DE29819498U1

DE29819498U1 - Lagerschale und Kugelgelenk mit einer solchen Lagerschale

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Publication number: DE29819498U1
Application number: DE29819498U
Authority: DE
Original assignee: Sachsenring Automobiltechnik AG
Current assignee: Sachsenring Zwickau AG
Priority date: 1998-11-02
Filing date: 1998-11-02
Publication date: 2000-03-16
Anticipated expiration: 2008-11-03
Also published as: WO2000026550A1; EP1127223A1

Description

Sachsenring Automobiltechnik AG
08058 Zwickau

Lagerschale und Kugelgelenk mit einer solchen Lagerschale

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Lagerschale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Kugelgelenk mit einer solchen Lagerschale gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.

Eine derartige Lagerschale und ein Kugelgelenk mit einer derartigen Lagerschale ist aus der WO 98/15746 bekannt. Dort wird die Kugel in die größer als die Kugel ausgebildete Aussparung des Kugelgelenkgehäuses eingesetzt und durch mechanische Mittel lagefixiert und anschließend der gebildete Freiraum durch einen Spritzvorgang mit Füllmaterial ausgefüllt. Anschließend wird der Raum oberhalb der Kugel und ein Teil des Kugelzapfens mit einer eine Abdichtung bildenden Umhüllung aus einem vernetzten und/oder unvernetzten Elastomer ausgefüllt. Hierbei muß das verwendete Formwerkzeug an die Formen des Kugelgelenkgehäuses und des Kugelzapfens angepaßt sein. Für verschiedene Kugelgelenkabmessungen oder Kugelgelenkformen müssen daher unterschiedliche spezielle Formwerkzeuge erstellt werden. Vorteilhaft an dieser vorbekannten Lösung ist, daß die getrennte Herstellung und Lagerhaltung der Manschetten bzw. Bälge und der Sicherungs- bzw. Spiralfederringe entfällt, da sich der Kunststoff der Umhüllung beim Anformen in die Nut hinein erstreckt und sich mit dem Material des Kugelgelenkgehäuses formschlüssig verbindet.

Mit der vorliegenden Erfindung soll die Aufgabe gelöst werden, die Herstellung eines Kugelgelenks noch mehr zu vereinfachen und noch kostengünstiger zu gestalten.

Dies soll insbesondere dadurch ermöglicht werden, daß der Verbund zwischen der Lagerschale und der Abdichtmanschette in möglichst einem Formwerkzeug herstellbar ist.

Gelöst wird das Problem des Verbundes zwischen der Lagerschale und der Abdichtmanschette durch die Merkmale des Anspruchs 1 und die einfache Herstellung des Kugelgelenks durch die Merkmale des Anspruchs 10.

Die Herstellung des Verbundes zwischen der Lagerschale und der Abdichtmanschette wird durch das an sich bekannte 2K-Verfahren erreicht. Hierbei werden zwei Kunststoffe unterschiedlicher Art in einem Formwerkzeug nacheinander gespritzt und die aus den beiden Kunststoffen gespritzten Teile zugleich stoff- und/oder formschlüssig miteinander verbunden. Dieses Verbundteil kann durch die erfindungsgemäße Aufteilung der Lagerschale in einzelne Lagerschalensegmente am Pol aufgespreizt werden, so daß der Kugelzapfen eingeführt und die Kugel in die Lagerschale eingeschnappt werden kann. Zugleich legt sich hierbei die Abdichtmanschette an den Kugelzapfen dichtend an. Diese zusammengesetzte Einheit kann zur Ausbildung verschiedenartiger Kugelgelenke mit beispielsweise unterschiedlichen Kugelgelenkgehäusen oder dgl. verwendet werden.

Weitere vorteilhafte Einzelheiten der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben und werden nachfolgend anhand der in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiele

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näher beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks von unten,

Fig. 2 einen Schnitt durch das Kugelgelenk der Fig. 1 gemäß dem Schnitt I-I der Fig. 1,

Fig. 3 eine perspektivische Ansicht des Kugelgelenks der Fig. 1 seitlich von unten gesehen und

Fig. 4 einen Teil des Kugelgelenks gemäß dem Schnitt II-II der Fig. 1.

In den Fig. 1 und 2 sind mit 1 ein Kugelgelenk mit einem Kugelgelenkgehäuse 2 bezeichnet. In einer Aussparung 3 des Kugelgelenkgehäuses 2 ist im Abstand zu deren Innenwand eine auf eine Kugel 4 aufgeschnappte Lagerschale 5 vorgesehen. An den dem Kugelzapfen 6 zugewandten Rand 5.1 der Lagerschale 5 ist eine Abdichtmanschette 7 durch einen Spritz- oder Preßprozeß stoff- und/oder formschlüssig angeformt. Die Lagerschale 5 besteht aus einem gute Gleiteigenschaften aufweisenden, spritz- und/oder preßbarem Material, vorzugsweise aus Polyoximethylen (POM).

