DE102004042965B4 - Kugelgelenk - Google Patents

Kugelgelenk Download PDF

Info

Publication number
DE102004042965B4
DE102004042965B4 DE102004042965A DE102004042965A DE102004042965B4 DE 102004042965 B4 DE102004042965 B4 DE 102004042965B4 DE 102004042965 A DE102004042965 A DE 102004042965A DE 102004042965 A DE102004042965 A DE 102004042965A DE 102004042965 B4 DE102004042965 B4 DE 102004042965B4
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
bearing shell
ball joint
housing
joint according
ball
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.)
Expired - Fee Related
Application number
DE102004042965A
Other languages
English (en)
Other versions
DE102004042965A1 (de
Inventor
Frank Budde
Thomas Richter
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
Priority to DE102004042965A priority Critical patent/DE102004042965B4/de
Application filed by ZF Friedrichshafen AG filed Critical ZF Friedrichshafen AG
Priority to JP2007528589A priority patent/JP2008511798A/ja
Priority to KR1020077005686A priority patent/KR20070054199A/ko
Priority to MX2007002497A priority patent/MX2007002497A/es
Priority to PCT/DE2005/001491 priority patent/WO2006024270A1/de
Priority to BRPI0514863-4A priority patent/BRPI0514863A/pt
Priority to EP05779609A priority patent/EP1784580A1/de
Priority to CN2005800370953A priority patent/CN101048606B/zh
Priority to US11/574,534 priority patent/US20080138150A1/en
Priority to ZA200702584A priority patent/ZA200702584B/xx
Publication of DE102004042965A1 publication Critical patent/DE102004042965A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102004042965B4 publication Critical patent/DE102004042965B4/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-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
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • F16C11/0638Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics characterised by geometrical details
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • YGENERAL 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
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/32Articulated members
    • Y10T403/32606Pivoted
    • Y10T403/32631Universal ball and socket
    • Y10T403/32737Universal ball and socket including liner, shim, or discrete seat

