專利名稱：調(diào)節(jié)蓋板閉合間隙的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及活動球窩，例如用于汽車轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)中的球窩接頭的生產(chǎn)和裝配。更具體地，本發(fā)明涉及閉合活動球窩一端的操作的方法和裝置，即首先使剛性蓋板變形然后再旋壓或型鍛(swaging)罩殼的外周唇緣以夾持變形的蓋板。盡管本發(fā)明是以在汽車中的應(yīng)用為例進行詳細說明的，本領(lǐng)域的技術(shù)人員一定會發(fā)現(xiàn)本發(fā)明還存在著更廣闊的應(yīng)用領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
常規(guī)球窩接頭和其它活動球窩均應(yīng)用于諸如汽車轉(zhuǎn)向和懸掛系統(tǒng)中。這種球窩通常由一個具有圓柱形的內(nèi)表面罩殼、一個球頭位于罩殼內(nèi)的球柱和一個將球頭支撐在罩殼內(nèi)的軸承部件構(gòu)成。這些元件通常通過一個后開口安裝到罩殼內(nèi)，只有球柱通過一個軸向設(shè)置的、直徑小于球頭的前開口向外伸出。后開口歷來都是使用一個旋壓或型鍛于此的平面蓋板將其封閉，或者是將蓋板焊接于此。在這種球窩中，通過蓋板以及球窩閉合所施加的壓力對球窩元件的預(yù)載進行控制對于球窩在其用中發(fā)揮正常功能至關(guān)重要。
傳統(tǒng)的蓋板部件都是采用沖壓工藝制造的。因此，每個具有理想尺寸的元件均是采用金屬板沖壓而成。無論是在沖壓過程還是在隨后的生產(chǎn)過程中，凸起部可能會引入或壓入蓋板中，并在此按預(yù)定尺寸沖壓一個中心孔以容納自攻或螺紋潤滑油嘴。一旦蓋板固定到位，蓋板就會通過一個彈性的中間元件和一個壓板或軸承部件直接或間接地擠壓在軸承部件上。
一旦裝配好，在大量的機械系統(tǒng)中，包括汽車懸掛和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，活動球窩可用作位置控制部件和載重部件。很明顯，這些應(yīng)用中使用的活動球窩或球窩接頭極易受各種操作環(huán)境的影響，并可能要求用來承載相當(dāng)大的負載。一旦出現(xiàn)磨損，活動球窩或球窩接頭的性能就要下降，這時如果是應(yīng)用于汽車，便會導(dǎo)致不穩(wěn)定的轉(zhuǎn)向或在車輛的懸掛系統(tǒng)中出現(xiàn)過度松弛。
正如這里所引用的美國專利6,202,280 B1所述，可以采用一種在后開口中將圓錐或凸圓蓋板擴展在環(huán)槽中的方法和裝置將球窩元件固定和封裝在球窩罩殼中，使全部硬化的罩殼閉合，無須再使用額外步驟閉合球窩和固定蓋板。
或者，如同Parker的美國專利6,125,541所述，可以使用具有第一和第二接觸面的兩級沖頭，在罩殼后開口中首先將具有軸向開口的圓錐或凸圓的磨耗標志型蓋板擴展在環(huán)槽中，然后相對球窩內(nèi)部元件，進一步使蓋板變形到預(yù)定的最終位置，以提供一個預(yù)定的磨耗標志距離。
類似地，如同Parker的美國專利6,532,665所述，可以將具有一個第一接觸面和一個中心樞轉(zhuǎn)沖(pivot punch)的兩級沖頭在罩殼后開口中與蓋板結(jié)合來閉合蓋板。兩級沖頭施加的壓力通過接觸面轉(zhuǎn)移到蓋板，擴展蓋板使其與接觸面一致，并將球窩的內(nèi)部元件封裝在球窩罩殼中。施加的壓力還會導(dǎo)致中心樞轉(zhuǎn)沖在蓋板的中心孔中延伸，從而控制蓋板的擴展和確立球窩罩殼閉合時蓋板中心孔達到的預(yù)定尺寸。
