CN111107971A

CN111107971A - 用于球形接头的包括支承部的双材料保持架

Info

Publication number: CN111107971A
Application number: CN201880061631.0A
Authority: CN
Inventors: 菲利普·杜兰德
Original assignee: JTEKT Europe SAS
Current assignee: JTEKT Europe SAS
Priority date: 2017-09-21
Filing date: 2018-08-29
Publication date: 2020-05-05
Also published as: WO2019058041A1; FR3071188A1; FR3071188B1; BR112020005543A2; US20200276873A1; DE112018005372T5; JP2020534485A

Abstract

本发明涉及一种用于生产车辆的球形接头的保持架的方法，包括：经由第一注射点注射第一材料以便形成在大致球状内表面上包围至少一个容纳部的壳体的步骤；以及，经由第二注射点注射第二材料以便形成壳体的容纳部中的接触区域的步骤。

Description

用于球形接头的包括支承部的双材料保持架

技术领域

本发明涉及用于车辆的球形接头(比如，转向球形接头或悬架球形接头)的保持架的领域。

背景技术

通常，车辆的拉杆通过其端部在一方面连接至齿条并且另一方面连接至车轮。所述连接中的每一种都是借助于平移地完全连接两个部分并允许所述两个部分被一起旋转的球形接头来实现的球状连接。

球形接头的两个部件部分是保持架和头部。

保持架包括大致球状腔体，其旨在接收并保持头部。球状腔体由底部和从底部延伸的保持凸片来界定。

头部是设有大致球状头部的枢转件，所述大致球状头部旨在被引入到腔体中，也就是说在保持架的保持凸片之间。

为了允许球形接头抵抗在车辆的操作期间以及由此的球状接头的操作期间所经受的力与温度，有时使用刚性材料是必要的。

从现有技术中已知的是，以其杨氏模量大于10000MPa的材料(比如聚醚醚酮(PEEK))来生产保持架，或者以载有例如玻璃纤维或碳纤维的来自聚邻苯二甲酰胺(PPA)的组的聚合物的混合物来生产保持架。在下面的描述中，这种材料将被称为刚性的。

然而，构成保持架的保持凸片的低柔性使得将头部组装在保持架中变得困难。实际上，将头部引入到球状腔体中导致了保持凸片的基部处的高应力集中，这可能形成引起破裂的风险的裂纹。

此外，在车辆的操作期间，刚性材料的使用可以导致头部和保持架之间的急跳运动，称为粘滑现象。这种现象尤其产生了噪声危害。

还从现有技术中已知的是，以其杨氏模量在3000MPa范围内的材料(比如，聚甲醛(POM))来生产用于球形接头的保持架。在下面的描述中，这种材料将被称为柔性的。

柔性材料的滑动性能允许限制保持架和头部之间的摩擦，并从而避免粘滑现象。

然而，与机械力相关的热应力导致了柔性材料的流动。因此，可能在头部和保持架之间形成间隙，从而限制用于球形接头的这种保持架的可能的应用领域。

发明内容

本发明的目的在于通过提出一种用于制造车辆的球形接头的保持架的方法来弥补上述缺点中的全部或部分，所述方法包括：

通过第一注射点注射第一材料以便形成在大致球状内表面上包括至少一个容纳部的壳体的步骤；

通过第二注射点注射第二材料以便形成壳体的容纳部中的接触区域的步骤。

在注射第一材料的步骤期间，用于球形接头的保持架的壳体通过所述第一材料来定形状。壳体包括具有大致球状内表面的腔体，至少一个容纳部在该大致球状内表面上延伸。术语容纳部是指形成在壳体的厚度中的凹部。

在注射第二材料的步骤期间，壳体的至少一个容纳部填充有第二材料。

因此，用于球形接头的保持架的第一材料和第二材料是不可分开的。这允许便于组装保持架与头部，以便形成球形接头。此外，两种材料的组装允许获得包括第一材料的机械特性和第二材料的滑动性能的用于球形接头的保持架。

根据本发明的特性，第二材料在至少一个通道中在第二注射点和至少一个容纳部之间流转。

因此，第二材料从第二注射点通过通道被向上引导到容纳部。

优选地，第二注射点形成在壳体的厚度中。

根据本发明的特性，第二材料在多个通道中在第二注射点与多个容纳部之间和/或在多个容纳部之间流转。

因此，在注射点处注射第二材料允许填充所有容纳部。保持架的制造通过两个不同注射点处的材料注射的两个步骤来执行。

根据本发明的特性，所述制造方法包括，在注射第一材料的步骤之后，从第一模具中排出壳体的步骤和将壳体定位在第二模具中的步骤。

第一模具允许在壳体腔体的内表面上形成至少一个容纳部。因此，第一模具包括与第一芯部配合的第一阴性部分。第一芯部包括大致球状元件，对应至少一个容纳部的至少一个肩部在该大致球状元件上延伸。术语“肩部”是指突出表面。

