能實(shí)現(xiàn)淘汰用于扭桿的過程的設(shè)計(jì)改變的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種扭桿，更具體地是，涉及一種用于動力轉(zhuǎn)向組件的扭桿。
【背景技術(shù)】
[0002]車輛的動力轉(zhuǎn)向組件可以包括幫助車輛操作者轉(zhuǎn)動方向盤的動力輔助設(shè)備。為了實(shí)現(xiàn)所述動力轉(zhuǎn)向的功能，提供扭桿可能是必要的。然而，將所述扭桿制造到規(guī)定等級所要求的過程可能是昂貴且費(fèi)時的，尤其是如果它包括輪廓磨削循環(huán)過程。另外，歷史上地認(rèn)為扭桿需要由相對的軟材料制造，并且對所述材料僅有微硬化或者無硬化，這是因?yàn)檠b配過程通常涉及縮短工具壽命的鉆孔和擴(kuò)孔。因此，扭桿未被硬化以提高工具壽命。所述扭桿的第二功能是在所述方向盤被轉(zhuǎn)動后重新獲得所述方向盤的原始的中立的位置，并且此后釋放扭矩，這通常被稱為遲滯。這導(dǎo)致長的扭桿，所述長的扭桿在制造過程中要求多個加工步驟。因此，理想的是提供一種具有更短長度、更低遲滯的扭桿，并且所述扭桿經(jīng)歷更少的制造過程。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的這些和其他的優(yōu)勢和特征在結(jié)合附圖的下述描述中將變得更加明顯。
[0004]本發(fā)明的一個方面是提供了一種用于轉(zhuǎn)向柱組件的扭桿。所述扭桿包括具有第一直徑的花鍵第一端部、具有第二直徑的花鍵第二端部和在所述花鍵第一端部和所述花鍵第二端部之間延伸的有效直徑。所述第一端部延伸至具有與所述第一直徑大體上相同的直徑的第一端部面，所述第二端部延伸至具有與所述第二直徑大體上相同的直徑的第二端部面。
[0005]本發(fā)明的另一個方面是提供了一種用于轉(zhuǎn)向柱組件的扭桿組件。所述扭桿組件包括具有第一鉆孔的第一軸、具有第二鉆孔的第二軸和放置在所述第一和第二鉆孔之內(nèi)的扭桿，所述第二軸操作地聯(lián)接到所述第一軸。所述扭桿包括具有第一直徑的花鍵第一端部、具有第二直徑的花鍵第二端部和在所述花鍵第一端部和所述花鍵第二端部之間延伸的有效直徑。所述第一端部延伸至具有與所述第一直徑大體上相同的直徑的第一端部面，所述第二端部延伸至具有與所述第二直徑大體上相同的直徑的第二端部面。
[0006]本發(fā)明的再一個方面是提供了一種制造具有第一端部和第二端部的扭桿的方法。所述方法包括在所述扭桿上執(zhí)行剪切操作、在所述第一和第二端部上執(zhí)行滾齒操作，以及在所述扭桿上執(zhí)行硬化過程，所述硬化過程將所述扭桿硬化到以C分度表示的在48和55之間的洛氏硬度。
【附圖說明】
[0007]被認(rèn)為是本發(fā)明的主題在說明書的結(jié)論處的權(quán)利要求中被具體地指出并且清楚地要求。本發(fā)明前述的和其他的特征和優(yōu)勢在結(jié)合附圖的下述詳細(xì)的描述中是明顯的，其中: 圖1是現(xiàn)有技術(shù)扭桿和根據(jù)本發(fā)明的示例性扭桿的對比的示意說明；
圖2是現(xiàn)有技術(shù)扭桿組件和根據(jù)本發(fā)明的示例性扭桿組件的對比的橫斷面視圖；
圖3是在圖2中示出的現(xiàn)有技術(shù)組件的軸和在圖2中示出的示例性組件的軸的對比的橫斷面視圖；
圖4是根據(jù)本發(fā)明的示例性制造過程的示意說明；
圖5是在圖1中示出的多個示例性扭桿中的一個的設(shè)計(jì)改進(jìn)的圖表；
圖6是在圖1中示出的多個示例性扭桿中的一個的一部分的放大的側(cè)視圖；以及圖7是在圖1中示出的多個示例性扭桿中的一個的設(shè)計(jì)改進(jìn)的圖表。
【具體實(shí)施方式】
[0008]在本文中描述的是用于制造與以前所知的扭桿相比具有更低的遲滯和更少的加工步驟的長度減小的扭桿的系統(tǒng)和方法。例如，在本文中描述的所述扭桿經(jīng)歷更多的硬化，所述更多的硬化促進(jìn)生產(chǎn)更短的扭桿但是所述更短的扭桿卻不要求比如水洗、輪廓磨削、或噴丸等加工步驟。
[0009]現(xiàn)在參照附圖，其中本發(fā)明將參照特定實(shí)施例被描述，而不限制本發(fā)明。圖1說明了用于轉(zhuǎn)向柱組件的現(xiàn)有技術(shù)扭桿10，根據(jù)本發(fā)明的用于轉(zhuǎn)向柱組件的示例性扭桿100，和根據(jù)本發(fā)明的用于轉(zhuǎn)向柱組件的另一個示例性扭桿200。圖2說明了現(xiàn)有技術(shù)扭桿組件12、根據(jù)本發(fā)明的示例性扭桿組件102和根據(jù)本發(fā)明的另一個示例性扭桿組件202。
