球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體以及用于將關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上的方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種球窩關(guān)節(jié)（12）的關(guān)節(jié)殼體（10），其包括關(guān)于關(guān)節(jié)軸線（A）基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的用于接納球頭（16）的板材件（14），所述板材件具有周壁區(qū)段（18），其中所述周壁區(qū)段（18）在一個(gè)軸向端部（24）上具有殼體開(kāi)口（26），關(guān)節(jié)銷(xiāo)（28）能延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口，其中所述板材件（14）在所述周壁區(qū)段（18）的該軸向端部（24）上雙層地構(gòu)成。此外本發(fā)明也涉及一種用于將這樣的關(guān)節(jié)殼體（10）裝配在支架元件（34）上的方法。
【專(zhuān)利說(shuō)明】球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體以及用于將關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體，該關(guān)節(jié)殼體包括關(guān)于關(guān)節(jié)軸線基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的用于接納球頭的板材件，所述板材件具有周壁區(qū)段，其中，所述周壁區(qū)段在一個(gè)軸向端部上具有殼體開(kāi)口，關(guān)節(jié)銷(xiāo)能延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口。此外，本發(fā)明也涉及一種用于將這樣的關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由板材成形的用于球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體已經(jīng)一般從現(xiàn)有技術(shù)已知，以便減少用于球窩關(guān)節(jié)的制造費(fèi)用。
[0003]因此同類(lèi)的US 3，284，115 A例如示出一種由罐形的第一板材件和環(huán)形的第二板材件組裝成的關(guān)節(jié)殼體。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的任務(wù)是，提供一種用于球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)殼體，該關(guān)節(jié)殼體在制造費(fèi)用進(jìn)一步減少的情況下確保聞的關(guān)節(jié)穩(wěn)定性和使用壽命。
[0005]按照本發(fā)明，該任務(wù)通過(guò)一種開(kāi)頭所述類(lèi)型的關(guān)節(jié)殼體解決，在該關(guān)節(jié)殼體中，所述板材件在所述周壁區(qū)段的該軸向端部上雙層地構(gòu)成。雙層地構(gòu)成在這里表示，關(guān)節(jié)殼體的壁在該區(qū)域中由兩個(gè)面狀彼此貼靠的板材層構(gòu)成。由于周壁區(qū)段在殼體開(kāi)口的軸向端部的區(qū)域中的雙層構(gòu)成，以小的耗費(fèi)產(chǎn)生極其穩(wěn)定的關(guān)節(jié)殼體，球窩關(guān)節(jié)的關(guān)節(jié)銷(xiāo)稍后可以延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口。
[0006]優(yōu)選，所述板材件在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣上具有徑向的突起。板材件的徑向的突起可以在制造技術(shù)上以小的耗費(fèi)實(shí)現(xiàn)并且有助于關(guān)節(jié)殼體在支架元件上的和/或密封波紋管在關(guān)節(jié)殼體上的簡(jiǎn)單裝配。
[0007]所述徑向的突起可以在軸向縱剖視圖中看尤其是構(gòu)成為用于密封波紋管的U形的接納部。以這種方式能夠以最小的耗費(fèi)將密封波紋管固定在關(guān)節(jié)殼體上。為此，密封波紋管的邊緣引入U(xiǎn)形的接納部中并且通過(guò)該接納部的變形夾緊在關(guān)節(jié)殼體上。
[0008]在一種實(shí)施形式中，所述板材件在所述周壁區(qū)段的第一軸向端部上單層地構(gòu)成并且具有安裝開(kāi)口，所述關(guān)節(jié)銷(xiāo)能穿過(guò)該安裝開(kāi)口。所述板材件在所述周壁區(qū)段的第二軸向端部上兩層地構(gòu)成并且具有所述殼體開(kāi)口，其中設(shè)置有用于封閉安裝開(kāi)口的殼體蓋。具有在兩個(gè)軸向端部上敞開(kāi)的板材件的這種殼體結(jié)構(gòu)在將關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)在所述兩個(gè)構(gòu)件之間的特別牢固的且可簡(jiǎn)單制造的連接。
[0009]在關(guān)節(jié)殼體的另一種實(shí)施形式中，用于接納球頭的所述板材件罐形地構(gòu)成并且具有所述周壁區(qū)段以及底部區(qū)段，其中所述周壁區(qū)段在第一軸向端部上通過(guò)所述底部區(qū)段封閉并且在相反的第二軸向端部上具有所述殼體開(kāi)口。在該結(jié)構(gòu)中，關(guān)節(jié)殼體可以構(gòu)造成一件式的板材件，該板材件在接納球頭后可以通過(guò)簡(jiǎn)單的塑性變形這樣“關(guān)閉”，使得球頭可偏轉(zhuǎn)地保持在關(guān)節(jié)殼體中。由于所述板材件在變形的區(qū)段的區(qū)域中的雙層構(gòu)成，關(guān)節(jié)殼體在高的關(guān)節(jié)負(fù)荷的情況下也具有充分的穩(wěn)定性。
