專利名稱：軸承瓦的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一個(gè)塑料的軸承瓦，其用于一個(gè)球窩關(guān)節(jié)以便支承一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)并可擺動(dòng)地安裝在該軸承瓦中的球窩關(guān)節(jié)軸頸。
背景技術(shù)：
球窩關(guān)節(jié)在許多機(jī)械制造領(lǐng)域中并特別是在機(jī)動(dòng)車技術(shù)中被用作行駛機(jī)構(gòu)及轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)部件的組成構(gòu)件。其中在球窩關(guān)節(jié)中安置的軸承瓦包圍一個(gè)所謂的作為一個(gè)球窩關(guān)節(jié)軸頸之組成部分的球頭并且又被安裝在一個(gè)球窩關(guān)節(jié)殼體中。其中球窩關(guān)節(jié)軸頸和球窩關(guān)節(jié)殼體一方面被安置在行駛機(jī)構(gòu)或轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)側(cè)并且另一方面被固定在車體上，因此，就能實(shí)現(xiàn)兩個(gè)部件相互以某種限定之自由度運(yùn)動(dòng)。其中在球窩關(guān)節(jié)之裝配時(shí)的普遍問(wèn)題是，該軸承瓦為了可靠地握持球軸頸則必須包住這個(gè)在其上安置之球頭的一半多，以便避免軸承瓦和球軸頸意外的分離。由于軸承瓦將球軸頸大于一半地包圍，則不可能實(shí)現(xiàn)將兩個(gè)部件毫無(wú)困難地插接一起。反而是，軸承瓦必須通過(guò)獨(dú)特結(jié)構(gòu)的和/或材料工藝的結(jié)構(gòu)形式被如此地設(shè)置，以便它在裝配過(guò)程期間可以罩住球頭并且由于其彈性特性或其它結(jié)構(gòu)措施同后續(xù)安裝的軸承瓦一起可以被固定到球窩關(guān)節(jié)殼體中。
為了解決這個(gè)問(wèn)題，例如已在DE 199 58 149 A1中公開(kāi)了兩個(gè)不同的結(jié)構(gòu)變型。
一方面軸承瓦設(shè)有多個(gè)縱向隙縫。其中軸承瓦本身被如此結(jié)構(gòu)設(shè)置，以便它基本上具有一個(gè)中空球形結(jié)構(gòu)的空腔用以接納球窩關(guān)節(jié)軸頸的球頭。這個(gè)球頭通過(guò)一個(gè)已有的導(dǎo)入開(kāi)口被擠入到這個(gè)空腔中，其中通過(guò)軸承瓦之開(kāi)縫的結(jié)構(gòu)形式，這個(gè)設(shè)有開(kāi)口的區(qū)域就如此程度地向外擴(kuò)張，以便球軸頸可以被導(dǎo)入。
該裝配的一個(gè)其它變型是按照上述引用的文件產(chǎn)生于，軸承瓦由兩個(gè)共同構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部中空球形結(jié)構(gòu)的支承表面的軸承瓦構(gòu)件組成，這兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件借助一個(gè)所謂的薄膜鉸鏈相互連接并且因此在球窩關(guān)節(jié)軸頸的安裝過(guò)程可以被掀開(kāi)。在安裝上以后兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件就被閉合并再被裝入到球窩關(guān)節(jié)殼體中。
