WO2010022717A2 - Ball joint and method for the production thereof - Google Patents
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- WO2010022717A2 WO2010022717A2 PCT/DE2009/050040 DE2009050040W WO2010022717A2 WO 2010022717 A2 WO2010022717 A2 WO 2010022717A2 DE 2009050040 W DE2009050040 W DE 2009050040W WO 2010022717 A2 WO2010022717 A2 WO 2010022717A2
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- F16C33/24—Brasses; Bushes; Linings with different areas of the sliding surface consisting of different materials
Definitions
- the invention relates to a ball joint and a method for its production.
- Ball joints are used in a variety of forms, whenever it comes to having to enable a pivoting movement together with a rotary motion.
- the middle ring in comparison to the other parts of the spherical shell has a lower so-called Shore hardness.
- the other parts of the ball socket in the unloaded state of the ball joint abut only selectively or linearly on the ball, so that there are favorable conditions with respect to a breakaway torque.
- An object of the present invention starting from the above-outlined prior art is to provide a ball joint that ensures a comparatively small design sufficient wear resistance of the mutually engaged in a movement of the ball joint parts.
- a ball joint of the type mentioned ie a ball joint with a housing, a housing movably mounted in a recess therein ball and a ball connected to the ball pin, arranged in the recess, multi-part ball socket, with at least a first part made of a plastic and at least one other, arranged in a highly loaded area of the ball joint, the second part of a higher wear-resistant material compared to the plastic of the or each first part.
- the above object is also achieved by a method having the features of the independent method claim.
- a method for producing a ball joint of the type just described that is with housing, recess, ball and ball stud, provided that at least one made of plastic first part and at least one of a higher wear compared to the plastic of the or each first part Material manufactured second part is to be arranged in the recess and the ball receiving ball socket is formed, wherein the second part is arranged in a highly loaded area of the ball joint.
- the invention is based on the recognition that currently in ball joints as the material of the spherical shells mainly POM (polyoxymethylene) for Use comes.
- POM polyoxymethylene
- POM tends to form a "flowable" plasticization at high operating rates, while high closure forces attempt to create a sufficient state of stress in the ball joint to prevent flow, but with the disadvantage that, in order to accommodate the steadily increasing stresses, the
- larger ball diameters mean greater installation space and increased weight, and larger ball diameters and the high stress state of the ball joints result in undesirably large breakaway and movement torques ,
- the advantage of the invention is that in a highly loaded area of the spherical shell it is partially replaced by a hard and wear-resistant part or supplemented by such a part.
- a spherical shell with such a part With a spherical shell with such a part, a significant increase in the possible surface pressure can be achieved.
- the remaining sections of the ball shell can continue to come proven materials, ie in particular POM or other suitable plastics used.
- the ball sizes and thus space and weight of the ball joints can be kept small while reducing the moment.
- the second part is preferably associated with an equatorial region of the ball.
- the second part is preferably associated with a pole region of the ball.
- the second part is preferably made of sintered metal, sheet metal or high-strength plastic or with one of the aforementioned materials, wherein a "production with one of the aforementioned materials" means that, for example, a metal strip is part of the spherical shell by being um- or back-injected, in particular with the same plastic, from which also the surrounding first part of the ball shell is formed.
- a metal strip is part of the spherical shell by being um- or back-injected, in particular with the same plastic, from which also the surrounding first part of the ball shell is formed.
- a surface coating may be provided for the second part of the ball shell.
- a suitable surface coating With a suitable surface coating, its wear resistance can be further improved without simultaneous disproportionate weight gain. According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the surface coating results from a nitration or nitrocarburization.
- each first part is connected to at least one second part cohesively.
- both parts are e.g. completed by spraying the first part to the spherical shell.
- the parts can likewise be completed by injection molding to form the spherical shell, in that both first parts are joined to the second part by means of attachment.
- Figure 1 shows an embodiment of a ball joint according to the invention as
- Figure 2 shows an embodiment of a ball joint according to the invention as
- the figures all show an embodiment of a ball joint, designated in its entirety by 10 according to the invention.
- the illustration in Figure 1 shows a ball joint 10 as a ball joint.
- the illustration in Figure 2 shows a ball joint 10 as a radial joint and the illustration in Figure 3 shows a ball joint 10 as an axial joint.
- Each ball joint 10 comprises, in a manner known per se, a housing 12 and a ball 16 movably mounted in the housing 12 in a recess 14 formed therein and a ball pin 18 connected to the ball 16.
- a ball 16 partially enclosing spherical shell 20 is provided in the recess 14 .
