BE1026061B1

BE1026061B1 - Zelfborgend kogelgewricht samenstel voor een ophangings- of verbindingsarm

Info

Publication number: BE1026061B1
Application number: BE2018/5122A
Authority: BE
Inventors: Geert DESMYTER
Original assignee: Jumice Nv
Priority date: 2018-03-01
Filing date: 2018-03-01
Publication date: 2019-10-01
Also published as: BE1026061A1

Abstract

Deze uitvinding betreft een kogelgewricht samenstel (1) voor een ophangings (2) – of verbindingsarm, omvattende een draaipen (4) voorzien van een bolvormige kop (5) en een kogelgewricht behuizing (3) geschikt voor het opnemen van de bolvormige kop (5), waarbij de genoemde behuizing (3) een opneemgroef (7) omvat voor de borging van het kogelgewricht samenstel (1) met een ophangingsarm (2) of verbindingsarm. Een dergelijk kogelgewricht samenstel (1) is zelfborgend.

Description

ZELFBORGEND KOGELGEWRICHT SAMENSTEL VOOR EEN OPHANGINGS- OF VERBINDINGSARM

Deze uitvinding betreft een kogelgewricht samenstel voor een ophangings- of verbindingsarm. Deze uitvinding betreft in het bijzonder een zelfborgend kogelgewricht samenstel voor een ophangings- of verbindingsarm uit plaatstaal. Een dergelijke kogelgewricht samenstel wordt toegepast bij gemotoriseerde voertuigen.

Kogelgewrichten maken deel uit van de stuurinrichting op de meeste voertuigen. Ze worden voorzien op de uiteinden van de koppelstangen, die zorgen voor de verbinding tussen het subframe en fusee. Dergelijke kogelgewrichten zijn gekend en bestaan uit een metalen bal (kogel) gemonteerd in een met vet gevulde kogelhouder. Het geheel kogel / kogelhouder wordt voorzien in een behuizing.

Wanneer een kogelgewricht moet worden vervangen, zal men het oude kogelgewricht uit de ophangings- of verbindingsarm verwijderen m.b.v. bijvoorbeeld een garagepers, en wordt een nieuw kogelgewricht samenstel in de vrijgekomen opening geperst. Hierbij wordt het kogelgewricht in de opening geperst totdat de borgrand die voorzien is op de buitenomtrek van de behuizing aanslaat tegen de opstaande rand die de opening begrensd. Gezien de oorspronkelijke opening iets kleiner is uitgevoerd dan de behuizing, zou het kogelgewricht goed op de ophangings- of verbindingsarm gefixeerd moeten zijn.

Echter, in de praktijk is gebleken dat de kogelgewrichten na verloop van tijd, of soms onmiddellijk, terug loskomen doordat ze onvoldoende in de opening geklemd zitten. Dit komt doordat de opening na het uitpersen van het originele kogelgewricht vervormd (groter) is. Om vroegtijdig loskomen te vermijden wordt daarom soms geopteerd het kogelgewricht vast te lassen, wat echter sterk is afgeraden omwille van het negatief effect op het kogelgewricht.

BE2018/5122

Een andere oplossing bestaat erin gebruik te maken van tweedelige kogelgewrichten waarbij het ene deel in de opening geperst wordt, en het andere deel gebruikt wordt om het geheel vast te zetten nadat het eerste deel in de opening geperst zit. Beide delen worden via een schroefverbinding met elkaar verbonden. Deze oplossing is echter duur en is bovendien een omslachtig proces.

Deze uitvinding heeft daarom tot doel een zelfborgend kogelgewricht samenstel te verschaffen die makkelijk gefixeerd kan worden in de opening van een ophangingsof verbindingsarm.

