帶有用於橫軸套筒端部的密封環的橫軸球窩接合的製作方法

2023-06-20 07:38:46 2

專利名稱：帶有用於橫軸套筒端部的密封環的橫軸球窩接合的製作方法
帶有用於橫軸套筒端部的密封環的橫軸球窩接合 發明領域
本發明一般涉及橫軸接合，更具體地說涉及橫軸球窩接合構造， 所述橫軸球窩接合構造具有帶通孔的球套和帶樞銷端部(套筒端部) 的中心球，該樞銷端部在外表面上具有密封區，用於與波紋管元件(密
封套)連接。
背景技術：
橫軸接合已知包括一接合兩個樞銷(短軸端部)的中心球。這種 球窩接合能控制兩個相鄰部件彼此之間的相對運動。中心球窩接合安 裝在軸承殼套中，所述軸承殼套支承在殼體內。球和樞銷結構是空心 的，同時提供用於容納螺栓的球套。
橫軸接合是一種球窩接合，所述球窩接合特別設計成在徑向方向 上運送載荷，並通過夾緊力和摩擦作用將這類載荷轉移到配合部分。 通常，把兩側夾板(具有兩個凸緣的連接部分構架)觸及內套筒的相 應表面。夾板(凸緣)具有通孔，且在裝配過程中使螺栓穿過夾板和 橫軸接合的內徑或通孔。在那之後將螺栓擰緊，以便(端面和連接件 之間的)摩擦作用阻止接頭移動。通常，橫軸接合用作阻尼器接合(殼 體壓入阻尼器中)或者用作樞軸接合，所述樞軸接合作為前懸掛裝置 控制臂副架連接處襯套的替代物，及此外用作後懸掛裝置中的鉸連結 合。墊圈和組合式內套筒已知設置在連接部分和套筒端面之間，但它 們顯示缺點是二者墊圈都壓入內徑中，並因此減少斷裂載荷，或者對 某些直徑來說，增加外徑或組合式套筒也減少斷裂載荷。目前難以密 封橫軸接合，這主要是於缺少密封區和配合部分表面的"保護"。常 見的現行設計具有套圈(墊圈)，所述套圈(墊圏)壓入套筒的內孔
中，這要求內孔尺寸過大(通常比螺栓直徑大2mm),所述尺寸過大 決定橫軸開口要求和套筒厚度。也可能有墊圈在運動到客戶的過程中 掉落的質量關係。
美國專利申請公報2004 14 63 38 (還有DE 10202022 )公開了包括
橫軸型的球窩接合。 一個部件通過容納在球套的孔內的螺栓連接到另 一個部件上，所述另一個部件緊固在接頭殼體的外部上。軸承殼套在樞銷的縱向軸線的軸向方向上用兩個擋圈(closing ring )固定。為了
固定軸承殼套，這些擋圈具有圓筒形外部輪廓和朝向軸承殼套外部輪 廓的內側。密封圈在擋圏的外部輪廓處連接到殼體上。每個樞銷端部 的外表面都具有密封區，所述密封區帶有輪廓，用於容納波紋管元件。 DE 1036 2009公開了一種用於汽車和飛機起落架的球窩接合，所 述球窩接合帶有殼體，該殼體具有主要部分和環部分。殼體具有一內 部部分或球套，所述球套在殼體主要部分中帶有軸承面和軸承殼套。 球套的每個樞銷端的外表面具有一密封區，所述密封區帶有用於容納
波紋管元件的輪廓。
把球套的每個樞銷端部的外表面加工成具有用於容納波紋管元件
的密封區輪廓的形狀有缺點。樞軸的端部加工成形或形成框架降低了 材料性能和降低了承受夾緊力的能力。螺栓另外加工成一定尺寸以便 提供足夠的夾緊力(比如在螺栓和表面及夾緊到球套上的一部分之間 產生摩擦作用)，以便可以承受徑向載荷而不滑動。球套必須在設有 屈服或破碎的情況下承受徑向螺栓的夾緊力。照這樣，與夾緊部分接 觸所需的球套端面的表面積量必需變得更大。照這樣，利用墊圈來增 加這個用於夾緊的面積。墊圈可以在球套的端面處4吏用，並且這些墊 圏可以延伸到套筒的內部。因而這些墊圈限制可以穿過套筒開口裝配 的螺栓尺寸，或者構造必需擴大尺寸。 發明提要
