CN103765022A

CN103765022A - 球形接头

Info

Publication number: CN103765022A
Application number: CN201280041920.7A
Authority: CN
Inventors: H·克劳斯
Original assignee: Audi AG
Current assignee: Audi AG
Priority date: 2011-08-27
Filing date: 2012-07-27
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2032-07-27
Also published as: WO2013029728A1; EP2748473A1; CN103765022B; DE102011111842B4; EP2748473B1; ES2535379T3; DE102011111842A1

Abstract

本发明涉及一种球形接头（10），包括具有壳体开口（14）的接头壳体（12）、布置在接头壳体（12）中的滑动支承件（16）、具有接头球体（20）和销轴（22）的球头销轴（18）以及沿轴向方向（a）将球头销轴（18）的接头球体（20）保持在接头壳体（12）中的部件（24、30、34），所述球头销轴以其接头球体（20）可转动且可摆动地支承在滑动支承件（16）中并且以其销轴（18）穿过壳体开口（14）从接头壳体（12）中伸出。本发明的特征在于，所述部件（24、30、34）这样设计并且确定尺寸，使得当达到预设的最大力时，接头球体（20）只在接头壳体（12）内进行沿轴向方向（a）定向的运动，以避免接头球体（20）与接头壳体（12）分离。

Description

球形接头

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述类型的球形接头/球节/万向球接头。

背景技术

这种球形接头充分已知并且尤其在汽车中使用于车轮悬架或者转向装置的区域中。

在DE20121158U1中公开了按本发明所述类型的球形接头。优选设置用于汽车的行驶机构悬架或者转向装置的球形接头包括接头壳体和接头销轴，该接头销轴借助球形的接头区域可转动和摆动地支承在单件式或多件式滑动支承件中，其中，滑动支承件本身防损耗地容纳在接头壳体中。

在DE3915991C2中描述了一种用于转向横拉杆的所谓的失效元件，所述失效元件在最大力被超过时具有指示性的性能。然而业已证明不利的是，尤其在考虑结构空间要求、重量要求和成本要求方面时，所述失效元件是一种分离的元件。

DE69804504T2公开了一种用于汽车的锥形接头。锥形销轴接头包括壳体，该壳体具有接合在壳体内部的、由球形头构成的球头销轴，所述球形头与从壳体开口中伸出的杆固定相连，所述锥形销轴接头还包括定义出下部轴承面的下部轴承，所述下部轴承面在壳体开口的一侧上包围球头销轴的头部，所述锥形销轴接头还包括可运动的对置的上部轴承，所述上部轴承定义出上部轴承面，其中，所述上部轴承通过弹簧相对于球头销轴的头部这样预紧，使得其可以在一定程度上朝下部轴承移动，球头销轴的头部在下部轴承中发生磨损，其中，所述接头包括用于显示球头销轴头部的磨损情况的显示部件，所述显示部件适用于根据可移动的上部轴承的位移显示所述头部的磨损。所述球头销轴接头的特征在于，磨损显示部件包括一接触元件，该接触元件可与可移动的上部轴承的一部分接触，其中，接触元件布置在上部轴承朝向下部轴承平移运动的路径上。

发明内容

本发明所基于的思想是，将失效元件沿拉伸方向的功能整合到原本就必不可少的构件中，其中业已证明符合目标的是，在球形接头上进行功能整合。

本发明所要解决的技术问题在于，这样进一步改进根据权利要求1的前序部分所述类型的球形接头，使得在允许的最大力被超过时能够识别出球形接头失效。

该技术问题按本发明通过权利要求1、2、4或7的特征与其前序部分特征相结合地解决。

从属权利要求构成本发明的有利的改进方案。

球形接头按照已知的方式和方法包括接头壳体，所述接头壳体具有壳体开口和布置在接头壳体中的滑动支承件/轴瓦/轴承套。具有接头球体和销轴的球头销轴以其接头球体可转动且可摆动地支承在滑动支承件中并且通过部件沿轴向方向保持在接头壳体中。球头销轴的销轴穿过壳体开口从接头壳体中伸出。