兩個(gè)結(jié)構(gòu)變型方案已經(jīng)證明完全適用于確定的應(yīng)用目的。當(dāng)然在所述第一個(gè)實(shí)施方案中由于軸承瓦被設(shè)有縱向隙縫而存在的問(wèn)題是，所應(yīng)用的球窩關(guān)節(jié)在安裝狀態(tài)中一般要承受一個(gè)主負(fù)荷方向。這個(gè)在主負(fù)荷方向上出現(xiàn)的作用力則在軸承瓦內(nèi)造成高的表面壓力，由此，這些為了安裝必需的隙縫則在軸承瓦中產(chǎn)生不利的作用，因?yàn)樗芰媳幌魅趿瞬⑶沂Ｓ嗟闹С斜砻娣蓊~相應(yīng)地要承受高負(fù)荷。這在不利的運(yùn)行條件下可能導(dǎo)致軸承瓦的塑料材料要遭受蠕變運(yùn)動(dòng)或流動(dòng)運(yùn)動(dòng)，這則意味著，該隙縫不可逆地變小，進(jìn)而導(dǎo)致對(duì)于在球窩關(guān)節(jié)中的無(wú)間隙所必需之預(yù)應(yīng)力的下降或喪失。
為了避免這種缺陷，對(duì)于確定的應(yīng)用目的就采用了上面所述的第二個(gè)結(jié)構(gòu)變型方案，其中，一個(gè)薄膜餃鏈將兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件相互連接并且為了安裝之目的能實(shí)現(xiàn)軸承瓦的掀開(kāi)。
但是此處的缺陷是，對(duì)于這種軸承瓦只能采用高延展能力的塑料，因?yàn)閷?duì)于薄膜鉸鏈的功能方式需要直至50％的材料延展性。由此，對(duì)于這種軸承瓦一般應(yīng)用如聚丙烯或聚乙烯塑料。這些材料又在某些球窩關(guān)節(jié)之應(yīng)用情況下不能足夠地承受負(fù)荷，因此，在給定情況下球窩關(guān)節(jié)的結(jié)構(gòu)尺寸為了承擔(dān)所出現(xiàn)的作用力必須被加大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的任務(wù)是，基于上述技術(shù)問(wèn)題和迄今現(xiàn)有技術(shù)中針對(duì)于其的公開(kāi)的解決方案，提供一種用于球窩關(guān)節(jié)的軸承瓦，一方面能夠毫無(wú)疑問(wèn)地承擔(dān)在一負(fù)荷方向上的高作用力并且另一方面該軸承瓦就結(jié)構(gòu)和裝配技術(shù)的觀點(diǎn)看既可容易制造又可容易地操作。
這個(gè)任務(wù)按照本發(fā)明借助權(quán)利要求1之特征部分限定的技術(shù)方案來(lái)解決。
按照本發(fā)明，一個(gè)用于球窩關(guān)節(jié)的以用于支承一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)和可擺動(dòng)地被安裝在軸承瓦中的球窩關(guān)節(jié)軸頸的塑料軸承瓦由至少兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件構(gòu)成。這些軸承瓦構(gòu)件共同地，也就是說(shuō)當(dāng)該軸承瓦被安裝在球窩關(guān)節(jié)殼體中時(shí)，構(gòu)成一個(gè)本身閉合的、內(nèi)部中空球形結(jié)構(gòu)的支承表面，其中，軸承瓦構(gòu)件以它們的總體構(gòu)成一個(gè)支承環(huán)的結(jié)構(gòu)造型，該支承環(huán)具有分別在其自身相對(duì)置的端面上安置的開(kāi)口并且通過(guò)該開(kāi)口橫截面之一個(gè)橫過(guò)地安置至少一個(gè)將軸承瓦構(gòu)件連接的橋拱。
通過(guò)這個(gè)新穎的結(jié)構(gòu)方案就能實(shí)現(xiàn)，使兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件借助將它們連接的橋拱以限定的方式相互分開(kāi)地彎曲，而不用要求應(yīng)用塑料的特別的延展性。同時(shí)這個(gè)不要求的延展性還能實(shí)現(xiàn)采用高強(qiáng)度的、因此相對(duì)脆性的塑料，從而也能夠借助較小的球窩關(guān)節(jié)變型承載和傳遞最高的應(yīng)力負(fù)荷。其中將軸承瓦構(gòu)件相連接的橋拱優(yōu)選由一個(gè)彈性塑料構(gòu)成，為的是軸承瓦構(gòu)件在安裝于關(guān)節(jié)殼體中或者關(guān)節(jié)球上以后到達(dá)位于一個(gè)限定的位置上適于另外的安裝步驟。
本發(fā)明技術(shù)主題的特別方案另外由從屬權(quán)利要求的特征部分中產(chǎn)生。