每個上述球窩和使用沖頭閉合活動球窩的裝置和方法都要求蓋板具有一個軸向開口，能夠容許在沖頭負載下理想的變形。然而，某些球窩設(shè)計需要無軸向開口的密封或閉合的蓋板。在許多這樣的應(yīng)用中，球窩只是在裝配過程之前潤滑的，裝配后不潤滑，它們通常叫做“永久潤滑”球窩。Parker申請的美國專利6,619,873 B2建立并公開了一種裝配技術(shù)，將無軸向開口的密封或閉合蓋板擴展進球窩罩殼的開口端，從而將球窩閉合。
由于蓋板臺階的設(shè)計以及需要在鄰近蓋板臺階的罩殼開口內(nèi)表面上包括一個全形的環(huán)槽，對于上述與可變形或擴展的蓋板一起使用的球窩罩殼設(shè)計來說，球窩壁的厚度有限。因此，如果能提供一種球窩罩殼，不需因夾持蓋板的環(huán)槽而減少壁的厚度，則是十分有利的。另外，如果能提供一種球窩罩殼，它能與可變形的蓋板一起使用，而該蓋板夾持有常規(guī)旋壓或型鍛罩殼不突出的頂面的好處，可以在球窩安裝到相關(guān)場合中之后為周圍元件提供間隙，也是十分有利的。再者，如果能提供一種球窩罩殼，它既具有足夠供罩殼頂面變形所需的可延展性又在罩殼設(shè)計中使用不突出的頂面，也同樣是十分有利的。

發(fā)明內(nèi)容
簡言之，本發(fā)明提供了一種球窩接頭的球窩，它使用一種球窩罩殼，不需用全形的環(huán)槽將蓋板夾持在罩殼開口中。該罩殼包括有用可變形材料——優(yōu)選延展性材料——制成一個罩殼壁，從而利用可變形的蓋板提供一個閉合系統(tǒng)以得到內(nèi)部球頭和球窩元件的一個恒定的預(yù)載。蓋板變形到罩殼開口中的一個臺階上，超出彈性限度，由此在裝配過程中，變形蓋板呈現(xiàn)出高度的可重復(fù)性和精確控制球頭和球窩元件的預(yù)載。通過型鍛或旋壓構(gòu)成靠近頂面的罩殼的可變形周邊從而夾持罩殼開口中的蓋板的周邊，使變形蓋板固定在球窩罩殼的蓋板座上。
按照本發(fā)明的一個方面，提供了一種裝配球窩的方法。該方法包括以下步驟將球窩元件通過一個開口插入罩殼中；將可變形的蓋板置于球窩開口中的環(huán)形支座上；在可變形蓋板上施加一個控制的負載使蓋板超出其彈性限度，從而在罩殼開口中的支座上壓平和延展蓋板成一個理想的結(jié)構(gòu)，并提供一個控制的預(yù)載和球窩元件的相關(guān)的內(nèi)部間隙；以及使用型鍛或旋壓構(gòu)成覆蓋于蓋板邊緣之上的罩殼的外周唇緣而將蓋板周邊鎖定在球窩罩殼中，由此將球窩元件封于罩殼中，并使蓋板抵靠罩殼開口中的周邊支座的。方便的是，有關(guān)將蓋板變形和使用型鍛或旋壓形成外周唇緣而夾緊蓋板周邊的步驟的次序可以顛倒過來。
本發(fā)明的方法的另一個優(yōu)點是罩殼上可以形成直線鏜孔，且罩殼不必像以前制造球窩方法那樣形成單獨的環(huán)槽。
結(jié)合附圖閱讀以下的詳細說明，本發(fā)明及其優(yōu)選實施例的上述以及其它目標、特征和優(yōu)點將會更加一目了然。


結(jié)合以下的附圖和詳細說明，便能清楚地理解本發(fā)明的這些以及其它的一些特征和優(yōu)點。其中
圖1是本發(fā)明裝配之前活動球窩組件構(gòu)成元件的一個實施例分解截面圖；圖2是圖1中活動球窩組件的構(gòu)成元件裝配后的球窩截面圖；圖3顯示了按照本發(fā)明所使用的裝配工具的兩個實施例的截面圖；圖4A-圖4C顯示了根據(jù)本發(fā)明的方法的一個實施例步驟順序的截面圖；圖5A-圖5C顯示了根據(jù)本發(fā)明方法的第二個實施例步驟順序的截面圖；圖6是一個根據(jù)本發(fā)明的方法涉及蓋板變形步驟中蓋板和球窩元件回彈的各種情況的圖表；在整個附圖中，對應(yīng)的標號表示所對應(yīng)的部件。
