CN112119227A - 特别是用于机动车的底盘部件的球形接头 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及球形接头(5)，其具有球形轴颈(10)、两个支承壳(20)和壳体(40)，所述球形轴颈颈具有球形区段(12)，所述支承壳在所述球形区段(12)上设置为，在它们之间存在小的间隙(30)，所述壳体一件式地由塑料制成并且如下地包围所述两个支承壳(20)，使得它们由所述壳体(40)向所述球形区段(12)加载。

Description

特别是用于机动车的底盘部件的球形接头
技术领域
本发明涉及球形接头，该球形接头具有球形轴颈，该球形轴颈借助两个支承壳容纳在壳体内。
背景技术
球形接头在各种设计中是已知的。对设置为用于机动车的底盘部件的球形接头的通常要求是：具有高拉出力的球形轴颈容纳在壳体中，使得精确限定的摩擦力矩在球形轴颈与支承壳之间作用并且产生小的磨损。
由EP 2 284 408 A1已知一种球形接头，其中两个支承壳设置在金属壳体内并且然后用塑料注射包封。壳体在内侧设置有滚花
Figure BDA0002640919420000011
使得塑料被机械式地保持在壳体内。
发明内容
本发明的目的是：提供一种球形接头，其出众之处在于较好的性能并且可以成本有利地制造。
为了实现该目的，根据本发明设置有球形接头，该球形接头包括具有球形区段的球形轴颈、两个支承壳和壳体，所述两个支承壳在所述球形区段上设置为，在它们之间存在小的间隙，所述壳体一件式地由塑料制成并且包围所述两个支承壳，使得这两个支承壳由壳体向球形区段加载。该球形接头具有低制造成本，这是因为包围两个支承壳的塑料用作壳体，该壳体与两个支承壳直接接触并且具有所需的强度和稳定性。外部壳体是不需要的。这种结构还避开了在现有技术中出现的问题：围绕支承壳周围注塑的塑料在固化时收缩，使与原本的壳体的可靠连接变得困难。根据本发明的球形接头还具有的优点是，用于注射包封支承壳的塑料材料的收缩可以有目的性地转化为压紧力，通过该压紧力将支承壳向球形区段加载，这是因为两个支承壳因为在其之间存在没有材料等的间隙而沿轴向方向相对球形区段可滑动。相反，在现有技术中，支承壳彼此支撑，因而在它们应通过预紧力压靠到球形区段上的情况中必须总体上强烈地变形。
根据本发明的实施方式设定：支承壳具有互反的接合区段，使得它们沿径向方向和周向方向定心、但沿轴向方向相对彼此可移动。接合区段确保了，即使当所述两个支承壳设置在注射成型模具中并且液态的塑料被压入到该注射成型模具中时，这两个支承壳相对彼此也保持定心。
所述接合区段设计为沿周向方向中断。
特别有利的是：接合区段沿周向方向观察彼此紧密贴靠。由此无需额外的措施就可以确保的是，液态的塑料材料在注射包封时不会到达在两个支承壳之间的区域中和/或球形区段上；这对球形接头的功能性是不利的。
优选地，接合区段共同构成向外突出的接合部，该接合部被壳体的材料牢固地包围。接合部有助于将两个支承壳可靠地固定在塑料壳体内。
优选地，一个支承壳的接合区段与另一个支承壳卡锁。这能够实现的是，两个支承壳预装配在球形轴颈上，使得它们与该球形轴颈可以作为组件设置在注射成型模具中。
根据本发明的设计方案设定：支承壳在其外侧上具有袋形的凹深部。袋形的凹深部导致支承壳的壁厚的有目的性的减小，使得支承壳的挠性在那里可以被沿径向方向调节并且压紧力由此可以被调节，通过该压紧力将支承壳压靠到球形区段上。
优选地，支承壳的在凹深部的底部上的壁厚小于支承壳的在相邻凹深部之间的壁厚的50％，使得支承壳的在袋底区域中的弹性显著提高。
根据本发明的设计方案设定：支承壳设置有润滑剂槽，这些润滑剂槽通到支承壳的轴向端部。这能够实现的是，球形接头在之后可以被润滑，即在壳体被注射到支承壳上之后。
壳体可以设置有凹部，这些凹部从轴向端侧出发向中心延伸。通过所述凹部，壳体的刚度和由此由壳体施加到支承壳上的预紧可以有目的性地被调节。此外，凹部还导致重量节省。
根据本发明的设计方案设定：壳体附着在支承壳上。这可以通过以下方法实现：支承壳通过塑料材料注射包封，所述塑料材料处于合适的温度，使得支承壳在外侧略微熔化。此外，为塑料壳体使用可以与支承壳的材料进行材料锁合连接的材料。例如，为壳体使用与支承壳相同的材料。
附图说明
下面借助附图所示的实施方式描述本发明。在这些附图中:
图1示出根据本发明的球形接头的纵剖视图；
图2示出图1的球形接头的透视图；
