球窩接頭及其製造方法

2023-11-10 05:35:07

專利名稱：球窩接頭及其製造方法
技術領域：
本發明涉及一種球窩接頭以及一種用於製造球窩接頭殼體的方法和一種用於製造這類球窩接頭的方法。
背景技術：
由構成前序部分的DE 195 36 035 Al已知一種用於製造特別是用在機動車輛轉向橫拉杆上的球窩接頭的殼體的方法，以及一種藉助於該方法製造的球窩接頭的殼體。所述殼體具有一個配合用於支承球形銷的球形活節的內腔。該最初兩側開口的殼體隨後在一側上通過蓋子封閉，其中，為了固定所述蓋子，在殼體的上部邊緣上設有成型區段。在將球形銷與支承球形活節的襯套一起插入殼體內腔中之後，藉助於蓋子進行封閉。球形銷的銷部區段在與蓋子對置的一側從開口伸出。在此，為了密封內部的接頭部件設有密封波紋管， 其中所述密封波紋管的邊緣區域密封地緊貼在殼體的外周面的接觸區域上。在由DE 19536 035 Al已知的解決方案中，具有用於使球形銷的銷部區段穿過的開口的一側具有接觸臺肩。插入內腔中的襯套支撐在所述接觸臺肩上。此外，DE 34 19 871 Al還涉及一種用於容納球形活節的殼體，所述殼體作為毛坯件具有用於容納球形活節的內腔，所述內腔在一側具有球形輪廓，並且在與該輪廓對置的另一側具有內腔側圓柱形凸起，在插入球形活節後，在應用冷成型工藝的情況下藉助於擠壓工具使所述殼體的凸起邊緣沿徑向向內成型，從而將所述球形活節固定在殼體中。隨後在這種解決方案中需要進行熱處理，以再產生所述球形活節的可運動性。用於製造這類球窩接頭的製造技術上的花費非常高。此外，由DE 197 55 020 Al還得知一種作為軸向球窩接頭實施的球窩接頭，所述球窩接頭的殼體具有適用於支承球形銷的球形活節的內腔，以及用於引導緊接在球形活節上的球形銷的銷部區段穿過的開口。在所述殼體的內腔中插入容納球形活節的襯套。在此， 所述襯套和殼體在開口側具有圓柱形的壁厚恆定的幾何結構。在將襯套和嵌入所述襯套中的球形銷的球形活節插入殼體中後，殼體的已有的開口在有限的範圍內朝向殼體中央的方向變形，從而通過這種方式防止球形銷從殼體中自動脫出，並且使襯套緊貼在球形活節的表面上。然而在這種解決方案中，已認識到不利的是，原本呈圓柱形的殼體變形直到變形到一個區域中，在製成球窩接頭後，密封波紋管的邊緣部分貼靠在該區域上。這可能導緻密封波紋管的持久的密接受到威脅並且因此引起對潮氣和汙物侵入到內部的接頭部件中的擔心。

發明內容
本發明的目的在於，提供一種球窩接頭，所述球窩接頭能夠以很少的費用，節約時間、材料和能量地進行製造。本發明通過獨立權利要求的特徵解決所提出的目的。
本發明的其他設計方案是在隨後的各從屬權利要求的內容。依據本發明，通過由冷成型或者在冷成型過程期間滑移的材料在完成殼體後構成殼體的成型區段對一種球窩接頭進行了改進，所述球窩接頭具有整體通過冷成型工藝製造的殼體或更確切地說接頭殼體，所述殼體具有配合用於支承球形銷的球形活節的內腔，以及在一側用於引導緊接在球形活節上的球形銷的銷部區段穿過的孔以及在殼體外周面上的用於密封地固定密封波紋管邊緣的接觸區域，以及殼體的用於以可轉動並且可擺動的方式將球形銷的球形活節固定在內腔中的封閉區域。通過依據本發明的解決方案實現的是，一種球窩接頭，所述球窩接頭能夠基本上非切削地因此幾乎無廢料地並且僅以很少的加工步驟製造。多餘的材料不會被移去，而是用於構造特別的並且對於本發明意義重大的在已製造的殼體上的成型區段。在接頭殼體中，該成型區段構成封閉區域，所述封閉區段根據冷成型，例如擠壓或者滾壓構成已完成的球窩接頭的接頭封閉部。在依據現有技術的其他實施方式中在殼體的製造期間進行的衝孔以及與此伴隨的材料損失能夠完全免除。因此，既能夠節省用於切削加工的加工時間以及能量，還能夠節約貴重的材料。省去了本來是必需的再處理以及廢料清除。因此，用於這類球窩接頭的製造成本與已知的解決方案相比明顯減少。這可以在殼體毛坯件通過材料滑移成型期間通過確定的材料溢出量對材料質量公差進行補償來實現。 通過所述殼體作為僅一側設有開口的殼體的單件式實施方式，在依據本發明的解決方案中，可以省去多個部件，如封閉蓋或者封閉環，還可以省去附加的加工步驟，如將封閉蓋或者封閉環固定以封閉球窩接頭。本發明的一種設計方式在於，可藉助於冷成型工藝，如擠壓或者滾壓製造或成型用於封閉殼體的成型區段。這種本身已知的製造方法在依據本發明的解決方案中被證實是特別有利的，因為應用這種製造方法能夠節約能量進而因此節約成本並且製造花費很少。 