[发明专利]球窝关节

说明书

本发明涉及一种球窝关节以及用于制造这种球窝关节的方法。

例如像在汽车的车轮悬架上使用的球窝关节原则上具有类似的结构。它们通常由外壳和球头轴组成，其关节球头可旋转和摆动容纳在也可以由多个支承套部分形成的支承套内。在安装球窝关节时需要注意的是，关节球头与环绕其的支承套之间存在尽可能少的摩擦。在球头轴从其中性位置向外摆动或者旋转的情况下，作为摩擦的尺度在此方面使用可以在球头轴上测量的扭矩。这种扭矩除了支承套所使用的材料以及关节球头的表面外还取决于预应力，这种预应力取决于安装从支承套出发作用于关节球头并因此作用于球头轴及其可运动性。

轴向关节与径向关节存在区别，其中，这种区别的重要标准是主要导入球窝关节内的力方向。如果这些力与外壳在球头轴不偏转的情况下与球头轴的纵轴线重合的纵轴线相关在径向上作用，那么是径向关节。轴向关节上的情况同样，其力导入主要在轴向上进行。

在球窝关节上，部分希望支承套具有弹性，以便例如可以在有限的范围内在球窝关节或者公差的内部补偿球头轴的运动。

多体的并由塑料-金属复合材料制造的支承套和装备这种支承套的球窝关节例如轴向关节由EP0 922 868 A2有所公开。除了按照该文献所述的支承套具有固有弹性并因此可以使球头轴在一定限度内运动外，所介绍的球窝关节此外附加具有减震环。

球窝关节的支承套弹性构成的另一种可能性在于，支承套内加工槽和/或者缝隙。这种解决方案例如由DE-AS 1 098 377有所公开并既适用于整体的，也适用于多体的支承套。

DE 195 45 567 C2此外介绍了一种具有整体支承套的球窝关节，该支承套装备膜片式活动关节。膜片式活动关节依据该文献的公开内容用于可以将球头轴的关节球头装入支承套内，然后将由此产生的结构单元整体装入外壳内。膜片式活动关节在球窝关节安装之后具有的可能性是，保证支承套有限的挠性并因此附加的弹性，这意味着，球头轴在垂直于其纵轴线的方向上可运动支承在外壳内。

但特别是在具有多体支承套的球窝关节上可以发现，在所公开的解决方案中，在支承套令人满意的稳定性同时，利用通过支承套的材料和几何形状确定的特性足够弹性补偿并不存在。

本发明的目的在于，提供一种球窝关节，其支承套可以进行确定的弹性补偿并因此具有复位特性，而不须忍受在支承套所需的稳定性方面造成损害。此外提供一种可以制造这种球窝关节的方法。

该目的依据本发明利用独立权利要求所述的特征得以实现。本发明的进一步构成在从属权利要求中予以说明。

汽车的球窝关节具有外壳和球头轴，其关节球头可旋转和摆动支承在支承套内，依据本发明进行如下进一步改进它，即支承套包括通过分割方法，例如像板切割或者冲压，制造和变形的板带。

板带至少一侧具有凹部，从而在支承套上形成锯齿或者齿。锯齿或者齿的末端在将板带变形成球形支承套形状后向内对着球头轴的中轴线。锯齿或者齿的末端此外具有距离。

凹部或者锯齿或者齿可以V形构成。在这种情况下锯齿或者齿变尖。锯齿或者齿的另一种有益形状是梯形构成。不言而喻，凹部也可以梯形构成。

事实证明具有优点的是，凹部或者锯齿或者齿的深度和宽度或锯齿或者齿端的距离的比约为2/3到1/3。

通过支承套上或者内部的板带，其具有更好的稳定性。依据本发明的支承套中弹性特性与更高的强度的组合总体上产生一种摩擦优化的部件对。

依据本发明的一种构成提出，支承套由多个支承套部分组成和至少一个支承套部分包括板带。

球窝关节支承套的多体构成在设计方面允许明显更广的构成作用空间。这样例如可以为支承套部分使用不同的材料或者材料成分，这样本身使摩擦系数得到进一步优化。

此外具有明显优点的是，至少一个支承套部分总体上由金属材料组成或者含有金属。通过这种构成可以大大降低摩擦。此外，这样设计的球窝关节能够比传统的结构形式接受更高的负荷。特别是利用这种构成可以避免汽车上的球窝关节方面证明成问题的“始动转矩(Losbrechmomente)”，这种始动转矩特别是在球窝关节长时间静止后会在摩擦副支承套与关节球头之间出现。因此这样构成的球窝关节的使用寿命可以得到大幅度提高，因为特别是所提到的始动转矩导致磨损增加并因此导致球窝关节提前报废的危险。特别是由于支承套部分金属层的板切割，其也作为金属件保持弹性。