DE102007012891A1

DE102007012891A1 - Ball joint for use in motor vehicle, has shoulder formed at transition between shaft area and neck area of ball pin, where flange is supported at shoulder and outer part, and is elastically pre-stressed against shoulder and outer part

Info

Publication number: DE102007012891A1
Application number: DE102007012891A
Authority: DE
Inventors: Thomas Ulbrich
Original assignee: Daimler AG
Current assignee: Mercedes Benz Group AG
Priority date: 2007-03-17
Filing date: 2007-03-17
Publication date: 2008-04-10

Abstract

The ball joint (8) has a ball pin with a shaft area (12). A ball (16) is accommodated in a bearing shell (24) of a joint housing (22) in a slidingly movable manner. A neck area (14) provided between the shaft area and the ball is surrounded by a sealing bellow (26) that has a circulating closing flange (38). A shoulder (40) is formed at a transition between the shaft area and the neck area of the ball pin, where the flange is supported at the shoulder and an outer part (18), and is elastically pre-stressed against the shoulder and the outer part.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk nach dem Oberbegriff von Patentanspruch 1. Ein solches Kugelgelenk ist aus der DE 10 2004 046 676 A1 bekannt.The invention relates to a ball joint according to the preamble of claim 1. Such a ball joint is known from DE 10 2004 046 676 A1 known.

Das Kugelgelenk umfasst einen Kugelzapfen mit Schaftbereich, Halsbereich und Kugel. Der Schaftbereich ist über einen Teil seiner Längserstreckung von einem Außenteil umfasst, das ein Gegenstück zu dem Schaftbereich bildet. Das Außenteil kann verschiedene Funktionen haben, je nachdem, wo das Kugelgelenk eingesetzt wird. Das Außenteil kann beispielsweise eine Schubstange sein, es kann sich um ein Fahrwerksbauteil wie einen Querlenker handeln, oder auch um ein Achsbauteil wie ein Schwenklager, einen Radträger oder dergleichen. Das Außenteil wird üblicherweise an dem Kugelzapfen festgeschraubt. Die Kugel des Kugelzapfens ist in einer Lagerschale eines Gelenkgehäuses des Kugelgelenks gleitbeweglich aufgenommen. Der Halsbereich des Kugelzapfens ist von einem Dichtungsbalg umgeben. Der Dichtungsbalg erstreckt sich ein wenig über den Halsbereich hinaus noch zu dem Schaftbereich an dessen Teil seiner Längserstreckung hin, der nicht von dem Außenteil umgeben ist. Der Dichtungsbalg weist einen umlaufenden Abschlussbund auf, der mittelbar oder unmittelbar an dem nicht von dem Außenteil umfassten Teil des Schaftbereichs anliegt.The Ball joint includes a ball stud with shank area, neck area and ball. The shank area is over part of its longitudinal extent from an outdoor part includes, that is a counterpart forms to the shaft area. The outdoor unit can have different functions depending on where the ball joint is used. The outer part can For example, be a push rod, it may be a suspension component act like a control arm, or even an axle component such as a pivot bearing, a wheel carrier or similar. The outer part becomes common bolted to the ball stud. The ball of the ball stud is slidable in a bearing shell of a joint housing of the ball joint added. The neck area of the ball stud is surrounded by a sealing bellows. The sealing bellows extends a little beyond the neck area nor to the shaft area at its part of its longitudinal extent out, not from the outside part is surrounded. The sealing bellows has a circumferential end collar on, the directly or indirectly on the not of the outer part covered part of the shaft area rests.

Die Anordnung muss eine Bewegung des Kugelzapfens relativ zum Dichtungsbalg ermöglichen, der Dichtungsbalg muss aber gleichzeitig die Aufgabe erfüllen, das Gelenk abzudichten.The Arrangement must be a movement of the ball stud relative to the bellows enable, But at the same time the sealing bellows must fulfill the task Seal joint.