按照本发明，所述部件这样设计并且确定尺寸，使得当达到预设的最大力时，接头球体只在接头壳体内进行沿轴向方向定向的运动，以避免接头球体与接头壳体分离。

通过按照本发明的特征以有利的方式确保了在达到预设的允许最大力时，接头球体进行沿轴向方向定向的运动。在允许的最大力被超过时出现的接头球体沿轴向方向的运动对于使用者来说很容易识别/检测并且用作最大力被超过的指示。此外，接头可以限制施加的最大力并且由此保护相邻的部件。

按照本发明的第一实施形式，沿轴向方向将接头球体保持在接头壳体中的部件设计为与接头壳体固定相连的闭锁元件。在此，所述闭锁元件沿轴向方向具有比接头壳体更小的强度。此外，所述闭锁元件具有与接头壳体间隔布置的、沿径向方向观察处于外部的环区段。也就是在接头壳体与闭锁元件的外部环区段之间形成确定的间隙。在闭锁元件由于作用的最大力而塑性变形时，闭锁元件的外部环区段贴靠在周围的接头壳体上，也就是接头壳体与闭锁元件的外部环区段之间的间隙闭合。这使得只能进行有限的塑性变形，从而排除了接头球体脱开并且由此使球形接头分离的可能性。

在此，闭锁元件优选由可延展的材料构成。

闭锁元件优选具有分段式的结构。所述分段式的结构的积极效果是，即使出现不沿壳体纵向方向作用的最大力，闭锁元件也能够有针对性地塑性变形。

按照本发明的另一实施形式，所述部件也设计为与接头壳体固定相连的闭锁元件，其中，所述闭锁元件具有朝向接头球体变形的、在最大力时能至少部分再次回复变形/恢复原状的边缘区域。此外，所述球形接头和进而所述闭锁元件由与接头壳体形锁合地和/或力锁合地和/或材料结合地相连的套管包围，其中，闭锁元件的、朝接头球体定向的、变形的边缘区域由套管无接触地包围。也就是在套管与套管的变形的边缘区域之间存在确定的间隙。在此，闭锁元件这样设计和确定尺寸，使得在达到预设的最大力时，变形的边缘区域回复变形。由于回复变形，接头球体再次进行沿轴向方向的确定的运动，这是一种最大力被超过的指示。回复变形的过程将闭锁元件的边缘区域与套管之间的间隙闭合，从而排除了球形接头分离的可能性。

闭锁元件以有利的方式由可延展的材料构成。

按照本发明的第三实施形式，沿轴向方向将接头球体保持在接头壳体中的部件设计为接头壳体的朝向接头球体变形的、在最大力时能至少部分回复变形的壳体区域。此外，所述接头壳体由与接头壳体形锁合地和/或力锁合地和/或材料结合地相连的套管包围。所述接头壳体在变形的壳体区域的区域中由套管无接触地包围，也就是在套管与变形的壳体区域之间形成确定的间隙。与第二实施形式相应地，在出现最大力时，在此也会出现扩宽，即在装配球形接头时变形的壳体区域部分地回复变形。这种回复变形使得接头球体在接头壳体内进行轴向运动，所述轴向运动可检测到并且再次用作最大力被超过的指示。由于在套管与接头壳体之间的间隙在回复变形时闭合，因此排除了接头分离的可能性。

套管优选借助通过冷成型过程变形的套管区段与接头壳体相连。借助冷成型的连接被证明是有利的，因为由此不会将应力（例如焊接时的热应力）传入接头中。也就是套管与接头壳体借助冷成型的接合减小了接头拉紧状态的影响的危险。

为了确保套管与接头壳体之间足够大的强度，接头壳体优选配设有环绕的材料凹处，所述变形的套管区段接合到该材料凹处中。

按照本发明的第四实施形式，沿轴向方向将接头球体保持在接头壳体中的部件又设计为单件式闭锁元件。在此，所述闭锁元件具有固定区段，所述固定区段通过在最大力时失效的预定断裂部位与所述闭锁元件相连，并且所述闭锁元件通过所述固定区段与接头壳体固定相连。此外，所述闭锁元件具有设计为阻挡元件/承受元件的区域，所述区域接合到对应地设置在接头壳体中的凹处中。在此，在接头壳体中的凹处与类似阻挡臂的阻挡元件之间形成沿轴向方向定向的间隙。在达到最大力并且由此发生预定断裂部位失效时，接头球体进行沿轴向方向的确定的运动，这又成为最大力被超过的指示。通过使阻挡元件形锁合地接合到凹处中，按定义地停止了轴向运动并且防止了分离。阻挡元件例如可以在装配时通过闭锁环的塑性变形产生。

