CN107995902A - 轴向球铰链 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种特别是用于使用在转向传动机构(7)处的轴向球铰链(1)，其包括用于容纳与铰链销(5)相关联的铰链球体(4)的单侧敞开的铰链罩壳(2)，其中，在铰链罩壳(2)处布置罩壳销(3)，并且在铰链罩壳(2)的设有罩壳销(3)的一侧上设置减振装置(10)，其中，减振装置(10)具有由塑料制成的具有金属插入件的弹性的减振元件，其中，金属插入件被弹性的减振元件的材料注塑包封。

Description

轴向球铰链

技术领域

本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的轴向球铰链，特别是用于使用在转向传动机构处的轴向球铰链。

背景技术

这种类型的轴向球铰链从现有技术中已经是普遍已知的，并且特别是使用在车辆转向机构处。适宜地，车辆转向结构具有端部限制部，以确定其最大偏转。如果将转向机构引入端部限制部的区域中，则转向幅度的机械限制导致在端部区域中的硬的转向冲击。为了保护转向传动机构不受到机械损坏，从现有技术中已知，使与转向横拉杆相关联的轴向球铰链设有止挡减振器。

就此而言，应参考文献DE 10 2008 007 107 A1，其公开了一种用于转向传动机构的轴向球铰链，轴向球铰链包括用于容纳与铰链销相关联的铰链球体的单侧敞开的铰链罩壳，其中，在铰链罩壳处布置罩壳销，并且在设有罩壳销的铰链罩壳侧上设置减振装置。减振装置在此以装配在轴向球铰链的轴向盆形部上的止挡减振器的形式起作用，其中，止挡减振器在与转向传动机构的接口处位于轴向球铰链和齿条之间。

在从文献DE 10 2008 007 107 A1中已知的轴向球铰链中，待应用的减振装置构造成环形的隆起部，其中，根据在此处的图2中示出的实施方式，将赋予减振装置稳定性的金属嵌入物压到铰链罩壳的凸肩部上。

发明内容

本发明的目标是，给出根据开头描述的类型的轴向球铰链，在转向传动机构处的确定的应用方面如下改善该轴向球铰链，使得除了保护不受转向传动机构的机械损坏和尽可能精确地限制转向幅度之外，也实现减振装置的高的耐久性。此外，轴向球铰链应可经济性地制造并且可用于不同的车辆类型。

所述目标通过根据权利要求1的特征的轴向球铰链实现。其特征在于，减振装置具有由塑料制成的具有金属插入件的弹性的减振元件，其中，金属插入件被弹性的减振元件的材料注塑包封。

在此，首先已知的是，应用在转向传动机构处的轴向球铰链的重要功能在于，保护转向传动机构不受机械损坏。特别是可通过以下方式引起机械损坏，即，在工厂情况中，被抬起的车辆的转向机构通过车轮被撞靠到转向止挡。已经已知的是，在此出现的作用到转向传动机构的罩壳上的力有利地可通过减振装置减小到无害的程度，减振装置布置在铰链罩壳的设有罩壳销的一侧上。通过由此实现的关联性和减振装置到轴向球铰链的组件中的集成，以结构上简单的方式避免损坏。同时，减振装置用于限制转向幅度并且定义最大齿条行程。

此外，根据本发明已经已知，使用在轴向球铰链处的减振装置在确定的情况中必须承受高的负荷。为了实现高的负荷能力，根据本发明，通过减振装置具有由塑料制成的具有金属插入件的弹性的减振元件，以特别的方式设计减振装置，其中，金属插入件被弹性的减振元件的材料注塑包封。金属插入件由此被嵌入弹性的减振元件的材料中并且由此尽可能地被保护不受外部影响、例如腐蚀。就此而言，注塑包封可理解成完全的注塑包封，据此，金属插入件完全被弹性的减振元件的材料包围。但是，结合本发明，注塑包封特别是也可理解成部分的注塑包封，据此，金属插入件虽然尽可能地、然而不是在所有区域中被弹性的减振元件的材料包围。在此，可设想不同的设计方案。

根据轴向球铰链的一种有利改进方案，减振元件和金属插入件构造成环形的并且彼此同轴地布置。减振元件和金属插入件的这种实施方案和布置方案具有的优点是，减振装置可以相对低的成本装配在铰链罩壳的罩壳销处，因为其为不需要定向的基本上旋转对称的构件。

