[go: up one dir, main page]

WO2007082509A1 - Kugelgelenk, sowie verfahren zur herstellung eines gelenkgehäuses - Google Patents

Kugelgelenk, sowie verfahren zur herstellung eines gelenkgehäuses Download PDF

Info

Publication number
WO2007082509A1
WO2007082509A1 PCT/DE2007/000077 DE2007000077W WO2007082509A1 WO 2007082509 A1 WO2007082509 A1 WO 2007082509A1 DE 2007000077 W DE2007000077 W DE 2007000077W WO 2007082509 A1 WO2007082509 A1 WO 2007082509A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
ball
joint
joint housing
housing
region
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Ceased
Application number
PCT/DE2007/000077
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Matthias Behre
Christian Maassmann
Jens Bach
Dirk Adamczyk
Reinhard STÖTERAU
Jean-Paul Castanet
Marc Rochigneux
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
ZF Friedrichshafen AG
Original Assignee
ZF Friedrichshafen AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to AU2007207211A priority Critical patent/AU2007207211A1/en
Priority to BRPI0707116-7A priority patent/BRPI0707116A2/pt
Priority to JP2008550630A priority patent/JP2009523971A/ja
Priority to US12/161,051 priority patent/US8747011B2/en
Publication of WO2007082509A1 publication Critical patent/WO2007082509A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623—Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628—Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633—Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04—Pivotal connections
    • F16C11/06—Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16C—SHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00—Pivots; Pivotal connections
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32606—Pivoted
    • Y10T403/32631—Universal ball and socket
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00—Joints and connections
    • Y10T403/32—Articulated members
    • Y10T403/32606—Pivoted
    • Y10T403/32631—Universal ball and socket
    • Y10T403/32737—Universal ball and socket including liner, shim, or discrete seat