本发明的其它优点、特征和应用可能性由以下说明结合在附图中示出的实施例给出。

附图说明

以下根据在附图中示出的实施例进一步描述本发明。

在说明书、权利要求书和附图中使用在之后列出的附图标记列表中使用的术语和配属的附图标记。

在附图中：

图1示出按照本发明的球形接头的第一实施形式的剖视图；

图2示出在用允许的最大力加载接头之后按照图1的球形接头；

图3示出按照本发明的球形接头的另一实施形式；

图4示出在用允许的最大力加载接头之后按照图3的用“X”表示的局部；

图5示出按照本发明的球形接头的另一实施形式；和

图6示出在用允许的最大力加载接头之后按照图5的球形接头。

具体实施方式

为了避免重复，只要进一步的区分不是必须的或者合理的，在以下的描述和附图中用相同的附图标记表示相同的构件和部件。

图1以剖视图示出整体用附图标记10表示的球形接头。

所述球形接头10按照已知的方式和方法包括接头壳体12，所述接头壳体具有壳体开口14和布置在接头壳体中的滑动支承件16。

整体用附图标记18表示的球头销轴以其接头球体20可转动且可摆动地支承在滑动支承件16中并且以其销轴22从壳体开口14中伸出。

按照图1所示的实施形式，接头球体20通过与接头壳体固定相连的闭锁元件（此处形式为闭锁环24）沿轴向方向a保持在接头壳体12中。

如图1所示，闭锁环24具有与接头壳体12间隔布置的、沿径向方向r观察处于外部的环区段26。也就是在接头壳体12与闭锁环24之间形成间隙28。

此外，闭锁环24沿轴向方向a具有比环绕的接头壳体12更小的强度。

球形接头10的按照本发明的设计的积极效果可从图2中看出：

闭锁环24的尺寸这样设计，使得在达到预先确定的沿轴向方向a作用的最大力F时，闭锁环24按定义地塑性变形，并且由此使接头球体20沿轴向方向进行确定的运动s。所述运动s能够轻易地从外部检测到并且用作最大力被超过的指示。

闭锁环24的塑性变形使得环区段26贴靠在接头壳体12上，也就是间隙28闭合。由此排除了球形接头10分离的可能性。

在图3中示出的球形接头10基本上与图1所示的球形接头一致。与图1相对，接头球体20通过朝向接头球体20变形的壳体区域30沿轴向方向a保持在接头壳体12中。此外，接头壳体12由套管32包围。在变形的壳体区域32的区域中，接头壳体12由套管32无接触地包围，从而在套管32与变形的壳体区域30之间形成确定的间隙28。

套管32借助适当方法在没有热量引入的情况下与接头壳体12固定相连。

如图4所示，在接头球体20沿轴向方向进行轴向运动时，成型的壳体区域32回复变形。接头球体20的这种轴向运动再次用作最大力被超过的指示。

由于环绕的套管32，回复变形只能进行到缝隙28闭合为止，从而排除了球形接头10分离的可能性。

在图5和图6示出的实施形式中，接头球体20再次借助闭锁元件34沿轴向方向a保持在接头壳体12中。

如图5所示，单件式设计的闭锁元件34具有固定区段36。闭锁元件34通过固定区段36与接头壳体12固定相连。在此，所述固定区段36通过在最大力时失效的预定断裂部位与闭锁元件34相连。

此外如图5所示，闭锁元件具有设计为阻挡臂形式的阻挡元件38。所述阻挡元件38接合到设置在接头壳体12中的凹处40中。在阻挡元件38与凹处40之间形成了沿轴向方向a定向的间隙28。

