专利名称：制造球窝关节的方法以及球窝关节的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种球窝关节，其包括一个外壳、 一个关节销、 一个 轴瓦和一个盖板，该盖板夹紧在外壳内的轴瓦。此外本发明涉及一种 用于制造球窝关节的方法，其中盖板与球窝关节的外壳通过电阻接触 焊进行电焊接。
背景技术：
在汽车技术中现代的球窝关节的特征在于规定的摩擦力矩，同时 具有高的关节刚度。这个需求例如通过在关节销的纵向上施加一个预 紧力至关节销的球头上实现。
在过去为了施加预紧力，优选应用螺旋弹簧。DE 879 631示出一 种球窝关节，其中关节销支承在一个外壳内。外壳利用一个盖板封闭， 其中在盖板和关节销的球头之间设置一个螺旋弹簧。这种在盖板和外 壳之间的连接在DE 879 631中例如通过电阻接触焊实现。
如今球窝关节通常具有一个位于关节销的球头和外壳或盖板之间 的轴瓦。轴瓦在此可稍微压缩，并且盖板自身可预紧地安装在壳体上， 从而可以放弃弹簧。DE 197 56 984公开一种这样的球窝关节的示例并 且描述了其制造方法。在此外壳首先容纳轴瓦和关节销的球头。紧接 着外壳通过盖板封闭，其以一个期望的预紧力被压向轴瓦或关节销。 在一个后面的步骤中盖板在其预紧的位置通过焊接特别是激光焊接固 定在外壳上。盖板而后预紧地安装在外壳上，从而可以移除施加的预 紧力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种替代的更简单的方法用于制造预紧的 球窝关节。
根据本发明建议一种开头所述类型的用于制造球窝关节的方法，其中盖板或外壳具有至少一个间隔部，所述间隔部将所述盖板在焊接 之前保持在 一与所述外壳的过大的间距处，并且而后以这样的方式控 制或调节在焊接时流动的电流，使得所述至少 一个间隔部熔化一预定 的量，从而将盖板预紧地安装在外壳上。这提供了这样的优点，即盖
板和外壳在单个方法步骤中连接并且同时彼此预紧。
一个方法方案证明特别有利的，其中盖板通过电容放电焊接与壳 体焊接。因为在电容放电焊接时电流脉沖可以非常精确地控制，所以 可以精确地预定间隔部的熔化路径。经由这个熔化路径而后直接影响 预紧力的大小，从而在盖板和外壳之间的预紧力的大小最后通过焊接 参数的适配来调节。
可以单独地调节间隔部的预定的熔化量。这根据预定的参数例如 期望的预紧、球窝关节部件的制造误差或各球窝关节部件之间的精确 的间隔尺寸经由电流脉冲的简单变化实现。此外通过在毫秒范围内的 短的焊接时间将焊接能量仅仅聚集在焊接区域上，避免了由于热引入 而导致构件的扭曲或壳体的损坏。由此以较少的工作可以制造具有恒 定的预紧或可精确预定的预紧的球窝关节。
本发明此外涉及一种球窝关节，其包括一个外壳、 一个关节销、 一个轴瓦和一个盖板，该盖板夹紧在外壳内的轴瓦，其中盖板设有至 少一个间隔部，所述间隔部与外壳如此电焊接，使得所述间隔部的高 度减小至一预定的尺寸。
间隔部在此优选是一个环形凸起。这一方面确保在盖板和外壳之 间的环绕密封的连接并且另外一方面具有在焊接电流脉沖和环形凸起 熔化路径之间的精确的相关性。
在一个实施方式中轴瓦具有一个密封唇，其贴靠在外壳的面对盖 板的一侧上。特别是密封唇业已在球窝关节焊接之前贴靠在外壳上，
从而在豸由瓦( Lagerschale )和外壳之间或在轴瓦和球头之间不能渗入任
何焊接飞'减物。
优选轴瓦具有一个轴瓦开口，其中从这个轴瓦开口出发设置至少 一个狭缝，从而轴瓦开口可以扩宽以容纳^求头。由此可以特别简单地制造轴瓦和球头之间的连接，尽管球头的直径通常大于轴瓦开口的直 径。如果轴瓦由弹性的材料制成，那么它在球头导入时用作卡扣壳体 并且不可丟失地与球头连接。
在另外一个实施方式中在轴瓦上构成一个支承面，轴瓦以该支承 面作用在盖板的一支承面上，其中这两个支承面分别具有一截锥的包 络面的形状。通过所述支承面的构成，在盖板焊接时产生的用于将轴 瓦夹紧在外壳中的力非常均匀地从盖板传递至轴瓦上。
