利用超声波来锁定插接转向箱的塑料插接头的方法与流程

文档序号:19581936发布日期:2019-12-31 20:06阅读:170来源:国知局
利用超声波来锁定插接转向箱的塑料插接头的方法与流程

本发明涉及插接方法,该方法允许借助于由塑料材料制成的插接头封闭在壳体(比如转向壳体)中刺穿的孔口。



背景技术:

已知为车辆配备动力转向系统,该动力转向系统通常包括齿条,该齿条可滑动地安装在转向壳体中,并且在该齿条上啮合至少一个小齿轮,该小齿轮可以由转向盘和/或辅助马达驱动。

为了减小齿条与小齿轮之间的啮合间隙,已经知道借助于弹簧偏压的挺杆横向于所述齿条平移的纵向轴线将齿条压靠在小齿轮上。

所述挺杆可以以本身已知的方式包括衬垫,该衬垫可滑动地支承在所述齿条的背部处,与啮合在小齿轮上的齿条的齿径向相对,所述衬垫在齿条和小齿轮的方向上由弹簧型弹性构件偏压。

衬垫和弹簧安装在护套中并在护套中被引导,护套通常是金属的,其形成转向壳体的一部分并且由插接头插接。

插接头确保壳体的紧密闭合,并且用作弹簧的支撑件。

在组装期间遇到的一个困难涉及以下事实,即所述插接头必须在称为“校准位置”的精确位置精确地定位在转向壳体的孔口中,这一方面在衬垫与插接头之间留下功能间隙,该功能间隙仅仅必需且足以使所述衬垫能够适应齿条的径向移位,并且另一方面确保所述弹簧的默认压缩程度的校准设置,并因此确保所述弹簧施加在衬垫和齿条上的偏压力的大小设置。

更进一步,插接头必须以足够牢固的方式锁定在壳体中,以便在车辆的整个使用寿命期间在壳体经历的冲击、振动或热变化的影响下不会移位或分离。

这就是为什么众所周知的为插接头提供螺纹的原因,该螺纹允许将所述插接头拧紧到壳体的护套中。然后,通过在螺纹与壳体之间提供胶粘剂,可以通过粘合实现插接头在旋转上的锁定。

这种解决方案总体上令人满意,但仍有一些缺点。

事实上,首先应该考虑胶粘剂的聚合时间(干燥时间)。

这种干燥时间必须足够长,以允许在胶粘剂最终固化之前在壳体中设置插接头以及然后随后调整插接头的拧紧,从而能够精确地设置插接头在壳体中的校准位置,并因此设置挺杆的功能间隙。

因此,不可能在设置插接头的工业生产线上立即检查插接头在壳体上的紧固质量,这是因为此时胶粘剂尚未固化。

另外,一旦插接头被粘合,在不对所述插接头或甚至对壳体本身造成不可逆损坏的情况下几乎不可能拆卸所述插接头,使得不再可能随后校正弹簧的校准。

替代地,存在压接方法,在压接期间,在拧紧插接头之后,执行壳体的强制塑性变形,以使护套椭圆化,从而将插接头锁止在其中。

根据这类方法,插接头的校准位置通常通过凭经验迫使插接头靠着椭圆形壳体拧紧或拧松来设定。

当然,这类方法在这里也可能损坏插接头,并且甚至损坏壳体,或者破坏衬垫与插接头之间的功能间隙。



技术实现要素:

因此,赋予本发明的目的在于提出一种用于插接壳体的新方法,该方法允许以较低的成本并以紧凑且精确的方式将插接头快速地组装在壳体上,特别是将由塑料材料制成的插接头组装在金属壳体上。

赋予本发明的目的通过一种插接方法来实现,该插接方法允许通过具有设置有至少一个螺纹的螺纹毂部的插接头来插接具有中心轴线(xx')的在壁(比如壳体壁)中刺穿的孔口,所述方法包括拧紧步骤(a),在该步骤期间,通过将所述毂部的螺纹装配在壁上来将插接头的螺纹毂部拧紧到孔口中,然后是旋转锁定步骤(b),在该步骤期间,螺纹毂部围绕中心轴线(xx')的旋转被锁止,以抵抗插接头的拧紧和拧松,所述方法的特征在于,在所述旋转锁定步骤(b)中,由热塑性材料制成的插接头的一部分被加热,以软化所述热塑性材料,软化后的热塑性材料被迫使渗入、然后凝固到在孔口的壁中钻设的凹腔中,以便构成嵌套在所述凹腔中的凸状构件,所述凹腔布置成使得其抵靠所述凸状构件形成导向止动件,该导向止动件一方面防止凸状构件以及因而毂部围绕中心轴线(xx')的旋转,以便抵抗插接头的拧紧或拧松旋转运动,但是另一方面,该导向止动件保持所述凸状构件在所述凹腔内沿着所述中心轴线(xx')轴向平移的自由度,从而不妨碍毂部及其螺纹抵靠所述壁沿中心轴线(xx')的滑动。