此外，這種幾乎無需切削的製造還省下了在機器上的改裝時間並且幾乎避免切削加工。此外，還簡化了裝有依據本發明的殼體的球窩接頭的安裝。此外，當所述成型區段在其成型前具有空心圓柱體、錐體或者圓錐體的幾何形狀時會是有利的。因此，所述成型區段具有一種形狀，該形狀簡化了成型區段的成型，並且此外還實現了在插入球形銷的球形活節之後成型區段在球形活節或更確切地說球形活節的接觸區域上的最優的貼靠。通過在殼體外輪廓部上設置圓錐面或者錐面，可實現成型區段的圓錐形或者錐形曲線。通過依據一種本發明的改進方案提出的特徵，即，成型區段的成型區域也就是封閉區域在其成型後具有大致為球形的形狀，能夠實現決定性的優點。因此，在封閉球窩接頭時襯套與封閉區域一起成型，使得所述襯套最優地貼靠在球形活節上。因此，總體上在球窩接頭中提供了更高的承重比率，這意味著更高的負荷承受能力。當殼體的內腔以及因此所述襯套總體上具有球形形狀時，這種效果還能夠增強。通過冷成型工藝製造所述殼體的優點還在於，在所述殼體成型的情況下還能夠產生多種輪廓。因此，根據本發明的另一建議規定，所述殼體在其與開口對置的底面上具有工具支承面。同樣有利的是，在成型期間，例如在與殼體的開口對置的底面上形成一個校正凸緣。此外，同樣可以利用多餘的材料來形成工具支承面以及/或者校正凸緣，從而在此不產生廢料。工具支承面以及/或者校正凸緣在後面的球窩接頭的安裝中用於將殼體固定在容納殼體的工具中或者所述工具上。由此，實現安裝簡化因此改善安裝的質量。所述校正凸緣可以是環形的、圓形的或者多邊形的突起部。決定性的是，該校正凸緣是在殼體底面上的突起部，該突起部能夠插入工具的相應的容納部中，以由此在安裝期間將所述殼體固定。如在大量的球窩接頭的實施方式中已知，在根據本發明的球窩接頭中還可以將一個襯套插入內腔中，從而由此能夠有針對性地影響球窩接頭的支承特性。為了使球窩接頭的裝配變得容易，有利的是，所述襯套大致具有恆定的壁厚並且在裝配球窩接頭之前已經為球形，也就是具有球形的形狀。通過這種方式，所述襯套能夠在殼體外部直接安放在球形銷的球形活節上並且隨後與球形銷一起作為一個預裝配的組件插入殼體中。此外，通過球形的實施方式，如前面已與同樣球形構造的成型區段相聯繫地闡述的一樣，可實現更高的支承力。一種本發明的設計方案還規定，所述襯套在其開口邊緣的區域中具有比在經過球形活節的中心點並且垂直於未偏轉的球形銷的縱向軸線的假想平面延伸穿過的區段中更厚的材料橫截面。通過該特徵，顯著減少了成型區段的變形量。這使得，在殼體的外表面上總體上變形更小，從而還非常特別的是，用於密封波紋管邊緣的接觸區域保持幾乎不受用以封閉殼體的成型過程的影響。由此，該接觸區域能夠被設計得非常精確，並且可以確保密封波紋管邊緣和殼體之間可靠且安全的密封。另一優點在於，所述襯套具有至少兩個材料橫截面不同的區域，S卩，大致在球形活節中間的較薄的區段和在其開口邊緣區域中的較厚的部分。由此可以實現的是，通過與成型有關的作用到襯套上的力作用，在襯套的內部產生最優的應力分布。結果是，依據本發明的球窩接頭的襯套與球形活節的表面相匹配，使得零件對即球形活節-襯套的摩擦係數非常小。通過這種方式使球窩接頭的磨損大幅下降。所述襯套的開口邊緣可以例如至少部分為增厚的邊緣突起。在由現有技術已知的球窩接頭中一個特別的問題在於，確保襯套在殼體內腔之內在球窩接頭的整個使用壽命期間不被鬆開，並且執行例如在內腔之內的運動。為此，本發明還通過進一步的建議提出一種解決方案。據此，在殼體的內腔中，設置至少一個突起部作為襯套的扭轉止動部。該突起部可以通過各種不同的方式產生。因此，足以在殼體內腔中產生材料變形，所述變形的量只有十分之幾毫米，用於使該突出部在將襯套插入殼體內腔中時侵入到襯套材料中，並且通過這種方式，將襯套固定，這樣特別優化地起扭轉止動的作用。在此，特別有利的是，在製造殼體時已經產生至少一個突起部。根據本發明的一種有利的改進方案，所述殼體在其殼體外輪廓部上具有凸肩，所述凸肩用作用來密封地固定密封波紋管邊緣的接觸區域並且通過接觸區域和成型區段的不同的材料橫截面形成。橫截面相對於成型區段增厚的接觸區域在成型區段成型時保持不受影響，從而能夠使接觸區域的結構非常精確地與密封波紋管邊緣的尺寸相協調。此外，通過由此實現的殼體的在開口側區段中的分階將與密封波紋管邊緣接觸的區域和成型區段在成型技術上相互分隔開。因此，與由現有技術已知的解決方案相比，這類殼體的在裝配球窩接頭期間的成型得以明顯簡化。通過依據本發明的措施，密封性能在其可靠性和持久性方面決定性地得以改善。