弹性的减振元件原则上由适合用于所述应用目的的塑料制成，有利地，其由热塑性聚氨酯制成。

通过根据本发明要求保护的减振装置的加工形式，根据该加工形式，金属插入件被弹性的减振元件的材料注塑包封，可以简单的方式实现，减振装置和金属插入件通过形状配合相互连接。在相对小的加工成本时，在弹性的减振元件和金属插入件之间的这种类型的连接确保在金属插入件和弹性的减振元件之间的高的连接强度以及确保相对于机械应力很小的敏感性。

根据轴向球铰链的一种有利改进方案，减振装置相对于径向平面设计成基本上对称。通过相对于径向平面对称的布置，可利用减振装置吸收相对多的撞击能量，因为分别在径向伸延的对称平面的两侧存在相同量的减振材料。

为了满足减振装置的基础功能，即，保护不受机械损坏，有利地，减振元件在轴向相反的侧面处分别具有轴向的贴靠面。在未变形的状态中，在到达转向止挡时，一方面铰链罩壳、另一方面转向传动机构的罩壳与减振元件的轴向贴靠面贴靠。一旦两个轴向的贴靠面贴靠在铰链罩壳处或转向传动机构处，(在继续引入力时)可引入减振元件的变形，由此吸收撞击能量。

根据轴向球铰链的一种有利改进方案，在减振元件中设置至少一个凹口，以露出金属插入件的功能元件。在这种情况中，金属插入件仅仅部分地被弹性减振元件的材料注塑包封，即，在所有未设置凹口的区域中被注塑包封。金属插入件的功能元件基本上可为任一功能单元，其中，至少一个凹口用于，该功能元件未被减振元件的材料覆盖。可设想不同的这种功能元件。

有利地，至少一个凹口露出金属插入件的轴向止挡，其限制减振装置的轴向变形。相应地，在金属插入件处构造至少一个轴向止挡，其通过凹口露出。轴向止挡由此不被减振元件的材料覆盖，从而其(在弹性的减振元件的变形状态中)可直接贴靠在铰链罩壳处或转向传动机构罩壳处并且以这种方式精确地限定转向幅度的端部止挡。因为端部止挡由此可在中间不连接塑料的情况下实现，所以可实现特别精确地预设端部位置。

优选地，在金属插入件处构造多个、优选地六个轴向止挡，其在侧周上均等地彼此间隔开。通过构造多个轴向止挡，止挡力分配到多个区域上，由此，在这些区域处分别作用更小的且彼此均匀的力。特别有利地，轴向止挡在此构造在金属插入件的轴向相反的侧面处、特别是面对铰链罩壳的侧面处以及面对转向传动机构的侧面处。这种类型的设计方案相应于之前已经描述的关于减振装置的径向平面的对称性。

适宜地，构造在金属插入件处的轴向止挡在其未变形的状态中相对于减振元件的轴向的贴靠面移回。由此引起，在达到转向止挡时，首先有目的地实现弹性的减振元件的变形，由此大多可完全吸收动能。然而，如果该能量超过由减振元件吸收的能量，则金属插入件的轴向止挡确保转向行程的精确的端部限制。

一种有利的改进方案设置成，设置的凹口具有扩大部，以保证，即使在减振装置被压缩的状态中材料移动时，轴向止挡也与在铰链罩壳或转向传动机构处的止挡面直接接触。

如以上已经阐述的那样，在减振元件中有利地设置至少一个凹口，以露出金属插入件的功能元件。在本发明的一种有利改进方案中，这种凹口也可用于，露出径向指向内的、构造在金属插入件处的压板。这种压板特别是可用于，在防丢失的意义上相对于齿条固定减振装置。

相应地，有利地，在金属插入件处构造多个、优选地三个径向指向内的压板，与构造在铰链罩壳处的凸肩部相比，压板与轴向球铰链的中轴线分别距离更大，然而与齿条的外周相比，压板与轴向球铰链的中轴线距离更小。通过这种尺寸，首先保证在金属插入件和铰链罩壳的凸肩部之间存在自由空间，从而在其之间实现轴向间隙。此外，由此在防丢失的意义上有效地防止减振装置在轴向方向上可滑到转向传动机构的待固定在铰链罩壳处的齿条上。有利地，压板在侧周上均等地彼此间隔开。