在第一材料的冷却和固化之后，将壳体从第一模具中排出，并且然后重新定位在第二模具中。

第二模具包括与第二芯部配合的第二阴性部分。第二阴性部分优选地包括第二注射点。第二芯部包括大致球状元件，对应至少一个容纳部的至少一个凹部优选地在该大致球状元件上延伸，以便允许相对于壳体的内表面突出地制造至少一个接触区域。

根据另一实施例，所述制造方法包括在注射第一材料的步骤之后，从壳体中提取模具的第一芯部的步骤和将第二芯部插入到壳体中的步骤。

因此，在第一材料的冷却和固化之后，模具的第一芯部被从壳体中提取出，并且然后模具的第二芯部被插入到壳体中取代第一芯部。

在该实施例中，第一芯部和第二芯部被安装在旋转轴线上,该旋转轴线允许依次插入第一芯部并且然后插入第二芯部。

本发明还涉及一种通过根据本发明的方法制造的用于车辆的球形接头的保持架，其包括由第一材料制成的壳体和被一体地定位在壳体的大致球状内表面上的由第二材料制成的至少一个接触区域。

因此，壳体被生产成具有第一材料的机械性能和第二材料的滑动性能的单件。

例如，用于球形接头的保持架具有允许抵抗在其操作期间所经受的力与温度的机械强度以及允许避免用于球形接头的头部与保持架之间的粘滑现象的滑动性能。

根据本发明的特性，至少一个接触区域被壳体的内表面围绕。

因此，第二材料不能流动以形成球形接头的保持架与球形接头的头部之间的间隙。

事实上，在与机械力相关联的热应力期间，第二材料被构成壳体的内表面的第一材料保持。

根据本发明的特性，至少一个接触区域形成了相对于内表面的突起部。

因此，球形接头的头部仅接触具有相对于内表面的摩擦系数减小的摩擦系数的至少一个接触区域。

此外，当组装保持架与头部以形成球形接头时，至少一个接触区域被部分地挤压使得头部将与用于球形接头的保持架的至少一个接触区域完美地接触。

根据本发明的特性，用于球形接头的保持架包括多个接触区域。

因此，接触区域更好地分布在保持架的内表面上。

此外，接触区域具有更小的尺寸，从而降低了第二材料的流动的风险。

根据本发明的特性，至少一个接触区域通过至少一个通道连接至第二注射点。

因此，在用于球形接头的保持架的制造期间，构成接触区域的第二材料在单个位置处被注射，并且然后通过至少一个通道扩散，以便填充所有接触区域。

根据本发明的特性，多个接触区域通过多个通道彼此连接。

根据本发明的特征，所述至少一个通道与内表面在同一平面中。

因此，所述至少一个通道位于不存在与用于球形接头的头部接触的区域中。

根据本发明的特性，第一材料是其杨氏模量大于10000MPa的材料。

因此，第一材料允许用于球形接头的保持架抵抗其在车辆定向的操作期间所经受的力和温度。

根据本发明的特性，第二材料是其杨氏模量在3000MPa的范围内的材料。

因此，第二材料允许限制球形接头的保持架与头部之间的摩擦并避免粘滑现象。

附图说明

由于以下描述，将更好地理解本发明，所述描述涉及通过非限制性示例给出并且参考所附示意图解释的根据本发明的实施例，图中：

图1是用于根据本发明的球形接头的壳体的截面图；

图2是用于根据本发明的球形接头的壳体的保持凸片。

具体实施方式

如图1中所示，用于球形接头的壳体1是使用包括注射第一材料的步骤的方法来制造的。

构成壳体1的第一材料具有允许壳体1抵抗在车辆动力转向系统中所经受的机械力与温度的机械性能。第一材料的杨氏模量大于10000MPa，比如聚醚醚酮(PEEK)或者载有例如玻璃纤维或碳纤维的来自聚邻苯二甲酰胺(PPA)的组的聚合物的混合物。

第一材料通过第一注射点22以粘稠液体的形式注射到模具中。模具包括与第一芯部配合的阴性部分。阴性部分包括球状腔体和第一注射点22。第一芯部包括与阴性部分的球状腔体配合的球状元件，肩部在其上延伸。

在注射第一材料的步骤期间生产的壳体1包括具有限定半径R1的大致球状腔体，该大致球状腔体具有大致圆形开口。如可以在图2中看到的，腔体由5个等同的保持凸片43形成，所述保持凸片从与开口相对的底部23处以均匀的方式延伸。底部23包括第一注射点22。

腔体的旋转轴线YY'被限定为垂直于底部23的轴线。

腔体的赤道线XX'被限定为在距底部23的等于腔体的半径R1的距离处与旋转轴线YY'垂直地相交的轴线XX'。

保持凸片43具有侧向边缘44，其与相邻保持凸片43的侧向边缘44通过缺口42分开。

保持突片43的被包括在腔体的底部23与赤道线XX'之间的部分将被称为下部区域，并且保持突片43的被包括在腔体的赤道线XX'与开口之间的部分将被称为上部区域。

保持突片43的每个下部区域包括具有0.28mm深度的容纳部33，其延伸成距腔体的赤道线XX'4mm，距底部23为2mm，并且距保持凸片43的侧向边缘44的每一个2mm。