在最大力被超过并且预定断裂部位失效时（参见图6），接头球体20沿轴向方向a进行轴向运动，所述运动用作最大力被超过的指示。

接头球体20的轴向运动只能进行到阻挡元件38与凹处40之间的间隙28闭合为止。通过类似阻挡臂的设计，成功地防止了球形接头10的分离。

附图标记列表

10球形接头

12接头壳体

14壳体开口

16滑动支承件

18球头销轴

20接头球体

22销轴

24闭锁环

26环区段

28间隙

30成型的壳体区域

32套管

34闭锁元件

36固定区段

38阻挡元件

40凹处

a轴向方向

r径向方向

s路径

F力

Claims

1.一种球形接头（10），包括

-具有壳体开口（14）的接头壳体（12）；

-布置在所述接头壳体（12）中的滑动支承件（16）；

-具有接头球体（20）和销轴（22）的球头销轴（18），所述球头销轴以其接头球体（20）可转动且可摆动地支承在滑动支承件（16）中并且以其销轴（18）穿过壳体开口（14）从接头壳体（12）中伸出；以及

-沿轴向方向（a）将球头销轴（18）的接头球体（20）保持在接头壳体（12）中的部件（24、30、34），

其特征在于，所述部件设计为与接头壳体（12）固定相连的闭锁元件（24），所述闭锁元件沿轴向方向具有比接头壳体（12）更小的强度，其中，所述闭锁元件（24）具有与接头壳体（12）间隔布置的、沿径向方向（r）观察处于外部的环区段（26），从而在闭锁元件（24）的外部环区段（26）与接头壳体（12）之间形成沿轴向方向（a）定向的间隙（28），该间隙在最大力被超过之后使接头球体（20）能进行沿轴向方向（a）定向的运动并且在闭合后控制性地限制所述运动，从而防止分离。

2.根据权利要求1的前序部分所述的球形接头，其特征在于，所述部件设计为与接头壳体（12）固定相连的闭锁元件，其中，所述闭锁元件具有朝向接头球体（20）变形的、在最大力时能至少部分回复变形的边缘区域，并且所述接头壳体（12）由与接头壳体（12）形锁合地和/或力锁合地和/或材料结合地相连的套管（32）包围，其中，闭锁元件的、朝接头球体（20）定向的、变形的边缘区域由套管（32）无接触地包围，从而在闭锁元件的能回复变形的边缘区域与套管（32）之间形成沿轴向方向（a）定向的间隙（28），该间隙在最大力被超过之后使接头球体（20）能进行沿轴向方向（a）定向的运动并且在闭合后控制性地限制所述运动，从而防止分离。

3.根据权利要求1或2所述的球形接头，其特征在于，所述闭锁元件（24、34）具有分段式的结构。

4.根据权利要求1的前序部分所述的球形接头，其特征在于，所述部件设计为接头壳体（12）的朝向接头球体（20）变形的、在最大力时能至少部分回复变形的壳体区域（30），其中，所述接头壳体（12）由与接头壳体（12）形锁合地和/或力锁合地和/或材料结合地相连的套管（32）包围，所述接头壳体（12）在变形的壳体区域（30）的区域中由套管（32）无接触地包围，从而在变形的壳体区域（30）与套管（32）之间形成沿轴向方向（a）定向的间隙（28），该间隙在最大力被超过之后使接头球体（20）能进行沿轴向方向（a）定向的运动并且在闭合后控制性地限制所述运动，从而防止分离。

5.根据权利要求2或4所述的球形接头，其特征在于，所述套管（32）借助通过冷成型过程变形的套管区段与所述接头壳体（12）相连。

6.根据权利要求5所述的球形接头，其特征在于，所述接头壳体（12）具有环绕的材料凹处，所述变形的套管区段接合到该材料凹处中。

7.根据权利要求1的前序部分所述的球形接头，其特征在于，所述部件设计为与接头壳体（12）固定相连的闭锁元件（34），其中，所述闭锁元件（34）具有固定区段（36），所述固定区段通过在最大力时失效的预定断裂部位布置在所述闭锁元件（34）上，所述闭锁元件（34）通过所述固定区段与接头壳体（12）固定相连，其中，所述闭锁元件（34）具有设计为阻挡元件的区域（38），所述区域接合到接头壳体（12）中的对应的凹处（40）中，其中，在接头壳体（12）中的凹处（40）与闭锁元件（34）的设计为阻挡元件的区域（38）之间形成沿轴向方向（a）定向的间隙（28），该间隙在最大力被超过并且所述预定断裂部位失效之后使接头球体（20）能进行沿轴向方向（a）定向的运动并且在闭合后控制性地限制所述运动，从而防止分离。