附图说明

以下根据附图详细解释本发明。从中也得到本发明的其他有利设计方案和作用。

附图中：

图1以侧视图示出了转向横拉杆和转向传动机构的布置方案，

图2示出了在转向传动机构的罩壳处的止挡状态中的轴向球铰链，

图3以立体的部分剖切的视图示出了根据本发明的轴向球铰链的减振装置。

具体实施方式

图1以侧视图示出了转向横拉杆6，其具有轴向球铰链1并且通过轴向球铰链1与转向传动机构7机械连接。通过转向传动机构7引起的调整运动引起轴向球铰链1在通过双箭头指出的方向上的移动。轴向球铰链1包括单侧敞开的铰链罩壳2，铰链罩壳容纳(未示出的)铰链球体。铰链球体固定在铰链销5处，铰链销由此以可球体摆动运动的方式相对于铰链罩壳2支承。在铰链罩壳2的面对转向传动机构7的一侧上布置减振装置10。也被称为止挡减振器的减振装置10装配在轴向球铰链1的轴向盆形部上。在所示出的装配状态中，减振装置10在铰链罩壳2和齿条20之间位于与转向传动机构7的接口处。

根据相应的转向打弯(向左和向右)，齿条20连同与其连接的轴向球铰链1在双箭头方向上往复运动。减振装置10的重要功能在于，保护转向传动机构7不受机械损坏，该机械损坏可通过以下方式产生，即，在抬起车辆时车轮撞击转向止挡。在此出现的、作用到转向传动机构7的罩壳8上的力通过减振装置10减小到无害的水平。为此，应根据图2和图3详细解释减振装置10的结构和在轴向球铰链1处的布置方案。

图2示出了已经在图1中示出的轴向球铰链1的铰链罩壳2的剖视图，其中，出于可视性原因未示出铰链销5，为此，指出了与铰链销5相关联的铰链球体4的位置。铰链罩壳2为单侧敞开的构件，其适合用于容纳与铰链销相关联的铰链球体4。在铰链罩壳2的背离罩壳孔的一侧上布置罩壳销3，罩壳销在轴向球铰链1的中轴线9的方向上从铰链罩壳2伸出。

铰链罩壳2在面对罩壳销3的一侧上具有凸肩部18。以下还将详细解释的减振装置10被插入该凸肩部18中。在此，减振装置10通过压配合固定在铰链罩壳2的凸肩部18上。通过在塑料环11的材料和凸肩部18的外周之间的压紧产生该压配合。

根据在图2中示出的状态，铰链罩壳2位于相对于转向传动机构7的罩壳8的止挡位置中。也就是说，参照根据图1的图示，铰链罩壳2已向右移动，使得布置在铰链罩壳2处的减振装置10与转向传动机构7的罩壳8接触。由于沿着中轴线9向转向传动机构7的方向的力引入，铰链罩壳2将力施加到减振装置10上，该力引起在铰链罩壳2和转向传动机构7的罩壳8之间的减振装置10的变形。以下应根据图3详细解释减振装置10的结构和工作原理。

图3以立体的、部分剖切的图示示出了减振装置10，其如根据图1和图2已经解释的那样应用在根据本发明的轴向球铰链1处。减振装置10为环形的构件，其由聚氨酯制成的弹性的减振元件11以及金属插入件12组成，其中，金属插入件12被弹性的减振元件11的材料注塑包封。在所示出的实施例中，涉及部分的注塑包封，其中，金属插入件12尽可能被弹性的减振元件11的材料包围。

由于所示出的注塑包封，弹性的减振元件11和金属插入件12形状配合地相互连接。减振装置10设计成相对于径向平面基本上对称。相对于减振装置10的中间的径向平面，减振元件11和金属插入件12的材料在两个轴向方向上均匀地延伸。

金属插入件12几乎完全被弹性的减振元件11的材料包围。注塑包封仅仅被凹口16、17中断，凹口16、17设置成用于露出金属插入件12的功能元件13、14、15。

在金属插入件12处，在相对于根据图3的图示指向上方的一侧处构造三个轴向止挡13，其彼此在侧周上错位120度。轴向止挡13为突出部，其通过金属插入件12的材料成型出来。在相反的方向上、也就是说在附图中指向下方的一侧上，同样构造有三个在侧周上均等地彼此间隔开的轴向止挡14，其在侧周上彼此错位120度。相应地，在减振元件11的每侧上构造三个、即总共六个凹口16，其分别露出与其对应的止挡13、14。

由此，相对于根据图1的安装状态，止挡13、14构造在金属插入件12的轴向相反的一侧处、即面对铰链罩壳2的一侧处和面对转向传动机构7的一侧处。在此，在减振元件11未变形的状态中，轴向止挡13、14相对于减振元件11的轴向的贴靠面19分别轴向地回退。通过该布置方案保证，在铰链罩壳2和转向传动机构7的罩壳8之间的接触首先通过减振元件11的贴靠面19实现，并且在弹性减振元件11完全压缩时才通过轴向止挡13、14实现端部止挡。