保持凸片43的每个上部区域包括由缺口41分开的沿着旋转轴线YY'延伸的两个伸长部4。每个伸长部4包括具有0.28mm深度的容纳部31，其延伸成距腔体的赤道线XX'1.5mm，距开口1.5mm并且距伸长部的侧向边缘44的每一个1.5mm。

保持凸片的每个伸长部4的每个容纳部31通过通道32连接至保持凸片43的下部区域的容纳部，所述下部区域的容纳部本身通过另一通道32连接至壳体1在旋转轴线YY'上的以一定厚度形成的第二注射点34。

容纳部33、31和通道32通过第一芯部的肩部形成。

当壳体1固化时，制造方法执行从模具中提取第一芯部的步骤以及然后将第二芯部插入到壳体1中的步骤。

第二芯部包括具有大致类似于第一芯部的球状元件的直径的直径的球状元件，以允许与壳体1的球状腔体配合。第二芯部的球状元件包括面向壳体1的容纳部31、33的凹部。

然后，所述制造方法执行注射第二材料的步骤。

第二材料具有优于第一材料的滑动性能，但是具有在3000MPa的范围内的杨氏模量，比如聚甲醛(POM)。因此，当第二材料承受机械应力和温度应力(比如，车辆转向的机械应力和温度应力)时，第二材料流动。

第二材料通过第二注射点34以粘稠液体的形式注射到模具中。第二材料从第二注射点34流动到壳体1的通道32中，以便填充壳体1的容纳部33、31和第二芯部的凹部。因此，存在于容纳部31、33中的第二材料(下文中称为接触区域)相对于保持凸片43的内表面21形成具有0.02mm厚度的突起部。存在于通道32中的第二材料与内表面21齐平。

其容纳部31、33填充有第二材料的壳体1在下文中被称为保持架。

当第二材料固化时，从模具中排出保持架。

最后，组装球形接头的步骤包括，将用于球形接头的头部插入到保持架中，以便形成例如车辆转向球形接头或悬架球形接头。

在组装期间，用于球形接头的头部接触并部分地挤压接触区域。因此，头部在保持架中被完美地调整。

当球形接头处于压应力之下时，头部被设计成与保持凸片43的下部区域的接触区域接触。

当球形接头处于拉应力之下时，头部被设计成与保持凸片43的上部区域的接触区域接触。

当然，本发明不限于在附图中描述和表示的实施例。在由此不脱离本发明的保护范围的情况下，仍然可以进行修改，特别是从各种元件的组成的角度上或者通过技术等效物的置换。

Claims

1.一种用于制造车辆的球形接头的保持架的方法，包括：

-通过第一注射点(22)注射第一材料以便形成在大致球状内表面(21)上包括至少一个容纳部(31，33)的壳体(1)的步骤；

-通过第二注射点(34)注射第二材料以便形成所述壳体(1)的容纳部(31，33)中的接触区域的步骤。

2.根据权利要求1所述的用于制造球形接头的保持架的方法，其中，所述第二材料在至少一个通道(32)中在所述第二注射点(34)与所述至少一个容纳部(31，33)之间流转。

3.根据前述权利要求中任一项所述的用于制造球形接头的保持架的方法，包括在注射第一材料的步骤之后，从第一模具中排出所述壳体(1)的步骤和将所述壳体(1)定位在第二模具中的步骤。

4.根据权利要求1或2中任一项所述的用于制造球形接头的保持架的方法，包括在注射第一材料的步骤之后，从第一壳体模具(1)中提取第一芯部的步骤和将第二芯部插入到所述壳体(1)中的步骤。

5.一种通过前述权利要求中任一项所述的方法制造的用于车辆的球形接头的保持架，包括由第一材料制成的壳体(1)和被一体地定位在所述壳体(1)的大致球状内表面(21)上的由第二材料制成的至少一个接触区域。

6.根据权利要求5所述的用于球形接头的保持架，其中，所述至少一个接触区域被所述壳体(1)的内表面(21)围绕。

7.根据权利要求5或6中任一项所述的用于球形接头的保持架，其中，所述至少一个接触区域形成了相对于所述内表面(21)的突起部。

8.根据权利要求5至7中任一项所述的用于球形接头的保持架，其中，所述至少一个接触区域通过至少一个通道(32)连接至第二注射点(34)。

9.根据权利要求8所述的用于球形接头的保持架，其中，所述至少一个通道(32)与所述内表面(21)在同一平面内。

10.根据权利要求5至9中任一项所述的用于球形接头的保持架，其中，所述第一材料是杨氏模量大于10000MPa的材料。

11.根据权利要求5至10中任一项所述的用于球形接头的保持架，其中，所述第二材料是杨氏模量在3000MPa的范围内的材料。