DE19955768A1 - Shaft portion of ball-and-socket joint for use in cars is produced by rolling cold-forged blank, cavity being formed in head to improve its sphericity and undulating surface on the surface of chamber to improve roughness of surface of ball - Google Patents
Shaft portion of ball-and-socket joint for use in cars is produced by rolling cold-forged blank, cavity being formed in head to improve its sphericity and undulating surface on the surface of chamber to improve roughness of surface of ballInfo
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft allgemein Kugelzapfen für in Kraft fahrzeugen verwendete Kugelgelenke, und spezieller, betrifft sie Kugelzapfen, die dem jüngsten Trend nach geringem Ge wicht, Kompaktheit und Kleinheit genügen und eine gewünschte Oberflächenrauigkeit aufweisen, wie sie von einem herkömmli chen hohlen Kugelzapfen erwartet wird, und sie betrifft ein Verfahren zum Herstellen derartiger Kugelzapfen.The invention relates generally to ball studs for in force ball joints used in vehicles, and more specifically, concerns they have ball studs that follow the recent trend for low Ge weight, compactness and smallness are enough and a desired one Have surface roughness, as they are from a conventional hollow hollow pin is expected, and it affects one Method of making such ball studs.
Wie es dem Fachmann gut bekannt ist, werden Kugelzapfen in Gelenken von Lenksystemen oder Aufhängungssystemen bei Kraftfahrzeugen verwendet. As is well known to those skilled in the art, ball studs are used in Joints of steering systems or suspension systems Motor vehicles used.
Fig. 1 zeigt einen typischen Kugelzapfen für ein Kugel-Muf fe-Gelenk. Ein derartiges Kugel-Muffe-Gelenk wird in der Technik typischerweise als Kugelgelenk bezeichnet, und es wird in Lenksystemen und Aufhängungssystemen von Kraftfahr zeugen in weitem Umfang verwendet. Wie es in der Zeichnung dargestellt ist, verfügt der herkömmliche Kugelzapfen über einen Kugelkopf 2, einen Hals 3, einen sich verjüngenden Schaft 4 und einen Gewindeschaft 5. Die Fig. 2 und 3 veran schaulichen ein herkömmliches Verfahren zum Herstellen eines derartigen Kugelzapfens. Wie es dort dargestellt ist, werden herkömmliche Kugelzapfen unter Verwendung eines Rundstabs aus Konstruktionsstahl hergestellt, der einer Wärmenachbe handlung zu unterziehen ist. D. h., dass der Rundstab beim herkömmlichen Verfahren vor dem Abrunden und Tempern zu Stü cken geeigneter Größe zerschnitten wird. Nach dem Prozess zum Abrunden und Glühen werden die Rundstabstücke kaltge schmiedet, um so Schmiedeerzeugnisse oder Zwischenerzeugnis se herzustellen, die individuell die gewünschte Konfigurati on, ähnlich derjenigen des Enderzeugnisses oder des Kugel zapfens, aufweisen. D. h., dass jedes Schmiedeerzeugnis mit einem Kopf, einem sich verjüngenden Schaft und einer Veren gung ausgebildet ist. Jedes Schmiedeerzeugnis aus dem Kalt schmiedeprozess wird anschließend Wärmenachbehandlungspro zessen oder Abschreck- und Temperprozessen unterzogen. Fig. 1 shows a typical ball pin for a ball-socket joint. Such a ball-and-socket joint is typically referred to in the art as a ball joint, and it is widely used in steering and suspension systems of automotive vehicles. As shown in the drawing, the conventional ball stud has a ball head 2 , a neck 3 , a tapered shaft 4 and a threaded shaft 5 . Veran Figs. 2 and 3 illustrate a conventional method of such a ball stud for manufacturing. As shown there, conventional ball studs are made using a structural steel round bar to be subjected to post heat treatment. That is, in the conventional method, the round bar is cut into pieces of a suitable size before rounding and tempering. After the rounding and annealing process, the round bar pieces are cold forged so as to produce wrought products or intermediate products which have the desired configuration similar to that of the finished product or the ball pin. That is, each forged product is formed with a head, a tapered shaft and a constriction. Each forged product from the cold forging process is then subjected to post-heat treatment processes or quenching and tempering processes.
