用于转向系统组件的扭力杆技术方案

用于转向系统的扭力杆包括主体。还包括具有从一轴向端部表面延伸的柱形外表面的端部区域。还包括一锯齿状部分，其设置为紧邻端部区域并且轴向偏离轴向端部表面。

Torsion bar for the component of the steering system

The torsion bar for the steering system includes the main body. It also includes an end region with a cylindrical outer surface extending from an axial end surface. It also includes a serrated part, which is arranged adjacent to the end region and deviates from the axial end surface axially.

【技术实现步骤摘要】
用于转向系统组件的扭力杆
本文公开的主题涉及车辆转向系统，更具体地，涉及一种用于转向系统的扭力杆以及一种形成扭力杆的方法。
技术介绍
车辆中的动力转向系统使用致动器或蜗杆和蜗轮来提供辅助，并且有时包括诸如可变力转向和扭矩覆盖的能力，以在系统中提供期望的响应。许多致动器使用扭力杆与其他机械部件和电部件组合，用来协助测量扭矩并在手轮处向驾驶员提供触觉反馈。上述系统包括设置在输入轴中心空腔中的机械扭力杆。扭力杆连接到输出轴和输入轴上。扭力杆在方向盘上施加扭矩，以为驾驶员提供触觉响应。此外，扭力杆确保用于液压动力转向系统的阀开度作为驾驶员扭矩的函数被控制。在电动力转向系统中，扭力杆的偏转通常用诸如转矩传感器的电装置来感测。为了确保扭矩传感器的适当功能，并且为了防止扭力杆上的不均匀应力，希望扭力杆在顺时针和逆时针方向上同样地扭转。扭力杆的扭转被称为止动齿的输入和输出轴上的机械止动装置所限制。然而，扭力杆安装过程可能固有地导致对扭矩杆居中(centering)造成挑战。扭力杆的制造过程通常是对扭力杆居中造成挑战的根源。扭力杆可以通过在扭力杆的端部处产生不对称材料的轧制过程形成，不对称材料导致扭力杆在转向轴中被挤压期间发生扭转。不对称是由材料在成形期间推出超过模具的支撑而引起的。该材料的几何形状不能用当前的轧制过程和工具进行控制。从扭力杆的外径去除材料成本高且耗时，且这涉及对诸如磨削机那样的机器的大量投资。
技术实现思路
根据本专利技术的示例性实施例，用于转向系统的扭力杆包括主体。还包括端部区域，所述端部区域具有从轴向端部表面延伸的柱形外表面。还包括锯齿状部分，其设置为紧邻端部区域并且沿轴向偏离轴向端部表面。根据本专利技术的另一示例性实施例，用于转向系统的扭力杆包括主体。还包括端部区域，所述端部区域具有多个沿周向彼此间隔开的锯齿，每个锯齿具有前缘，以压配合到转向轴中，这些前缘关于主体的中心轴线对称地定向，以避免在压配合到转向轴中期间发生扭曲。根据本专利技术的再一示例性实施例，提供了一种制造用于转向系统的扭力杆的方法。该方法包括在扭力杆坯件的第一端部区域和扭力杆坯件的第二端部区域处，在冷成型机上支撑扭力杆坯件，该冷成型机具有多个模具。该方法还包括轧制扭力杆坯件，以形成端部区域，其具有从轴向端部表面延伸的柱形外表面，以及形成锯齿状部分，其被设置为紧邻端部区域并沿轴向偏离轴向端表面。从以下结合附图的描述中，这些和其他优点和特征将变得更加明显。附图说明被认为是本专利技术的主题在说明书结尾处的权利要求中被特别指出并明确地要求保护。从以下结合附图的详细描述中，本专利技术的前述特征和其它特征以及优点是显而易见的，其中：图1是转向系统组件的剖视图；图2是转向系统的扭力杆、第一转向轴和第二转向轴的剖视图；图3是形成转向系统的扭力杆的过程的示意图；图4是轧制冷成型机的立体图；图5是扭力杆的端部的立体图；以及图6是示出本专利技术的另一方案的扭力杆端部的立体图。具体实施方式在附图中将参考具体实施例描述本专利技术，但不限于此，现在参考附图提供了转向系统。车辆的许多预期类型可以受益于本文公开的实施例，包括例如汽车。动力转向系统可以结合液压致动器和电致动器中的扭力杆。扭力杆通常通过感测扭力杆的偏转和输入轴相对于输出轴的旋转运动来促进驾驶员扭矩的测量。此外，扭力杆还提供了驾驶员和转向系统其余部分之间的必要的扭矩联接，从而为用户提供期望的触觉“感觉”。扭力杆协助转向系统的返回中心运动。因此，期望在组装转向系统期间确保扭力杆的居中。这里描述的实施例有助于该努力。现在参考图1，其示出了转向系统10。转向系统10包括输入轴12(这里也称为第一轴)。输入轴12在端部处可操作地联接到方向盘(未示出)上，并响应于用户旋转方向盘而旋转。如下文进一步描述的那样，输入轴12利用扭力杆16可操作地联接到输出轴14(这里也称为第二轴)上。在最终组装时，扭力杆16在方向盘上施加扭矩，该方向盘向驾驶员提供触觉响应。扭力杆16被插入到输入轴12的空腔18中。空腔18基本上相对于输入轴12的纵向轴线居中设置并从输入轴12的端部20延伸，使得端部20打开以接收扭力杆16。扭力杆16通过将扭力杆16压配合到空腔18中而联接到输入轴12上。在将扭力杆16压配合到其与输入轴12的联接状态中之后，扭力杆16以突出的方式延伸出空腔18。图2是表示组装好的状态下的输入轴12、输出轴14和扭力杆16的截面的横剖面图。扭力杆16的剖面是扭力杆的主体22并且是大致柱形部分，该柱形部分具有限定了主体22直径的光滑外表面24。主体22的该剖面在如下的区域处被设置在输出轴14的空腔26内，在该区域中，输出轴14被设置在输入轴12的孔28内。如图所示，输出轴14的外表面30和输入轴12的内表面32具有基本上对应的几何形状，包括互补的突起34和凹槽36。这些部件的相互作用适当地有助于扭矩探测和给驾驶员的转向辅助反馈。在压配合到输入轴12的空腔18中的操作期间，扭力杆16必须居中。压配合期间的扭转对上述互补突起34和凹槽36之间的止动齿平衡产生不利影响。精确定位扭力杆16进而使输入轴12和输出轴14相对定位是期望的。由于现有的制造过程，扭力杆16的锯齿状部分前缘的不对称是经常存在的。如图5和图6所示，本文所述的实施例提供了扭力杆16的锯齿状部分38的对称前缘。现在参考图3，其示出了扭力杆100，该扭力杆具有完全延伸到扭力杆100的端部104处的锯齿部分102。换句话说，锯齿状部分102的锯齿的前缘位于扭力杆100的端部104处。支撑和形成扭力杆100的模具106在每个模具的整个宽度上具有相同的齿形状。模具106不支撑扭力杆100的端部，并且在杆的端部处的部分不完全填充模具106的形状。这在前缘(即扭力杆顶端)处产生不受控制的材料流动和不对称。这种不对称不期望地导致在将扭力杆压配合到转向轴中期间发生扭转。参考图4，其示出了具有多个模具的冷成型机40。特别地，示出了由第一主轴44旋转的第一对模具42和由第二主轴48旋转的第二对模具46。模具42、46在扭力杆的端部区域处支撑扭力杆16。模具42、46在扭力杆的端部区域处形成锯齿状部分38。这里将描述单个端部区域。第一对模具42的每个模具包括其宽度的平滑部分50和齿形部分52。第二对模具46中的每个仅包括其宽度的齿形部分54。第一对模具42的模具的平滑部分50形成扭力杆16的端部区域58的基本上柱形的外表面56，而齿形部分52形成扭力杆16的端部区域58的锯齿状部分38(图5和图6)。参考图5和图6，它们示出了由模具42、46形成的扭力杆16的端部区域58。端部区域58包括从扭力杆16的端部表面60沿轴向延伸的柱形外表面56。该区域完全由第一对模具42的平滑部分50支撑，并且扭力杆16的锯齿状部分38形成为沿轴向偏离端部表面60。锯齿状部分38包括彼此沿周向间隔开的多个锯齿62。每个锯齿62具有前缘64，该前缘是压配合到内轴12的空腔18中的锯齿的初始部分。通过使前缘64从端部表面60沿轴向偏离，前缘被控制以形成在压配合期间不会导致扭转的前缘的对称布置。这些前缘64具有基本相同的共同的几何形状，以便于压配合。在一些实施例中，前缘沿轴向方向和/或沿径向方向具有部分圆锥形的几何形状。有利本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于转向系统的扭力杆，其包括：主体；端部区域，所述端部区域具有从一轴向端部表面延伸的柱形外表面；以及锯齿状部分，所述锯齿状部分设置为紧邻所述端部区域并且轴向偏离所述轴向端部表面。