In der DE 10 2004 046 676 A1 wird auf den umlaufenden Abschlussbund durch ein Druckfederelement eine kugelzapfenaxiale Kraft ausgeübt. Das Druckfederelement stützt sich mit einem Ende im Bereich des Übergangs zwischen Halsbereich und Kugel des Kugelzapfens und mit dem anderen Ende mittelbar oder unmittelbar am umlaufenden Abschlussbund ab. Das Druckfederelement bewirkt, dass der Abschlussbund gegen das Außenteil gedrückt wird. Dies soll ein Abrutschen des Dichtungsbalgs selbst unter extremen klimatischen Bedingungen oder bei besonders großen mechanischen Belastungen unterbinden.In the DE 10 2004 046 676 A1 a ball pin axial force is exerted on the rotating end collar by a compression spring element. The compression spring element is supported with one end in the region of the transition between the neck region and ball of the ball stud and with the other end directly or indirectly on the circumferential end collar. The compression spring element causes the end collar is pressed against the outer part. This is intended to prevent slippage of the sealing bellows even under extreme climatic conditions or under particularly high mechanical loads.

Nachteilig ist, dass das externe Druckfederelement eine sehr hohe Kraft ausübt. Dies ist nachteilig, wenn der Kugelzapfen gedreht wird, denn der Dichtungsbalg wird dann unter Umständen verdrillt. Langfristig bewirkt ein solches Verdrillen eine vorzeitige Alterung des Dichtungsbalgs.adversely is that the external compression spring element exerts a very high force. This is disadvantageous when the ball pin is rotated, because the sealing bellows will then possibly twisted. In the long term, such a twisting causes premature Aging of the sealing bellows.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art auf derartige Weise weiterzubilden, dass die Abdichtung einerseits ausreichend zuverlässig ist, andererseits aber ein Verdrillen unterbunden wird.It Object of the invention, a ball joint of the aforementioned Type in such a way that the seal on the one hand sufficiently reliable on the other hand, twisting is prevented.

Die Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit den Merkmalen gemäß Patentanspruch 1 gelöst.The Task is achieved by a ball joint with the features according to claim 1 solved.

Demgemäß ist am Übergang zwischen Schaftbereich und Halsbereich des Kugelzapfens an dem Kugelzapfen eine Schulter ausgebildet. Der umlaufende Abschlussbund stützt sich gleichzeitig an Schulter und Außenteil ab und ist hierbei elastisch vorgespannt.Accordingly, at the transition between shaft region and neck region of the ball stud on the ball stud a shoulder formed. The all-round final statement is supported at the same time on shoulder and outer part and is hereby elastically biased.

Während im Stand der Technik die Dichtkraft durch ein externes Druckfederelement bereitgestellt wird, wird im Rahmen der vorliegenden Erfindung ausschließlich die Elastizität des umlaufenden Abschlussbunds selbst verwendet. Damit können die wirkenden Kräfte insgesamt kleiner sein. Ein erfindungsgemäßer Dichtungsbalg ist einerseits gegen Wasser, Staub etc. sicher abgedichtet, anderseits verdrillt er sich aber nicht.While in the Prior art, the sealing force by an external compression spring element is provided in the context of the present invention excluding the elasticity used by the circulating Federation itself. This can be the acting personnel be smaller overall. An inventive sealing bellows is on the one hand securely sealed against water, dust etc., twisted on the other hand but he does not.

Bevorzugt ist in dem umlaufenden Abschlussbund (d. h. in seinem körperlichen Inneren) eine Feder angeordnet (welche kugelzapfenaxial vorgespannt ist).Prefers is in the encircling final covenant (that is, in his physical Inside) arranged a spring (which is Kugelzapfenaxial biased is).

Üblicherweise besteht der Dichtungsbalg aus einem Gummimaterial, und die Feder kann einfach in das Material des Dichtungsbalgs einvulkanisiert sein. Verwendet werden kann als Material für den Dichtungsbalg beispielsweise ein CR-Elastomer, wobei "CR" für "Chloroprene Rubber", Chloropren Gummi steht.Usually the sealing bellows consists of a rubber material, and the spring can easily be vulcanised into the material of the sealing bellows be. Can be used as a material for the bellows, for example a CR elastomer, where "CR" is "chloroprene rubber", chloroprene rubber stands.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk findet bevorzugte Anwendung in einem Kraftfahrzeug.The Ball joint according to the invention finds preferred application in a motor vehicle.

Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung unter Bezug auf die Zeichnung beschrieben, in der:following becomes a preferred embodiment of the invention with reference to the drawing, in which:

1 einen Querschnitt durch ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk darstellt, und 1 represents a cross section through a ball joint according to the invention, and

2 einen Ausschnitt aus dem Querschnitt von 1 mit dem Dichtungsbalg des Kugelgelenks darstellt. 2 a section of the cross section of 1 represents with the bellows of the ball joint.

Ein im Ganzen mit 8 bezeichnetes Kugelgelenk umfasst einen Kugelzapfen 10. Der Kugelzapfen 10 kann in drei Abschnitte eingeteilt werden, nämlich in einen Schaftbereich 12, in einen Halsbereich 14 und in die Kugel 16.A whole with 8th designated ball joint comprises a ball stud 10 , The ball stud 10 can be divided into three sections, namely a shaft area 12 , in a neck area 14 and in the ball 16 ,

Der Schaftbereich 12 ist über einen größeren Teil seiner Längserstreckung von einem ein Gegenstück bildenden Außenteil 18 umgeben. Das Außenteil kann je nach dem Ort der Anordnung des Kugelgelenks eine Schubstange sein, es kann sich bei dem Außenteil 18 jedoch auch um ein Fahrwerksbauteil wie einen Querlenker, und auch um ein Achsbauteil, wie ein Schwenklager oder einen Radträger oder dergleichen handeln.The shaft area 12 is over a greater part of its longitudinal extent of an outer part forming a counterpart 18 surround. The outer part may vary depending on the location of the ball may be a push rod, it may be at the outer part 18 but also to a suspension component such as a control arm, and also act around an axle component, such as a pivot bearing or a wheel carrier or the like.

Das Außenteil 18 ist über eine Schraube 20 mit dem Schaftbereich 12 verschraubt.The outer part 18 is about a screw 20 with the shaft area 12 screwed.

In einem Gelenkgehäuse 22 ist eine Lagerschale 24 angeordnet, in der die Kugel 16 gleitbeweglich aufgenommen ist. Der Bereich zwischen dem Außenteil 18 und dem Gelenkgehäuse 22 wird durch einen Dichtungsbalg 26 überbrückt, der das Eindringen von Schmutz in das Kugelgelenk verhindert.In a joint housing 22 is a bearing cup 24 arranged in which the ball 16 is slidably received. The area between the outer part 18 and the joint housing 22 is through a sealing bellows 26 bridged, which prevents the ingress of dirt into the ball joint.

Im in der Figur unteren Bereich weist der Dichtungsbalg 26 einen umlaufenden Abschlussbund 28 auf. Dieser kann grundsätzlich an dem Gelenkgehäuse 22 angreifen. Vorliegend umgreift er einen Einsatzkörper 30, der in das Gelenkgehäuse 22 eingesetzt ist und dort mit einem Außenflansch 32 gehalten ist. Ein Ringkragen 34 des Einsatzkörpers 30 umfasst den umlaufenden Abschlussbund 28. Spannringe 36 halten den umlaufenden Abschlussbund 28 gegen den Einsatzkörper 30.In the lower part in the figure, the sealing bellows 26 a wrap-around deal 28 on. This can basically on the joint housing 22 attack. In the present case, he grasps an insert body 30 in the joint housing 22 is inserted and there with an outer flange 32 is held. A ring collar 34 of the insert body 30 includes the wrap-around deal 28 , Retainers 36 keep the wrap-around deal 28 against the insert body 30 ,

Der Dichtungsbalg 26 weist an seinem entgegengesetzten Ende, d. h. in der Figur oben, einen weiteren umlaufenden Abschlussbund 38 auf, der einerseits an dem nicht von dem Außenteil 18 umgriffenen Teil des Schaftbereichs 12 anliegt und andererseits an dem Außenteil 18 anliegt.The sealing bellows 26 has at its opposite end, ie in the figure above, another circumferential end collar 38 on, on the one hand to the not of the outer part 18 encompassed part of the shaft area 12 abuts and on the other hand on the outer part 18 is applied.