Nach dem Abschreck- und Temperprozess wird das Schmiedeer zeugnis einem Lochherstellprozess unterzogen. Das Schmiede erzeugnis aus dem Lochherstellprozess wird anschließend so bearbeitet, dass es zu einem Kugelzapfen mit einem Kugelkopf und einem Hals wird. Darauf folgt ein Glättungsprozess, der Grate vom Kugelkopf entfernt. Der Kugelzapfen aus dem Glät tungsprozess wird einem Gewindeschneidprozess unterzogen, um am Hinterende ein Außengewinde herzustellen.After the quenching and tempering process, the forge becomes undergo a hole-making process. The smithy product from the hole-making process is then like this edited it into a ball stud with a ball head and a neck becomes. This is followed by a smoothing process, the Burrs removed from the ball head. The ball pin from the smooth process is subjected to a thread cutting process in order to create an external thread at the rear end.
Jedoch ist das herkömmliche Herstellverfahren für Kugelzap fen dahingehend problematisch, dass es erforderlich ist, nach dem Herstellen eines kaltgeschmiedeten Erzeugnisses un ter Verwendung eines Rundstabs aus Konstruktionsstahl einen Wärmenachbehandlungsprozess auszuführen. Dies verkompliziert den Prozess der Herstellung der Kugelzapfen und bewirkt, dass der Prozess viel Zeit benötigt. Da das kaltgeschmiedete Erzeugnis zum Herstellen eines Kugelkopfs bearbeitet wird, ist es beinahe unmöglich, die gewünschte Konzentrizität des Kugelkopfs zu erzielen. Außerdem hat der sich ergebende Ku gelkopf nicht die gewünschte Festigkeit.However, the conventional manufacturing method is for ball stud problematic in that it is necessary after manufacturing a cold forged product un ter using a round steel rod Perform post-heat treatment process. This complicates the process of making the ball studs and causes that the process takes a lot of time. Since the cold forged Product is manufactured to produce a spherical head, it is almost impossible to achieve the desired concentricity of the To achieve ball head. In addition, the resulting Ku gel head does not have the desired strength.
Das obige Verfahren ist auch dahingehend problematisch, dass es wegen Bearbeitungsgrenzen beim Herstellen des Halses am kaltgeschmiedeten Erzeugnis schwierig ist, einen Hochge schwindigkeits-Walzprozess auszuführen. Wenn ein hohler Ku gelzapfen durch einen Kaltschmiedeprozess gemäß dem herkömm lichen Verfahren so hergestellt wird, dass er eine achsenbe zogene Sphärizität von 0,03 mm oder weniger und eine Durch messerabweichung von 0,08 mm oder weniger aufweist, ist die Herstellzeit sehr lang, wobei es aber möglich ist, die ge wünschte Abmessung mittels einer Kugelflächenkorrektur für das Schmiedeerzeugnis zu erzielen. Insgesamt bestehen demge mäß beim herkömmlichen Verfahren keine optimalen Herstellbe dingungen.The above method is also problematic in that it due to machining limitations when manufacturing the neck cold forged product is difficult to make a high speed rolling process. If a hollow Ku gel cones by a cold forging process according to the conventional process is manufactured in such a way that it drawn sphericity of 0.03 mm or less and a through has a deviation of 0.08 mm or less, Manufacturing time very long, but it is possible that the ge desired dimension using a spherical surface correction for to achieve the forged product. Overall there are demes according to the conventional method, no optimal manufacturing conditions.
D. h., dass das herkömmliche Verfahren unter Verwendung ei nes Bearbeitungs- oder Walzprozesses dahingehend problema tisch ist, dass es die Produktivität beim Herstellen von Ku gelzapfen senkt. Dieses Problem entsteht durch die Tatsache, dass die Kugelzapfen mittels einer Chargenproduktion herge stellt werden. Das obige Verfahren führt zu übermäßigem Ma terialverbrauch durch den Bearbeitungsprozess, es verfügt wegen Wartezeiten über lange Herstellzykluszeiten, und es zeigt verringertes mechanisches Funktionsvermögen der sich ergebenden Kugelzapfen wegen Störens des Faserflusses, wie er beim Schmiedeerzeugnis vorhanden ist. Wenn ein massiver Rohling einem Walzprozess gemäß dem obigen Verfahren unter zogen wird, wird die Herstellzeit in unerwünschter Weise verlängert, und an den sich ergebenden Kugelzapfen können abhängig von den Herstellbedingungen Oberflächenfehler er zeugt werden.That is, the conventional method using a nes processing or rolling process problema table is that it is productivity when making Ku gel cone lowers. This problem arises from the fact that the ball studs are produced by batch production be put. The above procedure leads to excessive measure material consumption through the machining process, it has because of waiting times over long manufacturing cycle times, and it shows reduced mechanical functionality of the resulting ball stud due to fiber flow disruption, such as it is present in the forged product. If a massive Blank under a rolling process according to the above procedure is pulled, the manufacturing time is undesirable extended, and on the resulting ball stud can depending on the manufacturing conditions surface defects be fathered.
