專利名稱：一種新型金屬剖分軸承壓縮載荷球接頭的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及球接頭軸承，特別是涉及改良的全金屬壓縮載荷球接頭，該全金屬壓縮載荷球接頭采用剖分上軸承，將其配置成為球頭螺栓的頂部和側(cè)部提供軸承面的形狀， 且允許該軸承同時(shí)與殼體及該螺栓完全配合。
背景技術(shù)：
用于如汽車轉(zhuǎn)向和懸架的傳統(tǒng)球接頭或其他活動(dòng)座可分為兩種。第一種用于從動(dòng)件和拉伸載荷場(chǎng)合，其中球接頭的螺栓件承受軸向拉伸載荷，而第二種用于壓縮載荷場(chǎng)合， 其中球接頭的螺栓件承受軸向壓縮載荷。由于這兩種場(chǎng)合下螺栓件所承受的軸向載荷不同，故所需的球接頭也不同，一般是不可互換的。通常，球窩接頭包括圓柱殼體，該圓柱殼體設(shè)有圓柱內(nèi)表面和螺栓件桿部穿過(guò)的開口。該螺栓件的球形端部設(shè)于殼體中，由一個(gè)或多個(gè)軸承件支撐于該殼體內(nèi)。傳統(tǒng)上，該軸承件由合成樹脂制成，例如聚合體或彈性體，或者粉末冶金合金。這些元件經(jīng)由一開口安裝進(jìn)殼體內(nèi)，球頭螺栓通過(guò)一軸向設(shè)置的開口延伸出，該開口可以是安裝元件所穿過(guò)的上述開口，也可以是一個(gè)軸向相對(duì)的開口。通常，拉伸載荷球接頭，例如費(fèi)德羅一莫格爾公司 (FederalMogul Corporation)(Moog Chassis Parts division)白勺 M2技術(shù)底盤零件，采用設(shè)于殼體兩相對(duì)端的兩個(gè)開口。將元件安裝于殼體中之后，通過(guò)將一蓋板旋壓、鍛造或焊接在適合位置以將一開口封閉，螺栓件從另一相對(duì)開口伸出。蓋板一旦被安裝于適合位置，就直接地或通過(guò)一彈性橡膠中間元件間接地壓在這些軸承件上。相比之下，壓縮載荷球接頭殼體，例如Jackson et al.申請(qǐng)的第6，010，271號(hào)美國(guó)專利所示，僅有一單一開口。安裝過(guò)程中，所有元件均通過(guò)該開口安裝，螺栓件也經(jīng)該開口伸出。這些元件包括壓縮彈簧、聚合體下軸承、螺栓件和金屬上軸承。一旦這些元件位于適合的位置，螺栓件桿部從開口突出，就使該開口的周邊傾斜或卷邊以使元件保持于適合位置并壓縮彈簧。一旦組裝完畢，球接頭和活動(dòng)座可在許多機(jī)械系統(tǒng)中用作承載構(gòu)件，包括汽車的車輛懸架和轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。用于這些場(chǎng)合的活動(dòng)座或球軸承工作于各種運(yùn)行狀況下，并可能需要承載實(shí)際載荷。隨著不斷的磨損，特別是聚合體軸承的不斷磨損，活動(dòng)座或球接頭的性能迅速降低，這在汽車應(yīng)用中會(huì)導(dǎo)致車輛懸架系統(tǒng)的不穩(wěn)定轉(zhuǎn)向或過(guò)松而活動(dòng)。因此，需要提供一種提高耐磨性的壓縮載荷球窩接頭。

發(fā)明內(nèi)容
簡(jiǎn)要說(shuō)明，本發(fā)明提供一種改良的壓縮載荷球接頭裝置，該裝置由金屬殼體構(gòu)成， 該殼體設(shè)有開口端和至少部分地容納部分活動(dòng)軸承件的內(nèi)圓柱腔。下金屬軸承由所述殼體封裝于其內(nèi)圓柱腔內(nèi)，并與所述活動(dòng)軸承件配合。該下軸承件通過(guò)其外側(cè)表面與所述殼體的內(nèi)側(cè)表面和端面之間的過(guò)盈配合固定，不產(chǎn)生移位。上金屬剖分軸承由所述殼體封裝于所述內(nèi)圓柱腔內(nèi)，與所述活動(dòng)軸承件同軸。