CN110546392A - 用于制造球铰链的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于制造球铰链(1)的方法，该球铰链包括具有外壳销孔(2)的外壳(3)、布置在外壳(3)中且具有内壳销孔(4)的内壳(5)和包括球头节(6)的球头销(7)，该球头销利用其球头节(6)可移动地支承在内壳(5)中并且穿过内壳销孔(4)从内壳(5)中延伸出，其中‑将球头销(7)插入外壳(3)中并且利用其球头节(6)在外壳中定位，使得在外壳(3)和球头销(7)之间保留围绕球头节(6)和/或球头销(7)的空隙并且球头销(7)穿过外壳销孔(2)从外壳(3)中延伸出，‑之后以塑料物质填充空隙并且在此球头节(6)被塑料物质包围，之后塑料物质硬化并且在硬化状态下形成内壳(5)，‑并且在塑料物质硬化时在外壳(3)和内壳(5)之间形成的间隙(19)在硬化之后通过外壳(3)的压缩而闭合。

Description

用于制造球铰链的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造球铰链的方法，该球铰链包括具有外壳销孔的外壳、布置在外壳中且具有内壳销孔的内壳和包括球头节的球头销，该球头销利用其球头节可移动地支承在内壳中并且穿过内壳销孔从内壳中延伸出，其中球头销插入外壳中并且利用其球头节在外壳中定位，使得在外壳和球头销之间保留围绕球头节和/或球头销的空隙并且球头销穿过外壳销孔从外壳延伸出，之后以塑料物质填充该空隙并且在此球头节被塑料物质包围，之后塑料物质将硬化并且在硬化状态下形成内壳。

背景技术

这种方法例如从EP 3 023 652 A1中已知。在此不利的是，塑料物质在其滑动特性方面不可优化。这是由于在内壳和球头节之间促使最佳滑动摩擦的塑料物质在硬化期间强烈收缩，从而内壳在硬化之后不再与外壳紧密配合。出于该原因，在实际中选用不会收缩或仅略有收缩的塑料物质。然而这种塑料物质在内壳和球头节之间的滑动摩擦方面不会达到最佳结果。

发明内容

由此出发，本发明的目的在于，改善在内壳和球头节之间的滑动特性，并且仍可确保内壳与外壳的紧密配合。

该目的通过根据权利要求1所述的方法实现。在从属权利要求和以下说明中给出了该方法的优选改进方案。

在开头所述的用于制造球铰链的方法中，球铰链包括具有外壳销孔的外壳、布置在外壳中且具有内壳销孔的内壳和包括球头节的球头销，该球头销以其球头节可移动地支承在内壳中并且穿过内壳销孔从内壳中延伸出，其中

-球头销插入外壳中并且利用其球头节在外壳中定位，使得在外壳和球头销之间保留围绕球头节和/或球头销的空隙并且球头销穿过外壳销孔从外壳中延伸出，

-之后以塑料物质填充该空隙并且在此球头节被塑料物质包围，之后塑料物质将硬化并且在硬化状态下形成内壳，

-该方法特别是通过以下方式被改进，即在塑料物质硬化时在外壳和内壳之间形成的间隙在硬化之后通过外壳的收缩特别是持久地闭合。

外壳通过收缩以如下方式变形或成形，即在外壳和内壳之间的间隙闭合。由此，内壳与外壳紧密配合。由于通过间隙在硬化之后的闭合可允许塑料物质在硬化期间收缩，因此对于塑料物质可使用在内壳和球头节之间可实现较小滑动摩擦的塑料。外壳优选地通过收缩发生塑性变形和/或永久变形。

在本申请的范畴下，硬化优选地可理解为冷却和/或硬化状态可理解为冷却状态。硬化和/或冷却特别是可理解为塑料物质在保持不变的温度下变硬。优选地基于塑料物质的冷却进行硬化。因此，加热的或热的塑料物质可被冷却，由此可实现塑料物质的硬化。

外壳优选地沿轴向方向延伸。外壳特别是配有沿轴向方向延伸的中轴线。外壳有利地包括环绕中轴线的外壳壁。外壳优选地构造为关于中轴线旋转对称或者基本上旋转对称。外壳壁有利地特别是在其内圆周处构造为圆柱形或基本上为圆柱形。外壳的压缩优选地通过外壳壁的直径减小来进行。

