CN102959256B - 用于制造球套接头的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造球套接头(1)的方法，所述球套接头(1)带有具有球形的支承区域(16)且设有在轴向的方向(4)上贯穿的装配孔(5)的球套(3)，所述球套(3)借助于所述支承区域(18)可滑动运动地支承在所述球壳(2)中并且与所述球壳(2)一起布置在外套(7)中，从而所述球套(3)在轴向的方向(4)上在两侧从该所述外套(7)中延伸出来，其中，将可硬化的材料注入在所述球壳(2)和所述外套(7)之间环绕的间隙(7)中，通过所述材料的硬化使由所述球套(3)和所述球壳(2)形成的部件与所述外套(7)相接合。

Description

用于制造球套接头的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造球套接头的方法，该球套接头带有具有球形的支承区域且设有在轴向的方向上贯穿的装配孔的球套，该球套借助于该支承区域可滑动运动地支承在球壳中并且与该球壳一起布置在外套中，从而球套在轴向的方向上在两侧从该外套中延伸出来。此外，本发明涉及这种球套接头。

背景技术

球套接头的结构和装配基于单件(球套、球壳、罩壳、波纹管密封部等)在一个过程和加工步骤中的制造和接合。该球套接头的总体功能和特性通过单件的相应的公差范围确定并且通过随后的过程(热处理、磨削等)优化，以用于满足用户要求。

文献DE102004040412A1公开了一种用于机动车的底盘部件和转向部件的球套接头，其由由两个罩壳半部组成的接头罩壳和设有被倒圆的支承面的球套组成，其中，支承面被容纳在由弹性的塑料制成的固定在接头罩壳的凹部中的轴瓦中。在装配球套接头期间，两个罩壳半部在球套接头的纵向中轴线的方向上以限定的压紧力被压紧并且借助于在罩壳半部之间的至少一个材料配合的连接被保持在通过压紧力预定的安装位置中。

在将开头提及的球套接头插入容纳部中时，通常减小外套的直径，从而提高了由球壳施加到支承区域上的压力。这会导致在球壳和球套的支承区域之间最不期望的摩擦提高。

发明内容

基于此，本发明的目的为，可以避免或至少减小这种类型的摩擦提高。

根据本发明，该目的通过根据权利要求1所述的方法和根据权利要求6所述的球套接头实现。在从属权利要求中给出本发明的优选的改进方案。

在根据本发明的用于制造球套接头的方法中，该球套接头带有具有球形的支承区域且设有在轴向的方向上贯穿的装配孔的球套，该球套借助于该支承区域可滑动运动地支承在球壳中并且与该球壳一起布置在外套中，从而球套在轴向的方向上在两侧从该外套中延伸出来，将可硬化的材料注入在球壳和外套之间环绕的间隙中，通过所述材料的硬化使由球套和球壳形成的部件与外套相接合。

在材料的硬化之后，被注入的材料形成固态的主体，通过该固态的主体将由球套和球壳形成的部件固定在外套中。然而，通过注入的材料形成的主体在材料的硬化期间收缩，从而在径向的方向上形成在该主体和外套之间的间隙。该间隙相对极小并且例如在几百分之一毫米的数量级中。尽管如此，该间隙提供用于减小外套的直径的空间，而不由此增加在球壳和支承区域之间的压力。对于与通过间隙提供的自由空间相比更大幅度地减小外套的直径的情况，虽然增加了在球壳和支承区域之间的摩擦，然而仍处于比之前不存在间隙时更小的范围中。

在注射材料之前，优选地如此将由轴套和球壳形成的部件布置在外套中，即，在球壳和外套之间环绕的间隙形成空腔。之后，通过注塑过程利用材料填充该空腔。该间隙优选地相对于球套接头的纵向中轴线环绕，该纵向中轴线在未偏出的状态中优选地也形成外套和/或球套的纵向中轴线并且由此优选地在轴向的方向上伸延。