Landscapes

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

Abstract

Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse (1), in dessen Innenraum eine Lagerschale (2) eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel (4) eines Kugelzapfens (5) gleitbeweglich aufnimmt, wobei der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Erhebungen aufweist, welche in die Lagerschale (2) formschlüssig eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen als Dreieckstege (13) ausgebildet sind.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse, in dessen Innenraum eine Lagerschale eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnimmt.
  • Aus der DE 43 06 006 A1 ist ein Kugelgelenk mit einem ringförmigen Gehäuse und einer darin eingesetzten Lagerschale bekannt, in welcher ein Kugelzapfen gelagert ist. Die Lagerschale weist dabei an ihrem äußeren Umfang eine Kontur auf, die zur Sicherung gegen Rotationsbewegungen um die Kugelzapfen-Mittelachse in eine komplementäre Kontur des Gehäuseinnendurchmessers eingreift.
  • Bei Kugelgelenken aus dem Stand der Technik kommt es jedoch vor, dass sich die Kontur der Lagerschale mit zunehmendem Gebrauch des Kugelgelenks von der komplementären Kontur des Gehäuses löst, so dass die Verdrehsicherung ausfallen kann.
  • Darüber hinaus ist aus der DE 102 04 319 A1 ein Kugelgelenk mit einem ringförmigen Gehäuse und einer in dessen Innenraum eingesetzten Lagerschale bekannt, in welcher ein Kugelzapfen gelagert ist, wobei der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Erhebungen aufweist, welche in die Lagerschale formschlüssig eingreifen. Die dort ausgebildeten Erhebungen sind aber nur mit einem erhöhten Kraftaufwand in die Lagerschale einbringbar.
  • Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Kugelgelenk der eingangs genannten Art zu schaffen, bei dem die Verdrehsicherung gegenüber dem Stand der Technik verbessert ist.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe nach einer ersten Variante mit einem Kugelgelenk mit dem Merkmalen nach Anspruch 1 und nach einer zweiten Variante mit einem Kugelgelenk mit den Merkmalen nach Anspruch 11 gelöst.
  • Gemäß der ersten Variante wird ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs geschaffen, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse, in dessen Innenraum eine Lagerschale eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnimmt, wobei der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Erhebungen aufweist, welche in die Lagerschale formschlüssig eingreifen. Dabei sind die Erhebungen erfindungsgemäß als Dreieckstege ausgebildet.
  • Bei der erfindungsgemäßen Lagerschale ist ein Verdrehen sicher verhindert, denn es hat sich gezeigt, dass ein Loswackeln der Schale vom Gehäuse nicht auftritt. Das erfindungsgemäße Kugelgelenk kann im Serienprozess kostengünstig hergestellt werden, wobei eine Verbesserung der Verdrehsicherung gegenüber dem Stand der Technik gegeben ist.
  • Die Dreieckstege können schräg zur Längsmittenachse, z. B. entlang einer Zick-Zack-Linie verlaufen. Vorzugsweise erstrecken sich die Dreieckstege aber parallel zur Längsmittenachse des Gehäuses, wodurch eine besonders einfache Montage des Kugelgelenks durch Eindrücken der Lagerschale in den Innenraum unter plastischer Verformung von deren Außenmantelfläche möglich ist.
  • Die Dreieckstege können sich nur über einen Teil der Länge der Innenmantelfläche des Gehäuses erstrecken, bevorzugt erstrecken sich die Dreieckstege aber über die gesamte Länge der Innenmantelfläche des Gehäuses. Hierdurch können besonders große Momente zwischen Lagerschale und Gehäuse übertragen werden.
  • Die Dreieckstege können im Querschnitt die Form eines schiefwinkligen Dreiecks aufweisen. Bevorzugt werden jedoch die Dreieckstege jeweils mit zwei gleichen Schenkelflächen gebildet, wobei die Winkelhalbierende des zwischen den beiden gleichen Schenkelflächen eingeschlossenen Winkels durch die Längsmittenachse des Lagers verläuft. Gemäß dieser Ausgestaltung ist gewährleistet, dass die Verdrehsicherung hinsichtlich beider um die Längsmittenachse möglichen Drehrichtungen gleichermaßen wirkt.
  • Die radiale Höhe der Dreieckstege kann dem Einsatz und der Belastung des Kugelgelenks gemäß variiert werden. Eine besonders gute Verdrehsicherung ist aber erreicht worden, wenn die radiale Höhe der Dreieckstege gleich dem Produkt aus der Schalendicke der Lagerschale und der Streckdehnung des für die Lagerschale verwendeten Materials ist.
  • Bevorzugt ist von den beiden gleichen Schenkelflächen jedes Dreieckstegs ein rechter Winkel eingeschlossen. Ein größerer Öffnungswinkel könnte ein Abgleiten der Lagerschale von den Dreieckstegen fördern, wohingegen ein kleinerer Winkel die Kerbempfindlichkeit des Materials der Lagerschale erhöhen könnte. Dennoch sind natürlich andere Öffnungswinkel möglich, sofern Einsatz und Belastung des Kugelgelenks dies zulassen.