Erfindungsgemäß ist die Lagerschale 5 durch einen oder mehrere Schlitze 8, welche vom oberen Rand 5.1 aus bis zum Pol 5.2 der Lagerschale 5 reicht bzw. reichen in wenigstens zwei vollkommen voneinander getrennte Lagerschalensegmente 5.3 unterteilt. Die einzelnen benachbarten Lagerschalensegmente 5.3 sind am Rand 5.1 lediglich durch die angeformte, insbesondere angespritzte Abdichtmanschette 7 aus einem elastischen Material, wie aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE) miteinander verbunden. Insbesondere kann ein lineares Polyurethan-Elastomer (TPU) eingesetzt werden.

Hierdurch sind die Lagerschalensegmente 5.1 vom Pol 5.2 aus nach außen abspreizbar. Demgemäß kann bei abgespreizten Lagerschalensegmenten 5.3 der Kugelzapfen 6 durch den offenen Pol 5.2 in die Abdichtmanschette 7 eingeschoben werden, bis die Kugel 4 bei sich schließenden Lagerschalensegmenten 5.3 in die Lagerschale 5 einschnappt. Diese Einheit aus Kugel 4 mit Kugelzapfen 6 und Abdichtmanschette 7 mit Lagerschale 5 wird in die Aussparung 3 eines Kugelgelenkgehäuses 2 eingesetzt und durch Einbringen von Füllmaterial 9 in den Freiraum 3.2 zwischen Lagerschale 5 und Innenwand 3.1 im Kugelgelenkgehäuse 2 fest verankert. Als Füllmaterial dient ein fester Kunststoff, insbesondere aus oder auf der Basis eines Thermoplasts oder Duroplasts. Bevorzugt kann das Füllmaterial 9 in an sich bekannter Weise mit Stoffen versetzt sein, die die Festigkeit des Füllmaterials erhöhen.

Um das Einbringen des Füllmaterials 9, insbesondere durch einen Spritzprozeß am Pol 5.2 günstig vornehmen zu können, ist an einem Lagerschalensegment 5.3 eine Polkappe 5.4 angeformt, die einen Bereich des Pols 5.2 abdeckt. Entsprechend sind die übrigen Lagerschalensegmente 5.3 im Bereich der Polkappe 5.4 derart verkürzt, daß sie, bis auf den Verbleib eines geringen Spaltes 10, bis an die Polkappe 5.2 heranreichen. Beim Einspritzen des Füllmaterials trifft dieses auf die Polkappe 5.2 und verteilt sich dadurch besser. Außerdem wird verhindert, daß durch den Spritzdruck ein Lagerschalensegment 5.3 sich von der Kugeloberfläche abheben kann und Füllmaterial 9 zwischen Kugel 4 und Lagerschale 5 eindringt.

Zum einfachen Einsetzen und Zentrieren und gegebenenfalls auch zum Fixieren der Lagerschale 5 in der Aussparung 3 sind an deren Außenfläche 5.5 am Umfang verteilt mehrere seitlich abstehende Nasen 5.6 angeformt. Vorzugsweise befinden sich diese Nasen 5.6 im Bereich des Äquators 11 der Lagerschale 5 bzw. der Kugel 4. Diese Nasen 5.6 zentrieren die Lagerschale 5 beim Einsetzen in die Aussparung 3. Sie können an der Innenwand 3.1 lose oder insbesondere unter Vorspannung anliegen und so die genannte Einheit in der Aussparung 3 festhalten. Hierdurch wird der Formvorgang zum Einfüllen des Füllmaterials 9 erleichtert, da keine besonderen Halte- und Fixiermittel benötigt werden. Vorteilhaft können die Nasen 5.6 ausschließlich oder zusätzlich am Rand 8.1 eines Schlitzes 8 vorgesehen sein, wie in der Zeichnung in Fig. 3 dargestellt. In Fig. 3 ist mit 12 die Schnittlinie der Schnittebene I-I der Fig. 1 eingezeichnet.

Mit Vorteil steht der Rand 5.1 der Lagerschale 5 ganz oder wenigstens abschnittsweise über den Außendurchmesser 7.1 der Abdichtmanschette 7 über. Hierdurch kann dieser beim Einsetzen in die Aussparung 3 an einem Anschlag 3.3 derselben anliegen und sowohl die Einsetztiefe begrenzen als auch die Fixierung begünstigen.