該上金屬剖分軸承與所述下金屬軸承相對(duì)設(shè)置，以與所述活動(dòng)軸承和所述殼體同時(shí)配合。上金屬剖分軸承構(gòu)造為可在所述殼體內(nèi)滑動(dòng)的形狀，以提供緊靠所述活動(dòng)軸承件的穩(wěn)定磨損面。貝式彈簧墊圈與所述活動(dòng)軸承件同軸地圍繞該活動(dòng)軸承件設(shè)置，以提供一軸向載荷于剖分上軸承上。該下軸承、上剖分軸承、貝式彈簧墊圈和活動(dòng)軸承件均由一蓋板覆蓋于所述殼體內(nèi)，該蓋板圍繞活動(dòng)軸承件設(shè)置并固定于殼體的開口端。為便于理解本發(fā)明的上述及其他目的、特征和優(yōu)點(diǎn)以及本發(fā)明當(dāng)前的較佳實(shí)施例，以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述。


附圖作為該說(shuō)明書的一部分，其中
圖IA是本發(fā)明的改良球接頭的分解剖視圖； 圖IB是圖IA中的環(huán)形上金屬剖分軸承元件的俯視圖； 圖IC是圖IA的部分放大圖，說(shuō)明了蓋板方位；以及圖2是圖IA的球接頭的裝配剖視圖。以上附圖中，相應(yīng)參考數(shù)字始終指代相應(yīng)零部件。
具體實(shí)施例以下詳細(xì)描述通過(guò)舉例說(shuō)明本發(fā)明，而不是限制本發(fā)明。該描述顯然能夠使本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員制造和使用本發(fā)明，描述了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例、改變方式、變化形式、 可選方案以及使用，包括當(dāng)前認(rèn)為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的最好方式。圖IA以分解圖的形式展示了本發(fā)明的活動(dòng)接頭100。內(nèi)部裝有活動(dòng)接頭1 00的各種內(nèi)部元件的金屬殼體102大致為圓柱狀，設(shè)有中心孔104。該中心104設(shè)有具有封閉下端106和開口上端108的側(cè)壁。潤(rùn)滑油或磨損指示劑通道109可軸向設(shè)于封閉下端106 上，以在活動(dòng)接頭100裝配后提供通往中心孔104入口。殼體102的外表面110可根據(jù)中心孔104的大致輪廓形成。在所描述的實(shí)施例中，外表面110進(jìn)一步包括環(huán)形凸緣112和環(huán)形槽114。該環(huán)形凸緣112和環(huán)形槽114構(gòu)造為將該活動(dòng)接頭100與其他元件(圖未示) 連接的形狀?？梢岳斫?，該環(huán)形凸緣112和環(huán)形槽114可改為于其他特殊類型、設(shè)有螺紋的裝置或其他連接器(圖未示)。殼體102的中心孔104大致為半徑為IU的圓柱體，優(yōu)選包括與封閉下端106鄰接的圓臺(tái)部118。中心孔104的上軸承部120優(yōu)選具有一增大的徑向尺寸R2，用于收容一軸承元件。最后，與開口上端108鄰接的中心孔104閉合部122，優(yōu)選具有增大的徑向尺寸R3， 使得R1<R2 ( R3。閉合部122與殼體102厚度減小的可變形部IM相應(yīng)，該可變形部124 構(gòu)造為徑向向內(nèi)傾斜或卷邊的形狀，以在裝配之后將元件封于中心孔104中。為了裝配活動(dòng)接頭100，下軸承1 與中心孔102過(guò)盈配合設(shè)于中心孔102內(nèi)，圓臺(tái)部118設(shè)置為與封閉下端106抵接。下軸承126由金屬例如粉末冶金合金制成，包括內(nèi)部半球狀表面128。