  • Prinzipiell ist eine beliebige Anzahl nSteg von Dreieckstegen möglich, um die erfindungsgemäße Verdrehsicherung auszubilden. Es hat sich aber gezeigt, dass diese Anzahl nSteg optimal wird, wenn sie größer oder gleich dem geradzahlig aufgerundeten Quotienten aus dem maximal zu übertragendem Moment Mtmax und dem Produkt aus der Fläche der Stege ASteg, der Scherfestigkeit σSmax des Lagerschalenmaterials und dem effektiven Lagerschalenradius r ist. Somit ergibt sich: nSteg ≈ Mtmax/(ASteg·σSmax·r)
  • Dabei erstreckt sich der effektive Lagerschalenradius r ausgehend vom Kugelmittelpunkt bis zu einem Bereich zwischen dem Innenrand und dem Außenrand der Lagerschale, wobei der Radius bis zum Innenrand der Lagerschale mit rInnen und der Radius bis zum Außenrand der Lagerschale mit rAußen bezeichnet wird. Somit gilt für den effektiven Lagerschalenradius r folgende Beziehung: rInnen ≤ r ≤ rAußen,wobei der optimale Wert von r davon abhängig ist, bis zu welcher Tiefe die Dreieckstege in die Lagerschale eingreifen. Ein guter Wert für r hat sich ergeben, wenn r = rAußen gewählt wird.
  • Bevorzugt ist die Lagerschale aus Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen hergestellt, wobei die Lagerschale unter plastischer Verformung ihrer Außenumfangsfläche in das Gehäuse eingebracht werden kann, sofern die Lagerschale vor der Montage noch nicht mit den Vertiefungen versehen ist, in welche die Dreiecksstege in zusammengebautem Zustand des Kugelgelenks eingreifen.
  • Prinzipiell kann ein Spalt zwischen der Außenumfangsfläche der Lagerschale und der Innenmantelfläche des Gehäuses vorhanden sein. Bevorzugt weist die Lagerschale aber ein geringes Übermaß hinsichtlich der Innenmantelfläche des Gehäuses auf, so dass sie unter leichtem radialem Druck in dem Gehäuse sitzt. Hierdurch kann der Luftspalt vermieden und somit ein Eindringen von Schmutz verhindert werden.
  • Gemäß der zweiten Variante der Erfindung wird ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs geschaffen, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse, in dessen Innenraum eine Lagerschale eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel eines Kugelzapfens gleitbeweglich aufnimmt, wobei der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Vertiefungen aufweist, in welche die Lagerschale formschlüssig eingreift. Die Vertiefungen sind dabei als Hinterschnitte ausgebildet.
  • Auch nach dieser Variante ist ein Loswackeln der Lagerschale vom Gehäuse verhindert, wodurch eine besonders gute und dauerhafte Verdrehsicherung ausgebildet ist. Wie bei der ersten Variante lässt sich das Kugelgelenk nach der zweiten Variante kostengünstig in einem Serienprozess herstellen.
  • Die Hinterschnitte können schräg zur Längsmittenachse, z. B. entlang einer Zick-Zack-Linie verlaufen. Vorzugsweise erstrecken sich die Hinterschnitte aber parallel zur Längsmittenachse des Gehäuses, wodurch eine besonders einfache Montage des Kugelgelenks möglich ist.
  • Prinzipiell können sich die Vertiefungen über die gesamte Länge der Innenmantelfläche des Gehäuses erstrecken. Eine ausreichende Verdrehsicherung stellt sich aber schon ein, wenn sich die zu einer Stirnseite des Gehäuses hin offenen Vertiefungen nur über einen Teil der Länge der Innenmantelfläche erstrecken. Dabei hat es sich als vorteilhaft erwiesen, wenn die Vertiefungen hinsichtlich eines Längsschnitts des Gehäuses ein rechteckiges oder dreieckiges Profil aufweisen.
  • Die Lagerschale ist bevorzugt aus Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen hergestellt, wobei die Lageschale durch Ultraschallverformung in die Vertiefung eingeformt werden kann.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben. In der Zeichnung zeigen:
  • 1: einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kugelgelenks im teilmontierten Zustand;
  • 2: einen Längsschnitt der Ausführungsform nach 1 im fertig montierten Zustand;
  • 3: einen Querschnitt des Gehäuses nach der ersten Ausführungsform gemäß der ersten Variante der Erfindung;
  • 4: den Querschnitt eines Dreiecksteges nach 3;
  • 5: den Längsschnitt des Gehäuses nach 3 entlang der Schnittfläche A-A';
  • 6: den Querschnitt des Gehäuses nach 3 mit eingesetztem Kalibierwerkzeug;
  • 7: den Querschnitt eines Gehäuses nach einer zweiten Ausführungsform gemäß der zweiten Variante der Erfindung;
  • 8: die vergrößerte Darstellung eines Hinterschnitts nach 7 mit einem darin eingreifenden Vorsprung der Lageschale und
  • 9: einen Längsschnitt durch das Gehäuse nach 7 entlang der Schnittfläche B-B', wobei zwei Untervarianten für das Profil des Hinterschnitts dargestellt sind.