有利地,本发明允许将通过拧紧的紧固与通过热塑性变形的紧固结合,其中通过拧紧的紧固确保插接头的第一轴向保持功能,通过热塑性变形的紧固确保插接头的第二旋转锁止功能。

这些功能的分离(每个功能由不同的部件完成)有利地允许避免这两个功能之间的负干涉。因此,具体而言,尽管旋转锁定完成了拧紧以抵抗通过拧松来取出插接头,但是旋转锁定不抵抗所述插接头在轴向平移中的轻微轴向调节,这特别允许保持插接头相对于包含在壳体中的一个或多个机械构件的功能间隙的精密设置,或者在锁定步骤之后恢复该精密设置。

附图说明

本发明的其它目的、特征和优点将在阅读以下描述以及使用附图时更加详细地显现,这些附图仅是为了说明性而非限制性的目的而提供,其中:

图1、图2和图3分别按照侧视图、顶视图和透视图示出了旨在通过根据本发明的方法紧固的插接头的示例。

图4按照透视图示出了旨在成形凸状构件的具有四个臂的成形工具(比如,超声波发生器)的示例。

图5是图3中的工具的臂的端部压印的细节图。

图6按照纵向剖视图示出了图4中的工具在根据图1至图3的插接头上的实施,以将所述插接头旋转地锁定在转向壳体内。

图7按照局部顶视图示出了在成形径向突出的凸状构件之后锁定在壳体中的插接头。

图8按照纵向剖视图示出了当图4中的工具与图1至图3的插接头的冠部接近接触时根据本发明的旋转锁定步骤(b)的初始第一阶段。

图9和图10是图8的允许在拧紧插接头之前和通过成形工具施加插入应力之后看到最初存在的轴向间隙的细节图。

图11、图12和图13按照局部纵向剖视图示出了工具抵靠插接头的渐进插入、以及从所述插接头的冠部径向突出的凸状构件的对应渐进形成。

图14和图15分别是对应于图10和图9的细节图,并且其示出了在工具施加插入应力期间插接头的螺纹抵靠孔口的壁进行轴向平移产生的轴向间隙。

图16按照纵向剖视图示出了在移除工具之后旋转地锁定在壳体中的插接头。

图17是图16的细节图,其示出了在转向挺杆的弹性构件的作用下在后面支承抵靠壁的插接头的轴向返回。

图18按照局部侧视图示出了根据本发明的成形工具压印的变型的细节。

图19按照局部纵向剖视图示出了借助于图18中的工具成形仅从插接头的毂部径向向外突出的凸状构件的成形。

具体实施方式

本发明涉及一种插接方法,该方法允许借助于插接头4插接在壁2(比如壳体3的壁2)中刺穿的具有中心轴线(xx')的孔口1,其中插接头具有设置有至少一个螺纹5t的螺纹毂部5。

优选地,壁2由金属材料(例如铝合金)制成。

替代地,壳体3的壁2可以由刚性塑料材料制成。

在这种情况下,壳体3的壁2的塑料材料构成将不同于插接头4的构成材料,特别是为了避免尤其是在加热期间将插接头4意外地焊接到壳体的壁上。

优选地,壳体3是转向壳体,其用于保护动力转向系统6的机械构件(尤其包括如图6、图8和图16所示的齿条7)。

更具体地,壳体3可以形成挺杆8的护套,更具体地形成具有弹簧9(例如具有螺旋弹簧9)的挺杆8的护套,该弹簧旨在借助于由弹簧9偏压的衬垫12将齿条7推向驱动小齿轮,以减小间隙和啮合噪音。其中,这种挺杆8将允许补偿磨损的影响。

应该指出的是,除了弹簧9之外,可以在衬垫12与插接头4之间设置弹性体阻尼构件31,比如阻尼o形环垫圈31,以确保衬垫12的居中并有助于所述衬垫12抵靠齿条7的弹性返回。