此外，對於接觸區域和成型區段的實施方式重要的是，成型區段的外徑小於用於密封波紋管邊緣的接觸區域的外徑，從而由此成型區段與接觸區域相比具有更小的材料橫截面，並且可以將殼體的內腔的幾何結構設計為沒有過渡部。通過冷成型工藝由成型區段製造的封閉區域有利地，在其成型後，也就是說以作為球窩接頭的封閉部的最終形狀具有構成開口邊緣的斜面，所述斜面與在該區域中的球形銷的銷部區段的幾何結構一致。通過這種有利的設計方案，可以實現的是，在球形銷向一側最大地偏轉時在殼體上產生線接觸。該線接觸相對於點接觸的優點是具有非常小的應力集中效應，從而球形銷的表面在多次接觸的情況下也不會損壞。特別當球形銷具有表面保護時，這是特別重要的。本發明的另一種設計方案在於，在成型區段和接觸區域之間設有過渡區域。通過這種措施使得在用於固定密封波紋管邊緣的接觸區域和成型區段之間能夠實現儘可能協調的過渡。在完成設有依據本發明的殼體的球窩接頭後，便不再能夠或者僅能很少地看到所述過渡區域。所述過渡區域優選地在成型區段的成型期間精確地與所述成型區段的曲線相配合。按照本發明的進一步的建議，所述過渡區域由至少一個圓角構成。然而優選的是， 在過渡區域中應設有多個平滑地相互過渡的圓角。通過在用於固定密封波紋管邊緣的接觸區域和成型區段之間的這個由圓角實現的平滑的過渡，此外還使得在殼體上沒有任何尖稜的過渡。這類尖稜的過渡可能導致損壞對於球窩接頭的密封非常重要的與密封波紋管邊緣貼靠的區域。依據本發明的殼體的一種特別的變型方式還在於，用於密封波紋管邊緣的接觸區域具有圓柱形、錐形或者圓錐形的形狀。通過接觸區域的優選的圓柱形的形狀，提供了一個表面，該表面實現了在接觸區域與貼靠在該接觸區域上的密封波紋管邊緣之間的最優的密封作用。此外，所述接觸區域為圓錐或者錐體的設計方案還可以進一步改善密封波紋管邊緣的密封的貼靠，以及以支持的方式用於使密封波紋管邊緣不從接觸區域鬆開。此外，可以設想各種密封輪廓，如齒狀的結構，從而能夠實現接觸區域和密封波紋管邊緣的相互嚙合。本發明的一種特別有利的改進方案在於，用於密封波紋管邊緣的接觸區域被設置在殼體的一個區段中，經過球形活節的中心點並且垂直於未偏轉的球形銷的縱向軸線延伸的平面延伸穿過該區段。通過該因此大致在殼體中央的用於密封波紋管邊緣的接觸部能夠實現優化的密封。由於球形銷的偏轉而作用到密封波紋管上的拉伸負載或者說向所述密封波紋管施加負載的扭力絕大部分可以通過這種措施進行補償。在此，所述密封波紋管的長度允許所述密封波紋管呈螺紋形設有多個褶皺，從而所述密封波紋管由於其本身的固有彈性能夠對所述的運動進行補償，並且不從其接觸區域脫落。如果將用於密封波紋管邊緣的接觸區域大致設置在球形活節的中心點的高度上，則對徑向接頭特別有利。這類徑向接頭具有至少一個在側面從殼體伸出的柄部，所述柄部用於隨後將所述殼體與相應的部件連接。這個相對於未偏轉的球形銷的縱向軸線沿徑向延伸的柄部直接緊接在用於密封波紋管邊緣的接觸區域上。可以確定的是，通過依據本發明的殼體的實施方式，在徑向接頭中柄部的連接部在負載下伴有更微小的彎曲應力。這顯示出在此描述的設計方案的另一非常重要的優點。特別的是，用於密封波紋管邊緣的接觸區域幾乎平行於未偏轉的球形銷的縱向軸線延伸。換句話說，所述接觸區域形成一個輪廓部，所述密封波紋管邊緣能夠最優地緊貼在該輪廓部上。在此，密封波紋管邊緣的傾斜可以在0°至5°之間的範圍內變化，其中，朝向銷內部或者朝向未偏轉的球形銷的縱向軸線傾斜。在此，還證明，通過冷成型工藝製造殼體是有利的，因為總體上可以在製造殼體的時候一起形成所述接觸區域，而不需要切削加工。為了將殼體與柄部連接，如在徑向接頭中可以設計所述柄部，依據本發明除了殼體和柄部的單件式或者一體式的構造方式之外，在殼體上也可以有通過材料變形或者通過焊接事後固定的柄部。殼體的一種特別的實施方式在其封閉後在俯視圖裡具有一個長孔。為了能夠在一個工序中隨著封閉區域的冷變型從成型區段中形成所述長孔，殼體的成型區段具有兩個相互沿直徑對置的下陷的邊緣區段和兩個在所述下陷邊緣區段之間分別升高的邊緣區段。用於製造球窩接頭的殼體的方法具有下列方法步驟-製造金屬的殼體毛坯件25，所述殼體毛坯件具有通過冷成型形成的增厚部沈，-通過冷成型構造殼體外輪廓27，-通過冷成型形成殼體內輪廓觀，其中，通過相應的冷變型工藝滑移的材料形成密封波紋管邊緣8和成型區段9，從而通過成型區段9形成環繞的可變形的封閉區域9。依據本發明的用於製造球窩接頭的方法的特徵在於下列方法步驟-製造單件式的冷成型的接頭殼體1，-通過冷成型形成殼體內輪廓觀，其中，通過冷變型工藝滑移的材料形成密封波紋管邊緣8和成型區段9，從而在將球形銷的球形活節2插入內腔4中後，通過冷變型形成環繞的封閉區域9。在此，根據這些基本方法步驟的進一步實施方式，可以在擠壓期間同樣進行在殼體底面上的工具支承面以及/或者校正凸緣的壓制。藉助於工具通過材料滑移能在殼體內輪廓部中形成至少一個突起部作為用於襯套的扭轉止動部，而沒有明顯的額外花費。依據本發明的用於製造殼體的冷成型工藝優選地指冷擠壓工藝，因為由此能實現幾乎非切削製造的殼體。