Das Dokument US-A-1,387,650 offenbart ein Halsherstellver fahren zum einfacheren Herstellen von Kugelzapfen, während die gewünschte Dimensionseinstellung und ein wünschenswert starker Halsteil gewährleistet sind.Document US-A-1,387,650 discloses a neck maker drive to make ball studs easier while the desired dimension setting and one desirable strong neck part are guaranteed.
Das obige Halsherstellverfahren bewirkt in unerwünschter Weise wegen der Hohlstruktur des Kugelzapfens eine Verringe rung des Trägheitsmoments während eines Kugelflächen-Walz prozesses, was die Verformungsfestigkeit verringert und zu übermäßigen Dimensionsabweichungen der Kugelfläche führt. Dies führt schließlich dazu, dass es nicht gelingt, den Ku gelzapfen eine gewünschte Rauigkeit der Kugelfläche zu ver leihen, was der wichtigste Faktor beim Bestimmen der Quali tät von Kugelzapfen ist.The above neck manufacturing process results in undesirable Because of the hollow structure of the ball pin a ring tion of the moment of inertia during a spherical surface rolling process, which reduces and increases the resistance to deformation leads to excessive dimensional deviations of the spherical surface. This ultimately leads to the Ku gel studs to ver a desired roughness of the spherical surface borrow what is the most important factor in determining qualifications of ball studs.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Kugelzapfen für Kugelgelenke sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Kugelzapfens zu schaffen, wobei der Halsherstellpro zess effektiver ausgeführt werden kann, die gewünschte Sphä rizität des Kugelkopfs erzielt wird, der Kugelkopf im We sentlichen frei von unerwünschten Verformungen ist und die Oberflächenrauigkeit verbessert ist.The invention has for its object a ball pin for ball joints and a method for producing a to create such a ball pin, the neck manufacturer pro process can be carried out more effectively, the desired sphere Ricity of the ball head is achieved, the ball head in the We is substantially free of undesirable deformations and the Surface roughness is improved.
Diese Aufgabe ist hinsichtlich des Kugelzapfens durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 1 und hinsichtlich des Ver fahrens durch die Lehre des beigefügten Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen sind Gegen stand abhängiger Ansprüche.This task is related to the ball stud by the Teaching of appended claim 1 and with respect to the Ver driving solved by the teaching of the appended claim 4. Advantageous refinements and developments are counter stood dependent claims.
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschrei bung in Zusammenhang mit den beigefügten Zeichnungen deutli cher zu verstehen sein.The above and other tasks, features and advantages of Invention will become apparent from the following detailed description exercise in connection with the attached drawings be understood.
Fig. 1 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines her kömmlichen Kugelzapfens für Kugelgelenke; Fig. 1 is a partially sectioned side view of a conventional ball pin forth for ball joints;
Fig. 2 ist ein Blockdiagramm zum Veranschaulichen eines ty pischen Herstellverfahrens für herkömmliche Kugelzapfen; Fig. 2 is a block diagram illustrating a typical manufacturing method for conventional ball studs;
Fig. 3 ist eine Ansicht zum Veranschaulichen des typischen Verfahrens gemäß Fig. 2; Figure 3 is a view illustrating the typical method of Figure 2;
Fig. 4 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kugel zapfens gemäß dem Hauptausführungsbeispiel der Erfindung; Fig. 4 is a partially sectioned side view of a ball stud according to the main embodiment of the invention;
Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Kugelzapfens von Fig. 4 entlang einer Linie A-A in Fig. 4; Fig. 5 is a sectional view of the ball stud of Fig. 4 along line AA in Fig. 4;
Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen Kugelzapfenrohling zeigt, wobei der Kugelkopf des Rohlings massiv ist und einen Ab schnitt in Form eines flachen Bands entlang dem Querumfang des Kopfs aufweist, entsprechend einem zweiten Ausführungs beispiel der Erfindung; Fig. 6 is a view showing a ball stud blank, the ball head of the blank is solid and has a section in the form of a flat band along the transverse circumference of the head, according to a second embodiment of the invention;
Fig. 7 ist eine Ansicht eines auf einer Formmatrize liegen den Kugelzapfenrohlings bei einem Verfahren zum Herstellen von Kugelzapfen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfin dung; FIG. 7 is a view of a ball stud blank lying on a molding die in a method for manufacturing ball studs according to an embodiment of the invention; FIG.