具有圆形截面的孔口1于是将被设计成允许将挺杆8引入壳体3中,并且将所述挺杆设置成抵靠齿条的的背部,与齿条的齿相对。

插接头4,并且尤其是结实的毂部5,将用于插接壳体3,以便将包含挺杆机构8的壳体3的内部与壳体3的外部环境隔离。

为了确保插接至少对液态水以及润滑剂的密封,从而防止水经由孔口渗入到壳体3中并且将润滑剂(通常是油脂)保持在壳体3内,插接头4将优选地包括密封垫圈32,比如o形环垫圈,其优选地插置在毂部5与孔口1的壁的内表面之间。

为了便于描述,孔口1的中心轴线(xx')将与插接头4的中心轴线(旋转轴线)和挺杆的推动轴线(其大致垂直于齿条7平移的轴线y7)同化。

类似地,“轴向”应理解为平行于或重合于中心轴线(xx')的方向,并且“径向”应理解为垂直于所述中心轴线(xx')的方向。

该方法包括拧紧步骤(a),在该步骤期间,通过将插接头4的毂部5的螺纹5t接合在壁2上,并且更具体地接合在所述壁的匹配螺纹2t上,将螺纹毂部拧紧到孔口1中。

这种拧紧允许使插接头4(优选地相对于壁2的从外部可见且可接近的表观表面以齐平方式,也就是说,在轴向上不突出)轴向地穿透到孔口中,并且轴向地保持插接头4,以防止插接头沿中心轴线(xx')取出。

然后,该方法包括旋转锁定步骤(b),在该步骤期间,螺纹毂部5绕中心轴线(xx')的旋转被锁止,以抵抗插接头4的拧紧和拧松。

为此,在所述旋转锁定步骤(b)中,如图6、图11、图12、图13中所示,由热塑性材料制成的插接头4的一部分被加热,以及更具体地固定到毂部5或与所述毂部成一体的由热塑性材料制成的一部分被加热,从而软化所述热塑性材料,并且软化后的热塑性材料被迫使渗入(图11至图13、图19)、然后凝固(图6、图16、图19)到在孔口1的壁2中钻设的凹腔10中,以便构成嵌套在所述凹腔10中的凸状构件11。

优选地,毂部5以及更一般地插接头4由热塑性材料一体制成,优选地制成单件。

具体而言,这允许减轻插接头,借助于具有简单形状的模具通过模制来制造插接头,并且局部地重塑插接头以形成凸状构件11。

根据本发明,凹腔10被布置成使得其抵靠凸状构件11形成导向止动件,该导向止动件一方面防止凸状构件11以及因而毂部5围绕中心轴线(xx')的旋转,从而抵抗插接头4的拧紧或拧松旋转运动,但是另一方面,该导向止动件保持所述凸状构件11在所述凹腔10内沿着所述中心轴线(xx')的轴向平移的自由度,以便不妨碍毂部5及其螺纹5t抵靠壁2(更具体地抵靠所述壁2的匹配螺纹2t)沿着中心轴线(xx')的滑动。

由凸状构件11对凹腔10施加的旋转锁止是双向的,以便抵抗插接头4的拧紧和拧松。

插接头4的这种双向旋转锁止有利地补充了拧紧,以防止插接头4从孔口1中取出。

更进一步,当动力转向系统6运行时,这种旋转锁止允许避免插接头4相对于壳体3的轴向位置的任何意外改变(由于不希望的拧紧或拧松),并且因此避免取决于所述插接头4的轴向位置的可能的功能间隙的任何未设定,比如下面将描述的悬架轴向间隙j_damp。

有利地,凹腔10用作热塑性材料的模具,以形成具有与所述凹腔10匹配的合适形状的凸状构件11。

所述凹腔10的形状被选择成使得中心轴线(xx')对应于凸状构件11的脱模方向,即,使得凸状构件11在凹腔10中的嵌套进一步允许凸状构件11的相对滑动运动,并因此允许承载所述凸状构件11的插接头5的毂部根据中心轴线(xx')平移地相对滑动运动。

因此,插接头4将能够在轴向平移中保持一定的自由度,至少在毂部的螺纹5t与壁的匹配螺纹2t之间提供的螺纹轴向间隙jt(图9)允许的限度内。

当然,插接头4的热塑性材料和壁2的材料(优选为金属)将被选择成彼此不粘附,包括在与凹腔10接触的热塑性材料软化和凝固之后。

作为指示,可以在插接头4内使用聚甲醛(pom)、聚酰胺(pa)、聚邻苯二甲酰胺(ppa)作为热塑性材料,其可能填充有增强纤维(例如玻璃纤维)。

“插入方向”d1应理解为特别是在拧紧期间插接头4穿透孔口1并插入壳体3内部的方向,并且“取出方向”d2应理解为从壳体3的内部朝向外部定向的相反的方向。

优选地,在拧紧步骤(a)中,螺纹毂部抵靠弹性构件9、31(比如优选地前述挺杆8的弹簧9)沿称为“穿透方向”d1的方向螺接到孔口中,优选地与如上所述的阻尼o形环垫圈31一起完成。

