专利名称：焊接球销及其制造方法
技术领域：
本发明涉及焊接球销并且涉及其制造方法。
技术背景
球销优选地用于一个或两个部件必须可移动地彼此连接的情况。
球销一般包括球体和轴。对于焊接球销，通过焊接工艺将球体和轴这两部分连 接。在现有技术中，轴一般由圆柱形棒料制成，其中球体被焊接到轴上。基于这种几何 形状，现有技术中的球销增加了在交变弯曲载荷下在球和轴之间的过渡区以及焊接部分 处的应力。因此，现有技术中，过渡区部分中焊接部断裂的风险增加，焊接部的断裂可 导致焊接球销的彻底损坏。
对于这样的球销，先前已经试图防止球体和轴之间的焊接部的断裂。因此，例 如，DE-OS 2300670已经提出用两个分别的半部一起制造球体和轴，其中，一个半部单 独地包括半球和半中空轴，然后通过焊接将两个半部连接起来。
然而，该方法具有以下缺点球体的同心度由于圆周焊接部而随后受损。而 且，该方案由于半部各自的焊接非常复杂因此没有优势。
此外，从DD 278175A1获知，给球体设置圆盘状添加体，并且仅在此添加体处 应用单独的中空圆柱轴。然而，这需要对设置有圆盘状添加体的球体的复杂制造。
从DE 856256获知相似的方案。其中球体设置有中空的添加体，其直径对应于 所连接到的轴，该轴也配置成中空的。然而，由于需要对带有中空添加体的球体相对于 轴的精确校准，因此导致相对复杂的制造。
不过，在DE 19735638A1中描述了相对于本发明最接近的现有技术。该文件已 经公开了用于制造球销的方法和单独的球销，其中所制造的球销包括基本为球形的上部 以及基本为棒状的下部。然而，在其中，基本为球形的元件必须设置有合适的第一接触 面并且圆盘状部分必须设置有合适的接触面，使得可通过摩擦焊接将接触面彼此连接。 然而，这也增加了复杂性，尤其是当制造轴的时候，该轴必须设置有单独的曲面，其中 当使用不同直径的球体时也必须制造各个不同的接触面。
因此，本发明的目的是改善这种类型的焊接球销，使得可以用非常简单的方式 制造球销，并且焊接部可以不一定是高负载的，而可以降低断裂的风险，发明的另一个 目的是提供改善的焊接球销的制造方法。发明内容
根据本发明，轴的几何形状需要重新设计。根据本发明，轴被构造为中空圆柱 体。
中空圆柱体能够以弹性的方式部分地承受球体和轴之间的载荷，因此它像弹簧 一样起作用并且因而减小焊接部中的张力。这种方式可以显著提高焊接部的使用寿命以 及载荷承受能力。有利的副效果是焊接球销的重量的显著减小。
通过根据本发明的具有中空轴的配置，轴因此可以像弹簧一样起作用，可以将 张力从焊接部转移到轴。因此根据本发明的焊接球销不再将交变弯曲载荷较大程度地加 载到焊接部分，而是将动态交变载荷提供给整个轴部。因此，可以减少球体-轴过渡区 的焊接部中断裂的形成。因此，特别优选地，给轴的内壁设置与于轴的旋转轴线平行地延伸的凹槽。以 这种方式，轴的材料中的纤维定向可平行排列并且轴的弹性和弯曲疲劳可以进一步得到
改善。
因此，特别优选地，将槽的深度选择为大于中空圆柱轴的壁厚的一半。进一步优选地，凹槽包含半圆形横截面。这还提高了轴的弹性。还进一步优选地，凹槽延伸过中空圆柱轴的几乎整个长度。这也提高了弹性并 且降低了焊接部的载荷。通过用于制造这种类型的球销的方法进一步达到了根据本发明的目的，在这类 球销中，将中空心圆柱体焊接到球体上以作为轴。因此，特别优选地，将凹槽应用于轴的内壁使得凹槽与轴的旋转轴线平行地延 伸。因此，特别优选地，将凹槽的深度配置为大于轴的壁厚的一半。因此，特别优选地，将凹槽配置为具有半圆形横截面。因此，特别优选地，将凹槽应用于轴的几乎整个长度。
随后将参考附图中图示的实施例进一步详细描述本发明，其中图1图示了根据本发明的焊接球销的立体分解图；图2图示了图1中的焊接球销的轴的截面图；并且图3图示了根据本发明的焊接球销的轴的另一实施例。