[0010]在關(guān)節(jié)殼體的該實(shí)施形式中，所述罐形的板材件可以在所述周壁區(qū)段和所述底部區(qū)段之間的過(guò)渡區(qū)域中雙層地構(gòu)造并且形成環(huán)繞的板材折疊部。該板材折疊部能夠以小的耗費(fèi)一體成型到所述罐形的板材件上并且恰如在周壁區(qū)段的第二軸向端部上的雙層板材那樣有助于關(guān)節(jié)殼體的提高的穩(wěn)定性。
[0011 ] 優(yōu)選，所述板材折疊部沿軸向方向背離周壁區(qū)段的第二軸向端部延伸并且可從關(guān)節(jié)殼體之外變形。由此，借助該環(huán)繞的板材折疊部能夠以簡(jiǎn)單的方式和形式施加關(guān)節(jié)預(yù)緊力和/或進(jìn)一步簡(jiǎn)化關(guān)節(jié)殼體在支架元件上的裝配。
[0012]本發(fā)明此外也包括一種球窩關(guān)節(jié)，該球窩關(guān)節(jié)包括:以上所述的關(guān)節(jié)殼體；關(guān)節(jié)銷(xiāo)，該關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在所述關(guān)節(jié)殼體中的球頭并且具有軸；以及密封波紋管，該密封波紋管具有緊固在所述關(guān)節(jié)殼體上的第一軸向邊緣和緊固在所述軸上的第二軸向邊緣，其中，密封波紋管的第一軸向邊緣延伸到在關(guān)節(jié)殼體上一體成型的U形的接納部中，并且第一軸向邊緣形鎖合和/或摩擦鎖合地緊固在所述U形的接納部中。所述密封波紋管因此能夠在沒(méi)有單獨(dú)的裝配元件如夾緊環(huán)或張緊環(huán)的情況下以特別簡(jiǎn)單的方式和形式裝配在關(guān)節(jié)殼體上。
[0013]在一種備選的實(shí)施形式中，球窩關(guān)節(jié)具有:以上所述的關(guān)節(jié)殼體；關(guān)節(jié)銷(xiāo)，該關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在所述關(guān)節(jié)殼體中的球頭并且具有軸；以及密封波紋管，該密封波紋管具有緊固在所述關(guān)節(jié)殼體上的第一軸向邊緣和緊固在所述軸上的第二軸向邊緣，其中，所述板材件的雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣鄰接于所述密封波紋管并且形成用于該密封波紋管的第一軸向邊緣的軸向止擋部。用于軸向固定密封波紋管的所述止擋部在這種情況中“自動(dòng)”在制造關(guān)節(jié)殼體的過(guò)程中產(chǎn)生，具體來(lái)說(shuō)在成形板材件以用于形成雙層區(qū)段的過(guò)程中。因此取消用于在關(guān)節(jié)殼體中制造特別的槽或凸肩以便形成所希望的止擋部的通常的耗費(fèi)。
[0014]此外，本發(fā)明也涉及一種結(jié)構(gòu)組件，其包括以上所述的關(guān)節(jié)殼體以及支架元件，該支架元件具有被保持區(qū)段包圍的裝配開(kāi)口，其中，所述關(guān)節(jié)殼體的周壁區(qū)段延伸通過(guò)所述裝配開(kāi)口，并且所述保持區(qū)段以這樣的預(yù)緊力包圍所述關(guān)節(jié)殼體的周壁區(qū)段，使得所述關(guān)節(jié)殼體摩擦鎖合地固定在所述保持區(qū)段中。與常規(guī)的螺紋連接或焊接相比，在關(guān)節(jié)殼體和支架元件之間的這樣的摩擦鎖合連接的優(yōu)點(diǎn)在于顯著減少的制造耗費(fèi)。
[0015]所述板材件在此可以設(shè)有沿軸向方向貼靠在保持區(qū)段上的支撐面，尤其是以在周壁區(qū)段的第一軸向端部上的階梯形的擴(kuò)張部和/或在周壁區(qū)段的第二軸向端部上的雙層壁區(qū)段的形式。
[0016]本發(fā)明最后還涉及一種用于將關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上的方法，該方法包括如下步驟:
[0017]一提供以上所述的關(guān)節(jié)殼體；
[0018]一提供包括裝配開(kāi)口的支架元件；
[0019]一將所述關(guān)節(jié)殼體的板材件沿軸向弓I入所述裝配開(kāi)口中，直到所述板材件的周壁區(qū)段鄰接于所述裝配開(kāi)口的邊緣；以及
[0020]一這樣塑性成形所述板材件，使得所述板材件形鎖合和/或力鎖合地緊固在所述支架元件上。[0021]這種方法提供如下優(yōu)點(diǎn)，即，通過(guò)所述形鎖合連接和/或力鎖合連接相比于常規(guī)的螺紋連接或焊接顯著減少裝配耗費(fèi)，而不負(fù)面影響所述連接的穩(wěn)定性或耐久性。
[0022]在一種方法變型方案中，成形模具嵌接到所述板材件中并且通過(guò)塑性成形沿徑向擴(kuò)張所述周壁區(qū)段，使得在所述周壁區(qū)段和所述裝配開(kāi)口的邊緣之間產(chǎn)生力鎖合的連接。因?yàn)殛P(guān)節(jié)殼體在支架元件上的裝配在制造球窩關(guān)節(jié)之前進(jìn)行，所以所述模具可以無(wú)問(wèn)題地引入關(guān)節(jié)殼體中并且以小的耗費(fèi)使板材件的周壁區(qū)段塑性成形。
[0023]特別優(yōu)選，通過(guò)所述成形模具也沿徑向擴(kuò)張所述支架元件的裝配開(kāi)口。通過(guò)周壁區(qū)段的塑性的擴(kuò)張，首先關(guān)閉相對(duì)于裝配開(kāi)口的邊緣存在的間隙。為了獲得環(huán)繞無(wú)間隙的并且因此特別牢固和持久的力鎖合連接，證實(shí)有利的是，板材件在所述間隙關(guān)閉后還進(jìn)一步變形，從而支架元件的裝配開(kāi)口也通過(guò)塑性成形沿徑向擴(kuò)張。作為模具通常使用校準(zhǔn)沖模，該校準(zhǔn)沖模將板材件的周壁區(qū)段精確擴(kuò)張至希望的直徑。
