一种转向管柱的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种转向管柱，包括套管组件、手柄组件、下支架和两个轴承，所述套管组件从外向内依次包括外套管、塑料管和内套管，所述外套管和所述内套管均由金属制成，所述外套管的内端与所述塑料管之间为过盈配合，所述手柄组件夹持在所述外套管的外壁上，所述塑料管的内端与所述内套管之间通过超声波焊接，焊接后所述塑料管与所述内套管之间能够相对滑动，所述外套管上对应所述塑料管的区域开设有通孔，所述塑料管上对应所述通孔的位置形成焊接区域，所述焊接区域位于所述塑料管的上半部分的两端，所述焊接区域的壁厚小于所述塑料管其他部分的壁厚。本实用新型的转向管柱容易控制和调节，焊接区域的变形更均匀，不容易影响到其他部分。
【专利说明】一种转向管柱
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及汽车方向控制系统，尤其涉及一种转向管柱。
【背景技术】
[0002]转向管柱通常包括套管组件和手柄组件,套管组件包括第一套管、塑料管和第二套管，塑料管套设在第一套管与第二套管之间。手柄组件具有调节手柄，用以调节转向管柱的长度。当调节手柄松开时，第二套管可以沿第一套管滑动，进而调节第一套管与第二套管之间的距离，从而起到调节转向管柱长度的作用。当调节手柄夹紧时，第一套管与第二套管之间的距离锁定，保持固定的长度。
[0003]现有的转向管柱中，第一套管、塑料管与第二套管之间均为过盈配合。第一套管与塑料管之间，塑料管与第二套管之间均需要考虑公差配合的问题，需要保证四个公差。四个公差较难同时保证，并且如果其中一个不能精确设定时，套管组件的配合就会出现问题。如果过紧，调节时需要较大的力，较难调整。如果过松，套管组件不容易夹紧，容易松动。
[0004]因此，有必要设计一种容易控制套管组件的公差配合的转向管柱。
实用新型内容
[0005]本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种容易控制套管组件的公差配合的转向管柱。
[0006]本实用新型的技术方案提供一种转向管柱，包括套管组件、手柄组件、下支架和两个轴承，所述套管组件从外向内依次包括外套管、塑料管和内套管，所述外套管和所述内套管的外端均安装有一所述轴承，所述内套管的外端还安装有所述下支架，所述下支架上开设有安装孔，所述外套管和所述内套管均由金属制成，所述外套管的内端与所述塑料管之间为过盈配合，所述手柄组件夹持在所述外套管的外壁上，所述塑料管的内端与所述内套管之间通过超声波焊接，焊接后所述塑料管与所述内套管之间能够相对滑动，所述外套管上对应所述塑料管的区域开设有通孔，所述通孔用于插入超声波焊接工具，所述通孔设有两组，每组所述通孔位于所述外套管上对应所述塑料管的两端的位置，每组所述通孔有至少两个，
[0007]所述塑料管上对应所述通孔的位置形成焊接区域，所述焊接区域位于所述塑料管的上半部分的两端，所述焊接区域的壁厚小于所述塑料管其他部分的壁厚。
[0008]优选地，所述塑料管的下半部分上沿竖直方向对应所述通孔的位置上形成凸部，所述凸部与所述内套管间隙配合。
[0009]优选地，所述塑料管的下半部分开设有槽口，所述槽口将所述凸部分割成四个。
[0010]优选地，所述焊接区域占所述塑料管圆周的1/4。
[0011]优选地，所述焊接区域的宽度为10-20mm。
[0012]优选地，所述塑料管位于所述外套管与所述内套管的重合区域。
[0013]优选地，所述塑料管由POM材料制成。
[0014]优选地，每组所述通孔有三个。
[0015]采用上述技术方案后，具有如下有益效果:由于内套管与塑料管之间通过超声波焊接，焊接后内套管与塑料管紧密配合，装配时仅需要考虑塑料管与外套管之间的公差配合，使得转向管柱容易控制和调节。另外，由于焊接区域的壁厚较薄，焊接时焊接区域的变形更均匀，不容易影响到其他部分。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1是本实用新型一实施例中转向管柱的立体图；
[0017]图2是本实用新型一实施例中转向管柱的爆炸图；
[0018]图3是本实用新型一实施例中转向管柱中套管组件的分解图；
[0019]图4是本实用新型一实施例中转向管柱的剖视图；
[0020]图5是本实用新型一实施例中转向管柱的局部剖视图；
[0021]图6是本实用新型一实施例中转向管柱的塑料管的立体图；
[0022]图7是本实用新型一实施例中转向管柱的塑料管的侧视图；
[0023]图8是图7中A-A处的截面图。
[0024]附图标记对照表:
[0025]1-套管组件2-手柄组件 3-超声波焊接工具
[0026]4-下支架11-外套管12-塑料管
[0027]13-内套管41-安装孔111-通孔
