本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分所述的用于车辆的径向球窝接头。
背景技术：
用于车辆、例如用于商用车的转向杆的径向球窝接头从现有技术中是已知的并且具有用于可旋转和摆动运动地容纳球销的接头球体的罩壳。未偏转的球销的中轴线在径向球窝接头的轴向上延伸，径向球窝接头设计成用于垂直于轴向，即在径向方向上的负荷。径向球窝接头常常具有与罩壳构造成一体的且至少基本上相对于轴向成直角地远离罩壳延伸的柄，其例如设置成用于连结到商用车的转向杆或转向横拉杆上。径向球窝接头常常也被称为角形球窝接头或简单地称为角接头。
在文献de2721159a1中公开了一种具有两侧敞开的罩壳的径向球窝接头，其中，两个罩壳开口中的一个通过插入罩壳中的与该罩壳卷边连接的盖封闭。与接头球体构造成一体且与该接头球体一起形成球销的销从另一罩壳开口中延伸出来。在罩壳的内壁和接头球体之间，以贴靠在接头球体处的方式布置由钢板构成的、用于接头球体在其赤道线和其上极之间的周向滑动支承的上轴瓦。上轴瓦在如下这样的区域中覆盖接头球体，即，该区域相应于具有在径向球窝接头的轴向上延伸的中垂线的球层的表面、也称为球区域。在关闭这种类型的径向球窝接头之前，通常利用润滑剂填充其罩壳，在行驶中，润滑剂应通过球销的偏转和旋转运动分配在接头球体的表面上。
技术实现要素：
本发明的目标是，在上轴瓦与接头球体的贴靠区域中提供更好的润滑剂供给。
根据本发明，该目标通过这种类型的径向球窝接头实现，其附加地具有权利要求1的特征部分的特征。
优选的实施方式和改进方案是从属权利要求的对象。
相应地，本发明设置一种用于车辆的径向球窝接头，其中，径向球窝接头具有用于可旋转和摆动运动地容纳球销的接头球体的罩壳。在罩壳的内壁和接头球体之间布置利用贴靠区域贴靠在接头球体处的、由钢板构成的、用于接头球体在其赤道线和其上极之间的周向滑动支承的上轴瓦。根据本发明，上轴瓦构造为环形的、周向封闭的拉深件并且在与接头球体的贴靠区域中具有多个润滑槽，其按照压制的形式穿过上轴瓦的壁。
通过润滑槽，在上轴瓦与接头球体的贴靠区域中提供良好的润滑剂供给。润滑槽一方面实现了在径向球窝接头之内的润滑剂输送并且另一方面实现了上述贴靠区域的润滑剂供给。通过球销相对于上轴瓦的旋转和摆动运动，将优选地脂式的润滑剂均匀地分布在与接头球体的贴靠区域中。
上轴瓦特别是由具有拉深性能的可变形的钢板构成并且基本上在每个部位处具有相同的壁厚，其中，根据方法，具有在拉深过程期间相对于初始材料更高的拉深的各单个区域可具有稍微更小的壁厚。在本发明的思想中的拉深件可理解成这样的构件，即，其由冲裁件通过拉深过程至少基本上被引入其最终几何结构。在已知的拉深方法中使用也被称为压边圈或拉深环的所谓的压紧装置，与已知的拉深方法相反地，在制造拉深件时在拉深过程之后不需要继续切割构件周边，以实现最终几何结构。因此，上轴瓦的最终几何结构具有来源于冲裁件制造的切割棱边。
在径向球窝接头的轴向上观察时，球窝接头的赤道线表示具有最大直径的接头球体的圆周线。被该圆周线包围的圆面的中垂线与球销的中轴线重合并且理论上在其上极中穿过接头球体的表面。由于接头球体在上极的区域中优选地构造成削平的，上极在这种情况中位于实际存在的接头球体的表面之外。与从现有技术中已知的、在轴向上开槽的轴瓦相反地，上轴瓦构造成周向封闭的。
优选地，多个穿过上轴瓦的壁的润滑槽在上轴瓦的背离与接头球体的贴靠区域的表面区域处凸出为拱起部。在拉深过程随后的压制过程中被引入的润滑槽在不使壁分离的情况下穿过上轴瓦的壁。上轴瓦由此具有封闭的周面。通过压制，在润滑槽的区域中，使壁的材料基本上垂直于贴靠区域移动，上轴瓦利用该贴靠区域贴靠在接头球体处。这在上轴瓦的背离与接头球体的贴靠区域的表面区域处引起拱起部。
