DE102006008252A1

DE102006008252A1 - Kugelgelenk sowie Baugruppe gebildet aus Kugelgelenk und Trägerteil

Info

Publication number: DE102006008252A1
Application number: DE102006008252A
Authority: DE
Inventors: Harald Dr. Walter
Original assignee: TRW Automotive GmbH
Current assignee: THK Rhythm Automotive GmbH
Priority date: 2006-02-22
Filing date: 2006-02-22
Publication date: 2007-08-30
Anticipated expiration: 2026-02-23
Also published as: DE102006008252B4; US8256980B2; US20090129854A1; WO2007095983A1

Abstract

Ein Gehäuse für ein Kugelgelenk (10) hat einen Vorsprung (18), der auf einer Außenfläche des Gehäuses (16) vorgesehen ist und zum Verschweißen des Gehäuses (16) mit einem Trägerteil (12) dient. Der Vorsprung (18) ist mit zwei Schweißflächen (20) versehen, die auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs (18) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gehäuse für ein Kugelgelenk, mit einem Vorsprung, der auf einer Außenfläche des Gehäuses vorgesehen ist und zum Verschweißen des Gehäuses mit einem Trägerteil dient. Die Erfindung betrifft außerdem eine Baugruppe, die gebildet ist aus einem solchen Kugelgelenk und einem Trägerteil.
Zur Befestigung eines Kugelgelenks an einem Fahrwerkslenker ist bekannt, einen Flansch an ein Gehäuse des Kugelgelenks zu schmieden und diesen Flansch mittels Nieten oder Schrauben am Fahrwerkslenker zu befestigen. Nachteilig hierbei ist der vergleichsweise hohe Montageaufwand. Ferner ist der geschmiedete Flansch teuer in der Herstellung.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Gehäuse für ein Kugelgelenk dahingehend weiterzubilden, daß es mit geringem Aufwand sicher an einem Trägerteil befestigt werden kann.

Dies wird bei einem Gehäuse für ein Kugelgelenk eingangs genannter Art dadurch erreicht, daß der Vorsprung mit zwei Schweißflächen versehen ist, die auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs angeordnet sind. Der wesentlichste Vorteil dieser Lösung besteht darin, daß aufgrund der großen Schweißfläche eine gute Kraftübertragung möglich ist. Ferner ergeben sich im Vergleich zum Stand der Technik geringere Kosten.

Vorzugsweise ist der Vorsprung als Bund ausgebildet. Dabei kann der Bund nur abschnittsweise ausgebildet sein. In Verbindung mit Haltelaschen, die eine kreissegmentförmige Aussparung aufweisen, an der das Gehäuse des Kugelgelenks angreift, umgeben die Haltelaschen das Gehäuse nicht vollständig, so daß eine platzsparende Anbringung des Kugelgelenks an den Haltelaschen konstruiert werden kann.

Der Vorsprung kann auch als umlaufender Bund ausgebildet sein. Die Schweißfläche ist also ebenfalls umlaufend und die Kraftübertragung so optimiert, wodurch sich geringe Spannungen ergeben.

Gemäß einer Ausführungsform weist das Gehäuse eine Aufnahme für einen Kugelbolzen auf, die eine Mittelachse hat, und der Bund definiert eine Ebene, die senkrecht zur Mittelachse ist. Jeder Punkt des Vorsprungs hat also denselben Abstand zur Ober- bzw. Unterkante des Gehäuses. Falls der Vorsprung umlaufend ist, ist das Gehäuse rotationssymmetrisch ausgebildet und so einfacher und günstiger in der Herstellung. In Verbindung mit einem Trägerteil, das zwei Haltelaschen hat, ist die Mittelachse des Kugelgelenks senkrecht zur Ebene der Haltelaschen. Eine Neigung des Kugelgelenks wird durch Biegen der Haltelaschen erreicht.

Gemäß einer zweiten Ausführungsform weist das Gehäuse eine Aufnahme für einen Kugelbolzen auf, die eine Mittelachse hat, und der Bund definiert eine Ebene, die schräg zur Mittelachse ist. Das Gehäuse mit einem umlaufenden Bund ist somit nicht rotationssymmetrisch. In Verbindung mit dem Trägerteil steht die Mittelachse des Kugelgelenks schräg auf der Ebene der Haltelaschen. Um das Kugelgelenk unter einer bestimmten Neigung an den Haltelaschen anzubringen, war es bisher notwendig, die Haltelaschen je nach Einsatzseite am Fahrzeug unterschiedlich zu biegen. Jetzt kann ein Kugelgelenk aufgrund des Vorsprungs unterschiedlich geneigt sowohl am linken als auch rechten Trägerteil des Fahrzeugs angebracht werden. Die Trägerteile können also für beide Seiten gleich ausgebildet werden, wodurch sich eine Kostenersparnis ergibt.

Der Bund ist insbesondere einstückig mit dem Gehäuse ausgeführt, so daß ein nachträgliches Anbringen des Bundes (z.B. durch Anschweißen) entfällt.

Der Bund ist vorzugsweise fließgepreßt. Fließpressen ist kostengünstiger als das im Stand der Technik angewandte Schmieden.

