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CN1630786A - 用于万向球接头的轴承套及该轴承套的制造方法 - Google Patents

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CN1630786A CNA038036312A CN03803631A CN1630786A CN 1630786 A CN1630786 A CN 1630786A CN A038036312 A CNA038036312 A CN A038036312A CN 03803631 A CN03803631 A CN 03803631A CN 1630786 A CN1630786 A CN 1630786A
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Abstract

本发明涉及一种用于最好在车辆悬挂或者汽车转向中使用的一个万向球头的、具有一个球形支承面的轴承套，所述万向球接头主要具有一个接头壳体以及一个由一个球面和一个轴颈部分组成的支承颈，该支承颈用球面可旋转和可偏转地支承在固定在接头壳体中的轴承套的球形支承面上，根据本发明，至少在部分部位中一种长丝织物嵌入到轴承套的热塑性塑料中。此外，本发明还涉及一种制造由热塑性塑料制成的一种上述轴承套的方法，其中采用机械方法从一个嵌入了长丝织物的片状热塑性塑料半成品加工出一个基本设置有圆形外轮廓的轴承套半成品，并且在一个紧接着的加工工序中对热塑性塑料材料进行超过其熔化温度的加热、并且紧接着对轴承套半成品进行机械变形，从而制造出具有球形支承面的轴承套的最终形状。