有利地，润滑槽在伸延穿过球销的中轴线伸延的平面中延伸。特别是，上轴瓦具有四个均匀地分布在与接头球体的贴靠区域的周边上的润滑槽。通过润滑槽在伸延穿过球销的中轴线的平面中延伸，保证了在径向球窝接头的轴向上的润滑剂输送。
在本发明的有利的改进方案中，上轴瓦由渗碳钢构成并且其表面全面被渗碳硬化。在行驶期间上，上轴瓦的渗碳硬化的表面在上轴瓦和接头球体之间的相对运动方面提供高的磨损保护。由于与方法相关地，由渗碳钢构成的上轴瓦的板在渗碳硬化之后在芯部中还是软的，上轴瓦具有一定弹性并且由此可良好地紧贴球窝接头的表面。通过软的芯部，此外防止，上轴瓦在例如在驶过凹坑时可出现的冲击负荷时不折断。在渗碳硬化的范围中可实现的硬化深度大于在其它表面硬化方法中、例如渗氮硬化中可实现的硬化深度。由此，在高的负荷时，也防止渗碳硬化的表面层压入上轴瓦的相对软的芯部材料中。适宜的是，接头球体的表面构造成被表面硬化，特别是感应硬化。在这种情况中，在硬的表面之间存在润滑的滑动摩擦，其优点是在高的防磨损保护的同时很小的摩擦。
优选地，上轴瓦的面对接头球体的上极的端侧与一侧地封闭罩壳的盖的对应的止挡面一起形成用于接头球体在轴向上运动的端面止挡。通过接头球体在罩壳之内的轴向运动可能性，可保持径向球窝接头的冲击式负荷的不期望的作用很小。
例如，当在其路程上的车道的冲击通过带有具有轴向运动可能性的径向球窝接头的转向杆被引导到方向盘时，可减小由车道传递到商用车的方向盘上的冲击。通过上轴瓦的环形的周向封闭的结构形式，其具有在径向球窝接头的轴向上高的刚度。此外，上轴瓦的润滑槽同时也用作凹槽。优选地构造成有轮廓的且在边缘侧环绕地与罩壳卷边连接的盖由于其稳定性同样尤其适合用作端部止挡。上轴瓦的面对接头球体的上极的端侧和盖的对应的、面对接头球体的止挡面有利地至少基本上垂直于径向球窝接头的轴向取向。
根据一种有利的改进方案，上轴瓦与罩壳的内壁径向间隔地布置。以这种方式，给出上轴瓦在径向球窝接头的轴向上不受妨碍的运动可能性。
有利地，在上轴瓦、罩壳的内壁和盖之间布置分别环绕贴靠的圆形密封环并且上轴瓦借助于圆形密封环在轴向上相对于接头球体夹紧。与使用从现有技术中已知的螺旋弹簧或碟形弹簧相比，使用压紧的圆形密封环用于产生夹紧力更有利。也被称为o型圈的圆形密封环特别是具有标准尺寸并且由具有例如85至90的肖氏硬度的弹性体材料构成。通过夹紧，防止上述构件通过在行驶中出现的振动由于轴向的运动可能性不受控地彼此撞击，并且这导致不期望的咔咔噪声。此外，通过夹紧的圆形密封环，为接头球体在朝向盖的方向上的轴向运动减振。在以上描述的布置方案中，圆形密封环在轴向上仅仅可如此程度地被压紧，直至上轴瓦的面对上极的端侧撞击在盖的面对接头球体的内侧处。
优选地，拱起部用作防旋转部并且至少在很大程度上防止上轴瓦相对于圆形密封环的旋转。以这种方式，在球销旋转或摆动时，仅仅进行在上轴瓦和球窝接头之间的相对运动。上轴瓦和圆形密封环同样不相对于罩壳和盖旋转。由于圆形密封环不相对于其所贴靠于的构件运动，圆形密封环实际上不受到磨损。由此并且通过以上描述的防止圆形密封环过度和有害的压紧的端部止挡，圆形密封环达到高的使用寿命。
在本发明的一种有利的改进方案中，在罩壳的内壁和接头球体之间布置有分别利用贴靠区域贴靠在该处的、由钢板构成的下轴瓦用于接头球体基本上在其赤道线和与接头球体连接的销之间的周向滑动支承。通过一方面贴靠在罩壳的内壁处并且另一方面贴靠在接头球体处的下轴瓦的贴靠区域，保证从接头球体到罩壳中的面式的力传递。由此，避免通过点或线接触引起的负荷峰值。销可与接头球体构造成一体。销也可作为独立的构件存在，其例如通过压配合连接与接头球体相连接。在这种情况中，称为已构造好的球销。销和接头球体一起形成球销。下轴瓦特别是与上轴瓦相同地由渗碳钢构成并且全面被渗碳硬化。