其中在一個(gè)特別的結(jié)構(gòu)方案中，將軸承瓦構(gòu)件連接的橋拱具有一個(gè)通過(guò)支承環(huán)之開(kāi)口橫截面的基本上半圓弧形彎曲的結(jié)構(gòu)造型。
軸承瓦的總結(jié)構(gòu)尺寸可以按照一個(gè)特別的方案被如此設(shè)計(jì)，即橋拱基本上具有一個(gè)矩形的橫截面，其中，橫截面之較大的側(cè)邊尺寸是朝著支承環(huán)之開(kāi)口橫截面安置的。其中橋拱橫截面之較小的側(cè)邊尺寸基本上相當(dāng)于支承環(huán)的厚度。通過(guò)這種措施一方面可確保套件之間足夠的掀開(kāi)，另一方面橋拱之這個(gè)均勻的厚度可防止一個(gè)伴有造成塑料過(guò)分延展的折斷形成，正如其作為例子在薄膜鉸鏈中出現(xiàn)的那樣。
除了已述的特征內(nèi)容以外，可以在軸承瓦上另外在支承環(huán)的外部輪廓上安置至少一個(gè)突起作為防轉(zhuǎn)元件。這個(gè)突起卡入到一個(gè)所屬的容納該軸承瓦的球窩關(guān)節(jié)殼體的對(duì)應(yīng)的空槽中并且可防止在球窩關(guān)節(jié)殼體和軸承瓦之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
此外本發(fā)明技術(shù)方案之一個(gè)符合目的要求的結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，支承環(huán)和橋拱由不同的塑料構(gòu)成。由此例如支承環(huán)作為承接必要作用力的功能元件可以具有一個(gè)相比橋拱之塑料明顯較小的延展性。通過(guò)這個(gè)相應(yīng)的材料選用并結(jié)合橋拱的結(jié)構(gòu)造型，這些半個(gè)套件的相互運(yùn)動(dòng)性被擴(kuò)大，同時(shí)不會(huì)發(fā)生如在薄膜鉸鏈情況下的過(guò)分延展。其中支承環(huán)和橋拱之不同的材料組分例如可以通過(guò)共同注塑工藝或借助兩組分工藝實(shí)現(xiàn)。
此外已經(jīng)證明有利的方式是，支承環(huán)和必要時(shí)的橋拱由帶碳素纖維的PEEK材料構(gòu)成。這個(gè)特殊材料只具有約2％的延展性并且因此最適合于承接大的單位面積壓力。另外，可以在塑料中嵌置例如由碳素纖維或坡璃纖維構(gòu)成的纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)，這將另外地提高軸承瓦的負(fù)荷能力并因此提高該球窩關(guān)節(jié)的負(fù)荷能力。
本發(fā)明技術(shù)主題的另一個(gè)符合目的要求的結(jié)構(gòu)方案規(guī)定，在軸承瓦的組裝狀態(tài)中在支承環(huán)的軸承瓦構(gòu)件之間設(shè)置一個(gè)狹窄的中間縫。這個(gè)狹窄的中間縫應(yīng)用于吸收這些在軸承瓦之軸承瓦構(gòu)件上可能由于提高的熱負(fù)荷而出現(xiàn)的熱膨脹。
下面借助附圖詳細(xì)地闡述本發(fā)明技術(shù)方案的兩個(gè)具體實(shí)施例。其中

圖1和2表明了本發(fā)明軸承瓦的透視圖。
可以看出，軸承瓦基本上由一個(gè)支承環(huán)1構(gòu)成，其具有一個(gè)內(nèi)部中空球形的弓形區(qū)域。在支承環(huán)的上及下側(cè)面上分別置有一個(gè)開(kāi)口2或3。在本展示的實(shí)施例中開(kāi)口3被一個(gè)橋拱4所跨接。
另外從該圖中看出，這個(gè)它的總體用1標(biāo)明的、構(gòu)成該軸承瓦的支承環(huán)由兩個(gè)軸承瓦構(gòu)件1a和1b構(gòu)成。兩者共同地在它們內(nèi)側(cè)面上構(gòu)成該中空球形結(jié)構(gòu)的支承表面，以用于在其中安裝一個(gè)球窩關(guān)節(jié)銷栓的球頭，然而球頭不是本發(fā)明的技術(shù)主題，故放棄對(duì)其的描述。