[0024]所述板材件可以在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣上具有徑向的突起，其中，所述關(guān)節(jié)殼體插入到所述支架元件的裝配開(kāi)口中，直到所述徑向的突起支撐在所述裝配開(kāi)口的邊緣上。這使關(guān)節(jié)殼體相對(duì)于支架元件的軸向定位變得容易。此外在關(guān)節(jié)殼體和支架元件之間的軸向止擋部阻止它們的軸向相對(duì)運(yùn)動(dòng)并且因此支持所述構(gòu)件的沿軸向方向存在的力鎖合連接。
[0025]在另一種方法變型方案中，裝配開(kāi)口的所述邊緣這樣構(gòu)成，使得所述裝配開(kāi)口的直徑沿軸向方向朝向所述周壁區(qū)段的雙層構(gòu)成的區(qū)段減少，尤其是逐級(jí)減少，其中，與所述裝配開(kāi)口的邊緣輪廓適配的成形模具嵌接到所述板材件中并且使所述板材件的周壁區(qū)段在所述裝配開(kāi)口的區(qū)域中與所述裝配開(kāi)口的邊緣輪廓形鎖合地成形。由此可以以簡(jiǎn)單的方式通過(guò)附加的形鎖合連接支持在關(guān)節(jié)殼體和支架元件之間的沿軸向方向存在的力鎖合連接。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0026]本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)在參考附圖的情況下由對(duì)優(yōu)選實(shí)施形式的后續(xù)說(shuō)明得出。在附圖中:
[0027]圖1示出按第一實(shí)施形式的按照本發(fā)明的關(guān)節(jié)殼體的縱剖視圖；
[0028]圖2示出按第二實(shí)施形式的按照本發(fā)明的關(guān)節(jié)殼體的縱剖視圖；
[0029]圖3示出包括按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體的球窩關(guān)節(jié)的分解圖；
[0030]圖4至10示出用于在使用按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體的情況下制造和裝配按照本發(fā)明的球窩關(guān)節(jié)的各個(gè)方法步驟；
[0031]圖11至16示出包括按照?qǐng)D1或2的關(guān)節(jié)殼體的按照本發(fā)明的球窩關(guān)節(jié)的其他實(shí)施形式；
[0032]圖17示出按第三實(shí)施形式的按照本發(fā)明的關(guān)節(jié)殼體的縱剖視圖；
[0033]圖18示出按第四實(shí)施形式的按照本發(fā)明的關(guān)節(jié)殼體的縱剖視圖；
[0034]圖19至24示出用于在使用按照?qǐng)D18的按照本發(fā)明的關(guān)節(jié)殼體的情況下將關(guān)節(jié)殼體裝配在支架元件上的按照本發(fā)明的方法的各個(gè)方法步驟；以及
[0035]圖25示出包括按照?qǐng)D17的關(guān)節(jié)殼體的按照本發(fā)明的球窩關(guān)節(jié)?！揪唧w實(shí)施方式】
[0036]圖1示出按照第一實(shí)施形式的球窩關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)殼體10，該關(guān)節(jié)殼體包括關(guān)于關(guān)節(jié)軸線A基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的用于接納球頭16的板材件14，該板材件具有圓柱形的周壁區(qū)段18。周壁區(qū)段18在一個(gè)軸向端部24上具有殼體開(kāi)口 26，關(guān)節(jié)銷(xiāo)28可以延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口。板材件14在殼體開(kāi)口 26的邊緣上、即在周壁區(qū)段18的所述軸向端部24上雙層地構(gòu)成，以便在殼體開(kāi)口 26的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)較大的殼體穩(wěn)定性。
[0037]在按照?qǐng)D1的第一實(shí)施形式中，用于接納球頭16的板材件14罐形地構(gòu)成并且具有所述周壁區(qū)段18以及底部區(qū)段20，其中周壁區(qū)段18在第一軸向端部22上通過(guò)底部區(qū)段20封閉并且在相反的第二軸向端部24上具有所述殼體開(kāi)口 26。
[0038]此外，板材件14在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣30上具有用于與支架元件34形鎖合和/或材料鎖合地連接的徑向的突起32 (也參看圖10至16)。
[0039]包括至少一個(gè)雙層構(gòu)成的區(qū)段的構(gòu)成為罐形板材件14的一件式的關(guān)節(jié)殼體10在此優(yōu)選由鋼板或有機(jī)板材制造。
[0040]恰如圖1，圖2也示出球窩關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)殼體10的縱剖視圖，不過(guò)按照第二實(shí)施形式。兩個(gè)關(guān)節(jié)殼體10的彼此對(duì)應(yīng)的特征在此設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。關(guān)于共同的特征明確參閱上述對(duì)圖1的說(shuō)明并且接著僅討論按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體10的區(qū)別以及由此造成的優(yōu)點(diǎn)。