具體實施例方式
以下是舉例的方式對本發(fā)明進行詳細說明，但并非僅限于此。該說明可以清楚地讓本領(lǐng)域的技術(shù)人員實施和使用本發(fā)明，它介紹了本發(fā)明的幾個實施例、變形、修改、替換和使用，包括目前所認為的實施本發(fā)明的最佳模式。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員將會清楚地認識到下述方法對各種不同活動球窩組件的適用性。為了方便介紹本發(fā)明的方法和使用該方法的裝置，引用了各種球窩節(jié)來說明本發(fā)明實施例，例如圖3所示的球窩接頭10，但并不僅限于此。
如圖1和圖2所示，罩殼12——其中包括有球窩接頭10的各種內(nèi)部球頭和球窩元件，通常呈圓柱形，具有一個半徑不一致的中心孔14，該孔有一個后開口16以及一個前開口18。鄰近前開口18，中心孔14的半徑R縮小而確定罩殼底部的曲面20，鄰近后開口16，具有支座24的鏜孔22位于中心孔14中。罩殼12的外表面26基本順應(yīng)中心孔14的輪廓。在圖示的實施例中，該外表面26有一個位于其中的擴大的凸脊28。凸脊28用來將球窩接頭10與其它元件(圖未示)連接起來。可以理解，凸脊28還能適合于使用螺紋或其它連接件(圖未示)的其它安裝形式。
為了裝配球窩接頭10的球頭和球窩元件，尺寸符合置于中心孔14中的第一或較低的軸承30安置在罩殼12中。該第一軸承30包括一個在軸向上與罩殼的垂直軸VA成一直線的中心孔32，第一軸承30的外曲面34設(shè)計為與罩殼12中的曲面20相對應(yīng)。
接下來，具有一個基本圓柱體38和一個帶有圓周法蘭42的擴大的頭部40的柱頭36穿過中心孔32和14，當(dāng)?shù)谝惠S承30和柱頭36安置于罩殼12中時使法蘭42的下面44抵靠在第一軸承30的上表面46上。圓柱體38包括一個鄰近法蘭42的直徑均勻的上部50，該上部50過渡到錐形的中間部分52，然后再過渡到縮小的均勻直徑的下部54。上部50的尺寸適合置于軸承30的中心孔32中，中間部分52和下部54伸出前開口18，露出在罩殼12的外面。所述頭部40包括一個半徑Rh大于上部50但小于罩殼12的半徑R的半球形表面56。裝配時，半球形表面56和外曲面34確定罩殼12中一個大致的球形單元或球，使柱頭36可以樞轉(zhuǎn)或圓錐運動。
本領(lǐng)域技術(shù)人員將會容易地認識到柱頭36和第一軸承30可能有多種形狀和結(jié)構(gòu)，例如，柱頭36可以包括一個如圖4A-圖4C和圖5A-圖5C所示的基本為球形的頭，不需同時用第一軸承30；或第一軸承30具有一個基本的球形孔，工作時作為柱頭36球形頭的一個軸承表面，或圓柱體38可以包括螺紋(圖未示)、孔58或槽60，以便連接外部元件(圖未示)。
一旦柱頭36和第一軸承30安置于罩殼12中，一個以壓板62形式呈現(xiàn)的第二軸承或上部軸承和一個預(yù)載裝置64，例如襯墊預(yù)載裝置64，被置于中心孔14中，位于半球形表面56之上，并由變形蓋板66固定于此。壓板62位于柱頭36的頂部，包括一個軸承表面68，優(yōu)選內(nèi)凹曲面的形狀，其曲率半徑與Rh相對應(yīng)。預(yù)載裝置64則順次位于壓板62的上表面72上，通過施加一個可控的預(yù)載或彈簧力，裝配時用來將壓板62抵靠柱頭36支撐到位，同時對應(yīng)柱頭36樞轉(zhuǎn)或圓錐運動，還能允許球在球窩中作小的位移。襯墊預(yù)載裝置64可以包括一個具有軸向通道76的圓柱體74。如圖3所示，預(yù)載裝置還可以包括一個貝氏(belleville)墊圈64。