Het doel van de uitvinding wordt bereikt door te voorzien in een kogelgewricht samenstel voor een ophangings- of verbindingsarm, omvattende een draaipen voorzien van een bolvormige kop en een kogelgewricht behuizing geschikt voor het opnemen van de bolvormige kop, waarbij de genoemde behuizing een opneemgroef omvat voor de borging van het kogelgewricht samenstel met een ophangingsarm of verbindingsarm waarbij de genoemde opneemgroef een zodanig verloop heeft dat tijdens de plaatsing van het kogelgewricht samenstel op een ophangings- of verbindingsarm, het gedeelte van de ophangings- of verbindingsarm die in de groef komt, verbogen zal worden, waardoor het kogelgewricht samenstel geborgd wordt. De ophangings- of verbindingsarm is bij voorkeur vervaardigd uit plaatstaal.

De genoemde opneemgroef (opneemkanaal) strekt zich uit over minstens een deel van de omtrek van de behuizing. De opneemgroef strekt zich in een voorkeursuitvoering uit over de volledige omtrek van de behuizing en kan in dat geval aanzien worden als een omtreksgroef.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding is minstens een deel van de opneemgroef verschoven ten opzichte van de toegangsopening van de opneemgroef. Ten gevolge van de verschuiving zal het in de groef ingebracht deel van de ophangings- of verbindingsarm verbogen worden, waardoor het geheel geblokkeerd zit in de groef.

BE2018/5122

De opneemgroef heeft bij voorkeur een breedte overeenkomstig de plaatdikte van de ophangings- of verbindingsarm. De plaatdikte van de ophangings- of verbindingsarm varieert van circa 2 mm. tot circa 4 mm.

In een voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding omvat de opneemgroef een afschuining. De afschuining in de opneemgroef zal er voor zorgen dat het in de opneemgroef ingebracht deel van de ophangings- of verbindingsarm verbogen wordt.

Bij een meer voorkeurdragende uitvoeringsvorm van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding omvat de opneemgroef een afgeschuind deel, die zich uitstrekt in de richting van de middellijn van het kogelgewricht samenstel, en een recht deel, die zich evenwijdig aan de middellijn uitstrekt. De toegangsopening van de opneemgroef bevindt zich bij voorkeur in het afgeschuind deel.

Volgens een bijzondere uitvoeringsvorm van het kogelgewricht samenstel overeenkomstig de uitvinding omvat het kogelgewricht samenstel een stofzak vervaardigd uit een flexibel materiaal. Dergelijke stofzak wordt standaard op de behuizing geperst of geklemd.

Om de eigenschappen van deze uitvinding verder te verduidelijken en om bijkomende voordelen en bijzonderheden ervan aan te duiden volgt er nu een meer gedetailleerde beschrijving van een kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding. Het weze duidelijk dat niets in de hierna volgende beschrijving kan geïnterpreteerd worden als een beperking van de in de conclusies opgeëiste bescherming voor deze uitvinding.

In deze beschrijving wordt door middel van referentiecijfers verwezen naar de hierbij gevoegde tekeningen waarbij:

- figuur 1: een doorsnede toont van een gekend kogelgewricht samenstel die via een borgrand geborgd zit op een ophangdeel;

BE2018/5122

- figuur 2: een doorsnede toont van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding;

- figuur 3: een doorsnede toont van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding geperst op een ophangings- of verbindingsarm;

- figuur 4: een detailvoorstelling is van het op figuur 3 omcirkeld gebied A en waarop het verloop van de opneemgroef duidelijk zichtbaar is;

- figuur 5: een doorsnede toont van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding voorzien van een stofzak en geplaats op een ophangings- of verbindingsarm;

- figuur 6: een perspectiefvoorstelling van het kogelgewricht samenstel volgens de uitvinding waarop een deel van een ophangings- of verbindingsarm zichtbaar is.