[0041]這樣例如區(qū)別于按照?qǐng)D1的實(shí)施形式，按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體10的徑向的突起32在軸向的縱剖視圖中觀察構(gòu)成為用于密封波紋管36的U形的接納部35 (也參看圖9至16)。由此密封波紋管36可以簡(jiǎn)單地緊固在關(guān)節(jié)殼體10上，并且可以放棄附加的單獨(dú)的緊固元件如夾緊環(huán)或張緊環(huán)。
[0042]此外按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體10的特征在于，罐形的板材件14在周壁區(qū)段18和底部區(qū)段20之間的過(guò)渡區(qū)域中雙層地構(gòu)造并且形成環(huán)繞的板材折疊部38。
[0043]按照?qǐng)D2，板材折疊部38沿軸向方向背離周壁區(qū)段18的第二軸向端部24延伸并且可從關(guān)節(jié)殼體10之外變形(參考圖8)。
[0044]在環(huán)繞的板材折疊部38的區(qū)域中的雙層板材恰如在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上的雙層板材那樣有助于關(guān)節(jié)殼體10的聞的穩(wěn)定性并且因此最終也有助于球窩關(guān)節(jié)12的希望的耐久性。此外，環(huán)繞的板材折疊部38也因此是有利的，因?yàn)樵谠摪宀恼郫B部變形時(shí)可以用小的耗費(fèi)施加希望的關(guān)節(jié)預(yù)緊力和/或?qū)㈥P(guān)節(jié)殼體10借助形鎖合連接裝配在支架元件34上。
[0045]圖3以分解圖示出支架元件34和包括按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體10的球窩關(guān)節(jié)12，借助該分解圖可良好識(shí)別不同的單個(gè)構(gòu)件。
[0046]除支架元件34和關(guān)節(jié)殼體10之外，按照?qǐng)D3的球窩關(guān)節(jié)12具有包括球頭16和軸40的關(guān)節(jié)銷(xiāo)28、用于保護(hù)球窩關(guān)節(jié)12的密封波紋管36、用于接納球頭16的軸瓦42以及用于將球窩關(guān)節(jié)12緊固在支架元件34上的支撐環(huán)44。
[0047]借助圖4至10描述用于制造和裝配球窩關(guān)節(jié)12的方法，其中圖4至6示出用于制造球窩關(guān)節(jié)12的方法步驟并且圖7至10示出用于將球窩關(guān)節(jié)12裝配在支架元件34上的方法步驟。
[0048]在所述方法開(kāi)始時(shí)提供關(guān)節(jié)殼體10，該關(guān)節(jié)殼體優(yōu)選由鋼板或有機(jī)板材制成并且例如按照?qǐng)D2成形為罐形的板材件14。
[0049]在后續(xù)的一個(gè)方法步驟中，將優(yōu)選由塑料預(yù)制的軸瓦42沿軸向引入到罐形的板材件14中，從而產(chǎn)生按照?qǐng)D4的結(jié)構(gòu)組件。
[0050]隨后將關(guān)節(jié)銷(xiāo)28的球頭16沿軸向引入關(guān)節(jié)殼體10和軸瓦42中，其中產(chǎn)生在圖5中繪制的結(jié)構(gòu)組件。
[0051]在按照?qǐng)D6的一個(gè)繼續(xù)的方法步驟中，使關(guān)節(jié)殼體10、具體來(lái)說(shuō)罐形板材件14的鄰接于殼體開(kāi)口 26的雙層構(gòu)成的區(qū)段這樣塑性變形，使得關(guān)節(jié)銷(xiāo)28相對(duì)于關(guān)節(jié)殼體10被沿軸向保持。在此，環(huán)形的成形模具46作用在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上并且使關(guān)節(jié)殼體10這樣變形，使得殼體開(kāi)口 26的直徑減小。在該情況中，成形模具46的接觸面48沿著從第一軸向端部22朝向第二軸向端部24方向收縮，由此成形模具46僅必須軸向地沿從第二軸向端部24朝向第一軸向端部22的方向壓到關(guān)節(jié)殼體10上，以便以希望的方式和形式“關(guān)閉”關(guān)節(jié)殼體10。
[0052]除密封波紋管36的裝配例外，球窩關(guān)節(jié)12的真正的制造在該方法步驟后已經(jīng)很大程度上結(jié)束，因?yàn)殛P(guān)節(jié)銷(xiāo)28鄰接于軸瓦42地可偏轉(zhuǎn)地保持在關(guān)節(jié)殼體10中。
[0053]圖7至10現(xiàn)在示出球窩關(guān)節(jié)12在支架元件34上的裝配，其中該裝配可以直接跟隨球窩關(guān)節(jié)12的制造。
[0054]從圖6出發(fā)，關(guān)節(jié)殼體10具有U形構(gòu)成的徑向的突起32，所述突起具有朝第一軸向端部22指向的軸向的用于支架元件34的支承面50。關(guān)節(jié)殼體10為了裝配球窩關(guān)節(jié)12沿軸向插入支架元件34的裝配開(kāi)口 52中，直到所述徑向的突起32以其支承面50支撐在裝配開(kāi)口 52的邊緣53上。所述徑向的突起32因此形成用于支架元件34的軸向支座并且因此簡(jiǎn)化球窩關(guān)節(jié)12在支架元件34上的裝配。
[0055]隨后將橫截面呈L形的所述支撐環(huán)44從第一軸向端部22這樣插套到關(guān)節(jié)殼體10上，使得L形橫截面的一個(gè)支腿54貼靠在裝配開(kāi)口 52的邊緣53上并且L形橫截面的另一個(gè)支腿55在外側(cè)鄰接于周壁區(qū)段18，優(yōu)選精確配合地貼靠在該周壁區(qū)段18上(參考圖7)。支腿55在此沿軸向方向從罐形板材件14的單層的周壁區(qū)段18延伸直到環(huán)繞的板材折疊部38。