最后，將圖1中最初的圓錐形或半球形結(jié)構(gòu)的蓋板66置于鄰近鏜孔22的襯墊預(yù)載裝置64之上，在支座24上進行垂直壓縮和少量的側(cè)向延展，并將各種元件封裝于罩殼12中，下面還將介紹。為了便于將蓋板66插入罩殼12的后開口16，蓋板66包括一個外徑OD適合置于鏜孔22的周緣78，使其能夠位于支座24上。蓋板66優(yōu)選具有一個不突出的圓錐或凸臺結(jié)構(gòu)，使其外徑OD略小于鏜孔22的直徑CD，并適合置于鏜孔22中，且在支座24上可略伸展。不突出的圓錐或凸臺結(jié)構(gòu)可依據(jù)蓋板66選用的材料進行篩選，以便限制蓋板在支座24上的延伸，避免一旦變形后對罩殼12施加一個能足夠?qū)е锣徑w板66的罩殼破裂或過度變形的力。這種不突出的圓錐或凸臺結(jié)構(gòu)通常小于以前的球窩節(jié)所使用的圓錐結(jié)構(gòu)，這種球窩節(jié)使用環(huán)槽定位蓋板的外邊緣，需要圓錐形蓋板有足夠的徑向延伸，因此需要一個約35度的錐角α。與此相反，在本發(fā)明中使用的不突出的結(jié)構(gòu)可以為一個小于35度的錐角α。在一個實例中，使用了一個約20度的錐角α，提供了蓋板66變形為半球形所需的足夠材料，同時還在變形時達到蓋板66的最小徑向延伸。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，跟據(jù)蓋板66所選用的材料、支座24的尺寸以及安裝后所需要的蓋板66最終結(jié)構(gòu)和形狀，蓋板66的具體形狀和初始結(jié)構(gòu)是不同的。圖1顯示了球窩接頭10裝配和蓋板66變形之前球窩接頭10上部元件36、62、64和66的安排。軸承表面68和曲面20構(gòu)成一個球窩。裝配后，這些表面及其對應(yīng)的元件，與半球形表面56、外曲面34及其對應(yīng)的元件共同組成一個諸如球窩接頭10的球窩節(jié)。
正如以上所述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會知道，根據(jù)活動球窩接頭設(shè)計的具體應(yīng)用不同，使用蓋板66固定于罩殼12中的活動球窩接頭10的各種內(nèi)部元件在形狀和尺寸上都可能是不同的。因此，上述球窩接頭10只是一個實施例的范例。
參看圖3，使用適當(dāng)?shù)某尚窝b置100，例如成形工具100，按照本發(fā)明的方法的步驟就可制造球窩接頭10。成形工具100基本上是一個兩級的成形模具或工具，它包括一個圍繞中心軸CA的一個中心蓋板成形部分102，在蓋板66變形之前，中心軸CA在裝配時適應(yīng)與球窩接頭10的垂直軸VA成一直線。一個外周唇緣形成部分104位于圍繞中心軸CA的中心部分102的外部，操作時中心部分102通常適應(yīng)于將蓋板66成形為理想的結(jié)構(gòu)，有關(guān)這一點還將作進一步的介紹。操作時外部部分104通常適應(yīng)于將側(cè)壁23變形形成變形的外周唇緣25。中心部分102包括一個具有成形表面108的成形模106，它具有合適的機構(gòu)(圖未示)能施加一個足以使蓋板66變形成一個理想的結(jié)構(gòu)——如變形的蓋板66’的——成形負載或力F1。成形表面108的形狀設(shè)計為能提供變形蓋板66’的理想結(jié)構(gòu)，例如半球形或半圓頂形狀。中心部分102還可以包括一個位于成形模106中并從成形模106延伸的中心沖孔110，它也與中心軸CA成一直線。操作時通過將伸出的尖端111插入孔67——優(yōu)選在蓋板66變形期間位于蓋板66中的中心孔，中心沖孔110能適應(yīng)于在變形蓋板66’中限定和保持一個孔67’——優(yōu)選一個中心孔。