Description

用于万向球接头的轴承套及该轴承套的制造方法
本发明涉及一种根据权利要求1的构成前序部分特征的、用于万向球接头的、具有一个球形支承面的、由热塑性塑料制成的轴承套，并涉及相应于方法权利要求6的特征的、用于制造这种类型的轴承套的方法。
所述类型的轴承套在各种各样的方案中已知，并最好由热塑性塑料、例如POM制成。
这类轴承套所采用的材料有不利特性：特别是在给装配有这类轴承套的万向球接头提高载荷时轴承套材料有蠕变过程的倾向，其中特别是在较长时间承受应力和提高温度时由于出现的弹性而不能排除有关万向球接头出现故障。
为了在此提供补救，现有技术公开了一种使用属于热固性塑料族的塑料的方法。例如DE 41 08 219 C2公开了一种由多成分-热固性塑料制成的轴承套，其中一种由玻璃纤维制成的纤维编织物嵌入到该塑料中。在此涉及的是所谓的短纤维，其长度在0.1至1毫米之间。为提高万向球接头的载荷能力而采用所应用的编织物来制造这类轴承套是比较费事的，并且要求特定的制造步骤。
因此本发明的任务是提供一种根据所述类型的轴承套，它能低成本简单地生产，并且相应地在载荷能力和使用寿命方面能满足高要求。此外还应完成此任务：公开一种用于制造这种类型的球形衬套的一种方法，其中在使用特定的纤维加强材料方面不需要特定的专门制造技术。
在轴承套方面，所述任务通过在权利要求1中所描述的技术方案来完成。其中主要的发明构思是，至少在部分区域内使一个长丝织物嵌入到轴承套的热塑性塑料中。使用长丝织物和热塑性材料相结合来替代到目前为止的现有技术所采用的短纤维和热固性材料的结合，可以使得根据本发明的轴承套具有高的强度和刚性-其动态抗压强度值直到200N/mm2-以及具有足够的冲击韧性。除此之外这种类型的、设置有长丝的热塑性塑料的耐热性、耐腐蚀性以及化学稳定性特别对于在轴承套中的应用得到积极的评价。除此之外与通常的热塑材料相反，嵌入长丝织物会导致高的蠕变强度以及小的磨损值。在这种情况下轴承套的热塑性的基本材料提供了一种可能性，即在一个简单的变形过程中通过将塑料材料加热到超过它的熔化温度而进行改变。
特别是使用玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺可作为用于所述长丝织物的优选材料。
制造具有上述的本发明主要特征的轴承套的方法的特征在于权利要求6中所公开的技术方案。其中主要的是用机械方法首先从一个嵌入了长丝织物的片状热塑性塑料半成品加工出一个基本具有圆形外轮廓的轴承套半成品，并且在一个紧接着的加工工序中对热塑性塑料材料加热超过其熔化温度，并且紧接着对轴承套半成品进行机械变形从而制造出具有球形支承面的轴承套的最终形状。
通过上述方法步骤可以实现轴承套的成本特别低廉的生产，因为所采用的具有嵌入的长丝织物的热塑性塑料半成品可合理地大批量地例如在双带压型机(Doppelbandpressen)上生产。借助于机械加工一例如锯、铣、水射流切割和类似工艺也提供了低廉成本的制造途径。最后热塑性塑料半成品的基本组件主要用于使轴承套半成品易于变形成轴承套的已制成的形状。
根据在引用权利要求6的从属权利要求中所描述的上述方法的本发明的改进方案，可以特别有利地将至少一个向轴承套半成品中心延伸的缝形凹槽掏制到轴承套半成品的圆形的外轮廓中。缝形凹槽使平面的轴承套半成品易于变形成球面形状，因为无需根据最终形状对材料进行挤压或者压缩。其中缝形凹槽可以具有不同的形状。
除此之外，本方法的另一优选方案规定，轴承套半成品是圆环形的，其中在制造球形轴承套的变形工序内可将附加的由热塑性塑料制成的无长丝织物的部位喷射到现有的圆环横截面上。按照这种方式轴承套的载荷特别大的部分区域可以用具有嵌入长丝织物的有很强的承受能力的热塑性塑料材料形成，与此相反载荷小的部分则可使用纯热塑性塑料材料。
在这种情况下当然也可以设想，为了简化平面的圆环形的轴承套半成品的变形，也可以在该轴承套半成品中掏制缝形凹槽。下面借助于附图描述对根据本发明的轴承套及其所属的其制造方法进行更加详细的描述。
附图示出：
图1A由一种片状热塑性塑料半成品制成的轴承套半成品的俯视图，
图1B沿图1A的剖面线A-A的剖面图，
图2A由图1A的球形变形的轴承套半成品的俯视图，
图2B沿图2B的剖面线B-B的剖面图，
图3A，3B，3C用于不同万向球接头类型的轴承套的根据本发明的方案的剖面图，
图4A圆环形设计的轴承套半成品在其变形前的俯视图，
图4B图4A的轴承套半成品沿剖面线C-C的剖面图，
图5A图4A的球形变形的轴承套半成品的俯视图，
图5B相应于图5A中的剖面线D-D的剖面图，
图6A，6B，6C图4A到图4D的用于不同万向球接头的轴承套的剖面图。
使用片状热塑性塑料半成品实现对于根据本发明的轴承套的制造。由玻璃纤维、塑料纤维、芳族聚酰胺纤维或者所述纤维组合所制成的长丝织物嵌入所述热塑性塑料半成品中。所述半成品在所谓的双带压型机中制成，其中制造工艺允许在片状半成品的一侧置入碳纤维层，在对置侧置入玻璃纤维或芳族聚酰胺纤维。制造这类也称之为有机薄片的半成品的成本和其它的长丝加强结构相比较为有利。由于嵌入了长丝织物，所以这类有机薄片的强度和刚性处于动态抗压强度的直到200N/mm2的范围内。此外，这类塑料半成品还具有高的耐热性、耐腐蚀性和化学稳定性。虽然在机械特性方面有这些优点，这类半成品还能热变形，其方法是将热塑性塑料的基本结构加热到超过其熔化温度。
图1A表示一个轴承套半成品，所述半成品由所述类型的片状半成品通过机械加工步骤-例如铣、切割或者冲压制成。由于轴承套应形成球形的最终形状，所以轴承套半成品1的基本平面图基本为圆环形，其中从图1A可以看出，至少一个凹槽2成形到轴承套半成品1的圆环形外轮廓中，所述凹槽朝向外轮廓的开口比较宽，而向内、即向片状设计的轴承套半成品1的中心逐渐变小。为了清楚地表示片状截面图，附加地在图1B中以截面图的方式表示所述轴承套半成品。
在根据图1A制成轴承套半成品1以后，为了形成根据本发明的轴承套的最终形状进行一个变形工序，在这之前首先对于轴承套半成品1的热塑性塑料材料进行加热，超过所述热塑性塑料的相应的熔化温度。
在加热之后通过相应合适的工具制成符合图2B截面图的轴承套半成品1的球形形状。与此同时通过变形成一种半球形的三维形状使得凹槽2大大地变小，以及必要时完全封闭，如图2A的俯视图所示。通过如在图1A到2B所示的方法步骤制成例如在图3A到3C所示的轴承套5。所有所示的实施例的一个共同点是，那些由轴承套半成品1成形的轴承套5通过一个喷射工序设置有附加的热塑性塑料的附加元件3。所述附加元件3主要用于外轮廓的结构性的结构，以便将制成的轴承套5固定在一个在此未详细示出的万向球接头壳体中。
在图3A中例如示出了一个用于一个套筒接头的轴承套5。图3B示出了一种轴承套14，该轴承套特别是在径向方向上可承受负载。在这种情况下，根据本实施例用长丝织物加强的轴承套5、14也可以由两个对置的半轴承套构成。最后图1C表示的是主要根据图2A或者图2B所示的具有一个喷射到这个轴承套15上的热塑性塑料附加物的轴承套15。
原则上讲可以将球形设计的附加轴承套4作为分离部件安装在万向球接头中，或者将这种附加轴承套喷射到已经制成的、具有嵌入长丝织物的轴承套5中。在这类情况中，纤维加强的轴承套5和喷射的附加轴承套4应由相同的热塑性材料制成，以便在构件彼此之间实现良好的连接和粘合。
对于相应于前述实施例的轴承套的制造可替换的是，根据图4A也可从片状热塑性半成品成形一种平面圆环。为了简化后面的球形的变形，在这个圆环中掏制出例如特别在图5B中作为最终表示看到的一个或者多个缝形凹槽。在图4A中表示了两种可能的变型，其中凹槽6设计成贯通的缝，与此相反凹槽7虽然也是缝形地沿着圆环中心方向延伸，但在槽底8处终止。
当然也可以想像将多个凹槽7分布在轴承半成品9的圆环圆周上。根据从片状塑料半成品制造轴承套半成品9的步骤，轴承套半成品9必须经过一个变形工序，此工序利用所选择的塑料材料的热塑性特性，其中将这种材料加热到它的熔化温度以上的温度。紧接着通过合适的变形工具制造出如在图5B中所示的球形轮廓。
在图6A到6C中再次表示不同的根据本发明的轴承套11、12、13，它们除了具有嵌入的长丝织物的部分外还有附加的附加物10，所述附加物10例如在一个喷射工序的构思中可以成形到已预成形的轴承套半成品9中，当然所示附加物也可以作为分离的构件与轴承套半成品9一起安装在一个相应的万向球接头壳体中。
类似于图3B所示，图6A表示一种特别适用于径向承载的轴承套11。在图6B中类似于图3C表示一种承载接头的轴承套12。最后图6C表示用于一个轴向接头的一种轴承套13的特定的结构构造。
所有所示实施例的共同点是，至少所示的轴承套的高载荷部位用一种长丝织物加强，其中基本材料的特定的热塑性特性使得从低成本生产的塑料半成品可以制成这类轴承套。
附图标记表
1.轴承套半成品
2.凹槽
3.热塑性附加元件
4.附加轴承套
5.轴承套
6.凹槽
7.凹槽
8.缝底
9.轴承套半成品
10.附加物
11.轴承套
12.轴承套
13.轴承套
14.轴承套
15.轴承套