Vorteilhaft besitzt das Kugelgelenkgehäuse 2 einen über den Pol 5.2 der Lagerschale 5 überstehenden Wandteil 2.1. Dieser Wandteil 2.1 wird nach dem Einsetzen der Einheit aus Kugel 4 mit Kugelzapfen 6 und Lagerschale 5 mit Abdichtmanschette 7 nach innen umgebördelt und dann der Freiraum 3.2 mit dem Füllmaterial 9 ausgefüllt.

Claims

1. Lagerschale für eine an einem Kugelzapfen angeordnete Kugel eines Kugelgelenks mit einer zur Bildung einer Dichtung zwischen Kugel und Kugelzapfen an die Lagerschale angeformten Abdichtmanschette, wobei die Abdichtmanschette an dem dem Kugelzapfen zugewandten Rand der offenen Seite der Lagerschale stoff- und/oder formschlüssig angeformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) vom Rand (5.1) aus bis zu dem diesem Rand (5.1) gegenüberliegenden Pol (5.2) durch durchgehende Schlitze (8) in wenigstens zwei vollkommen voneinander getrennte Lagerschalensegmente (5.3) unterteilt ist und daß diese Lagerschalensegmente (5.3) lediglich über die Abdichtmanschette (7) miteinander verbunden sind und somit die Lagerschale (5) am Pol (5.2) aufspreizbar ist.

2. Lagerschale nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Lagerschalensegment (5.3) am Pol (5.2) eine diesen überdeckende Polkappe (5.4) aufweist und die restlichen Lagerschalensegmente (5.3) derart verkürzt sind, daß sie bis auf einen geringen verbleibenden Spalt (10) bis an diese Polkappe (5.4) heranreichen.

3. Lagerschale nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) aus einem spritzbaren, gute Gleiteigenschaften aufweisenden Kunststoff besteht.

4. Lagerschale nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß sie aus Polyoximethylen (POM) besteht.

5. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die angeformte Abdichtmanschette (7) aus einem thermoplastischen Elastomer (TPE), insbesondere aus einem linearen Polyurethan-Elastomer (TPU), besteht.

6. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie an der Außenfläche (5.5) am Umfang verteilt seitlich abstehende Nasen (5.6) besitzt, welche die Lagerschale (5) beim Einsetzen in eine Aussparung (3) eines Kugelgelenkgehäuses (2) in der Aussparung (3) zentrieren und/oder fixieren können.

7. Lagerschale nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5.6) zumindest im Bereich des Äquators (11) der Lagerschale (5) bzw. einer zugehörigen Kugel (4) eines Kugelgelenks (1) vorgesehen sind.

8. Lagerschale nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils eine Nase (5.6) am Rand (8.1) eines Schlitzes (8) vorgesehen ist.

9. Lagerschale nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Rand (5.1) der Lagerschale (5) abschnittsweise oder ganz nach außen über den Außendurchmesser (7.1) der Abdichtmanschette (7) übersteht.

10. Kugelgelenk mit einer in einer Aussparung des Kugelgelenkgehäuses gehalterten Lagerschale mit angeformter, den Kugelzapfen dicht umgebenden Abdichtmanschette nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerschale (5) zusammen mit der eingeschnappten Kugel (4) in die größer als der Außendurchmesser der Lagerschale (5) bemessene Aussparung (3) des Kugelgelenkgehäuses (2) eingesetzt ist und der gebildete Freiraum (3.2) mit einem spritzbaren und/oder preßbaren Füllmaterial (9) ausgefüllt ist.

11. Kugelgelenk nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß ein Wandteil (2.1) des Kugelgelenkgehäuses (2) die Lagerschale (5) am Pol (5.2) überragt und dieser Wandteil (2.1) oder ein Teil desselben nach innen gebördelt ist und daß der dann verbleibende Freiraum (3.2) mit dem Füllmaterial (9) ausgefüllt ist.

12. Kugelgelenk nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der nach außen überstehende Rand (5.1) der Lagerschale (5) an einem Anschlag (3.3) der Aussparung (3) des Kugelgelenkgehäuses (2) anliegt.

13. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Nasen (5.6) unter Vorspannung an der Innenwand (3.1) der Aussparung (3) anliegen.

14. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (9) aus einem Thermoplast oder Duroplast besteht.

15. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Füllmaterial (9) in an sich bekannter Weise mit die Festigkeit desselben erhöhenden Stoffen versetzt ist.