电子助力转向蜗轮制造技术

通过挤出、压缩成型或离心加工形成合成树脂管（１０１），来准备具有小残余应力的复合蜗轮，并且固定这样生产的管或从该管上切割下的环（１０２）到优选为金属的轮毂（１０３）或核（１０５）上。该工艺允许使用高性能高分子量的热塑材料。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及塑料混合蜗轮(worm gear)和采用合成材料特别是热塑材料的轮缘的蜗轮坯的制造工艺。
技术介绍
目前，在电子动力转向系统(EPS)中用到了许多不同类型的蜗杆/蜗轮机构。出于减小噪声、降低摩擦系数和减低磨耗的原因，这些部件之一或该部件的蜗齿部分，优选为蜗轮通常由合成或热塑材料制造。目前，有两种技术用于生产蜗轮机构。这样的蜗轮可以包括PA6或PA6/PA12混合物的铸型尼龙环，其压或铸在基本为金属的毂(金属轮毂)上，并通过感应加热熔在一起。上述工艺的缺点在于，该尼龙环只有在温度低于约80℃时才可用。然而，如果该产品例如蜗轮用在车辆的马达箱中或可能有更高温度的另外的环境中，就不能采用这样的产品。另一种类型的蜗轮通过注射成型填满或未填满的合成材料来生产，其中，这样的合成材料通常基于聚酰胺(PA)6、6.6、4.6、12，PPA(苯丙醇胺)或其混合物；和聚苯硫醚(PPS)；聚酰胺-酰亚胺树脂(PAI)；和聚醚醚酮(PEEK)；并直接固定(通过压模成型)到通常具有金属结构的毂上。在两种情况下，需要一次或多次热处理来减小产品中的应力和/或获得所需的成品的尺寸稳定性。上述工艺的缺点是，注射成型工艺导致产品即蜗轮不耐压以延长到上述应用所需要的长度。许多这样的工艺或产品已经在现有技术中描述，例如，JP-A-2002/172703“具有金属毂的树脂成型品及其制造方法”，JP-A-2002/079581“具有金属毂树脂成型制品的制造方法”，JP-A-2002/370290“固定金属毂到热塑树脂成型品上的方法”，JP-A-2003/118006“具有金属毂的树脂成型制品及其制造方法”。DE-A-101 27 224揭示了通过热塑成型工艺将蜗轮制造为金属核的方法。然而，该工艺包括现有技术的所有缺点。在JP-A-2002/248649中包括类似的揭示。因此，希望提供一种不具有以前所揭示工艺的缺陷的蜗轮制造工艺。
技术实现思路
本专利技术的目标是提供包括更少步骤和/或具有更高质量的蜗轮件的生产工艺。这个和其它目标通过一个工艺来提供，该工艺采用了挤出技术制造的管。根据本专利技术的第一方面，本专利技术的目标通过形成包括轮毂的制品的工艺和合成树脂外件来达到，其中，该轮毂优选是金属或含有金属的轮毂，该外件优选是热塑树脂外件，并且围绕该金属轮毂的外围，该工艺步骤包括(a)挤出、压缩成型或离心加工管子，接着可选地机加工至所需尺寸，(b)以适当的长度从管上切下环，和(c)固定由步骤(b)产生的环到该轮毂上。作为本专利技术原则上的结果，该工艺将使得产品具有较低的内应力水平和更好的尺寸稳定性；由于比注射成型具有更高的分子量，因此具有更高的耐磨性；以及更低的生产成本。根据本专利技术的另一方面，本专利技术的目标通过形成优选包括金属轮毂或含有金属的轮毂的制品和合成树脂外件来达到，其中，该外件优选为热塑合成树脂外件，并且围绕该金属轮毂的外围，这个实施例包括步骤(a)挤出、压缩成型或离心加工管子，并可选地辅以机加工步骤，(b)固定由步骤(a)产生的管到预先形成的核上，和(c)以适当的长度从固定到预先形成的核上的管子上切下环。附图说明图1图解了本专利技术的一个实施例，其中，挤出树脂材料切断后与金属环结合，以及图2图解了本专利技术另一个实施例，其中，挤出树脂材料直接与金属杆结合之后切割。具体实施例方式上述两个实施例都允许管子用不同的材料和其配方生产，例如，填充料、润滑剂、共聚物、强化纤维等，但不限于此。优选材料包括上述PA基材料、POM(聚甲醛)、PPA(苯丙醇胺)、PPO(聚苯醚)、PPS(聚苯撑硫)、PEEK(聚醚醚酮)、PAEK(聚芳醚酮)和PEKK(聚醚酮酮)、PAI(聚酰亚胺)和LCP(液晶聚合物)。同样，可以用多种材料或配方的混合挤出来得到与特殊层的功能相关的最优特性，例如，蜗轮层和利于连接到金属毂上的层。