Fig. 8 ist eine Schnittansicht, die einen Halswalzprozess beim Herstellverfahren für Kugelzapfen gemäß dem Ausfüh rungsbeispiel der Erfindung zeigt; Fig. 8 is a sectional view showing a neck rolling process in the ball stud manufacturing method according to the embodiment of the invention;
Fig. 9 ist eine Schnittansicht, die einen Kopfglättungspro zess beim Herstellverfahren für Kugelzapfen gemäß dem Aus führungsbeispiel der Erfindung zeigt; Fig. 9 is a sectional view showing a head smoothing process in the ball stud manufacturing method according to the embodiment of the invention;
Fig. 10 ist eine Schnittansicht zu Fig. 9 und Fig. 10 is a sectional view of Figs. 9 and
Fig. 11 ist eine teilgeschnittene Seitenansicht eines Kugel zapfens für Kugelgelenke gemäß dem dritten Ausführungsbei spiel der Erfindung. Fig. 11 is a partially sectioned side view of a ball pin for ball joints according to the third embodiment of the invention.
Gemäß den Fig. 4 und 5 wird zum Herstellen eines erfindungs gemäßen Kugelzapfens ein abgerundeter Kugelzapfenrohling 100 mit einem hohlen Kopf 10, einem sich verjüngenden Schaft 20 und einem Endteil 30 zunächst durch Kaltschmieden eines nicht abgeschreckten und getemperten Stahls hergestellt. In nerhalb des hohlen Kopfs 10 wird ein hohler Verlängerungs teil 12 ausgebildet, um so den Hals des Kugelzapfenrohlings zu bilden. In diesem Fall steht der hohle Verlängerungsteil 12 mit dem Hohlraum 14 im Kopf 10 in Verbindung. Beim obigen Kugelzapfenrohling wird aufgrund des Hohlraums 14 im Kopf 10 eine gewünschte Sphärizität des Kopfs 10 erzielt. Der Hohl raum 14 im Kopf 10 verbessert auch die Fähigkeit einer Kor rektur der achsenbezogenen Sphärizität während eines Walz prozesses.Referring to FIGS. 4 and 5, a rounded ball pivot blank 100 will not be quenched with a hollow head 10, a tapered shaft 20 and an end portion 30 first by cold forging a steel annealed and prepared for producing a ball pin according to Invention. Inside the hollow head 10 , a hollow extension part 12 is formed so as to form the neck of the ball stud blank. In this case, the hollow extension part 12 communicates with the cavity 14 in the head 10 . In the above ball pivot blank a desired sphericity of the head 10 is achieved due to the cavity 14 in the head 10 degrees. The cavity 14 in the head 10 also improves the ability to correct the axis-related sphericity during a rolling process.
Am Knickpunkt am Übergang zwischen dem hohlen Verlängerungs teil 12 und dem Hohlraum 14 im Kopf 10 ist eine wellige Flä che 16 ausgebildet. Bei einer herkömmlichen Hohlstruktur ei nes derartigen Kopfs kann es wegen einer Verformung, wenn auf den Kopf hoher Oberflächendruck ausgeübt wird, um eine gewünschte Rauigkeit der Kugelfläche zu erzielen, unmöglich sein, die gewünschten Abmessungen des Kugelkopfs zu erzie len. Jedoch erhöhen beim Kugelzapfenrohling bei der Erfin dung sowohl das Volumen des unteren Teils des Kugelkopfs als auch der gewellte Teil des Kopfs das Trägheitsmoment, um so die Empfindlichkeit des Kopfs bezüglich des während eines Walzprozesses erzeugten Verformungswiderstands zu senken.At the break point at the transition between the hollow extension part 12 and the cavity 14 in the head 10 , a wavy surface 16 is formed. In a conventional hollow structure of such a head, it may be impossible to achieve the desired dimensions of the ball head due to a deformation when high surface pressure is applied to the head in order to achieve a desired roughness of the ball surface. However, in the ball stud blank in the invention, both the volume of the lower part of the ball head and the corrugated part of the head increase the moment of inertia so as to lower the sensitivity of the head to the deformation resistance generated during a rolling process.