下面依據附圖對本發明進行詳細闡述。所示出的實施例不局限於所示出的變型方式，而是僅用於解釋本發明的原理。為了能夠形象地示出依據本發明的工作原理，在圖中僅示出了非常簡化的原理圖，在所述原理圖中，省去了對於本發明不重要的部件或者元件。但這並不意味著這類部件或者元件在依據本發明的解決方案中不存在。附圖中
圖1以剖視圖部分地示出了完成安裝的球窩接頭的第一種實施方式的頭部區域，圖2以剖視圖部分地示出了完成安裝的球窩接頭的第二種實施方式的頭部區域，圖3示出了圖1或者圖2中的放大的局部III，圖4以部分剖視圖示出了作為單個部件的殼體的第一種變型方式，圖5以部分剖視圖示出了作為單個部件的殼體的第二種變型方式，圖6示出了沿圖5中的箭頭VI方向看向殼體中的圖，圖7以剖視圖示出了依據本發明的球窩接頭的部分裝配，圖8簡化地示出了用於封閉殼體的成型區段的成型，圖9示出了用於球頭一種特別的實施方式的作為單個部件的殼體，以及圖10以簡化的工序圖示出了通過冷成型對殼體的製造。
具體實施例方式在圖1中，以剖視圖示出了完成安裝的球窩接頭。所述殼體1具有沿徑向伸出的柄22，所述殼體1能夠藉助於所述柄固定在機動車輛的相應的部件上。在殼體1內已有的內腔4(該內腔在圖4或者圖5中可更清楚地看到)中嵌入一個襯套13，所述襯套以其外周面在寬的區域中直接貼靠在內腔4的殼體內輪廓部觀上。在這種球窩接頭的實施方式中， 所述殼體內輪廓部27具有斜面，襯套13以相應的傾斜部支撐在所述斜面上。由塑料製成的並且具有有限彈性的襯套13在它的方面以其在本情況下為球形的內周面容納球形銷3 的球形活節2。在圖1的示圖中，示出了在非偏轉位置的球形銷3。所述球形銷3從球形活節2開始過渡到銷部區段6，所述銷部區段從殼體1的開口 5伸出。密封波紋管31用於使內部的接頭部件相對於環境密封。該密封波紋管具有第一密封波紋管邊緣8以及與所述第一密封波紋管邊緣對置的直接貼靠在球形銷3的銷部區段6上的第二密封波紋管邊緣32。 所述密封波紋管邊緣8密封地貼靠在位於殼體1的殼體外輪廓部27上的接觸區域7上。所述殼體1的該接觸區域7具有比朝向殼體1的開口 5的方向緊接的接頭封閉部9更大的直徑。在所示出的示例中，為了將球形活節2和襯套13固定在球窩接頭的殼體1中，所述接頭封閉部9朝向接頭中心的方向，也就是朝向中心點M的方向成型。此外，在圖1的視圖中重要的是，所述密封波紋管邊緣8位於平面16中，該平面垂直於未偏轉的球形銷3的縱向軸線15，並且還延伸經過球形活節2的中心點M。因此，所述密封波紋管邊緣8大致設置在接頭中心，這帶來了如下主要優點，即所述密封波紋管邊緣能夠對由於球形銷3的運動而在殼體1內部產生的負荷最優地進行補償。此外，所述襯套 13在該區域中具有比在其開口邊緣14處更小的材料橫截面。在所述殼體1的底面10上還成型有工具支承面11以及校正凸緣12，該工具支承面以及校正凸緣隨著殼體的製造產生。與圖1不同的是，在圖2中的球窩接頭的實施方式具有襯套13，所述襯套在其整個周邊上具有幾乎恆定的材料橫截面。只有開口邊緣14如在圖1的球窩接頭中是被加厚的。 殼體1的內腔4也與這種球形輪廓相匹配，該內腔同樣被設計為球形的。通過這種措施，能夠實現明顯更高的承重比率，這意味著該球窩接頭與已知的實施方式相比能承受更高的負荷。此外，殼體1的底面10在圖2中的變型方式中是具有作為校正凸緣12的功能的工具支承面11。