Definitions

  • the invention relates to a ball joint, for example for an axle system, for a suspension, or for a pendulum support on a motor vehicle, according to the preamble of claim 1. Furthermore, the invention relates to a method for producing a joint housing for a ball joint according to the preamble of claim. 5
  • the requirements imposed on generic ball joints include in particular high specific load capacity and low bearing clearance both static and dynamic load case and low breakaway or operating torque, also low maintenance and maintenance as possible over the life of the motor vehicle or ball joint, the lowest possible mass and a small space requirement.
  • the production should be cost-effective if possible.
  • Such a ball joint is known for example from DE 101 63 147 Al.
  • This ball joint has a hollow-cylindrical joint housing, in the interior of which a bearing shell made of plastic is used for slidably receiving the ball joint arranged on a ball joint.
  • the bearing shell of the disclosed in the cited document ball joint is supported in the axial direction of the joint housing by means of two circumferential annular collars on the end faces of the joint housing.
  • the first of the two circumferential annular collars is integrally formed in this known ball joint from the outset on the plastic bearing shell, while the first annular collar opposite second collar of the bearing shell is generated in the known ball joint for geometrical reasons only after the insertion of the bearing shell in the joint housing of the ball joint.
  • the arranged in relation to the first annular collar on the opposite side of the housing second annular collar is then generated by means of a Umformverfährens from the previously still protruding annular collar of the spherical shell.
  • the cited document proposes thermal deformation or ultrasonic deformation.
  • the quality of often carried out by means of ultrasound beading of the annular collar of the spherical shell to the annular collar due to the up to both ends of the joint housing continuous recesses or elevations on the inner lateral surface of the joint housing potentially affected what the anchoring of the spherical shell in the joint housing and the tightness of the gap between Joint housing and ball socket can also affect.
  • the ball joint should in particular allow a good anchoring of the plastic bearing shell in the joint housing with better adherence to the provided joint prestressing or friction moments provided between the joint ball and ball shell and with a better long-term tightness of the gap between the joint housing and spherical shell.
  • the ball joint according to the invention in a manner known per se, has a substantially annular joint housing, in the essentially cylindrical interior of which a spherical shell can be arranged.
  • the ball of a ball stud is slidably receivable.
  • the joint housing in the region of its inner circumferential surface arranged elevations and / or depressions, which serve for positive interlocking between joint housing and spherical shell.
  • the ball joint is distinguished by the fact that the inner lateral surface of the joint housing is divided in the joint housing axial direction into at least two separate functional sections.
  • the inner circumferential surface of the joint housing in the region of a housing-lid-side functional portion is formed smooth cylindrical.
  • elevations and / or depressions are arranged only in the region of a ball-end-side functional section of the joint housing inner lateral surface.
  • this means that the joint housing is cylindrically smooth in the region of the axial outlet of its inner circumferential surface on the side facing away from the ball pin or facing the joint housing cover and has no elevations or depressions in this region.
  • the still existing outlet of the elevations or depressions of the ball-pivot-side functional area in the ball-pin side end face of the joint housing is unproblematic with respect to the tightness of the gap between joint housing and ball socket. This is in particular due to the fact that the ball-pin-side gap between joint housing and ball socket is additionally sealed and protected against the ingress of moisture or impurities by the joint-side bead of the sealing bellows of the ball joint.
  • the invention can be realized first of all independently of how the elevations or depressions are formed and arranged in the ball-pivot-side functional portion, as long as the geometry of the elevations or depressions allows secure and in particular rotationally fixed anchoring of the spherical shell in the joint housing.
  • the joint housing inner jacket surface is formed substantially prismatic with the elevations or depressions in the region of the ball stud-side functional portion.
  • the joint housing axis and the height of the imaginary prism formed by the joint housing inner lateral surface in the area of the ball-end-side functional section coincide, or are parallel to one another.
  • the basic shape of the joint housing inner lateral surface in the region of the ball pivot side functional portion is substantially cylindrical, wherein arranged on the joint housing inner lateral surface a plurality of blade-like elevations or a plurality of corresponding recesses are introduced.
  • Blade-like elevations are advantageous in that in this way a particularly good anti-rotation due to the secure plastic deformation of the outer circumferential surface of the spherical shell is achieved by the blade-like elevations.
  • Cutting-edge depressions lead to a particularly low plastic deformation of the ball shell during pressing, in the opening of the joint housing.
  • the proposed biasing force of the ball joint is maintained in this way particularly accurate, and there is a particularly secure, planar support of the ball shell with large radial forces.
  • the invention further relates to a method for producing a substantially annular joint housing for a ball joint by means of extrusion.
  • the joint housing in the region of its inner circumferential surface arranged elevations and / or depressions, which serve for toothing with the surface of a spherical shell to be arranged in the joint housing.
  • the method is characterized in that the inner lateral surface of the joint housing in the region of a housing cover side functional portion is smooth cylindrical, while the elevations and / or depressions are arranged only in the region of a ball journal side functional portion of Gelenkgeophuse- inner lateral surface.
  • both functional sections are produced as part of a single extrusion process.
  • the inventive method not only the basic shape of the joint housing is produced by an extrusion process, but that in one and the same extrusion process simultaneously the elevations or depressions are generated on the Irmenmantel Structure of the joint housing.
  • the elevations or depressions can be geometrically much more accurately finished, as is the case in the prior art, where the elevations or depressions by a subsequent Reaming be introduced into the previously manufactured joint housing.
  • the dimensional accuracy of the elevations or depressions on the inner lateral surface of the joint housing is determined essentially only by the extrusion tool, which, however, can be manufactured with very small tolerances.
  • the smooth cylindrical, the housing cover-side functional portion of the joint housing thus not only leads to a better and more accurate guidance and positioning of the ball socket in the joint housing, but also allows a better and voUflambaigere conditioning of the generally generated by ultrasonic flaring housing cover side annular collar of the spherical shell in the assembly of the ball joint.
  • the positive interlocking between the outer circumferential surface of the spherical shell and the inner circumferential surface of the joint housing is simultaneously ensured.
  • the articulated housing inner lateral surface is preferably formed substantially prismatically, wherein the articulation housing axis and the height of the prism are parallel or coincide.
  • FIG. 2 in a figure 1 corresponding representation and view the
  • FIG. 3 is a schematic representation of the joint housing of a ball joint according to the prior art in longitudinal section;
  • FIG. 4 in a figure 3 corresponding representation and view an enlarged detail of the joint housing according to Figure 3;
  • FIG. 5 is a schematic representation of the joint housing according to Figures 3 and 4 in plan view.
  • FIG. 6 in a figure 5 corresponding representation and view an enlarged detail of the joint housing according to Figure 5;
  • FIG. 8 in a figure 4 corresponding representation and view an enlarged detail of the joint housing according to Figure 7;
  • FIG. 10 in a figure 6 corresponding representation and view an enlarged detail of the joint housing according to Figure 9;
  • FIG 11 is a schematic isometric view of a section of a joint housing according to another embodiment of the invention.
  • Figures 1 and 2 each show a schematic sectional view of the housing portion of a ball joint according to the prior art.
  • the existing plastic ball socket 1 with the therein ball joint 2 of the ball stud still in the original, not flared state with the protruding beyond the joint housing 3.
  • Ring collar 4 while in the illustration of Figure 2, the annular collar was crimped by means of ultrasonic electrode to the annular collar 5.
  • the sealing bellows 6 of the ball joint shown only partially, reinforced by the annular spring 7, the ball spigot-side annular gap between the joint housing 3 and spherical shell 1 optimally seals against moisture or impurities and protects.
  • the housing cover-side annular gap 8 between the joint housing 3 and ball shell 1 is exposed to environmental influences largely unprotected, which is why it can come in the generic ball joints according to the prior art in this area to the penetration of foreign substances or impurities, with the above-described adverse effects in terms of Life of the ball joint.
  • the joint housing 3 according to FIGS. 7 to 10 has in each case two different functional sections 13 and 14, respectively, in the joint housing axial direction.
  • the drawing-related lower, generally ball-tapped function section 13 similar to the entire inner circumferential surface 9 of the joint housing 3 according to FIGS. 3 to 6, serves as blade-shaped elevations 10 (FIGS. 7 to 10) or as blade-shaped impressions 15 (FIG. 11).
  • the effective anti-rotation between the joint housing 3 and the ball cup 1 to be pressed therein preferably made of plastic.
  • the joint housing 3 according to Figure 7 to 11 each have a further functional portion 14.
  • This drawing-related upper, generally on the housing side disposed functional portion 14 of the joint housing 14 is formed substantially smooth cylindrical and thus serves on the one hand the particularly accurate recording and centering of the not specifically shown here spherical shell 1 in the joint housing 3.
  • the smooth cylindrical functional portion 14 at State of the art existing problem of impairment of the tightness of the housing cover-side gap 8 between ball socket 1 and joint housing 3 defused or eliminated. Because the spherical shell 1, thanks to the smooth cylindrical functional portion 14, first of all abut now over its entire circumference and thus closely against this functional portion 14 of the inner circumferential surface of the joint housing 3.
  • both functional portions 13 and 14 so both the ball-pivot-side functional portion 13 with the blade-shaped elevations 10 and indentations 15, and the housing cover-side functional portion 14 with the smooth cylindrical inner surface of the joint housing 3, in one and the same extrusion tool and a and the same extrusion process are also always ensured that the blade-shaped elevations 10 and indentations 15 dimensionally exactly correspond to the specification and are also arranged exactly concentric with the inner circumferential surface 13, 14 of the joint housing.
  • the joint housing 3 according to FIG. 11 essentially differs from the joint housing 3 according to FIGS. 7 to 10 only in that - instead of the blade-shaped elevations 10 present in the joint housing 3 according to FIGS. 7 to 10 in the area of the ball pivot-side functional section 13 - in the joint housing 3 According to FIG. 11, blade-shaped recesses 15 or indentations 15 are instead arranged in the same region 13.
  • the ball socket 1 can be pressed into the opening of the joint housing 3 with particularly small plastic deformations.
  • the provided biasing force of the ball joint in this embodiment can be maintained particularly accurately, and it results in a particularly secure, planar support of the ball shell 1 with the smallest acting on the spherical shell 1 notch effect, especially when large radial forces.
  • a ball joint or a method for its production is provided by the over the prior art significant advantages due to improved anchoring of the plastic bearing shell in the joint housing, while improving the tightness of the gap between the joint housing and spherical shell.
  • Even with the present invention more precisely reproducible tolerances with respect to the joint prestress or with respect to the intended friction moments between the joint ball and ball shell improvements in terms of reliability and durability of the ball joint can be achieved.
  • the manufacturing costs for the ball joint are not increased, but it is due to the integration of previously separate operations even rather a considerable potential for cost reduction.
  • the invention thus makes an important contribution with regard to qualitative and constructive improvements in ball joints, in particular of ball joints on motor vehicles, for example for pendulum supports, as well as in terms of the resistance of such ball joints to environmental effects.
  • the user permanently increasing demands on generic ball joints can be better met without this, however, cost increases in the manufacture and assembly of the ball joints would be connected.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, beispielsweise für ein Achssystem eines Kraftfahrzeugs, sowie ferner ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für ein Kugelgelenk. Das Kugelgelenk besitzt ein im Wesentlichen ringförmiges Gelenkgehäuse (3), in dessen zylinderförmigem Innenraum eine Kugelschale (I] anordenbar ist. In der Kugelschale ist (l) die Kugel (2) eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnehmbar und das Gelenkgehäuse (3) besitzt im Bereich seiner Innenmantelfläche (13, 14) angeordnete Erhebungen (10) und/oder Vertiefungen (15) zur Verzahnung mit der Oberfläche der Kugelschale (l). Erfindungsgemäß zeichnet sich das Kugelgelenk dadurch aus, dass die Innenmantelfläche (13, 14) des Gelenkgehäuses (3) in gelenkgehäuseaxialer Richtung in zumindest zwei separate Funktionsabschnitte (13, 14) unterteilt ist, wobei die Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich eines gehäusedeckelseitigen Funktionsabschnitts (14) glatt zylindrisch ausgebildet ist, während die Erhebungen (10) und/oder Vertiefungen (15) im Bereich eines kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche angeordnet sind. Das erfindungsgemäße Kugelgelenk bietet eine feste Verankerung der Kunststofflagerschale im Gelenkgehäuse bei gleichzeitiger Verbesserung der Dichtigkeit des Spalts zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale. Ferner sind Gelenkvorspannung und Reibmomente zwischen Gelenkkugel und Kugelschale besser reproduzierbar.