所述弹性构件9、31在所述毂部5上施加偏压力f2,该偏压力沿称为“取出方向”d2的相反方向定向。

在操作中,弹性构件9、31及其偏压力f2允许在形成挺杆8的固定衬套的插接头4与按压齿条7的背面的弹性悬置衬垫12之间维持悬架轴向间隙j_damp(特别在图8和图10中示出)。因此,齿条7可以在悬架间隙j_damp的限度内通过轻微的横向运动来适应可能的啮合间隙。

更具体地,弹性构件9、31因此趋于推动毂部的螺纹5t,以便在后面支承抵靠壁2,如图9中特别示出的,即,趋于抵靠壁的匹配螺纹2t的前边缘(这里是朝向壳体3的内部定向的下边缘)推动毂部螺纹5t的后边缘(这里是图9中朝向壳体的外部定向的上边缘)。

在拧紧步骤(a)中,继续拧紧,直到毂部5达到对应于图8、图9和图10的期望的轴向位置,称为“校准位置”p0,其中毂部的螺纹5t被弹性构件9、31按压,从而在后面支承抵靠壁2t。

该校准位置p0对应于设定位置,即对应于插接头4相对于挺杆8和齿条7的轴向定位,其赋予弹簧9一定程度的压缩,并且更一般地,赋予弹性构件9、31一定程度的压缩,这使得轴向间隙对应于期望的标称悬架间隙j_damp,优选地包括在50μm和100μm之间,并且例如等于60μm,并且偏压力f2对应于选定的标称偏压力,例如包括在500和1000n之间,并且优选地接近600n。

根据本发明,在旋转锁定步骤(b)中,然后将在穿透方向d1上施加插入力f1的成形工具20应用在插接头4上,以软化和推动凹腔10中的热塑性材料,如图6、图8、图11至图13和图19中所示。

因此,所述插入力f1趋于将毂部的螺纹5t从其背部支承剥离,并使插接头4相对于校准位置p0沿穿透方向d1移位,如图15中所示。

优选地,在插接头4的热塑性变形和凸状构件11的形成步骤期间,正确形成凸状构件所需的插入力f1可以超过标称偏压力f2,例如达到650n范围内的值。

在这种情况下,插入力f1抵靠衬垫12和齿条7压缩弹簧9,并且更一般地压缩弹性构件9、31,从而暂时赋予插接头4比校准位置p0更深的位置p1。

由此,衬垫12与插接头4之间的阻尼轴向间隙j_damp暂时减小,并且甚至可能使插接头4与衬垫12发生接触,也就是说,使所述阻尼间隙j_damp暂时减小到零,如图14所示。

在适当情况下,插入力f1可以使毂部的螺纹5t在前面支承抵靠壁的匹配螺纹2t,也就是说,将毂部螺纹5t的前边缘(这里是图15中的下边缘)按压抵靠匹配的壁螺纹2t的后边缘(这里是上边缘)。

根据本发明,一旦形成凸状构件11,就移除成形工具20,以便释放插入力f1,并允许毂部5和凸状构件11在弹性构件9、31的作用下在取出方向d2上执行反向运动,直到插接头4恢复其初始校准位置p0,同时毂部的螺纹5t被按压,从而在后面支承抵靠壁2。

有利地,由凸状构件11与凹腔10之间的协作允许的轴向可动性,更具体地,由所述协作确保的平移中的轴向引导,允许插接头4在形成凸状构件11的旋转锁定之后通过向后轴向滑动和抵接而自动恢复其原点。

因此,旋转锁定的实施不会影响对应于校准位置p0的标称阻尼轴向间隙j_damp的初始设置和标称偏压力f2的大小。

因此,可以通过精确地拧紧插接头4来精细地设置校准位置p0,然后继续旋转锁定,而不会有意外地改变或丢失这种设置的任何风险。

优选地,在壁2中设置有由至少一个凹口13形成的凹腔10,该凹口通向孔口1,并且在围绕中心轴线(xx')的方位角上由被称为支承表面10a、10b的表面界定,所述支承表面大致平行于所述中心轴线(xx')。