在圖3中示出了圖1和圖2中的放大的局部III。由此可見，所述襯套13在其開口邊緣14上具有增厚部並且在赤道線附近的襯套區段33中具有非常狹窄的輪廓。通過襯套 13的開口邊緣14被增厚的設計方式，所述殼體1的成型區段9僅需以很小的量成型，從而在成型期間，不會對鄰接的殼體1的接觸區域7產生影響。由此，所述接觸區域7能夠非常精確地適應於密封波紋管邊緣的貼靠。在圖3中還明顯可見的是，在襯套13的內側上的在相對於球形活節2的接觸區域中的凹槽34。在圖4中作為單個部件示出的殼體1的第一實施方式中有內腔4，所述內腔的設計如同支承球形活節2的襯套13 —樣，允許容納球形銷3的球形活節2。所述殼體1作為單側開口的殼體1具有開口 5。在安裝球窩接頭時，可以通過該開口 5將由球形銷3和裝在球形銷3的球形活節2上的襯套13組成的組件引導到殼體1中。在開口側的區域中，所述殼體1在其殼體外輪廓部27上具有接觸區域7，用於在此未示出的密封波紋管邊緣8的密封的貼靠。在本發明中，該接觸區域7由兩個區段組成，即一個軸向區段20，該軸向區段 20過渡到傾斜區段21。軸向區段20和傾斜區段21構成V形的接觸區域7，該接觸區域具有一個作為張角的鈍角。所述軸向區段20是圓柱形的接觸面因此具有直徑dA。朝開口 5的方向觀察，成型區段9緊接著接觸區域7，所述成型區段是在將球形銷 3的球形活節2插入殼體1的內腔4中之後通過朝向接頭中心成型而確保所述球形活節2 固定在所述內腔4中。在此，所述成型區段9的成型這樣進行，使得所述球形活節可在所述內腔4的內部保持能夠轉動和擺動。在此，特別有利的是，在同時測量阻力矩的情況下發生成型，從而能夠確定在球窩接頭和容納所述球窩接頭的支承部件之間出現的摩擦係數，且因此生產的球窩接頭具有可精確確定的摩擦係數。如同由圖4的視圖中明顯得知，所述成型區段9的外徑Clu小於接觸區域7的外徑 dA，從而在所述成型區段9成型時不會對接觸區域7產生影響。在所述接觸區域7和所述成型區段9之間有一個過渡區域19，所述過渡區域由多個相互平滑過渡的圓角組成。為了避免尖稜的過渡，在殼體1的該區段優選地應用圓角，從而在此實現在各個殼體區段之間協調的平滑的過渡。此外，在殼體1的內腔4的殼體內輪廓部28中構造有多個突起部17，所述突起部由材料滑移形成，從而直接鄰近這些突起部17存在多個凹部30。在已安裝球窩接頭的情況下，所述突起部隨後用作於襯套的扭轉止動。該殼體1的另一特別之處在於，在底面10上形成了一個工具支承面11和作為中央突起部的校正凸緣12，所述工具支承面和校正凸緣對優化球窩接頭的安裝是有益的。與原則上結構相同的在圖4實施的殼體1相比，在圖5中所示出的殼體1在其底面10上設有工具支承面11和環狀的校正凸緣12。圖6示出了依據圖5中的箭頭VI的方向看向作為單個部件的殼體1的內腔4的視圖。在其中可以看到凹部30，在製造殼體的過程中，從所述凹部使材料向外突出，用來形成突起部17。柄部22 —體式地在側面成型在所述殼體1上。針對依據本發明的球窩接頭的一種變型實施方式，圖7以剖視圖示出了依據本發明的球窩接頭的一部分裝配。在圖7中依然敞開的，也就是說未成型的殼體1中插入襯套 13和球形銷3，其中，殼體1的成型區段9具有圓柱形的輪廓。所述襯套13以其球形的支承面以可轉動和可擺動的方式容納球形銷3的球形活節2，並且在其開口邊緣14的區域中具有比經過球形活節2的中心點M並且垂直於未偏轉的球形銷3的縱向軸線15延伸的假想平面16延伸穿過的區段更厚的材料橫截面。換句話說，所述襯套13在球形活節2的赤道區域中具有一個襯套區段33，所述襯套區段比開口邊緣14更薄，所述襯套13在開口邊緣處具有拱起形的增厚部。襯套13的凹槽34可被用於填充潤滑劑，並且此外還具有以下優點，即所述凹槽在球形活節2和襯套13之間起降低摩擦的作用。此外，在殼體1的內腔4中突起部17被成型到內腔4的表面中，所述突起部在製造殼體1時通過材料成型產生。在此，發生材料滑移，從而在圖7的示圖中源於凹部30的殼體材料形成突起部17。從圖8中能夠得知殼體1的成型區段或者說接頭封閉部9成型的大大簡化的視圖。在此，擠壓工具36用於對原本具有圓柱體形狀的成型區段進行冷成型，所述擠壓工具以由箭頭表示的力「F」作用在成型區段9上。在這裡，擠壓工具36的一部分具有殼體1的殼體外輪廓部27的後來的輪廓。在本示例中，所述接頭封閉部9在內部和外部都具有球形輪廓。這具有如下優點所述襯套13以最優的方式緊貼在球形活節2上並且不會產生尖稜的過渡。此外，另一特別之處在於，所述殼體1的接頭封閉部9在開口側具有斜面18。該與球形銷3的銷部區段6的接觸臺肩35相對應的斜面18使得在球形銷3向一側最大偏轉的情況下在殼體1上產生線接觸。所述線接觸相對於點接觸具有應力集中效應非常小的優點，從而使所述球形銷3的表面在多次接觸的情況下也不會受到損壞。而由接頭封閉部9的球形形狀還產生其他的優點。因此，在封閉球窩接頭時，可以使接頭封閉部9的封閉區域變形直到進入球形活節2和銷部區段6之間的過渡區域中，也就是說直至變形到所謂的銷頸中，從而由此可以達到非常高的抗拉強度。