  • Gemäß 1 ist in ein ringförmiges Gehäuse 1 eine Lagerschale 2 eingesetzt, in welcher ein einen Zapfen 3 und eine Gelenkkugel 4 aufweisender Kugelzapfen 5 gleitbeweglich gelagert ist. Dabei erstreckt sich der Kugelzapfen 5 durch eine in der Lagerschale 2 vorgesehene Öffnung 6 aus dem Kugelgelenk heraus und kann um die Längsmittenachse 7 des Kugelgelenks gedreht sowie quer zu dieser um einen Schwenkpunkt in der Gelenkkugel 4 geschwenkt werden. Im Bereich der Öffnung 6 liegt die Lagerschale 2 über eine Außenschulter 8 an einer Stirnseite des Gehäuses 1 an, wohingegen an dem der Außenschulter 8 abgewandten Ende der Lagerschale 2 ein Ringbund 9 aus dem Gehäuse 1 herausragt.
  • Aus 2 ist ersichtlich, dass der Ringbund 9 zur axialen Fixierung der Lagerschale 2 im Gehäuse 1 durch Materialverformung radial nach außen umgelegt worden ist, wobei das Umlegen bevorzugt unter Anwendung des Verfahrens der Ultraschallverformung durchgeführt wird. Das Kugelgelenk gemäß dieser Ausführungsform ist zur Übertragung eines maximalen Moments Mtmax zwischen Gehäuse 1 und Lagerschale 2 von 15 Nm ausgelegt, wobei die aus POM hergestellte Lagerschale eine Schalendicke Sd von 1,5 mm und eine Streckdehung εs von ca. 10% aufweist. Eine andere Ausführungsform kann aber auch zur Übertragung eines maximalen Moments Mtmax zwischen Gehäuse 1 und Lagerschale 2 von 20 Nm ausgelegt sein.
  • Das Gehäuse 1 ist einstückig mit einem ersten Kraftfahrzeugteil 10 ausgebildet, wobei am Zapfen 3 ein Gewindebereich 11 zum Befestigen eines zweiten Kraftfahrzeugteils vorgesehen ist. Um ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in das Innere des Kugelgelenks zu verhindern, ist zwischen dem Kugelzapfen 5 und der Lagerschale 2 eine Dichtung 12 aus einem elastischen Werkstoff, insbesondere aus Gummi vorgesehen, wobei diese Dichtung 12 aber auch zwischen dem Kugelzapfen 5 und dem Gehäuse 1 angeordnet werden kann.
  • In 3 sind die gemäß der ersten Variante der Erfindung vorgesehenen Dreieckstege 13 dargestellt, die an der Innenmantelfläche des Gehäuses 1 ausgebildet sind. Die Dreieckstege 13 erstrecken sich parallel zur Längsmittenachse 7 über die gesamte Länge lg des Gehäuses 1 (siehe 1 und 5), welche gemäß dieser Ausführungsform 10 mm beträgt.
  • Der Querschnitt eines Dreieckstegs 13 ist in vergrößerter Darstellung aus 4 ersichtlich, wobei zwischen den beiden gleichen Schenkelflächen 14 und 15 des Dreieckstegs 13 ein Winkel α mit α = 90° eingeschlossen ist. Die Winkelhalbierende 16 des Winkels α verläuft durch die Mittenlängsachse 7 des Kugelgelenks, wobei der Dreiecksteg 13 eine radiale Höhe hd von 0,15 mm aufweist, welche sich aus dem Produkt von Schalendicke Sd (1,5 mm) und Streckdehnung εs (10%) ergibt.
  • Regelmäßig muss das Kugelgelenkgehäuse 1 nach seiner Herstellung kalibriert werden, das heißt, auf den richtigen Durchmesser erweitert werden. Hierfür wird ein aus 6 ersichtliches und aus mehreren Segmenten 17 zusammengesetztes Kalibierwerkzeug 18 verwendet. Das Kalibierwerkzeug 18 weist in seiner Mitte eine durchgehende Bohrung 19 auf, durch welche ein konischer Dorn (nicht dargestellt) zum radialen Auseinanderdrücken der Segmente 17 getrieben werden kann. Dabei besteht allerdings die Gefahr, dass die Dreieckstege 13 zerstört werden können. Aus diesem Grund kann das Kalibierwerkzeug 18 derart ausgebildet werden, dass es die Innenmantelfläche des Gehäuses 1 nur an bestimmten Stellen berührt, so dass nur an diesen Stellen verlaufende Dreieckstege 13 zerstört werden können. Gemäß 6 berührt das Kalibrierwerkzeug 18 die Innenmantelfläche des Gehäuses 1 an acht Stellen, so dass auch nur acht der hier vorhandenen sechzehn Dreieckstege 13 beim Kalibrieren zerstört werden können. Für den Fall, dass im kalibrierten Gehäuse 1 sechzehn Dreieckstege vorhanden sein sollen, müssen demnach sicherheitshalber vierundzwanzig Dreieckstege 13 vor dem Kalibrieren im Gehäuse 1 ausgebildet werden.
  • Selbstverständlich können die Anzahl der Dreieckstege 13 und die Anzahl der Anlagestellen des Kalibrierwerkzeugs 18 am Gehäuse 1 variiert werden. Optimal sind hier aber sechzehn Dreieckstege nach dem Kalibrieren bei einem effektiven Lagerschalenradius von r = 9,5 mm.
  • Im Anschluss an das Kalibrieren wird die mit einem geringen Übermaß hinsichtlich der Innenumfangsfläche des Gehäuses 1 ausgebildete Lagerschale 2 in das Gehäuse 1 eingebracht, so dass sich die Dreieckstege 13 unter plastischer Verformung der Außenumfangsfläche der Lagerschale 2 in diese eingraben. Hierdurch wird eine besonders wirksame Verdrehsicherung der Lagerschale 2 gegenüber dem Gehäuse 1 ausgebildet, wobei wegen eines geringen Übermaßes der Lagerschale 2 vor der Montage ferner ein Eindringen von Schmutz und Feuchtigkeit in den Bereich zwischen Lagerschale 2 und Kugelgelenkgehäuse 1 verhindert ist.