橋拱4將軸承瓦構(gòu)件1a和1b相互連接并能實(shí)現(xiàn)軸承瓦構(gòu)件1a和1b相互間一個(gè)小的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，因此該軸承瓦可充分地套住或卡咬住一個(gè)球窩關(guān)節(jié)軸頸的球頭。
此外從圖中可以看出，在支承環(huán)1的外部輪廓上置有兩個(gè)在直徑上相反對(duì)置的突起5，6，其可卡扣到一個(gè)包圍該軸承瓦的球窩關(guān)節(jié)殼體之對(duì)應(yīng)的凹槽中并且因此可靠地防止在軸承瓦和球窩關(guān)節(jié)殼體之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。作為選擇，也可以設(shè)置一個(gè)通過(guò)使橋拱4嵌入到一個(gè)容納該軸承瓦并帶有所屬之蓋件的球窩關(guān)節(jié)殼體的一個(gè)對(duì)應(yīng)空槽中而形成防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
如在圖中所示，橋拱4具有一個(gè)矩形的橫截面，其中該橫截面的較長(zhǎng)的側(cè)邊布置成平行于支承環(huán)1的開(kāi)口3的開(kāi)口橫截面。橋拱之較小的側(cè)邊尺寸使得由于軸承瓦構(gòu)件1a及1b之相互擠開(kāi)使橋拱的彎曲變?nèi)菀住?br> 橋拱4和支承環(huán)1可以例如通過(guò)共同注塑或多組分注塑的特殊工藝由不同的材料構(gòu)成，因此，對(duì)于橋拱的塑料可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)相比承接和傳遞作用力設(shè)置的支承環(huán)1的材料有更大的變形性。另外，所應(yīng)用的塑料可以通過(guò)纖維加強(qiáng)結(jié)構(gòu)改進(jìn)其應(yīng)用特性。
另外從圖中看出，在描述的軸承瓦的安裝狀態(tài)中在軸承瓦構(gòu)件之間保留一個(gè)狹窄的中間縫7。這個(gè)隙縫用于吸收熱膨脹，在軸承瓦構(gòu)件1a和1b中所述的熱膨脹可以由于高熱力負(fù)荷引起的。
通過(guò)本發(fā)明軸承瓦之所述結(jié)構(gòu)上的新穎結(jié)構(gòu)方案產(chǎn)生的特別優(yōu)點(diǎn)是，由于應(yīng)用可高負(fù)荷并具有最小延展性塑料的結(jié)構(gòu)方案而使軸承瓦可高負(fù)荷，伴隨而來(lái)的是軸承瓦較易的安裝性，因?yàn)檩S承瓦構(gòu)件1a和1b可容易地被相互擠開(kāi)并且然后軸承瓦借助支承環(huán)1的開(kāi)口2推到一個(gè)球窩關(guān)節(jié)軸頸的球頭上。
在圖2中描述了本發(fā)明軸承瓦的另一個(gè)結(jié)構(gòu)方案變型，其特別地在其外部輪廓上不同于圖1的實(shí)施例。本發(fā)明的基本元件如橋拱4，具有軸承瓦構(gòu)件1a和1b的支承環(huán)1以及鄰接在支承環(huán)1上的開(kāi)口2或3就其特征相應(yīng)于參考圖1詳細(xì)描述的第一實(shí)施例。不同之處在于支承環(huán)1的外部輪廓，其在圖2的實(shí)施例中在下側(cè)面向開(kāi)口2的區(qū)域中被設(shè)置為球形的。而在該球形區(qū)域上連接的上邊區(qū)域又被構(gòu)造為圓柱形的，也如在圖1之例子中表明的那樣。在開(kāi)口3的區(qū)域中圖2的結(jié)構(gòu)方案變型具有一個(gè)絕緣區(qū)域，其被設(shè)有多個(gè)徑向上突出的齒區(qū)域。本發(fā)明橋拱4從支承環(huán)1的絕緣區(qū)域起以與圖1之實(shí)施例相似地通過(guò)開(kāi)口3之中央地延伸。
在軸承瓦構(gòu)件1a和1b之間也置有一個(gè)中間縫7，其類似于圖1之實(shí)施例應(yīng)用于容差補(bǔ)償。
參考符號(hào)表1-支承環(huán)，2-開(kāi)口，3-開(kāi)口，4-橋拱，1a-軸承瓦構(gòu)件，1b-軸承瓦構(gòu)件，5-突起，6-突起，7-中間縫。
權(quán)利要求