[0056]在按照?qǐng)D8的后續(xù)的一個(gè)方法步驟中，使環(huán)繞的板材折疊部38以及支撐環(huán)44借助另一個(gè)環(huán)形的成形模具56塑性變形。通過(guò)該變形，支架元件34借助支撐環(huán)44沿軸向方向夾緊到板材折疊部38和關(guān)節(jié)殼體10的徑向的突起32之間。優(yōu)選，裝配開(kāi)口 52的直徑精確配合地等于周壁區(qū)段18的外徑，從而支架元件34也垂直于關(guān)節(jié)軸線A地固定在關(guān)節(jié)殼體10上。因此總體上產(chǎn)生將球窩關(guān)節(jié)12固定地與支架元件34連接的形鎖合連接。
[0057]換句話說(shuō)，支架元件34通過(guò)環(huán)繞的板材折疊部38的塑性變形被沿軸向加載而抵靠罐形板材件14的徑向突起32。
[0058]此外，球頭16在環(huán)繞的板材折疊部38變形時(shí)從板材件14的底部區(qū)段20沿軸向朝向周壁區(qū)段18的第二端部24被加載。因?yàn)榘宀恼郫B部38的變形在關(guān)節(jié)殼體10關(guān)閉后、即在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上的成形(參考圖6)之后才進(jìn)行，所以球頭16不再能夠或只還能夠輕微地朝向周壁區(qū)段18的第二端部24運(yùn)動(dòng)。因此通過(guò)板材折疊部38的變形，彈性的軸瓦42被軸向預(yù)緊并且因此通常希望的關(guān)節(jié)預(yù)緊力被施加。該關(guān)節(jié)預(yù)緊力以有利的方式延長(zhǎng)了球頭16基本上無(wú)間隙地接納在軸瓦42以及關(guān)節(jié)殼體10中的時(shí)間段。[0059]如已經(jīng)提到的，所述徑向的突起32在本實(shí)施例中構(gòu)成為環(huán)繞的、U形的接納部35，其中，密封波紋管36的第一軸向邊緣57引入接納部35中(參考圖9)并且通過(guò)U形的接納部35借助另一個(gè)成形模具58的塑性變形夾緊在關(guān)節(jié)殼體10上(參考圖10)。以這種方式，徑向的突起32不僅形成用于支架元件34的支座，而且以簡(jiǎn)單并且有利的方式將密封波紋管36固定在球窩關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)殼體10上。
[0060]最后必須在密封波紋管36的相反的第二軸向邊緣59上僅還安裝按照?qǐng)D11至15的夾緊環(huán)或張緊環(huán)60，以便將密封波紋管36也可靠地緊固在關(guān)節(jié)銷(xiāo)28的軸40上。
[0061]依此，球窩關(guān)節(jié)12—方面被完成并且另一方面已經(jīng)以有利的方式裝配在支架元件34上。該支架元件34例如是機(jī)動(dòng)車(chē)轉(zhuǎn)向裝置的由鋼板、鋁或塑料制造的橫向?qū)П邸溥x地，支架元件34是按照?qǐng)D3的連接構(gòu)件，該連接構(gòu)件例如用法蘭連接到橫向?qū)П凵稀?br> [0062]圖11至16示出球窩關(guān)節(jié)12的其他實(shí)施形式，所述球窩關(guān)節(jié)裝配在支架元件34上并且具有按照?qǐng)D1或2的關(guān)節(jié)殼體10。
[0063]按照?qǐng)D11的球窩關(guān)節(jié)12僅通過(guò)使用的支撐環(huán)44區(qū)別于按照?qǐng)D10的實(shí)施形式。支撐環(huán)44在圖10中放置在支架元件34的軸向端側(cè)上，而該支撐環(huán)在圖11中在關(guān)節(jié)殼體10和支架元件34之間沿徑向插入或壓入到裝配開(kāi)口 52中。
[0064]在按照?qǐng)D12的實(shí)施形式中沒(méi)有設(shè)置支撐環(huán)44，從而關(guān)節(jié)殼體10的環(huán)繞的板材折疊部38直接貼靠在支架元件34上。
[0065]在按照?qǐng)D13和14的球窩關(guān)節(jié)12中，支架元件34在其裝配開(kāi)口 52的區(qū)域中具有凸緣61、即軸向成形的邊緣區(qū)段，以便增大在關(guān)節(jié)殼體10和支架元件34之間的徑向的接觸區(qū)域。
[0066]按照?qǐng)D15和16的球窩關(guān)節(jié)12的實(shí)施形式表明，在支架元件34和關(guān)節(jié)殼體10之間的形鎖合的連接也可以與材料鎖合的連接62、例如焊接或粘接連接組合。這不僅適用于按照?qǐng)D2的關(guān)節(jié)殼體10 (參考圖15)、而且適用于按照?qǐng)D1的殼體實(shí)施方式(參考圖16)。
[0067]恰如圖1和2，圖17和18也分別示出球窩關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)殼體10的縱剖視圖，不過(guò)按照第三或第四實(shí)施形式。相應(yīng)的關(guān)節(jié)殼體10的彼此對(duì)應(yīng)的特征在此設(shè)有相同的附圖標(biāo)記。關(guān)于共同的特征明確參閱對(duì)圖1至3的上述說(shuō)明并且下文僅討論按照?qǐng)D17和18的關(guān)節(jié)殼體10的區(qū)別以及由此造成的優(yōu)點(diǎn)。
[0068]圖17和18分別示出球窩關(guān)節(jié)12的關(guān)節(jié)殼體10，該關(guān)節(jié)殼體包括關(guān)于關(guān)節(jié)軸線A基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的用于接納球頭16的板材件14，其中該板材件14具有圓筒形的周壁區(qū)段