在将盖板组装在外壳上之前，优选盖板的支承面的锥角和轴瓦的 支承面的锥角是不同大小的。由此用于将轴瓦夹紧在外壳中的力随着 间隔部的高度的减小而持续增大。这提高了这样的优点，即可以非常 精确地调节所期望的关节预紧度。
在盖板与壳体焊接后，轴瓦优选是弹性预紧的。随着间隔部的高 度的减小，轴瓦的预紧增大，从而可以调节至一个期望的关节预紧。
此外可以设置一个弹簧元件，其在盖板与壳体焊接后是弹性预紧 的。这个实施方案是特别有利的，当期望的关节预紧通过轴瓦的可预 紧性不能持久地确保时。
在一个优选的实施方式中在外壳上成型一个用于固定球窝关节的 法兰。因此外壳同时也用作固定元件，由此单个构件的数量和用于组 装球窝关节的费用减小。
在另外一个优选的实施方式中外壳与一个汽车的转向部件一体构 成。这简化了汽车转向器的组装并且减小了安装件的数量。转向部件 (例如底盘支柱、转向横拉杆、纵向导臂或横向导臂)在此通常由金 属制成并且优选具有一个端部部段，其构成为用于球窝关节的深拉的 金属板件壳体。
本发明接下来借助于优选的实施方式描述，其在附图中示出。在
附图中示出
图1:本发明的球窝关节的一个第一实施方式在制造盖板和外壳 之间的连接之前的纵向剖视图；关节在盖板和外壳之间连接之前 的细节图3:根据图1的本发明的球窝关节在盖板和外壳连接之后的细 节图4: 一个图表，其中示出电流强度I和熔化路径x关于时间t
的分布；
图5: 本发明的球窝关节的第二实施方式的轴瓦的剖视图； 图6:本发明的球窝关节的第二实施方式在建立盖板和外壳之间 的连接之前和之后的剖视图7:本发明的球窝关节的第三实施方式的轴瓦的剖视图和俯视
图8:本发明的球窝关节的第三实施方式在建立盖板和外壳之间 的连接之前和之后的剖视图9:转向部件的透视图，该转向部件构成本发明的球窝关节的 外壳；
图10:本发明的球窝关节的第四实施方式的透视图；以及 图11:图10中的球窝关节的纵向剖视图。
具体实施例方式
图1示出本发明的一个第一实施方式的球窝关节8,其包括关节 销10。关节销10的球头12被一个可压缩的轴瓦14至少部分包围。 球头12连同轴瓦14^皮容纳在外壳16的凹部内，该凹部通过一个盖板 18封闭，从而球头12完全被外壳16和盖板18包围。关节销10的销 部分20向下穿过外壳孔22由外壳16伸出。附加存在的密封件例如密 封用波紋管在此未示出，因为它对于理解本发明不重要。
在本例子中盖板18具有一个间隔部24，其将盖板18保持与外壳 16的过大的间距hl处。间隔部24在这种情况下是一个具有三角形的 环形横截面的环绕的环形凸起，其中间隔部24然而不一定环绕地构成 并且在其它的实施方式中也可以具有其它的例如半圓形的环形横截 面。此外可能的是，外壳16具有间隔部24,或在外壳16和/或在盖板
718上i殳置多个间隔部24。
间距hi在此称为过大的间距，因为它大于盖板18和轴瓦14之间 的间隙，在球窝关节安装的情况下该轴瓦仅仅与松动地安装的盖板一 起存在。这个间隙在图l和2中称为间距y并且描述了这样的路径， 盖板18可以在无间隔部24的情况下朝向外壳16移动该路径，直至盖 板18与轴瓦14贴靠。相应地间隔部24在焊接时至少熔化所述间距y， 因此关节销IO的球头12无间隙地(spielfrei)支承在外壳16或在盖 板18内。间距y在此如此选择，使得在焊接过程中当间隔部24熔化 该量(y)时确保盖板18和外壳16之间的可靠的连接。
通常在外壳16和盖板18之间的预紧是期望的，以便提供具有规 定的摩擦力矩的球窝关节8。在这样的情况下间隔部24的高度hl必 须减小一比间距y大的量。间隔部24的高度hl越大地减小，那么在 外壳16和盖板18之间的预紧越大。
图2示出在外壳16和盖板18焊接之前由图1的详细视图。可以 清楚看到这个间隙，即在外壳16和盖板18之间的间距y。间隔部24 然而将盖板18保持在与外壳16的过大的间距hl处，间距hl大于轴 瓦14和盖板18之间的间距y。