[0010]如圖1所示，現(xiàn)有技術(shù)扭桿10包括彈頭14，壓斜面16、花鍵大直徑18、交融部20和有效直徑22。如圖2和3所示，扭桿組件12包括第一軸24、第二軸26和現(xiàn)有技術(shù)扭桿10。第二軸26包括為了保持與有效直徑22之間的間隙的而鉆的間隙鉆孔28、為了接合花鍵大直徑18的壓孔30和預(yù)鉆孔32。
[0011]參照圖1-3，扭桿10被壓入在鉆孔28中并且包括彈頭14以安置在鉆孔28的鉆頭尖錐34上。歷史上地，在壓操作中的壓負(fù)載保持盡可能低。通常，保持小的壓干涉以及因此保持小的所述花鍵和壓孔直徑的容差。所述緊容差迫使需要擴(kuò)孔操作和在扭桿10的花鍵18的末端上進(jìn)行的磨削操作，所述擴(kuò)孔操作在軸24、26中建立孔30。在可以進(jìn)行擴(kuò)孔之前，執(zhí)行預(yù)鉆操作以移除大部分的材料，因?yàn)榫_擴(kuò)孔取決于只有輕微的材料移除。因此，在鉆出了鉆孔28之后，要求預(yù)鉆操作以建立從鉆錐30到間隙鉆孔28的端部位置的鉆孔32。然后，使用擴(kuò)孔器形成壓孔36和生產(chǎn)更緊的容差。然而，由于鉆頭尺寸、擴(kuò)孔器尺寸和鉆孔實(shí)際位置的變化，通過所述擴(kuò)孔器建立的肩部38 (圖3)不是大到足以充當(dāng)用于扭桿10的軸向壓操作的最終止擋。這可能產(chǎn)生如下狀況:扭桿10在它的底部負(fù)載和軸向壓位置中具有大的變化。為了減輕可能出現(xiàn)的肩部38問題，在現(xiàn)有技術(shù)扭桿10上添加彈頭14以通過接觸鉆錐30生產(chǎn)確定的可測的底部負(fù)載變化。然而，彈頭14增加了扭桿10的長度，這要求鉆孔28具有額外的鉆孔深度。
[0012]在現(xiàn)有技術(shù)扭桿10上添加壓斜面16不僅能最小化壓負(fù)載還能減少卡死事件。有效直徑22歷史上地已經(jīng)在疲勞壽命和遲滯所要求的許可扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的上限被設(shè)計(jì)。大直徑特征18通過增大到比有效直徑22更大的直徑提供了足夠材料，以便從扭桿10傳遞扭矩到配合軸24、26。如果沒有這額外的材料，扭轉(zhuǎn)應(yīng)力和來自于在扭桿10和軸24、26之間的界面的應(yīng)力的結(jié)合將減小疲勞壽命并且添加遲滯。
[0013]在扭桿10上添加交融部20以防止當(dāng)所述直徑從有效直徑22增大到大直徑18時添加應(yīng)力集中。由于有效直徑22或者扭轉(zhuǎn)率所要求的以及在界面大直徑18處所要求的緊容差，在扭桿10的制造中使用了輪廓磨削過程以減少壓干涉。彈頭14、壓斜面16、和交融部20在所述輪廓磨削過程中被額外地建立以減少加工步驟的數(shù)量。然而，所述輪廓磨削過程可能是耗時且昂貴的。另外，所述長的扭桿10要求更多的材料，這可能是費(fèi)錢的，并且軸24和/或26可能要求配置到所述較長的扭桿的耗時且更加費(fèi)錢的鉆孔、擴(kuò)孔和/或固定的步驟。
[0014]如圖1和2所示，扭桿100是具有圓截面的圓柱型扭桿，所述扭桿100包括花鍵第一端部108、花鍵第二端部110、大直徑118、交融部120、以及有效直徑122?；ㄦI第一端部108延伸至第一端部面109，并且第一端部面109具有與花鍵第一端部108的直徑大體上相同的直徑。如在本文中使用的那樣，術(shù)語“大體上相同”意思是相同的直徑或者天然發(fā)生的或者只是權(quán)宜地形成的以促進(jìn)裝配的直徑差異，如本文中將進(jìn)一步描述的那樣。花鍵第二端部110延伸至第二端部面111，并且第二端部面111具有與花鍵第二端部110的直徑大體上相同的直徑。有效直徑122的直徑小于花鍵第一和第二端部108、110的大直徑118。
[0015]扭桿100的長度“LI”小于現(xiàn)有技術(shù)扭桿10的長度“L”。例如，在一個實(shí)施例中，長度“L”是大約126mm以及長度“LI”在90mm和IlOmm之間或者在大約90mm和大約IlOmm之間。在另一個實(shí)施例中，“LI”在95mm和105mm之間或者在大約95mm和大約105mm之間。在再一個實(shí)施例中，“LI”在10mm和104mm之間或者在大約10mm和大約104mm之間。
[0016]如圖2所示，扭桿組件102包括第一軸124、第二軸126、和鉆孔128。然而，鉆孔128的深度“D1”