Fig. 6 ist eine Ansicht, die einen Kugelzapfenrohling ohne Hohlraum 14 im Kugelkopf 10 jedoch mit einem Abschnitt 11 in Form eines am Umfang verlaufenden flachen Bands gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung zeigt. Kurz ge sagt, ist der Kugelkopf 10 dieses Rohlings nicht hohl, son dern massiv. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird der abge rundete Kugelzapfenrohling durch Kaltschmieden eines nicht abgeschreckten und getemperten Stahls so hergestellt, dass ein massiver Kopf 10, ein sich verjüngender Schaft 20 und ein Endteil 30 einstückig eine Struktur bilden. Beim obigen Rohling ist der am Umfang als flaches Band verlaufende Ab schnitt 11 mit einer Breite "t" entlang dem Querumfang des Kopfs 10 ausgebildet. Aufgrund dieses Abschnitts 11 in Form eines flachen Bands ist das Volumen des massiven Kopfs 10 während eines anschließend Walzprozesses scheinbar von einem Teil mit großem Volumen zu einem Teil mit kleinem Volumen verschoben, um so die gewünschte Sphärizität des Kopfs 10 am sich ergebenden Kugelzapfen zu erzielen. Fig. 6 is a view, but in the form of a circumferentially extending flat belt showing a ball pivot blank with no cavity 14 in the spherical head 10 with a section 11 according to the second embodiment of the invention. In short ge, the ball head 10 of this blank is not hollow, but massive. In this exemplary embodiment, the rounded spherical journal blank is produced by cold forging a non-quenched and tempered steel in such a way that a solid head 10 , a tapered shaft 20 and an end part 30 form an integral structure. In the above blank, the circumferential as a flat band from section 11 is formed with a width "t" along the transverse circumference of the head 10 . Due to this section 11 in the form of a flat band, the volume of the solid head 10 is apparently shifted from a part with a large volume to a part with a small volume during a subsequent rolling process, so as to achieve the desired sphericity of the head 10 on the resulting ball stud.
Die Fig. 7 und 8 veranschaulichen einen Halswalzprozess beim Herstellverfahren für Kugelzapfen gemäß dem Ausführungsbei spiel. Wie es in den Zeichnungen dargestellt ist, wird der kaltgeschmiedete Kugelzapfenrohling 100 mit dem hohlen Kopf 10, dem sich verjüngenden Schaft 20 und dem Endteil 30 durch eine automatische Zuführvorrichtung einer Walzmaschine zuge führt. In der Walzmaschine wird der Rohling 100 durch einen Anschlag 40 in solcher Weise am Kopf 10 und am Endteil 30 festgehalten, dass der sich verjüngende Schaft 20 auf einer Formmatrize 50 gehalten wird. Danach wird der Hals des Roh lings 100 unter Verwendung einer Walzmatrize 60 gewalzt. Während des Hochgeschwindigkeits-Walzprozesses kann der Roh ling 100 aufgrund des im Kopf 10 ausgebildeten hohlen Ver längerungsteils 12 wirkungsvoll verformt werden. Dies ver bessert schließlich die Bearbeitbarkeit des Rohlings 100. FIGS. 7 and 8 illustrate a neck-rolling process in the manufacturing process for ball pin according to the Ausführungsbei game. As shown in the drawings, the cold-forged ball stud blank 100 having the hollow head 10 , the tapered shaft 20 and the end part 30 is fed by an automatic feeder to a rolling machine. In the rolling machine, the blank 100 is held on the head 10 and on the end part 30 by a stop 40 in such a way that the tapered shaft 20 is held on a forming die 50 . The neck of the blank 100 is then rolled using a rolling die 60 . During the high-speed rolling process, the raw material 100 can be effectively deformed due to the hollow extension part 12 formed in the head 10 . This ultimately improves the machinability of the blank 100 .