Erfindungsgemäß wird der umlaufende Abschlussbund 38 wie folgt gegen das Außenteil 18 gedrückt: Am Übergang zwischen dem Schaftbereich 12 und dem Halsbereich 14 des Kugelzapfens 10 ist eine Schulter 40 ausgebildet, bevorzugt als umlaufender Vorsprung an dem Kugelzapfen 10. In dem umlaufenden Abschlussbund 38 befindet sich eine Feder 42, die als Schraubenfeder ausgebildet sein kann. Der Dichtungsbalg 26 besteht aus einem Gummimaterial, in das die Feder 42 einvulkanisiert ist. Die Feder 42 ist im montierten Zustand leicht vorgespannt, so dass der umlaufende Abschlussbund 38 einerseits gegen die Schulter 40 und andererseits gegen das Außenteil 18 gedrückt wird. Die Radialkräfte, die die Abdichtung bewirken sollen, wirken somit aus dem Dichtungsbalg 26, genauer gesagt aus dem umlaufenden Abschlussbund 38, heraus und müssen nicht extern angelegt werden.According to the invention, the circumferential closure waistband 38 as follows against the outer part 18 pressed: At the transition between the shaft area 12 and the neck area 14 of the ball stud 10 is a shoulder 40 formed, preferably as a circumferential projection on the ball stud 10 , In the circulating closing collar 38 there is a spring 42 which may be formed as a helical spring. The sealing bellows 26 consists of a rubber material into which the spring 42 vulcanised. The feather 42 is slightly biased in the assembled state, so that the circumferential end collar 38 on the one hand against the shoulder 40 and on the other hand against the outer part 18 is pressed. The radial forces that are intended to cause the seal thus act from the bellows 26 , more precisely from the circulating closing collar 38 , and do not have to be externally created.

Die Erfindung sorgt für eine besonders gute Abdichtung, wobei durch die in dem umlaufenden Abschlussbund 38 angeordnete Feder 42 gewährleistet ist, dass sich der Dichtungsbalg 26 bei einer Drehung des Kugelzapfens 10 nicht verdrillt, sondern elastisch nachgibt.The invention provides for a particularly good seal, wherein by the in the circulating end collar 38 arranged spring 42 it is ensured that the sealing bellows 26 upon rotation of the ball stud 10 not twisted, but gives way elastically.

Claims

Ball joint ( 8th ) with a ball stud ( 10 ), wherein the ball stud ( 10 ): - a shaft region ( 12 ) which extends over part of its longitudinal extension from an outer part ( 18 ), - a sphere ( 16 ), which in a bearing shell ( 24 ) of a joint housing ( 22 ) of the ball joint ( 8th ) is slidably received, - a neck area ( 14 ) between shaft region ( 12 ) and ball ( 16 ), of a sealing bellows ( 26 ) of the ball joint ( 8th ), wherein the sealing bellows ( 26 ) a wrap-around deal ( 38 ), characterized in that at the transition between shaft region ( 12 ) and neck area ( 14 ) of the ball stud ( 10 ) on the ball stud ( 10 ) one shoulder ( 40 ) is formed, wherein the orbiting Abschlussbund ( 38 ) on the shoulder ( 40 ) and the outer part ( 18 ) and elastic against the shoulder ( 40 ) and outer part ( 18 ) is biased.

Ball joint ( 8th ) according to claim 1, characterized in that in the rotating closure collar ( 38 ) a feather ( 42 ) is arranged.

Motor vehicle with at least one ball joint ( 8th ) according to claim 1 or 2.