Description

Kugelgelenk, sowie Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses
Beschreibung
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, beispielsweise für ein Achssystem, für eine Radaufhängung, oder für eine Pendelstütze an einem Kraftfahrzeug, nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses für ein Kugelgelenk gemäß dem Oberbegriff von Patentanspruch 5.
Die an gattungsgemäße Kugelgelenke gestellten Anforderungen umfassen insbesondere hohe spezifische Belastbarkeit und geringes Lagerspiel sowohl im statischen als auch im dynamischen Belastungsfall sowie geringes Losbrech- bzw. Betriebsdrehmoment, ferner geringen Wartungsbedarf bzw. Wartungsfreiheit möglichst über die Lebensdauer des Kraftfahrzeugs bzw. Kugelgelenks, eine möglichst geringe Masse und einen geringen Bauraumbedarf. Darüber hinaus soll die Herstellung nach Möglichkeit kostengünstig erfolgen.
Ein derartiges Kugelgelenk ist beispielsweise aus der DE 101 63 147 Al bekannt. Dieses Kugelgelenk weist ein hohlzylinderförmiges Gelenkgehäuse auf, in dessen Innenraum eine Lagerschale aus Kunststoff zur gleitbeweglichen Aufnahme der auf einem Kugelzapfen angeordneten Gelenkkugel eingesetzt ist. Die Lagerschale des in der genannten Schrift offenbarten Kugelgelenks stützt sich dabei in axialer Richtung des Gelenkgehäuses mittels zweier umlaufender Ringbünde an den Stirnseiten des Gelenkgehäuses ab.
Der erste der beiden umlaufenden Ringbünde ist bei diesem bekannten Kugelgelenk bereits von vorneherein an die Kunststofflagerschale angeformt, während der dem ersten Ringbund gegenüberliegende zweite Ringbund der Lagerschale bei dem bekannten Kugelgelenk aus geometrischen Gründen erst nach dem Einführen der Lagerschale in das Gelenkgehäuse des Kugelgelenks erzeugt wird.
Mit anderen Worten wird beim Zusammenbau des bekannten Kugelgelenks die Lagerschale - zusammen mit dem darin bereits angeordneten Kugelzapfen - in das Gehäuse eingeführt dergestalt, dass sich der erste Ringbund an einer ersten, zumeist kugelzapfenseitigen Stirnfläche des Gehäuses abstützt. Der in Bezug auf den ersten Ringbund auf der gegenüberliegenden Gehäuseseite angeordnete zweite Ringbund wird sodann mittels eines Umformverfährens aus dem zuvor noch überstehenden Ringkragen der Kugelschale erzeugt. Für das Umformen des Ringkragens zum Ringbund schlägt die zitierte Druckschrift thermische Umformung oder Ultraschallumformung vor.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass eine dergestalt ausgeführte Verankerung der Kunststofflagerschale im Gelenkgehäuse den zunehmenden Anforderungen an Belastbarkeit, Ausfallsicherheit und Witterungsbeständigkeit bei gattungsgemäßen Kugelgelenken nicht immer gerecht wird. Insbesondere kann es dabei über der Lebensdauer des Kugelgelenks hinweg zu einer Lockerung der Kugelschale im Gelenkgehäuse kommen. Auf diese Weise können sodann unerwünschte Relativbewegungen zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale auftreten, die infolge der damit verbundenen Reibung sowie infolge des Eindringens von Verunreinigungen zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse zu einem Verschleiß insbesondere der Kugelschale im Bereich deren Außenumfangs führen können, wodurch das Kugelgelenk schließlich vorzeitig ausfallen kann. In der genannten Druckschrift DE 101 63 147 Al wird zur Lösung dieser Problematik vorgeschlagen, im Bereich der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses über die gesamte Höhe des Gehäuses Erhebungen und/oder Vertiefungen wie beispielsweise Innenecken, Schneiden oder Riefen anzuordnen. Bei der Montage des Kugelgelenks wird sodarm die gegenüber dem Gelenkgehäuse ein gewisses Übermaß aufweisende Kugelschale, die unverändert eine im Wesentlichen zylindrische Außenmantelfläche aufweist, mit der darin enthaltenen Gelenkkugel in den Innenraum des Gelenkgehäuses eingeführt bzw. eingepresst. Bei diesem Einpressvorgang wird die Außenmantelfläche der Kugelschale entsprechend der Ausprägung bzw. Formgebung der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses in einem gewissen Umfang plastisch verformt, wodurch sich eine verbesserte, formschlüssige Verbindung zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale ergibt.
Es hat sich jedoch gezeigt, dass bei dergestalt ausgebildeten Gelenkgehäusen mit auf der Innenmantelfläche angeordneten Erhebungen bzw. Vertiefungen zur formschlüssigen Verzahnung mit der Kugelschale nach wie vor Korrosion zwischen der Außenmantelfläche der Kugelschale und der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses auftrat. Wie die Anmelderin festgestellt hat, hegt dies insbesondere darin begründet, dass gerade aufgrund der über die gesamte Höhe des Gelenkgehäuses durchgehenden Erhebungen bzw. Vertiefungen nach wie vor Wasser bzw. Verschmutzungen zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse eindringen konnte.
Auch die an beiden Enden des Gelenkgehäuses stirnseitig angeordneten Ringbünde der Kugelschale können dies nicht gänzlich verhindern. Dies hängt einerseits damit zusammen, dass eine genügende axiale Vorspannung der Kugelschale im Gelenkgehäuse - nach der Umformung des überstehenden Ringkragens der Kugelschale zum Ringbund - nicht immer gewährleistet werden kann. Andererseits hängen diese Undichtigkeiten zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse, wie die Anmelderin herausgefunden hat, insbesondere damit zusammen, dass aufgrund der im Gelenkgehäuse auf dessen gesamte Höhe angeordneten Erhebungen bzw. Vertiefungen oftmals eine nicht mehr ausreichend große und glatte stirnseitige Anlagefläche für den entsprechenden Ringbund der Kugelschale zur Verfügung steht.
Auch wird die Qualität der häufig mittels Ultraschall erfolgenden Umbördelung des Ringkragens der Kugelschale zum Ringbund aufgrund der bis zu beiden Stirnseiten des Gelenkgehäuses durchgehenden Vertiefungen bzw. Erhebungen auf der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses potentiell beeinträchtigt, was die Verankerung der Kugelschale im Gelenkgehäuse sowie die Dichtigkeit des Spalts zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale ebenfalls beeinträchtigen kann.
Ein weiterer bei den aus dem genannten Stand der Technik bekannten Kugelgelenken auftretender nachteiliger Effekt der auf der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses angeordneten durchgehenden Erhebungen bzw. Vertiefungen liegt darin, dass diese Erhebungen bzw. Vertiefungen im Stand der Technik erst nachträglich an dem zuvor gefertigten Gelenkgehäuse, beispielsweise mittels Prägen oder Räumen, angebracht werden.
Bei dieser nachträglichen Erzeugung der Erhebungen bzw. Vertiefungen entstehen häufig, entweder aufgrund von Ungenauigkeiten und Toleranzen des nachträglichen Arbeitsgangs, oder aber aufgrund bereits bei der Herstellung des Rohlings für das Gelenkgehäuse aufgetretener unterschiedlicher Materialanhäufungen, entlang des Umfangs des Gelenkgehäuses unterschiedlich hohe Erhebungen bzw. unterschiedlich tiefe Vertiefungen auf der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses. Derartige unterschiedliche Erhebungen oder Vertiefungen bzw. Unrundheiten des Gelenkgehäuses können sodann zu einer ungleichmäßigen bzw. erhöhten radialen Vorspannung zwischen Kugelschale und Gelenkkugel des Kugelgelenks führen.