該內(nèi)部半球狀表面1 與殼體的縱軸VA軸向?qū)?zhǔn)，用于收容金屬活動(dòng)螺栓件132的球狀部130。金屬下軸承1 優(yōu)選具有設(shè)于內(nèi)部半球狀表面1 上的一個(gè)或多個(gè)縫或槽134。縫134便于潤(rùn)滑劑在內(nèi)部半球狀軸承表面1 和球狀部130的外表面136 之間流動(dòng)。金屬下軸1 進(jìn)一步包括與潤(rùn)滑劑或磨損指示劑通道109對(duì)準(zhǔn)的軸向潤(rùn)滑劑通
4道137，潤(rùn)滑劑可通過(guò)該軸向潤(rùn)滑劑通道137傳送至軸承表面。從圖IA可知，活動(dòng)螺栓件132由球形頭部130和伸長(zhǎng)的圓柱桿部138構(gòu)成。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可知桿部138的特定形狀和結(jié)構(gòu)可根據(jù)活動(dòng)接頭100的特定應(yīng)用場(chǎng)合而改變。例如，如圖IA所示，桿部138可包括直徑減小的頸部140、一個(gè)或多個(gè)半徑不變的節(jié)段142以及一個(gè)或多個(gè)錐形段144，其中頭部130形成于頸部140上。桿部138可進(jìn)一步設(shè)有便于與其他元件(圖未示)連接的一個(gè)或多個(gè)特征，可包括，但不限于，螺紋146和一個(gè)或多個(gè)孔148。裝配期間，一旦下金屬軸承1 和活動(dòng)螺栓件132設(shè)置于中心孔104中，活動(dòng)接頭 100的其他元件就安裝完畢了。這些元件包括環(huán)形金屬上軸承150、貝式彈簧墊圈152和環(huán)形蓋板154，其中環(huán)形金屬上軸承150構(gòu)造為圍繞活動(dòng)螺栓件132同軸設(shè)置、從下金屬軸承 126相反方向與頭部130抵接的形狀。環(huán)形上金屬軸承150設(shè)于中心孔104的上軸承部120內(nèi)，為該活動(dòng)螺栓件頭部130 的項(xiàng)部和側(cè)部提供內(nèi)部半球狀磨損面156。如圖IB所示，環(huán)形上金屬軸承150包括一個(gè)或多個(gè)潤(rùn)滑油槽158和從內(nèi)表面156延伸至外表面162的裂口 160。裂口 160允許環(huán)形上金屬軸承1 50與中心孔1 04的內(nèi)表面和頭部130同時(shí)完全配合，且在軸向或徑向承載時(shí)限制活動(dòng)螺栓件132的運(yùn)動(dòng)。上金屬軸承1 50優(yōu)選可在中心孔1 04內(nèi)軸向移動(dòng)，為頭部1 30提供穩(wěn)定的磨損面，并在活動(dòng)接頭100的內(nèi)部元件正常磨損期間提供軸向和徑向支撐。在將蓋板IM安裝于中心孔104中之前，將貝式彈簧墊圈152圍繞活動(dòng)螺栓件132 設(shè)置并位于環(huán)形上金屬軸承150的上表面164上。該貝式彈簧墊圈152或墊圈彈簧的形狀適于在活動(dòng)接頭100的裝配元件上提供預(yù)載，并在其裝配過(guò)程中建立預(yù)期的轉(zhuǎn)距。裝配后， 貝式彈簧墊圈152提供的載荷使得上金屬軸承150、頭部130和中心孔104的內(nèi)表面120之間保持同時(shí)接觸。為將這些元件裝配于殼體102內(nèi)，環(huán)形蓋板154圍繞活動(dòng)螺栓件132設(shè)置并位于中心孔104內(nèi)。然后，厚度減小的可變形部IM徑向向內(nèi)傾斜或卷邊以緊固蓋板154并將元件封裝于中心孔104內(nèi)。在傾斜或卷邊處理過(guò)程中，將貝式彈簧墊圈152壓縮于蓋板154 和上金屬軸承150的上表面164之間，在殼體內(nèi)部元件上建立預(yù)期的預(yù)緊力。