CN103635702A

CN103635702A - 球窝接头

Info

Publication number: CN103635702A
Application number: CN201280030081.9A
Authority: CN
Inventors: R·M·贝洛; M·霍利埃尔霍克
Original assignee: TRW Automotive US LLC
Current assignee: ZF Active Safety and Electronics US LLC
Priority date: 2011-05-10
Filing date: 2012-05-10
Publication date: 2014-03-12
Also published as: WO2012154916A2; WO2012154916A3; US20140212204A1; US9464663B2

Abstract

一种在机动车辆转向和悬挂系统中使用的改进的球窝接头，其包括壳体、布置在壳体中的支承部件，和由支承部件支撑在壳体内的球头螺栓。支承部件至少包括由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的、附连到第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件。第一支承元件具有形成在其中的双向槽，双向槽配置成允许球头螺栓沿第一方向铰接并且沿大体横向于第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

Description

球窝接头

技术领域

本发明一般地涉及车辆转向或悬挂系统，并特别涉及在这种机动车辆转向和悬挂系统中使用的改进的球窝接头。

背景技术

球窝接头在两个可相对移动的部件之间提供铰接连接。球窝接头通常在机动车辆转向系统中并且在机动车辆悬挂系统中使用。

在车辆转向系统中，球窝接头通常适于连接到每个车轮转向节的转向臂。典型地，用于机动车辆转向系统的球窝接头包括具有球体状端部的球头螺栓和具有球状承窝的承窝元件或壳体。在球窝中的支承元件接收球端并支撑球端，以用于旋转和枢转运动。授予Urbach的美国专利第7,261,487B2号公开了具有球窝接头的这种转向系统，该专利公开的内容其全文在这里通过参考被并入。

发明内容

本发明涉及在这种机动车辆转向和悬挂系统中使用的改进的球窝接头。

根据一个实施例，球窝接头包括：壳体；布置在壳体中的支承部件；和由支承部件支撑在壳体内的球头螺栓；其中支承部件至少包括由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的、附连到第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，第一支承元件具有形成在其中的双向槽，所述双向槽配置成允许球头螺栓沿第一方向铰接并且沿大体横向于第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

根据球窝接头的该实施例，双向槽包括具有第一形状的第一槽部和具有不同于第一形状的第二形状的第二槽部。

根据球窝接头的该实施例，第一槽部的第一形状是大体椭圆形的，而第二槽部的第二形状是大体凹形的。

根据球窝接头的该实施例，第一槽部大体处于支承部件的中心，并且第二槽部由布置在第一槽部的相对侧上的一对大体凹形槽形成。

根据球窝接头的该实施例，支承部件包括：具有形成在其中的第一开口的第一开口端和具有形成在其中的不同于第一开口的第二开口的相对的第二开口端。

根据球窝接头的该实施例，球头螺栓包括球部和销部，其中销部布置在第一槽部中，而球部布置在第二槽部中。

根据球窝接头的该实施例，第二支承元件固定到第一支承元件的大体整个外表面。

根据球窝接头的该实施例，第一支承元件由金属或塑料中的一个形成，而第二支承元件由橡胶或塑料中的一个形成。

根据球窝接头的该实施例，第二方向限定球窝接头的短轴线，以便当球窝接头沿短轴线的方向受负载冲击时，第一支承元件从壳体内沉孔的一部分部分地脱离，由此第二支承元件可操作成阻尼到达球窝接头的负载。

根据另一实施例，球窝接头包括：具有腔室的壳体；布置在壳体的腔室中的支承部件；和由支承部件支撑在壳体的腔室内的球头螺栓；其中支承部件至少包括由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的并且附连到第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，第一支承元件具有形成在其中的第一槽部和第二槽部，其中第一槽部配置成允许球头螺栓沿第一方向铰接，并且第二槽部配置成沿大体横向于所述第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

根据球窝接头的该实施例，第一槽部具有第一形状，而第二槽部具有不同于第一形状的第二形状。

根据球另一实施例，用于球窝接头的支承部件包括：由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的、附连到所述第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，第一支承元件具有第一开口端部、主体部分、和第二端部，其中第一支承元件包括由第一槽部和第二槽部限定的内支承座，其中第一槽部配置成允许球头螺栓沿第一方向铰接，并且第二槽部配置成沿大体横向于所述第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

根据支承部件的该实施例，第一槽部具有第一形状，而第二槽部具有不同于第一形状的第二形状。

根据支承部件的该实施例，第一槽部的第一形状是大体椭圆形的，而第二槽部的第二形状是大体凹形的。

根据支承部件的该实施例，第一槽部大体处于支承部件的中心，并且第二槽部由布置在第一槽部的相对侧上的一对大体凹形槽形成。

根据支承部件的该实施例，第二方向限定球窝接头的短轴线，以便当球窝接头沿短轴线的方向受负载冲击时，第一支承元件从壳体内沉孔的一部分部分地脱离，由此第二支承元件可操作成阻尼到达球窝接头的负载。

