[发明专利]球窝关节

说明书

技术领域

本发明涉及一种带有一个球形轴颈的、特别是用于汽车车轮悬架的 球窝关节，该球形轴颈配有一个回转和旋转支承在外壳中的第一球形支 承面，在第一球形支承面和另一个支承在该外壳中的并与该球形轴颈连 接的球形支承面之间有一个滚动轴承。

背景技术

特别是像汽车车轮悬架用的球窝关节部分地经受由机械应力或由 热影响或化学影响引起的极端负荷，其结构至今被设计成在汽车使用寿 命中在正常情况下不用更换或维修。

汽车中的球窝关节受径向和轴向力作用，这种力部分达到相当大的 程度。此外，球形轴颈必须围绕其中轴线进行旋转运动。在球窝关节中 产生的转矩或摩擦力矩也随球窝关节的结构尺寸的不断增加而增大。这 特别是在转向区域内产生不利影响，因为，在该处施加了大的力，以便 保证汽车的可控性。其次，大的转矩和摩擦力矩会在球窝关节内导致磨 损以及危险，以至不可能保持关于转向返回的法定的预给值。

为了减少球窝关节内的转矩或摩擦力矩，例如US 2 954 993和US 2 645 510提出的球窝关节具有一个球形轴颈，该球形轴颈配有一个在外 壳中回转和旋转支承的第一球形支承面，其中在该第一球形支承面和另 一个支承在该外壳中的并与该球形轴颈连接的球形支承面之间有一个 滚动轴承。按上述文献的公开内容，作为滚动轴承采用单列凹槽球轴承。 在这类解决方案中，球形活节各由两个单独的部件组成，其中该滚动轴 承装在球形活节部件之间。由于滚动轴承的很小的滚动摩擦，这种球窝 关节用很小的摩擦力矩即可实现球形轴颈的旋转运动。

但上述文献提出的球窝关节存在一些缺点，例如金属的球形支承面 直接支承在同样也是用金属制成的外壳中。由于这种金属/金属的接触配 对，使从路面通过车轮悬架和位于其中的球窝关节引入的振动直接地即 没有减振地传递到汽车的装有这种球窝关节的部件上，从而使汽车驾驶 员明显感到不舒服，这是不能接受的。此外，由于使用这种轴承配对， 球窝关节需要定期维护。在这种情况中，维护指的是对球窝关节上的全 部润滑剂注入口加注油脂。

但US 2 954 993和US 2 645 510提出的球窝关节结构的最根本的缺 点在于，所用的滚动轴承只是为相对于没有偏转的球形轴颈的轴向的负 荷设计的。而在该处所用的滚动轴承则不适用于承受或传递径向力。

此外，这类滚动轴承存在这样的问题，在产生关节磨损和随之而来 的内部关节部件松动的情况下也会增加滚动轴承内部的间隙。这样一 来，滚动体就可能移动和卡住并由此不再可能确保其无故障的工作原 理。从而必然产生这样的后果：整个地更换相关的球窝关节。

US 2 544 583提出了另一种解决方案，该文描述的球窝关节是为汽 车的车轮悬架设计的。该球窝关节具有一个球形轴颈，后者配有一个在 外壳中可回转和可旋转支承的第一球形支承面，在这个第一球形支承面 和另一个支承在该外壳中的并与该球形轴颈连接的球形支承面之间有 一个滚动轴承。该文中所用的滚动轴承是圆柱滚子轴承。这类圆柱滚子 轴承适用于承受相对于滚动体的旋转轴的较高的径向力。但这类圆柱滚 子轴承不能或只能传递极小的轴向力。在汽车球窝关节的复杂负荷的情 况下也会在轴向以及径向内引起叠加的力和力矩作用，所以这类球窝关 节的应用是很有限的。在该文献中所描述的实施方式也是金属/金属支 承，因为球窝关节的部件和外壳都是用金属材料制成并构成直接的接触 配对。所以US 2 544 583提出的关节也像前述的现有技术提出的球窝关 节那样，需要定期进行油脂润滑的长期维护。为此，US 2 544 583所描 述的球窝关节还具有润滑剂注入口。

发明内容

本发明的目的是提出一种可通过球形轴颈承受并相应补偿轴向和 径向负荷的球窝关节，该球窝关节结构简单、因而制造成本低廉。

这个目的是通过第一项权利要求的特征来实现的。本发明的诸多有 利改进可从各项从属权利要求中得知。

发明人提出一种带球形轴颈的球窝关节，该球形轴颈配有一个在外 壳中可回转和可旋转支承的第一球形支承面，在这个第一球形支承面和 另一个支承在该外壳中的并与该球形轴颈连接的球形支承面之间是一 个滚动轴承，该滚动轴承经改进成为一种可传递径向力和轴向力的滚动 轴承。