ШАРОВОЙ ПАЛЕЦ ШАРОВОГО ШАРНИРА ДЛЯ ТРАНСПОРТНОГО СРЕДСТВА И СПОСОБ ЕГО ИЗГОТОВЛЕНИЯ
BALL PIN OF BALL HINGE FOR TRANSPORT VEHICLE, AND METHOD FOR ITS MANUFACTURE

Область техники
Настоящее изобретение относится к шаровому пальцу для шарового шарнира, используемого в соединительном узле системы рулевого управления или системы подвески транспортного средства, и к способу изготовления шарового пальца.
Уровень техники
Обычно шаровые шарниры используются в соединительных узлах систем рулевого управления или систем подвески транспортных средств.
Шаровые шарниры включают в себя шаровой палец и шаровое гнездо. Шаровой палец включает в себя выполненные за одно целое сферическую головку, шейку, фланец и резьбовую часть. Сферическая головка шарового пальца опирается с возможностью поворота на шаровое гнездо.
Части транспортного средства различного вида соединяются с резьбовой частью шарового пальца, и на резьбовой части затягивается гайка. Части транспортного средства приводятся в тесный контакт с фланцем шарового пальца.
Здесь в том случае, если площадь контакта между фланцем и частями транспортного средства будет относительно небольшой, может возникать шум на участках контакта между фланцем и соединительными частями и соединение может быть плохим.
Поэтому в последнее время стремятся увеличить площадь опорной поверхности фланца шарового пальца.
Однако палец и резьбовая часть шарового пальца формируются одновременно путем штамповки (резьбовая часть, конечно, требует выполнения процесса накатывания резьбы после процесса штамповки). Если разница в размере между фланцем и резьбовой частью будет слишком большой, процесс штамповки очень усложняется.
Сущность изобретения
Соответственно, настоящее изобретение было сделано исходя из описанных выше проблем известного уровня техники, и задачей настоящего изобретения является создание шарового пальца шарового шарнира для транспортного средства, который может быть изготовлен с помощью простого процесса изготовления, причем шаровой палец имеет увеличенную площадь опорной поверхности для поддержки соединительной части транспортного средства, а также способа изготовления шарового пальца.
Шаровой палец согласно настоящему изобретению может заметно увеличить площадь опорной поверхности для поддержки соединительной части транспортного средства, так что могут быть решены проблемы возникновения шума и плохого соединения между шаровым пальцем и соединительной деталью.
Для решения указанной задачи согласно одному аспекту настоящего изобретения предлагается шаровой палец шарового шарнира для транспортного средства, включающий в себя: тело шарового пальца, изготовленное из металла, причем тело шарового пальца имеет сферическую головку, шейку, выполненную на сферической головке, фланец, выполненный на шейке, соединительную часть, выполненную на фланце, причем соединительная часть имеет цилиндрическую форму, и резьбовую часть, выполненную на соединительной части таким образом, что резьбовая часть соосна с соединительной частью, вместе с резьбой, сформированной на резьбовой части, причем резьбовая часть имеет наружный диаметр, превышающий диаметр соединительной части; и вспомогательную фланцевую пластину, насаженную на соединительную часть тела шарового пальца, причем вспомогательная фланцевая пластина имеет плоскую форму, в центральном участке вспомогательной фланцевой пластины выполнено сквозное соединительное отверстие, имеющее диаметр меньше, чем наружный диаметр резьбовой части, и вспомогательная фланцевая пластина имеет площадь опорной поверхности, превышающую площадь опорной поверхности фланца.
Согласно этому аспекту материал вспомогательной фланцевой пластины может быть более мягким, чем материал фланца.
Согласно другому аспекту настоящего изобретения предлагается способ изготовления шарового пальца шарового шарнира для транспортного средства, включающий: формование тела шарового пальца, изготовленного из металла, причем тело шарового пальца содержит фланец, соединительную часть, выполненную на фланце, причем соединительная часть имеет цилиндрическую форму, и резьбовую часть, выполненную на соединительной части таким образом, что резьбовая часть соосна с соединительной частью, вместе с резьбой, образованной на резьбовой части, причем резьбовая часть имеет наружный диаметр, превышающий диаметр соединительной части; формование воронкообразной вспомогательной пластины, изготовленной из металла и имеющей соединительное отверстие в центральном участке ее нижнего конца, причем соединительное отверстие имеет диаметр, превышающий наружный диаметр резьбовой части, и воронкообразная вспомогательная пластина имеет площадь опорной поверхности, превышающую площадь опорной поверхности фланца; введение резьбовой части тела шарового пальца в соединительное отверстие воронкообразной вспомогательной пластины и проталкивание воронкообразной вспомогательной пластины в направлении фланца тела шарового пальца до тех пор, пока центральный участок нижнего конца воронкообразной вспомогательной пластины не вступит в контакт с фланцем, и затем надавливание на воронкообразную вспомогательную пластину, опирающуюся на фланец, до преобразования ее в плоскую форму, при этом соединительное отверстие уменьшается в результате надавливания таким образом, что его диаметр становится меньше наружного диаметра резьбовой части.