Claims (12)

1.一种用于最好在车辆悬挂或者汽车转向中使用的一个万向球头的、由热塑性塑料制成的、具有一个球形支承面的轴承套，所述万向球接头主要具有一个接头壳体以及一个由一个球面和一个轴颈部分组成的支承颈，该支承颈用球面可旋转和可偏转地支承在固定在接头壳体中的轴承套的球形支承面上，其特征在于，至少在部分部位中一种长丝织物嵌入到轴承套(5、11、12、13、14、15)的热塑性塑料中。
2.按照权利要求1所述的轴承套，其特征在于，所述长丝织物具有玻璃纤维。
3.按照权利要求1所述的轴承套，其特征在于，所述长丝织物具有碳纤维。
4.按照权利要求1所述的轴承套，其特征在于，所述长丝织物具有芳族聚酰胺纤维。
5.按照权利要求1所述的轴承套，其特征在于，所述长丝织物具有玻璃纤维、碳纤维和芳族聚酰胺纤维。
6.制造一种用于最好在车辆悬挂或者汽车转向中使用的一个万向球头的、由热塑性塑料制成的、具有一个球形支承面的轴承套的方法，所述万向球接头主要具有一个接头壳体以及一个由一个球面和一个轴颈部分组成的支承颈，该支承颈用球面可旋转和可偏转地支承在固定在接头壳体中的轴承套的球形支承面上，其特征在于，采用机械方法从一个嵌入了长丝织物的片状热塑性塑料半成品加工出一个基本设置有圆形外轮廓的轴承套半成品(1、9)，并且在一个紧接着的加工工序中对热塑性塑料材料进行超过其熔化温度的加热、并且紧接着对轴承套半成品(1、9)进行机械变形，从而制造出具有球形支承面的轴承套(5、11、12、13、14、15)的最终形状。
7.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，在轴承套半成品(1、9)的圆形外轮廓中掏制出至少一个向轴承套半成品的中间延伸的缝形凹槽(2、6、7)。
8.按照权利要求7所述的方法，其特征在于，缝形凹槽(2、7)的宽度从它的朝外轮廓的敞开边缘部位的开口端向内部的缝底(8)缩小。
9.按照权利要求6所述的方法，其特征在于，轴承套半成品(9)为圆形环。
10.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，圆环形轴承套半成品(9)设置有一个从圆环形外轮廓到圆环形内轮廓贯通的缝形凹槽(6)。
11.按照权利要求9所述的方法，其特征在于，圆环形轴承套半成品(9)设置有至少一个缝形凹槽(7、6)，该凹槽向圆环形外轮廓开口，并且沿轴承套半成品的中心方向延伸。
12.按照权利要求6至11的任一项所述的方法，其特征在于，在用于产生环形支承面的变形过程中，将由热塑性塑料制成的无长丝织物的部位喷射到轴承套半成品(1、9)上。
CNB038036312A 2002-08-10 2003-07-17 用于万向球接头的轴承套及该轴承套的制造方法 Expired - Fee Related CN1330887C (zh)

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