換句話說，所述球形銷3的銷部區段6的直徑甚至大於殼體1的開口 5的最終的開口橫截面。在具有兩側開口的並且通過蓋子封閉的殼體的球窩接頭中，這種可能性是不能實現的，因為在此所述球形銷從蓋子側被引入到殼體中， 因此必須穿過與所述蓋子側對置的殼體開口。因此，在兩側開口的球窩接頭中，球形銷的銷部區段的直徑始終小於殼體開口的最終開口橫截面。在圖9中的視圖示出了殼體1的一種特別的實施方式。所述殼體1的這種結構形式實現了在其完成後在俯視圖中的一個作為開口 5的長孔，所述球形銷3的銷部區段6穿過所述開口伸出。為了能夠與成型區段9的成型一起在一個工序中形成所述長孔，圖9中的殼體具有成型區段9的兩個相互沿直徑對置的下陷的邊緣區段23和在所述下陷的邊緣區段之間的升高的邊緣區段24。在所述成型區段9的下部該殼體1還具有用於密封波紋管邊緣8的接觸區域8。下面藉助於在圖10中的非常簡化的工序圖對依據本發明的方法進行闡述。首先進行金屬的殼體毛坯件25的製造，所述殼體毛坯件具有通過鐓鍛形成的增厚部沈，如在圖 10的分圖a)中所示。接下來，按照在圖10的分圖b)中的視圖，通過鐓鍛使殼體毛坯件25具有殼體外輪廓27，所述外輪廓除了可能仍需執行的校正之外，在很大程度上與最終的殼體外輪廓27 相符。為了形成殼體內輪廓觀，優選的是使用擠壓，其中，特別地滑移的材料被用於形成成型區段9。如由圖10的分圖c)可見的是，在這個工序中還在殼體1的底面10上壓製出工具支承面11和校正凸緣12。當藉助於刀具四在內腔4中加工出突起部17時，就完成了殼體1的製造，所述突起部在完成裝配的球窩接頭中用作襯套的扭轉止動部。在此，藉助於簡單的材料去除，實現對突起部17的製造。對具有之前已製造的殼體的球窩接頭的製造可以通過下列其他的單獨步驟實現-通過冷成型使殼體內輪廓觀成型，其中，通過冷成型方法滑移的材料形成密封波紋管邊緣8和成型區段9，從而形成環繞的封閉區域9，-將襯套13安裝到球形活節2上，-將球形銷的球形活節插入內腔4中，-通過封閉區域9的冷成型封閉接頭，從而產生接頭封閉部9。附圖標記列表1.殼體、殼體頭部2.球形活節3.球形銷4.內腔5.角偏轉開口6.銷部區段7.接觸區域8.密封波紋管邊緣9.成型區段、封閉區域、接頭封閉部10.底面11.工具支承面12.校正凸緣13.襯套14.(襯套的)開口邊緣15.縱向軸線16.平面17.突起部18.斜面19.過渡區域20.軸向區段21.傾斜區域22.柄部23.下陷的邊緣區段24.升高的邊緣區段25.殼體毛坯件26.增厚部27.殼體外輪廓部
28.殼體內輪廓部29.刀具30.凹部31.密封波紋管32.密封波紋管邊緣33.具有小的材料橫截面的襯套區段34.凹槽35.接觸臺肩36.擠壓工具
權利要求
1.用於球窩接頭的殼體，具有-整體通過冷成型工藝製造的殼體頭部(1)，所述殼體頭部具有配合用於支承球形銷 (3)的球形活節⑵的內腔G)，以及在一側具有用於引導球形活節⑵穿過的開口(5)，其中，所述球形活節具有緊接的球形銷(3)的銷部區段(6)，-在所述殼體頭部(1)的外周面上的用於密封地固定密封波紋管(31)的密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)，-殼體頭部(1)的成型區段(9)，用於以可轉動和可擺動的方式將球形銷(3)的球形活節O)固定在所述內腔⑷中，其特徵在於，通過冷成型工藝滑移的材料在完成所述殼體(1)後形成殼體頭部(1)的成型區段(9)， 從而通過所述成型區段在插入球形銷後形成環繞的封閉區域(9)。
2.球窩接頭，該球窩接頭具有接頭殼體(1)，所述接頭殼體包括配合用於支承球形銷 (3)的球形活節⑵的內腔G)，以及在一側具有用於引導球形活節⑵穿過的開口(5)，其中，所述球形活節具有緊接著的球形銷(3)的銷部區段(6)，-所述球窩接頭具有在所述殼體(1)的外周面上的用於密封地固定密封波紋管(31)的密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)，-所述球窩接頭具有在殼體(1)上的在殼體上一體形成的接頭封閉部(9)，用於以可轉動和可擺動的方式將球形銷(3)的球形活節O)固定在所述內腔中，其特徵在於，通過冷成型工藝形成的封閉區域(9)在球窩接頭裝配之後形成接頭封閉部(9)。
3.根據權利要求2所述的球窩接頭，其特徵在於，所述封閉區域(9)在成型前具有空心圓柱體、錐體或者圓錐體的幾何結構。
