用于车辆转向装置的转向壳体组件及其制造方法与流程

1.本发明涉及车辆转向技术领域。更具体地，本发明涉及用于车辆转向装置的转向壳体组件及其制造方法。


背景技术：

2.车辆转向装置，特别是后轴转向装置，包括转向壳体和布置在转向壳体内并且能够沿轴向移动的转向轴。图1示出包括转向壳体和转向轴的车辆转向装置的局部示意图。图2是图1中所示车辆转向装置的局部横截面示意图。如图1和图2所示，转向壳体1和转向轴2之间沿径向的间隙很小。此外，在如图2所示的窗口4处，转向轴2需要与转向壳体1保持接触，以用于引导和限位。当转向轴2被驱动而沿轴向(图1和图2中左右方向)在转动壳体1内移动时，在转向轴2和转向壳体1之间将存在摩擦区域3。通常，转向壳体由铝合金制造，而转向轴由钢制造。由于钢的硬度一般高于铝合金的硬度，转向壳体1和转向轴2之间的摩擦会引起转向壳体的磨损，并可能最终导致车辆转向装置失效。
3.为降低对转向壳体的磨损，现有的车辆转向装置采用沿径向布置在转向壳体1和转向轴2之间的衬套5。衬套5通常由钢制成。在制造和组装过程中，首先分别形成转向壳体1和衬套5，然后将衬套5压装在转向壳体1的内腔中。由此，转向壳体1和衬套5组成转向壳体组件。之后，再将转向轴2安装在转向壳体组件的空腔中。但是，对衬套5的压装要求转向壳体1和衬套5都具有较高的加工精度，并且压装工艺本身费时耗力。
4.为此，需要一种能够更容易地制造的转向壳体组件。