图3示出如图2的球窝关节8的相同的剖视图，然而在盖板18 与外壳16焊接之后。间隔部24在图3中减小其高度hl，并且将盖板 18在与外壳16的间距h2处保持。间隔部24在焊接时熔化对应于hl 和h2之差的量x，从而盖板18现在无间隙地优选预紧地安装在外壳 16上。
盖板18优选通过电容放电焊接与外壳16连接。在此通过电容器 的放电提供一个电流脉沖，其导致间隔部24的熔化。图4示出一个图 表，其中示出这样的电流脉冲的电流强度与时间相关的分布(粗线示 出的)。在电流强度I随时间的分布中，形成间隔部24的熔化路径x (细线示出的分布)。经由改变电流随着时间的分布，间隔部24的熔 化路径x可以调节，从而盖板18以期望的预紧安装在外壳16上。因 为电流脉冲在电容放电焊接时能够以较少的工作适配，所以可能的是，在每个球窝关节8中获得各单个构件的制造误差并且相应于所计算的 间隔部24的熔化路径x来调节电流脉沖。
在图5和6中示出球窝关节8的第二实施方式，其与笫一实施方 式的相比区别仅仅在于轴瓦14的构成。轴瓦14在图5中具有一个环 形的密封唇26，其在盖板18和外壳16焊接之前以轻微的预紧放置在 外壳16上并且阻止焊接飞溅物的渗入(图6，上方)。在关节销10的 纵向方向上看，密封唇26在间隔部24的高度上位于外壳16和盖板 18之间。密封唇26的尺寸在这个方向上优选小于h2，从而密封唇26 在焊接过程中不阻止盖板18朝向外壳16的运动。在球窝关节8的焊 接之后的情形在图6 (下方)看到。
此外在轴瓦14中根据图5设置狭缝28,其从一个轴瓦开口 30朝 向一个关节轴线A的方向延伸，其中狭缝28至少延伸至最大的轴瓦 横截面。在将球头12导入时狭缝28和因此轴瓦开口 30扩宽，从而球 头12可以无问题地容纳在轴瓦14中，尽管球头12的直径大于轴瓦开 口 30的直径。如果轴瓦14由弹性的材料制成，那么在导入球头12 后轴瓦14很快恢复到其根据图5的初始形状，并且不可丢失地与关节 销IO连接。
图7和8示出了具有改变的轴瓦14和改变的盖板18的球窝关节 8的第三实施方式。在轴瓦14上设置一个支承面32 (图7上方)，轴 瓦14利用该支承面32作用在盖板的支承面34上(图8)，其中两个 支承面32、 34分别构成为一个截锥的包络面(Mantelflache )。在将 盖板18安装在外壳16上之前，轴瓦14的支承面32的锥角a与盖板 18的支承面34的锥角B是不同大小的。因为轴瓦是柔性的或可压缩 的，所以当盖板18被放置在外壳16上且与其焊接时，轴瓦14的锥角 a通过材料变形与盖板18的锥角B相适配。在此用于将轴瓦14夹紧 在外壳16中的力随着盖板18和外壳16之间的间距的变小而连续地增 大。如果期望特别高的关节预紧，那么关于轴线A设置用于支承面32 的加强筋条36，其通过将支承面32基本上在支承面32的整个轴向延 伸上支承在球头12上来阻止锥角a的改变。加强筋条36因此确保在球窝关节8焊接时快速的力上升。
球窝关节8优选整合在其中一个应当彼此铰接连接的构件中。例 如球窝关节8的外壳16在图9中与一个转向部件38，准确地说是半 径杆39， 一体构成。球窝关节可以整合在其中的其它汽车转向部件例 如是例如底盘支柱、转向横拉杆、纵向导臂或横向导臂。因为转向部 件38通常由金属优选金属板件制成，所以例如相应的转向部件38的 端部部分可以通过较少的工作构成为深拉的外壳16。
图10和11示出球窝关节8的第四实施形式，其中在外壳16上成 型一个用于固定球窝关节8的法兰40。这样的由外壳16和法兰40构 成的组合可以特别是简单地构成为深拉的金属板件。根据图11的球窝 关节8的其它的特殊性在于位于轴瓦14和盖板18之间的弹簧元件42。 弹簧元件42在当前情况下由两个分弹簧构成，其通过在将盖板18安 装在外壳16上时间隔部24的熔化被预紧。借助于弹簧元件42施加附 加的关节预紧可以在几个实施方案中是有利的，以便持久地达到期望 的关节性能。类似于图1至3的实施方式，根据第四实施方式的球窝 关节8然而可以无弹簧元件42地构成。