Auch dies hat - neben der damit verbundenen Schwergängigkeit des Kugelgelenks - wieder einen erhöhten Gelenkverschleiß und damit eine Reduktion der Lebensdauer des Kugelgelenks zur Folge, bzw. bringt die Gefahr des vorzeitigen Versagens des Kugelgelenks mit sich, die insbesondere bei sicherheitsrelevanten Anwendungen beispielsweise am Kraftfahrzeug nicht in Kauf genommen werden kann.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass eine dergestalt mittels durchgehender Erhebungen bzw. Vertiefungen im Gelenkgehäuse fixierte Kunststofflagerschale die heute bestehenden Anforderungen an Kugelgelenke bezüglich Einhaltung der vorgesehenen Reibmomente und Lebensdauerforderungen oft nicht mehr erfüllen kann. Dies ist umso mehr dann der Fall, wenn während des Einsatzes derartiger Kugelgelenke weitere belastende Einflüsse wie beispielsweise starke Vibrationen, aggressive Medien und/oder Abrasivstoffe wie Schmutz- oder Sandpartikel auf das" Kugelgelenk einwirken.
Mit diesem Hintergrund ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Kugelgelenk zu schaffen, das die genannten Nachteile überwindet. Das Kugelgelenk soll dabei insbesondere eine gute Verankerung der Kunststofflagerschale im Gelenkgehäuse mit einer besseren Einhaltung der vorgesehenen Gelenkvorspannung bzw. der vorgesehenen Reibmomente zwischen Gelenkkugel und Kugelschale sowie mit einer besseren Langzeit-Dichtigkeit des Spalts zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale ermöglichen.
Diese Aufgabe wird durch ein Kugelgelenk mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1, bzw. durch ein Herstellungsverfahren für ein Gelenkgehäuse eines Kugelgelenks mit den Merkmalen des Patentanspruchs 5 gelöst.
Das Kugelgelenk gemäß der Erfindung weist dabei in an sich zunächst bekannter Weise ein im Wesentlichen ringförmiges Gelenkgehäuse auf, in dessen im Wesentlichen zylinderförmigem Innenraum eine Kugelschale anordenbar ist. In der Kugelschale ist die Kugel eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnehmbar. Ferner weist das Gelenkgehäuse im Bereich seiner Innenmantelfläche angeordnete Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, die zur formschlüssigen Verzahnung zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale dienen. Erfindungsgemäß zeichnet sich das Kugelgelenk jedoch dadurch aus, dass die Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses in gelenkgehäuseaxialer Richtung in zumindest zwei separate Funktionsabschnitte unterteilt ist. Dabei ist die Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses im Bereich eines gehäusedeckelseitigen Funktionsabschnitts glatt zylindrisch ausgebildet. Gleichzeitig sind Erhebungen und/oder Vertiefungen lediglich im Bereich eines kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts der Gelenkgehäuse- Innenmantelfläche angeordnet.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass das Gelenkgehäuse im Bereich des axialen Auslaufs seiner Innenmantelfläche auf der dem Kugelzapfen abgewandten bzw. dem Gelenkgehäusedeckel zugewandten Seite zylindrisch glatt ist und in diesem Bereich keinerlei Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweist. Hierdurch wird bei der Montage des Kugelgelenks nicht nur eine bessere und exaktere Führung und Positionierung der Kugelschale im Gelenkgehäuse erreicht, sondern es wird insbesondere auch eine bessere und vollflächigere Anlage des zumeist durch Ultraschallbördelung erzeugten gehäusedeckelseitigen Ringbundes der Kugelschale erzielt. Gleichzeitig wird durch die in dem weiteren, kugelzapfenseitigen Funktionsbereich angeordneten Erhebungen bzw. Vertiefungen der Irmenmantelfläche des Gelenkgehäuses weiterhin eine gute formschlüssige Verzahnung zwischen der Außenmantelfläche der Kugelschale und der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses sichergestellt.
Der nach wie vor vorhandene Auslauf der Erhebungen bzw. Vertiefungen des kugelzapfenseitigen Funktionsbereichs in die kugelzapfenseitige Stirnseite des Gelenkgehäuses ist bezüglich der Dichtigkeit des Spalts zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale dabei unproblematisch. Dies hängt insbesondere damit zusammen, dass der kugelzapfenseitige Spalt zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale durch den zumeist dort angeordneten gelenkseitigen Wulst des Dichtungsbalgs des Kugelgelenks zusätzlich gegen das Eindringen von Feuchtigkeit bzw. Verunreinigungen abgedichtet und geschützt wird. Die Erfindung lässt sich zunächst einmal verwirklichen unabhängig davon, wie die Erhebungen bzw. Vertiefungen in dem kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitt ausgeformt und angeordnet sind, solange die Geometrie der Erhebungen bzw. Vertiefungen eine sichere und insbesondere drehfeste Verankerung der Kugelschale im Gelenkgehäuse erlaubt.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch die Gelenkgehäuse-Innerunantelfläche mit den Erhebungen bzw. Vertiefungen im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts im Wesentlichen prismatisch ausgeformt. Dabei fallen Gelenkgehäuseachse und Höhe des durch die Gelenkgehäuse- Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts gebildeten gedachten Prismas zusammen, bzw. sind parallel zueinander.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass die Erhebungen bzw. Vertiefungen sich achsparallel über die gesamte Länge des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts erstrecken und dabei einen unveränderlichen Querschnitt aufweisen. Auf diese Weise werden Hiαterschnitte im Bereich der Erhebungen bzw. Vertiefungen vermieden, und das Gelenkgehäuse kann nach der vorzugsweise durch Kaltfließpressen erfolgten Fertigung leicht entformt werden.
Gemäß weiterer, ebenfalls besonders bevorzugter Ausführungsformen der Erfindung ist die Grundform der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts im Wesentlichen zylindrisch ausgebildet, wobei auf der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche eine Vielzahl von schneidenartigen Erhebungen angeordnet bzw. eine Vielzahl von entsprechenden Vertiefungen eingebracht sind.
Schneidenartige Erhebungen sind insofern vorteilhaft, als auf diese Weise eine besonders gute Verdrehsicherung aufgrund der sicheren plastischen Verformung der Außenmantelfläche der Kugelschale durch die schneidenartigen Erhebungen erreicht wird. Schneidenförmige Vertiefungen hingegen führen zu einer besonders geringen plastischen Verformung der Kugelschale beim Einpressen, in die Öffnung des Gelenkgehäuses. Ferner wird die vorgesehene Vorspannkraft des Kugelgelenks auf diese Weise besonders exakt eingehalten, und es ergibt sich eine besonders sichere, flächige Abstützung der Kugelschale bei großen radialen Kräften.