技术实现要素：

5.本发明的一个目的是提供能够更方便地制造的转向壳体组件及其制造方法。本发明的另一目的是提供能够提高耐磨性的转向壳体组件及其制造方法。本发明的另一目的是提供能够提高使用寿命的转向壳体组件及其制造方法。
6.本发明的一个方面提供一种用于车辆转向装置的转向壳体组件，包括：嵌件，其包括沿轴向延伸的第一空腔；和转向壳体，其一体地形成为包裹嵌件并且包括与嵌件的第一空腔连通的且沿轴向延伸的第二空腔，以使得转向壳体组件能够至少部分地容纳车辆转向装置的转向轴。通过将转向壳体一体地形成为包裹嵌件，转向壳体组件不再需要上文描述的衬套，并且省略了将衬套压装在转向壳体内的安装步骤。这可以降低对转向壳体组件的各部件的机加工难度和制造成本，减少转向壳体组件的组装时间和成本。因此，根据本发明的实施例的转向壳体组件可以更方便地制造。
7.根据本发明的某些实施例，嵌件是通过粉末冶金工艺形成的。与上文所述由钢制成的衬套相比，通过粉末冶金工艺形成的嵌件可以提高耐磨性，低成本地制造，并且减少后续机械加工。
8.根据本发明的某些实施例，嵌件形成为具有多孔结构。具有多孔结构的嵌件可以经润滑油浸渍而处于含油状态，由此嵌件的微孔中存储的润滑油可以在运行过程中从微孔
中渗出而形成油膜润滑。因此，多孔结构的嵌件可以具有自润滑特性。这可以进一步提高嵌件以及转向壳体组件的耐磨性和使用寿命。
9.根据本发明的某些实施例，转向壳体是通过压铸工艺而一体地形成为包裹嵌件。
10.根据本发明的某些实施例，转向壳体组件还包括形成为穿透转向壳体和嵌件的窗口。
11.本发明的另一方面提供一种车辆，包括根据本发明的实施例的转向壳体组件。
12.本发明的另一方面提供一种用于车辆转向装置的转向壳体组件的制造方法，其中，转向壳体组件包括转向壳体和嵌件，制造方法包括：形成嵌件，其中，嵌件形成为包括沿轴向延伸的第一空腔；将嵌件放置在铸造模具中；在铸造模具中填充用于形成转向壳体的熔融金属材料，以将嵌件包裹在熔融金属材料中；和冷却熔融金属材料以一体地形成包裹着嵌件的转向壳体，其中，转向壳体形成为包括与嵌件的第一空腔连通的且沿轴向延伸的第二空腔。
13.根据本发明的某些实施例，形成嵌件的步骤包括：通过粉末冶金工艺形成嵌件。
14.根据本发明的某些实施例，嵌件被形成为具有多孔结构。
15.根据本发明的某些实施例，上述制造方法还包括：在一体地形成包裹着嵌件的转向壳体后，形成穿透转向壳体和嵌件的窗口。
附图说明
16.图1是一种车辆转向装置的局部示意图。
17.图2是图1中所示车辆转向装置的局部横截面示意图。
18.图3是根据本发明的某些实施例的转向壳体组件的局部横截面示意图。
19.图4是根据本发明的某些实施例的嵌件的透视图。
20.图5是根据本发明的某些实施例的形成窗口的嵌件的透视图。
具体实施方式
21.下文中，参照附图描述本发明的实施例。下面的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，本发明不限于所描述的优选实施例，本发明的范围由权利要求书限定。现参考示例性的实施方式详细描述本发明，一些实施例图示在附图中。以下描述参考附图进行，除非另有表示，否则在不同附图中的相同附图标记代表相同或类似的元件。以下示例性实施方式中描述的方案不代表本发明的所有方案。相反，这些方案仅是所附权利要求中涉及的本发明的各个方面的系统和方法的示例。
22.本发明提供一种用于车辆转向装置中的转向壳体组件。下面，参考附图来描述本发明的示例性实施例。应当理解，附图中仅示出本发明的某些实施例，本发明的范围应当根据权利要求来确定。
23.图3是根据本发明的某些实施例的转向壳体组件的局部横截面示意图。图4是根据本发明的某些实施例的嵌件的透视图。图5是根据本发明的某些实施例的形成窗口的嵌件的透视图。在示例性实施例中，本发明的转向壳体组件和车辆转向装置可以应用于车辆的后轮或后轴转向系统中，例如线控后轮转向系统中。在其他实施例中，本发明的转向壳体组件和车辆转向装置还可以应用于车辆的前轮或前轴转向系统中。
24.如图3所示，根据本发明的某些实施例的车辆转向装置包括转向壳体组件10和转向轴20。转向轴20可沿轴向移动地布置在转向壳体组件10的空腔中。
25.转向壳体组件10包括转向壳体11和嵌件12。如图3所示，转向壳体组件具有双层结构，其中转向壳体11位于外层，而嵌件12位于内层。转向壳体11包括沿轴向延伸的空腔，并且嵌件12也包括沿轴向延伸的空腔。转向壳体11的空腔与嵌件12的空腔彼此连通，从而转向壳体组件10具有连续的空腔以至少部分地容纳转向轴20。
26.根据本发明的实施例，转向壳体11一体地形成为包裹嵌件12。在本文中，“转向壳体11一体地形成为包裹嵌件12”表示转向壳体11是直接包裹着嵌件12而成形的，而非与嵌件12分开形成并后续组装在一起。与现有转向壳体组件中将衬套压装在转向壳体中不同，根据本发明的实施例的转向壳体11是在成型过程中直接与嵌件12集成在一起的。