18。周壁區(qū)段18在一個(gè)軸向端部24上具有殼體開(kāi)口 26，關(guān)節(jié)銷(xiāo)28可以延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口。板材件14在殼體開(kāi)口 26的邊緣上、即在周壁區(qū)段18的軸向端部24上雙層地構(gòu)成，以便在殼體開(kāi)口 26的區(qū)域中實(shí)現(xiàn)較大的殼體穩(wěn)定性。
[0069]按照?qǐng)D17和18的板材件14在周壁區(qū)段18的第一軸向端部22上單層地構(gòu)成并且與圖1和2的實(shí)施方式不同地具有安裝開(kāi)口 64，關(guān)節(jié)銷(xiāo)28可以穿過(guò)該安裝開(kāi)口。板材件14在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上兩層地構(gòu)成并且具有所述殼體開(kāi)口 26。關(guān)節(jié)殼體10在第三和第四實(shí)施形式中附加地具有用于封閉安裝開(kāi)口 64的殼體蓋66 (參考圖22至25)。因?yàn)榍蝾^16可以通過(guò)安裝開(kāi)口 64引入關(guān)節(jié)殼體10中，所以板材件14的鄰接于殼體開(kāi)口 26的雙層構(gòu)成的區(qū)段已經(jīng)提前、即在關(guān)節(jié)殼體10裝配在支架元件34上之前以及在制造球窩關(guān)節(jié)12之前這樣塑性變形，使得稍后關(guān)節(jié)銷(xiāo)28相對(duì)于關(guān)節(jié)殼體10被軸向保持。該變形在關(guān)節(jié)殼體10的第一和第二實(shí)施形式中在制造球窩關(guān)節(jié)12時(shí)才進(jìn)行(參考圖6)。
[0070]按照?qǐng)D18的板材件14類(lèi)似于圖2在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣30上具有徑向的突起32，該徑向的突起在軸向縱剖視圖內(nèi)觀察構(gòu)成為用于密封波紋管36的U形的接納部35 (也參看圖23和24)。由此密封波紋管36可以簡(jiǎn)單地緊固在關(guān)節(jié)殼體10上，并且可以放棄附加的單獨(dú)的緊固元件如夾緊環(huán)或張緊環(huán)。
[0071]借助圖19至24描述用于將關(guān)節(jié)殼體10裝配在支架元件34上以及用于制造球窩關(guān)節(jié)12的方法，其中圖19和20示出關(guān)節(jié)殼體10的裝配并且圖21至24示出球窩關(guān)節(jié)12的后續(xù)制造。
[0072]在所述方法開(kāi)始時(shí)，提供支架元件34以及優(yōu)選由鋼板或有機(jī)板材制成并且例如成形為按照?qǐng)D18的板材件14的關(guān)節(jié)殼體10。
[0073]隨后將關(guān)節(jié)殼體10的板材件14沿軸向引入裝配開(kāi)口 52中，直到板材件14的周壁區(qū)段18沿徑向鄰接于裝配開(kāi)口 52的邊緣53。按照?qǐng)D19，板材件14在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣30上具有徑向的突起32，其中，將關(guān)節(jié)殼體10插入支架元件34的裝配開(kāi)口 52中，直到該徑向的突起32支撐在裝配開(kāi)口的邊緣53上。這使關(guān)節(jié)殼體10相對(duì)于支架元件34的軸向定位變得容易。
[0074]在按照?qǐng)D20的下一個(gè)方法步驟中，成形模具68嵌接到板材件14中并且通過(guò)塑性變形徑向這樣擴(kuò)張周壁區(qū)段18，使得在周壁區(qū)段18和裝配開(kāi)口 52的邊緣53之間產(chǎn)生力鎖合的連接。因?yàn)殛P(guān)節(jié)殼體10在支架元件34上的裝配在制造前、即在球窩關(guān)節(jié)12的組裝前發(fā)生，所以模具68可以無(wú)問(wèn)題地導(dǎo)入關(guān)節(jié)殼體10中并且能以小的耗費(fèi)使板材件14的周壁區(qū)段18塑性成形。
[0075]優(yōu)選通過(guò)成形模具68也徑向擴(kuò)張支架元件34的裝配開(kāi)口 52。這保證在關(guān)節(jié)殼體10和支架元件34之間的環(huán)繞無(wú)間隙的并且因此特別牢固且持久的力鎖合連接。作為模具68通常使用至少一個(gè)校準(zhǔn)沖模，該校準(zhǔn)沖模將板材件14的周壁區(qū)段18精確擴(kuò)張至希望的直徑。
[0076]如已經(jīng)在圖19中可看出的，裝配開(kāi)口 52的邊緣53在所描述的實(shí)施變型方案中這樣構(gòu)成，使得裝配開(kāi)口 52的直徑沿軸向方向朝向周壁區(qū)段18的雙層構(gòu)成的區(qū)段逐級(jí)減小。嵌接到板材件14中的成形模具68與裝配開(kāi)口 52的邊緣輪廓適配并且使板材件14的周壁區(qū)段18在裝配開(kāi)口 52的區(qū)域中與裝配開(kāi)口 52的邊緣輪廓形鎖合地變形(參考圖20)。
[0077]在板材件14和優(yōu)選還有支架元件34塑性成形之后產(chǎn)生按照?qǐng)D20的結(jié)構(gòu)組件70，該結(jié)構(gòu)組件具有關(guān)節(jié)殼體10以及支架元件34，該支架元件具有被邊緣53包圍的裝配開(kāi)口52，其中邊緣53在這里具有保持區(qū)段72。保持區(qū)段72以這樣的預(yù)緊力包圍板材件14的周壁區(qū)段18，使得關(guān)節(jié)殼體10摩擦鎖合地保持在保持區(qū)段72中。
[0078]盡管該摩擦鎖合連接已經(jīng)將關(guān)節(jié)殼體10可靠并且持久地緊固在支架元件34上，板材件14設(shè)有沿軸向方向貼靠在保持區(qū)段72上的支撐面74。這些支撐面在本情況中一方面是在周壁區(qū)段18的第一軸向端部22上的階梯形的擴(kuò)張部并且另一方面是徑向的突起