- This comprises several parts, namely at least a first part 22 and at least a second part 24.
- the or each first part 22 is made of a plastic, e.g. POM, made.
- the or each second part 24 is arranged in a highly loaded area of the ball joint 10 and made of a higher wear-resistant material than the plastic of the or each first part 22.
- the second part 24 of the ball socket 20 is arranged in an opening region of the housing 12 as a highly loaded part of such a ball joint 10.
- the second part 24 acts as a closure ring 26.
- the closure ring 26 encloses an upper part of the ball 16 and a pin neck 28 of the ball stud 18 and serves as their sliding partner in this area.
- the second part 24 a Equator area of the ball 16 as a highly loaded part of such a ball joint 10 assigned.
- the second part 24 is connected to the or each first part 22 (only two parts 22 are shown in FIG.
- the first part 22 which is manufactured in one piece, eg as a result of an injection process, encloses one lower part of the ball 16 and serves as a sliding partner in this area and ensures a tolerance compensation.
- the first part 22 which is manufactured in one piece, eg as a result of an injection process, encloses one lower part of the ball 16 and serves as a sliding partner in this area and ensures a tolerance compensation.
- the second part 24 is made to obtain a comparison with the first part 22 increased wear resistance of sintered metal, sheet metal or high-strength plastic or with one of the aforementioned materials.
- the second part 24 is shown as a press-in ring made of sintered metal.
- the second part 24 is an insertable ring of e.g. Sheet metal shown.
- the second part 24 is a ring, e.g. made of a high strength plastic is shown. In all figures it is shown that the second part 24 may comprise lubrication grooves 30.
- Surface coating (not shown) may be provided.
- a method for a surface coating is in particular a nitration or Nitrocarbu ⁇ réelle into consideration.
- Ball joint Housing Recess (in housing) Ball Ball pin Ball socket first part (of the ball cup) Second part (of the ball cup) Lock ring Pin neck Lubricating groove
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- Pivots And Pivotal Connections (AREA)
Abstract
Description
Kugelgelenk und Verfahren zu dessen Herstellung Ball joint and method for its production
Beschreibungdescription
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung. Kugelgelenke finden in vielfältiger Form Einsatz, immer dann, wenn es darum geht, eine Schwenkbewegung zusammen mit einer Drehbewegung ermöglichen zu müssen.The invention relates to a ball joint and a method for its production. Ball joints are used in a variety of forms, whenever it comes to having to enable a pivoting movement together with a rotary motion.
Kugelgelenke sind an sich bekannt und werden z. B. von der Anmeldeπn der vorliegenden Erfindung in vielfältiger Form, insbesondere zum Einsatz in Automobilen, namentlich Personenkraftwagen und Nutzfahrzeugen, also Lastkraftwagen und dergleichen, angeboten.Ball joints are known and are z. Example of the Anmdeπn of the present invention in a variety of forms, especially for use in automobiles, namely passenger cars and commercial vehicles, ie trucks and the like offered.
Es ist bekannt, bei Kugelgelenken, die normalerweise ein Gehäuse, eine im Gehäuse in einer darin gebildeten Ausnehmung beweglich gelagerte Kugel und einen mit der Kugel verbundenen Kugelzapfen als Gelenkarm umfassen, in dem Gehäuse eine mehrteilige Kugelschale vorzusehen. Aus der US 2,708,590 ist z. B. eine solche mehrteilige Kugelschale bekannt, die einen unteren und einen oberen Schalenteil und einen dazwischen angeordneten Ring umfasst. Diese Konfiguration soll die Montage des Kugelgelenks erleichtern, indem die mehrteilige Kugelschale sukzessive in die im Gehäuse gebildete Ausnehmung eingebracht werden kann. Darüber hinaus soll ein zwischen den Einzelteilen der Kugelschale erlaubtes Spiel zudem die Führung und die Schmierung der Kugel verbessern. Aus der US 4,875,794 ist ein Ansatz bekannt, bei der bei einer mehrteiligen Kugelschale gerade auf einen Mittelring verzichtet wird und die Kugel durch ein unteres und oberes Schalenteil geführt und gehalten wird, wobei ein Zwischenraum zwischen unterem und oberem Schalenteil zur Schmierung der Kugel Verwendung finden soll. Unteres und oberes Schalenteil werden dabei mit einem elastisch oder federnd wirkenden Element in Kontakt mit der Kugel gehalten. Aus der DE 297 08 162 Ul ist eine Lösung bekannt geworden, die sich in der Praxis für insbesondere Radialkugelgelenke bewährt hat, wenn