根据本发明的一个改进方案，球套接头利用其外套在减小外套的直径的情况下被引入容纳部中。优选地，球套接头利用其外套在减小外套的直径的情况下被引入、优选地压入或按入容纳部的凹部中。特别是，通过减小外套的直径封闭该间隙。球套接头优选地设置成用于应用在机动车中。优选地，容纳部通过底盘构件、例如转向器或车轮架形成，其例如装配在机动车的车轮悬挂部中。优选地，容纳部的凹部为圆柱形。

为了轴向地将由球套和球壳形成的部件固定在外套中，优选地使外套的一个或至少一个轴向的端部至少局部地径向向内成型或弯曲。特别是，利用材料包封该径向地向内成型或弯曲的端部。优选地，该径向地向内成型的或弯曲的端部至少局部地延伸到球壳或几乎到球壳。根据本发明的一个改进方案，外套的两个轴向的端部至少局部地径向地向内成型或弯曲且优选地利用材料包封。特别是，径向地向内成型或弯曲的端部至少局部地延伸到球壳或几乎到球壳。

优选地，用于制造球套接头的方法特别是以给出的顺序包括以下步骤：

-使外套的一个轴向的端部至少局部地径向向内成型或弯曲。

-将由球套和球壳形成的部件布置在外套中，优选地使得该球套在轴向的方向上在两侧从外套中延伸出来。

-使外套的另一个轴向的端部至少局部地径向向内成型或弯曲。

-在将材料注入到环绕的间隙中期间由该材料包封外套的这些轴向的端部。

根据本发明的一个设计方案，在两侧且轴向地在外套之外通过注射该材料形成带有用于固定波纹管密封部的环形槽的固定突缘。优选地，在环形槽处固定波纹管密封部，其分别延伸到球套。

球壳可被喷铸到支承区域处。但是优选地，球壳作为独立的构件制成并且特别是咬紧到支承区域上。

优选地，外套和/或球套分别由金属、特别是钢制成。优选地，球壳由塑料、特别是由聚甲醛(POM)制成。例如，可硬化的材料由塑料或金属组成。特别是，可硬化的材料由锌、铝、镁或纤维加强的聚酰胺、例如由PA66GF30组成。

优选地，外套构造成空心圆柱形或基本上构造成空心圆柱形。该支承区域优选地具有球形的支承面，其贴靠在球壳的优选空心球形的支承面处。特别是，该球套包括两个端部区域，其中，支承区域在轴向的方向上布置在端部区域之间。优选地，该端部区域构造成空心圆柱形或基本上构造成空心圆柱形。

此外，本发明涉及一种特别是用于机动车的球套接头，该球套接头带有具有球形的支承区域且设有在轴向的方向上贯穿的装配孔的球套，该球套借助于该支承区域可滑动运动地支承在球壳中并且与该球壳一起布置在外套中，从而球套在轴向的方向上在两侧从该外套中延伸出来，其中，通过将可硬化的材料注入在球壳和外套之间环绕的间隙中形成固态的主体，通过该固态的主体将由球套和球壳形成的部件固定在外套中。优选地，根据本发明的球套接头通过根据本发明的方法制成并且可根据所有在本文中提及的设计方案被改进。

通过注入的材料形成的主体在材料的硬化期间收缩，从而形成在径向的方向上在该体和外套之间的间隙。该间隙相对小并且例如在几百分之一毫米的数量级中。

优选地，该外套在减小其直径的情况下被引入或可被引入容纳部中。特别是，该外套在减小其直径且间隙封闭的情况下优选通过按压或压入被引入或可被引入容纳部的凹部中。优选地，该容纳部通过转向器或车轮架形成，其例如装配或可装配在机动车的车轮悬挂部处。

根据本发明的一个设计方案，外套的一个或至少一个轴向的端部至少局部地径向地向内成型或弯曲且优选地利用材料包封，从而由轴套和轴壳形成的部件特别是在中间联接固态的主体的情况下轴向地固定在外套中。优选地，外套的两个轴向的端部至少局部地径向向内成型或弯曲且优选地被该材料包封，从而由轴套和球壳形成的部件在两侧轴向地固定在外套中。该一个或多个径向地向内成型或弯曲的端部优选地分别至少局部地延伸到或几乎延伸到球壳处。