“大致平行于中心轴线(xx')”表明支承表面10a、10bb与中心轴线(xx')具有一定倾斜角度,该倾斜角度包括在零值(在支承表面完全平行于所述中心轴线(xx')的情况下)与等于或小于5度、或者等于或小于3度、或者甚至等于或小于2度的最大值之间,并且然后该最大值对应于向壳体3外部张开的拔模角。

为了方便起见,在下面可以将凹腔10和凹口13同化。

优选地,在旋转锁定步骤(b)中,然后可以径向地推动所述凹口13中的软化的热塑性材料,从而形成至少一个凸耳14,所述凸耳形成相对于毂部5径向突出的凸状构件11,并且可滑动地支承抵靠所述支承表面10a、10b,从而围绕中心轴线(xx')的旋转被锁止,但是可沿着中心轴线(xx')自由地轴向(这里是至少在取出方向d2上)滑动,尤其如图7中所示。

为了便于描述,在下文中可以将凸状构件11和凸耳14同化。

有利地,凸耳14因此在毂部与壁2之间形成相对于螺纹5t径向突出的径向桥,并且该径向桥通过某种键接来固定插接头4和壁2的旋转。

具有大致平行于中心轴线(xx')的支承表面10a、10b的凹口13的使用,以及优选地在取出方向d2上轴向地通向壁2的可见外表面的凹口13的使用,尤其简化了凹腔的制造,因为它所需要的是例如根据以中心轴线(xx')、壁2的表观表面、或者更具体地由所述壁2限定的圆柱形护套的外边缘为中心的交叉支撑布局来开槽或者中空模制。

在这方面,应该指出的是,通过机加工(开槽)来制造凹口13允许获得精确平行于中心轴线(xx')的支承表面10a、10b,而通过模制来制造将需要微小的拔模角,如上所述地通常小于或等于5度,优选地为3度或2度。

有利地,(大致)平行于中心轴线(xx')的平面的支承表面10a、10b的这种布置使得所述支承表面根据正交径向力分量能够对抗插接头4的拧紧或拧松扭矩的适当阻力。

优选地,如图7中所示,凹腔10包括多个不同的凹口13,这些凹口围绕中心轴线(xx')分布,并且优选地围绕中心轴线(xx')均匀分布。

优选地,在旋转锁定步骤(b)中,同时形成多个不同的凸状凸耳14,每个凸耳穿透一个所述凹口13,并且每个凸耳通过可滑动地支承抵靠它们相应的凹口13的支承表面10a、10b而协作。

旋转锁定组件(凸耳14/凹口13组件)的数量和角度分布通过在壁2与插接头4之间提供波纹型配对同时保持相对薄的凸耳而特别允许调节且特别是增加对拧紧/拧松的阻力,而且还平衡旋转锁止力。

更进一步,这种分布简化了凸耳14的制造,并且如果有必要改变校准位置p0时能够重复使用插接头4,这将在下文中解释。

优选地,将设置有三个或四个凹口13和尽可能多的凸耳14,优选地围绕中心轴线(xx')均匀分布。

优选地,在旋转锁定步骤(b)中,抵靠插接头4应用成形工具20,以软化然后推动热塑性材料,该成形工具围绕中心轴线(xx')分成与要制造的凸状凸耳14一样多的臂21,每个臂覆盖与分配给所述臂21(并因此分配给相关的凸耳14)的凹口23对应的角扇区。

有利地,角度分割工具的使用允许精确地瞄准加热,因此仅在必需且足以制造凸耳14的区域中使插接头4热塑性变形。

使用多个臂21有利地允许在单个步骤中同时制造所有凸耳14。

更进一步,当施加插入力f1时,臂21围绕中心轴线(xx')的数量和分布(优选地相等)赋予工具20优异的稳定性和高机械阻力。

如图4中所示,(优选地三个或四个)臂21为刚性销的形式,优选地为金属,由同一工具本体22承载。

根据可以单独构成本发明的优选特征,插接头4的毂部5具有由热塑性材料制成的周缘冠部15,该冠部形成以中心轴线(xx')为中心的中空圆柱体,并且具有径向外面15e以及径向内面15i,该径向外面至少部分地承载毂部的螺纹5t,当毂部5拧紧到孔口1中时,径向内面可(并且保持)从外部接近。