Dämpfungseigenschaften im Vordergrund stehen. Dementsprechend ist in der DE 297 08 162 Ul vorgeschlagen, bei einer mehrteiligen Kugelschale den Mittelring als Dämpfungselement auszubilden. Dazu hat der Mittelring im Vergleich zu den sonstigen Teilen der Kugelschale eine geringere sogenannte Shorehärte. Zusätzlich ist bei dieser Lösung noch vorgesehen, dass die sonstigen Teile der Kugelschale im unbelasteten Zustand des Kugelgelenks nur punktuell oder linear an der Kugel anliegen, so dass sich günstige Verhältnisse hinsichtlich eines Losbrechmoments ergeben.It is known in ball joints, which normally comprise a housing, a ball movably mounted in the housing in a recess formed therein and a ball pin connected to the ball as an articulated arm, to provide a multi-part ball socket in the housing. From US 2,708,590 z. B. such a multi-part ball shell is known which comprises a lower and an upper shell part and a ring arranged therebetween. This configuration is intended to facilitate the assembly of the ball joint by the multi-part ball socket can be successively introduced into the recess formed in the housing. In addition, an allowed between the items of the ball shell game also improve the leadership and lubrication of the ball. From US 4,875,794 an approach is known in which is dispensed with a multi-part ball shell just on a center ring and the ball is guided and held by a lower and upper shell part, with a space between the lower and upper shell part for lubrication of the ball use , Lower and upper shell part are held with an elastically or resiliently acting element in contact with the ball. From DE 297 08 162 Ul a solution has become known, which is in practice for particular radial ball joints has proven successful, if damping properties are in the foreground. Accordingly, it is proposed in DE 297 08 162 Ul to form the center ring as a damping element in a multi-part ball shell. For this purpose, the middle ring in comparison to the other parts of the spherical shell has a lower so-called Shore hardness. In addition, it is provided in this solution that the other parts of the ball socket in the unloaded state of the ball joint abut only selectively or linearly on the ball, so that there are favorable conditions with respect to a breakaway torque.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht ausgehend von dem vorstehend skizzierten Stand der Technik darin, ein Kugelgelenk anzugeben, dass bei vergleichsweise kleiner Bauform eine ausreichende Verschleißfestigkeit der bei einer Bewegung des Kugelgelenks miteinander im Eingriff stehenden Teile gewährleistet.An object of the present invention, starting from the above-outlined prior art is to provide a ball joint that ensures a comparatively small design sufficient wear resistance of the mutually engaged in a movement of the ball joint parts.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Dazu ist bei einem Kugelgelenk der eingangs genannten Art, also einem Kugelgelenk mit einem Gehäuse, einer im Gehäuse in einer darin gebildeten Ausnehmung beweglich gelagerten Kugel und einem mit der Kugel verbundenen Kugelzapfen, eine in der Ausnehmung angeordnete, mehrteilige Kugelschale, mit zumindest einem ersten Teil aus einem Kunststoff und zumindest einem anderen, in einem hochbelasteten Bereich des Kugelgelenks angeordneten, zweiten Teil aus einem im Vergleich zum Kunststoff des oder jedes ersten Teils höher verschleißfesten Werkstoff vorgesehen.This object is achieved with the features of claim 1. For this purpose, in a ball joint of the type mentioned, ie a ball joint with a housing, a housing movably mounted in a recess therein ball and a ball connected to the ball pin, arranged in the recess, multi-part ball socket, with at least a first part made of a plastic and at least one other, arranged in a highly loaded area of the ball joint, the second part of a higher wear-resistant material compared to the plastic of the or each first part.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls mit einem Verfahren mit den Merkmalen des unabhängigen Verfahrensanspruchs gelöst. Dazu ist bei Verfahren zur Herstellung eines Kugelgelenks der soeben beschriebenen Art, also mit Gehäuse, Ausnehmung, Kugel und Kugelzapfen, vorgesehen, dass aus zumindest einem aus Kunststoff gefertigten ersten Teil und zumindest einem aus einem im Vergleich zum Kunststoff des oder jedes ersten Teils höher verschleißfesten Werkstoff gefertigten zweiten Teil eine in der Ausnehmung anzuordnende und die Kugel aufnehmende Kugelschale gebildet wird, bei welcher der zweite Teil in einem hochbelasteten Bereich des Kugelgelenks angeordnet ist.The above object is also achieved by a method having the features of the independent method claim. For this purpose, in the method for producing a ball joint of the type just described, that is with housing, recess, ball and ball stud, provided that at least one made of plastic first part and at least one of a higher wear compared to the plastic of the or each first part Material manufactured second part is to be arranged in the recess and the ball receiving ball socket is formed, wherein the second part is arranged in a highly loaded area of the ball joint.