Figuren 2, 3, 4 en 5 tonen het kogelgewricht samenstel (1) volgens de uitvinding. Dergelijk samenstel (1) is in het bijzonder geschikt om geplaatst te worden op een ophangings- (2) of verbindingsarm van een gemotoriseerd voertuig. Het samenstel (1) overeenkomstig de uitvinding is opgebouwd uit een aantal verschillende onderdelen, met name een kogelgewricht behuizing (3), een draaipen (4) voorzien van een bolvormige kop (5), een tussen de bolvormige kop (5) en de behuizing (3) geplaatste kunststof kogelhouder (6) voorzien voor het opnemen van de bolvormige kop (5), en een bevestigingselement (12) voorzien om de kogelhouder (6) tegen de behuizing (3) te bevestigen. De behuizing (3) is vervaardigd uit kunststof, staal of aluminium en is ringvormig uitgevoerd.

De draaipen (4) is in feite een draaistuk uit metaal, bij voorkeur staal, dat aan zijn ene uiteinde voorzien is van een bolvormige kop (5), ook wel kogel genoemd, en aan zijn andere uiteinde voorzien van schroefdraad of een ander verbindingstype, om zo het kogelgewricht samenstel (1) te kunnen verbinden met bijvoorbeeld de ophanging van het voertuig. Het buitenoppervlak van de kogel is gepolijst om de wrijving te verminderen met als gevolg een soepele beweging van het samenstel en om slijtage te voorkomen.

BE2018/5122

In de behuizing (3) zit de kogelhouder (6) vervat. De kogelhouder (6) is een spuitgietstuk dat vervaardigd uit POM of nylon. De houder (6) is komvormig uitgevoerd met een sferisch binnen oppervlak. De kogel (5) van de draaipen (4) wordt roteerbaar voorzien in de kogelhouder (6). Om de wrijving tussen kogel en de binnenwand van de kogelhouder (6) te beperken, wordt de kogelhouder gevuld met vet of een gelijkaardig glijmiddel, zoals bijv. wrijvingsverminderende additieven (PTFE, MoS2, ...) en/of worden in het materiaal van de kogelhouder (6) zelf toegevoegd.

Standaard wordt een kogelgewricht samenstel via een persbewerking (m.b.v. bijvoorbeeld een garagepers) voorzien in een opening van een plaatstalen ophangings- (2) of verbindingsarm. Hierbij is de diameter van de opening iets kleiner dan de diameter van het kogelgewricht samenstel zodat het samenstel goed gefixeerd zit in de opening. Tevens is er bij de bekende kogelgewrichten op de buitenomtrek van de behuizing, zoals blijkt uit figuur 1, een borgrand (11) voorzien die aanslaat tegen de opstaande rand die de opening begrensd. Zoals eerder beschreven kunnen na het vervangen van dergelijke kogelgewrichten, problemen ontstaan met de fixatie. Om dit te vermijden voorziet deze uitvinding in een zelfborgend kogelgewricht samenstel (1). Hiertoe is de buitenomtrek van de behuizing voorzien van een opneemgroef (7) (of opneemkanaal) met diepte, breedte in relatie tot de vorm en dikte van het plaatstaal van de ophangings- of verbindingsarm en die geschikt is voor het opnemen van een deel van deze ophangings- (2) of verbindingsarm. Het op te nemen deel is met name de opstaande rand van de ophangings- (2) of verbindingsarm die de opening begrensd waarin het kogelgewricht samenstel (1) dient geplaatst te worden.

De opneemgroef (7) heeft zoals blijkt uit figuur 4, een zodanig verloop dat tijdens de plaatsing van het kogelgewricht samenstel (1) op een ophangings- (2) of verbindingsarm, het gedeelte van de ophangings- (2) of verbindingsarm die in de groef (7) komt, een verbuiging zal ondergaan. Ten gevolge van de verbuiging blijft

BE2018/5122 het kogelgewricht samenstel (1) geborgd (geklemd) zitten op de ophangings- (2) of verbindingsarm.

