專利名稱：活節(jié)－和/或軸承裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種按權(quán)利要求1或者權(quán)利要求12的前序部分所述的活節(jié)-和/或軸承裝置以及一種具有一個(gè)或多個(gè)這種型式的活節(jié)-和/或軸承裝置的汽車，尤其在行走機(jī)構(gòu)部件里和/或在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部件里。
DE 44 03 584 C2指出了一種例如用在汽車的轉(zhuǎn)向-或行走機(jī)構(gòu)部位里的萬(wàn)向活節(jié)，其中活節(jié)球具有一個(gè)通孔，用此通孔裝在一個(gè)軸頸截段上，并通過(guò)軸頸端的卷邊邊緣鎖住防止退出。在此通過(guò)軸頸外表面和球內(nèi)表面的縱向輪廓而實(shí)現(xiàn)防止部件相互之間的轉(zhuǎn)動(dòng)。由于設(shè)有防轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)和卷邊使制造費(fèi)用很高。尤其是因?yàn)樵絹?lái)越嚴(yán)的排廢要求，所以必需應(yīng)用無(wú)鉻的防腐蝕措施，那么由于必需對(duì)活節(jié)球進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理、并在活節(jié)裝配時(shí)應(yīng)用一種適合的流動(dòng)性差的潤(rùn)滑劑，就會(huì)出現(xiàn)以下問(wèn)題在位于活節(jié)球和活節(jié)外殼之間的范圍里產(chǎn)生過(guò)壓，這種過(guò)壓可能造成往往由塑料制成的活節(jié)外殼的變形或甚至破裂。
本發(fā)明的問(wèn)題是尤其也能夠提供在方便而可靠地裝配時(shí)具有一種良好的和符合環(huán)保的防腐措施的活節(jié)。
本發(fā)明通過(guò)一種具有權(quán)利要求1的特征的活節(jié)裝置以及通過(guò)一種具有權(quán)利要求12的特征的活節(jié)裝置來(lái)解決所述問(wèn)題，其中所述權(quán)利要求的主題可以單獨(dú)地或者特別有利地相互組合地來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且通過(guò)一種具有權(quán)利要求14的特征的汽車來(lái)解決。關(guān)于本發(fā)明的有利設(shè)計(jì)方案可以參見(jiàn)從屬權(quán)利要求2至11和13。
在按權(quán)利要求1的設(shè)計(jì)方案中確保了在軸頸和活節(jié)頭的軸向延伸部分的那一側(cè)的空腔里沒(méi)有過(guò)壓，或者使存在的過(guò)壓降低，從而可靠地避免了活節(jié)外殼或者另外一個(gè)包圍住活節(jié)頭的構(gòu)件的損壞，該損壞尤其是在裝配時(shí)、但也可能在以后的運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)。
若所述在軸頸和活節(jié)頭軸向延伸部位的那一側(cè)的、并在圖中上部所示的、在這些零件之外的空腔只有被活節(jié)外殼圍住，那么這個(gè)外殼就可以被制成價(jià)廉的整套構(gòu)件，例如具有一均勻內(nèi)半徑的整體壓鑄件。備選地也可以用一種基本為環(huán)形的活節(jié)外殼，它可以裝在一個(gè)限制住所述空腔的支架里。
所述平衡通道可以有利地既用于導(dǎo)通空氣也用于導(dǎo)通潤(rùn)滑劑。因此也可以應(yīng)用流動(dòng)性很小的油脂，它們即使在長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)也不會(huì)完全流過(guò)這些平衡通道，并且因此仍可用于在活節(jié)頭和活節(jié)外殼之間的機(jī)械加載腔。
若活節(jié)頭由一種表面處理調(diào)質(zhì)的鋼制成、尤其是用滲氮法處理的話，就保證了一種良好的防腐蝕性。盡管活節(jié)頭在此形成了附加的表面硬度，但是裝配仍可以很簡(jiǎn)單，如果不設(shè)防轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的活，因?yàn)樗龇擂D(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)由于較硬的活節(jié)頭可能會(huì)發(fā)生變形，而如果活節(jié)頭壓配地保持在沒(méi)有施以構(gòu)造的、圓柱形的軸頸表面部段上而沒(méi)有其它保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的話。所述表面部段在此可以由一個(gè)或者尤其是多個(gè)、例如四個(gè)即使只是很細(xì)的平衡通道來(lái)斷開(kāi)，該平衡通道的半徑例如都小于1mm。