【技术特征摘要】
2016.10.31 US 15/339,1471.一种用于转向系统的扭力杆，其包括：主体；端部区域，所述端部区域具有从一轴向端部表面延伸的柱形外表面；以及锯齿状部分，所述锯齿状部分设置为紧邻所述端部区域并且轴向偏离所述轴向端部表面。2.根据权利要求1所述的扭力杆，其中，所述锯齿状部分包括彼此沿周向间隔开的多个锯齿，每个所述锯齿具有前缘，用以压配合到转向轴中，所述前缘绕所述主体的中心轴线对称地定向，以防止在压配合到所述转向轴内期间发生扭转。3.根据权利要求2所述的扭力杆，其中，所述前缘沿轴向方向是部分圆锥形的。4.根据权利要求2所述的扭力杆，其中，所述前缘沿径向方向是部分圆锥形的。5.根据权利要求2所述的扭力杆，其中，所述前缘具有共同的几何形状。6.一种用于转向系统的扭力杆，其包括：主体；以及端部区域，所述端部区域具有彼此沿周向间隔开的多个锯齿，每个所述锯齿具有前缘，用以压配合到转向轴中，所述前缘绕所述主体的中心轴线对称地定向，以避免在压配合到所述转向轴内期间发生扭转。7.根据权利要求6所述的扭力杆，其中，所述端部区域包括从所述扭力杆的一轴向端部表面延伸的柱形外表面，所述多个锯齿的前缘轴向偏离所...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·J·迪芬，D·E·金，M·A·沃尔弗，C·L·沃尔什，
申请(专利权)人：操纵技术IP控股公司，
类型：发明
国别省市：美国,US