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, dass derzeit bei Kugelgelenken als Material der Kugelschalen hauptsächlich POM (Polyoxymethylen) zum Einsatz kommt. POM neigt bei hohen Betriebsraten zu einer als „Fließen" bezeichneten Plastiflzierung. Durch hohe Verschlusskräfte wird zwar versucht, einen ausreichenden Verspannungszustand im Kugelgelenk zu erzeugen, um dem Fließen vorzubeugen. Allerdings geht dies mit dem Nachteil einher, dass zur Berücksichtigung der stetig ansteigenden Belastungen der Kugelgelenke immer größere Kugeldurchmesser gewählt werden müssen. Nur so kann eine Flächenpressung unterhalb der technischen Grenzen der Kugelschalenmateπalen gehalten werden. Größere Kugeldurchmesser bedeuten allerdings größeren Bauraum und erhöhtes Gewicht. Darüber hinaus resultieren aus größeren Kugeldurchmessern und dem hohen Verspannungszustand der Kugelgelenke unerwünscht große Losbrech- und Bewegungsmomente.The invention is based on the recognition that currently in ball joints as the material of the spherical shells mainly POM (polyoxymethylene) for Use comes. POM tends to form a "flowable" plasticization at high operating rates, while high closure forces attempt to create a sufficient state of stress in the ball joint to prevent flow, but with the disadvantage that, in order to accommodate the steadily increasing stresses, the However, larger ball diameters mean greater installation space and increased weight, and larger ball diameters and the high stress state of the ball joints result in undesirably large breakaway and movement torques ,
Diese Erkenntnis wird so umgesetzt, dass zumindest ein Teil der Kugelschale, und zwar genau ein innerhalb der Einzelteile der Kugelschale geeignet gebildetes Element, das in einem besonders hoch belasteten Bereich angeordnet ist, aus einem im Vergleich zu den Werkstoffen, aus denen die sonstigen Elemente der Kugelschale gefertigt sind, höher verschleißfesten Werkstoff gefertigt ist. Die höhere Verschleißfestigkeit lässt sich durch Verwendung von im Vergleich zu z.B. POM höher verschleißfesten Kunststoffen erreichen. Alternativ kommt aber auch die Verwendung einer verschleißfesten Einlage, z.B. Blech, Sintermetall oder hochfester Kunststoff, in Betracht.This knowledge is implemented so that at least a part of the spherical shell, namely exactly one within the individual parts of the ball shell suitably formed element, which is arranged in a particularly highly loaded area, from a compared to the materials from which the other elements of the Ball shell are made, higher wear-resistant material is made. The higher wear resistance can be achieved by using compared to e.g. POM reach higher wear-resistant plastics. Alternatively, however, the use of a wear-resistant insert, e.g. Sheet metal, sintered metal or high-strength plastic, into consideration.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass in einem hochbelasteten Bereich der Kugelschale diese partiell durch einen harten und verschleißfesten Teil ersetzt oder um ein solches Teil ergänzt wird. Mit einer Kugelschale mit einem solchen Teil ist eine deutliche Erhöhung der möglichen Flächenpressung zu erreichen. In den übrigen Abschnitten der Kugelschale können weiterhin bewährte Materialien, also insbesondere POM oder andere geeignete Kunststoffe, zum Einsatz kommen. Mit der Erfindung können die Kugelgrößen und damit Bauraum und Gewicht der Kugelgelenke bei gleichzeitiger Reduzierung der Momente klein gehalten werden.The advantage of the invention is that in a highly loaded area of the spherical shell it is partially replaced by a hard and wear-resistant part or supplemented by such a part. With a spherical shell with such a part, a significant increase in the possible surface pressure can be achieved. In the remaining sections of the ball shell can continue to come proven materials, ie in particular POM or other suitable plastics used. With the invention, the ball sizes and thus space and weight of the ball joints can be kept small while reducing the moment.
Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung gerichtet. Dabei verwendete Rückbeziehungen weisen auf die weitere Ausbildung des Gegenstandes des Hauptanspruches oder des oder der unabhängigen Ansprüche durch die Merkmale des jeweiligen Unteranspruches hin; sie sind nicht als ein Verzicht auf die Erzielung eines selbständigen, gegenständlichen Schutzes für dieThe dependent claims are directed to preferred embodiments of the present invention. In this case used back links point to the further development of the subject matter of the main claim or of the independent claims by the features of the respective dependent claim; they are not considered a waiver of achievement an independent, objective protection for the
Merkmaiskombinationen der rückbezogenen Unteransprüche zu verstehen. Des Weiteren ist im Hinblick auf eine Auslegung der Ansprüche bei einer näheren Konkretisierung eines Merkmals in einem nachgeordneten Anspruch davon auszugehen, dass eine derartige Beschränkung in den jeweils vorangehenden Ansprüchen nicht vorhanden ist.Merkmaiskombinationen the back related dependent claims to understand. Furthermore, with a view to an interpretation of the claims in a closer specification of a feature in a subordinate claim, it is to be assumed that such a restriction does not exist in the respective preceding claims.
Für Kugelgelenke mit axialer Zugbelastung, also insbesondere für Kugelgelenke in einer Ausführung als sogenanntes Traggelenk, ist der zweite Teil bevorzugt in einem Öffnungsbereich des Gehäuses angeordnet.For ball joints with axial tensile load, ie in particular for ball joints in one embodiment as a so-called ball joint, the second part is preferably arranged in an opening region of the housing.
Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist dabei vorgesehen, dass der zweite Teil oder ein Abschnitt desselben als Verschlussring fungiert. Der Verschlussring umschließt die Kugel in einem oberen, dem angeformten Kugelzapfen zugewandten Abschnitt, also dem sogenannten Zapfenhals, und dient als Gleitpartner in diesem Bereich. Der zweite Teil der Kugelschale wird also durch einen Bereich oder Teilbereich eines der Kugel in einem Übergangsbereich zum Kugelzapfen zugeordneten Verschlussrings gebildet.In a particularly preferred embodiment, it is provided that the second part or a portion thereof acts as a closure ring. The closure ring surrounds the ball in an upper, the molded ball stud facing portion, ie the so-called pin neck, and serves as a sliding partner in this area. The second part of the spherical shell is thus formed by a region or partial region of the ball in a transition region to the ball pin associated closure ring.
Für Kugelgelenke mit vorwiegend radialer Belastung, also insbesondere für Kugelgelenke in einer Ausführung als sogenanntes Radial- oder Hülsengelenk, ist der zweite Teil bevorzugt einem Äquatorbereich der Kugel zugeordnet. Für Kugelgelenke in einer Ausführung als sogenanntes Axialgelenk, ist der zweite Teil bevorzugt einem Polbereich der Kugel zugeordnet .For ball joints with predominantly radial load, so in particular for ball joints in one embodiment as a so-called radial or sleeve joint, the second part is preferably associated with an equatorial region of the ball. For ball joints in one embodiment as a so-called axial joint, the second part is preferably associated with a pole region of the ball.
Der zweite Teil ist bevorzugt aus Sintermetall, Blech oder hochfestem Kunststoff oder mit einem der vorgenannten Werkstoffe gefertigt, wobei eine „Fertigung mit einem der vorgenannten Werkstoffe" meint, dass z.B. ein Blechstreifen Bestandteil der Kugelschale wird, indem er um- oder hinterspritzt wird, insbesondere mit dem gleichen Kunststoff, aus dem auch der umgebende erste Teil der Kugelschale gebildet ist. Die vorgenannten Materialien zeichnen sich durch die zu fordernde höhere Verschleißfestigkeit aus.The second part is preferably made of sintered metal, sheet metal or high-strength plastic or with one of the aforementioned materials, wherein a "production with one of the aforementioned materials" means that, for example, a metal strip is part of the spherical shell by being um- or back-injected, in particular with the same plastic, from which also the surrounding first part of the ball shell is formed.The above-mentioned materials are characterized by the demanded higher wear resistance.
Gemäß einer weiter bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass der höher verschleißfeste zweite Teil zumindest eine Schmiernut umfasst. In die Oberfläche des zweiten Teils, insbesondere wenn dieses als Verschlussring fungiert, können auch mehrere Schmiernuten eingearbeitet sein. Mit einem über die oder jede Schmiernut den in Kontakt stehenden Oberflächen von Kugel und Kugelschale zuführbaren Schmierstoff, z.B. Öl oder dergleichen, lässt sich eine dauerhafte leichte Beweglichkeit des Kugelgelenks erreichen.According to a further preferred embodiment, it is provided that the higher wear-resistant second part comprises at least one lubrication groove. In the surface of the second part, especially when this as Locking ring acts, can also be incorporated several lubrication grooves. With a lubricant that can be supplied via the or each lubrication groove to the surfaces in contact with the ball and the ball shell, eg oil or the like, a permanent slight mobility of the ball joint can be achieved.
