加地提出，根据助力转向机构的构型将装置调节到液压的或电动的中间位置。
附图说明
接下来，借助于附图阐述本发明的实施例。附图示出：
图1示出用于汽车助力转向机构的具有扭杆的输入轴以及小齿轮轴的侧横截面图。
具体实施方式
在图1中示出具有输入轴1、小齿轮轴2和扭杆3的第二组件的纵剖面图。组件能够设置为用于液压的助力转向机构或机电的助力转向机构。输入轴1具有用于转向轴的连接部4。连接部4构成为在输入轴1的端部区域5上的多齿部。轴承6将输入轴1能转动地支承在小齿轮轴2中。在轴承6的区域中将输入轴1引入到小齿轮轴2中。小齿轮轴2还具有齿部7，在驱动汽车时借助于所述齿部驱动转向传动机构的未示出的齿条。此外，小齿轮轴2在其自由端部上设有用于将小齿轮轴2支承在变速箱外壳中的轴承支承部8。
输入轴1和小齿轮轴2构成为基本上旋转对称的，并且彼此同轴地设置。
输入轴1在其端部区域5中具有同中心的、轴向平行的穿通孔9。扭杆3装入到穿通孔9中。以相应的方式，小齿轮轴2具有盲孔10，扭杆3以其第二端部装入到所述盲孔中。在所述实施形式中，扭杆3是在其整个长度上具有恒定的横截面的扭力杆。在其他的、未示出的实施例中，能够使用传统的扭杆，其中为了固定在输入轴和小齿轮轴中，端部区域构成为相对于中部的扭转区域更厚。
输入轴1的穿通孔9和在所述示例中小齿轮轴2的盲孔10也构成为具有相对于扭杆3的外直径较小的尺寸。所述较小的尺寸选择为，使得当扭杆3和输入轴1以及小齿轮轴2之间存在大约200℃至300℃的温度差时，扭杆3能够被引入到孔9和盲孔10中。在输入轴1和小齿轮轴2冷却之后，孔9和10的直径减小，使得扭杆3借助于过盈配合牢固地安置到孔9和10中。
在制造时，首先结构元件制造、去毛刺并且清洗各个结构元件。在安装组件之前，还能够进行输入轴1和小齿轮轴2的清洗，使得能够达到几乎完全无油脂的状态。然后，在所述实施例中，将小齿轮轴2感应地加热到大约300℃，并且将不被加热的扭杆3引入到孔10中。然后，能够冷却小齿轮轴2，因此孔10的内直径减小，并且扭杆3借助于过盈配合安置到所述孔中。随后，将轴承6安放到输入轴1上。输入轴1的孔9的区域再感应地加热到大约300℃，然后将输入轴1在扭杆3上引导，直到轴承6定位在输入轴2中设有的支座上。扭杆3于是在所设有的位置上位于输入轴1的穿通孔9中。在随后输入轴1冷却时孔9的直径也减小，使得扭杆3借助于过盈配合安置在孔9中。因此，组件被组装。
在输入轴1冷却之前，还能够设定输入轴1到小齿轮轴2的相对旋转角。所述设定在能够包含根据图1的组件的液压式旋转滑阀中作为液压平衡已知。在电动的助力转向机构中，组件构成为转矩传感器的部分，并且只要输入轴1仍被加热，在此能够设定转矩传感器的零位。
如上文所述的，孔9也能够构成为盲孔。也能够通过冷却扭杆，例如冷却到液氮的温度来实现将扭杆3接合到孔9和10中。在此也能够提出，以常规的方式将扭杆3固定在小齿轮轴2中。
总的来说，得到一种制造方法，其中扭杆能够不借助于切削加工装入到输入轴中。附加的连接元件不是必需的。此外，获得内部区域相对于外部区域的密封。

Claims (9)

1.用于制造用于汽车的助力转向机构的组件的方法，所述组件由具有扭杆（1）的小齿轮轴和输入轴构成，所述方法具有下述步骤：
-制造具有设置为用于与所述扭杆（3）连接的孔（9，10）的所述输入轴（1）和/或所述小齿轮轴（2），
-其中所述孔（9，10）制成为相对于所述扭杆（3）的外直径具有较小的尺寸，
-其中所述较小的尺寸选择为，使得在所述输入轴（1）和/或所述小齿轮轴（2）被加热时或在所述扭杆（3）冷却时所述扭杆（3）能够被引入到所述孔（9，10）中，并且在所述输入轴（1）和/或所述小齿轮轴（2）和所述扭杆（3）之间的温度平衡之后，将所述扭杆（3）借助于过盈配合安置在所述孔（9，10）中；
-产生温度差，其中所述扭杆（3）比所述输入轴（1）和/或所述小齿轮轴（2）更冷，
-接合所述输入轴和/或所述小齿轮轴与所述扭杆，以及
-引起所述输入轴（1）和/或所述小齿轮轴（2）和所述扭杆（3）之间的温度平衡。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入轴（1）的孔（9）和/或所述小齿轮轴（2）的孔（10）是圆形的孔。
3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述扭杆（3）的端部区域具有圆柱形的、圆形的横截面。
4.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在所述温度平衡之前调节所述组件。
5.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述扭杆（3）是在整个长度上具有恒定的直径的杆。
6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在制造时在所述输入轴或所述小齿轮轴和所述扭杆之间接合期间的温度差应为大约200℃至300℃。
7.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，感应地加热所述输入轴或所述小齿轮轴。
8.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述扭杆（3）例如通过应用液氮来冷却。
9.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，用于将所述扭杆（3）固定在所述输入轴（1）中的所述孔（9）构成为盲孔。
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