4.根據上述權利要求2至3中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述接頭封閉部 (9)具有大致呈球形的形狀。
5.根據上述權利要求2至4中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體(1)在其與開口(5)對置的底面(10)上具有工具支承面(11)。
6.根據上述權利要求2至5中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體(1)在其與開口(5)對置的底面(10)上具有校正凸緣(12)，所述校正凸緣由通過冷成型滑移的材料形成。
7.根據權利要求6所述的球窩接頭，其特徵在於，所述校正凸緣(1 是環形的、圓形的或者多邊形的突起部。
8.根據上述權利要求2至7中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，在所述殼體(1) 的內腔(4)中插入襯套(13)。
9.根據權利要求8所述的球窩接頭，其特徵在於，所述襯套(1 基本上具有恆定的壁厚並且在球窩接頭裝配之前整體已具有球形的形狀。
10.根據權利要求8或9所述的球窩接頭，其特徵在於，所述襯套(13)在其開口邊緣 (14)的區域中具有比經過所述球形活節O)的中心點(M)並且垂直於未偏轉的球形銷(3) 的縱向軸線(15)延伸的平面(16)延伸穿過的區段更厚的材料橫截面。
11.根據上述權利要求2至10中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，在所述殼體(1)的內腔中有至少一個突起部(17)作為用於所述襯套(13)的扭轉止動部。
12.根據上述權利要求2至11中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體(1) 的成型區段(9)具有與用於密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)相比更小的材料橫截面。
13.根據上述權利要求2至12中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述成型區段 (9)的外徑小於用於密封波紋管邊緣⑶的接觸區域(7)的外徑。
14.根據上述權利要求2至13中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體(1) 的封閉區域(9)在其成型後具有構成開口( 的邊緣的斜面(18)，所述斜面與在該區域中的球形銷(3)的銷部區段(6)的幾何結構相對應。
15.根據上述權利要求2至14中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，在所述成型區段(9)和所述接觸區域(7)之間有過渡區域(19)。
16.根據權利要求15所述的球窩接頭，其特徵在於，所述過渡區域(19)由至少一個圓角形成。
17.根據權利要求15或16所述的球窩接頭，其特徵在於，所述過渡區域(19)由多個平滑地相互過渡的圓角形成。
18.根據上述權利要求2至17中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，用於密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)具有圓柱形、錐形或者圓錐形的形狀。
19.根據上述權利要求2至18中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，用於密封波紋管邊緣(8)的所述接觸區域(7)被設置在殼體(1)的被經過所述球形活節( 的中心點 (M)並且垂直於未偏轉的球形銷(3)的縱向軸線(15)延伸的平面(16)延伸穿過的區段中。
20.根據權利要求19所述的球窩接頭，其特徵在於，用於密封波紋管邊緣(8)的所述接觸區域(7)幾乎平行於未偏轉的球形銷(3)的縱向軸線(15)，或者與所述縱向軸線圍成一個0°至5°的銳角。
21.根據上述權利要求2至20中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，在所述殼體 (1)上設有通過焊接或者材料變形固定的柄部02)。