外部部分104包括一個位于下端114的成形部件112，圖3中顯示了兩類不同的成形部件112。圖3的右邊顯示了一個為旋轉(zhuǎn)成形輪116的成形部件112，可用作側(cè)壁23的旋壓成形，下面還將進一步介紹。圖3的左邊顯示了一個在外部部分104下端114形成的如一個環(huán)槽的成形部件112，用來對側(cè)壁23的卷邊或型鍛，下面也將進一步介紹。外部部分104也具有相關(guān)的機構(gòu)(圖未示)能施加一個足夠使側(cè)壁23變形并形成變形外周唇緣25的成形負載或力F2。如果成形工具100包含有成形輪116，用來支撐球窩接頭10的一種成形工具100和夾置(圖未示)在施加成形力F2時能適應(yīng)旋轉(zhuǎn)，以便成形輪116可用來變形側(cè)壁23形成外周唇緣25。如果成形工具包括環(huán)槽，在施加成形力F2時，就沒有必要使工具或支撐夾具旋轉(zhuǎn)，因為環(huán)槽118能自然地形成對應(yīng)的周邊卷邊或變形的外周唇緣25。中心部分102和外部部分104的形成和安排應(yīng)能做到使其操作時相互完全獨立，優(yōu)選能夠形成和安排成使其能夠按照預(yù)定的、協(xié)同的順序進行操作，以下還將進一步地介紹。正如人們所理解的那樣，對成形工具100，包括中心部分102和外部部分104的控制可以手工實施或通過使用人們熟知的自動化模具和模鍛控制進行。
現(xiàn)在再來看圖4A-圖4C。運用本發(fā)明的方法的第一個實施例裝配球窩的步驟包括開始時將上述的球頭和球窩元件通過罩殼開口16插入罩殼12構(gòu)成一個如圖3所示的初步的、裝配前的結(jié)構(gòu)，或?qū)D1中所示的元件插入到罩殼12也可得到該結(jié)構(gòu)。這個起始步驟包括以下步驟提供一個具有中心孔14的罩殼12，中心孔應(yīng)包括至少一個開口端16，該開口端16具有一個鏜孔22，確定鄰近該開口端的周邊支座24；提供一個或多個接頭元件，例如第一軸承30、第二軸承62和預(yù)載裝置64，還包括柱頭36；提供一個可變形的蓋板66，蓋板66的外徑OD尺寸適合安置于周邊支座24上的鏜孔22中；將柱頭36和接頭元件插入中心孔14中；和將蓋板66置于中心孔14開口端16處的接頭元件上方，使蓋板66安置在周邊支座24上。隨著球窩接頭10的球頭和球窩元件位于罩殼12之中，可變形的蓋板66安置在罩殼開口16中的周邊支座24上，控制的負載F1通過成形模106(和成形表面108的作用)和中心沖孔110施加在可變形蓋板66上，使蓋板66超出其彈性極限，從而使其變平并少量延展成為罩殼開口16和鏜孔22中的預(yù)期的和最終結(jié)構(gòu)66’(見圖4A)。這種作用也會向球窩接頭10的元件施加一個預(yù)載，特別是對壓縮預(yù)載裝置64，無論它是襯墊預(yù)載裝置64(見圖1和圖2)的形式還是以貝氏墊圈64的形式(見圖3)。預(yù)載裝置64的壓縮存儲著能量，可以用來維持球窩接頭10裝配后球窩接頭10元件的控制負載，這對球窩接頭10在其可能應(yīng)用中的后續(xù)操作十分重要。
理想的結(jié)構(gòu)是指在蓋板66變形過程期間，蓋板66外徑OD的擴展和塑性變形的量只是僅供蓋板66’保持在抵靠周邊支架24的位置和能夠保持內(nèi)部球窩元件在適當(dāng)位置，直至裝配過程結(jié)束。只要最終的力不能大到足夠損壞或扭曲罩殼12，OD便能徑向擴展而擠壓鏜孔22的表面，但蓋板66也不一定非要擴展到與鏜孔22接觸。理想的結(jié)構(gòu)還優(yōu)選變形蓋板66’的一部分通常具有一個拱形部分80，在罩殼12的上部之上延伸，成為一個圓頂形狀。這種通常呈拱形的部分67可以限定一個用來容納球窩接頭10中油脂的封閉空間。隨著變形的蓋板66’因變形和擴展擠壓鏜孔22表面而封閉罩殼開口16，通過型鍛鄰近鏜孔22的罩殼12側(cè)壁23使蓋板周緣65鎖定在罩殼12之中，形成位于變形和擴展的蓋板66’周邊之上的罩殼12的變形外周唇緣25(見圖6)，從而使球窩元件夾持在罩殼12中，并使蓋板66’位于罩殼開口16中緊靠周邊支架24的位置。