Согласно этому аспекту материал вспомогательной пластины может быть более мягким, чем материал фланца.
Краткое описание чертежей
Указанные выше и другие задачи, признаки и преимущества настоящего изобретения станут более понятны с помощью последующего подробного описания вместе с прилагаемыми чертежами, на которых:
фиг.1-3 - виды, иллюстрирующие процесс изготовления шарового пальца согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Описание предпочтительных вариантов осуществления изобретения
Далее будет подробно описан с помощью прилагаемых чертежей предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, так что специалисты в данной области техники могут легко осуществить на практике настоящее изобретение. Настоящее изобретение реализуется различными способами и не ограничено описанным ниже вариантом осуществления. Кроме того, на чертежах элементы, не относящиеся к настоящему изобретению, будут опущены для более понятного пояснения настоящего изобретения. На всех чертежах одинаковыми ссылочными позициями обозначены идентичные элементы.
В описании используемая фраза «часть включает в себя элемент» означает, что часть может дополнительно включать в себя элемент, не исключая при этом наличия других элементов, если не будет дано специальное пояснение.
Фиг.1-3 представляют виды в перспективе и виды в разрезе, последовательно иллюстрирующие процесс изготовления шарового пальца 100 согласно варианту осуществления настоящего изобретения.
Как показано на фиг.1, шаровой палец 100 включает в себя тело 110 шарового пальца и воронкообразную вспомогательную пластину 120. Как показано на фиг.3, воронкообразная вспомогательная пластина 120 преобразуется во вспомогательную фланцевую пластину 120'. Тело 110 шарового пальца включает в себя выполненные за одно целое сферическую головку 111, шейку 112, фланец 113, соединительную часть 114 и резьбовую часть 115. Более подробно шейка 112 выполнена за одно целое на сферической головке 111. Фланец 113 выполнен за одно целое на шейке 112. Соединительная часть 114 выполнена за одно целое на фланце 113. Резьбовая часть 115 выполнена за одно целое на соединительной части 114. Основные формы сферической головки 111, шейки 112, фланца 113, соединительной части 114 и резьбовой части 115 формуются за одно целое путем штамповки. Затем формуется резьба путем накатывания резьбы для формирования резьбовой части 115. Согласно варианту осуществления сферическая головка 111 и другие части могут быть изготовлены отдельно с помощью отдельного процесса и затем неразъемным образом соединены с телом 110 шарового пальца путем сварки.
Непосредственно верхний конец соединительной части формуется путем накатывания резьбы, тем самым формируя резьбовую часть 115. Поэтому соединительная часть 114 имеет цилиндрическую форму и резьбовая часть 115 соосна с соединительной частью 114. Наружный диаметр D1 резьбовой части 115 превышает диаметр D2 соединительной части 114.
Внутренний диаметр D3 резьбы резьбовой части 115, конечно, меньше, чем диаметр D2 соединительной части 114.
Воронкообразная вспомогательная пластина 120 имеет форму воронки, имеющей соединительное отверстие 121 в центральном участке ее нижнего конца.
Диаметр d1 соединительного отверстия 121 воронкообразной вспомогательной пластины 120 превышает наружный диаметр D1 резьбовой части 115, так что резьбовая часть 115 тела 110 шарового пальца вставляется в соединительное отверстие 121 воронкообразной вспомогательной пластины 120.
Кроме того, площадь воронкообразной вспомогательной пластины 120 превышает площадь опорной поверхности фланца 113.
Тело 110 шарового пальца и воронкообразная вспомогательная пластина 120 изготовлены из металла, но материал воронкообразной вспомогательной пластины 120 является более мягким, чем материал тела 110 шарового шарнира, в частности фланца 113.
Это обусловлено тем, что воронкообразная вспомогательная пластина 120 должна опираться на фланец 113 и затем формоваться путем надавливания.
В этом варианте осуществления материалом тела 110 шарнирного пальца является сплав SCM435 (хром-молибденовая сталь), содержащий С (углерод) с массовой долей от 0,33% до 0,38%, Si (кремний) с массовой долей от 0,15% до 0,35%, Mn (марганец) с массовой долей от 0,6% до 0,85%, Р (фосфор) с массовой долей 0,03% или меньше, S (сера) с массовой долей 0,03% или меньше, Cr (хром) с массовой долей от 0,9% до 1,2% и Mo (молибден) с массовой долей от 0,15% до 0,3%. Материалом воронкообразной вспомогательной пластины 120 является SPCC (холоднокатаная листовая углеродистая сталь), содержащая С (углерод) с массовой долей 0,12% или меньше, Mn (марганец) с массовой долей 0,5% или меньше, Р (фосфор) с массовой долей 0,04% или меньше и S (сера) с массовой долей 0,045% или меньше. Однако эти металлические материалы являются только одним иллюстративным вариантом осуществления настоящего изобретения.
