專利名稱：球頭節的制作方法
球頭節本發明涉及一種按照權利要求1的前序部分所述的球頭節，例如用 于汽車的軸系或者車輪懸掛裝置。開頭所述種類的球頭節例如用在汽車的行駛機構或在車輪懸掛裝 置或轉向裝置內，但并不局限于此，例如作為支承節或作為導向節。按照現有技術，屬于此類的球頭節通常具有整體的殼體以及設置于 殼體里面的至少由 一種聚合材料制成的軸瓦。為了使軸瓦固定在殼體 里，將殼體的至少一個軸向端面側的部位變形，使軸瓦和活節殼內的球 在一定的預應力作用下壓緊或包住。屬于此類的球頭節的其它已知結構形式同樣也具有整體的活節 殼，其中在活節殼里設有兩部分的軸瓦，該軸瓦通常同樣也由塑料制 成。類似于在已知的具有整體式軸瓦的球頭節那樣，將活節殼封閉或將 軸瓦固定于殼體里。然而已知的球頭節在加工時的問題是在殼體封閉時-這如同所述 的那樣通常通過活節殼的局部變形來實現-不能最佳地控制或再現軸 瓦在活節殼里的位置以及尤其是軸瓦和活節球之間的預應力關系。在球頭節里預應力的大小-以及與此相關的在功能上很重要的用 于使活節球在軸瓦里運動所必須的傾覆力矩的特征參數-在已知的球 頭節里因此基本上取決于變形過程的精密性。因此在由現有技術中已知 的球頭節里，傾覆力矩值的分散范圍就相應地要寬。尤其是在要求較高 的應用場合，傾覆力矩值的公差就越來越不能再接受。根據這種背景，本本發明的任務是提出一種球頭節，用此活節球可 以克服在現有技術中所述的缺點。球頭節尤其是應該以制造技術上能可 靠控制的方式具有盡可能最小的公差，尤其是對于傾覆力矩。此任務通過具有權利要求1所述特征的球頭節來完成。優選的實施 方式在從屬權利要求中說明。按照本發明的球頭節，首先以已知的方式包括有活節殼，該活節殼 具有大多基本為罐狀或圓柱狀的內腔，其中在活節殼的內腔里可滑動運動地裝有球頭節的活節球。按照本發明，所述球頭節的特征在于活節殼-相對于球軸頸的縱軸線處在其中立位置上-由球軸頸側的半殼體以及殼體蓋側的半殼體 向方向上精確確定地相k貼靠。"半殼;"的概念此處只:按照意義表示活節殼以要求的特征方式構造成兩部分的，其中"半殼體"決不是 必須有相同的大小或形狀。換言之這意味著在安裝本發明所述的球頭節時，分別布置在兩個 半殼體上的、彼此形狀相符的止擋，總是使兩個半殼體在活節殼軸線方 向上實現絕對精確的相對定位。然而與現有的技術不同，因此也保證了 活節殼的內腔容積始終精確地相同，這又導致了在活節殼和活節球之間 或者在布置于活節殼里的軸瓦和活節球之間的精確可再現的預應力關 系。半殼體此外也優選分別具有同樣基本環繞的徑向止擋。兩個彼此形 狀相符的徑向止擋在此作用是，使半殼體在徑向方向上也精確確定地且 定心地相互貼靠。為了實現本發明，首先并不重要的是球頭節是否特意也具有軸 瓦，由什么材料制成并且軸瓦必要時以何種結構型式構造，或者必要時 存在的軸瓦是否構造成整體的還是兩部分的。然而按照一種特別優選的實施方式，至少一個半殼體，優選兩個半 殼體，同時地分別直^矣地形成用于活節球的軸瓦的一部分。換句話說這 意味著活節殼的 一個或兩個半部分-沒有特意地設于中間的軸瓦-在 其內側面上同時形成用于活節球的支承表面。因此首先就不必要附加地構造單獨的軸瓦，這樣就可以節省費用和 相應的成本。此外還可以按此方式，對于3求頭節的尺寸以及相關出現的 預應力和傾覆力矩實現更小的公差。