27.在示例性实施例中，转向壳体11是通过铸造工艺而一体地形成为包裹嵌件12，即，转向壳体11是通过包覆嵌件12而铸造出的。在一些实施例中，转向壳体11采用的铸造工艺是压铸。在其他实施例中，转向壳体11还可以采用其他铸造工艺，例如重力铸造、低压铸造等。转向壳体的成型方法和转向壳体组件的制造方法将在下文具体描述。在一些实施例中，转向壳体11由铝合金形成。
28.通过将转向壳体一体地形成为包裹嵌件，根据本发明的实施例的转向壳体组件不再需要上文描述的衬套，并且省略了将衬套压装在转向壳体内的安装步骤。这可以降低对转向壳体组件的各部件的机加工难度和制造成本，减少转向壳体组件的组装时间和成本。
29.在一些实施例中，如图3所示，转向壳体组件10还包括形成为穿透转向壳体11和嵌件12的窗口13。例如，窗口13可以用于安装传感器，以检测转向轴20的位移和行程。在示例性实施例中，窗口13是在将转向壳体11和嵌件12一体地形成转向壳体组件10后通过机加工形成的。应当理解，窗口13共同地形成于转向壳体11和嵌件12中，图5中仅示出窗口位于嵌件12中的一部分。
30.在示例性实施例中，嵌件12是通过粉末冶金工艺形成的。嵌件12可以由金属材料、非金属材料、或者金属材料与非金属材料的混合物通过粉末冶金工艺制造。与上文所述由钢制成的衬套相比，通过粉末冶金工艺形成的嵌件12可以提高耐磨性，低成本地制造，并且减少后续机械加工。此外，通过粉末冶金工艺形成的嵌件12可以更有利地应用于根据本发明的实施例的制造方法中。
31.在一些实施例中，嵌件12形成为具有多孔结构。在示例性实施例中，嵌件12通过粉末冶金工艺形成为具有多孔结构。具有多孔结构的嵌件12可以经润滑油浸渍而处于含油状态。由此，嵌件12的微孔中存储的润滑油可以在运行过程中从微孔中渗出而形成油膜润滑。因此，具有多孔结构的嵌件12可以具有自润滑特性。这可以进一步提高嵌件以及转向壳体组件的耐磨性和使用寿命。
32.在示例性实施例中，转向壳体组件10可以采用根据本发明的某些实施例的制造方法来制造。下面，将详细描述根据本发明的某些实施例的转向壳体组件的制造方法。
33.根据本发明的某些实施例，用于车辆转向装置的转向壳体组件的制造方法包括如下步骤：形成嵌件12，其中嵌件12形成为包括沿轴向延伸的空腔；将嵌件12放置在铸造模具中；在铸造模具中填充用于形成转向壳体11的熔融金属材料，以将嵌件12包裹在熔融金属材料中；和冷却熔融金属材料以一体地形成包裹着嵌件12的转向壳体11，其中，转向壳体11
形成为包括与嵌件12的空腔连通的且沿轴向延伸的空腔。由此，转向壳体11是通过铸造工艺而一体地形成为包裹嵌件12，即，转向壳体11是通过包覆嵌件12而铸造出的。在一些实施例中，用于形成转向壳体11的铸造工艺是压铸。在其他实施例中，转向壳体11还可以采用其他铸造工艺来形成，例如重力铸造、低压铸造等。在一些实施例中，熔融金属材料是熔融铝合金，即转向壳体11由铝合金形成。
34.如上文所述，与现有转向壳体组件中将衬套压装在转向壳体中不同，根据本发明的实施例的转向壳体11是在成型过程中直接与嵌件12集成在一起的。由此，这可以降低对转向壳体组件的各部件的机加工难度和制造成本，减少转向壳体组件的组装时间和成本。
35.在示例性实施例中，形成嵌件12的步骤包括通过粉末冶金工艺形成嵌件12。在粉末冶金工艺中，嵌件12可以由金属材料、非金属材料、或者金属材料与非金属材料的混合物制造。
36.在一些实施例中，在形成嵌件12的步骤中，嵌件12形成为具有多孔结构。在示例性实施例中，嵌件12通过粉末冶金工艺形成为具有多孔结构。
37.有关嵌件12的结构和成型的其他实施方式参见上文所述，在此不再赘述。
38.在一些实施例中，根据本发明的制造方法还包括如下步骤：在一体地形成包裹着嵌件12的转向壳体11后，形成穿透转向壳体11和嵌件12的窗口13，如图3所示。在示例性实施例中，窗口13是在将转向壳体11和嵌件12一体地形成转向壳体组件10后通过机加工形成的。与现有技术中在分别形成转向壳体和套管并后续组装在一起相比，在一体形成的转向壳体组件中加工出窗口可以提高加工精度，减少后续处理时间和成本。
39.尽管已经参考示例性实施例描述了本发明，但是应理解，本发明并不限于上述实施例的构造和方法。相反，本发明意在覆盖各种修改例和等同配置。另外，尽管在各种示例性结合体和构造中示出了所公开发明的各种元件和方法步骤，但是包括更多、更少的元件或方法的其它组合也落在本发明的范围之内。
40.附图标记列表
[0041]1ꢀꢀꢀꢀꢀ
转向壳体；
[0042]2ꢀꢀꢀꢀꢀ
转向轴；
[0043]3ꢀꢀꢀꢀꢀ
摩擦区域；
[0044]4ꢀꢀꢀꢀꢀ
窗口；
[0045]5ꢀꢀꢀꢀꢀ
衬套；
[0046]
10
ꢀꢀꢀꢀ
转向壳体组件；
[0047]
11
ꢀꢀꢀꢀ
转向壳体；
[0048]
12
ꢀꢀꢀꢀ
嵌件；
[0049]
13
ꢀꢀꢀꢀ
窗口；
[0050]
20
ꢀꢀꢀꢀ
转向轴。