[0028]121-焊接区域 122-凸部123-槽口
【具体实施方式】
[0029]下面结合附图来进一步说明本实用新型的【具体实施方式】。
[0030]如图1-2所示，转向管柱包括套管组件1、手柄组件2、下支架4和两个轴承5，套管组件I从外向内依次包括外套管11、塑料管12和内套管13，外套管11和内套管13的外端均安装有一轴承5，内套管13的外端还安装有下支架4，下支架4上开设有安装孔41，外套管11和内套管13均由金属制成，外套管11的内端与塑料管12之间为过盈配合，手柄组件2夹持在外套管11的外壁上，塑料管12的内端与内套管13之间通过超声波焊接，焊接后塑料管12与内套管13之间能够相对滑动，外套管11上对应塑料管12的区域开设有通孔111，通孔111用于插入超声波焊接工具3，通孔111设有两组，每组通孔111位于外套管11上对应塑料管12的两端的位置，每组通孔111有两个，塑料管12上对应通孔111的位置形成焊接区域121，焊接区域121位于塑料管12的上半部分的两端，焊接区域121的壁厚小于塑料管12其他部分的壁厚。
[0031]安装套管组件11时，首先将塑料管12插入到外套管11的内端(即外套管11的左侧端)中，外套管11与塑料管12之间为过盈配合。本实施例中，塑料管12完全插入到外套管11的内壁中。如图4-5所示,塑料管12的左侧边缘与外套管11的左侧边缘平齐。
[0032]然后，将内套管13插入到塑料管12中，内套管13与塑料管12之间此时为间隙配合。本实施例中，如图4所示，内套管13的内端(即内套管13的右侧端)插入到塑料管12中，内套管13的右侧边缘越过了塑料管12的右侧边缘，插入到了外套管11中。这样，塑料管12位于外套管11与内套管13之间的,并且位于外套管11与内套管13重合的区域。
[0033]最后，利用超声波焊接将塑料管12与内套管13焊接起来。超声波焊接将塑料管12的焊接点处融化，融化后的塑料填充内套管13与塑料管12之间的间隙，因此焊接后塑料管12与内套管13紧密配合，并可以相对滑动。当松开手柄组件2的调节手柄时，塑料管12与内套管13之间相对滑动，来调节套管组件I的长度，此时塑料管12与外套管11是相对静止的，即外套管11与塑料管12 —起相对于内套管13滑动。由于塑料管12插入到外套管11中后，会发生轻微的压缩变形。内套管13再插入到塑料管12中，内套管13与塑料管12之间的间隙较小，超声波焊接后，融化后的塑料填充物的厚度即可以保证塑料管12与内套管12之间的紧密配合，又可以相对滑动。如果塑料管12在插入外套管11之前，与内套管13焊接。塑料管12还没有发生轻微的压缩变形，塑料管12与内套管13之间的间隙较大，焊接后的塑料填充物的厚度也较厚。此后，塑料管12再插入到外套管11时，塑料管12与外套管11过盈配合，较厚的塑料填充物使塑料管12与内套管13之间可能为过盈配合，导致塑料管12与内套管13之间不能相对滑动。
[0034]这里所述的套管组件I的长度，是相对于套管组件I安装到车身后的方位来说的。转向管柱整体固定安装于汽车横梁上，其一端与方向盘连接，另一端与转向机连接，转向管柱将方向盘的转动传递到转向机，进而控制汽车轮胎转向。因此，转向管柱安装到汽车横梁后，大致位于30度水平向上倾斜方向上，本实用新型提供的附图中，转向器调节装置都是横向放置的，套管组件I沿图中的横向方向调节，实际上调节的是套管组件I的长度。
[0035]由于塑料管12与内套管13通过超声波焊接固定在一起，只有塑料管12与外套管11之间为过盈配合。因此，只需要设计塑料管12的外壁与外套管11的内壁之间的公差配合。也就是只需要考虑两个尺寸的公差。与【背景技术】中的需要考虑四个尺寸的公差相比，本实用新型较易控制，稳定性较高，不容易出现过松或过紧的情况。
[0036]超声波焊接是通过超声波发生器将50/60赫兹电流转换成15、20、30或40KHz电能。被转换的高频电能通过换能器再次被转换成为同等频率的机械运动，随后机械运动通过一套可以改变振幅的变幅杆装置传递到焊头。焊头将接收到的振动能量传递到待焊接工件的接合部，在该区域，振动能量被通过摩擦方式转换成热能，将塑料熔化。超声波不仅可以被用来焊接硬热塑性塑料，还可以加工织物和薄膜。本实施例中，如图3-5所示，外套管11上对应塑料管12的区域开设有通孔111，通孔111用于插入超声波焊接工具3。超声波焊接工具3从外套管11的外部插入，与塑料管12的外壁接触。由于超声波塑料焊接需要超声波焊接工具3与塑料件直接接触，因此本实施例中需要设置用于插入超声波焊接工具3的通孔111。每个通孔111对应一个焊接点，如图5-6所示，图中121表示焊接区域。