适宜地，下轴瓦构造为环形的、周向封闭的拉深件并且在与接头球体的贴靠区域中具有多个润滑槽，润滑槽在伸延穿过球销的中轴线的平面中延伸。与润滑槽在上轴瓦中的布置方案相结合，以这种方式保证了周向地供给接头球体和两个贴靠在该处的轴瓦。特别是，下轴瓦以及上轴瓦具有四个均匀地分布在与接头球体的贴靠区域的周边上的润滑槽。
有利地，下轴瓦在与罩壳的内壁的贴靠区域中至少局部地构造为在周向上连续的球形外周面。就此而言，连续的球形外周面指的是，与上轴瓦的润滑槽相反地，下轴瓦的润滑槽不穿过下轴瓦的壁并且由此中断与罩壳内壁的贴靠区域的在周向上的连续伸延。特别是，下轴瓦与罩壳内壁的贴靠区域全面地贴靠在罩壳的内壁处。由于贴靠区域未被润滑槽穿过，可相对简单地通过车削加工，完成优选地被铸造或锻造的罩壳的内壁。如果贴靠区域与上轴瓦相似地具有拱起部，在罩壳的内壁中必须设置用于容纳这种拱起部的让位部。这可使在与下轴瓦的贴靠区域中制造罩壳的内壁变得昂贵，并且减小了可供从下轴瓦到罩壳上的力传递使用的面积，这在贴靠区域中可导致更高的表面压力。
根据本发明的一种改进方案，润滑槽按照压制的形式非切削地被引入下轴瓦的壁中。相对于切削制造，非切削地通过压制成型的润滑槽具有的优点是，不会通过加工切断材料纤维。由此，具有压制的润滑槽的轴瓦具有更高的疲劳强度。此外，与例如通过铣削制造相比，润滑槽的压制入更加成本适宜。
优选地，下轴瓦朝向接头球体的上极的方向延伸直至越过接头球体的赤道线。通过以上描述的球销在轴向上的运动可能性，在行驶时，接头球体可离开其在下轴瓦中的轴承座并且轴向地向盖的方向移动。下轴瓦轴向地向接头球体的上极的方向的延伸是需要的，以便即使在该状态中也可通过下轴瓦承受主要垂直于轴向作用的支承力。轴向地越过赤道线向上极的方向延伸的下轴瓦的区段特别是构造成空心圆柱形，以提供通过部，在装配的范围中，可通过该通过部将接头球体插入下轴瓦中。有利地，切削地加工下轴瓦的面对接头球体的上极的端侧，以除去在方法方面不可用的拉深件体积。因此，端侧可具有来源于切削加工的加工痕迹，特别是来自车削加工的、同心地布置的加工凹槽。
在本发明的一种有利的实施方案中，径向球窝接头具有连续润滑部，其具有通过润滑嘴的润滑剂输入和通过在密封径向球窝接头的、在罩壳和球销之间延伸的密封气囊中的一个或多个输出孔的润滑剂输出。在本发明的思想中的连续润滑部可理解成，始终将新鲜的润滑剂、特别是润滑脂输送给在接头球体和上轴瓦以及下轴瓦之间的轴承部位并且通过输出孔导出用过的润滑剂。润滑剂例如借助于滑脂枪被压入润滑嘴中，其中，后进的润滑剂将已经在径向轴承中存在的润滑剂压向密封气囊的方向。
有利地，润滑嘴中心地具有轴向上的延伸部分地布置在盖中或侧向地布置在罩壳中，其中，在侧向地布置润滑嘴时，下轴瓦在至少一个润滑槽的区域中具有凹口，以能够实现润滑剂输入。根据在安装部位处的结构空间情况可选择润滑嘴的位置。
根据本发明的一种替代设计方案，径向球窝接头构造为不需维护的。在装配期间，使不需维护的径向球窝接头一次性设有油脂填充，该油脂填充设计成对于预测的使用寿命是充分的。因此，在构造为不需维护的径向球窝接头中，可省去定期的添加润滑。显然，可得到不需维护的径向球窝接头，其不具有润滑嘴或类似的润滑剂输送装置。
所描述的径向球窝接头有利地可应用在实施为转向杆、转向横拉杆、稳定连接杆、操纵杆或潘哈德杆的双点导杆上。
附图说明
下面根据仅仅示出实施例的附图详细解释本发明，其中，相同的附图标记表示相同的构件或元件。附图中：
图1以立体图示出了根据本发明的第一实施方式的径向球窝接头；
图2以部分剖开的视图示出了在预装配状态中的图1中的径向球窝接头；