由于這樣在活節球和活節殼之間不再必需要附加的軸瓦，該軸瓦按 照現有技術-也由于那里規定的公差補償的必要性-至少由可相對較 小承栽的聚合材料制成，因此此外由活節球和活節殼形成的金屬配對之 間允許的表面擠壓可以顯著提髙。由此可以導出或者延長了使用壽 命，在相同外形尺寸下提高了負載能力，或者減小了球頭節的尺寸和重 量。所有這些都對于改善球頭節的成本效用比是有利的。在現有技術中經常出現以下問題同時要在軸瓦和活節球之間保持 確定的預應力的情況下，很難使軸瓦正確地固定到球頭節里。這一問題 通過這種球頭節被完全解決在這種球頭節中，半殼體同時直接形成軸 瓦。構成了軸瓦的半殼體或構成了兩個軸瓦的半殼體，特別優選地在其 與活節球的接觸表面的區域里具有表面硬化。由于優選構造為感應硬化 (Induktivhaertung)形式的表面硬化，還可以進一步顯著提高活節殼和 活節球之間的允許的表面擠壓。因此在保持相同的負載能力時，可以進 一步減小球頭節，或者在外形尺寸不變時，提高球頭節的名義負載。此 外按此方式可以進一步減小摩擦系數，進一步減小在球頭節的傾覆力矩 情況下的分散寬度，以及大大延長球頭節的使用壽命。按照本發明的另 一特別優選的實施方式，活節殼內腔具有環狀環繞 的凹槽。在該環繞的凹槽里設有環狀元件，它由彈性聚合材料制成，其 中該環狀元件優選被作用有確定的預應力。這種實施方式的優點在于，以這種方式可以特別精確地確定期望的 預應力以及球頭節的期望的摩擦力矩或傾覆力矩。同樣也可以按此方 式，對于球頭節為沖擊阻尼或振動阻尼設定精確規定的值，附帶地可以 將環狀元件用作磨損補償，用于對活節球或活節殼的支承表面的預計的 磨損。本發明首先與按什么方式從結構上使兩個半殼體連接起來無關，只 要半殼體的可靠連接在球頭節工作中能夠確保預計的負載。按照本發明的一種優選的實施方式，兩個半殼體具有由內螺紋和外 螺紋構成的相對應的配對(Paarung)。按此方式，在活節球裝入到由兩 個半殼體所形成的內腔里之后，借助于螺紋連接可以實現兩個半殼體的 簡單、準確和可靠地裝配。在兩個半殼體上優選設有扳手面，通過該板 手面可以將用于螺紋連接所必需的扭矩傳遞到半殼體上。按照本發明的一種備選的實施方式，半殼體具有基本環繞的底切部 位(Hinterschmtt)。在球頭節的裝配中，另 一半殼體具有同樣也是基本環繞的突起。在裝配成的球頭節上，第一半殼體的底切部位形狀配合地 被第二半殼體的突起底切，使得半殼體的兩個環繞的止擋相互牢固地貼靠。環繞的突起例如可以借助于對半殼體的端面進行擠壓、端軋(Stirnwalzen )或滾壓來產生 4會it匕》A，地制成，而同時由于兩個半殼體的按照本發明的止擋，而保證了半殼體 相互之間精確的定位。按照另 一 同樣也是特別優選的實施方式，球頭節是一種聯軸節 (Axialgelenk)。其中蓋側的半殼體-也就是活節殼的背離于軸頸孔的 半殼體-優選與連接元件構造成整體。連接元件尤其可以是指整體模制 出的內螺紋，或是指整體模制出的螺栓，但絕對僅限于此。按此方式， 球頭節構造為具有特別少構件的聯軸節，這又有利于保證球頭節的成本 有利地制造和裝配以及可靠地工作。示為圖；以下根據僅僅表示出實施例的附圖對本發明進行詳細說明。附圖所