如果軸頸由一種相比于活節(jié)頭來(lái)說(shuō)進(jìn)行了不同處理的材料所制成，例如一種沒(méi)有進(jìn)一步進(jìn)行表面處理的調(diào)質(zhì)鋼，那么就可以實(shí)現(xiàn)對(duì)于機(jī)械方面要求的最佳的匹配并使制造過(guò)程價(jià)格低廉。
軸頸配有所述平衡通道，這確保了所述在運(yùn)行時(shí)相對(duì)于活節(jié)外殼摩擦的并因此機(jī)械受載的活節(jié)頭并不受到削弱。
多數(shù)的平衡通道作為溝槽尤其可以從軸頸的圓周表面上掏制出來(lái)。所述槽的軸向加工也可以在用擠壓方法制造軸頸時(shí)在沒(méi)有切削的精加工的情況下就可實(shí)現(xiàn)。備選或附帶地也可以根據(jù)要求在活節(jié)頭或活節(jié)外殼里設(shè)有通道，但這在應(yīng)用塑料外殼時(shí)就會(huì)削弱真正的活節(jié)面。
一種這樣的活節(jié)既可以用來(lái)按照一種軸承的型式圍繞軸頸軸線旋轉(zhuǎn)，也可用于承受彎曲載荷，并因此可以多方面地以及公差補(bǔ)償?shù)剡M(jìn)行應(yīng)用，例如用于汽車的行走機(jī)構(gòu)部件和/或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部件里，例如用于支撐拉桿和推桿，這些桿分別使一個(gè)彈簧腿與一個(gè)橫向于車輛布置的扭力桿連接起來(lái)，正如這例如在所謂麥弗遜(Mc-Pherson)軸時(shí)必需要的那樣。
本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和特征可見(jiàn)本發(fā)明主題的一種在附圖中所表示并在以下進(jìn)行了說(shuō)明的實(shí)施例。附圖所示為

圖1按照本發(fā)明的活節(jié)的一個(gè)剖視圖；圖2類似于圖1所示，但軸頸只是局部剖開(kāi)；圖3從圖1中取出的、具有已被壓配上的活節(jié)頭的軸頸；
圖4類似于圖3所示，但軸頸只是局部剖開(kāi)；圖5沿圖4中VI-VI剖面線的剖面圖。
在圖1和圖2中全部示出的活節(jié)包括一軸頸2，在該軸頸上在一基本上為圓柱形的頸部3上壓裝一活節(jié)頭4、這里是一球形活節(jié)。
軸頸2可以用一擠壓法無(wú)切削加工地制成，并例如由一種調(diào)質(zhì)鋼制成，此處為一種32 CrB4鋼，沒(méi)有單獨(dú)的表面處理。同樣也可以簡(jiǎn)單而價(jià)廉地不用切削加工就制成所述在其裝配之前為分離的活節(jié)頭4，而且它在這里具有一種在兩個(gè)相互對(duì)置的面上整平的球形，該球形具有一橫向于該整平部分延伸的通孔，用此通孔使活節(jié)頭在已裝配的位置上圍住所述軸頸2。在相應(yīng)的要求時(shí)，活節(jié)頭也可以是另外的外形，例如也可以是一種圓柱形或者截錐形的形狀。活節(jié)頭4可以進(jìn)行表面處理，以便因此能夠更好地承受在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)與周圍的活節(jié)外殼5摩擦接觸時(shí)的載荷，并尤其具有一種良好的抗腐蝕性。它例如由一種38MnB5鋼制成，并在這里附帶地進(jìn)行了鹽浴滲氮。也可以用另一種滲氮或其它的表面熱處理方法。采用所述通過(guò)氮化所得到的很好的對(duì)活節(jié)頭4表面的防腐措施也使其表面硬度增加，從而如同在現(xiàn)有技術(shù)中那樣在組裝活節(jié)頭和軸頸時(shí)可能會(huì)使防轉(zhuǎn)動(dòng)機(jī)構(gòu)發(fā)生變形，如果軸頸也不淬硬的話，但淬硬軸頸會(huì)引起附加的成本。因此在本發(fā)明的一種設(shè)計(jì)方案中將較硬的活節(jié)頭4用壓配合固定在軸頸2的圓柱形的表面部段16上，其中壓裝壓力足夠地大，從而使附帶的保險(xiǎn)、例如軸頸端部的卷邊，就完全不必要了。
所述實(shí)施例的軸頸2對(duì)于在汽車的行走機(jī)構(gòu)部位和轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部位里的典型應(yīng)用場(chǎng)合來(lái)說(shuō)，在其固定住活節(jié)頭4的頸部3中其直徑為9至大約15毫米，并且可以在其背離活節(jié)頭4的肩部6為了提高穩(wěn)定性而例如呈錐形擴(kuò)大。