  • Aus 7 ist ein Querschnitt eines Gehäuses 1 gemäß einer zweiten Ausführungsform nach der zweiten Variante der Erfindung ersichtlich, wobei für gleiche oder ähnliche Merkmale dieselben Bezugszeichen wie bei der ersten Ausführungsform verwendet werden. Ferner entspricht auch die zweite Ausführungsform einem Kugelgelenk gemäß den 1 und 2, wobei allerdings entlang der Innenmantelfläche des Gehäuses 1 keine Dreieckstege sondern insgesamt sechzehn sich parallel zur Längsmittenachse 7 erstreckende Hinterschnitte 20 vorgesehen sind, in welche die Lagerschale 2 zum Ausbilden der Verdrehsicherung eingreift.
  • Eine vergrößerte Ansicht eines derartigen Hinterschnittes 20 ist aus 8 ersichtlich, wobei die Lagerschale 2 mit einem Vorsprung 21 in diesen Hinterschnitt 20 eingreift. Die Hinterschnitte 20 sind zu einer Stirnseite des Gehäuses 1 hin offen und erstrecken sich nicht über die gesamte Länge lg der Innenmantelfläche des Gehäuse 1, sondern nur über eine Teillänge lt, was in 9 dargestellt ist. Die Verdrehsicherung zwischen Lagerschale 2 und Gehäuse 1 wird nun derart ausgebildet, dass der im teilmontierten Zustand aus dem Gehäuse 1 herausragende Ringbund 9 der Lagerschale 2 über ein Umformverfahren radial nach außen umgelegt und dabei gleichzeitig in die Hinterschnitte 20 eingeformt wird. Insbesondere wird dafür ein Ultraschallumformverfahren verwendet, wobei das Material der Lagerschale 2 erwärmt wird. Nach dem Umformen kommt es während des Abkühlens des Lagerschalenmaterials zu einer sogenannten Materialschwindung, welche dazu führt, dass sich die in die Hinterschnitte 20 eingeformten Vorsprünge 21 der Lagerschale 2 radial nach innen gegen die Seitenwände 22 und 23 der Hinterschnitte 20 ziehen, wodurch eine dauerhaft gute Verdrehsicherung der Lagerschale 2 gegenüber dem Gehäuse 1 ausgebildet wird.
  • Wie in 9 schematisch dargestellt, können dabei die Hinterschnitte 20 hinsichtlich eines Längsschnitts des Gehäuses (1) entlang der aus 7 ersichtlichen Schnittfläche B-B' ein rechteckiges Profil (24) oder ein dreieckiges Profil (25) aufweisen.
  • Obwohl gemäß dieser Ausführungsform nur sechzehn Hinterschnitte 20 dargestellt sind, hat sich eine besonders gute Verdrehsicherung bei der Ausbildung von vierundzwanzig Hinterschnitten ergeben.
  • Analog zur ersten Variante kann auch nach der zweiten Variante der Erfindung die Lagerschale 2 vor der Montage mit einem geringen Übermaß hinsichtlich der Innenumfangsfläche des Gehäuses 1 ausgebildet sein, so dass ein Eindringen von Schmutz und Wasser in den Bereich zwischen Lagerschale 2 und Gehäuse 1 verhindert werden kann.
  • Beide Varianten der Erfindung verhindern ein sogenanntes Loswackeln der Lagerschale 2 vom Gehäuse 1. Bei der ersten Variante kann die Lagerschale in das Innere des Gehäuses 1 unter plastischer Verformung ihrer Außenumfangsfläche eingebracht werden. Da diese Verformung ohne besondere Materialerwärmung erfolgen kann, ist eine Schwindung des Lagerschalenmaterials vermeidbar, welche ein Loswackeln der Lagerschale 2 begünstigen könnte. Ferner ist kein Übermaß des Außendurchmessers der Lagerschale 2 gegenüber dem Innendurchmesser des Gehäuses 1 erforderlich. Ein geringes Übermaß kann aber vorteilhaft sein, um einen Dichtungseffekt zwischen Lagerschale 2 und Gehäuse 1 zu erzielen. Deshalb kann die Lagerschale 2 ohne oder mit nur sehr geringer radialer Vorspannung in das Gehäuse 1 eingebracht werden, so dass die unerwünschten Wirkungen einer großen radialen Vorspannung vermeidbar sind, welche die Reibmomente des Kugelzapfens in der Lagerschale negativ beeinflussen können. Ferner ist eine solche große radiale Vorspannung aufgrund des Verhaltens des Kunststoffes zeitabhängig, so dass sich allein aufgrund der hohen Vorspannung eine Zeitabhängigkeit der Reibmomente des Kugelzapfens einstellen kann. Auch dieser negative Effekt kann mit dem erfindungsgemäßen Kugelgelenk vermieden werden. Bei der zweiten Variante ziehen sich die Vorsprünge 21 der Lagerschale 2 aufgrund der Schwindung des Lagerschalenmaterials nach dem Umformen fest in die Hinterschnitte 20 hinein, so dass der Effekt der Schwindung hier nicht zum Verschlechtern sondern zum Verbessern der Verdrehsicherung beiträgt.
  • 1
    Gehäuse
    2
    Lagerschale
    3
    Zapfen
    4
    Gelenkkugel
    5
    Kugelzapfen
    6
    Öffnung in der Lagerschale
    7
    Längsmittenachse
    8
    Außenschulter
    9
    Ringbund
    10
    erstes Kraftfahrzeugteil
    11
    Gewinde
    12
    Dichtungsbalg
    13
    Dreiecksteg
    14
    erste Schenkelfläche des Dreieckstegs
    15
    zweite Schenkelfläche des Dreieckstegs
    16
    Winkelhalbierende
    17
    Segmente des Kalibrierwerkzeugs
    18
    Kalibrierwerkzeug
    19
    Bohrung in Kalibrierwerkzeug
    20
    Hinterschnitt
    21
    Vorsprung der Lagerschale
    22
    erste Seitenwand des Hinterschnitts
    23
    zweite Seitenwand des Hinterschnitts
    24
    rechteckiges Profil
    25
    dreieckiges Profil
    lg
    Länge des Gehäuses
    hd
    radiale Höhe der Dreieckstege
    Sd
    Dicke der Lagerschale
    r
    effektiver Lagerschalenradius
    α
    Winkel
    lt
    Länge des Hinterschnitts (Teillänge)