Die Erfindung betrifft ferner ein Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen ringförmigen Gelenkgehäuses für ein Kugelgelenk mittels Fließpressen. Dabei weist das Gelenkgehäuse im Bereich seiner Innenmantelfläche angeordnete Erhebungen und/oder Vertiefungen auf, die zur Verzahnung mit der Oberfläche einer im Gelenkgehäuse anzuordnenden Kugelschale dienen.
Erfindungsgemäß zeichnet sich das Verfahren dadurch aus, dass die Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses im Bereich eines gehäusedeckelseitigen Funktionsabschnitts glatt zylindrisch ausgebildet ist, während die Erhebungen und/oder Vertiefungen lediglich im Bereich eines kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts der Gelenkgehäuse- Innenmantelfläche angeordnet sind. Zudem werden beide Funktionsabschnitte im Rahmen eines einzigen Fließpressvorgangs erzeugt.
Dies bedeutet mit anderen Worten, dass nach dem erfindungsgemäßen Verfahren insbesondere nicht nur die Grundform des Gelenkgehäuses durch einen Fließpressvorgang erzeugt wird, sondern dass in ein und demselben Fließpressvorgang gleichzeitig auch die Erhebungen bzw. Vertiefungen auf der Irmenmantelfläche des Gelenkgehäuses erzeugt werden. Auf diese Weise lassen sich die Erhebungen bzw. Vertiefungen geometrisch sehr viel exakter fertigen, als dies beim Stand der Technik der Fall ist, wo die Erhebungen bzw. Vertiefungen durch einen nachträglichen Prägebzw. Räumvorgang in das zuvor gefertigte Gelenkgehäuse eingebracht werden. Denn bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die maßliche Genauigkeit der Erhebungen bzw. Vertiefungen an der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses im Wesentlichen nur noch durch das Fließpresswerkzeug bestimmt, welches jedoch mit sehr geringen Toleranzen gefertigt werden kann. In demselben Fließpressvorgang wird ferner nicht nur die Grundform des Gelenkgehäuses sowie der die Erhebungen bzw. Vertiefungen aufweisende kugelzapfenseitige Funktionsabschnitt des Gelenkgehäuses gefertigt, sondern gleichzeitig auch noch der glatt zylindrische gehäusedeckelseitige Funktionsabschnitt, der zur weiter verbesserten Zentrierung der Kugelschale im Gelenkgehäuse sowie insbesondere zur besseren Abdichtung des Spalts zwischen Kugelschale und Gelenkgehäuse dient.
Der glatt zylindrische, gehäusedeckelseitige Funktionsabschnitt des Gelenkgehäuses führt bei der Montage des Kugelgelenks somit nicht nur zu einer besseren und exakteren Führung und Positionierung der Kugelschale im Gelenkgehäuse, sondern erlaubt auch eine bessere und voUflächigere Anlage des im Allgemeinen durch Ultraschallbördelung erzeugten gehäusedeckelseitigen Ringbundes der Kugelschale.
Durch die in dem kugelzapfenseitigen Funktionsbereich angeordneten Erhebungen bzw. Vertiefungen an der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses wird gleichzeitig die formschlüssige Verzahnung zwischen der Außenmantelfläche der Kugelschale und der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses sichergestellt.
Bevorzugt ist dabei die Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche, mit den Erhebungen bzw. Vertiefungen im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts, im Wesentlichen prismatisch ausgeformt, wobei Gelenkgehäuseachse und Höhe des Prismas parallel sind bzw. zusammenfallen.
Dadurch werden im Bereich der Erhebungen bzw. Vertiefungen Hinterschnitte in Entformungsrichtung vermieden, und das Gelenkgehäuse kann nach der durch Kaltfließpressen erfolgten Fertigung leicht aus der Fließpressform entfernt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1 in schematischer Darstellung ein Kugelgelenk gemäß dem Stand der
Technik im Längsschnitt vor der Ultraschallbördelung;
Fig. 2 in einer Figur 1 entsprechenden Darstellung und Ansicht das
Kugelgelenk gemäß Figur 1 nach der Ultraschallbördelung;
Fig. 3 in schematischer Darstellung das Gelenkgehäuse eines Kugelgelenks gemäß dem Stand der Technik im Längsschnitt;
Fig. 4 in einer Figur 3 entsprechenden Darstellung und Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gelenkgehäuse gemäß Figur 3;
Fig. 5 in schematischer Darstellung das Gelenkgehäuse gemäß Figur 3 und 4 in der Draufsicht;
Fig. 6 in einer Figur 5 entsprechenden Darstellung und Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gelenkgehäuse gemäß Figur 5;
Fig. 7 in einer Figur 3 entsprechenden Darstellung und Ansicht ein
Gelenkgehäuse gemäß einer Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 8 in einer Figur 4 entsprechenden Darstellung und Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gelenkgehäuse gemäß Figur 7;
Fig. 9 in einer Figur 5 entsprechenden Darstellung und Ansicht das
Gelenkgehäuse gemäß Figur 7 und 8 in der Draufsicht;
Fig. 10 in einer Figur 6 entsprechenden Darstellung und Ansicht einen vergrößerten Ausschnitt aus dem Gelenkgehäuse gemäß Figur 9; und
Fig. 11 in einer schematischen isometrischen Darstellung einen Ausschnitt aus einem Gelenkgehäuse gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung. Die Figur 1 und 2 zeigen jeweils in schematischer Schnittdarstellung den Gehäusebereich eines Kugelgelenks gemäß dem Stand der Technik. Dabei befindet sich in der Darstellung der Figur 1 die aus Kunststoff bestehende Kugelschale 1 mit der darin angeordneten Gelenkkugel 2 des Kugelzapfens noch im ursprünglichen, nicht gebördelten Zustand mit dem über das Gelenkgehäuse 3 hinausragenden. Ringkragen 4, während in der Darstellung der Figur 2 der Ringkragen mittels Ultraschallelektrode zum Ringbund 5 umgebördelt wurde.
Man erkennt, dass der nur teilweise dargestellte Dichtungsbalg 6 des Kugelgelenks, verstärkt durch die Ringfeder 7, den kugelzapfenseitigen ringförmigen Spalt zwischen Gelenkgehäuse 3 und Kugelschale 1 optimal gegen eindringende Feuchtigkeit bzw. Verunreinigungen abdichtet und schützt. Dahingegen ist der gehäusedeckelseitige Ringspalt 8 zwischen Gelenkgehäuse 3 und Kugelschale 1 weitgehend ungeschützt den Umgebungseinflüssen ausgesetzt, weshalb es bei den gattungsgemäßen Kugelgelenken gemäß dem Stand der Technik in diesem Bereich zum Eindringen von Fremdstoffen bzw. Verunreinigungen kommen kann, mit den eingangs beschriebenen nachteiligen Auswirkungen bezüglich der Lebensdauer des Kugelgelenks.
Aus den Figur 3 bis 6 geht der Aufbau des Gelenkgehäuses 3 des aus dem Stand der Technik bekannten Kugelgelenks gemäß Figur 1 und 2 vergrößert und weiter verdeutlicht hervor. Man erkennt insbesondere, dass die InnenmanteMäche 9 des Gelenkgehäuses 3 mit kleinen schneidenförmigen Erhebungen 10 versehen ist, wodurch sich zunächst einmal eine effektive Verdrehsicherung zwischen dem Gelenkgehäuse 3 und der darin einzupressenden Kugelschale 1 ergibt.