挤出和离心模制使得利用高热容量的材料比用单体铸型尼龙6或尼龙12得到的材料满足更多的需求应用成为可能。本专利技术目标进一步的细节、特征和优点可以从相关附图的描述中得到，例如，其中解释了根据本专利技术的两种方法。通过本专利技术工艺生产的产品的一个应用适于用于EPS系统的蜗轮。这样的蜗轮在汽车工业中被列为“安全部分”。因此，EPS系统的制造商需要没有内应力的材料和产品，以助于防止系统使用期间的损坏。在此描述的用热塑材料生产管子的工艺(挤出、压缩成型和离心加工)提供的产品都具有很低的应力水平，从而可以满足汽车工业的前述需要。特别是，与注射成型产品相比时，本专利技术的工艺由于可以提供更高的安全水平而显示出明显的优点。在汽车工业中，把EPS系统放置在靠近引擎的“引擎罩(汽车发动机罩)下”是一个趋势。因此，EPS系统所有的部件都暴露于高温下，该温度典型地高于120℃。因此，由于其物理和热特性，标准聚酰胺不能在这种应用中使用。基于同样的原因，也不再选择由聚酰胺6铸造的管子，因此，注射成型耐温热塑材料将会是唯一的选择。本专利技术提供另一种选择，其明显的优点是比注射成型具有更低的应力水平。这包括可以从大量的耐温材料中选择的可能，以应对更具体的技术要求。本专利技术另一个创新点在于，通过调整工艺参数，人们可以直接影响热塑管的特性。特别是，通过采用具有高分子量的树脂可以满足增加韧性的需要，而由于较高的熔化温度和熔解粘滞度，因此在注射成型工艺中这通常是不可能的。借助图1，更详细地描述根据本专利技术的第一实施例。本专利技术中蜗杆/蜗轮的生产工艺从以要求的尺寸挤出管101开始。在这些管中，如果需要机加工至适当尺寸，可以切断适当长度的环102(工艺110)，如果需要，可以用溶剂清洗，并且压(工艺111)到毂103上。这些毂优选地为由机加工、烧结、锻造和/或金属注射成型工艺包括落料制造的金属毂，并且切断成相应的环。根据本专利技术的优选实施例，压该环到该毂上的工艺通过采用挤出工艺的残热来简单化。然而，根据备选实施例，可以在步骤111中进一步加热。在把该环102压到该毂103上后，该装置冷却(工艺112)。通过二次熔化(工艺113)，该产品固定到该毂103上。该二次熔化优选地通过围绕该执行环的感应线圈200完成。根据所用的材料和所需长度，可采用退火周期(图1中未示出)。在最后的机加工工艺114中，如果该产品还不是复合盘的形式，则该产品分成复合盘，随后该复合盘可以切削成蜗轮。优选地，该合成材料环的内径略小于该金属毂的外径。根据本实施例的工艺可以用于所有当前所用材料和上述材料。用半晶体/非晶体材料时可以看到另外的优点。通过在低温下挤出和保持该挤出管的内表面在该聚合物的Tg(玻璃化温度)以下并且在挤出后迅速冷却，在内侧的材料将保持非晶态(第一层)。在切断该环并且预热到刚好高于该Tg的温度后，该非晶体层将允许该环易于压在该管上，并且形成低的应力。在熔化过程中，该材料将会加热到允许该先前的非晶相结晶。采用这个工艺，将使产品比通过注射成型制造的可比产品具有更低的应力水平和更好的耐磨性。另外，提高了应用的安全性，因为在注射成型工艺中，冷却过程中的材料收缩造成的空隙形成的危险是众所周知的问题。然而，在挤出工艺中完全杜绝了空隙的形成。该毂可以通过任何合适的工艺制造，并且可以提供按规格裁切的长度，作为适度长度的坯料(billets)，或作为连续或本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种形成复合蜗轮坯（１０４）的工艺，该蜗轮坯包括轮毂（１０３）和合成树脂外件（１０２），其中，该轮毂优选为金属或含有金属的轮毂（１０３），并且该外件优选为热塑树脂外件，所述外件以环绕地接近的形式围绕所述轮毂（１０３），所述工艺包括步骤：　　　　（ａ）挤出、压缩成型或离心加工管（１０１）成要求的尺寸，　　　　（ｂ）以适当的长度从所述管上切下环（１０２），　　　　（ｃ）固定由步骤（ｂ）生产的所述环（１０２）到所述轮毂（１０３）的周围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾克迈杰，迈克尔D奥利维托，于尔根津尼库斯，
申请(专利权)人：奎德兰特EPP股份公司，
类型：发明
国别省市：CH[瑞士]