关节壳体制造技术

本发明专利技术涉及一种关节壳体（１），在其内腔（２’）中比如可以布置一个轴瓦或一个分子关节。该关节壳体（１）具有一个壳体区（２）和一根固定杆（３），其中所述固定杆（３）可装在一个空心型材（４）的端部区的一个凹座中并且可以与所述空心型材（４）的端部区挤压在一起。其中所述固定杆（３）设有一个至少部分环绕的凹槽结构（５），用于在固定杆（３）和空心型材（４）之间建立形状配合的挤压连接。按本发明专利技术的关节壳体（１）的突出之处在于，所述凹槽结构的凹槽（５）在杆纵剖面中的轮廓与至少一种数学曲线函数的一个区段相一致。本发明专利技术可以使人们经济地生产用于球窝关节、车轮悬架、稳定器和类似部件的高强度轻型关节壳体。实现这一点的方法尤其在于，凹槽结构决定了壳体杆和空心型材之间挤压连接的性能，在此可以根据本发明专利技术借助于解析法对所述凹槽结构的几何形状进行优化处理。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种按权利要求1前序部分所述的尤其用于容纳球窝关节的轴瓦或者容纳分子关节(Molekulargelenk)的关节壳体。
技术介绍
所述类型的关节壳体比如应用在汽车底盘或车轮悬架领域。其中，所述关节壳体在大多数情况下用于将一个支承点、也就是比如一个球窝关节或一个分子关节与一个连接到所述关节壳体上的连杆的杆状型材或者说空心型材相连接。为此，所述类型的关节壳体一方面具有一个用于容纳球窝关节的轴瓦或容纳分子关节的壳体区，另一方面具有一个固定杆，该固定杆可以用合适的方式与所述连杆的杆状型材或者说空心型材相连接。已知用以下方法将所述关节壳体的固定杆和一根连杆的空心型材相连接，即将所述固定杆插入所述由空心型材比如由一根管子构成的连杆的开口端部中，并且随后将该管端和插入其中的固定杆彼此冷挤压在一起。为改善固定杆和管端之间挤压连接的固定状况，同样已知，在所述固定杆的基本上为圆柱形的表面上设置一种多数情况下包括多个凹槽的凹槽结构。其结果是，所述管端的轮廓在挤压管端和固定杆时通过相应的变形与所述固定杆的开槽表面相配合，由此在管端和固定杆之间出现一种不仅为传力连接的而且同样为形状配合连接的挤压连接。但按现有技术，在多数情况下根据经验确定所述布置在固定杆上的凹槽的横截面形状和/或深度变化曲线。但这会导致这样的结果，即所述关节壳体的固定杆、固定杆的凹槽或者说在固定杆和管端之间的挤压连接没有以最佳的结构强度、最佳的材料利用率或者说没有以最佳的强度值来设计。作为对此一同起决定作用的标准，尤其应该但绝非仅仅应该列举出下列因素，即所述固定杆的材料在凹槽结构范围内的纤维方向、所述固定杆的横截面在凹槽范围内的减小情况、由凹槽引起的横截面变化的缺口应力集中效应或者说根据凹槽而产生的棱边和半径以及在固定杆和管端之间的挤压连接的形状配合连接的强度和程度。
技术实现思路
在这样的背景下，本专利技术的任务是提供一种克服所列举的现有技术缺点的关节壳体。其中，尤其应该在高强度和小的构件重量方面对所述关节壳体的杆和空心型材的管端之间的挤压连接进行优化，其中与现有技术所不同的是，不是根据经验而是更确切地说应该尽可能根据解析法来进行这种优化。该任务通过具有权利要求1所述特征的关节壳体得到解决。优选的实施方式是从属权利的主题。所述按本专利技术的关节壳体以首先公知的方式具有一个壳体区和一个固定杆。其中，在所述关节壳体的内腔中或者说在壳体区的内腔中尤其可以布置球窝关节的轴瓦或一个分子关节。所述固定杆可装在一个空心型材的端部区的凹座中，并且可以与所述空心型材的端部区挤压在一起。为了在固定杆和空心型材之间获得形状配合挤压连接，所述关节壳体的固定杆具有一个带有至少一个凹槽的凹槽结构，其中所述凹槽结构沿着杆圆周的至少几个部分环绕着布置在固定杆上。但按本专利技术，所述关节壳体的突出之处在于，所述至少一个凹槽在杆纵剖面中的轮廓与至少一种数学曲线函数的一个区段相一致。换句话说，这意味着，该凹槽轮廓不再象现有技术一样以一种基本上根据来自经验的处理方式在工具制造中出现的形状的形式而存在，而是更确切地说确定地与一个数学曲线函数相一致。由此，尤其但绝非仅仅精确地确定了凹槽的性能，如凹槽深度、到关节壳体固定杆的过渡半径或者说过渡区、凹槽的体积、凹槽侧面的倾斜角和高度、以及由此产生的在固定杆和空心型材之间的形状配合连接的性能和强度值。通过这种方式，在固定杆和空心型材之间的挤压连接的所有性能、强度值和负荷能力都可以成为分析研究或者说优化的对象。