Nach dem Halswalzprozess wird der Rohling 100 durch eine automatische Zuführvorrichtung einer Glättungsmaschine zuge führt. Das Ziel des Glättungsprozesses besteht darin, Grate vom Kopf 10 zu entfernen. Während eines derartigen Glät tungsprozesses ist es erforderlich, Konzentrizitätsabwei chungen zu kompensieren, die beim Kaltschmiedeprozess ent standen. Um dieses Ziel zu erreichen, werden der sich ver jüngende Schaft 20 und der Endteil 30 des Rohlings 100 auf einer Formmatrize bzw. einem Anschlag festgehalten, bevor zwei Glättungswerkzeuge 70 in Kontakt mit dem Kopf 10 des Rohlings 100 gebracht werden, wie es in den Fig. 7, 9 und 10 dargestellt ist.After the neck rolling process, the blank 100 is fed by an automatic feed device to a smoothing machine. The goal of the smoothing process is to remove burrs from the head 10 . During such a smoothing process, it is necessary to compensate for deviations in concentricity that arose during the cold forging process. In order to achieve this goal, the tapered shaft 20 and the end part 30 of the blank 100 are held on a molding die or a stop before two smoothing tools 70 are brought into contact with the head 10 of the blank 100 , as is shown in FIGS . 7, 9 and 10.
Bei einer herkömmlichen Hohlstruktur eines derartigen Kugel kopfs ist es möglich, eine gewünschte Abmessung des Kugel kopfs durch eine Verformung zu erzielen, wenn hoher Oberflä chendruck auf den Kopf ausgeübt wird, um dabei während des Glättungsprozesses auch eine gewünschte Rauigkeit der Kugel oberfläche zu erzielen. Jedoch erhöhen beim Kugelzapfenroh ling 100 gemäß dem Ausführungsbeispiel sowohl das Volumen des unteren Teils des Kugelkopfs 10 als auch der gewellte Teil 16 des Kopfs 10 das Trägheitsmoment desselben, wodurch die Empfindlichkeit des Kopfs 10 hinsichtlich des Verfor mungswiderstands, wie er während des Walzprozesses erzeugt wird, verringert ist. Daher wird der Walzprozess für den Rohling 100 ohne Probleme ausgeführt.In a conventional hollow structure of such a spherical head, it is possible to achieve a desired dimension of the spherical head by deformation when high surface pressure is exerted on the head, in order to achieve a desired roughness of the spherical surface during the smoothing process. However, in the ball stud blank 100 according to the embodiment, both the volume of the lower part of the ball head 10 and the corrugated part 16 of the head 10 increase the moment of inertia thereof, thereby increasing the sensitivity of the head 10 to the deformation resistance generated during the rolling process. is reduced. Therefore, the rolling process for the blank 100 is carried out without problems.
Beim Glättungsprozess werden Grate sowohl vom Kopf 10 als auch vom Hals 12 entfernt, und so verfügt der Kopf 10 über eine gewünschte Oberflächenrauigkeit von 0,2 Ra oder weni ger. Außerdem ermöglicht es das Korrekturvermögen betreffend die Polygonkonzentrizität des Kopfs, den Kopf wirkungsvoll in einem Bereich von 0,1 mm im Fall eines Rohlings 100 aus nicht abgeschrecktem und getempertem Stahl auszubilden.In the smoothing process, burrs are removed from both the head 10 and the neck 12 , and so the head 10 has a desired surface roughness of 0.2 Ra or less. In addition, the correction ability regarding the polygon concentricity of the head enables the head to be effectively formed in a range of 0.1 mm in the case of a blank 100 made of non-quenched and tempered steel.
Der Kugelzapfenrohling 100 aus dem Glättungsprozess wird ei nem Gewindeschneidprozess zum Einschneiden eines Außengewin des in das Endteil 30 unterzogen. So wird ein gewünschter Kugelzapfen hergestellt.The ball stud blank 100 from the smoothing process is subjected to a thread cutting process for cutting an external thread into the end part 30 . A desired ball pin is thus produced.