22.根據上述權利要求2至21中任意一項所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體(1) 的角偏轉開口(5)為長孔。
23.根據權利要求22所述的球窩接頭，其特徵在於，所述殼體⑴的成型區段(9)具有兩個相互沿直徑對置的下陷的邊緣區段和在所述下陷邊緣區段之間分別升高的邊緣區段(24)。
24.用於製造用於球窩接頭的殼體(1)的方法，所述殼體具有鉸接頭(1)，所述鉸接頭包括配合用於支承球形銷(3)的球形活節(2)的內腔(4)，以及在一側具有用於引導球形活節O)穿過的開口(5)，其中，所述球形活節具有緊接的球形銷(3)的銷部區段(6)，-所述殼體具有在所述殼體(1)的外周面上的用於密封地固定密封波紋管(31)的密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)，-所述殼體具有在殼體(1)上的與該殼體一體形成的成型區段(9)，能為了以可轉動和可擺動的方式將球形銷(3)的球形活節O)固定在所述內腔中而成型，其特徵在於下列方法步驟-通過冷成型製造金屬的殼體毛坯件(25)，所述殼體毛坯件具有形成的增厚部沈，-通過冷成型構造殼體外輪廓部07)，-通過冷成型形成殼體內輪廓部( )，其中，通過相應的冷成型工藝滑移的材料形成密封波紋管邊緣(8)和成型區段(9)，從而通過所述成型區段(9)形成環繞的可成型的封閉區域(9)。
25.用於製造球窩接頭的方法，所述球窩接頭具有接頭殼體(1)，所述接頭殼體包括配合用於支承球形銷(3)的球形活節(2)的內腔G)，以及在一側具有用於引導球形活節(2) 穿過的開口(5)，其中，所述球形活節具有緊接著的球形銷(3)的銷部區段(6)，-所述球窩接頭具有在所述殼體(1)的外周面上的用於密封地固定密封波紋管(31)的密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)，-所述球窩接頭具有在殼體(1)上的與該殼體一體形成的接頭封閉部(9)，用於以可轉動和可擺動的方式將球形銷(3)的球形活節O)固定在所述內腔中，其特徵在於下列方法步驟-製造一體式冷成型的接頭殼體(1)，-通過冷成型形成殼體內輪廓部( )，其中，通過冷變型工藝滑移的材料形成密封波紋管邊緣(8)和成型區段(9)，從而在將球形銷的球形活節( 插入到內腔中之後，通過冷變型形成環繞的封閉區域(9)。
26.根據權利要求25所述的方法，其特徵在於，在插入球形活節O)的步驟之前將襯套(1 安裝到該球形活節上，或者在插入球形活節的步驟之前將襯套(1 嵌入之前製造好的內腔中。
27.根據權利要求沈所述的方法，其特徵在於，在冷成型期間，進行在所述殼體(1)的底面(10)上的工具支承面(11)以及/或校正凸緣(12)的壓制。
28.根據權利要求25至27中任意一項所述的方法，其特徵在於，通過材料滑移藉助於工具09)在殼體內輪廓部08)中形成至少一個突起部(17)作為用於所述襯套(13)的扭轉止動部。
29.根據權利要求25至觀中任意一項所述的方法，其特徵在於，用於製造所述殼體的冷成型工藝是冷擠壓工藝。
全文摘要
本發明提供一種球窩接頭，該球窩接頭具有總體上通過冷成型工藝製造的殼體(1)，所述殼體具有配合用於支承球形銷(3)的球形活節(2)的內腔(4)、以及在一側的用於引導與球形活節(2)緊接的球形銷(3)的銷部區段(6)穿過的開口(5)、在所述殼體(1)的外周面上的用於密封地固定密封波紋管邊緣(8)的接觸區域(7)和殼體(1)的用於以可轉動和可擺動的方式將球形銷(3)的球形活節(2)固定在所述內腔(4)中的成型區段(9)。依據本發明，在冷成型過程期間滑移的材料在完成殼體(1)後形成殼體(1)的成型區段(9)。依據本發明的用於製造球窩接頭的方法的特徵在於下列方法步驟-製造金屬殼體毛坯件(25)，所述金屬毛坯件具有通過鐓鍛成型的增厚部(26)，-通過鐓鍛形成殼體外輪廓部(27)，-通過擠壓形成殼體內輪廓部(28)，其中，滑移的材料特別地用於形成成型區段(9)。
文檔編號F16C11/06GK102257284SQ200980151321
公開日2011年11月23日 申請日期2009年12月15日 優先權日2008年12月19日
發明者B·齊巴特, C·齊切尼, D·梅爾曼, F·施邁因克, H·波特, J·施米茨, M·霍伊爾根哈爾曼, P·米洛斯, R·布爾, W·克萊納 申請人:Zf腓特烈斯哈芬股份公司