[發(fā)明專利]球鉸鏈

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380070568.4
• 申請日: 2013-12-16
• 公開（公告）號: CN104937289A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: J·格雷貝爾;R·翁格魯;C·弗里克
• 申請（專利權(quán)）人: ZF腓特烈斯哈芬股份公司
• 主分類號: F16C11/08
• 分類號: F16C11/08
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 蘇娟;王菲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種根據(jù)權(quán)利要求1的前序部分所述的球鉸鏈、特別是軸向鉸鏈、一種根據(jù)權(quán)利要求8所述的球殼以及一種根據(jù)權(quán)利要求14所述的用于制造球殼的方法。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)中，球鉸鏈常常應(yīng)用在機動車中承受高負(fù)荷的部位處。在此，已知軸向鉸鏈和徑向鉸鏈。術(shù)語徑向鉸鏈或軸向鉸鏈以已知的方式涉及相關(guān)的球鉸鏈的主負(fù)荷方向。即，軸向鉸鏈主要平行于其縱軸線受到拉力和/或壓力負(fù)荷。相反地，徑向鉸鏈主要橫向于縱軸線被加載。

在球鉸鏈之內(nèi)的高溫(在軸向鉸鏈中例如通過直接與熱運行的轉(zhuǎn)向系統(tǒng)連接而引起高溫)下，球殼膨脹，這導(dǎo)致在球鉸鏈之內(nèi)不期望的力矩增加。為了克服熱膨脹的缺點，已知的球殼設(shè)有特殊布置的縫隙。此外，球殼可具有不同的材料厚度。

從現(xiàn)有技術(shù)中已知的連續(xù)開有縫隙的球殼、例如咬合殼由于蠕變傾向增大以及承載面較小的缺點是不合適的，因為由于該縫隙，球殼不是以面覆蓋的方式貼靠在殼體處并且由此使得材料能夠蠕變到縫隙之間的自由空間中。然而，球殼的材料厚度或厚度通過該蠕變減小，這導(dǎo)致在球鉸鏈中的間隙。

特別是，在軸向鉸鏈中在球鉸鏈的殼體孔的區(qū)域中該縫隙是不利的，因為由于在殼體孔的方向上的拉力而出現(xiàn)高的負(fù)荷。此外，由于所需的銷的偏轉(zhuǎn)角，鉸鏈殼體孔必須相對較大。因此，在球體、球殼和鉸鏈殼體之間僅僅提供很少的接觸面用于傳遞拉力。對于接觸面重要的是在其中球體和殼體內(nèi)壁重疊的面。

為了補償磨損并且使在球鉸鏈之內(nèi)的間隙最小化，從現(xiàn)有技術(shù)中已知的是，為球鉸鏈配備獨立的彈性的再調(diào)整元件、例如橡膠環(huán)。文獻DE69407894?T2公開了一種軸向鉸鏈，在其中，在球殼的遠(yuǎn)離球銷或殼體孔的下部彈性區(qū)域中構(gòu)造有再調(diào)整元件。

發(fā)明內(nèi)容

因此本發(fā)明的目標(biāo)是，提供一種球鉸鏈和球殼，其克服上述缺點并且以更好的方式保證球殼的高的熱負(fù)荷能力和機械負(fù)荷能力。應(yīng)以結(jié)構(gòu)上簡單的方式保證球鉸鏈的改進并且由此應(yīng)可成本適宜地制造球鉸鏈。

該目標(biāo)通過具有根據(jù)權(quán)利要求1所述的特征的球鉸鏈、具有根據(jù)權(quán)利要求8所述的特征的球殼以及具有根據(jù)權(quán)利要求14所述的特征的用于制造球殼的方法實現(xiàn)。本發(fā)明的優(yōu)選實施方式在從屬權(quán)利要求中定義。

提供一種球鉸鏈、特別是軸向鉸鏈，具有容納在球殼中的球銷，其中，球殼與球銷一起被容納在鉸鏈殼體中。球殼在球殼的下部的遠(yuǎn)離球銷或殼體孔的區(qū)域中一體地構(gòu)造有至少一個彈簧元件。換句話說，彈簧元件被集成到球殼中。該區(qū)域也可被稱為殼體底部或殼體側(cè)。被集成到球殼中的彈簧元件至少部分地具有中斷部，從而通過彈簧元件可抑制在球鉸鏈之內(nèi)的間隙和/或磨損。當(dāng)球鉸鏈例如在機動車的底盤中用于連接至少兩個底盤構(gòu)件時，在球鉸鏈的使用壽命或運行時間期間，由于在球鉸鏈之內(nèi)的摩擦或者因熱引起的球殼材料蠕變可出現(xiàn)磨損。通過在球鉸鏈之內(nèi)的間隙，由于噪聲使得該磨損變得可察覺，并且該磨損可能導(dǎo)致在轉(zhuǎn)向裝置中不允許的間隙。在極限情況中，該構(gòu)件失效并且其功能失效。

通過將彈簧元件集成到球殼中，此外可實現(xiàn)非常緊湊的結(jié)構(gòu)形式。可省去附加的在其他情況下插在殼體和球殼之間的構(gòu)件，例如獨立于球殼的再調(diào)整元件，如橡膠環(huán)、彈簧(盤形彈簧)等。如果特別是通過縫隙部分地中斷彈簧元件，則中斷部可在整個彈簧元件上或者也可在部分彈簧元件上延伸。通過在殼體側(cè)的球殼中的中斷部(縫隙)的造型和長度，可調(diào)整彈簧元件的彈簧特性。彈簧元件的彈簧特性也可受到彈簧元件的材料厚度影響。

由于簡單的但仍然始終具有必要的穩(wěn)定性的結(jié)構(gòu)，制造成本明顯減小，因為可在一個制造步驟中(例如通過注塑)制造球殼?？偟貋碚f，由此提供了一種鉸鏈組件，該鉸鏈組件提高了負(fù)荷能力，防止了在磨損之后或由于磨損引起的鉸鏈間隙，并且在結(jié)構(gòu)形式緊湊和成本低廉的同時實現(xiàn)了在溫度使用范圍中恒定的摩擦力矩。

特別地在軸向鉸鏈中在拉力方向和壓力方向上有特別的要求。在拉力方向上、也就是說在朝向殼體孔的方向上，由于所需的銷的偏轉(zhuǎn)角在球體、球殼和鉸鏈殼體之間僅僅存在很小的接觸面用來傳遞拉力，因為鉸鏈孔必須相對大。球殼在鉸鏈殼體孔的區(qū)域中的承載份額比在反向作用的壓力方向上小得多，因為球殼在鉸鏈殼體的底部的區(qū)域中、即在與殼體孔對置的一側(cè)上具有明顯更大的與鉸鏈殼體的面接觸。由此，對于球殼得到比在殼體孔的區(qū)域中大得多的承載份額。換句話說，球殼僅僅承載在這樣部位處，即，在該處給出了球殼的面與殼體或與鉸鏈球體的重疊。