JP4005507B2 - ボールジョイントケーシングを製作する方法 - Google Patents

Description

【０００１】
本発明は、冷間加工によってボールジョイントを製作する方法に関する。
【０００２】
ボールジョイントは、自動車産業において特にタイロッドのために使用されるか、またはホイールサスペンションに使用され、これらの位置では、ボールジョイントは車両の極めて長い耐用寿命サイクルにわたって場合によっては極端な天候の影響、ならびに機構的または化学的な負荷に耐える必要がある。
【０００３】
これらの要求に対して、ボールジョイントを軽量化して構造化するという次第に高まる相反する要求が存在する。実際に線材から成る素材から形成されるボールジョイントを製作することが公知であり、この素材は、加熱後に相前後する複数のステップでボールジョイントに鍛造される。このようなエネルギおよび作業上の手間のかかる方法によって、極めて堅固なボールジョイントケーシングの製作が可能であるが、鍛造構成部材は、常に自重が極めて高くなるという欠点を有している。
【０００４】
ドイツ連邦共和国特許出願公開第１９５３６０３５号明細書には、全般的に冷間加工で製作可能である、ボールジョイント用のジョイントケーシングを製作する方法が公知である。缶後方押出によって、素材に、あとで形成される雌ねじ山の直径を超える直径を有する軸方向凹部が設けられ、これによって次いで外套面をスパナ面に変形しながら、ねじ山領域を雌ねじ山の内径に減少することができる。前掲刊行物に記載されたジョイントケーシングを完成するために、たとえば据え込み、後方押出、穿孔、口径測定などの作業法が、ジョイントケーシングの外側輪郭にも内側輪郭にも必要である。さらに加工過程のあとで、一方では雌ねじ山を切り込み、他方ではシールベローズを固定するためのリング溝を切り込む必要がある。しかもこのような構成では、事実上の軽量化が得られない。
【０００５】
したがって本発明の課題は、簡単な形式で全般的に冷間加工による加工過程によってボールジョイントケーシングを製作できるような、ボールジョイントケーシングを製作する方法を提供することである。
【０００６】
この課題は、請求項１の特徴部に記載した方法によって解決される。棒材または線材から成る分離された素材の加工を準備するために、本発明では、有利には、あとで極めて高い精度および品質で加工法を行うことができるように、まず凹みをプレス加工するかもしくは素材の表面を処理する。記載の準備処理によって、たとえば加工工具における素材のセンタリングを簡単にすることができる。準備された、一般的に鋼片と呼ばれる素材に、まず第１の作業ステップで缶後方押出によって第１の軸方向凹部が形成され、この場合軸方向は素材の長手軸線によって定義される。この素材に第１の直径を有する第１の軸方向凹部を形成したあとで、別の加工ステップで同様に缶後方押出によって、既に形成された第１の軸方向凹部内に第２の軸方向凹部が形成される。第２の軸方向凹部は、第１の軸方向凹部と比較してより大きな直径を有している。したがって第１の軸方向凹部は拡張される。第２の缶後方押出の間、加工しようとするボールジョイントケーシングの内側において、材料変形が行われ、これによって第１の軸方向凹部の少なくとも一部に減径がもたらされる。
【０００７】
缶後方押出によって、極めて薄い壁の金属製中空体を製作することができる。この方法は、本発明の方法では、相前後する２つの作業ステップで用いられ、これによって全般的に冷間成形によって、中空体として簡単な構造形式で構成されるボールジョイントケーシングを製作することができる。この簡単な構造形式によって、従来公知でなかった範囲での軽量化が得られる。さらに缶後方押出の間、材料の押出過程の結果、材料の圧縮化が得られるので、必要な強度要求が満たされる。したがって第１の軸方向凹部は、あとで完成されるボールジョイントに中空室を形成し、これに対してあとで形成される第２の軸方向凹部は、ケーシングの支承ポットを形成し、この支承ポットは、ボールジョイント構成部材たとえば支承シェルと、支承シェルに支承されるボールピンとを受容するために設けられている。
【０００８】
本発明の別の方法は、従属請求項に記載されている。
【０００９】
本発明の別の方法によれば、第２の軸方向凹部の軸方向長さを、第１の軸方向凹部の長さよりも小さく構成することができる。このことは、有利には、たとえばタイロッドの軸継手で使用されるような極めて長いボールジョイントケーシングで生じる。
【００１０】
さらに第１の缶後方押出過程を行う間に、簡単で有利な形式で、ボールジョイントケーシングに同時に軸方向ピンを一体成形することができる。さらに第１の缶後方押出過程では、ボールジョイントケーシングは、同時に外側のスパナ面を備えることができるので、追加的な作業ステップを節減することができ、ボールジョイントは極めて低コストで製作可能である。スパナ面は、あとでボールジョイントを車両に組み込む際に、たとえば工具をあて付けるために役立つ。もちろんスパナ面を第２の缶後方押出過程の間にはじめて成形することも考えられる。
【００１１】
本発明の別の方法によれば、軸方向ピンはねじ山を備えており、このねじ山は軸方向ピンに一体成形することができ、つまり、たとえば軸方向ピンに圧延または切り込みを行うことができる。
【００１２】
次に図面につき本発明の実施例を詳しく説明する。
【００１３】
本発明の方法では、図１に示されたような素材Ｒ（ビレット）が使用される。素材Ｒは、棒材または線材から成っている。したがってこの素材Ｒは、円筒形の横断面を有している。長手軸線８は加工前時点でも、あとで形成されるボールジョイントケーシングにおいても中央軸線を成す。
【００１４】
素材Ｒを準備するために、後続の加工にとって必要となり得る公知の表面処理とは別に、まず図２に示された鋼片（Platine）Ｒが製作される。この鋼片は、一方の側で扁平に加工された面９を備えていて、かつこれとは反対側で凹み６備えているので、全体として工具のための作用面が形成される。素材Ｒの幾何学的寸法に応じて、さらに素材の再結晶焼きなましが必要となり得る。この再結晶焼きなましは、加工材料特性を改善するために用いられ、全てのボールジョイントケーシングで強制的に行われるものではない。
【００１５】
本発明に基づく素材Ｒを加工する方法を開始するに際して、図３から判るように、缶後方押出法（押しあけせん孔法）によって、第１の軸方向凹部１が素材Ｒ内に形成される。この第１の軸方向凹部１は、第１の直径Ｄ１ならびに第１の軸方向長さＬ１を有している。第１の缶後方押出過程の間に、素材Ｒの外側表面において同時にスパナ面３ならびに軸方向ピン５が一体成形される。図４に示されたように、既に次の作業ステップで、本発明に基づくボールジョイントケーシング４の最終的な製作が行われる。
【００１６】
したがって、第２の缶後方押出過程で、第１の軸方向凹部１に第２の軸方向凹部２が設けられ、この第２の軸方向凹部２は直径Ｄ２を有しており、この直径Ｄ２は第１の軸方向凹部１の直径Ｄ１と比較して大きくなっている。さらに第２の軸方向凹部２は長さＬ２を有しており、この長さＬ２は、図示の実施例では、第１の軸方向凹部の残存する長さＬ３よりも小さくなっている。第１の軸方向凹部と第２の軸方向凹部との間に、材料変形によって減径された区分が形成され、その内径Ｄ３は極めて小さくなっている。これによってボールジョイントケーシング４に生じる支承ポット７は、あとでボールジョイントピンのジョイントボールを支承するための支承シェルを受容するのに役立つ。直径Ｄ３に関する材料変形は、もっぱらボールジョイントケーシング４の内室において行われるので、外径は加工の間ほぼ一定に維持される。
【００１７】
図５には、図４の実施例が矢印方向Ａでみて示されており、この図５には、軸方向ピン５と、ボールジョイントケーシング４の外周に一体成形されたスパナ面３が示されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の方法を段階的に示す図である。
【図２】 本発明の方法を段階的に示す図である。
【図３】 本発明の方法を段階的に示す図である。
【図４】 本発明の方法を段階的に示す図である。
【図５】 図４を矢印方向Ａでみた図である。
【符号の説明】
１ 第１の軸方向凹部、 ２ 第２の軸方向凹部、 Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３ 直径、 Ｌ１，Ｌ２ 長さ、 Ｒ 素材、 ３ スパナ面、 ４ ボールジョイントケーシング、 ５ 軸方向ピン、 ６ 凹み、 ７ 支承ポット、 ８ 長手軸線、 ９ 面