通過罩殼開口16將上述球頭和球窩元件插入罩殼12中構(gòu)成一個初步的、裝配前的結(jié)構(gòu)的步驟之后，圖4B顯示了使鄰近鏜孔的罩殼12的周邊側(cè)壁23在徑向向內(nèi)的方向上變形，從而形成一個變形的外周唇緣25和鎖定所述蓋板周緣65的步驟，其中，柱頭36和接頭元件因鎖定和變形的蓋板66’而夾持在中心孔14中。無論是通過采用成形輪116進行旋壓成形，還是通過使用斜切成形模118進行卷邊或型鍛，均能完成變形。如果罩殼12是采用鋼或可變形的鑄鐵合金制成的，變形的外周唇緣25將具有這種結(jié)構(gòu)所特有的冷作微結(jié)構(gòu)和機械特性。
圖4C顯示了應(yīng)用上述介紹的本發(fā)明方法所裝配的球窩接頭10，包括變形蓋板66’的一個理想結(jié)構(gòu)。
現(xiàn)在再看圖5A-圖5C。這是應(yīng)用本發(fā)明的方法裝配球窩的第二個實施例，其步驟包括開始時將上述的球頭和球窩元件通過罩殼開口16插入罩殼12中構(gòu)成一個如圖3所示的初步的、裝配前的結(jié)構(gòu)，或也通過將圖1中所示的元件插入到罩殼12中而得到該結(jié)構(gòu)。這個步驟包括以下步驟提供一個具有中心孔14的罩殼12，中心孔14包括至少一個開口端16，該開口端16具有限定鄰近它的周邊支座24的鏜孔22；提供一個或多個接頭元件，例如第一軸承30、第二軸承62和預(yù)載裝置64，還包括柱頭36；提供一個變形蓋板66，蓋板66的外徑OD尺寸適合安置于周邊支座24上的鏜孔22中；將柱頭36和接頭元件插入中心孔14中；和將蓋板66置于中心孔14開口端16處的接頭元件上，使蓋板66安置在周邊支座24上。
如圖5B所示，通過側(cè)壁23變形和向內(nèi)延伸的變形的外周唇緣25的形成(圖5A)使球窩元件封裝在罩殼12中，可變形的蓋板66安置在罩殼開口16中的周邊支架24上，一個控制的負載F1通過成形模106(和成形表面108的作用)和中心沖孔110施加在可變形的蓋板66上，使蓋板66超出其彈性極限，從而使其變平并少量延展成為罩殼開口16和鏜孔22中的理想的和最終結(jié)構(gòu)66’。這種作用也向球窩接頭10的元件施加一個預(yù)載，特別是對壓縮預(yù)載裝置64，無論它是襯墊預(yù)載裝置64(見圖1和圖2)的形式還是以貝氏墊圈64的形式(見圖3)。預(yù)載裝置64的壓縮存儲著能量，可用來維持球窩接頭10裝配后球窩接頭10的元件的控制負載，這對球窩接頭10在其可能應(yīng)用中的后續(xù)操作十分重要。理想的結(jié)構(gòu)是指在蓋板66變形過程中，蓋板66外徑OD的擴展和塑性變形量僅供變形的蓋板66’保持在抵靠周邊支架24的位置和能夠支持內(nèi)部球窩元件在適當(dāng)位置，直至裝配過程結(jié)束。理想的結(jié)構(gòu)還優(yōu)選為變形蓋板66’具有一個通常呈拱形的部分80，它可以在罩殼12的上部之上延伸，限定用來容納球窩中油脂的封閉空間。變形蓋板66’可以通過充分變形、擴展而擠壓鏜孔22表面，進一步封閉或密封罩殼開口16。但是，這種程度的OD的擴展并不是必須的。