本發明的目的是提供一種改進的球窩接合，尤其是設有上述問題 的橫軸接合，所述改進的球窩接合設計簡單、構造堅固且製造成本低。
按照本發明，提供一種球窩接合，所述球窩接合包括殼體、在殼 體中的軸承殼套和球套。球套包括球部分及第一樞銷和第二樞銷，上 述球部分具有與軸承殼套協同工作的軸承面，而上述第一和第二樞銷 從球部分朝軸向方向上延伸。球套具有內表面，所述內表面限定用於
限定連接螺栓的通孔。第一樞銷具有第一端，所述第一端具有第一外 表面和第一環形端面。第二樞銷具有第二端，所述第二端具有第二外 表面和第二環形端面。設置第一密封環，所述第一密封環具有軸向上 延伸部分和徑向上延伸部分，上述軸向上延伸部分沿著第一外表面延 伸，並具有限定第一波紋管密封底座的密封區外表面，而上述徑向上 延伸部分沿著第一端面延伸。設置一第二密封環，所述第二密封環具有第二軸向上延伸部分和徑向上延伸部分，上述第二軸向上延伸部分 沿著第二外表面延伸，並具有限定第二波紋管密封底座的密封區外表 面，而上述徑向上延伸部分沿著第二端面延伸。第一波紋管密封件在 一端處連接到殼體上，而在第一波紋管另一端處連接到第一波紋管密 封底座上。第二波紋管密封件在一端處處連接到殼體上，並在第二波 紋管另 一端處連接到第二波紋管密封底座上。
保持機構可以設置成與第一密封環和第二密封環中的每個都相 連，用來相對於第一外表面固定第一軸向上延伸部分和相對於第二外 表面固定第二軸向上延伸部分。
保持機構可以每個軸向上延伸部分的彎曲端，上述彎曲端具有一 接合在樞銷外表面中的邊緣。保持機構還可以包括徑向上突出部分和 凹槽，上述徑向上突出部分是在每個軸向上延伸部分的一端處，而上 述凹槽在每個外表面中，以便容納相關的突出部分。每個軸向上延伸 部分的外表面都可以包括突出部分，以便限定波紋管密封底座。
每個沿著第一端面延伸的徑向上延伸部分有利的是可以包括蓋面
(facing)部分和摺疊部分，上述蓋面部分從軸向延伸部分朝通孔方向 延伸，並面向端面，而上述摺疊部分從蓋面部分延伸在徑向上遠離通 孔，以便限定連接部分接觸面。每個沿著第一端面延伸的徑向上延伸 部分有利的是可以包括一蓋面部分和摺疊部分，上述蓋面部分從軸向 上延伸部分朝通孔方向延伸，而上述摺疊部分/人蓋面部分在徑向上遠 離通孔延伸，以《更限定連接部分接觸面。
保持機構可以包括在軸向上延伸部分和樞銷外表面之間的幹涉配 合。這可以通過使接觸面變粗糙或者通過給用於幹涉配合的部件定尺
括2粗糙表面的地;，得;良好的i緊/固定。 - '
本發明提供改進的密封性能，所述改進的密封性能包括增加密封 區/保護及可以使用厚的塗層(Everlube， Geomet)。密封區是在一個 表面上而不是在多個表面上。球套可以是直的或任何容易生產的形狀， 因此消除了球套構造中的一部分複雜性，以便補償環的外加成本。與 典型的螺紋切削機加工的套筒相比，本發明可用於潛在使用具有最少 機加工的球套原料部分。
密封環在樞銷端面(套筒端面)與連接部分之間的界面處具有墊圈的功能(增加軸承面積)。這種起墊圈作用的密封環固定到組件上， 且不能使它掉落(密封圈或波紋管將密封環鎖緊到部件上)。
厚的金屬件設計也可以起套圏作用，但沒有增加通孔直徑和沒有 與"內部"壓入有關的製造和質量問題(掉落、存在檢驗)。
本發明還有下述優點，即與僅覆蓋密封環或帽部分(各帽對稱， 因此只有一個部件進入生產區)相比，有可能減少塗裝整個短軸(樞 銷)的塗裝成本。另外，可以使密封環表面的內軸向上延伸表面(和 還有徑向上延伸的表面)變粗造，因而增加夾緊連接部分的摩擦作用