当根据附图理解时，对于本领域的技术人员来说根据优选实施例的下面的详细说明本发明的其他优点将变得明显。

附图说明

图1示出被部分切开的根据本发明的球窝接头的实施例的分解视图。

图2是被部分切开的球窝接头的剖视图。

图3是球窝接头的另一剖视图。

图4是球窝接头的另一剖视图。

图5是经过球窝接头的一部分截取的视图，示出了球窝接头的能允许的铰接。

图6是球窝接头的支承部件（没有阻尼部件）和球头螺栓的分解视图。

图7是球窝接头的具有阻尼部件的支承部件的视图。

图9-10是球窝接头的没有阻尼部件的支承部件的视图。

图11是球窝接头的一部分的放大视图，示出了球窝接头的工作状态。

图12是球窝接头的一部分的放大视图，示出了球窝接头的另一工作状态。

具体实施方式

现在参考图1-4，示出了根据本发明的总体用10来表示的球窝接头的实施例。球窝接头10的总体结构和工作在本领域中是常规的。因此球窝接头的仅对于彻底理解本发明必要的哪些部分将被详细地说明和示出。如在本领域中已知的，球窝接头10配置成使可相对移动的车辆部件相互连接，例如转向节或转向头、具有控制臂的转向头或转向节，或车辆转向或悬挂系统的其他相关部件。而且，虽然结合这里公开的特定球窝接头10描述和示出本发明，但应该理解本发明如果需要可结合其他种类、类型或设计的球窝接头而被使用。例如，球窝接头10能结合如在授予Urbach的美国专利第6,042,294B2号示出的车辆悬挂系统和/或球窝接头而被使用，该专利公开的内容其全文在这里通过参考被并入。

如图1-5中所示的，球窝接头10包括：限定了轴线A的承窝壳或壳体12、第一或上“喉部”14、球头螺栓16、第二或“下部”支承部件18和承窝插头20。在示出的实施例中，壳体12由合适的材料形成，例如钢或塑料。壳体12包括内腔12A、开口的第一端或上端12B、和开口的第二端或下端12C。壳体优选还包括设置在其内侧壁中的环形槽或凹部12D。可选地，壳体12的结构、构造或形状能是所示的和所描述的之外的，如果需要的话。

在示出的实施例中，第一支承部件14由合适的材料形成，例如塑料或钢。第一支承部件14通常是环形形状且配置成布置在环形槽12B中，环形槽设置在壳体12的内侧壁中。可选地，第一支承部件14的结构、构造或形状能是所示的和所描述的之外的，如果需要的话。

在示出的实施例中，球头螺栓16由合适的材料形成，例如钢。球头螺栓16配置成在球窝接头10的轴线A上可操作地定心。球头螺栓16包括第一或杆部16A、第二或球部16B和第三或销部16C。球头螺栓16的杆部16A配置成以已知的方式可操作地连接或联接到合适的车辆转向或悬挂构件，例如转向节（未示出）。例如，杆部16A能设置有用于将杆部16A、因而将球窝接头10连接到相关车辆构件的外螺纹（未示出）。可选地，球头螺栓16的结构、构造或形状和/或将其连接到相关车辆构件的方法能是所示的和所描述的之外的，如果需要的话。

在示出的实施例中，第二支承部件18优选包括至少第一或“内”元件22和第二或“外”元件24。第一元件22通常是环形形状并且由合适的材料形成，例如钢、塑料、黄铜、青铜或含有酚的材料。在示出的实施例中，第一元件22优选由高强度低合金钢，例如50F或70F的冲压钢形成。

在图8-10中最佳地示出的所示的实施例中，第一支承元件22包括第一或“上部”带凸缘的开口端部22A、第二或主体部分22B，和优选也是开口的第二或“下部”端部22C。第一元件22还包括大体从上端部22A延伸到下端部22C的总体用26表示的“内”支承座或表面。上端部22A包括大体圆形的开口30，并且下端部22C包括大体椭圆形或细长槽形的开口32。如在图2中最佳地示出的，第一元件22的带凸缘的开口端部22A通常布置成邻近并接合壳体12的内沉孔12F的肩部12E。

在图示的实施例中，第一元件22的支承座26包括独特形状的“双向螺栓行进”槽，该槽配置成可操作地接收在其中的球头螺栓16的球部16B和销部16C。如在图7和8中能最佳地看到的，在所示的实施例中，双向槽包括具有第一形状的第一槽部26A和具有第二形状的第二槽部26B。第一槽部26A形成在第一元件22的主体部分22B的大体中心，并且是大体椭圆形槽。