Wie es in der Fig. 11 zum dritten Ausführungsbeispiel darge stellt ist, ist die allgemeine Form des Rohlings 100 bei diesem dritten Ausführungsbeispiel dieselbe, wie sie für das Hauptausführungsbeispiel der Fig. 4 beschrieben ist. D. h., dass der Kugelzapfenrohling 100 durch Kaltschmieden eines nicht abgeschreckten und getemperten Stahls hergestellt wird und er über einen Kopf 10, einen sich verjüngenden Schaft 20 und einen Endteil 30 verfügt. Außerdem verfügt der Kopf 10 über einen Hohlraum 14, der so ausgebildet ist, dass er die Sphärizität des Kopfs verbessert, und er verfügt über eine gewellte Fläche 16, die so konzipiert ist, dass sie die Rau igkeit der Kugelfläche verbessert. Jedoch unterscheidet sich beim Rohling 100 des dritten Ausführungsbeispiels die Konfi guration des hohlen Verlängerungsteils innerhalb des hohlen Kopfs 10 von der beim Hauptausführungsbeispiel. Der Kugel zapfenrohling 100 des dritten Ausführungsbeispiels liefert dasselbe Ergebnis, wie es für das Hauptausführungsbeispiel beschrieben ist, ohne dass die Funktion der Erfindung beein flusst wäre.As shown in FIG. 11 for the third embodiment, the general shape of the blank 100 in this third embodiment is the same as that described for the main embodiment of FIG. 4. That is, the ball stud blank 100 is made by cold forging non-quenched and tempered steel and has a head 10 , a tapered shaft 20, and an end portion 30 . In addition, head 10 has a cavity 14 that is designed to improve the sphericity of the head and has a corrugated surface 16 that is designed to improve the roughness of the spherical surface. However, in the blank 100 of the third embodiment, the configuration of the hollow extension part within the hollow head 10 is different from that in the main embodiment. The ball pin blank 100 of the third embodiment provides the same result as that described for the main embodiment without affecting the function of the invention.
Wie oben beschrieben, sind durch die Erfindung ein Kugelzap fen für Kugelgelenke und ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Kugelzapfens geschaffen. Der erfindungsgemäße Ku gelzapfen wird durch Walzen eines kaltgeschmiedenen Kugel zapfenrohlings aus einem nicht abgeschreckten und getemper ten Stahl ohne Ausführen eines Schneidprozesses hergestellt. As described above, the invention is a ball pivot fen for ball joints and a method for producing a created such ball stud. The Ku invention gel cone is made by rolling a cold forged ball cone blanks from a non-quenched and tempered steel without the need for a cutting process.
Daher ist es möglich, den Herstellprozess für Kugelzapfen zu vereinfachen. Die Erfindung genügt auch dem jüngsten Trend nach geringem Gewicht, Kompaktheit und Kleinheit von Kugel zapfen. Der erfindungsgemäße Kugelzapfen verfügt über die gewünschte Oberflächenrauigkeit, wie sie von herkömmlichen hohlen Kugelzapfen her erwartet wird. Der erfindungsgemäße Kugelzapfen genügt auch einer gewünschten Formungsgrenze für den Hals und einem gewünschten Korrekturvermögen für die Sphärizität des Halses während eines Walzprozesses. Dadurch ist schließlich die Qualität sich ergebender Kugelzapfen verbessert. Aufgrund des geringen Gewichts der erfindungsge mäßen Kugelzapfen ist es möglich, die Kraftstoff-Kilometer leistung von Kraftfahrzeugen zu verbessern.Therefore, it is possible to close the ball stud manufacturing process simplify. The invention also meets the latest trend for light weight, compactness and smallness of ball tap. The ball pin according to the invention has the desired surface roughness, as is the case with conventional hollow ball stud is expected. The invention Ball studs also meet a desired molding limit for the neck and a desired corrective power for the Sphericity of the neck during a rolling process. Thereby is the quality of the resulting ball stud improved. Due to the light weight of the fiction moderate ball studs it is possible to measure the fuel mileage to improve motor vehicle performance.
Claims (5)
- - im Kopf (10) des Rohlings ein Hohlraum (14) ausgebildet ist, um die Sphärizität des Kopfs des Kugelzapfens zu ver bessern; und
- - an einer Innenfläche des Hohlraums eine gewellte Fläche (16) ausgebildet ist, um die Rauigkeit der Kugelfläche des Kopfs des Kugelzapfens zu verbessern.