(由此可以減少螺栓和接頭的尺寸)。按照本發明所述的橫軸或X軸
接合比現有接合更堅固，並可以通過基於密封環的鍵壽命測試，同時 為增加預先密封唇的機會提供適量的密封表面。
表徵本發明的各種新穎特點在所附權利要求中詳細指出，並形成 本公開的一部分。為了更好地理解本發明、它的操作優點及通過它的 使用所達到的特殊目的，參見附圖及說明的問題，在所述說明的問題 中，舉例說明了本發明的一些優選實施例。
附圖簡介
在附圖中


圖1是示出按照本發明所述的球窩接合及按照本發明所述的球窩 接合的周圍情況的示意透視圖2是按照本發明所述的球窩接合包括套筒密封環的剖視圖； 圖3是示出按照本發明所述的球套密封環的第 一 實施例的剖視圖； 圖4是示出按照本發明所述的球套密封環的第二實施例的剖視圖； 圖5是示出按照本發明所述的球套密封環的第三實施例的剖視圖； 圖6是示出按照本發明所述的球套密封環的第四實施例的剖視圖； 圖7是示出按照本發明所述的球套密封環的第五實施例的剖視圖。 優選實施例說明
尤其是參見附圖，本發明包括球窩接合IO，尤其是橫軸接合(cross axis joint),所述橫軸接合設計成在徑向方向上運送栽荷，並在兩個配 合部件之間轉移載荷。在圖l所示的實施例中，球窩接合10具有主殼 體部分28(圖2)，所述主殼體部分28連接到臂12上。另外部分14 取兩個有邊的夾板的形式，亦即具有第一凸緣20和第二凸緣22。各凸 緣具有孔24, 26，以便容納一帶螺母18的螺栓16。螺栓16穿過球窩接合10的通孔50。
圖2示出按照本發明所述的球窩接合10的笫一實施例。設置金屬 殼體30將軸承殼套30支承在內部空間中。軸承殼套30通過在一端處 的下面中間部分32和下面壓緊環(housing ring) 36及通過上面中間 部分34和上面壓緊環38保持在合適位置。壓緊環36和38通過主殼體 部分28的材料端部的變形保持在合適位置，以便將壓緊環36和38鎖 緊在合適位置。在軸承殼套30內設置一球套40，尤其是用球套軸承面 46與軸承殼套30接觸。球套40具有內部通孔50和具有第 一和第二(示 出為上面和下面)樞銷(也稱之為短軸)，所述第一和第二樞銷具有 外套筒表面42和44。球套40還具有第一端面41和第二端面43。在球 套40的每一端處都設置密封環60。每個密封環60都包括沿端面(分 別是43或41)延伸的徑向上延伸部分62和沿著外套筒表面(分別是 42或44)延伸的軸向上延伸部分64。每個密封環60都提供徑向上延 伸部分62的摩擦夾緊表面65,所述摩擦夾緊表面65與連接部分(20 或22)接觸。每個軸向上延伸部分64都包括與套筒外表面(42或44) 接觸的內表面66。每個軸向上延伸部分64都具有限定密封波紋管底座 的外表面66。如圖2所示，壓緊環38和36各限定一密封波紋管底座， 以便容納密封波紋管54或52的一端。密封波紋管52具有一端部56, 所述端部56座落在密封波紋管底座68中，並通過夾緊元件57固定。 密封波紋管54具有一端部58，所述端部58座落在相應密封環60的底 座68中，並通過夾緊元件59固定。
圖3示出按照本發明的第 一 實施例所述的密封環6 0的放大局部剖 視圖。密封環60由薄的環形金屬片形成具有第一彎頭73,所述第一彎 頭形成徑向上延伸部分62,所述徑向延伸部分62在彎頭73的上方和 下方具有摺疊區。這提供表面65,所述表面65作為接觸面，具有比球 套40的端面43(或41)大的表面積。如在圖3可以看出的，軸向上延 伸部分提供底座68。軸向上延伸部分64還具有上面那個彎頭部分73, 所述那部分73帶有邊緣70，所述邊緣70伸入外套筒表面44 (或外套 筒表面42)處凹槽72中