在零件裝配之后的狀態(tài)下，所述活節(jié)頭4以壓配合很牢固地固定在軸頸2的頸部3上，并相對(duì)于周圍的活節(jié)外殼5可以活動(dòng)，該活節(jié)外殼為了使重量和成本最小化可以由塑料制成，其中所述運(yùn)動(dòng)既可以在箭頭7或8方向上的擺動(dòng)，也可以圍繞軸頸2的軸線9進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)。因此一種這樣的活節(jié)裝置也可以按一種軸承的方式作用，并且此處也一般稱為活節(jié)-和/或軸承裝置。活節(jié)外殼5為了穩(wěn)定并且為了與其它零部件-例如連桿、拉桿和/或推桿或類似構(gòu)件-相連接，由一鋼圈10包圍住?；罟?jié)1總體上被一密封件11圍住，因此即使是在一可接近的固定端12之外、例如一螺旋頭部之外，也不能從外部接近所述軸頸2，而且潤(rùn)滑劑不能流出。對(duì)于已被封閉的活節(jié)外殼5的備選方案也可以是一種基本為環(huán)狀的活節(jié)外殼，那么它例如就要裝在一不僅是環(huán)狀的支架(鋼圈10)里，而且要裝在一完全限制住在軸頸2和活節(jié)頭4的軸向延伸部位之外的空腔13的支架里。
在活節(jié)頭4和活節(jié)外殼5之間的空腔13至少部分地充注了一種潤(rùn)滑劑，這種潤(rùn)滑劑用于減小活節(jié)頭4和活節(jié)外殼5的接觸表面之間的摩擦。這種潤(rùn)滑尤其可以用于所述活節(jié)1的全部所設(shè)計(jì)的使用壽命。此時(shí)應(yīng)用一種粘稠的而且流動(dòng)性小的潤(rùn)滑劑。
所述位于活節(jié)頭4和包圍著該活節(jié)頭的活節(jié)外殼5之間的空腔13按照本發(fā)明與一相對(duì)于軸頸2的軸向延伸部位在活節(jié)頭4對(duì)面那一側(cè)的空腔14通過(guò)一個(gè)或(這里所示的)多個(gè)平衡通道15相連接。在所示實(shí)施例中，為了連接空腔13和14，設(shè)有四個(gè)同樣型式的、并在頸部3的外圓周上均勻分布的平衡通道15。這些平衡通道作為溝槽從軸頸2的圓周面上在其頸部3處被掏制出來(lái)，并分別在軸向上直線地布置，其半徑這里略小于1mm，此時(shí)頸部3的總直徑約為9mm。也可以是另一種例如螺旋狀或者波浪形的布置。同樣所述通道15的數(shù)量也可以變化，這取決于潤(rùn)滑劑的粘度以及取決于各自通道15的橫截面面積。通道15可以承受過(guò)量的潤(rùn)滑劑，和/或?qū)⒁环N在裝配時(shí)在外殼5和活節(jié)頭4之間所產(chǎn)生的過(guò)壓導(dǎo)出到空腔14里。由于油脂的流動(dòng)性較小，就確保了這種油脂并不立即完全流過(guò)通道15并傳送至空腔14里。
分布于圓周上的通道15的備選方案也可以是例如在軸頸2里的一個(gè)軸向中心孔，它具有向外橫向地引入到空腔14里的通道。也可以備選地或附加地例如給活節(jié)頭4配設(shè)一個(gè)或多個(gè)通道。這種活節(jié)頭然而一般在小腔室上施加大的載荷，因此在軸頸2處進(jìn)行材料減弱比在活節(jié)頭4處時(shí)更為有利。在任何情況下在裝配時(shí)或者以后工作時(shí)、例如在溫度升高時(shí)，通過(guò)潤(rùn)滑劑或空氣的過(guò)壓通過(guò)至少一個(gè)平衡通道5阻止了薄壁的活節(jié)外殼5的損傷。
在溝槽15以外，頸部3具有一個(gè)完全是圓柱形的外圓周16，例如象在按圖5所示的斷面圖上可見(jiàn)到的那樣?；罟?jié)頭4因此可以如上面已指示的那樣，壓配地固定在槽15之間的沒(méi)有被施以構(gòu)造的表面部段16上，而不需要在那里有一種成型結(jié)構(gòu)。因此即使是一種相對(duì)于軸頸2明顯更硬的活節(jié)頭4也可以進(jìn)行裝配。
如果溝槽15-如此處所示的那樣，軸向延伸地貫穿軸頸2直至從平行于壁的頸部3至在這里呈錐形擴(kuò)大的肩部6的過(guò)渡部位里，那么在圍繞其軸線9彎曲加載時(shí)相比于一種沒(méi)有加工溝槽15而其余相同的軸頸來(lái)則提高了軸頸2的穩(wěn)定性，正如按照有限元(FEM)計(jì)算可以證明的那樣。對(duì)于這里所述的材料和外形尺寸來(lái)說(shuō)，這種改善大小可達(dá)差不多10％。
附圖標(biāo)記列表1.活節(jié)9. 軸線2.軸頸10.鋼圈3.頸部11.密封件4.活節(jié)頭 12.固定端5.活節(jié)外殼13 空腔6.肩部14 空腔7 擺動(dòng)方向15.平衡通道8 擺動(dòng)方向16.表面部段
權(quán)利要求
1.活節(jié)-和/或軸承裝置(1)，它具有一軸頸(2)以及一單獨(dú)的可以固定在其上面的活節(jié)頭(4)，該活節(jié)頭至少靠近軸頸的軸端部分地包圍住該軸頸(2)，其特征在于至少一個(gè)平衡通道(15)，它將一至少基本上處在軸頸(2)和活節(jié)頭(4)的軸向延伸部位之外的空腔(13)與一相對(duì)于軸頸(2)軸向延伸部位在活節(jié)頭(4)對(duì)面那一邊的空腔(14)連接起來(lái)。