Claims (17)

  1. Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse (1), in dessen Innenraum eine Lagerschale (2) eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel (4) eines Kugelzapfens (5) gleitbeweglich aufnimmt, wobei der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Erhebungen aufweist, welche in die Lagerschale (2) formschlüssig eingreifen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen als Dreieckstege (13) ausgebildet sind.
  2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dreieckstege (13) parallel zur Längsmittenachse (7) des Gehäuses (1) erstrecken.
  3. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Dreieckstege (13) über die gesamte Länge (lg) der Innenflächenmantelfläche des Gehäuses (1) erstrecken.
  4. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dreieckstege (13) jeweils mit zwei gleichen Schenkelflächen (14, 15) gebildet werden und die Winkelhalbierende (16) des zwischen den beiden gleichen Schenkelflächen (14, 15) eingeschlossenen Winkels (α) durch die Längsmittenachse (7) des Lagers verläuft.
  5. Kugelgelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die radiale Höhe (hd) der Dreieckstege (13) gleich dem Produkt aus der Schalendicke (Sd) der Lagerschale (2) und der Streckdehnung des für die Lagerschale (2) verwendeten Materials ist.
  6. Kugelgelenk nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass von den beiden gleichen Schenkelflächen (14, 15) jedes Dreieckstegs (13) ein rechter Winkel (α) eingeschlossen ist.
  7. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Dreieckstege (13) größer oder gleich dem geradzahlig aufgerundeten Quotienten aus dem maximal zwischen dem Gehäuse (1) und der Lagerschale (2) zu übertragendem Moment und dem Produkt aus der Fläche der Dreieckstege (13), der Scherfestigkeit des Lagerschalenmaterial sowie dem effektiven Lagerschalenradius (r) ist.
  8. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (2) aus Kunststoff hergestellt ist.
  9. Kugelgelenk nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (2) aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt ist.
  10. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (2) ein Übermaß gegenüber der Innenmantelfläche des Gehäuses (1) aufweist.
  11. Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug, insbesondere für eine Pendelstütze eines Kraftfahrzeugs, mit einem wenigstens einseitig offenen Gehäuse (1), in dessen Innenraum eine Lagerschale (2) eingesetzt ist, die ihrerseits eine Gelenkkugel (4) eines Kugelzapfens (5) gleitbeweglich aufnimmt, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenraum entlang seiner Innenmantelfläche Vertiefungen aufweist, in welche die Lagerschale (2) formschlüssig eingreift, wobei die Vertiefungen als Hinterschnitte (20) ausgebildet sind.
  12. Kugelgelenk nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Hinterschnitte (20) parallel zur Längsmittenachse (7) des Gehäuses (1) erstrecken.
  13. Kugelgelenk nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass sich die zu einer Stirnseite des Gehäuses (1) hin offenen Hinterschnitte (2) nur über einen Teil (lt) der Länge (lg) der Innenmantelfläche des Gehäuses (1) erstrecken.
  14. Kugelgelenk nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Hinterschnitte (20) hinsichtlich eines Längsschnitts des Gehäuses (1) ein rechteckiges Profil (24) oder ein dreieckiges Profil (25) aufweisen.
  15. Kugelgelenk nach einem der vorangehenden Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (2) aus Kunststoff hergestellt ist.
  16. Kugelgelenk nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale aus Polyoxymethylen (POM) hergestellt ist.
  17. Kugelgelenk nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff für die Ultraschallumformung geeignet ist.
DE102004042965A 2004-09-02 2004-09-02 Kugelgelenk Expired - Fee Related DE102004042965B4 (de)