- - In the head ( 10 ) of the blank, a cavity ( 14 ) is formed to improve the sphericity of the head of the ball stud ver; and
- - A corrugated surface ( 16 ) is formed on an inner surface of the cavity in order to improve the roughness of the spherical surface of the head of the ball pin.
- - einen im Kopf (10) des Rohlings (100) ausgebildeten hohlen Verlängerungsteil (12), um einen Hals des Kugelzapfens zu bilden, wobei der hohle Verlängerungsteil mit dem Hohlraum (14) des Kopfs in Verbindung steht; und
- - eine zweite gewellte Fläche (16), die am Knickpunkt an der Verbindungsstelle zwischen dem hohlen Verlängerungsteil und dem Hohlraum des Kopfs ausgebildet ist.
- - a hollow extension member ( 12 ) formed in the head ( 10 ) of the blank ( 100 ) to form a neck of the ball stud, the hollow extension member communicating with the cavity ( 14 ) of the head; and
- - A second corrugated surface ( 16 ) which is formed at the break point at the junction between the hollow extension part and the cavity of the head.
- - einen Halswalzschritt zum Herstellen eines Halses des Ku gelzapfens;
- - einen Kopfglättungsschritt zum Glätten der gerundeten Au ßenfläche des Kopfs des Kugelzapfens; und
- - einen Gewindewalzprozess zum Herstellen eines Gewindes auf dem Endteil.
- - a neck rolling step for producing a neck of the ball pin;
- - A head smoothing step for smoothing the rounded outer surface of the head of the ball stud; and
- - A thread rolling process to create a thread on the end part.
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Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10356111A1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-30 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for the production of ball studs |
| EP1749595A1 (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-07 | Kabushiki Kaisha Sanmei Seisakusho | Rolling die and method of making a rod with a ball portion |
| DE102006017373A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for produc9ng ball and socket as element of ball and socket joint with ball region, collar region, taper and/or cylindrical region useful in automobile construction increases number of pieces per time unit |
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Families Citing this family (2)
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Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1387650A (en) * | 1919-08-26 | 1921-08-16 | Carl W A Koelkebeck | Universal rolling-mill |
| US3221527A (en) * | 1960-03-03 | 1965-12-07 | Gen Motors Corp | Hollow ball studs |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5165165U (en) * | 1974-11-15 | 1976-05-22 | ||
| JPS51136340U (en) * | 1976-04-19 | 1976-11-04 |
-
1999
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Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US1387650A (en) * | 1919-08-26 | 1921-08-16 | Carl W A Koelkebeck | Universal rolling-mill |
| US3221527A (en) * | 1960-03-03 | 1965-12-07 | Gen Motors Corp | Hollow ball studs |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE10356111A1 (en) * | 2003-11-27 | 2005-06-30 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for the production of ball studs |
| WO2005051594A3 (en) * | 2003-11-27 | 2005-09-22 | Zahnradfabrik Friedrichshafen | Cold forming method for producing ball journals |
| DE10356111B4 (en) * | 2003-11-27 | 2006-10-12 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for the production of one-piece ball studs |
| RU2353498C2 (en) * | 2003-11-27 | 2009-04-27 | Цф Фридрихсхафен Аг | Method for manufacture of ball journals by cold plastic working |
| EP1749595A1 (en) * | 2005-07-26 | 2007-02-07 | Kabushiki Kaisha Sanmei Seisakusho | Rolling die and method of making a rod with a ball portion |
| US7278286B2 (en) | 2005-07-26 | 2007-10-09 | Kabushikikaisha Sanmei Seisakusho | Rolling die and a method of making a rod with a ball portion |
| DE102006017373A1 (en) * | 2006-04-11 | 2007-10-18 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for produc9ng ball and socket as element of ball and socket joint with ball region, collar region, taper and/or cylindrical region useful in automobile construction increases number of pieces per time unit |
| DE102006017373B4 (en) * | 2006-04-11 | 2008-06-19 | Zf Friedrichshafen Ag | Cold forming process for producing a ready-to-install ball stud |
| CN110877084A (en) * | 2019-11-22 | 2020-03-13 | 浙江童氏汽车部件股份有限公司 | Automatic cold heading machine for ball pin processing |
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