32、具體來(lái)說(shuō)是板材件14的所述U形接納部35在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上的支承面50。在按照?qǐng)D17的關(guān)節(jié)殼體10的第三實(shí)施形式中，在周壁區(qū)段18的第二軸向端部24上的所述階梯形的擴(kuò)張部通過(guò)雙層的壁區(qū)段形成。
[0079]在關(guān)節(jié)殼體10在支架元件34上的裝配結(jié)束后，現(xiàn)在開(kāi)始組裝球窩關(guān)節(jié)12。為此將關(guān)節(jié)銷(xiāo)28引入軸向固定的板材件14中并且沿軸向方向有彈性地支承。
[0080]隨后將軸瓦42借助沖模78壓入球頭16和周壁區(qū)段18之間的空間中(參考圖21)。[0081 ] 之后套裝和滾壓優(yōu)選由板材制成的殼體蓋66。為了滾壓殼體蓋66按照?qǐng)D22使用模具80，該模具將殼體蓋66沿軸向壓靠到板材件14上的止擋部82上并且然后使周壁區(qū)段18在其第一軸向端部22上塑性成形。
[0082]最后將密封波紋管36這樣定位在所述殼體上，使得密封波紋管36的第一軸向邊緣57延伸到U形的接納部35中，在那里該邊緣借助在圖23中只示意性表示的成形模具58在U形的接納部35塑性變形的情況下嵌入(也參考圖10)。
[0083]在裝配夾緊環(huán)或張緊環(huán)60后，產(chǎn)生按照?qǐng)D24的球窩關(guān)節(jié)12，該球窩關(guān)節(jié)包括:關(guān)節(jié)殼體10 ;關(guān)節(jié)銷(xiāo)28，所述關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在關(guān)節(jié)殼體10中的球頭16并且具有軸40 ;以及密封波紋管36，該密封波紋管具有緊固在關(guān)節(jié)殼體10上的第一軸向邊緣57和緊固在軸40上的第二軸向邊緣59 ;其中，密封波紋管36的第一軸向邊緣57延伸到在關(guān)節(jié)殼體10上一體成型的U形的接納部35中，并且該第一軸向邊緣57形鎖合和/或摩擦鎖合地緊固在U形的接納部35中。密封波紋管36因此能夠在沒(méi)有單獨(dú)的裝配元件如夾緊環(huán)或張緊環(huán)的情況下以特別簡(jiǎn)單的方式和形式緊固在關(guān)節(jié)殼體10上。
[0084]借助圖19至24描述的用于將關(guān)節(jié)殼體10裝配在支架元件34上以及用于在使用按照?qǐng)D18的關(guān)節(jié)殼體10的情況下制造球窩關(guān)節(jié)的方法也能夠類(lèi)似地轉(zhuǎn)用到按照?qǐng)D17的關(guān)節(jié)殼體10的使用上。
[0085]在該方法中產(chǎn)生按照?qǐng)D25的球窩關(guān)節(jié)12，該球窩關(guān)節(jié)包括關(guān)節(jié)殼體10 ;關(guān)節(jié)銷(xiāo)28，該關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在關(guān)節(jié)殼體10中的球頭16并且具有軸40 ；以及密封波紋管36，該密封波紋管具有緊固在關(guān)節(jié)殼體10上的第一軸向邊緣57和緊固在軸40上的第二軸向邊緣59 ;其中，所述板材件14的雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣30鄰接于密封波紋管36并且形成一個(gè)用于其第一軸向邊緣57的軸向止擋部。
[0086]裝配開(kāi)口 52的邊緣53在圖25中形成用于密封波紋管36的第一軸向邊緣57的另一個(gè)軸向止擋部，從而密封波紋管36在裝配夾緊環(huán)86后相對(duì)于關(guān)節(jié)殼體10可靠固定，所述夾緊環(huán)沿徑向向內(nèi)對(duì)第一軸向邊緣57加載。
[0087]關(guān)節(jié)殼體10相對(duì)于支架元件34的按照?qǐng)D25沿軸向向上指向的運(yùn)動(dòng)在該情況中僅通過(guò)在周壁區(qū)段18和保持區(qū)段72之間的摩擦鎖合連接阻止。密封波紋管36的第一軸向邊緣57通過(guò)兩個(gè)軸向的止擋部?jī)H軸向保持并且沒(méi)有通過(guò)關(guān)節(jié)力經(jīng)受負(fù)載。
【權(quán)利要求】
1.球窩關(guān)節(jié)(12)的關(guān)節(jié)殼體，包括: 關(guān)于關(guān)節(jié)軸線(A)基本上旋轉(zhuǎn)對(duì)稱的用于接納球頭(16)的板材件(14)，所述板材件具有周壁區(qū)段(18)， 其中，所述周壁區(qū)段(18)在一個(gè)軸向端部(24)上具有殼體開(kāi)口(26)，關(guān)節(jié)銷(xiāo)(28)能延伸通過(guò)該殼體開(kāi)口，其特征在于，所述板材件(14)在所述周壁區(qū)段(18)的該軸向端部(24)上雙層地構(gòu)成。
2.按照權(quán)利要求1所述的關(guān)節(jié)殼體，其特征在于，所述板材件(14)在雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣(30 )上具有徑向的突起(32 )。
3.按照權(quán)利要求2所述的關(guān)節(jié)殼體，其特征在于，所述徑向的突起(32)在軸向的縱剖視圖中觀察構(gòu)成為用于密封波紋管(36)的U形的接納部(35)。
4.按照上述權(quán)利要求之一所述的關(guān)節(jié)殼體，其特征在于，所述板材件(14)在所述周壁區(qū)段(18)的第一軸向端部(22)上單層地構(gòu)成并且具有安裝開(kāi)口(64)，所述關(guān)節(jié)銷(xiāo)(28)能穿過(guò)該安裝開(kāi)口，以及所述板材件在所述周壁區(qū)段(18)的第二軸向端部(24)上兩層地構(gòu)成并且具有所述殼體開(kāi)口( 26 )，其中，設(shè)置有用于封閉安裝開(kāi)口( 64 )的殼體蓋(200 )。