图3以剖视图示出了在完成装配状态中的图2中的径向球窝接头的一部分；
图4以立体图示出了根据第一实施方式的径向球窝接头的上轴瓦；
图5以立体图示出了根据第一实施方式的径向球窝接头的下轴瓦；
图6以立体图示出了根据本发明的第二实施方式的径向球窝接头；
图7以立体图示出了根据第二实施方式的径向球窝接头的下轴瓦；以及
图8以立体图示出了根据本发明的第三实施方式的径向球窝接头。
具体实施方式
图1示出了径向球窝接头1，其具有罩壳2和与罩壳2构造成一体的、用于将径向球窝接头连结到另一车辆构件处的柄3，另一构件例如为转向杆或转向横拉杆。罩壳2具有两个罩壳开口，其中，第一罩壳开口通过卷边的盖4封闭。在圆形地构造的盖4的中心插入用于给径向球窝接头1供给润滑剂的润滑嘴5。球销6从布置成与第一罩壳开口对置的第二罩壳开口中延伸出来。
在图2中，可在盖4和上轴瓦7之间看到圆形密封环8，圆形密封环8未受负荷并且在该状态中具有圆形的横截面。球销6未偏转并且在径向球窝接头1的轴向9上延伸。盖4设置成用于与罩壳2卷边连接；但是还必须在径向球窝接头1的轴向9上移动到在罩壳2处的止挡处，以到达其接合位置。通过盖4移动到接合位置中，压紧也称为o型圈的圆形密封环8。在卷边的范围中，将罩壳2的环绕的卷边边缘置于盖4的边缘上。
在图3中可看到与罩壳2卷边连接的盖4以及被压紧在盖4和上轴瓦7之间的圆形密封环8。在罩壳2的内壁10与可旋转和摆动运动地支承在罩壳2中的接头球体11之间，以贴靠在接头球体11处的方式布置有上轴瓦7用于接头球体11在其赤道线12和其上极13之间的周向滑动支承。由渗碳钢板构成的并且全面被表面硬化处理的上轴瓦7在如下这样的区域中覆盖接头球体11，即，该区域相应于具有在径向球窝接头1的轴向9上延伸的中垂线的球层的表面。在轴向9上观察时，赤道线12表示具有最大直径的接头球体11的圆周线。被圆周线包围的圆面的中垂线与球销6的中轴线27一致并且理论上在上极13中穿过接头球体11的表面。由于接头球体11在上极13的区域中构造成削平的，上极13不位于实际存在的接头球体11的表面中。
通过润滑嘴5被引入罩壳2中的润滑剂、特别是润滑脂沿着接头球体11的表面在轴向9上首先被压过上轴瓦7的润滑槽14并且紧接着被压过下轴瓦16的润滑槽15。不仅上轴瓦7的润滑槽14而且下轴瓦16的润滑槽15在伸延穿过球销6的中轴线27的平面中延伸。如果引入另一润滑剂，则首先被引入的润滑剂聚集在密封气囊17中。密封气囊17密封径向球窝接头1并且在罩壳2和销18之间延伸，销18与接头球体11构造成一体并且与其一起形成球销6。如果利用润滑剂填充密封气囊17，过多的润滑剂可通过三个均匀分布在密封气囊的周边上的输出孔19离开。以上描述的润滑剂供给形式在此被称为连续润滑，并且保证为在接头球体11和上轴瓦7以及下轴瓦16之间的支承部位供给新鲜的润滑脂并且从输出孔19中排出污染的润滑脂。
在图4中可看到四个润滑槽14，其按照压制的形式穿过上轴瓦7的壁20并且在伸延通过球销6的中轴线27的平面中延伸。润滑槽14被压制在上轴瓦7与接头球体11的贴靠区域21中并且分别具有槽底面，其至少基本上平行于接头球体11的表面延伸。四个穿过壁20的润滑槽14在上轴瓦7的背离与接头球体11的贴靠区域21的表面区域处凸出为拱起部22。在压制过程中被引入的润滑槽14在不使壁20分离的情况下穿过上轴瓦7的壁20。上轴瓦7由此具有封闭的周面。通过压制，在润滑槽14的区域中，使壁20的材料基本上垂直于贴靠区域21移动，上轴瓦7利用该贴靠区域贴靠在接头球体11处。这在上轴瓦7的背离与接头球体11的贴靠区域21的表面区域处引起拱起部22。