内壳优选地沿轴向方向延伸。内壳有利地包括环绕中轴线的内壳壁。内壳有利地构造为关于中轴线旋转对称或基本上旋转对称。内壳壁优选地特别是在其内圆周处构造为球形或部分球形或者基本上为球形或部分球形。内壳壁优选地特别是在其外圆周处构造为圆柱形或基本上为圆柱形。特别是在内壳壁的外周面和外壳壁的内周面之间形成间隙。特别是在压缩之后，内壳壁有利地以其外周面贴靠在外壳壁的内周面处。通过外壳的压缩，外壳壁优选地以其内周面贴靠在内壳壁的外周面处。

一个或任何横向于轴向方向和/或中轴线延伸的方向特别是被称为径向方向。外壳的压缩优选为径向压缩和/或优选地在径向上进行。外壳壁的直径减小优选为径向的直径减小和/或优选地在径向上进行。在压缩之前，间隙特别是在径向上延伸。例如，间隙在压缩之前形成围绕中轴线和/或围绕内壳延伸的环形空间。

特别是制造和/或提供外壳。外壳优选地由金属构成。外壳优选地由金属制造。该金属特别是为钢或铝。外壳优选地由板材构成。外壳优选地由板材制造。该板材优选为金属板，例如钢板或铝板。

特别是制造和/或提供球头销。球头销优选地由金属构成。球头销优选地由金属制造。该金属特别是为钢或不锈钢或钛。球头销特别是具有销子。销子优选地与球头节固定和/或刚性连接。球头节有利地布置在销子的端部和/或球头节构成球头销的一个端部。球头销优选地配有球头销纵轴线，其特别是延伸通过球头节的中点。球头销优选地关于球头销轴线旋转对称或基本上旋转对称。球头节的特别是沿球头销轴线背离销子的端部优选地被称为顶点或顶点区域。例如，球头节在顶点区域中被构造为平面和/或非球形。球头销优选地穿过外壳销孔从外壳中延伸出来。球头销特别是穿过销孔从壳体延伸出来。中轴线优选地延伸通过球头节的中点。球头销特别是插入外壳中并且利用其球头节支承在外壳中，从而中轴线延伸通过球头节的中点。

内壳优选地由塑料构成。内壳优选地由塑料和/或塑料物质制造。该塑料和/或塑料物质特别是为聚酰胺(PA)或聚甲醛(POM)。塑料和/或塑料物质有利地以纤维掺杂和/或加强。纤维例如为玻璃纤维或碳纤维。

根据一个改进方案，在以塑料物质填充空隙之前将外壳的限定外壳销孔的端部向内或在径向内部弯折，之后在以塑料物质填充空隙时将该端部嵌入到塑料物质中。由此，内壳优选地特别是在轴向方向上形状配合地固定在外壳处和/或外壳中。外壳的限定外壳销孔的端部特别是为外壳的轴向端部。

根据一个设计方案，在以塑料物质填充空隙之前将外壳的背离外壳销孔的端部向内或在径向内部弯折，之后在以塑料物质填充空隙时将该端部嵌入到塑料物质中。由此，内壳优选地特别是在轴向方向上形状配合地固定在外壳处和/或外壳中。外壳的背离外壳销孔的端部特别是外壳的轴向端部。外壳的背离外壳销孔的端部有利地限定外壳的安装孔。

外壳销孔优选地具有比球头节的直径小的直径。外壳优选地以如下方式被制造和/或外壳的限定外壳销孔的端部优选地以如下方式向内部或在径向内部被弯折，使得外壳销孔具有比球头节的直径小的直径。由此将有利地实现球头节与外壳的向内部或在径向内部弯折且限定外壳销孔的端部轴向重叠。该轴向重叠特别是提高了球头销的拉出强度。

安装孔的直径优选地大于或等于球头节的直径。外壳优选地以如下方式被制造和/或外壳的背离外壳销孔的端部以如下方式向内部或在径向内部被弯折，使得安装孔的直径大于或等于球头节的直径。由此，球头销可穿过安装孔插入外壳中。球头销优选地穿过安装孔和/或外壳的背离外壳销孔的端部插入外壳中。

根据一个变型方案，外壳特别是在其背离外壳销孔的外壳端部处具有底部。在该底部中特别是设置有填充孔，通过该填充孔向空隙填充塑料物质。外壳销孔的直径优选地大于或等于球头节的直径。外壳优选地以如下方式被制造和/或外壳的限定外壳销孔的端部以如下方式向内部或在径向内部被弯折，使得外壳销孔的直径大于或等于球头节的直径。由此，球头销可穿过外壳销孔插入外壳中。球头销优选地穿过外壳销孔和/或穿过外壳的限制外壳销孔的端部插入外壳中。