圖4示出第二實施例，所述第二實施例是圖3實施例的不同方案。 按照圖4的密封環60，的第二實施例，徑向上延伸部分62和軸向上延 伸部分64與圖3所示的相同，不過軸向上延伸部分64具有一彎頭71,所述彎頭71提供一邊緣部分70，，該邊緣部分70，在不需要外套筒表面 44 (或外套筒表面42)上的溝槽的情況接合外套筒表面44 (或外套筒 表面42)。邊緣部分70，接合外套筒表面44 (或外套筒表面42)，以 便將密封環16保持在合適位置。
按照本發明所述的第三實施例具有如圖3或4(或其它實施例的其 中之一)所示的結構，^旦在徑向上延伸部分62和/或軸向上延伸部分 64處具有粗糙內表面。此外，或者作為可供選擇的方案，球套40的蓋 面(側面42, 44和/或底部43, 41)可以變粗糙。圖5示出密封環60" 具有一軸向上延伸部分64,所述軸向上延伸部分64用內表面66與外 表面44接觸。徑向上延伸部分62和軸向上延伸部分64不需要有彎頭 部分73， 71,而這也可以用與如圖3和4所示不同的方法提供。軸向 上延伸部分64與外表面44的接觸和連接取幹涉配合的形式。另外， 在這方面，其中表面66 (或者外表面44或42)變粗糙以便增加摩擦 作用可以得到良好的連接性能。這種幹涉配合或粗糙的表面配合提供 增加的摩擦作用，所述摩擦作用可用來使密封環60"保持在合適位置， 尤其是還用在裝配好的位置中由波紋管底座56和58 (密封套端部)所 施加的力。
圖6示出按照本發明所述的第四實施例的剖視圖。按照第四實施 例，設置密封環90代替圖2所示的密封環60。密封環90提供密封底 座98用於容納波紋管底座52 (或54)的端部56 (或58)。然而，密 封環90作為帶機加工表面的厚金屬片具有在端面43 (或41)處的表 面92和與連接部分(20或22)接觸的接觸表面91。衝幾加工的或用別 的方法提供的表面還包括徑向上突出部分93,所述突出部分93用一側 伸入外套筒表面44 (或42)處的溝槽72，而另一側突出以形成底座 98。密封環90可以壓到套筒40的端部上，同時讓徑向上突出部分93 接合槽72,以便將密封環90鎖緊在合適位置。
圖7用剖視圖視出按照本發明所述的第五實施例。設置一厚金屬 坯料，所述厚金屬坯料在徑向上延伸部分96和97處摺疊，以^更形成 環形密封環95。這提供與端面43 (或端面41)接觸的內表面102和與 連接部分(20或22)接觸的外表面101。另外，軸向上延伸部分98從 徑向上延伸部分97朝球表面46方向延伸。軸向上延伸部分98沿著外 表面44延伸到彎曲區域99。彎曲區域99提供邊緣104,所述邊緣104接合在外表面44 (或外表面42 )上的槽72中。照這樣，密封環95相 對於球套40固定。如同其它實施例情況一樣，密封環95提供一波紋 管密封底座98。
儘管已經詳細示出和說明了本發明的 一些具體實施例，以便舉例 說明本發明原理的應用，但應該理解，在不脫離這些原理的情況下， 本發明可以用別的方法實施。
權利要求