在所示的实施例中，在至少相对的端部，第一槽26A优选大体延伸第一元件22的整个深度，即，大体从带凸缘的上端部22A延伸到下端部22C。如在所示的实施例中示出的，第一槽部26A包括大体弧形端壁并且是大体平面的或平坦的侧壁。在所示的实施例中，第一槽部26A大体配置成接收和支撑球头螺栓16的销部16C并控制球头螺栓的取向并允许球头螺栓16沿第一方向（大体用图8的双头箭头D1表示）的铰接。

在所示的实施例中，第二槽部26B包括一对槽34A和34B，这对槽在第一槽部26A的相对侧上形成在第一元件22的主体部分22B中。在示出的实施例中，槽34A和34B是大体凹形的，例如球形。在所示的实施例中，槽34A和34B优选延伸第二支承部件18的第一元件22的仅部分深度，即，大体从带凸缘的上端部22A延伸到下端部22C，就像如在图7中用线36A和36B分别表示的，槽34A和34B与第一槽部26A大体会聚或合并。

在所示的实施例中，第二槽部26B大体配置成接收和支撑球头螺栓16的球部16B并允许球头螺栓16沿第一方向D1的铰接，但借助第一槽部26A中的销部16C，球头螺栓16的沿第二方向（大体用双头箭头D2表示）的铰接被限制。如能在图8中看到的，第二方向D2相对于第一方向D1是大体相对的或成横向的（即，90度）。因此，第二支承部件18的双向槽26可操作成允许双向球头螺栓16沿第一方向D1的铰接，同时限制沿第二方向D2的铰接。

在所示的实施例中，第二支承部件18的第二元件24限定衬套或阻尼部件，并优选由合适的材料形成，例如优选橡胶，但也能由塑料制成。在所示的实施例中，优选设置第二元件24，第二元件24被结合、粘接，或以其他方式永久地附连到第一元件22的主体部分22B的外表面。优选地，第二元件24覆盖第一元件22的主体部分22B的整个外表面。可选地，第二支承部件18的第一元件22和/或第二元件24的构造、结构或配置和/或将第二元件24附连到第一元件22的方法能是所示的和所描述的之外的，如果需要的话。

本发明的所示的实施例的一个潜在的优点在于：球窝接头的第二支承部件18（该第二支承部件18优选包括冲压的钢“薄壁”第一元件22（其具有与其附连的第二阻尼元件24））允许沿第一方向的定向螺栓铰接，同时大体限制沿大致相对方向（即，90度）的铰接。而且，在车辆的工作过程中，当球窝接头10沿其短轴线的“螺栓受限”的方向（即，在图6中通常由箭头M1示出的短轴线的方向（车辆前/后））受负载冲击时，第二支承部件18的第二元件24的橡胶、塑料或类似“阻尼”材料允许第二支承部件18从壳体12的内沉孔12F的肩部12E部分地脱离（如在图11中所示的），由此第二元件24可操作地吸收/阻尼到达球窝接头10的负载。第二支承部件18也允许球窝接头10以垂直其重心或与其重心相对的角度悬挂相关的转向连杆。球窝接头10的长轴线（即，在图6中大体由箭头M2示出的长轴线）允许整个球头螺栓16在悬挂颠簸或反弹中沿长轴线M2的铰接、而没有任何阻尼（如在图12中示出的）。如从图6和8能看到的，球窝接头10的短轴线M1与球头螺栓16在第二支承部件18中铰接的第二方向D2大体重合或一致，并且球窝接头10的长轴线M2与球头螺栓16在第二支承部件18中铰接的第一方向D1大体重合或一致。

在优选的实施例中已经描述了本发明的工作原理和模式。但是，应该注意到本发明也可采取除了具体示出和描述的其他方式实施，而不背离本发明的范围。

Claims

1.一种球窝接头，其包括：

壳体；

布置在所述壳体中的支承部件；和

由所述支承部件支撑在所述壳体内的球头螺栓；

其中所述支承部件至少包括由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的、附连到所述第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，所述第一支承元件具有形成在其中的双向槽，所述双向槽配置成允许所述球头螺栓沿第一方向铰接并且沿大体横向于所述第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