Claims (5)

1. たとえば棒材または線材から製作された、加工するために準備された素材（Ｒ）から冷間加工によってボールジョイントケーシングを製作する方法において、
   まず第１の缶後方押出によって、素材（Ｒ）に比較的小さな直径（Ｄ１）を有する第１の軸方向凹部（１）を形成し、次いで第２の缶後方押出によって、該第１の軸方向凹部（１）内に比較的大きな直径（Ｄ２）を有する第２の軸方向凹部（２）を形成し、第２の缶後方押出の間に、材料変形によって第１の軸方向凹部（１）の部分的な減径部（Ｄ３）をも形成することを特徴とする、ボールジョイントケーシングを製作する方法。
2. あとで成形される第２の軸方向凹部（２）の軸方向長さ（Ｌ２）を、第１の軸方向凹部（１）の軸方向長さ（Ｌ１）よりも小さくする、請求項１記載の方法。
3. 第１の缶後方押出過程の間に、同時に軸方向ピン（５）をボールジョイントケーシング（４）に一体成形する、請求項１または２記載の方法。
4. 前記第１の缶後方押出過程または第２の缶後方押出過程の間に、有利には第１の缶後方押出過程の間に、同時に外側のスパナ面（３）をボールジョイントケーシング（４）に一体成形する、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
5. 軸方向ピン（５）にねじ山を一体成形するか、または軸方向ピンに切り込みを入れる、請求項３記載の方法。

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