[0037]此外，由于焊接区域121的对应与通孔111的位置，并且焊接区域121的壁厚小于塑料管12其他部分的壁厚。当超声波焊接工具3插入到通孔111中进行焊接时，焊接区域121开始融化变形，变形后的焊接区域121填充了其与内套管13之间的间隙，形成紧密配合。由于焊接区域121的壁厚较薄，焊接区域121在变形时，不容易影响到其周围的区域，不会导致周围的塑料管12发生变形，使变形更加均匀，可控。
[0038]本实施例中，如图6-8所示，塑料管12的下半部分上沿竖直方向对应通孔111的位置上形成凸部122，凸部122与内套管13间隙配合。凸部122的壁厚大于周围其他部分的壁厚。凸部122与通孔111和焊接区域121对应，凸部122作为焊接前，与内套管13的预安装结构，与内套管13接触定位。
[0039]较佳地，如图6和图8所示，塑料管12的下半部分开设有槽口 123，槽口 123将凸部122分割成四个。如果没有槽口 123，凸部122为两长条形，长条形的凸部122与内套管
13之间的接触为线接触，实际接触点和接触面积较难控制。而将凸部122分割成四个后，凸部122与内套管13之间为点接触，更各易控制，更加稳定。
[0040]较佳地，焊接区域121占塑料管12圆周的1/4。
[0041]较佳地，焊接区域121的宽度为10_20mm。这里所述的宽度的方向沿塑料管12的轴线的方向。
[0042]较佳地，为了增强塑料管12与内套管13的连接强度，每组通孔111可以有三个以上；此外，还可以在对应塑料管12的中部设置一组通孔111。
[0043]较佳地，塑料管12由POM材料制成。聚甲醛学名:聚氧化聚甲醛(简称Ρ0Μ)，又称赛钢、特钢。它是以甲醛等为原料聚合所得。POM-H(聚甲醛均聚物)，POM-C(聚甲醛共聚物)是高密度、高结晶度的热塑性工程塑料。具有良好的物理、机械和化学性能，尤其是有优异的耐摩擦性能。聚甲醛是一种无侧链高密度结晶性聚合物，具有优异的综合性能。聚甲醛是一种表面光滑，有光泽的硬而致密的材料，淡黄或白色，可在-40-100°C温度范围内长期使用。它的耐磨性和自润滑性也比绝大多数工程塑料优越，又有良好的耐油，耐过氧化物性能。本实施例使用POM材料，主要是利用了 POM材料的耐磨性和自润滑性能，塑料管12与内套管13紧密配合后，有利于套管组件I的长度调节，有利于减小长度调节力。
[0044]以上所述的仅是本实用新型的原理和较佳的实施例。应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在本实用新型原理的基础上，还可以做出若干其它变型，也应视为本实用新型的保护范围。
【权利要求】
1.一种转向管柱，包括套管组件、手柄组件、下支架和两个轴承，所述套管组件从外向内依次包括外套管、塑料管和内套管，所述外套管和所述内套管的外端均安装有一所述轴承，所述内套管的外端还安装有所述下支架，所述下支架上开设有安装孔，所述外套管和所述内套管均由金属制成，所述外套管的内端与所述塑料管之间为过盈配合，所述手柄组件夹持在所述外套管的外壁上，所述塑料管的内端与所述内套管之间通过超声波焊接，焊接后所述塑料管与所述内套管之间能够相对滑动，所述外套管上对应所述塑料管的区域开设有通孔，所述通孔用于插入超声波焊接工具，所述通孔设有两组，每组所述通孔位于所述外套管上对应所述塑料管的两端的位置，每组所述通孔有至少两个，其特征在于， 所述塑料管上对应所述通孔的位置形成焊接区域，所述焊接区域位于所述塑料管的上半部分的两端，所述焊接区域的壁厚小于所述塑料管其他部分的壁厚。
2.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述塑料管的下半部分上沿竖直方向对应所述通孔的位置上形成凸部，所述凸部与所述内套管间隙配合。
3.根据权利要求2所述的转向管柱，其特征在于，所述塑料管的下半部分开设有槽口，所述槽口将所述凸部分割成四个。
4.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述焊接区域占所述塑料管圆周的1/4。
5.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述焊接区域的宽度为10-20mm。
6.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述塑料管位于所述外套管与所述内套管的重合区域。
7.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，所述塑料管由POM材料制成。
8.根据权利要求1所述的转向管柱，其特征在于，每组所述通孔有三个。
【文档编号】B62D1/185GK203996397SQ201420407149
【公开日】2014年12月10日 申请日期:2014年7月22日 优先权日:2014年7月22日
【发明者】西罗尼默斯·施尼策尔, 麦克斯·奥德利, 李明辉, 薛政杰 申请人:蒂森克虏伯富奥汽车转向柱(长春)有限公司