Weiter kann bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelgelenks für das zweite Teil der Kugelschale eine Oberflächenbeschichtung vorgesehen sein. Mit einer geeigneten Oberflächenbeschichtung lässt sich dessen Verschleißfestigkeit ohne gleichzeitige überproportionale Gewichtszunahme nochmals deutlich verbessern. Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, dass sich die Oberflächenbeschichtung durch eine Nitrierung oder Nitrocarbuπerung ergibt.Furthermore, in a preferred embodiment of the ball joint according to the invention, a surface coating may be provided for the second part of the ball shell. With a suitable surface coating, its wear resistance can be further improved without simultaneous disproportionate weight gain. According to a particularly preferred embodiment, it is provided that the surface coating results from a nitration or nitrocarburization.
Eine besonders günstige Konfiguration hinsichtlich der Herstellung des Kugelgelenks ergibt sich für einzelne Ausführungsformen, wenn bei der Kugelschale jeder erste Teil mit zumindest einem zweiten Teil Stoffschlüssig verbunden ist. Bei nur einem ersten und nur einem zweiten Teil, also z.B. bei einem Traggelenk, bei dem das zweite Teil als Verschlussring fungiert, werden beide Teile z.B. durch Anspritzen des ersten Teils zu der Kugelschale komplettiert. Bei zwei ersten Teilen und einem einem Äquatoπalbereich der Kugel zugeordneten zweiten Teil können die Teile ebenfalls durch Anspritzen zu der Kugelschale komplettiert werden, indem beide erste Teile im Wege des Anspπtzens Stoffschlüssig mit dem zweiten Teil verbunden werden.A particularly favorable configuration with respect to the production of the ball joint results for individual embodiments, when in the ball shell each first part is connected to at least one second part cohesively. With only a first and only a second part, e.g. for a ball joint in which the second part acts as a locking ring, both parts are e.g. completed by spraying the first part to the spherical shell. In the case of two first parts and a second part associated with an equatorial region of the ball, the parts can likewise be completed by injection molding to form the spherical shell, in that both first parts are joined to the second part by means of attachment.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert. Einander entsprechende Gegenstände oder Elemente sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen.An embodiment of the invention will be explained in more detail with reference to the drawing. Corresponding objects or elements are provided in all figures with the same reference numerals.
Das oder jedes Ausführungsbeispiel ist nicht als Einschränkung der Erfindung zu verstehen. Vielmehr sind im Rahmen der vorliegenden Offenbarung zahlreiche Abänderungen und Modifikationen möglich, insbesondere solche Varianten und Kombinationen und/oder Materialien, die zum Beispiel durch Kombination oder Abwandlung von einzelnen in Verbindung mit den im allgemeinen oder speziellen Beschreibungsteil beschriebenen sowie in den Ansprüchen und/oder den Zeichnungen enthaltenen Merkmalen bzw. Elementen oder Verfahrensschritten für den Fachmann im Hinblick auf die Lösung der Aufgabe entnehmbar sind und durch kombinierbare Merkmale zu einem neuen Gegenstand oder zu neuen Verfahrensschritten bzw. Verfahrensschπttfolgen führen.The or each embodiment is not to be understood as limiting the invention. Rather, numerous modifications and variations are possible within the scope of the present disclosure, in particular those variants and combinations and / or materials, for example, by combination or modification of individual described in conjunction with the general or specific description part and in the claims and / or Drawings contained features or elements or method steps for the Professional with regard to the solution of the problem can be removed and lead by combinable features to a new object or to new process steps or Verfahrensschπttfolgen.
Es zeigen:Show it:
Figur 1 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks alsFigure 1 shows an embodiment of a ball joint according to the invention as
Traggelenk, Figur 2 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks alsSupport joint, Figure 2 shows an embodiment of a ball joint according to the invention as
Radialgelenk und Figur 3 eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks alsRadial joint and Figure 3 shows an embodiment of a ball joint according to the invention as
Axialgelenk, wie es z. B. bei einer Spurstange oder dergleichenAxial joint, as it is z. B. at a tie rod or the like
Verwendung finden kann.Can be used.