在閉合球窩接頭10期間通過使可變形的蓋板66超出蓋板材料的彈性限度，從而導(dǎo)致塑性變形形成變形的蓋板66’，柱頭和接頭元件可以得到一個恒定的內(nèi)部球窩預(yù)載和相關(guān)的內(nèi)部間隙，具有同樣結(jié)構(gòu)的每個變形的蓋板66’和球窩接頭10可以精確地重復(fù)這一點。這一改進確保球窩在其可能的應(yīng)用中其性能能為人們所接受和重復(fù)，這一點已在圖6所示的有限元模型中得到證實。在這種模型中，使用兩種不同屈服點的材料對蓋板66的幾種結(jié)構(gòu)進行了模擬。除了材料2的屈服點比材料1的屈服點大10％外，材料1和材料2是相同的。模擬還考慮了接頭內(nèi)部元件的兩種不同的結(jié)構(gòu)或條件。依據(jù)元件允許的尺寸變變化，條件1代表最小條件，規(guī)定元件位于周邊支架24之下約0.035英寸。條件2代表最大條件，規(guī)定元件位于周邊支架24之下約0.005英寸。該模型確定了變形和移除中心部分102之后蓋板66’回彈的預(yù)期量。扁平的或0度錐角和35度錐角條件代表形成球窩接頭10的相關(guān)技術(shù)方法，0度錐角條件表示具有一個旋壓或型鍛形成的外周唇緣的扁平蓋板，而35度錐角條件表示一個變形的蓋板，它被變形成罩殼12中的環(huán)槽以便卡裝蓋板和密封球窩。20度錐角條件表示本發(fā)明的球窩。特別地，本發(fā)明的球窩相對扁平蓋板形成的球窩極大地減少了變化(即，在材料和公差裝配(stack)條件下的最大回彈與最小回彈相比)，相信這是因為與使用圓錐體或凸圓蓋板有關(guān)的蓋板塑性變形增大所引起。
通過降低突出在變形和延伸的蓋板66’表面之上的罩殼部分的整體高度，采用旋壓或型鍛成形閉合法使變形的蓋板66’保持在罩殼開口16中可進一步在球窩罩殼12頂部周圍提供更大的間隙，從而當(dāng)球窩接頭10安裝到適當(dāng)?shù)膱龊现袝r，可以為鄰近的元件提供更多的空間。另外，由于不需要在罩殼后開口使用環(huán)槽，罩殼壁的厚度不需要增厚便能保持理想的強度特征，從而簡化生產(chǎn)工藝。
很明顯，按照上述的介紹，本發(fā)明很可能還存在著許多修改和變化。因此，應(yīng)該這樣理解只要在所附權(quán)利要求的范圍之內(nèi)，本發(fā)明還可以采用有別于特別介紹的實施例進行實施。
權(quán)利要求
1.一種生產(chǎn)球窩的方法，所述方法包括提供一個具有中心孔的罩殼，所述中心孔應(yīng)包括至少一個開口端，所述開口端具有一個確定鄰近該開口端的周邊支座的鏜孔；提供一個或多個接頭元件，包括一個柱頭；提供一個可變形的蓋板，所述蓋板的外徑OD尺寸設(shè)計為座于所述周邊支座上的所述鏜孔中；將所述柱頭和接頭元件插入所述中心孔；將所述蓋板置于所述中心孔的所述開口端處的所述接頭元件上方，所述蓋板置于所述周邊支座上；對所述蓋板施加一個控制負載，所述控制負載使所述蓋板變形成預(yù)定結(jié)構(gòu)，并使所述蓋板與所述周邊支座擠壓接觸；和使鄰近所述鏜孔的所述罩殼的周邊側(cè)壁徑向向內(nèi)變形，卡緊所述蓋板的周緣；其中所述柱頭和接頭元件被所述卡緊和變形的蓋板夾持在所述中心孔中。
2.據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的變形步驟包括型鍛所述鏜孔的所述周邊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的變形步驟包括旋壓成形所述鏜孔的所述周邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的施加一個負載的步驟包括向所述蓋板施加超出其彈性限度的控制負載，從而所述蓋板呈現(xiàn)出可預(yù)見的變形特征。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述蓋板的變形受到控制而為所述中心孔中的所述柱頭和接頭元件提供一個理想的內(nèi)部間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述罩殼是用柔韌性足以使所述罩殼在所述蓋板上閉合的材料制造。