根据本发明的一个设计方案，该固态的主体包括布置在两侧且轴向地布置在外套之外的且在注射材料时形成的带有环形槽的固定突缘，波纹管密封部固定或可固定在该环形槽处。

优选地，球壳制成为独立的构件并且特别是咬紧到支承区域上。

优选地，根据本发明的球套接头包括的构件数量更少。特别是，根据本发明的球套接头可以数量更少的装配过程制造。通过借助于注射过程(塑料、锌、A1等)使预装配的球套与球壳和罩壳接合，完成优选地作为接头筒(Gelenkkartusche)的球套接头。概念“罩壳”特别理解为外套。随后，通过装配包括波纹管密封部的密封系统完成球套接头。特别是如此实施罩壳，即，

-不必再加工外直径以压入到容纳部(例如转向器)中，并且

-在轴向的方向上支撑球壳。

通过罩壳和/或完全地或部分地通过注射的材料实现构造密封系统的容纳部，优选地以固定突缘的形式。

特别是得到以下优点：

-不需要热处理，因为通过被注入的材料(可硬化的材料)的注射过程匹配实际尺寸。

-利用收缩过程，以减小在将球套接头例如装配到转向器中时的摩擦力矩波动(摩擦力矩波动通常为在用于标准球窝接头的注射的球壳的情况下的缺点)。

-减少了构件数量。

-减少了装配过程数量。

-通过应用已知的系统(POM球形窝、润滑脂(Fett))和优化的预紧得到良好的松开力矩与摩擦力矩比例。

-与以“管形设计”的球套接头相比在轴向的方向上的负荷能力更高。

附图说明

下面根据优选的实施方式参考附图描述本发明。其中：

图1显示了根据本发明的球套接头的部分地剖切的图示，以及

图2显示了在被压紧在容纳部中的状态下的根据图1的球套接头的部分地剖切的图示。

具体实施方式

从图1中可看出根据本发明的一个实施方式的球套接头1的部分地剖切的图示，该球套接头1包括可滑动运动地支承在球壳2中的球套3，该球套3在轴向的方向4上设有贯穿的装配孔5。球套3可旋转地且可摆动地配合在球壳2中，该球壳2借助于固态的主体6固定在外套7中。此外，外套7的轴向的端部8和9径向地向内弯曲并且局部地伸到或几乎伸到球壳2处。此外，轴向的端部8和9接合到固态的主体6中。由此，轴向的端部8和9形成用于主体6以及用于在外套7处由轴套3和球壳2形成的部件的轴向固定部。轴向地在外套7之外，固态的主体6包括设有环形槽10和11的固定突缘12和13，其用于固定波纹管密封部14和15，这示意性地在图2中显示出。

球套3包括两个端部区域21和22和球形的支承区域16，球壳2咬紧到该支承区域16上，并且该支承区域16布置在端部区域21和22之间。在装配的状态中，波纹管密封部14和15贴靠在基本上构造成圆柱形的且轴向地从主体6中延伸出来的端部区域21和22处。

根据以下进行球套接头1的制造：

将球壳2咬紧到球套3的球形的支承区域16上。此外，使外套7的轴向的端部8径向地向内弯曲。现在，如此将由球套3和球壳2形成的部件布置在外套7中，即，在球壳2和外套7之间包围环绕的、空的间隙17。紧接着，使外套7的轴向的端部9径向地向内弯曲。端部8和9伸到或几乎伸到球壳2处。但是优选地，在球壳和端部8和9之间保留小的间隙。在至少一个区域(在此两个区域)中在球壳2和端部8、9之间设置孔18，可从外部通过穿过该孔18接近间隙17。通过一个或多个孔18将塑料注入间隙17中，优选地，该塑料为玻璃纤维加强的聚酰胺，特别是为PA66GF30。此外，在注塑过程期间利用塑料在形成固定突缘12和13的情况下包封端部8和9。在塑料硬化之后，该塑料形成固态的主体6，其在径向的方向上具有与外套7的间隙19。在硬化期间通过注塑的塑料的收缩形成该间隙19。优选地，该间隙19为环绕的。