1.一種用于球窩關(guān)節(jié)的塑料軸承瓦，該軸承瓦用于支承一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)和可擺動(dòng)地被安裝在軸承瓦中的球窩關(guān)節(jié)，所述軸承瓦具有至少兩個(gè)構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部中空球形結(jié)構(gòu)支承表面的軸承瓦構(gòu)件(1a，1b)，其中，軸承瓦構(gòu)件以它們的總體構(gòu)成一個(gè)支承環(huán)(1)的結(jié)構(gòu)，其具有分別在該支承環(huán)之自身相對(duì)置的端面上設(shè)置的開(kāi)口(2，3)并且其中通過(guò)該開(kāi)口橫截面之一個(gè)橫過(guò)地安置至少一個(gè)將軸承瓦構(gòu)件(1a，1b)連接的橋拱(4)。
2.按權(quán)利要求1的軸承瓦，其特征在于橋拱(4)具有一個(gè)在支承環(huán)的開(kāi)口(3)橫截面上方的基本上半圓弧形彎曲的構(gòu)型。
3.按權(quán)利要求1或2的軸承瓦，其特征在于橋拱(4)基本具有一個(gè)矩形橫截面，其中，較大的側(cè)邊尺寸被朝向支承環(huán)(1)的開(kāi)口(3)橫截面安置的。
4.按權(quán)利要求1-3之一的軸承瓦，其特征在于橋拱橫截面之較小的側(cè)面尺寸基本上一致于支承環(huán)(1)的厚度。
5.按權(quán)利要求1-4之一的軸承瓦，其特征在于在支承環(huán)(1)的外部輪廓上配置至少一個(gè)突起(5，6)作為防止轉(zhuǎn)動(dòng)元件。
6.按權(quán)利要求1-5之一的軸承瓦，其特征在于橋拱(4)由彈性塑料制成。
7.按權(quán)利要求1-6之一的軸承瓦，其特征在于支承環(huán)(1)和橋拱(4)由不同延展性的塑料構(gòu)成。
8.按權(quán)利要求7的軸承瓦，其特征在于橋拱(4)的塑料的延展性明顯大于支承環(huán)(1)之塑料的延展性。
9.按權(quán)利要求1-8之一的軸承瓦，其特征在于支承環(huán)(1)由PEEK材料構(gòu)成。
10.按權(quán)利要求1-9之一的軸承瓦，其特征在于纖維增強(qiáng)結(jié)構(gòu)被嵌置到所述的塑料中。
11.按權(quán)利要求1-10之一的軸承瓦，其特征在于在支承環(huán)的軸承瓦構(gòu)件(1a，1b)之間設(shè)置一個(gè)狹窄的中間縫(7)。
12.按權(quán)利要求1-11之一的軸承瓦，其特征在于在軸承瓦構(gòu)件之間的橋拱(4)被設(shè)置為在一個(gè)對(duì)應(yīng)關(guān)節(jié)殼體中用于該軸承瓦的防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。
全文摘要
一種用于球窩關(guān)節(jié)的一個(gè)塑料軸承瓦，該軸承瓦用于支承一個(gè)可轉(zhuǎn)動(dòng)和可擺動(dòng)地安裝在軸承瓦中的球窩關(guān)節(jié)，其具有至少兩個(gè)構(gòu)成一個(gè)內(nèi)部中空球形結(jié)構(gòu)支承表面的軸承瓦構(gòu)件(1a，1b)，其中，軸承瓦構(gòu)件以它們的總體構(gòu)成一個(gè)支承環(huán)(1)的結(jié)構(gòu)，其具有分別在該支承環(huán)之自身相對(duì)置的端面上設(shè)置的開(kāi)口(2，3)并且其中通過(guò)該開(kāi)口橫截面之一個(gè)橫過(guò)地安置至少一個(gè)將軸承瓦構(gòu)件(1a，1b)連接的橋拱(4)。
文檔編號(hào)F16C11/06GK1950618SQ200580014257
公開(kāi)日2007年4月18日 申請(qǐng)日期2005年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2004年5月5日
發(fā)明者F·布德, H·-G·布倫尼克, M·雷克蒂恩, V·格魯比, R·尤恩格魯克, M·羅索爾 申請(qǐng)人:Zf腓特烈港股份公司