图3示出图1的球形接头的支承壳的示意性剖视图，其中支承壳在其外侧设置有袋形的凹深部；
图4示出图3的支承壳的透视图；
图5示出图1的球形接头的支承壳的示意性剖视图，其中支承壳在其内侧设置有润滑剂槽；
图6示出图5的支承壳的透视图；
图7示出根据本发明的球形接头预装配时的一个步骤的透视图；
图8示出在注射包封前包括球形轴颈和支承壳的预装配组件的剖视图；
图9示出图8的细节IX的放大比例图。
具体实施方式
在图1中可以看到球形接头5，该球形接头具有作为基本构件的球形轴颈10、两个支承壳20和壳体40。
球形轴颈10具有球形区段12，从该球形区段出发，在对立的端部上分别延伸有轴颈14。两个轴颈与中心轴线16同心，该中心轴线也延伸穿过球形区段12的中心点。
为了便于说明，下面假设中心轴线16延伸穿过基于球形区段12的球的“极点”。因此，在所示的实施方式中，球形区段12的外表面沿球形区段12的“赤道”延伸。球形区段12的外表面延伸至多少“纬度”取决于轴颈14的直径。在所示实施方式中，外表面延伸至大约±40°的水平。
原则上也可考虑的是，仅存在一个轴颈14。
在所示实施方式中，球形轴颈10是中空的。换句话说：具有延伸穿过两个轴颈14和球形区段12的中空腔18。
在所示实施方式中，球形轴颈10由金属、特别是由钢制成。
两个支承壳20分别沿周向方向环绕地设计。它们具有内置周向边缘22和外置周向边缘24。内置周向边缘22在此设置在球形区段12的赤道侧，而外置周向边缘24设置在轴颈14侧。
每个支承壳20的内表面具有球形区段的形状。
支承壳由塑料制成，其中，可以使用多种热塑性塑料和热固性塑料。
如图3和4可以看到的，每个支承壳20在其外侧上、即背离球形区段12的那侧上具有多个袋形的凹深部26。
每个凹深部26都是闭合的、即具有周向边缘28，该周向边缘将凹深部26从支承壳20的外侧界定。
凹深部26用于局部减小支承壳20的壁厚。在所示实施例中，在凹深部的底部上的壁厚s小于支承壳20在各凹深部26之间的区域中的壁厚的50％。
凹深部的尺寸可以适配相应的要求。在所示实施例中，凹深部的平行于中心轴线16测量的高度在数量级上为相应支承壳的高度的30％。
在所示实施例中，在相邻的凹深部26之间的沿周向方向测量的距离约为每个凹深部26的宽度的50％。
如图5和6可以看到的，每个支承壳20在其内表面、即与球形区段12的外表面共同作用的一侧上具有多个润滑剂槽28。它们通到外置周向边缘24。
在所示实施例中，润滑剂槽28沿球形区段上的经度方向延伸。可选地还可能的是，润滑剂槽以与0°不同的角度倾斜于经度延伸。
袋形的凹深部26和润滑剂槽28在此在不同支承壳20上示出。在实践中，球形接头5可以具有袋形的凹深部26，或可以具有润滑剂槽28，或可以既具有袋形的凹深部26又具有润滑剂槽28。
当两个支承壳预装配在球形区段12上时，在这两个支承壳20之间有小的间隙30。换句话说：支承壳20的两个内部周向边缘22以等于间隙30宽度的距离彼此对置。因此，所述间隙沿球形区段12的赤道延伸(假设两个支承壳精确地定心设置在球形区段12上)。
支承壳的内部周向边缘22互反地设置有接合区段32、34。“互反”在此意思是，设置在一个支承壳20上的接合区段32与设置在另一个支承壳20上的接合区段34共同作用。
特别地，一个支承壳20的一个接合区段32设置在另一个支承壳20的两个相邻的接合区段34之间。
图5和6示出了互反设置的接合区段32、34的示例。每个支承壳20设置有窄的、沿轴向方向突出的接桥32，这些接桥接合到另一支承壳20的相应的缝隙34中。
彼此共同作用的接合区段负责在两个支承壳20之间沿周向方向的形状锁合并使它们相对彼此定心。同时它们能够实现的是，两个支承壳沿轴向方向可以相对彼此移动。
图7示出了接合区段32、34的另一设计方案。与在图5和6中所示设计方案不同的是，接合区段32、34设计为外置的挡板(Schürzen)，这些挡板在径向上设置在彼此对置的内部周向边缘22的外部并且经由该内部周向边缘沿轴向方向向对置的支承壳20突出。
此外，一个支承壳20的接合区段32沿周向方向与另一个支承壳20的接合区段34一样宽。因此，一个支承壳的一个挡板32在另一个支承壳的两个相邻的挡板34之间。
接合区段32、34的尺寸确定为，实现过渡配合或具有很小间隙的间隙配合。因此，挡板32、34向外封闭各支承壳20之间的间隙30，而两个支承壳20沿轴向方向相对彼此仍可移动。