优选地,在旋转锁定步骤(b)中,然后可以在相对于一个凹口13成角度定位的每个区域中部分地软化冠部15,然后在如此软化的每个区域中,至少根据离心径向方向推动构成冠部的热塑性材料,以使所述软化的热塑性材料渗入到与之对应的凹口13中,从而构成与冠部15一体(并且因此更一般地与毂部5一体)的凸状凸耳14,如图6、图7、图11、图12、图13、图16和图19中所示。

这种冠部15有利于凸耳14的制造,特别是由于其相对较薄的径向厚度的事实,所述冠部15需要少量的热量由工具20局部地变形,同时在没有被加热瞄准的其它角扇区中具有适当的刚性,并且因此具有适当的抗变形能力。

更进一步,如下文将详细描述的,有利地,可以将工具20的臂21施加在所述冠部15的表观边缘15a上进行热塑性变形,并且因此,由于臂21的适应性几何形状,可以精细地定向加热以及施加在热塑性材料上的推力。

优选地,每个臂21具有一个端部,该端部旨在与冠部15的边缘15a接触,并且根据轴向穿透运动(这里根据插入方向d1)插入所述冠部15中,并且特别地按照图11、图12图和13的顺序示出,以便将软化的热塑性材料逐渐推入凹腔10中。

为了便于描述,可以将穿透运动和插入方向d1同化。

如图5和图7中所示,冠部15的边缘15a在对应于冠部的径向内面15i的内半径r15i与对应于所述冠部的径向外面15e的径向外半径r15e之间径向延伸。

优选地,臂21的所考虑端部具有压印23,该压印在包含中心轴线(xx')的纵向截面平面且如图5所示的截面中包括至少一个第一凸缘24和倾斜偏转部26,并且可能包括如下文所限定的第二凸缘25。

第一凸缘24布置成当成形工具20根据插入方向d1与插接头4发生接触时首先支承抵靠冠部的边缘15a的径向外侧部分。

如图5中所示,所述第一凸缘24为此目的以离心径向方式(即,如果我们考虑通过远离中心轴线(xx')而沿着所述第一凸缘24行进)从严格地包括在内半径r15i与外半径r15e之间的中间半径rm延伸,直到或超过所述冠部的外半径r15e,以便在图11所示的第一步骤中最初集中向外的能量供应,从而促进热塑性材料的软化和离心径向迁移。

“离心径向迁移”应理解为软化的热塑性材料在趋于将所述材料移离中心轴线(xx')的方向上的大致径向运动,以操作所述材料从毂部5向外的径向转移。

根据一种可能的布置,可以提供第二凸缘25,该第二凸缘设置为相对于穿透运动的方向d1从第一凸缘24轴向回缩,并且径向地覆盖冠部的边缘15a的径向内侧部分,从而形成冠部的所述边缘15a的径向外侧部分的互补部分。

为此,所述第二凸缘25在向心径向方向上从中间半径rm延伸,直到或超过所述冠部的内半径r15i(即,与冠部的内面15i一样接近或更接近中心轴线(xx'))。

根据第一实施变型,第二凸缘25因此布置成在第一凸缘24开始轴向地穿透所述冠部的径向外侧部分并使其塑性变形之后与冠部15发生接触,以便第二次参与冠部的塑性变形,如图12和图13中所示。

因此,第一凸缘24和第二凸缘25的交错布置有利地允许促进热塑性材料在两个步骤中从冠部15向外逐渐回流运动,首先从外凸缘开始,然后从内凸缘继续,这允许材料主要从毂部5突出,在毂部处,材料参与有用凸耳14的形成,并因此限制在冠部15的内面15i上形成损失物质碎片15。

根据第二实施变型,如图5中的虚线所示,或者在图18和图19中所示,第二凸缘25可以定位成轴向回缩一定距离,该距离足以在凸耳14的成形期间不与冠部15发生接触。

为此,将第一凸缘24与第二凸缘25隔开的轴向距离将大于形成凸耳14所必需的成形工具20的(预定)轴向行程。

因此,我们避免冠部的边缘15a的径向内侧部分与工具20的臂21接触,并且因此我们避免在该区域使热塑性材料加热和变形。

这样,我们仅形成用于旋转锁止的“显露”凸耳14,而不是在冠部15的内面上“重新进入”损失物质碎片16,这允许改善由插接头4插接的壳体的最终美学外观。

更具体而言,并且如图19中所示,可以使用不受热塑性成形影响的冠部15的径向内侧部分作为支撑屏障,该支撑屏障防止软化后的材料向心径向渗入到毂部5的内凹入部分中,这将允许保持与冠部15的原始圆柱形内表面15i相对应的平滑且规则的无毛刺光洁度。