優(yōu)選地，如圖 IC所示，蓋板IM包括倒角內(nèi)表面166。該表面166提供間隙，以便于將活動(dòng)螺栓件132安裝于殼體102內(nèi)。為將這些元件裝配于殼體102內(nèi)，環(huán)形蓋板154圍繞活動(dòng)螺栓件132設(shè)置并位于中心孔104內(nèi)。然后，厚度減小的可變形部IM徑向向內(nèi)傾斜或卷邊以緊固蓋板154并將元件封裝于中心孔104內(nèi)。在傾斜或卷邊處理過(guò)程中，將貝式彈簧墊圈152壓縮于蓋板154 和上金屬軸承150的上表面164之間，在殼體內(nèi)部元件上建立預(yù)期的預(yù)緊力。優(yōu)選地，如圖 IC所示，蓋板IM包括倒角內(nèi)表面166。該表面166為活動(dòng)螺栓件132的安裝提供間隙，以便于將該活動(dòng)螺栓件132安裝于殼體102內(nèi)。如圖IA和2所示，可選擇性地將限位器168和防塵蓋170安裝于活動(dòng)螺栓件132 的周圍。限位器168由管狀本體171構(gòu)成，該管狀本體171具有與上端174鄰接、厚度增加的環(huán)狀區(qū)172。當(dāng)該限位器168圍繞螺栓件132頸部140設(shè)置時(shí)，限位器168的環(huán)形區(qū)172 和本體174通過(guò)與殼體102的傾斜或卷邊可變形部124接觸，對(duì)螺栓件132的安裝范圍進(jìn)行限定。
防塵蓋17優(yōu)選由撓性橡膠或其他彈性體材料制成，通過(guò)設(shè)于其內(nèi)的止動(dòng)環(huán)176或其他常用鎖緊件安裝于殼體102的外部?；顒?dòng)螺栓件132穿過(guò)防塵蓋170頂部的配合口 178，部分暴露在外以連接其他元件(圖未示)，例如車輛懸架。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員易知，可根據(jù)預(yù)期使用活動(dòng)接頭100的特定場(chǎng)合，采用各種形狀結(jié)構(gòu)的殼體102和活動(dòng)螺栓件132以及相應(yīng)結(jié)構(gòu)的軸承1 和150。例如，螺栓132 可包括半球狀或圓柱狀頭部，或者圓柱本體可設(shè)有用于連接外部元件(圖未示)的螺紋146， ？L，例如孔148，或者槽。從以上描述可以看出，本發(fā)明可實(shí)現(xiàn)其發(fā)明目的并獲得有益效果。根據(jù)以上說(shuō)明可以對(duì)本發(fā)明做各種改變，均不脫離本發(fā)明的范圍。以上說(shuō)明所包含的或附圖所展示的所有事項(xiàng)僅是對(duì)本發(fā)明的解釋說(shuō)明，并不用于限定本發(fā)明。
權(quán)利要求
1.一種活動(dòng)接頭包括具有側(cè)壁的金屬殼體，其側(cè)壁界定一具有封閉端和開口端的中心孔；設(shè)于所述中心孔中的金屬下軸承；活動(dòng)件，設(shè)有頭端部和從該頭端部延伸的桿部，所述頭端部設(shè)于所述中心孔中并與該中心孔中的所述金屬下軸承配合，所述桿部至少部分置于所述中心孔外部；環(huán)形金屬上軸承，圍繞所述中心孔內(nèi)部的活動(dòng)件設(shè)置，且具有與所述頭端部配合的內(nèi)表面、與所述側(cè)壁配合的外表面以及連接該內(nèi)表面和外表面的裂口段；安裝于所述中心孔內(nèi)并圍繞所述活動(dòng)件設(shè)置的環(huán)形蓋板；以及壓縮在所述環(huán)形蓋板和所述環(huán)形金屬上軸承的上表面之間的彈簧件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的活動(dòng)接頭，其特征在于，所述金屬殼體進(jìn)一步包括設(shè)于所述中心孔封閉端的軸向潤(rùn)滑油端口 ；環(huán)形蓋板和所述彈簧件由金屬制成；彈簧件構(gòu)造為對(duì)所述環(huán)形金屬上軸承施加朝向所述中心孔封閉端的軸向預(yù)緊力的形狀，所述環(huán)形金屬上軸承構(gòu)造為同時(shí)與所述側(cè)壁和所述頭部配合的形狀；環(huán)形金屬上軸承可軸向移動(dòng)地設(shè)于所述中心孔內(nèi)；金屬下軸承與所述中心孔過(guò)盈配合；圍繞所述桿部設(shè)置的防塵罩限位器；殼體和所述活動(dòng)件的桿部之間的撓性防塵蓋；金屬軸承包括至少一個(gè)設(shè)于內(nèi)軸承表面的潤(rùn)滑油槽，所述環(huán)形金屬上軸承包括至少一個(gè)設(shè)于內(nèi)軸承表面的潤(rùn)滑油槽；殼體包括與所述中心孔的開口端鄰接的可變形環(huán)形區(qū)，該可變形環(huán)形區(qū)適于徑向向內(nèi)變形，以將所述環(huán)形蓋板安裝于所述中心孔內(nèi)；環(huán)形蓋板設(shè)有倒角內(nèi)表面，該倒角內(nèi)表面構(gòu)造為限定所述活動(dòng)件安裝的形狀。
3.—種裝配壓縮載荷接頭的方法，包括下列步驟提供具有側(cè)壁的金屬殼體，其側(cè)壁界定一具有封閉端和開口端的中心孔；將一金屬下軸承插入所述中心孔內(nèi)；提供活動(dòng)件，該活動(dòng)件設(shè)有頭端部和從該頭端部延伸的桿部，所述頭端部設(shè)于所述中心孔中并與該中心孔中的所述金屬下軸承配合，所述桿部至少部分置于所述中心孔外部；將一環(huán)形金屬上軸承插入所述中心孔內(nèi)，圍繞所述活動(dòng)件設(shè)置，該環(huán)形金屬上軸承具有與所述頭端部配合的內(nèi)表面、與所述側(cè)壁配合的外表面以及連接該內(nèi)表面和外表面的裂口段；將一環(huán)形彈簧件安裝于所述中心孔內(nèi)，圍繞所述活動(dòng)件設(shè)置，且位于所述環(huán)形金屬上軸承的上表面上；將一環(huán)形蓋板安裝于所述中心孔內(nèi)，圍繞所述活動(dòng)件設(shè)置，并與所述環(huán)形彈簧件鄰接；以及使所述殼體圍繞所述開口端的邊緣部徑向向內(nèi)變形，以與所述蓋板配合，形成位于所述蓋板之上的環(huán)形唇緣，所述變形過(guò)程將所述蓋板和所述環(huán)形金屬上軸承軸向移置于所述中心孔內(nèi)，并壓縮所述環(huán)形彈簧件以對(duì)所述環(huán)形金屬上軸承施加軸向載荷。
全文摘要
一種改良的壓縮載荷球接頭裝置由金屬殼體、下金屬軸承、上金屬剖分軸承和貝式彈簧墊圈構(gòu)成，其中殼體設(shè)有開口端和至少部分地容納部分活動(dòng)軸承件的內(nèi)圓柱腔。 上金屬剖分軸承與下金屬軸承相對(duì)設(shè)置，以與所述活動(dòng)軸承件和所述殼體同時(shí)配合。 該上金屬剖分軸承構(gòu)造為可在所述殼體內(nèi)滑動(dòng)的形狀，以提供緊靠所述活動(dòng)軸承件的穩(wěn)定磨損面。 下金屬軸承、上金屬剖分軸承、貝式彈簧墊圈和活動(dòng)軸承件均由一蓋板覆蓋于所述殼體內(nèi)，該蓋板圍繞活動(dòng)軸承件設(shè)置并固定于殼體的開口端。
文檔編號(hào)F16C11/08GK102478045SQ20101055474
公開日2012年5月30日 申請(qǐng)日期2010年11月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年11月23日
發(fā)明者董海 申請(qǐng)人:大連創(chuàng)達(dá)技術(shù)交易市場(chǎng)有限公司