按照本专利技术优选的实施方式，所述凹槽轮廓由至少两种数学曲线函数的彼此相接的区段确定，其中所述至少两种曲线函数优选相切地过渡到彼此之中，或者说其中它们也可以优选是不同的数学曲线函数。通过这种方式，还额外地扩大了在固定杆上的凹槽轮廓的结构或者说造型方面的设计自由度，由此可以对固定杆和空心型材之间的挤压连接进行进一步优化并且实现该挤压连接更高的负荷能力。根据本专利技术另一种优选的实施方式，所述凹槽轮廓的凹槽具有一种沿着杆圆周变化的轮廓深度或者说凹槽深度。换句话说，这意味着，固定杆上的凹槽轮廓的凹槽沿着固定杆的圆周深度并不均匀，或者说不是沿着固定杆的完整圆周环绕，而是更确切地说在固定杆的圆周的不同区域中具有不同的深度。由此可以对所述挤压连接、在此尤其对关节壳体中固定杆和空心型材之间的挤压连接的抗扭强度进行进一步优化。在这种按本专利技术的关节壳体的实施方式中，抗扭强度的提高与下面情况密切相关，即凹槽的深度沿着固定杆圆周的变化提供了斜面，其坡度沿着固定杆的圆周方向变化。通过这种方式，出现同样沿着圆周方向起作用的固定杆和空心型材之间的形状配合连接，这种形状配合连接可靠地防止固定杆或者说关节壳体相对于空心型材的扭转。此外，按照本专利技术的一种实施方式，凹槽的沿着杆圆周所测量的轮廓深度与至少一种数学曲线函数相一致。按照本专利技术另一种实施方式，凹槽的轮廓底部的沿着杆横向方向的变化曲线与至少一种数学曲线函数相一致。这两种实施方式用作替代方案，它们使人能够对要么沿着杆圆周要么沿着杆横向方向所观察到的凹槽深度变化曲线或者说凹槽轮廓底部的变化曲线作出一种尽可能普遍的定义。其中，所述至少一种对凹槽在杆纵剖面中的轮廓或者说凹槽轮廓深度在杆横截面中的变化曲线进行描述的数学曲线函数优选来自于以下曲线函数的集合-圆弧段(半径)-三角形-梯形-阶跃函数-f(x)＝anxn+an-1x+a0形式的第1到n次的全有理函数-f(x)＝axk形式的幂函数-f(x)＝axp/q形式的根函数-f(x)＝ax形式的指数函数-f(x)＝lnx形式的对数函数-以下形式的三角函数 ·f(x)＝sinx·f(x)＝cosx·f(x)＝tanx·f(x)＝cotx-以下形式的反三角函数·f(x)＝arcsinx·f(x)＝arccosx·f(x)＝arctanx·f(x)＝arccotx-以下形式的双曲线函数·f(x)＝hsinx·f(x)＝hcosx·f(x)＝htanx·f(x)＝hcotx·f(x)＝schx·f(x)＝cschx-以下形式的反双曲线函数·f(x)＝arsinhx·f(x)＝arcoshx·f(x)＝artanhx·f(x)＝arcothx-n次代数曲线-渐开线-摆线-螺旋线-悬链线-等切面曲线-高斯正态分布曲线或同类函数-多边形这些基本的曲线函数尤其具有这样的优点，即它们在数学上可以比较容易地进行描述或者说定义，并且因此可以以解析法进行有效处理。由此可以对凹槽几何形状进行精确定义，并且由此可以以不容易出现误差的和可靠的计算方式尤其对固定杆和空心型材之间的挤压连接的性能进行计算。只要在固定杆和壳体区之间的这种连接至少承受住和所述关节本身相同的负荷或者说承受住和固定杆与空心型材之间的连接相同的负荷，那么以何种方式使关节壳体的壳体区和固定杆彼此相连接这个问题对本专利技术的实现来说首先变得无关紧要。但是，按照本专利技术一种优选的实施方式，所述固定杆和壳体区一体连接或者与壳体区一体构成。一种如此构成的关节壳体尤其在构件重量、制造成本和特殊的构件强度方面具有优点。根据本专利技术另一种优选的实施方式，在一个处于壳体区和固定杆之间的过渡区段中布置至少一个材料凹座或者说至少一个穿孔。该凹座或者说该穿孔处于所述过渡区段的特定区本文档来自技高网...

【技术保护点】
关节壳体（１），在其内腔（２’）中尤其可以布置一个轴瓦或一个分子关节，该关节壳体（１）具有一个壳体区（２）和一根固定杆（３），其中所述固定杆（３）可装在一个空心型材（４）的端部区的一个凹座中，并且可以与所述空心型材（４）的端部区挤压在一起，并且其中所述固定杆（３）具有一个沿着杆圆周的至少几个部分环绕的、包括至少一个凹槽（５）的凹槽结构，其特征在于，所述至少一个凹槽（５）在杆纵剖面中的轮廓与至少一种数学曲线函数的一个区段相一致。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：R孔泽，S诺普，M格尔克，W卢斯蒂格，FJ马夸德特，M布尔，J艾斯曼，W拉特曼，M奎因格，
申请(专利权)人：ZF腓特烈港股份公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]