1.一種球窩接合，包括殼體；殼體中的軸承殼套；球套，所述球套包括球部分，該球部分具有軸承面及第一樞銷和第二樞銷，上述軸承面與軸承殼套協同工作，而上述第一和第二樞銷從上述球部分朝軸向方向上延伸，上述球套具有一內表面，該內表面限定用於容納連接螺栓的通孔，上述第一樞銷具有第一端，所述第一端帶有第一外表面和第一環形端面，上述樞銷具有第二端，所述第二端具有第二外表面和第二環形端面；第一密封環，所述第一密封環具有第一軸向上延伸部分和徑向上延伸部分，上述第一軸向上延伸部分沿著上述第一外表面延伸並具有一限定第一波紋管密封底座的密封區外表面，而上述徑向上延伸部分沿著上述第一端面延伸；第二密封環，所述第二密封環具有第二軸向上延伸部分和徑向上延伸部分，上述第二軸向上延伸部分沿著上述第二外表面延伸，並具有限定第二波紋管密封底座的密封區外表面，而上述徑向上延伸部分沿著上述第二端面延伸；第一波紋管密封件，所述第一波紋管密封件在一端處連接到上述殼體上，而在第一波紋管另一端處連接到上述第一波紋管密封底座上；和第二波紋管密封件，所述第二波紋管密封件在一端處連接到上述殼體上，而在第二波紋管另一端處連接到上述第二波紋管密封底座上。
2. 按照權利要求1所述的球窩接合，還包括保持機構，所述保持 機構與上述第一密封環和第二密封環每個都相連，用於相對於上述第 一外表面保持上述第一軸向上延伸部分和相對於上述第二外表面保持 上述第二軸向上延伸部分。
3. 按照權利要求1所述的球窩接合，其中上述保持機構包括每個 軸向上延伸部分的彎曲端，所述彎曲端具有一邊緣，該邊緣接合在樞 銷外表面中。
4. 按照權利要求1所述的球窩接合，其中上述保持機構包括徑向 上突出部分和凹槽，上述徑向上突出部分在每個上述軸向上延伸部分的一端處，而上述凹槽在每個外表面中，用於容納相連的突出部分。
5.按照權利要求4所述的球窩接合，其中包括上述伸出部分的軸
6.按 吸權利要求1所述的球窩接合，其中每個上述沿著第一端面 延伸的徑向上延伸部分都包括蓋面部分和摺疊部分，上述蓋面部分從 軸向上延伸部分朝上述通孔方向延伸並面向上述端面，而上述摺疊部 分從上述蓋面部分在徑向上延伸離開上述通孔，以便限定連接部分接 觸表面。
7. 按照權利要求1所述的球窩接合，其中每個沿著上述第一端面 延伸的徑向上延伸部分都包括蓋面部分和摺疊部分，上述蓋面部分從 軸向上延伸部分朝上述通孔方向延伸並面向上述端面，而上述4斤疊部 分從上述蓋面在徑向上延伸離開上述通孔，以便限定連接部分接觸表面。
8. 按照權利要求1所述的球窩接合，其中上述保持機構包括上述 軸向上延伸部分和樞銷外表面之間的幹涉配合。
9. 按照權利要求1所述的球窩接合，其中上述保持機構包括在上 述軸向上延伸部分和樞銷外表面之間的變粗糙的表面。
全文摘要
殼體、殼體中的殼套和球套。球套包括一球、及第一和第二銷，上述球具有與殼套協同工作的軸承面，而上述第一和第二銷在軸向上從球延伸。球套具有內表面，所述內表面限定用於容納螺栓的通孔(50)。第一銷具有第一端，所述第一端帶第一外表面(42)和第一環形端面(41)，而第二銷具有第二端，所述第二端帶有第二外表面(44)和第二環形端面(43)。設置若干密封環(60，60』，60」，90，95)，每個密封環都具有第一軸向上延伸部分和徑向上延伸部分，上述第一軸向上延伸部分沿著第一外表面延伸，並具有限定波紋管密封底座(54，98)的密封區外表面，而上述徑向上延伸部分沿著端面延伸。每個波紋管密封件(52，54)都在一端處連接到殼體上，而在另一端處連接到波紋管密封底座(64，98)上。
文檔編號F16C11/06GK101300428SQ200680041158
公開日2008年11月5日 申請日期2006年11月2日 優先權日2005年11月3日
發明者E·霍姆斯, F·費雷, M·費希爾 申請人:Zf腓特烈港股份公司