另外,无论是否设置有第二凸缘25,也无论该第二凸缘25是否布置成支承抵靠冠部15的边缘15a,压印23将优选地包括(外)倾斜偏转部26。

倾斜偏转部26相对于中心轴线(xx')形成拔模(斜面)a26,该倾斜偏转部使第一凸缘24在离心径向方向上径向地且在穿透运动方向d1上轴向地延伸。

因此,在工具20轴向插入冠部15期间,倾斜偏转部26可以径向向外引导并压紧软化的热塑性材料,以便在冠部15的径向外面15e上形成突出凸耳14。

当然,压印23的径向宽度,即,由压印23在臂21的端部处界定的凹入开口的径向范围,更具体地,第一凸缘24和第二凸缘25的总径向范围,将大于冠部15的径向厚度r15e-r15i,从而使得压印23能够完全覆盖并跨越冠部,从而有效地引导软化后的材料。

具体而言,可以提供压印23的径向宽度,更具体地,提供第一凸缘24和第二凸缘25的总径向宽度,其严格地比冠部的边缘15a的径向厚度大对应于径向间隙的预定值,该径向间隙使得压印23以及更具体地第一凸缘24和第二凸缘25能够适应制造插接头24和/或定位工具20的可能径向公差,并因此适应臂21相对于插接头24和冠部15的可能径向公差。

应该指出的是,在图18和图19的变型中,有利地,第二凸缘25(以及因此压印23)到工具20内部(即,在中心轴线(xx')的方向上)的直接径向开口、从第一凸缘24和冠部15的边缘15a的轴向回缩,确保了成形工具20与所述冠部15的径向内表面15i之间没有任何干涉。

优选地,第一凸缘24和第二凸缘25将垂直于中心轴线(xx'),并且更具体地垂直于插接头4的表面的法线,这里是垂直于与成形工具20发生接触的冠部15的上边缘15a的法线。

有利地,这种垂直布置将特别允许更有效地向插接头4应用加热能量,特别是如果所述能量借助于超声波成形工具20通过锤击插接头的表面来传递。

优选地,形成压印23的径向界限的边缘相对于中心轴线(xx')具有拔模(例如在1度至5度或更大的范围内),以在热成型凸耳14之后促进工具20的移除,而没有使所述凸耳14变形或撕裂的任何风险。

更一般而言,相对于冠部15和凸耳14,压印23将具有可根据中心轴线(xx')脱模的形状。

优选地,在围绕中心轴线(xx')的方位角上且在所述凸耳14的基部处在插接头4与凹口13之间的径向限度处考虑,每个凸耳14的角度覆盖率a14小于或等于30度,并且优选地包括在10度和20度之间,例如大致等于15度。

以互补或等效的方式,在插接头4与凹口13之间的径向限度处考虑,可以考虑凸耳14尤其是凹口13具有弧长,该弧长小于或等于10mm,并且例如包括在5mm和7mm之间,特别是对于通常包括在35mm和45mm之间的毂部半径,例如对于m40尺寸的螺纹毂部5。

另外,应该指出的是,在相对于中心轴线(xx')的正交径向方向上,每个凹口13将大于成形工具20的对应臂21的端部,从而提供正交径向插入间隙,优选在1mm至2mm的范围内,这使得成形工具20能够成形凸耳14,而不会与壳体3干涉。

有利地,通过限制每个凸耳14的范围,减少了热成型所需的能量的量。

更进一步,这种小范围促进了工具的臂21的小型化,因此便于在旋转锁定步骤(a)中接近插接头4。

最后,凸耳14的范围的这种限制,以及因此它们对剪切力矩的抵抗力的限制,允许限定赋予凸耳14可断裂性质的断裂点,这在需要时允许随后重新调节插接头4的拧紧(或拧松)。

因此,根据本发明的可能变型(其本身可以构成发明),该方法在至少一个拧紧步骤(a)和旋转锁定步骤(b)之后包括强制解锁步骤(c),在该步骤期间,设置在插接头4上的操纵构件30(比如形成在毂部上的凸或凹六边形凹槽压印)被接合,并且毂部围绕中心轴线(xx')的旋转通过断开凸状构件而被强制,然后是设置步骤(d),在该步骤期间,毂部5被拧紧或拧松,以改变其相对于孔口1的轴向位置,然后是新的旋转锁定步骤(b'),在该步骤期间,通过软化由同一插接头4的热塑性材料制成的新的部分并将其推入凹腔10、13中,形成相对于原始凸状构件11(事先被破坏)成角度移位的新的凸状构件11'、14',以便锁止毂部5围绕中心轴线(xx')的旋转,同时保持相对于所述中心轴线(xx')的轴向平移的自由度。