Обычно металл становится более мягким при уменьшении содержания углерода.
После того как тело 110 шарового пальца и воронкообразная вспомогательная пластина 120 были изготовлены, как показано на фиг.2 и фиг.3, резьбовая часть 115 тела 110 шарового пальца вставляется в соединительное отверстие 121 воронкообразной вспомогательной пластины 120. Затем воронкообразную вспомогательную пластину 120 толкают в направлении фланца 113 тела 110 шарового пальца до тех пор, пока центральный участок нижнего конца воронкообразной вспомогательной пластины 120 не вступит в контакт с фланцем 113. В результате, как показано на фиг.2, соединительное отверстие 121 располагается в позиции, соответствующей соединительной части 114. После этого на воронкообразную вспомогательную пластину 120 надавливают, чтобы придать ей плоскую форму, в состоянии, когда она опирается на фланец 113.
Соответственно, воронкообразная вспомогательная пластина 120 формуется в плоскую вспомогательную фланцевую пластину 120' путем надавливания. При этом диаметр d1 соединительного отверстия 121 уменьшается до диаметра d2 путем надавливания.
Уменьшенный диаметр d2 соединительного отверстия 121 меньше, чем наружный диаметр D1 резьбовой части 115.
Тем самым вспомогательная фланцевая пластина 120' оказывается прочно насаженной на соединительную часть 114. Вспомогательная фланцевая пластина 120' имеет площадь опорной поверхности больше, чем у фланца 113.
Желательно, чтобы диаметр d2 соединительного отверстия 121, когда оно уменьшено путем надавливания, был таким же, что и диаметр D2 соединительной части 114. Благодаря этому вспомогательная фланцевая пластина 120' может быть надежно прикреплена к соединительной части 114.
Однако согласно варианту осуществления диаметр d2 соединительного отверстия 121 может быть немного больше, чем диаметр D2 соединительной части 114. В этом случае диаметр d2 соединительного отверстия 121 должен быть меньше, чем наружный диаметр D1 резьбовой части 115, чтобы препятствовать полному снятию вспомогательной фланцевой пластины 120' с тела 110 шарового пальца.
Соответственно, после того как вспомогательная фланцевая пластина 120' была прочно прикреплена к соединительной части 114, может быть предотвращено снятие вспомогательной фланцевой пластины 120' с тела 110 шарового пальца, когда с шаровым шарниром осуществляется манипулирование или переноска. Кроме того, элемент, который присоединяется к шаровому шарниру, может быть приведен в контакт со вспомогательной фланцевой пластиной 120', имеющей сравнительно большую площадь опорной поверхности, так что проблемы возникновения шума и плохого соединения могут быть решены.
Кроме того, в настоящем изобретении воронкообразная вспомогательная пластина присоединяется к телу шарового пальца после того, как на теле шарового пальца была сформирована резьбовая часть, другими словами, после того, как был завершен процесс накатывания резьбы. Тем самым вспомогательная фланцевая пластина не препятствует процессу накатывания резьбы, в котором формируется резьбовая часть.
Хотя здесь был описан предпочтительный вариант осуществления настоящего изобретения, специалистам в данной области техники очевидно, что возможны различные модификации, дополнения и замены, не выходя из объема и сущности изобретения, указанных в прилагаемой формуле изобретения. Тем самым понятно, что предпочтительный вариант осуществления является только иллюстративным и не ограничивает пределы настоящего изобретения. Например, элементы, которые были проиллюстрированы выполненными за одно целое друг с другом, могут быть выполнены в виде отдельной конструкции, и элементы, которые были проиллюстрированы выполненными отдельно, могут быть выполнены в виде единой конструкции.
Таким образом, необходимо понимать, что пределы настоящего изобретения ограничены только прилагаемой формулой изобретения и различные модификации, дополнения и замены, которые могут быть получены на основе значения, объема и эквивалентных идей прилагаемой формулы изобретения, попадают в пределы настоящего изобретения.
Как было описано выше, в настоящем изобретении в непосредственный контакт с соединительной частью транспортного средства вместо фланца приводится вспомогательная фланцевая пластина. Вспомогательная фланцевая пластина имеет большую площадь по сравнению с фланцем. Тем самым проблемы возникновения шума и плохого соединения между шаровым пальцем и соединительной частью могут быть решены.
Кроме того, вспомогательная фланцевая пластина может быть прикреплена к шаровому пальцу очень простым способом. Таким образом, стоимость изготовления шарового пальца является сравнительно низкой.
Дополнительно, так как предотвращается снятие вспомогательной фланцевой пластины с тела шарового пальца, перенос или манипулирование шаровым шарниром облегчается.
Кроме того, в настоящем изобретении воронкообразная вспомогательная пластина присоединяется к телу шарового шарнира после того, как на теле шарового пальца была сформирована резьбовая часть путем накатывания резьбы. Тем самым вспомогательная фланцевая пластина не препятствует процессу накатывания резьбы, в котором формируется резьбовая часть.