2.根据权利要求1所述的球窝接头，其中所述双向槽包括具有第一形状的第一槽部和具有不同于第一形状的第二形状的第二槽部。

3.根据权利要求2所述的球窝接头，其中所述第一槽部的所述第一形状是大体椭圆形的，而所述第二槽部的所述第二形状是大体凹形的。

4.根据权利要求3所述的球窝接头，其中所述第一槽部大体处于支承部件的中心，并且所述第二槽部由布置在所述第一槽部的相对侧上的一对大体凹形槽形成。

5.根据权利要求1所述的球窝接头，其中所述支承部件包括：具有形成在其中的第一开口的第一开口端和具有形成在其中的不同于第一开口的第二开口的相对的第二开口端。

6.根据权利要求1所述的球窝接头，其中所述球头螺栓包括球部和销部，其中所述销部布置在所述第一槽部中，而所述球部布置在所述第二槽部中。

7.根据权利要求1所述的球窝接头，其中所述第二支承元件固定到第一支承元件的大体整个外表面。

8.根据权利要求7所述的球窝接头，其中所述第一支承元件由金属或塑料中的一个形成，而所述第二支承元件由橡胶或塑料中的一个形成。

9.根据权利要求1所述的球窝接头，其中所述第二方向限定球窝接头的短轴线，以便当球窝接头沿短轴线的方向受负载冲击时，所述第一支承元件从壳体内沉孔的一部分部分地脱离，由此第二支承元件可操作成阻尼到达球窝接头的负载。

10.一种球窝接头，其包括：

具有腔室的壳体；

布置在所述壳体的腔室中的支承部件；和

由所述支承部件支撑在壳体的腔室内的球头螺栓；

其中所述支承部件至少包括由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的并且附连到所述第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，所述第一支承元件具有形成在其中的第一槽部和第二槽部，其中所述第一槽部配置成允许所述球头螺栓沿第一方向铰接，并且所述第二槽部配置成沿大体横向于所述第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

11.根据权利要求10所述的球窝接头，其中所述第一槽部具有第一形状，而所述第二槽部具有不同于第一形状的第二形状。

12.根据权利要求11所述的球窝接头，其中所述第一槽部的所述第一形状是大体椭圆形的，而所述第二槽部的所述第二形状是大体凹形的。

13.根据权利要求12所述的球窝接头，其中所述第一槽部大体处于支承部件的中心，并且所述第二槽部由布置在所述第一槽部的相对侧上的一对大体凹形槽形成。

14.根据权利要求10所述的球窝接头，其中所述支承部件包括：具有形成在其中的第一开口的第一开口端和具有形成在其中的不同于第一开口的第二开口的相对的第二开口端。

15.根据权利要求10所述的球窝接头，其中所述球头螺栓包括球部和销部，其中所述销部布置在第一槽部中，而球部布置在第二槽部中。

16.根据权利要求10所述的球窝接头，其中所述第二支承元件固定到所述第一支承元件的大体整个外表面。

17.根据权利要求16所述的球窝接头，其中所述第一支承元件由金属或塑料中的一个形成，而所述第二支承元件由橡胶或塑料中的一个形成。

18.根据权利要求10所述的球窝接头，其中所述第二方向限定球窝接头的短轴线，以便当球窝接头沿短轴线的方向受负载冲击时，所述第一支承元件从壳体内沉孔的一部分部分地脱离，由此第二支承元件可操作成阻尼到达球窝接头的负载。

19.一种用于球窝接头的支承部件，其包括：

由第一材料形成的第一支承元件和由第二阻尼材料形成的、附连到所述第一支承元件的外表面的至少一部分的第二支承元件，所述第一支承元件具有第一开口端部、主体部分、和第二端部，其中第一支承元件包括由第一槽部和第二槽部限定的内支承座，其中所述第一槽部配置成允许所述球头螺栓沿第一方向铰接，并且所述第二槽部配置成沿大体横向于所述第一方向的第二方向限制和阻尼铰接。

20.根据权利要求19所述的支承部件，其中所述第一槽部具有第一形状，而所述第二槽部具有不同于第一形状的第二形状。

21.根据权利要求20所述的支承部件，其中所述第一槽部的所述第一形状是大体椭圆形的，而所述第二槽部的所述第二形状是大体凹形的。

22.根据权利要求21所述的支承部件，其中第一槽部大体处于支承部件的中心，并且第二槽部由布置在第一槽部的相对侧上的一对大体凹形槽形成。

23.根据权利要求19所述的支承部件，其中所述第二支承元件固定到所述第一支承元件的大体整个外表面。

24.根据权利要求23所述的支承部件，其中所述第一支承元件由金属或塑料中的一个形成，而所述第二支承元件由橡胶或塑料中的一个形成。

25.根据权利要求19所述的支承部件，其中所述第二方向限定球窝接头的短轴线，以便当球窝接头沿短轴线的方向受负载冲击时，所述第一支承元件从壳体内沉孔的一部分部分地脱离，由此第二支承元件可操作成阻尼到达球窝接头的负载。