Zusätzlich weist das dargestellte, aus dem Stand der Technik bekannte Kugelgelenk im Bereich der gehäusedeckelseitigen Stirnseite 11 des Gelenkgehäuses 3 eine Anzahl von regelmäßig entlang des Umfangs verteilten pyramidenförmigen Einprägungen 12 auf, die ebenfalls der weiteren Verbesserung der Verdrehsicherung zwischen Gelenkgehäuse 3 und Kugelschale 4 dienen. Diese beiden Maßnahmen - also die schneidenförmigen Erhebungen 10 und die pyramidenförmigen Einprägungen 12 des Gelenkgehäuses 3 - führen jedoch zu der eingangs beschriebenen Problematik, dass hierdurch die Dichtigkeit insbesondere im Bereich der gehäusedeckelseitigen Stirnfläche 11 des Gelenkgehäuses 3 gegenüber dem dort bei 8, vgl. Figur 2, anliegenden Ringbund 5 der Kugelschale 1 beeinträchtigt ist.
Dies führt dazu, dass Fremdstoffe, Wasser bzw. Verunreinigungen im. Bereich des gehäusedeckelseitigen Spalts 8 zwischen Gelenkgehäuse 3 und Kugelschale 1 erleichterten Zugang finden, was wie beschrieben zum vorzeitigen Ausfall des Kugelgelenks führen kann.
Demgegenüber weist ein erfindungsgemäß gestaltetes Kugelgelenk mit einem Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 7 bis 10, bzw. mit einem Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 11, verbesserte Eigenschaften insbesondere bezüglich der Dichtigkeit des gehäusedeckelseitigen Spalts 8 zwischen Gelenkgehäuse 3 und Kugelschale 1 auf.
Man erkennt, dass das Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 7 bis 10, wie auch das Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 11, jeweils zwei in gelenkgehäuseaxialer Richtung unterschiedliche Funktionsabschnitte 13 bzw. 14 aufweist. Dabei dient der zeichnungsbezogen untere, im Allgemeinen kugelzapf enseitige Funktionsabschnitt 13, ähnlich wie die gesamte Innenmantelfläche 9 des Gelenkgehäuses 3 gemäß Figur 3 bis 6, anhand von schneidenförmigen Erhebungen 10 (Figur 7 bis 10) bzw. anhand von schneidenförmigen Einprägungen 15 (Figur 11] ebenso wieder der wirksamen Verdrehsicherung zwischen dem Gelenkgehäuse 3 und der darin einzupressenden Kugelschale 1 vorzugsweise aus Kunststoff.
Zusätzlich weisen jedoch die Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 7 bis 11 jeweils einen weiteren Funktionsabschnitt 14 auf. Dieser zeichnungsbezogen obere, im Allgemeinen gehäusedeckelseitig angeordnete Funktionsabschnitt 14 des Gelenkgehäuses 14 ist im Wesentlichen glatt zylindrisch ausgebildet und dient damit einerseits der besonders exakten Aufnahme und Zentrierung der hier nicht eigens dargestellten Kugelschale 1 im Gelenkgehäuse 3. Andererseits wird mit dem glatt zylindrischen Funktionsabschnitt 14 die beim Stand der Technik vorhandene Problematik der Beeinträchtigung der Dichtigkeit des gehäusedeckelseitigen Spalts 8 zwischen Kugelschale 1 und Gelenkgehäuse 3 entschärft bzw. eliminiert. Denn die Kugelschale 1 kann dank des glatt zylindrischen Funktionsabschnitts 14 zunächst einmal auf ihrem gesamten Umfang nunmehr vollflächig und damit dicht an diesem Funktionsabschnitt 14 der Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses 3 anliegen. Ferner ergibt sich auch eine glatte, ungestörte und breite stirnseitige Anlagefläche 16 für den umgebördelten, gehäusedeckelseitigen Ringkragen bzw. Ringbund 5, vgl. Figur 2, wodurch sich die Dichtigkeit des gehäusedeckelseitigen Spalts 8 zwischen Kugelschale 1 und Gelenkgehäuse 3 weiter verbessern lässt.
Da gemäß der Erfindung beide Funktionsabschnitte 13 und 14, also sowohl der kugelzapfenseitige Funktionsabschnitt 13 mit den schneidenförmigen Erhebungen 10 bzw. Einprägungen 15, als auch der gehäusedeckelseitige Funktionsabschnitt 14 mit der dort glatt zylindrischen Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses 3, in ein und demselben Fließpresswerkzeug und bei ein und demselben Fließpressvorgang erzeugt werden, ist zudem stets gewährleistet, dass die schneidenförmigen Erhebungen 10 bzw. Einprägungen 15 maßlich exakt der Vorgabe entsprechen und zudem exakt konzentrisch zur Innenmantelfläche 13, 14 des Gelenkgehäuses angeordnet sind.
Auf diese Weise ergibt sich eine äußerst geringe Streuungsbreite bezüglich der beim Einpressen der Kugelschale 1 in das Gelenkgehäuse 3 resultierenden Vorspannkräfte im Kugelgelenk, womit auch die zwischen Gelenkkugel 2 und Kugelschale 1 auftretenden Reibmomente exakt und reproduzierbar gemäß der konstruktiven Vorgabe eingestellt werden können.
Das Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 11 unterscheidet sich von dem Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 7 bis 10 im Wesentlichen lediglich dadurch, dass - anstelle der bei dem Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 7 bis 10 vorhandenen schneidenförmigen Erhebungen 10 im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts 13 - bei dem Gelenkgehäuse 3 gemäß Figur 11 in demselben Bereich 13 stattdessen schneidenförmige Vertiefungen 15 bzw. Einprägungen 15 angeordnet sind. Auf diese Weise lässt sich die Kugelschale 1 unter besonders geringen plastischen Verformungen in die Öffnung des Gelenkgehäuses 3 einpressen. Ferner lässt sich die vorgesehene Vorspannkraft des Kugelgelenks bei dieser Ausführungsform besonders exakt einhalten, und es ergibt sich eine besonders sichere, flächige Abstützung der Kugelschale 1 mit geringster auf die Kugelschale 1 einwirkender Kerbwirkung, insbesondere bei auftretenden großen radialen Kräften.
Im Ergebnis wird damit deutlich, dass mit der Erfindung ein Kugelgelenk bzw. ein Verfahren zu dessen Herstellung geschaffen wird, durch das sich gegenüber dem Stand der Technik maßgebliche Vorteile aufgrund einer verbesserten Verankerung der Kunststofflagerschale im Gelenkgehäuse, bei gleichzeitiger Verbesserung der Dichtigkeit des Spalts zwischen Gelenkgehäuse und Kugelschale ergeben. Auch mit den erfindungsgemäß genauer reproduzierbaren Toleranzen bezüglich der Gelenkvorspannung bzw. bezüglich der vorgesehenen Reibmomente zwischen Gelenkkugel und Kugelschale werden Verbesserungen in Bezug auf Ausfallsicherheit und Lebensdauer des Kugelgelenks erreicht. Dabei werden jedoch gleichzeitig die Herstellungskosten für das Kugelgelenk nicht erhöht, sondern es ergibt sich aufgrund der Integration zuvor separater Arbeitsgänge sogar vielmehr ein nicht unerhebliches Potenzial zur Kostenreduktion.
Die Erfindung leistet somit einen wichtigen Beitrag hinsichtlich qualitativer und konstruktiver Verbesserungen bei Kugelgelenken, insbesondere von Kugelgelenken am Kraftfahrzeug, beispielsweise für Pendelstützen, sowie hinsichtlich der Widerstandsfähigkeit solcher Kugelgelenke gegenüber Umgebungsemwirkungen. Auf diese Weise können dank der Erfindung die anwenderseitig permanent steigenden Anforderungen an gattungsgemäße Kugelgelenke besser erfüllt werden, ohne dass damit jedoch Kostensteigerungen in Herstellung und Montage der Kugelgelenke verbunden wären. Bezugszeichenliste
1 Kugelschale
2 Gelenkkugel
3 Gelenkgehäuse
4 Ringkragen
5 Ringbund
6 Elastomerbalg
7 Ringfeder
8 Spalt
9 Innenmantelfläche
10 Schneidenförmige Erhebung
11 Stirnfläche
12 Pyramidenförmige Einkerbung
13 Innenmantelflächen-Funktionsbereich
14 Innenmantelflächen-Funktionsbereich
15 Schneidenförmige Einprägung
16 Stirnfläche