以塑料物质填充空隙特别是通过浇铸或压铸进行。例如将塑料物质浇入或喷入空隙中。以塑料物质包围球头节优选地通过以塑料物质浇铸包封或注塑包封球头节来进行。球头节特别是以塑料物质被浇注包封或注塑包封。在以塑料物质填充空隙之前优选地将外壳和球头销插入或装入模具中，该模具优选为铸造模具或注塑模具。以塑料物质填充空隙特别是在铸造模具或注塑模具中进行。

根据一个改进方案，在以塑料物质填充空隙时，除了环绕球头销的销孔区域，球头节被塑料物质包围，该销孔区域在硬化之后形成内壳销孔。销孔区域特别是由模具占据或占用，从而受到保护以防塑料物质渗入。

优选地在以塑料物质填充空隙时，环绕销孔区域和/或球头销且穿过外壳销孔从外壳中延伸出的连接区域由塑料物质形成。连接区域在其外圆周处具有环槽。连接区域和/或环槽特别是用于固定密封套。在连接区域处和/或在环槽处或环槽中优选地固定有围绕球头销的密封套，其优选地从连接区域和/或环槽延伸至球头销并且特别是密封地贴靠在球头销处。

根据一个设计方案，在以塑料物质填充空隙之前，在背离外壳销孔的顶点区域中通过顶盖将球头节盖住，在以塑料物质填充空隙时该顶盖嵌入塑料物质中。球头节特别是在顶点区域中不同于球形。这种情况例如是由于制造引起的。在这种情况下，如果没有顶盖，则塑料物质也会在顶点区域中接触球头节，从而在硬化状态下防止和/或妨碍球头节在内壳中的可移动性。例如，球头节在其背离外壳销孔的顶点区域中构造为平面。特别是制造和/或提供顶盖。顶盖优选地由金属和/或塑料构成。顶盖优选地由金属和/或塑料制造。在以塑料物质填充空隙之前，顶盖优选地插入或装入和/或定位在外壳和/或模具中。

根据一个改进方案，外壳被压入铰接容纳构件的铰接容纳部中。在此，优选地通过将外壳压入铰接容纳部中使外壳压缩。由此，可省去在将铰接头安装到铰接容纳部中之前的独立压缩步骤。铰接容纳构件优选为轮架或悬架臂，例如纵臂或横臂。铰接容纳部优选地由轴承孔或由设置在铰接容纳构件中的例如贯通的凹口形成。特别是制造和/或提供铰接容纳构件。铰接容纳构件有利地由塑料和/或金属构成。铰接容纳构件优选地由塑料和/或金属制造。

根据一个设计方案，优选地在将球头销装入外壳中之前，通过在外壳的外圆周处构造环形卷边使外壳变形，之后特别是将外壳压入铰接容纳部中，直到环形卷边贴靠在铰接容纳构件处和/或形成贴靠。在这种情况下，环形卷边形成止挡。例如，通过外壳的压缩特别是在轴向上构造环形卷边。

附图说明

下面将参考附图借助于优选的实施方式说明本发明。其中：

图1示出了根据第一实施方式的压入铰接容纳部中的球铰链的纵截面，

图2示出了在将球铰链压入铰接容纳部中之前图1中以A表示的区域的图示，

图3示出了根据第二实施方式的压入铰接容纳部中的球铰链的纵截面，并且

图4示出了在将球铰链压入铰接容纳部中之前图3中以A表示的区域的图示。

具体实施方式

从图1中可看到根据第一实施方式的球铰链1的纵截面，该球铰链包括具有外壳销孔2的由板材制成的外壳3、布置在外壳3中且具有内壳销孔4的由塑料制成的内壳5和包括球头节6的球头销7，该球头销利用其球头节6可移动地支承在内壳5中并且穿过内壳销孔4从内壳5中伸出。

外壳3的限定外壳销孔2的端部8向内部弯折并且嵌入内壳5的塑料中。此外，外壳3的背离外壳销孔2的端部9向内部弯折并且嵌入内壳5的塑料中。在此，端部9限定外壳3的安装孔20。由此，内壳5在轴向方向x上形状配合地固定在外壳3中。此外，外壳销孔2的直径小于球头节6的直径，从而外壳3的限定外壳销孔2的端部8在轴向方向x上与球头节6重叠。而安装孔20的直径大于或等于球头节6的直径。