凹口16具有近似漏斗形的扩大部，以保证即使在减振装置10压缩的状态中材料移动时，轴向止挡13、14也与在铰链罩壳2或转向传动机构7处的止挡面直接接触。

除了轴向侧的凹口16，在弹性的减振元件11中此外设置三个凹口17，其分别露出径向向内指向的、构造在金属插入件12处的压板15。相应地，在金属插入件12处构造三个径向向内指向的压板15，其布置成彼此错位120度并且由此均匀地彼此间隔开。

与构造在铰链罩壳2处的凸肩部18相比，压板15与轴向球铰链1的中轴线9分别距离更大，然而与齿条20的外周相比，压板15与轴向球铰链1的中轴线9距离更小。通过该尺寸，即，三个向内的压板15具有比在凸肩部18的区域中的铰链罩壳2的相关外直径更大的内直径，首先保证，在金属插入件12和铰链罩壳2的凸肩部18之间存在自由空间，其实现在这两者之间的轴向间隙。此外，通过所述尺寸有效地防止减振装置10在轴向方向上可滑到转向传动机构7的待固定在铰链罩壳2处的齿条20上。由此，压板15用作防丢失部，其轴向地相对于齿条20固定减振装置10。

附图标记：

1 轴向球铰链

2 铰链罩壳

3 罩壳销

4 铰链球体

5 铰链销

6 转向横拉杆

7 转向传动机构

8 转向传动机构的罩壳

9 中轴线

10 减振器

11 塑料环

12 板环

13 凸块

14 凸块

15 压板

16 凹口

17 凹口

18 凸肩部

19 贴靠面

20 齿条

Claims (14)

1.一种特别是用于使用在转向传动机构(7)处的轴向球铰链(1)，该轴向球铰链包括用于容纳与铰链销(5)相关联的铰链球体(4)的单侧敞开的铰链罩壳(2)，其中，在所述铰链罩壳(2)处布置有罩壳销(3)，并且在所述铰链罩壳(2)的设有所述罩壳销(3)的一侧上设有减振装置(10)，其特征在于，所述减振装置(10)具有由塑料制成的具有金属插入件(12)的弹性的减振元件(11)，其中，所述金属插入件(12)被弹性的减振元件(11)的材料注塑包封。

2.根据权利要求1所述的轴向球铰链，其特征在于，所述减振元件(11)和所述金属插入件(12)为环形并且彼此同轴地布置。

3.根据权利要求1或2所述的轴向球铰链，其特征在于，所述减振元件(11)由热塑性聚氨酯制成。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，所述减振装置(11)和所述金属插入件(12)通过形状配合相互连接。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，所述减振装置(10)设计为关于径向平面基本上对称。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，所述减振元件(11)在轴向相反的侧面处分别具有轴向的贴靠面(19)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，在所述减振元件(11)中设有至少一个凹口(16、17)，以露出所述金属插入件(12)的功能元件(13、14、15)。

8.根据权利要求7所述的轴向球铰链，其特征在于，所述至少一个凹口(16)露出所述金属插入件(12)的轴向止挡(13、14)，该轴向止挡限制所述减振装置(10)的轴向变形。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，在所述金属插入件(12)处构造有多个、优选六个轴向止挡(13、14)，所述轴向止挡在侧周上均等地彼此间隔开。

10.根据权利要求9所述的轴向球铰链，其特征在于，所述轴向止挡(13、14)构造在所述金属插入件(12)的轴向相反的侧面处、特别是面对所述铰链罩壳(2)的侧面处以及面对所述转向传动机构(7)的侧面处。

11.根据权利要求9或10所述的轴向球铰链，其特征在于，所述轴向止挡(13、14)在其未变形的状态中相对于所述减振元件(11)的轴向的贴靠面(19)移回。

12.根据权利要求7至11中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，所述凹口(16)具有扩大部，以保证，即使在所述减振装置(10)被压缩的状态中材料移动时，所述轴向止挡(13、14)也与在所述铰链罩壳(2)或转向传动机构(7)处的止挡面直接接触。

13.根据权利要求7至12中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，所述至少一个凹口(17)露出径向指向内的、构造在所述金属插入件(12)处的压板(15)。

14.根据权利要求1至13中任一项所述的轴向球铰链，其特征在于，在所述金属插入件(12)处构造有多个、优选三个径向指向内的压板(15)，与构造在所述铰链罩壳(2)处的凸肩部(18)相比，所述压板(15)与所述轴向球铰链(1)的中轴线(9)分别距离更大，然而与所述齿条(20)的外周相比，所述压板(15)与所述轴向球铰链(1)的中轴线(9)距离更小。