Om het betreffende deel van de ophangings- (2) of verbindingsarm af te buigen tijdens het inbrengen ervan in de groef (7), is minstens een deel van de opneemgroef (7) verschoven ten opzichte van de toegangsopening. In een praktische uitvoeringsvorm wordt hiertoe zoals in de afgebeelde uitvoeringsvormen, een afschuining (8) aangebracht in de groef. De hellingshoek van de afschuining (8) is zo gekozen dat de ophangings- of verbindingsarm geleidelijk in de opneemgroef schuift. Deze afschuining strekt zich bij voorkeur naar binnen uit, in de richting van de middellijn (M) van het samenstel (1). Vanzelfsprekend vallen andere oplossingen om een vervorming of verbuiging van het in een groef (7) ingebracht deel van een ophangings- (2) of verbindingsarm, te realiseren, zoals bijv. een kromming, een afschuining die zich uitstrekt in een richting weg van de middellijn, eveneens binnen de beschermingsomvang van deze uitvinding.

Om te vermijden dat stof en/of water in contact zou komen met de kogel (5) is er een stofzak (10) (zie figuren 5 en 6) uit een flexibel water ondoordringbaar materiaal dat bovendien resistent is tegen oliën en vetten, zoals bijv. rubber, voorzien.

Uit testen uitgevoerd bij de octrooihouder is gebleken dat het kogelgewricht samenstel (1) volgens de uitvinding veel beter gefixeerd zit dan de gekende kogelgewricht samenstellen. Om de test uit te voeren werd zowel een gekend kogelgewricht samenstel van het type inpers en het kogelgewricht samenstel (1) volgens de uitvinding in geschikte opening van een standaard plaatvormige ophangings- (2) of verbindingsarm aangebracht. Vervolgens werd bepaald hoeveel kracht er nodig was om het kogelgewricht terug uit de ophangings- (2) of verbindingsarm te persen. Er werd hierbij gebruik gemaakt van een trekbank. De opgemeten kracht heeft inzicht in de mate van fixatie.

De testen gaven volgende resultaten: om het uit de stand van de techniek gekend kogelgewricht uit te persen, was een kracht nodig van 5 à 10 kN, terwijl een kracht

BE2018/5122 van 20 à 30 kN vereist was om het kogelgewricht samenstel (1) overeenkomstig deze uitvinding uit de ophangings- (2) of verbindingsarm te persen. Het is dus duidelijk dat het kogelgewricht samenstel (1) volgens de uitvinding veel beter geborgd (gefixeerd) zit in een ophangings- (2) of verbindingsarm.

Claims

1. Kogelgewricht samenstel (1) voor een ophangings- (2) of verbindingsarm, omvattende een draaipen (4) voorzien van een bolvormige kop (5) en een kogelgewricht behuizing (3) geschikt voor het opnemen van de bolvormige kop (5), met het kenmerk dat de genoemde behuizing (3) een opneemgroef (7) omvat voor de borging van het kogelgewricht samenstel (1) met een ophangingsarm (2) of verbindingsarm, waarbij de genoemde opneemgroef (7) een zodanig verloop heeft dat tijdens de plaatsing van het kogelgewricht samenstel (1) op een ophangings- (2) of verbindingsarm, het gedeelte van de ophangings- of verbindingsarm die in de groef komt, verbogen zal worden, waardoor het kogelgewricht samenstel geborgd wordt.

2. Kogelgewricht samenstel (1) volgens conclusie 1, met het kenmerk dat minstens een deel van de opneemgroef (7) verschoven is ten opzichte van de toegangsopening van de opneemgroef (7).

3. Kogelgewricht samenstel (1) volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk dat de opneemgroef (7) zich uitstrekt over minstens een deel van de omtrek van de behuizing (3).

4. Kogelgewricht samenstel (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de opneemgroef (7) een afschuining (8) omvat.

5. Kogelgewricht samenstel (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat de opneemgroef (7) een afgeschuind deel (8), die zich uitstrekt in de richting van de middellijn (M) van het kogelgewricht samenstel (1), en een recht deel (9), die zich uitstrekt evenwijdig aan de middellijn (M), omvat.

BE2018/5122

6. Kogelgewricht samenstel (1) volgens één van de voorgaande conclusies, met het kenmerk dat het kogelgewricht samenstel (1) een stofzak (10) vervaardigd uit een flexibel materiaal omvat.