Die Figuren zeigen sämtlich eine Ausführungsform eines jeweils insgesamt mit 10 bezeichneten Kugelgelenks gemäß der Erfindung. Die Darstellung in Figur 1 zeigt ein Kugelgelenk 10 als Traggelenk. Die Darstellung in Figur 2 zeigt ein Kugelgelenk 10 als Radialgelenk und die Darstellung in Figur 3 zeigt ein Kugelgelenk 10 als Axialgelenk. Jedes Kugelgelenk 10 umfasst in an sich bekannter Art und Weise ein Gehäuse 12 und eine im Gehäuse 12 in einer darin gebildeten Ausnehmung 14 beweglich gelagerte Kugel 16 sowie einen mit der Kugel 16 verbundenen Kugelzapfen 18.The figures all show an embodiment of a ball joint, designated in its entirety by 10 according to the invention. The illustration in Figure 1 shows a ball joint 10 as a ball joint. The illustration in Figure 2 shows a ball joint 10 as a radial joint and the illustration in Figure 3 shows a ball joint 10 as an axial joint. Each ball joint 10 comprises, in a manner known per se, a housing 12 and a ball 16 movably mounted in the housing 12 in a recess 14 formed therein and a ball pin 18 connected to the ball 16.
In der Ausnehmung 14 ist eine die Kugel 16 teilweise einschließende Kugelschale 20 vorgesehen. Diese umfasst mehrere Teile, nämlich zumindest ein erstes Teil 22 und zumindest ein zweites Teil 24. Das oder jedes erste Teil 22 ist aus einem Kunststoff, z.B. POM, gefertigt. Das oder jedes zweite Teil 24 ist in einem hochbelasteten Bereich des Kugelgelenks 10 angeordnet und aus einem im Vergleich zum Kunststoff des oder jedes ersten Teils 22 höher verschleißfesten Werkstoff gefertigt.In the recess 14 a ball 16 partially enclosing spherical shell 20 is provided. This comprises several parts, namely at least a first part 22 and at least a second part 24. The or each first part 22 is made of a plastic, e.g. POM, made. The or each second part 24 is arranged in a highly loaded area of the ball joint 10 and made of a higher wear-resistant material than the plastic of the or each first part 22.
Im Falle des in Figur 1 und Figur 3 dargestellten Trag- bzw. Axialgelenks ist der zweite Teil 24 der Kugelschale 20 in einem Öffnungsbereich des Gehäuses 12 als hochbelastetem Teil eines solchen Kugelgelenks 10 angeordnet. Im Falle des Traggelenks (Figur 1) fungiert der zweite Teil 24 als Verschlussring 26. Der Verschlussring 26 umschließt einen oberen Teil der Kugel 16 sowie einen Zapfenhals 28 des Kugelzapfens 18 und dient als deren Gleitpartner in diesem Bereich. Im Falle des in Figur 2 dargestellten Radialgelenks ist der zweite Teil 24 einem Äquatorbereich der Kugel 16 als hochbelastetem Teil eines solchen Kugelgelenks 10 zugeordnet. Mit dem zweiten Teil 24 ist der oder ]eder erste Teil 22 (nur in Figur 2 sind zwei erste Teile 22 gezeigt) zum Erhalt der Kugelschale 20 verbunden, insbesondere Stoffschlüssig verbunden, z.B. in dem der oder ]eder erste Teil 22 an zumindest einen oder den einen zweiten Teil 24 angespritzt ist. Die Kugelschale 20 umschließt den in das Gehäuse 12 eingesetzten Teil der Kugel 16. Im Falle der in Figur 1 und Figur 3 dargestellten Ausführungsform eines Kugelgelenks 10 umschließt dabei der erste Teil 22, der insbesondere einstückig, z.B. als Ergebnis eines Spritzvorgangs, gefertigt ist, einen unteren Teil der Kugel 16 und dient in diesem Bereich als Gleitpartner und sorgt für einen Toleranzausgleich . Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform eines Kugelgelenks 10 mit zwei ersten Teilen 22, die sich jeweils in Richtung eines Pols der Kugel erstrecken - ein erstes Teil 22 ist offen -, fungieren beide ersten Teile 22 als Gleitpartner und sorgen beide für einen Toleranzausgleich.In the case of the support or axial joint shown in FIG. 1 and FIG. 3, the second part 24 of the ball socket 20 is arranged in an opening region of the housing 12 as a highly loaded part of such a ball joint 10. In the case of the ball joint (Figure 1), the second part 24 acts as a closure ring 26. The closure ring 26 encloses an upper part of the ball 16 and a pin neck 28 of the ball stud 18 and serves as their sliding partner in this area. In the case of the radial joint shown in Figure 2, the second part 24 a Equator area of the ball 16 as a highly loaded part of such a ball joint 10 assigned. The second part 24 is connected to the or each first part 22 (only two parts 22 are shown in FIG. 2) for obtaining the spherical shell 20, in particular being materially connected, eg in which the or the first part 22 at least one or a second part 24 is molded. The ball shell 20 surrounds the part of the ball 16 inserted into the housing 12. In the case of the embodiment of a ball joint 10 shown in FIGS. 1 and 3, the first part 22, which is manufactured in one piece, eg as a result of an injection process, encloses one lower part of the ball 16 and serves as a sliding partner in this area and ensures a tolerance compensation. In the embodiment of a ball joint 10 shown in Figure 2 with two first parts 22, each extending in the direction of a pole of the ball - a first part 22 is open - both first parts 22 act as sliding and both provide tolerance compensation.