Priority Applications (10)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004042965A DE102004042965B4 (de) 2004-09-02 2004-09-02 Kugelgelenk
US11/574,534 US20080138150A1 (en) 2004-09-02 2005-08-24 Ball-And Socket Joint
MX2007002497A MX2007002497A (es) 2004-09-02 2005-08-24 Articulacion esferica.
PCT/DE2005/001491 WO2006024270A1 (de) 2004-09-02 2005-08-24 Kugelgelenk
BRPI0514863-4A BRPI0514863A (pt) 2004-09-02 2005-08-24 articulação esférica
EP05779609A EP1784580A1 (de) 2004-09-02 2005-08-24 Kugelgelenk
JP2007528589A JP2008511798A (ja) 2004-09-02 2005-08-24 ボールジョイント
KR1020077005686A KR20070054199A (ko) 2004-09-02 2005-08-24 볼 앤드 소켓 조인트
ZA200702584A ZA200702584B (en) 2004-09-02 2005-08-24 Ball-and-socket joint
CN2005800370953A CN101048606B (zh) 2004-09-02 2005-08-24 活球接头

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102004042965A DE102004042965B4 (de) 2004-09-02 2004-09-02 Kugelgelenk

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102004042965A1 DE102004042965A1 (de) 2006-03-30
DE102004042965B4 true DE102004042965B4 (de) 2007-05-31

Family

ID=35512426

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102004042965A Expired - Fee Related DE102004042965B4 (de) 2004-09-02 2004-09-02 Kugelgelenk

Country Status (10)

Country Link
US (1) US20080138150A1 (de)
EP (1) EP1784580A1 (de)
JP (1) JP2008511798A (de)
KR (1) KR20070054199A (de)
CN (1) CN101048606B (de)
BR (1) BRPI0514863A (de)
DE (1) DE102004042965B4 (de)
MX (1) MX2007002497A (de)
WO (1) WO2006024270A1 (de)
ZA (1) ZA200702584B (de)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013109352A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 Contitech Vibration Control Gmbh Schwingungsdämpfungsbauteil mit profilierter Tragkörperaufnahme

Families Citing this family (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
PT1662158E (pt) * 2004-11-25 2008-04-08 Ind Aux Alavesa S A Inauxa S A Dispositivo de junta de rótula
EP1733861A3 (de) * 2005-06-14 2007-11-28 Industria Auxiliar Alavesa, S.A. (Inauxa) Kugelgelenk, Herstellungsverfahren und Vorrichtung
DE102006002395B4 (de) * 2006-01-17 2008-10-16 Zf Friedrichshafen Ag Kugelgelenk, sowie Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses
FR2918424B1 (fr) * 2007-07-05 2010-02-26 Skf Aerospace France Ensemble de joint mecanique, notamment ensemble rotulant, ainsi que procede de fabrication d'un tel ensemble rotulant
US7958599B2 (en) * 2008-02-14 2011-06-14 Easley James B Snap assembly friction hinge
DE102008063813A1 (de) * 2008-12-19 2010-07-01 Zf Friedrichshafen Ag Kugelgelenk und Verfahren zu seiner Herstellung
DE102011016952A1 (de) * 2011-04-12 2012-10-18 E. Ernst GmbH Umformtechnik Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines metallischen rotationssymmetrischen Sitzes
JP5970726B2 (ja) * 2012-01-24 2016-08-17 武蔵精密工業株式会社 ボールジョイント
JP6150348B2 (ja) * 2012-03-14 2017-06-21 株式会社ソミック石川 ボールジョイント用ベアリングシートおよびボールジョイント
US9920788B2 (en) 2013-02-25 2018-03-20 Illinois Tool Works Inc. Linking arm assembly
US10119562B2 (en) * 2014-12-16 2018-11-06 Itt Manufacturing Enterprises Llc One-hand operable end fitting connector assembly
JP6282300B2 (ja) 2016-03-14 2018-02-21 日本発條株式会社 ボールジョイントおよびこれを用いたスタビリンク
CN106050898A (zh) * 2016-07-29 2016-10-26 青岛力克川液压机械有限公司 一种卡盘球铰小面积接触摩擦副结构
US10542668B2 (en) * 2017-06-22 2020-01-28 Federal-Mogul Powertrain Llc Dust boot for a tie rod end of a sickle bar of a combine and a method of making
KR101958433B1 (ko) * 2017-08-18 2019-03-20 주식회사 일진 볼 조인트 및 이를 포함하는 하이브리드 현가암
DE102022103628A1 (de) 2022-02-16 2023-08-17 Neoperl Gmbh Gelenk mit einer im Innern angeordneten Fluidleitung, Doppelgelenk, sanitäre Anordnung und korrespondierende Verwendung