换言之,本发明允许提供可断裂凸耳14,在正常使用条件下,特别是在振动影响车辆的情况下,所述凸耳能够抵抗拧松/拧紧,但是可以借助于工具(比如钥匙)迫使插接头4旋转来破坏凸耳,利用该工具施加高于预定阈值扭矩的操纵扭矩。

新的锁定步骤(b')在所有方面都对应于上文所述的锁定步骤(b),该锁定步骤(b')在断开和消除第一组凸耳14之后简单地重复,以相对于同样的凹口13重新构建一组新的凸耳14',该组新的凸耳在相同插接头4的同一冠部15上相对于第一组凸耳14成角度移位,这样有利地可以重复使用插接头。

因此,如果第一设定有缺陷,则特别有可能校正校准位置p0,或者随后补偿挺杆8的磨损。

应该指出的是,在附图标记之后使用符号“'”仅仅是为了区分在不同的锁定步骤(b)、(b')中制造的具有相同性质的两个元件,这里是两个凸耳14、14'。

当然,操纵构件30可以通过任何合适的压印形成,无论是凸的还是凹的,并且特别是通过任何多边形压印形成,例如正方形、六边形(六个小面)、波纹形、星形等。

根据本发明的可能实施方式,软化热塑性材料所需的加热可以通过在插接头4的相关部分上吹送热空气来获得。

一旦热塑性材料软化,则所述材料可以通过工具20的一个或更多个臂21来成形,如上所述。

有利地,这种热空气吹送技术允许获得特别坚固的凸耳14,其具有非常好的抗拧紧/拧松性能。

尽管如此,根据优选的可能实施方式,使用称为“超声波发生器”的超声波设备作为成形工具20,以通过加热来软化由热塑性材料制成的插接头4的一部分,然后将软化后的热塑性材料推入凹腔10中。

有利地,臂21然后将用作振动元件,其将被用于锤击毂部5的冠部15。

有利地,这种超声波形成技术允许将循环时间减少到大约6秒,相比之下,热空气吹送技术需要20秒。

在特别优选的方式中,超声波发生器的频率高于20khz,优选地高于30khz,优选地等于35khz。

有利地,这种频率选择允许定位加热,并且特别是避免将插接头4意外焊接到挺杆8的衬垫12上,或者避免设置在挺杆8的衬垫12与插接头的毂部5之间的阻尼o形环垫圈31的劣化。

还应指出的是:超声波发生器20的频率优选地选择成使得由超声波发生器20沿插入方向d1对插接头4施加的总轴向力,使得源自超声波发生器对所述插接头4的机械施加(即,来自保持和逐渐轴向插入)以及源自超声波引起的锤击的所述力,保持低于由弹性构件(这里由弹簧9和阻尼o形环垫圈31组成)施加的偏压力f2,以便当所述衬垫12也由塑料材料制成时避免局部和意外地将插接头4焊接到衬垫12上。

当然,本发明涉及这样的动力转向系统6,其包括容纳在转向壳体3内的至少一个机构,该转向壳体按照根据本发明任一种实施方式变型的方法由插接头1插接。

最后,本发明涉及一种超声波成形工具20,其用于锁定事先拧紧到孔口1中的插接头4的旋转,所述成形工具20包括本体22,该本体沿中心轴线(xx')延伸并且承载围绕轴线(xx')分布的多个不同的臂21,所述臂21布置成在所述插接头的外围高度处将超声波传输到插接头4,以便能够以同时的方式局部加热和软化插接头4的位于围绕中心轴线(xx')的不同角扇区中且由热塑性材料制成的不同周缘部分,并且以便当工具20被轴向地压靠在插接头4上以施加插入应力f1时能够根据至少一个离心径向方向推动在每个相关角扇区中以这种方式软化的热塑性材料,从而在所述角扇区中在所述插接头4上制作径向突出的凸耳14,该凸耳装配到设置在孔口1的壁2中的对应凹口13中,根据这样的布置,使得凸耳14可旋转地邻接抵靠界定所述凹口13的支承表面10a、10b,同时保持抵靠所述支承表面10a、10b轴向滑动的自由。

当然,本发明绝不局限于上述变型,本领域技术人员尤其能够自由地隔离或组合上述任何特征,或者用等同物代替它们。

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