为了保护球窝关节8通常也在所有其它的实施方式中设置一个密 封用波紋管44,如其例如在附图10和11中示出。
权利要求
1. 用于制造球窝关节(8)的方法，其中将一盖板(18)与一外壳(16)电焊接，其特征在于，盖板(18)或外壳(16)具有至少一个间隔部(24)，所述间隔部将所述盖板(18)在焊接之前保持在一与所述外壳(16)的过大的间距(h1)处，并且而后以这样的方式控制或调节在焊接时流动的电流，使得所述至少一个间隔部(24)熔化一预定的量(x)，从而将盖板(18)预紧地安装在外壳(16)上。
2. 如权利要求l所述的方法，其特征在于，盖板(18)通过电容 放电焊接与外壳(16)焊接。
3. 如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，单独调节间隔部 (24)所熔化的所述预定的量(x)。
4. 球窝关节，包括一外壳(16)、 一关节销(10)、 一轴瓦(14) 和一盖板(18)，该盖板将轴瓦(14)夹紧在外壳(16)内，其特征在 于，盖板(18)设有至少一个间隔部(24),所述间隔部与外壳(16) 如此电焊接，使得所述间隔部的高度(hl )减小至一预定的尺寸(h2 )。
5. 如权利要求4所述的球窝关节，其特征在于，间隔部(24)是 一环形凸起。
6. 如权利要求4或5所述的球窝关节，其特征在于，轴瓦(14) 具有一密封唇，该密封唇贴靠在外壳的面向盖板的一侧上。
7. 如权利要求4至6之一项所述的球窝关节，其特征在于，轴瓦 (14)具有一轴瓦开口 (30),其中从该轴瓦开口出发设置至少一个狭缝(28),从而轴瓦开口 (30)能够扩宽以容纳一球头(12)。
8. 如权利要求4至7之一项所述的球窝关节，其特征在于，在轴 瓦(14 )上构成一支承面(32 )，轴瓦(14 )以该支承面作用在盖板(18 ) 的一支承面(34)上，其中这两个支承面(32、 34)分别具有一截锥 的包络面的形状。
9. 如权利要求8所述的球窝关节，其特征在于，在将盖板(18) 组装在外壳(16)上之前，轴瓦(14)的支承面的锥角(a)与盖板(18)的支承面(34)的锥角(fi)是不同大小的。
10. 如权利要求4至9之一项所述的球窝关节，其特征在于，在 盖板(18)与外壳(16)焊接之后，轴瓦(14)是弹性预紧的。
11. 如权利要求4至IO之一项所述的球窝关节，其特征在于，设 置一弹簧元件，该弹簧元件在盖板(18)与外壳(16)焊接之后是弹 性预紧的。
12. 如权利要求4至ll之一项所述的球窝关节，其特征在于，在 外壳(16)上成型一用于固定球窝关节(8)的法兰。
13. 如权利要求4至12之一项所述的球窝关节，其特征在于，外 壳(16)与一汽车的转向部件一体构成。
全文摘要
本发明涉及一种用于制造球窝关节(8)的方法，其中将一盖板(18)与一外壳(16)电焊接，其中盖板(18)或外壳(16)具有至少一个间隔部(24)，所述间隔部将所述盖板(18)在焊接之前保持在一与所述外壳(16)的过大的间距(h1)处，并且而后以这样的方式控制或调节在焊接时流动的电流，使得所述至少一个间隔部(24)熔化一预定的量(x)，从而将盖板(18)预紧地安装在外壳(16)上。此外本发明涉及一种球窝关节，包括一外壳(16)、一关节销(10)、一轴瓦(14)和一盖板(18)，该盖板将轴瓦(14)夹紧在外壳(16)内，其中盖板(18)设有至少一个间隔部(24)，所述间隔部与外壳(16)如此电焊接，使得所述间隔部的高度(h1)减小至一预定的尺寸(h2)。
文档编号B23K11/14GK101448599SQ200780018615
公开日2009年6月3日 申请日期2007年5月23日 优先权日2006年5月23日
发明者H-G·厄勒斯 申请人:Trw汽车股份有限公司