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4306006A1 (de) * 1993-02-26 1994-09-01 Lemfoerder Metallwaren Ag Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes
DE10204319A1 (de) * 2001-12-20 2003-09-18 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2733085A (en) * 1956-01-31 Latzen
DE3346108A1 (de) * 1983-12-21 1985-07-04 Continental Gummi Werke Ag Luftfederung insbesondere fuer strassenfahrzeuge
JPS60237216A (ja) * 1984-05-11 1985-11-26 Toyota Motor Corp ボ−ルジヨイント
DE4344628C1 (de) * 1993-12-24 1995-05-18 Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk für Kraftfahrzeuge
US5704727A (en) * 1995-10-31 1998-01-06 Dana Corporation Ball and socket joint assembly with self-centering retainer ring
KR100272084B1 (ko) * 1998-04-16 2000-11-15 강태릉 자동차용볼조인트
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
US7073970B2 (en) * 2001-12-20 2006-07-11 ZF Lemförder Metallwaren AG Ball and socket joint
DE10201796A1 (de) * 2002-01-17 2003-07-31 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung des Schrumpfungsverhaltens während des Urformens von Kunststoffen

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4306006A1 (de) * 1993-02-26 1994-09-01 Lemfoerder Metallwaren Ag Arbeitsverfahren zur Herstellung eines Kugelgelenkes
DE10204319A1 (de) * 2001-12-20 2003-09-18 Zf Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelgelenk

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102013109352A1 (de) * 2013-08-29 2015-03-05 Contitech Vibration Control Gmbh Schwingungsdämpfungsbauteil mit profilierter Tragkörperaufnahme

Also Published As

Publication number Publication date
US20080138150A1 (en) 2008-06-12
ZA200702584B (en) 2008-07-30
EP1784580A1 (de) 2007-05-16
WO2006024270A1 (de) 2006-03-09
CN101048606B (zh) 2010-05-05
BRPI0514863A (pt) 2008-06-24
JP2008511798A (ja) 2008-04-17
DE102004042965A1 (de) 2006-03-30
KR20070054199A (ko) 2007-05-28
CN101048606A (zh) 2007-10-03
MX2007002497A (es) 2007-05-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102004042965B4 (de) Kugelgelenk
DE102007047860B3 (de) Verbindungselement mit einer Schraube und einer daran unverlierbar angeordneten Hülse
DE69928305T2 (de) Schutzbalg mit einsetzbarer Büchse
DE102008007105B4 (de) Schraubrad mit Dämpfung
DE102020126561B4 (de) Lager und Lageranordnung
DE102004019917A1 (de) Lager für ein Kraftfahrzeug
EP3305501A1 (de) Schnecke zum einsatz in einem extruder und extruder
DE10011124C2 (de) Gummilager
DE10322902B4 (de) Faltenbalganordnung
DE19758485A1 (de) Dichtelement für Druckmittelleitungen
WO2013093900A1 (de) Maul- oder klauenförmige spaltdichtung
DE102011052747A1 (de) Spannelement für eine Spannvorrichtung
DE10004936A1 (de) Gummilager
DE60017215T2 (de) Schutzmanschette für ein Gleichlaufgelenk
EP1384923B1 (de) Dichtring zur Abdichtung eines Längenausgleichs einer Gelenkwelle
EP1978275A2 (de) Gelenklager, insbesondere an einem Drehgelenk zwischen einem Vorderwagen und Hinterwagen eines Gelenkbusses
DE10032474B4 (de) Vorrichtung zur Lagefixierung des Außenringes, insbesondere der Rollenhülse, eines Wälzlagers
DE202011051001U1 (de) Spannelement für eine Spannvorrichtung
DE2932248A1 (de) Anordnung zum axialen fixieren und/oder anstellen von maschinenteilen
DE4320284C2 (de) Dichtungsanordnung für den Einsatz bei mechanisch miteinander zu verbindenden Pfosten- und Rahmenelementen
DE102018121219A1 (de) Lagerbuchse für ein Sackloch und Lenkgetriebeaufhängung für ein Fahrzeug
WO2018219586A1 (de) Lagerbuchse
DE102006025035A1 (de) Scharnier
DE19542100C1 (de) Dichtungsanordnung für ein Zapfenkreuz
EP1808562A2 (de) Scharnier für Türen oder Fenster sowie Verfahren zum Einsetzen eines für die Verstellung notwendigen Scharnierzapfens in einen Scharnierkopf bei einem Scharnier

Legal Events

Date Code Title Description
OP8 Request for examination as to paragraph 44 patent law
8364 No opposition during term of opposition
R119 Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee

Effective date: 20110401