挡板32、34优选在其前边缘上设置有小的卡锁边棱，该卡锁边棱可以与另一支承壳的内部周向边缘22共同作用，使得两个支承壳可以彼此靠近地预装配。
为了制造球形接头5，在第一步中将两个支承壳20预装配在球形区段12上。为此将它们从对立方向移动到轴颈14上，直到它们设置在球形区段12上。在此，挡板32、34分别卡在相应另一个支承壳20的内部周向边缘22上，使得两个支承壳不会丢失地预装配在球形轴颈10上。
如有需要，可在装配支承壳20之前润滑支承壳20和/或球形区段12。
将如此预装配的组件放置到注射成型模具中，并且用塑料对两个支承壳20进行注射包封，该塑料构成壳体40。在两个支承壳20的轴向端部上密封注射成型模具，使得在那里没有材料可以到达球形轴颈10上。
在两个支承壳20之间密封接合区段32、34，使得没有材料可以到达两个支承壳20之间，即间隙30保持空。
在固化壳体40时，塑料材料的收缩确保两个支承壳20沿轴向方向共同被推动。由于两个支承壳20之间存在间隙30，因此收缩压力转化为预紧，通过该预紧将支承壳20的内表面压靠到球形轴颈的球形区段12上。
壳体40施加到支承壳20上的收缩压力也确保了，支承壳被沿径向方向压靠到球形区段12上。在支承壳20与球形区段12之间的由此调节的预紧还可以通过袋形的凹深部26所选取的尺寸进行调节。在袋形的凹深部26的底部上的剩余壁厚越小，支承壳20在这些区域中的刚度就越小，并且将支承壳20在这些区域中压靠到球形区段12上的预紧就越大。
注射成型模具的尺寸确定为，使得壳体40是这种自稳定的并且将支承壳20牢固地包围，使得所有在运行中随后出现的载荷可以被壳体40吸收。
通过在注射成型时的合适的温度控制以及通过支承壳20和壳体40的材料的合适选择，壳体与支承壳20连接。无论支承壳20与壳体40之间是否有可能的材料锁合连接，壳体40都形状锁合地包围支承壳20。因此，由接合区段32、34构成的接合部被壳体40包围。此外，壳体40接合到袋形的凹深部26中。
壳体40可以设置有多个凹部42，这些凹部在图2中可以看到。凹部可以用于重量节省。此外，通过选择宽度、凹部42沿轴向方向延伸直到壳体中的深度以及凹部42的位置可以调节壳体40施加到支承壳20上的收缩压力。
壳体40可以设置有图2示意性示出的紧固区段44，在这些紧固区段上可以分别安装密封软管的一个端部。密封软管的另一端部可以安装在轴颈14上。
在从注射成型模具中取出球形接头5后，还可以利用油脂或其它润滑剂填充该球形接头。为此，油脂通过轴向通入的润滑剂槽28被压入到接头中。

Claims (10)

1.球形接头(5)，所述球形接头具有球形轴颈(10)、两个支承壳(20)和壳体(40)，所述球形轴颈具有球形区段(12)，所述支承壳在所述球形区段(12)上设置为，在它们之间存在小的间隙(30)，所述壳体一件式地由塑料制成并且如下地包围所述两个支承壳(20)，使得它们由所述壳体(40)向所述球形区段(12)加载。
2.根据权利要求1所述的球形接头，其特征在于，所述支承壳(20)具有互反的接合区段(32、34)，使得这些支承壳沿径向方向和周向方向定心、但沿轴向方向相对彼此可滑动。
3.根据权利要求2所述的球形接头，其特征在于，所述接合区段(32、34)沿周向方向观察彼此紧密贴靠。
4.根据权利要求3所述的球形接头，其特征在于，所述接合区段(32、34)共同构成向外突出的接合部，所述接合部被所述壳体(40)的材料牢固地包围。
5.根据权利要求2至4中任一项所述的球形接头，其特征在于，一个支承壳(20)的接合区段(32、34)与另一个支承壳(20)卡锁。
6.根据前述权利要求中任一项所述的球形接头，其特征在于，所述支承壳(20)在其外侧具有袋形的凹深部(28)。
7.根据权利要求6所述的球形接头，其特征在于，所述支承壳(20)的在所述凹深部(28)的底部上的壁厚小于所述支承壳(20)的在相邻的凹深部(28)之间的壁厚的50％。
8.根据前述权利要求中任一项所述的球形接头，其特征在于，所述支承壳(20)设置有润滑剂槽(26)，这些润滑剂槽通到所述支承壳(20)的轴向端部。
9.根据前述权利要求中任一项所述的球形接头，其特征在于，所述壳体(40)设置有凹部(42)，所述凹部从轴向端侧出发向中心延伸。
10.根据前述权利要求中任一项所述的球形接头，其特征在于，所述壳体(40)附着在所述支承壳(20)上。
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