[发明专利]球形接头组件

说明书

相关专利申请的交叉引用

本专利申请要求2014年12月3日提交的、序列号为14/559,233的美国发明专利申请的优先权。该专利申请通过引用而整体并入本文。

发明背景

1.技术领域

本发明主要涉及球形接头组件，更具体地，涉及在汽车转向和悬挂系统中使用的那种类型的球形接头组件。

2.背景技术

汽车转向和悬挂系统典型地包括一个或多个球形接头，诸如横拉杆端部球型接头，其用于把横位杆端部可操作地附接到转向节。一种典型的球形接头是压缩负载球形接头，该球形接头包括具有大致球形部分的球头销，其被容纳于壳体内的一个或多个支承件锁住。

在使用期间，球头销的球形部分既受到变化的轴向负荷又受到变化的径向负荷。轴向力沿向下的方向被施加并压缩下支承件，而径向力沿各个方向循环。另外，球头销可能受到围绕其轴线的旋转力，这使得球头销相对于支承件和壳体旋转。当球头销受到轴向和/或径向负荷的同时施加这些旋转力，导致在球头销的球形部分与捕获球形部分的支承件(其通常是塑料或金属)之间的磨损。

通常，球头销的球形部分的外表面与支承件的接触面之间的接触角度和间隙影响旋转球头销所需的、最终得到的旋转扭矩。优选地，提供带有最小的间隙的球形接头，以限制球形部分沿轴向和径向相对于支承件的移动，而同时也使得旋转扭矩最小化。为了使球头销的球形部分与支承件之间的间隙最小化，某些球形接头制造商为支承件的弯曲接触面设定的直径非常类似于球形接头的直径。然而，在球形部分中和支承件中的磨损可能使得接触角度和间隙随时间改变，由此增加旋转扭矩值。

球形接头制造商采取的另一个方法是为支承件的弯曲接触面设定比球形部分的直径更大的直径，目的是限制随着球形部分和支承件因使用而磨损导致的旋转扭矩值的改变。这个方法具有使得球形部分与支承件的接触面之间的接触面积和角度最小化的效果，由此限制随着支承件和球形部分磨损导致的旋转扭矩值的增加。然而，这种方法也导致球形部分与支承件之间的间隙增加，这会减少球形接头的预期寿命。

发明内容

本发明的一个方面提供了改进的球形接头组件，其既展示了改进的使用寿命，又展示了在其中部件磨损期间改善的旋转扭矩。球形接头组件包括具有开放内部的壳体，其从至少基本上闭合的第一端延伸到开放的第二端。包括柄部和球形部分的球头销至少部分地布置在壳体的开放内部中。第一支承件也布置在壳体的开放内部中，并且包括第一接触面和第二接触面，第二接触面通过间隙与第一接触面隔开。第一接触面和第二接触面与球头销的球形部分滑动接触，并且第一接触面以大体不变的直径半球形地弯曲。第二接触面大体是圆柱形。第二支承件形成为相对于第一支承件的分离件，其至少部分地布置在壳体的开放内部中。第二支承件具有与球头销的球形部分滑动接触的第三接触面，并且被偏压抵靠该球形部分。

按照本发明的另一方面，第一支承件包括下支承件和支承套筒。第一接触面在下支承件上，而第二接触面在支承套筒上。下支承件和支承套筒可以单独形成，随后再接合在一起，或者其可以彼此一体地形成。

本发明的另一方面提供了一种制造球形接头组件的方法。该方法包括制备壳体的步骤，该壳体从闭合的第一端延伸到开放的第二端，并具有开放内部。该方法继续执行将第一支承件插入壳体的开放内部的步骤。第一支承件具有第一接触面和第二接触面，第二接触面通过间隙与第一接触面间隔开。第一接触面是半球形弯曲形，第二接触面是圆柱形。该方法继续执行将包括柄部和球形部分的球头销插入壳体的开放内部的步骤，从而使得球形部分与第一接触面和第二接触面滑动接触。该方法继续执行将第二支承件插入壳体的开放内部的步骤。第二支承件形成为与第一支承件分开的件，其具有与球头销的球形部分滑动接触的第三接触面。第二支承件具有与球头销的球形部分滑动接触的第三接触面。该方法继续执行偏压第二支承件而使其抵靠球头销的球形部分的步骤。

按照本发明的又一方面，该方法还可以额外地包括将盖板插入开放内部以封闭壳体的开放端，以及在盖板被插入开放内部之后使盖板变形的步骤。

附图说明

因为当结合参考附图时，通过参照以下的详细说明，本发明的这些和其它特征及优点将被更好的理解，因此上述这些将容易理解，其中：

图1是在组装前状态下的球形接头组件的第一示例性实施例的分解剖视图；

图2是图1的球形接头组件的第一支承件的分解剖视图；