Claims

Patentansprüche
1. Kugelgelenk, beispielsweise für eine Pendelstütze oder für ein Achssystem eines
Kraftfahrzeugs, mit einem im Wesentlichen ringförmigen Gelenkgehäuse (3), in dessen im Wesentlichen zylinderförmigem Innenraum eine Kugelschale (1) anordenbar ist, wobei in der Kugelschale (1) die Kugel (2) eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnehmbar ist, das Gelenkgehäuse (3) aufweisend im Bereich seiner Innenmantelfläche (13, 14) angeordnete Erhebungen (10) und/oder Vertiefungen (15) zur Verzahnung mit der Oberfläche der Kugelschale (I], dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche (13, 14) des Gelenkgehäuses (3) in gelenkgehäuseaxialer Richtung in zumindest zwei separate Funktionsabschnitte (13, 14) unterteilt ist, wobei die Gelenkgehäuse-InnenmanteMäche im Bereich eines gehäusedeckelseitigen Funktionsabschnitts (14) glatt zylindrisch ausgebildet ist, während die Erhebungen (10) und/oder Vertiefungen (15) im Bereich eines kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche angeordnet sind.
2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsahschnitts (13) im Wesentlichen prismatisch ausgeformt ist, wobei Gelenkgehäuseachse und Höhe des Prismas zusammenfallen.
3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) im Wesentlichen zylindrisch ist, wobei auf der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) eine Vielzahl von schneidenartigen Erhebungen (10) angeordnet ist.
4. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Grundform der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) im Wesentlichen zylindrisch ist, wobei auf der Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) eine Vielzahl von schneidenartigen Vertiefungen (15) eingebracht ist.
5. Verfahren zur Herstellung eines im Wesentlichen ringförmigen Gelenkgehäuses (3) für ein Kugelgelenk mittels Fließpressen, dadurch gekennzeichnet, dass die Innenmantelfläche des Gelenkgehäuses (3) im Bereich eines gehäusedeckelseitigen Funktionsabschnitts (14) glatt zylindrisch ausgebildet ist, während das Gelenkgehäuse (3) im Bereich eines kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) der Gelenkgehäuse- Innenrnantelfläche angeordnete Erhebungen (10) und/oder Vertiefungen (15) zur Verzahnung mit der Gelenkgehäuse- Oberfläche einer im Gelenkgehäuse (3) anzuordnenden Kugelschale (1) aufweist, wobei beide Funktionsabschnitte (13, 14) im Rahmen des Fließpressvorgangs erzeugt werden.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Gelenkgehäuse-Innenmantelfläche im Bereich des kugelzapfenseitigen Funktionsabschnitts (13) im Wesentlichen prismatisch ausgeformt ist, wobei Gelenkgehäuseachse und Höhe des Prismas zusammenfallen.
PCT/DE2007/000077 2006-01-17 2007-01-15 Kugelgelenk, sowie verfahren zur herstellung eines gelenkgehäuses Ceased WO2007082509A1 (de)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
AU2007207211A AU2007207211A1 (en) 2006-01-17 2007-01-15 Ball joint, and method for manufacturing a joint housing
BRPI0707116-7A BRPI0707116A2 (pt) 2006-01-17 2007-01-15 articulação esférica, bem como, processo para a fabricação de uma carcaça de articulação
JP2008550630A JP2009523971A (ja) 2006-01-17 2007-01-15 ボールジョイント、及びジョイントケーシングの製造のための方法
US12/161,051 US8747011B2 (en) 2006-01-17 2007-01-15 Ball and socket joint, as well as process for manufacturing a ball and socket joint

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102006002395.1 2006-01-17
DE102006002395A DE102006002395B4 (de) 2006-01-17 2006-01-17 Kugelgelenk, sowie Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2007082509A1 true WO2007082509A1 (de) 2007-07-26

Family

ID=38121295

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/DE2007/000077 Ceased WO2007082509A1 (de) 2006-01-17 2007-01-15 Kugelgelenk, sowie verfahren zur herstellung eines gelenkgehäuses

Country Status (9)

Country Link
US (1) US8747011B2 (de)
JP (1) JP2009523971A (de)
KR (1) KR20080085004A (de)
CN (2) CN103075415B (de)
AU (1) AU2007207211A1 (de)
BR (1) BRPI0707116A2 (de)
DE (1) DE102006002395B4 (de)
RU (1) RU2008133471A (de)
WO (1) WO2007082509A1 (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204188U1 (ru) * 2021-02-24 2021-05-14 Акционерное общество Научно-производственное объединение "БЕЛМАГ" Стойка стабилизатора поперечной устойчивости

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101252066B1 (ko) * 2011-07-08 2013-04-12 (주) 에스문 볼힌지 구조
DE102014222572A1 (de) 2014-11-05 2016-05-12 Ford Global Technologies, Llc Querlenker mit Kugelgelenk in Einpressverbindung
DE102014222575A1 (de) 2014-11-05 2016-05-12 Ford Global Technologies, Llc Querlenker mit Kugelgelenk in Einpressverbindung
US9889715B2 (en) 2014-11-05 2018-02-13 Ford Global Technologies, Llc Suspension member for a motor vehicle and method of forming the same
DE102014222576B4 (de) 2014-11-05 2022-05-19 Ford Global Technologies, Llc Querlenker mit Kugelgelenk in Einpressverbindung
DE102014222574B4 (de) 2014-11-05 2022-02-24 Ford Global Technologies, Llc Querlenker mit Kugelgelenk in Einpressverbindung
CN105499914A (zh) * 2015-11-24 2016-04-20 芜湖天金机械有限公司 一种万向节球壳车铣加工工艺
CN110630631B (zh) * 2019-10-15 2022-08-26 上海电气集团股份有限公司 球关节及包括其的位置调整装置
DE102021201718A1 (de) * 2021-02-24 2022-08-25 Zf Friedrichshafen Ag Lenker sowie Verfahren zur Montage eines Lenkers
US20240025021A1 (en) * 2021-09-14 2024-01-25 Tien-I Industrial Co., Ltd. Universal joint
US20230105661A1 (en) * 2021-10-06 2023-04-06 Daniel A. Delzer Locking ball and socket joint