外壳3配有中轴线10，外壳3构造为关于该中轴线旋转对称。内壳5也关于中轴线10旋转对称。此外，球头销7配有球头销轴线，球头销7关于该球头销轴线旋转对称。根据图1所示的球铰链1的状态，球头销轴线11与中轴线10重合。

内壳5包括围绕内壳销孔4且穿过外壳销孔2从外壳3中延伸出的连接区域12，在其外圆周中设置有环槽13。该环槽13用于固定密封套(未示出)。此外，球头节6在背离外壳销孔2的顶点区域14中由顶盖15覆盖，该顶盖嵌入内壳中。球头节6在顶点区域14中构造为平面。

外壳3在其外圆周处具有环形卷边16，其贴靠在铰接容纳构件17处，该铰接容纳构件具有呈凹口形式的铰接容纳部18，外壳3压入其中。

下面将说明球铰链1的制造。首先制造外壳3和球头销7。然后将外壳3和球头销7装入模具(未示出)中，其中将球头销7插入外壳3中并且利用其球头节6定位在外壳3中，使得在外壳3和球头销7之间保留环绕球头节6和/或球头销7的空隙，并且球头销7穿过外壳销孔2从外壳3中延伸出。在此，球头销7特别是在箭头方向x上穿过安装孔20插入外壳3中。此外，优选地将顶盖15装入外壳3中和/或定位在外壳3中。然后，以塑料物质填充空隙并且在此球头节6被塑料物质包围，该塑料物质随后硬化并且在硬化状态下形成内壳5。模具例如为铸造模具或注塑模具。此外，模具特别是被构造为使得塑料物质具有或近似地具有内壳5的形状。

由图2可看到在将外壳3压入铰接容纳部18中之前图1中以A表示的区域的图示。可看出，在外壳3和内壳5之间存在间隙19，其在塑料物质硬化和/或冷却时形成。这特别是由于塑料物质和/或内壳5和/或由塑料物质形成的主体在塑料物质硬化或冷却期间会收缩。

然后，将球铰链1利用其外壳3压入铰接容纳构件17的铰接容纳部18中。通过该压入使外壳3变形为使得间隙19闭合。

从图3中可看到根据第二实施方式的球铰链1的纵截面，该球铰链包括具有外壳销孔2的由板材制成的外壳3、布置在外壳3中且具有内壳销孔4的由塑料制成的内壳5和包括球头节6的球头销7，该球头销利用其球头节6可移动地支承在内壳5中并且穿过内壳销孔4从内壳5中延伸出。

外壳3的限定外壳销孔2的端部8向内部弯折并且嵌入内壳5的塑料中。由此，内壳5在轴向方向x上形状配合地固定在外壳3中。在此，外壳销孔2的直径大于或等于球头节6的直径。此外，外壳3的背离外壳销孔2的端部9具有底部21，在底部中设置有填充孔22。

外壳3配有中轴线10，外壳3构造为关于该中轴线旋转对称。内壳5也关于中轴线10旋转对称。此外，球头销7配有球头销轴线11，球头销7关于该球头销轴线旋转对称。根据图3所示的球铰链1的状态，球头销轴线11与中轴线10重合。

内壳5包括围绕内壳销孔4且穿过外壳销孔2从外壳3中延伸出的连接区域12，在其外圆周中设置有环槽13。该环槽13用于固定密封套(未示出)。此外，球头节6在背离外壳销孔2的顶点区域14中由顶盖15覆盖，该顶盖嵌入内壳中。球头节6在顶点区域14中构造为平面。

外壳3在其外圆周处具有环形卷边16，其贴靠在铰接容纳构件17处，该铰接容纳构件具有呈凹口形式的铰接容纳部18，外壳3压入其中。

下面将说明球铰链1的制造。首先制造外壳3和球头销7。然后将外壳3和球头销7装入模具(未示出)中，其中将球头销7插入外壳3中并且利用其球头节6定位在外壳中，使得在外壳3和球头销7之间保留环绕球头节6和/或球头销7的空隙，并且球头销7穿过外壳销孔2从外壳3中延伸出。在此，球头销7特别是反向于箭头x的方向穿过外壳销孔2插入外壳3中。此外，优选地将顶盖15装入外壳3中和/或定位在外壳中。然后，以塑料物质填充空隙并且在此球头节6被塑料物质包围，该塑料物质随后硬化和/或冷却并且在硬化或冷却状态下形成内壳5。在此，塑料物质特别是穿过填充孔22被引入空隙中。模具例如为铸造模具或注塑模具。此外，模具特别是被构造为使得塑料物质具有或近似地具有内壳5的形状。