具体实施例方式图1图示了根据本发明的(将球体和轴焊接到一起之前)焊接球销的立体分解 图。根据本发明的焊接球销10包括球体12，其被焊接到轴14上。轴14然后过渡到 力感应元件16和外螺纹支撑部18。由于这些元件可以对应到现有技术中的实施例并且对 本发明的目的没有实质上地贡献，所以这里未详细描述这些元件。然而，根据本发明，轴14被配置为带有内圆柱腔20的中空圆柱体。因此，球 体12和轴14之间的焊接仅在环形部分22处进行，其中在环形部分22处中空圆柱轴14 与球体12接触。尽管如此，该配置比其中提供了由实心棒料制成的轴14的现有技术持 久耐用得多。根据本发明，轴14基于其构造(即，作为中空圆柱)包含足够的弹性以帮 助实质地减小球体12和轴14的载荷。图2图示了轴14的截面图，其中可清楚地辨识同轴内腔20。图3图示了根据本发明的轴的另一构造14’，其中，中空圆柱轴14’的内包络 面设置有与轴14’的旋转轴线平行地延伸的凹槽24。
为了向轴14’提供特别良好的弹性因此提供球体12和轴14’之间的焊接部的 特别强的去载荷能力，优选地凹槽M的深度大于中空圆柱轴14’的壁厚的一半。
特别优选地，凹槽M包含半圆形横截面。这可简化制造并且当轴14’接收球体 12和轴14’之间的焊接部的载荷时以弹簧弹性的方式减小轴14’的壁中的峰值张力。
因此，特别优选地，凹槽M延伸过中空圆柱轴14’的几乎整个长度。然而， 凹槽M的长度可根据制造要求在较大范围内进行选择而不会面对轴14’的弹性的较大缩 减的问题，其中根据本发明，弹性是理想的。
因此，提供了焊接球销10，其一方面具有比现有技术的球销更小的重量并且另 一方面提供了球体12和轴14、14’之间的显著应力减小。
权利要求
1.一种焊接球销(10)，包括轴(14; 14’)，其上焊接有完全封闭的球体(12)，其 中所述轴(14; 14’)被构造为中空圆柱体。
2.根据权利要求1所述的焊接球销(10)，其中所述轴(14’)的内壁设置有与所述轴 (14’)的旋转轴线平行地延伸的凹槽(24)。
3.根据权利要求2所述的焊接球销(10)，其中所述凹槽(24)的深度大于所述中空圆 柱轴(14’ )的壁厚的一半。
4.根据权利要求2或3所述的焊接球销(10)，其中所述凹槽(24)具有半圆形横截
5.根据权利要求2或3或4所述的焊接球销(10)，其中所述凹槽(24)延伸过所述中 空圆柱轴(14’ )的几乎整个长度。
6.—种用于制造球销(10)的方法，所述球销(10)包括完全封闭的球体(12)以及轴 (14，14’)，其中所述方法包括以下步骤将中空圆柱体作为轴(14，14’)焊接到球体(12)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中在所述轴(14’)的内壁设置与所述轴(14’) 的旋转轴线平行地延伸的凹槽(24)。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述凹槽(24)的深度被配置为大于所述轴 (14’ )的壁厚。
9.根据权利要求7或8所述的方法，其中所述凹槽(24)被配置为具有半圆形横截面。
10.根据权利要求7或8或9所述的方法，其中所述凹槽(24)被应用于所述轴(14’) 的几乎整个长度。
全文摘要
本发明揭示了焊接球销(10)，该焊接球销包括其上焊接有完全封闭的球体(12)的轴(14，14’)，其中，轴(14，14’)被构造为中空圆柱体，并且轴(14’)的内壁设置有与轴(14’)的旋转轴线平行地延伸的凹槽(24)。
文档编号B23K31/02GK102026771SQ200980117521
公开日2011年4月20日 申请日期2009年5月8日 优先权日2008年5月15日
发明者罗伯特·伯恩盖茨 申请人:阿久曼特有限公司