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904107A (en) * 1987-12-25 1990-02-27 Ishikawa Tekko Kabushiki Kaisha Ball joint and its manufacturing method
US6190080B1 (en) * 1998-04-16 2001-02-20 Central Corporation Ball joint device for use in a vehicle
US20040105722A1 (en) * 2001-12-20 2004-06-03 Matthias Gercke Ball and socket joint
US20050063769A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Eric Holmes Ball-and-socket joint and ball-and-socket joint bearing shell

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2733085A (en) * 1956-01-31 Latzen
JPS5382957A (en) * 1976-12-29 1978-07-21 Tokai Trw & Co Method of fastening ball joint
GB2111589B (en) * 1981-10-23 1985-10-02 Nifco Inc Ball joint
DE3341255C1 (de) * 1983-11-15 1985-06-13 TRW Ehrenreich GmbH & Co KG, 4000 Düsseldorf Kugelgelenk
JPS60237216A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Toyota Motor Corp ボ−ルジヨイント
JP2514001Y2 (ja) * 1989-06-15 1996-10-16 株式会社 ソミック石川 ボ―ルジョイント
JP2601387Y2 (ja) * 1993-02-22 1999-11-15 日本発条株式会社 ボールジョイント
DE4433762C2 (de) * 1994-09-22 1998-09-24 Trw Fahrwerksyst Gmbh & Co Kugelgelenk
JP3090588B2 (ja) * 1995-05-12 2000-09-25 株式会社ソミック石川 ボールジョイント
US5876149A (en) * 1995-06-29 1999-03-02 Trw Fahrwerksysteme Gmbh & Co. Kg Ball joint
US5704727A (en) * 1995-10-31 1998-01-06 Dana Corporation Ball and socket joint assembly with self-centering retainer ring
US6109816A (en) * 1996-09-30 2000-08-29 Bridgestone Corporation Stabilizer link rod, and method of manufacturing same
US5772337A (en) * 1997-05-01 1998-06-30 Dana Corporation Polywedge bearing for use with ball and socket
US5885022A (en) * 1997-07-15 1999-03-23 Dana Corporation Ball joint with polymer housing
DE10009054C2 (de) * 2000-02-28 2002-01-17 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
US6505989B1 (en) * 2001-02-15 2003-01-14 Maclean-Fogg Company Ball joint
DE10125227C2 (de) * 2001-05-22 2003-06-05 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
JP4020607B2 (ja) * 2001-09-10 2007-12-12 日本発条株式会社 ボールジョイントおよびその製造方法
DE10163147A1 (de) * 2002-02-01 2003-07-03 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk
US7004665B2 (en) * 2002-11-08 2006-02-28 Automotive Components Holdings, Llc Snap together automotive coupler
US7080539B2 (en) * 2003-12-22 2006-07-25 Federal-Mogul World Wide, Inc. Forged knurled socket housing and method of manufacture
DE102004042965B4 (de) * 2004-09-02 2007-05-31 Zf Friedrichshafen Ag Kugelgelenk
PL1662158T3 (pl) * 2004-11-25 2008-07-31 Ind Auxiliar Alavesa S A Inauxa S A Przegub kulowy
US20060193681A1 (en) * 2005-02-28 2006-08-31 Trw Automotive U.S. Llc Ball and socket assembly

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4904107A (en) * 1987-12-25 1990-02-27 Ishikawa Tekko Kabushiki Kaisha Ball joint and its manufacturing method
US6190080B1 (en) * 1998-04-16 2001-02-20 Central Corporation Ball joint device for use in a vehicle
US20040105722A1 (en) * 2001-12-20 2004-06-03 Matthias Gercke Ball and socket joint
US20050063769A1 (en) * 2003-09-18 2005-03-24 Eric Holmes Ball-and-socket joint and ball-and-socket joint bearing shell

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU204188U1 (ru) * 2021-02-24 2021-05-14 Акционерное общество Научно-производственное объединение "БЕЛМАГ" Стойка стабилизатора поперечной устойчивости

Also Published As

Publication number Publication date
US8747011B2 (en) 2014-06-10
BRPI0707116A2 (pt) 2011-04-19
US20100158603A1 (en) 2010-06-24
RU2008133471A (ru) 2010-02-27
AU2007207211A1 (en) 2007-07-26
CN103075415A (zh) 2013-05-01
JP2009523971A (ja) 2009-06-25
KR20080085004A (ko) 2008-09-22
DE102006002395B4 (de) 2008-10-16
CN103075415B (zh) 2016-03-23
CN101371054A (zh) 2009-02-18
DE102006002395A1 (de) 2007-08-02

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2007082509A1 (de) Kugelgelenk, sowie verfahren zur herstellung eines gelenkgehäuses
DE102006016060B4 (de) Radialgelenk und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Radialgelenkes für ein Kraftfahrzeug
EP2359016B1 (de) Kugelgelenk und verfahren zu seiner herstellung
DE19832956C2 (de) Gummigelagertes Kugelgelenk mit spannungsoptimierter Lagergeometrie
DE20116358U1 (de) Kugelgelenk
EP1456544B1 (de) Kugelgelenk
DE102017216488A1 (de) Radialkugelgelenk für ein Lenkerbauteil eines Kraftfahrzeugs
WO2008074308A1 (de) Kugelgelenk mit verschlussring
WO2011000604A2 (de) Verfahren zur herstellung eines elektromotors
WO2006133693A2 (de) Kugelgelenk
EP1138968B1 (de) Labyrinthdichtung für eine Gelenkkreuzwelle
DE102009031738B4 (de) Kugelgelenk
EP1691104B1 (de) Elastisches Lager
EP1872023B1 (de) Kugelgelenk
EP1818560B1 (de) Gelenklager, insbesondere an einer Vorderachse einer Einzelradaufhängung eines Nutzfahrzeugs
DE102017210212A1 (de) Verfahren zur Herstellung eines Fahrzeugbauteils und Fahrzeugbauteil hergestellt nach diesem Verfahren
DE10333504B4 (de) Kugelgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung
EP1820994B1 (de) Gelenklager, insbesondere für ein Fahrwerk eines Nutzfahrzeugs
DE102023201943A1 (de) Kugelgelenk für ein stangenförmiges Fahrwerkbauteil eines Nutzfahrzeugs
EP1964694B1 (de) Gelenk- und/oder Lageranordnung, insbesondere Hülsengelenk zur Anbindung von Radführungselementen eines Fahrzeugs, sowie Verfahren zur Herstellung einer Gelenk- und/oder Lageranordnung
DE10350638B4 (de) Kugelgelenk
DE19610886A1 (de) Kugelgelenk
DE102004027144B4 (de) Ventil
DE10163147A1 (de) Kugelgelenk
DE19536053C2 (de) Unter Anwendung eines Spanlosverfahrens hergestellter Endanschlag an einer Schaltarretierung

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1081/MUMNP/2008

Country of ref document: IN

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 1020087016161

Country of ref document: KR

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: MX/a/2008/009077

Country of ref document: MX

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 12161051

Country of ref document: US

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200780002514.9

Country of ref document: CN

Ref document number: 2008550630

Country of ref document: JP

Ref document number: 2007207211

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2007207211

Country of ref document: AU

Date of ref document: 20070115

Kind code of ref document: A

WWP Wipo information: published in national office

Ref document number: 2007207211

Country of ref document: AU

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2008133471

Country of ref document: RU

Kind code of ref document: A

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 07702358

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: PI0707116

Country of ref document: BR

Kind code of ref document: A2

Effective date: 20080714