由图4可看到在将外壳3压入铰接容纳部18中之前图3中以A表示的区域的图示。可看出，在外壳3和内壳5之间存在间隙19，其在塑料物质硬化时形成。这特别是由于塑料物质和/或内壳5和/或由塑料物质形成的主体在塑料物质硬化和/或冷却期间会收缩。

然后，将球铰链1利用其外壳3压入铰接容纳构件17的铰接容纳部18中。通过该压入使外壳3变形为使得间隙19闭合。

附图标记

1 球铰链

2 外壳销孔

3 外壳

4 内壳销孔

5 内壳

6 球头销的球头节

7 球头销

8 外壳的轴向端部

9 外壳的轴向端部

10 外壳的中轴线

11 球头销的球头销轴线

12 内壳的连接区域

13 连接区域中的环槽

14 球头节的顶点区域

15 顶盖

16 外壳的环形卷边

17 铰接容纳构件

18 铰接容纳构件的铰接容纳部

19 间隙

20 外壳的安装孔

21 外壳的底部

22 外壳底部中的填充孔

x 轴向

Claims (13)

1.一种用于制造球铰链(1)的方法，该球铰链包括具有外壳销孔(2)的外壳(3)、布置在所述外壳(3)中且具有内壳销孔(4)的内壳(5)和包括球头节(6)的球头销(7)，该球头销利用其球头节(6)能移动地支承在所述内壳(5)中并且穿过所述内壳销孔(4)从所述内壳(5)中延伸出，其中

-将所述球头销(7)插入到所述外壳(3)中并且利用其球头节(6)在所述外壳中定位，使得在所述外壳(3)和所述球头销(7)之间保留围绕所述球头节(6)和/或所述球头销(7)的空隙，并且所述球头销(7)穿过所述外壳销孔(2)从所述外壳(3)中延伸出，

-之后以塑料物质填充所述空隙并且在此所述球头节(6)被所述塑料物质包围，之后所述塑料物质硬化并且在硬化状态下形成所述内壳(5)，

其特征在于，在所述塑料物质硬化时在所述外壳(3)和所述内壳(5)之间形成的间隙(19)在硬化之后通过所述外壳(3)的压缩而闭合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在以所述塑料物质填充所述空隙之前将所述外壳(3)的限定所述外壳销孔(2)的端部(8)向内部弯折，之后在以所述塑料物质填充所述空隙时所述端部(8)嵌入到所述塑料物质中。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在以所述塑料物质填充所述空隙之前将所述外壳(3)的背离所述外壳销孔(2)的端部(9)向内部弯折，之后在以所述塑料物质填充所述空隙时所述端部(9)嵌入到所述塑料物质中。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述球头销(7)穿过所述外壳(3)的背离所述外壳销孔(2)的端部(9)插入到所述外壳(3)中。

5.根据权利要求2至4中任一项所述的方法，其特征在于，所述外壳(3)的限定所述外壳销孔(2)的端部向内部被弯折，使得所述外壳销孔(2)的直径小于所述球头节(6)的直径。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述外壳(3)具有底部(21)，在该底部中设置有填充孔(22)，通过该填充孔向所述空隙填充所述塑料物质。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，使所述球头销(7)穿过所述外壳(3)的限定所述外壳销孔(2)的端部(8)插入到所述外壳(3)中。

8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在以所述塑料物质填充所述空隙时，所述球头节(6)除了围绕所述球头销(7)的销孔区域之外都被所述塑料物质包围，该销孔区域在硬化之后形成所述内壳销孔(4)。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在以所述塑料物质填充所述空隙时，包围所述销孔区域且穿过所述外壳销孔(2)从所述外壳(3)中延伸出的连接区域(12)由所述塑料物质构成。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述连接区域(12)在其外圆周处具有环槽(13)。

11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，在以所述塑料物质填充所述空隙之前，在背离所述外壳销孔(2)的顶点区域(14)中以顶盖(15)覆盖所述球头节(6)，在以所述塑料物质填充所述空隙时该顶盖嵌入到所述塑料物质中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述外壳(3)被压入到铰接容纳构件(17)的铰接容纳部(18)中，其中通过将所述外壳(3)压入到所述铰接容纳部(18)中使所述外壳(3)压缩。

13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于，在将所述球头销(7)装入到所述外壳(3)中之前，通过在所述外壳(3)的外圆周处构造环形卷边(16)使所述外壳(3)变形，之后将所述外壳(3)压入到所述铰接容纳部(18)中，直到所述环形卷边(16)贴靠在所述铰接容纳构件(17)处。