在径向球窝接头1已装配的状态中，拱起部22压到圆形密封环8中并且使其弹性变形。以这种方式，在行驶时，至少基本上防止圆形密封环8相对于上轴瓦7旋转。上轴瓦7的面对接头球体11的上极13的端侧23与盖4的对应的止挡面24一起形成用于接头球体11在径向球窝接头1的轴向9上运动的端部止挡。盖4构造成具有轮廓并且在边缘侧环绕地与罩壳2卷边连接。上轴瓦7的端侧23和盖4的对应的、面对接头球体11的止挡面24有利地至少基本上垂直于径向球窝接头1的轴向9取向。
图5示出了布置在罩壳2的内壁10和接头球体11之间的且分别利用贴靠区域25、26贴靠在该处的下轴瓦16。下轴瓦16与上轴瓦7一样由全面渗碳硬化的钢板构成并且用于接头球体11基本上在其赤道线12和与接头球体11构造成一体的销18之间的周向滑动支承。通过一方面贴靠在罩壳2的内壁10处并且另一方面贴靠在接头球体11处的下轴瓦16的贴靠区域25、26，保证接头球体11到罩壳2中的面式的力传递。下轴瓦16在与罩壳2的内壁10的贴靠区域25中从其下侧直至接头球体11的赤道线12构造为在周向上无中断地连续的球形外周面，其全面地贴靠在罩壳2的内壁10处。此外，下轴瓦16构造为环形的、周向封闭的拉深件并且在与接头球体11的贴靠区域26中与上轴瓦7相同地具有四个润滑槽15，其在伸延穿过球销6的中轴线27的平面中延伸。
下轴瓦16的四个润滑槽15按照压制的形式非切削地被引入下轴瓦16的壁28中。下轴瓦16利用空心圆柱形的区段29轴向地越过其赤道线12向接头球体11的上极13的方向延伸。在装配的范围中，接头球体11可穿过空心圆柱形的区段29在轴向9上被插入下轴瓦16中。通过下轴瓦16在轴向9上越过接头球体11的赤道线12向上极13的方向延伸，可以实现，即使在行驶期间接头球体11轴向移动时也通过下轴瓦16承受主要垂直于轴向9作用的支承力。如果在行驶中接头球体11离开其在下轴瓦16中的轴承座并且轴向地向盖4的方向移动，支承力通过同样贴靠在罩壳2的内壁10处的下轴瓦16的空心圆柱形的区域29被引导到罩壳2中。下轴瓦的靠近接头球体11的上极13的端侧30被切削加工并且具有来源于车削加工的、同心地布置的加工凹槽。
图6示出了通过罩壳51与以上描述的径向球窝接头1不同的径向球窝接头50，润滑嘴52侧向地被引入罩壳51中。由于侧向的润滑材料输送，根据第二实施方式的径向球窝接头50具有封闭的盖53。在第二实施方式中，可以不使用第一实施方式的下轴瓦16，因为先提出的下轴瓦16的壁28将阻止润滑剂输送到罩壳51中。因此，在罩壳51中，使用在图7中示出的具有凹口56的下轴瓦55，以能够实现不受妨碍的润滑剂输送。下轴瓦55与已经描述的下轴瓦16相似地同样具有四个润滑槽57，在其面对盖53的端部处分别布置凹口56，凹口56在该区域中穿过下轴瓦55的壁58。在其它方面，根据第二实施方式的径向球窝接头50与第一实施方式的径向球窝接头1结构相同。
图8示出了构造成不需维护的径向球窝接头70，其在装配期间已经一次性设有油脂填充，该油脂填充设计为对于预测的使用寿命是充分的。
附图标记列表
1径向球窝接头
2罩壳
3柄
4盖
5润滑嘴
6球销
7上轴瓦
8圆形密封环
9径向球窝接头的轴向
10罩壳的内壁
11接头球体
12接头球体的赤道线
13接头球体的上极
14在上轴瓦中的润滑槽
15在下轴瓦中的润滑槽
16下轴瓦
17密封气囊
18销
19输出孔
20上轴瓦的壁
21与接头球体的贴靠区域
22拱起部
23上轴瓦的端侧
24盖的止挡面
25与罩壳的内壁的贴靠区域
26与接头球体的贴靠区域
27球销的中轴线
28下轴瓦的壁
29下轴瓦的空心圆柱形的区段
30下轴瓦的端侧
50径向球窝接头
51罩壳
52润滑嘴
53盖
54径向球窝接头的轴向
55下轴瓦
56在下轴瓦中的凹口
57在下轴瓦中的润滑槽
58下轴瓦的壁
70径向球窝接头