7.一種生產(chǎn)球窩的方法，所述方法包括提供一個具有中心孔的罩殼，所述中心孔應(yīng)包括至少一個開口端，所述開口端具有一個確定鄰近該開口端的周邊支座的鏜孔；提供一個或多個接頭元件，包括一個柱頭；提供一個可變形的蓋板，所述蓋板的外徑OD尺寸設(shè)計為座于所述周邊支座上的所述鏜孔中；將所述柱頭和接頭元件插入所述中心孔；將所述蓋板置于所述中心孔的所述開口端處的所述接頭元件上方，所述蓋板置于所述周邊支座上；使鄰近所述鏜孔的所述罩殼的周邊側(cè)壁徑向向內(nèi)變形，卡緊所述蓋板的周緣；和對所述卡緊的蓋板施加一個控制負載，所述控制負載使所述卡緊的蓋板變形成預(yù)定結(jié)構(gòu)，并使所述卡緊的蓋板與所述周邊支座擠壓接觸；其中所述柱頭和接頭元件被所述卡緊和變形的蓋板夾持在所述中心孔中。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的變形步驟包括型鍛所述鏜孔的所述周邊。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的變形步驟包括旋壓成形所述鏜孔的所述周邊。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述的施加一個負載的步驟包括向所述蓋板施加超出其彈性限度的控制負載，從而所述蓋板呈現(xiàn)出可預(yù)見的變形特征。
11.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述蓋板的變形受到控制而為所述中心孔中的所述柱頭和接頭元件提供一個理想的內(nèi)部間隙。
12.根據(jù)權(quán)利要求7所述的生產(chǎn)球窩的方法，其特征在于所述罩殼是用柔韌性足以使所述罩殼在所述蓋板上閉合的材料制造。
13.一種球窩接頭，包括一個適合容納一個球柱的罩殼，所述球柱與一個上軸承和一個下軸承活動嚙合，所述球柱和軸承通過一個預(yù)載裝置的擠壓嚙合而被施加一個預(yù)載；其特征在于，一個預(yù)定結(jié)構(gòu)的變形的蓋板，通過一個變形的外周唇緣固定在罩殼上，其中所述變形的外周唇緣是通過罩殼側(cè)壁變形得到的，所述變形的蓋板是通過預(yù)制圓錐或凸圓蓋板變形得到的。
全文摘要
本發(fā)明提供一種球窩罩殼包含有一個鄰近中心孔(14)開口的用可變形材料制成的厚罩殼壁(23)，從而用可變形蓋板(66)提供一個閉合系統(tǒng)。該可變形的蓋板(66)在中心孔中形成一個理想的結(jié)構(gòu)，以得到一個恒定的內(nèi)部球窩預(yù)載。該蓋板在罩殼開口中變形到超出彈性限度，控制彈回或回彈特性，從而在裝配過程中能得到高度的重復(fù)性和精確地控制球窩接頭的預(yù)載。通過型鍛或旋壓罩殼周邊而將變形的蓋板卡緊在罩殼中心孔開口(14)中，使變形的蓋板(66)夾持在球窩罩殼(12)中的蓋板座上。
文檔編號F16C11/06GK1968768SQ200580019994
公開日2007年5月23日 申請日期2005年4月21日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月21日
發(fā)明者戴爾·A·斯賓思, 喬治·施密特, 格倫·派克 申請人:費德羅-莫格爾公司