圖1本發明所述球頭節的一種實施方式的局部剖視示意圖；圖2本發明所述球頭節的另一實施方式的相應于圖1的視圖；圖3本發明所述球頭節的第三種實施方式的相應于圖1和2的視圖4本發明所述球頭節的第四種實施方式的相應于圖1至3的視圖1示出了本發明所述球頭節的一種實施方式的局部剖視示意圖。 首先可以看到，圖1所示的球頭節是一種聯軸節，它具有一個球軸頸1和一個活節殼2以及一個密封罩3。然而活節殼2構造成兩個部分，并包括有兩個半殼體4和5。這兩個半殼體4和5借助于螺紋6相互擰緊，并按此方式不僅構成活節殼本身，而且同時形成用于活節球7本身的支承表面。兩個半殼體4和5的^t青確而可再現的相對定位，通過徑向止擋8以及軸向止擋或軸向定心，借助于在9處的配合而得以保證。件10,該環狀元件以確定的預應力布置在半殼體5的環繞的環形槽里。 通過環狀元件10，可以從結構上特別精確地以及以最高可再現性來確定 球頭節的期望預應力，以及當球頭節運動時確定預定的摩擦-或傾覆力矩。同樣也可以按此方式，精確地規定或設定球頭節的預定的沖擊阻尼 或振動阻尼值，而且此外環狀元件可以被用來補償由于隨著時間出現的 活節球和活節殼的支承表面磨損而引起的損耗。在圖1中還可以見到，圖中右半殼體5具有一個整體模制成的螺栓 11,通過該螺栓，可以使所示的聯軸節可靠地與鄰接的構件連接。最后 還可以見到，兩個半殼體4和5設有扳手面12、 13，在裝配球頭節時， 這些扳手面用于簡單和可靠地傳入用于使兩個半殼體4和5擰緊所必需 的扭矩。圖2所示的球頭節與圖1所示實施方式的區別基本上只是在于，徑 向止擋8和環形槽或環狀元件10的位置。與圖1不同的是，在按圖2 所示的球頭節中，徑向止擋8布置在半殼體4的軸向端部區域里。在按 圖i所示的球頭節中，用于安放彈性環狀元件10的環形槽由半殼體5 里的凹槽構成，而在按照圖2的球頭節中，這種環形槽僅通過兩個半殼 體4和5的共同作用形成。按照本發明的球頭節的另一個實施方式表示于圖3中，又是一種聯 軸節的形式。按照圖1和2所示的實施方式與按照圖3所示的實施方式 之間的主要區別在于在按照圖3所示的球頭節中，并不借助于螺紋連 接，而是通過軸頸側的半殼體4的塑性變形來實現兩個半殼體4和5的 連接。例如可以借助于擠壓或端軋所產生的變形，在此在軸頸側的半殼體 4的用標記M標出的端側區域內實現。通過這種變形，在半殼體4的端 面區域里產生環狀環繞的突起，該突起形狀配合地在標號14處底切半 殼體5的同樣環繞的底切部位，從而使這兩個半殼體4和5可拆地相互 連接起來。其中兩個半殼體4和5的軸向止擋9以及徑向止擋或配合8 牢固地相互擠壓，從而保證了兩個半殼體4和5的精確確定的相對位 置。圖4最后表示了按照本發明的球頭節的第四種實施方式，它同樣也 是構造成聯軸節。按照圖4的聯軸節其主要的特征相應于按圖3的聯軸 節，與其的區別在于在標號14處，并不是如圖3所述的聯軸節那樣， 軸頸側的半殼體4包圍著蓋側的半殼體5,而是反過來，蓋側的半殼體 包圍著軸頸側的半殼體4。在按圖4所示的聯軸節里，因此并不是通過軸頸側的半殼體4的變形來實現擠壓部位14,而是通過頂蓋側的半殼體 5的變形來實現的，其中后者又直接承栽著螺栓11,用于與鄰接的構件 可靠地連接。圖4所示的球頭節可以構造得特別緊湊和堅實，此外還能附帶地實 現結構上的簡化和因此可能的成本節省，尤其是涉及到用于密封罩3的 殼體側的固定槽的構造方面。結果顯而易見，通過本發明提出的球頭節，其在制造技術方面可以 特別容易地進行控制，并因此在保持高質量的同時，地可以成本節省地 重復制造。