5.按照權(quán)利要求1至3之一所述的關(guān)節(jié)殼體，其特征在于，用于接納球頭(16)的所述板材件(14)罐形地構(gòu)成并且具有所述周壁區(qū)段(18)以及底部區(qū)段(20)，其中，所述周壁區(qū)段(18)在第一軸向端部(22)上通過(guò)所述底部區(qū)段(20)封閉并且在相反的第二軸向端部(24)上具有所述殼體開(kāi)口(26)。
6.按照權(quán)利要求5所述的關(guān)節(jié)殼體，其特征在于，所述罐形的板材件(14)在所述周壁區(qū)段(18)和所述底部區(qū)段(20)之間的過(guò)渡區(qū)域中雙層地構(gòu)造并且形成環(huán)繞的板材折疊部(38)。
7.球窩關(guān)節(jié)，包括: 按照上述權(quán)利要求之一所述的關(guān)節(jié)殼體(10)， 關(guān)節(jié)銷(xiāo)(28 )，該關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在所述關(guān)節(jié)殼體(10 )中的球頭(16 )并且具有軸(40 )，以及 密封波紋管(36)，該密封波紋管具有緊固在所述關(guān)節(jié)殼體(10)上的第一軸向邊緣(57)和緊固在所述軸(40)上的第二軸向邊緣(59)， 其特征在于，密封波紋管(36)的第一軸向邊緣(57)延伸到在關(guān)節(jié)殼體(10)上一體成型的U形的接納部(35)中， 其中，第一軸向邊緣(57)形鎖合和/或摩擦鎖合地緊固在所述U形的接納部(35)中。
8.球窩關(guān)節(jié)，包括: 按照權(quán)利要求1至6之一所述的關(guān)節(jié)殼體(10)， 關(guān)節(jié)銷(xiāo)(28 )，該關(guān)節(jié)銷(xiāo)具有接納在所述關(guān)節(jié)殼體(10 )中的球頭(16 )并且具有軸(40 )，以及 密封波紋管(36)，該密封波紋管具有緊固在所述關(guān)節(jié)殼體(10)上的第一軸向邊緣(57)和緊固在所述軸(40)上的第二軸向邊緣(59)， 其特征在于，所述板材件(14)的雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣(30)鄰接于所述密封波紋管(36)并且形成用于該密封波紋管的第一軸向邊緣(57)的軸向止擋部。
9.結(jié)構(gòu)組件,包括:按照權(quán)利要求1至6之一所述的關(guān)節(jié)殼體(10)，以及 支架元件(34)，該支架元件具有被保持區(qū)段(72)包圍的裝配開(kāi)口(52)， 其特征在于，所述關(guān)節(jié)殼體(10)的所述周壁區(qū)段(18)延伸通過(guò)所述裝配開(kāi)口(52)， 其中，所述保持區(qū)段(72)以這樣的預(yù)緊力包圍所述關(guān)節(jié)殼體(10)的周壁區(qū)段(18)，使得所述關(guān)節(jié)殼體(10)摩擦鎖合地保持在所述保持區(qū)段(72)中。
10.按照權(quán)利要求9所述的結(jié)構(gòu)組件，其特征在于，所述板材件(14)設(shè)有支撐面(74)，所述支撐面沿軸向方向貼靠在所述邊緣(53)上，尤其是以在所述周壁區(qū)段(18)的第一軸向端部(22)上的階梯形的擴(kuò)張部的形式和/或以在所述周壁區(qū)段(18)的第二軸向端部(24)上的雙層壁區(qū)段的形式。
11.用于將關(guān)節(jié)殼體(10)裝配在支架元件(34)上的方法，包括如下步驟: 一提供按照權(quán)利要求1至6之一所述的關(guān)節(jié)殼體(10)； 一提供包括裝配開(kāi)口(52)的支架元件(34)； 一將所述關(guān)節(jié)殼體(10 )的板材件(14 )沿軸向引入所述裝配開(kāi)口( 52 )中，直到所述板材件的周壁區(qū)段(18)鄰接于所述 裝配開(kāi)口(52)的邊緣(53)； 一塑性成形所述板材件(14)，使得所述板材件形鎖合和/或力鎖合地緊固在所述支架元件(34)上。
12.按照權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，成形模具(68)嵌接到所述板材件(14)中并且通過(guò)塑性成形沿徑向擴(kuò)張所述周壁區(qū)段(18)，使得在所述周壁區(qū)段(18)和所述裝配開(kāi)口(52)的邊緣(53)之間產(chǎn)生力鎖合的連接。
13.按照權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，通過(guò)所述成形模具(68)也沿徑向擴(kuò)張所述支架元件(34)的裝配開(kāi)口(52)。
14.按照權(quán)利要求11至13之一所述的方法，其特征在于，所述板材件(14)在所述雙層構(gòu)成的區(qū)段的自由邊緣(30)上具有徑向的突起(32)，其中，所述關(guān)節(jié)殼體(10)插入到所述支架元件(34)的所述裝配開(kāi)口( 52)中，直到所述徑向的突起(32)支撐在所述裝配開(kāi)口(52)的邊緣(53)上。
15.按照權(quán)利要求11至14之一所述的方法，其特征在于，所述邊緣(53)這樣構(gòu)成，使得所述裝配開(kāi)口(52)的直徑沿軸向方向朝向所述周壁區(qū)段(18)的所述雙層構(gòu)成的區(qū)段減小，尤其是逐級(jí)減小，其中，與所述裝配開(kāi)口(52)的邊緣輪廓適配的成形模具(68)嵌接到所述板材件(14)中并且使所述板材件(14)的周壁區(qū)段(18)在所述裝配開(kāi)口(52)的區(qū)域中與所述裝配開(kāi)口(52)的邊緣輪廓形鎖合地成形。
【文檔編號(hào)】F16C11/06GK103782046SQ201280043045
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年7月12日 優(yōu)先權(quán)日:2011年7月28日
【發(fā)明者】U·福陶斯, L·紹曼, H·沃爾特 申請(qǐng)人:Trw汽車(chē)股份有限公司