技术特征：
1.一种用于车辆转向装置的转向壳体组件(10)，包括：嵌件(12)，其包括沿轴向延伸的第一空腔；和转向壳体(11)，其一体地形成为包裹所述嵌件(12)并且包括与所述嵌件(12)的所述第一空腔连通的且沿所述轴向延伸的第二空腔，以使得所述转向壳体组件(10)能够至少部分地容纳所述车辆转向装置的转向轴(20)。2.根据权利要求1所述的转向壳体组件(10)，其中，所述嵌件(12)是通过粉末冶金工艺成型的。3.根据权利要求2所述的转向壳体组件(10)，其中，所述嵌件(12)形成为具有多孔结构。4.根据权利要求1至3中任一项所述的转向壳体组件(10)，其中，所述转向壳体(11)是通过压铸工艺而一体地形成为包裹所述嵌件(12)。5.根据权利要求4所述的转向壳体组件(10)，其中，所述转向壳体组件(10)还包括形成为穿透所述转向壳体(11)和所述嵌件(12)的窗口(13)。6.一种车辆，包括根据权利要求1至5中任一项所述的转向壳体组件(10)。7.一种用于车辆转向装置的转向壳体组件(10)的制造方法，其中，所述转向壳体组件(10)包括转向壳体(11)和嵌件(12)，所述制造方法包括：形成嵌件(12)，其中，所述嵌件(12)形成为包括沿轴向延伸的第一空腔；将所述嵌件(12)放置在铸造模具中；在所述铸造模具中填充用于形成所述转向壳体(11)的熔融金属材料，以将所述嵌件(12)包裹在所述熔融金属材料中；和冷却所述熔融金属材料以一体地形成包裹着所述嵌件(12)的所述转向壳体(11)，其中，所述转向壳体(11)形成为包括与所述嵌件(12)的所述第一空腔连通的且沿所述轴向延伸的第二空腔。8.根据权利要求7所述的制造方法，其中，形成所述嵌件(12)的步骤包括：通过粉末冶金工艺成型所述嵌件(12)。9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，所述嵌件(12)被形成为具有多孔结构。10.根据权利要求7至9中任一项所述的制造方法，还包括：在一体地形成包裹着所述嵌件(12)的所述转向壳体(11)后，形成穿透所述转向壳体(11)和所述嵌件(12)的窗口(13)。

技术总结
本发明涉及用于车辆转向装置的转向壳体组件及其制造方法。一种用于车辆转向装置的转向壳体组件(10)包括：嵌件(12)，其包括沿轴向延伸的第一空腔；和转向壳体(11)，其一体地形成为包裹嵌件(12)并且包括与嵌件(12)的第一空腔连通的且沿轴向延伸的第二空腔，以使得转向壳体组件(10)能够至少部分地容纳车辆转向装置的转向轴(20)。装置的转向轴(20)。装置的转向轴(20)。


技术研发人员：彭亮
受保护的技术使用者：舍弗勒技术股份两合公司
技术研发日：2022.01.19
技术公布日：2023/8/1