Das zweite Teil 24 ist zum Erhalt einer im Vergleich zum ersten Teil 22 erhöhten Verschleißfestigkeit aus Sintermetall, Blech oder hochfestem Kunststoff oder mit einem der vorgenannten Werkstoffe gefertigt. In Figur 1 ist das zweite Teil 24 als Einpressring aus Sintermetall dargestellt. In Figur 2 ist das zweite Teil 24 als einlegbarer Ring aus z.B. Blech dargestellt. In Figur 3 ist das zweite Teil 24 als Ring, der z.B. aus einem hochfesten Kunststoff gefertigt ist, gezeigt. In allen Figuren ist gezeigt, dass das zweite Teil 24 Schmiernuten 30 umfassen kann .The second part 24 is made to obtain a comparison with the first part 22 increased wear resistance of sintered metal, sheet metal or high-strength plastic or with one of the aforementioned materials. In Figure 1, the second part 24 is shown as a press-in ring made of sintered metal. In Figure 2, the second part 24 is an insertable ring of e.g. Sheet metal shown. In Figure 3, the second part 24 is a ring, e.g. made of a high strength plastic is shown. In all figures it is shown that the second part 24 may comprise lubrication grooves 30.
Das zweite Teil 24 der Kugelschale 20 kann mit einerThe second part 24 of the spherical shell 20 can with a
Oberflächenbeschichtung (nicht gezeigt) versehen sein. Als Verfahren für eine Oberflächenbeschichtung kommt insbesondere eine Nitrierung oder Nitrocarbuπerung in Betracht.Surface coating (not shown) may be provided. As a method for a surface coating is in particular a nitration or Nitrocarbuπerung into consideration.
Damit lässt sich die Erfindung kurz wie folgt darstellen: Es wird ein Kugelgelenk 10 mit einem Gehäuse 12, einer im Gehäuse 12 in einer darin gebildeten Ausnehmung 14 beweglich gelagerten Kugel 16 und einem mit der Kugel 16 verbundenen Kugelzapfen 18 und ein Verfahren zu dessen Herstellung angegeben, wobei sich das Gelenk 10 durch eine in der Ausnehmung 14 angeordnete, mehrteilige Kugelschale 20, mit zumindest einem ersten Teil 22 aus einem Kunststoff und zumindest einem anderen, in einem hochbelasteten Bereich des Kugelgelenks 10 angeordneten, zweiten Teil 24 aus einem im Vergleich zum Kunststoff des oder ^edes ersten Teils 22 höher verschleißfesten Werkstoff auszeichnet, wobei zur Herstellung des Gelenks 10 die in der Ausnehmung anzuordnende und die Kugel 16 aufnehmende Kugelschale 20 durch eine Kombination des oder ^edes ersten Teils 22 mit zumindest einem zweiten Teil 24 erhalten wird, wobei der zweite Teil 24 in einem hochbelasteten Bereich des Kugelgelenks 10 angeordnet ist. Thus, the invention can be briefly illustrated as follows: A ball joint 10 is provided with a housing 12, a ball 16 movably mounted in the housing 12 in a recess 14 formed therein, and a ball pin 18 connected to the ball 16 and a method for its manufacture , wherein the joint 10 by a arranged in the recess 14, multi-part ball socket 20, with at least one first part 22 of a plastic and at least one other, in a highly loaded area of the ball joint 10 arranged, second part 24 of a compared to the plastic of the or ^ edes first part 22 higher wear resistant material, wherein for the production of the joint 10 to be arranged in the recess and the ball 16 receiving spherical shell 20 by a combination the or each first part 22 is obtained with at least one second part 24, wherein the second part 24 is arranged in a highly loaded area of the ball joint 10.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
Kugelgelenk Gehäuse Ausnehmung (im Gehäuse) Kugel Kugelzapfen Kugelschale erstes Teil (der Kugelschale) zweites Teil (der Kugelschale) Verschlussring Zapfenhals Schmiernut Ball joint Housing Recess (in housing) Ball Ball pin Ball socket first part (of the ball cup) Second part (of the ball cup) Lock ring Pin neck Lubricating groove
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