如在图2中说明的那样，现在球套接头1利用其外套7压紧到底盘转向器的容纳部20中，从而减小外套7的直径并且封闭间隙19。此外，如以上已经阐述的那样，装配波纹管密封部14和15，其相对于固态的主体6密封球套3。

附图标记列表

1球套接头

2球壳

3球套

4轴向的方向

5穿过球套的贯穿的孔

6固态的主体

7外套

8外套的轴向的端部

9外套的轴向的端部

10环形槽

11环形槽

12固定突缘

13固定突缘

14波纹管密封部

15波纹管密封部

16球套的支承区域

17间隙

18孔

19间隙

20容纳部

21球套的端部区域

22球套的端部区域

Claims (9)

1.一种用于制造球套接头(1)的方法，所述球套接头(1)带有具有球形的支承区域(16)且设有在轴向的方向(4)上贯穿的装配孔(5)的球套(3)，所述球套(3)借助于所述支承区域(16)可滑动运动地支承在球壳(2)中并且与所述球壳(2)一起布置在外套(7)中，从而所述球套(3)在轴向的方向(4)上在两侧从该所述外套(7)中延伸出来，其特征在于，将可硬化的材料注入在所述球壳(2)和所述外套(7)之间环绕的间隙(17)中，通过所述材料的硬化使由所述球套(3)和所述球壳(2)形成的部件与所述外套(7)相接合，以及为了将由所述球套(3)和所述球壳(2)形成的部件轴向固定在所述外套(7)中，使所述外套(7)的至少一个轴向的端部(8)至少局部地径向向内成型并被所述材料包封。

2.按照权利要求1所述的方法，其特征在于，所述球套接头(1)利用其外套(7)在减小所述外套(7)的直径的情况下被引入容纳部(20)中，所述容纳部通过底盘构件(20)形成。

3.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在两侧且轴向地在所述外套(7)之外通过注射所述材料形成带有用于固定波纹管密封部(14，15)的环形槽(10，11)的固定突缘(12，13)。

4.按照权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述球壳(2)咬紧到所述支承区域(16)上。

5.一种球套接头，其带有具有球形的支承区域(16)且设有在轴向的方向(4)上贯穿的装配孔(5)的球套(3)，所述球套(3)借助于所述支承区域(16)可滑动运动地支承在球壳(2)中并且与所述球壳(2)一起布置在外套(7)中，从而所述球套(3)在轴向的方向(4)上在两侧从该所述外套(7)中延伸出来，其特征在于，通过将可硬化的材料注入在所述球壳(2)和所述外套(7)之间环绕的间隙(17)中形成固态的主体(6)并且使所述外套(7)的至少一个轴向的端部(8)至少局部地径向向内成型并被所述材料包封，通过所述固态的主体(6)将由所述球套(3)和所述球壳(2)形成的部件固定在所述外套(7)中。

6.按照权利要求5所述的球套接头，其特征在于，所述外套(7)在减小其直径的情况下被引入容纳部(20)中，所述容纳部通过底盘构件(20)形成。

7.按照权利要求5或6所述的球套接头，其特征在于，所述外套(7)的至少一个轴向的端部(8)至少局部地径向地向内成型且利用材料包封，从而由所述球套(3)和所述球壳(2)形成的部件轴向地固定在所述外套(7)中。

8.按照权利要求5或6所述的球套接头，其特征在于，所述固态的主体(6)包括布置在两侧且轴向地布置在所述外套(7)之外的且在喷射所述材料时形成的带有环形槽(10，11)的固定突缘(12，13)，波纹管密封部(14，15)能固定在所述环形槽(10，11)处。

9.按照权利要求5或6所述的球套接头，其特征在于，所述球壳(2)咬紧到所述支承区域(16)上。