2.按權(quán)利要求1所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，所述至少基本上處在軸頸(2)和活節(jié)頭(4)的軸向延伸部位之外的空腔(13)在活節(jié)頭(4)和軸頸(2)之外被起到包圍作用的活節(jié)外殼(5)完全限制住。
3.按權(quán)利要求1或2所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，活節(jié)頭(4)由一種表面處理的調(diào)質(zhì)鋼制成。
4.按權(quán)利要求3所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，活節(jié)頭(4)用一種滲氮方法進(jìn)行處理。
5.按權(quán)利要求3或4所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，軸頸(2)由一種與活節(jié)頭(4)進(jìn)行了不同處理的材料制成。
6.按權(quán)利要求1至5中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)平衡通道(15)用于壓力平衡。
7.按權(quán)利要求1至7中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，所述至少一個(gè)平衡通道(15)用于導(dǎo)引潤(rùn)滑劑。
8.按權(quán)利要求1至7中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，軸頸(2)設(shè)有至少一個(gè)平衡通道(15)。
9.按權(quán)利要求1至8中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，多數(shù)平衡通道(15)作為溝槽都在軸頸(2)的頸部(3)中的圓周面(16)上掏制出來(lái)。
10.按權(quán)利要求9所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，溝槽(15)軸向延伸。
11.按權(quán)利要求1至10中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，所述裝置既可實(shí)現(xiàn)圍繞軸頸軸線的旋轉(zhuǎn)又可承受彎曲載荷。
12.尤其是按權(quán)利要求1至11中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置(1)，它具有一軸頸(2)以及一單獨(dú)的、可以固定在其上面的并部分地包圍住該軸頸(2)的活節(jié)頭(4)，其特征在于，至少活節(jié)頭(4)的表面由一種相比于軸頸表面更硬的材料制成，而且活節(jié)頭(4)以壓配合在沒(méi)有其它固定保險(xiǎn)機(jī)構(gòu)的情況下固定在軸頸(2)的沒(méi)有施以構(gòu)造的、圓柱形的表面部段(16)上。
13.按權(quán)利要求1至12中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置，其特征在于，該裝置被一包圍住兩個(gè)通過(guò)至少一個(gè)平衡通道(15)連接起來(lái)的空腔(13；14)的密封件(11)密封住，并且對(duì)于該裝置進(jìn)行潤(rùn)滑，用于所計(jì)算的使用壽命。
14.具有至少一個(gè)按權(quán)利要求1至12中之一所述的活節(jié)-和/或軸承裝置(1)的汽車，尤其是在行走機(jī)構(gòu)部件和/或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部件里。
全文摘要
在一種活節(jié)－和/或軸承裝置(1)中，它具有一軸頸(2)和一分離的、可以固定在其上的并且局部包圍住軸頸(2)的活節(jié)頭(4)，其中設(shè)有至少一個(gè)平衡通道(15)，它將一在活節(jié)頭(4)和一起到包圍作用的活節(jié)外殼(5)之間的空腔(13)與一相對(duì)于軸頸(2)的軸向延伸部位在活節(jié)頭(4)對(duì)面那邊的空腔(14)連接起來(lái)。
文檔編號(hào)F16C11/06GK101023277SQ200580030387
公開(kāi)日2007年8月22日 申請(qǐng)日期2005年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2004年9月9日
發(fā)明者K·布羅克, J·巴奇 申請(qǐng)人:Zf腓特烈港股份公司