按照本發明的球頭節其特征還在于，提高特定的承栽能力以 及可以選擇性地減小外形尺寸。通過按照本發明的球頭節，因此可以滿 足市場上對質量的要求，而不會在制造方面引起顯著的成本上升。因此本發明對于改善球頭節的質量有重要貢獻，并且尤其是作為導 向活節，在汽車中用作高要求的軸系和轉向系以及車輪懸掛裝置領域內 的導向活節，顯示出其優點。附圖標記列表13求軸頸2活節殼3密封罩4、 5半殼體6螺紋7活節球8徑向止擋，配合9軸向止擋10彈性環狀元件11螺栓12、 13扳手面14擠壓部位，環繞的突起
權利要求
1.球頭節，例如用于汽車的軸系，該球頭節包括基本為環狀或罐狀的活節殼(2)，球軸頸(1)的球(7)可滑動運動地容納在該活節殼的內腔里，其特征在于，所述活節殼(2)由在球軸頸側的半殼體以及在殼體蓋側的半殼體(4，5)構成，其中兩個半殼體(4，5)分別具有基本環繞的軸向止擋(9)，通過該軸向止擋，所述半殼體(4，5)可以在活節殼軸向上精確確定地相互貼靠。
2. 按照權利要求1所述的球頭節，其特征在于，所述半殼體(4,5) 分別具有基本環繞的徑向止擋(8),通過該徑向止擋，所述半殼體(4, 5)可以在徑向方向上精確定心地相互貼靠。
3. 按照權利要求1或2所述的球頭節，其特征在于，所述半殼體 (4,5)中的至少一個半殼體構造為用于活節球(7)的軸瓦的一部分。
4. 按照權利要求3所述的球頭節，其特征在于，所述形成軸瓦的半 殼體(4,5)在與活節球(7)的接觸表面的區域內具有表面硬化。
5. 按照權利要求1至4中任一項所述的球頭節，其特征在于，所 述活節殼內腔具有環狀環繞的凹槽，在該凹槽里布置有由彈性聚合材料 制成的環狀元件(10)。
6. 按照權利要求5所述的球頭節，其特征在于，所述環狀元件(10) 處于確定的預應力下。
7. 按照權利要求1至6中任一項所述的球頭節，其特征在于，所 述半殼體(4，5)具有由內螺紋(6)和外螺紋(6)形成的對應的配對。
8. 按照權利要求1至7中任一項所述的球頭節，其特征在于，所 述半殼體具有扳手面(12, 13)。
9. 按照權利要求1至6中任一項所述的球頭節，其特征在于，所 述半殼體(4,5)之一具有基本環繞的底切部位，其中該底切部位形狀配 合地被另一半殼體的形狀相符的、基本上環繞的突起(14)底切。
10. 按照權利要求1至9中任一項所述的球頭節，其特征在于，所述球頭節是聯軸節。
11. 按照權利要求IO所述的球頭節，其特征在于，所述蓋側的半 殼體(5)與連接元件(11 )構造成整體。
全文摘要
本發明涉及一種球頭節，例如用于汽車的軸系。該球頭節包括有基本為環狀或罐狀的活節殼(2)，球軸頸(1)的球(7)可滑動運動地容納在該活節殼的內腔里。按照本發明，活節殼(2)由在球軸頸側的半殼體以及在殼體蓋側的半殼體(4，5)構成。其中兩個半殼體(4，5)分別具有基本環繞的軸向止擋(9)。通過該軸向止擋，所述半殼體(4，5)可以在活節殼軸向上精確確定地相互貼靠。按照本發明的球頭節的公差可再現性可以在制造中良好地控制，并且可以成本有利地生產。通過本發明還可以提高球頭節的單位承載能力，或者可以減小球頭節的外形尺寸。
文檔編號F16C11/06GK101218441SQ200680021624
公開日2008年7月9日 申請日期2006年6月16日 優先權日2005年6月17日
發明者M·布爾, R·孔澤 申請人:Zf腓特烈港股份公司