Die Erfindung betrifft ferner eine Baugruppe, die gebildet ist aus einem Kugelgelenk, das ein Gehäuse der oben genannten Art aufweist, und einem Trägerteil, das zwei Haltelaschen für das Kugelgelenk aufweist, wobei sich die Haltelaschen auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs befinden und mit diesem verschweißt sind. Hinsichtlich der Vorteile wird auf die obigen Erläuterungen verwiesen.

Bevorzugt sind die Haltelaschen mit dem Gehäuse durch Kondensatorentladungsschweißen verbunden. Beim Kondensatorentladungs-Schweißverfahren fließt nur kurzzeitig ein hoher Strom zwischen dem Gehäuse und dem Trägerteil. Das Material erwärmt sich dabei im Bereich ihrer Berührstelle lokal so, daß die Materialien miteinander verschweißen. Beim Schweißvorgang wird so wenig Wärme freigesetzt, daß beispielsweise ein vorgesehener Dichtungsbalg nicht beeinträchtigt wird.

Weitere Merkmale und Vorteile ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von bevorzugten Ausführungsformen beschrieben, die in den Zeichnungen dargestellt sind. In den Zeichnungen zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine Baugruppe mit einem Gehäuse für ein Kugelgelenk und einem Trägerteil gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung;
2 einen Querschnitt durch eine Baugruppe mit einem Gehäuse und einem Trägerteil gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;
3 einen Querschnitt durch eine Baugruppe mit einem Gehäuse und einem Trägerteil gemäß einer dritten Ausführungsform der Erfindung;
4 einen Querschnitt durch eine Baugruppe mit einem Gehäuse und einem Trägerteil gemäß einer vierten Ausführungsform der Erfindung;
5 eine schematische Ansicht der Baugruppe nach den 1 bis 4 mit dem Trägerteil der Erfindung;
6 einen Querschnitt durch eine Baugruppe mit einem Gehäuse für ein Kugelgelenk und einem Trägerteil gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung, und
7 eine schematische Ansicht der Baugruppe nach 6 mit dem Trägerteil der Erfindung.
In den 1 bis 4 und 6 sind unterschiedliche Baugruppen gezeigt, die aus einem Kugelgelenk 10 und einem Trägerteil 12, insbesondere einem Fahrwerkteil eines Fahrzeugs, bestehen. Das Kugelgelenk 10 ist in eine kreisförmige (1 bis 4) bzw. eine kreissegmentförmige (6) Aussparung 14 des Trägerteils 12 eingesetzt, deren Durchmesser geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des Kugelgelenks 10, insbesondere als der Außendurchmesser eines Gehäuses 16 des Kugelgelenks 10.
Das Gehäuse 16 des Kugelgelenks 10 hat an seiner Außenfläche einen Vorsprung 18, der als Bund ausgebildet ist, und zwei einander gegenüberliegende Schweißflächen 20, die der Befestigung des Kugelgelenks 10 am Trägerteil 12 dienen. Im eingebauten Zustand liegt der Vorsprung 18 zwischen zwei Haltelaschen 22 des Trägerteils 12. Der Bund kann dabei umlaufend (1 bis 4) oder nur abschnittsweise vorgesehen sein (6 und 7).
Der Vorsprung 18 ist einstückig mit dem Gehäuse 16 ausgebildet und ohne spanende Nachbearbeitung durch Fließpressen hergestellt. Eine Ebene, die von dem Vorsprung 18 gebildet ist, ist senkrecht (1 bis 3) bzw. schräg (4 und 6) zu einer Mittelachse A des Gehäuses 16. Die „Ebene" wird hierbei auch von dem abschnittsweise vorgesehenen Vorsprung 18 gebildet, da dieser eine be stimmte Länge aufweisen muß, um eine für die Kraftübertragung ausreichende Schweißfläche bereitzustellen.
Das Innere des Gehäuses 16 nimmt in an sich bekannter Weise einen Kugelbolzen 24 auf (Aufnahme 26), der um einen konstruktiv vorgegebenen Winkel relativ zum Gehäuse 16 schwenkbar ist.
Ein Dichtungsbalg 28 ist mittels eines ersten, oberen Spannrings 30 am Gehäuse 16 und mittels eines zweiten, unteren Spannrings 34 an einem Kugelhals 32 des Kugelbolzens 24 angebracht und schützt das Kugelgelenk 10 vor Schmutz und Feuchtigkeit.
Zur Anbringung des Kugelgelenks 10 am Trägerteil 12, insbesondere an den Haltelaschen 22 des Trägerteils 12, wird das Gehäuse 16 so durch die Aussparung 14 im Trägerteil 12 hindurchgesteckt (1 bis 4) bzw. zwischen die Haltelaschen 22 geschoben (6), daß der Vorsprung 18 zwischen den beiden Haltelaschen 22 liegt. Zur Verbindung des Vorsprungs 18 mit dem Trägerteil 12 ist insbesondere ein Kondensatorentladungs-Schweißverfahren geeignet, bei dem kurzzeitig ein hoher Strom zwischen dem Gehäuse 16 des Kugelgelenks 10 und dem Trägerteil 12 fließt. Dabei erwärmt sich das Material der Schweißflächen 20 des Vorsprungs 18 und des Trägerteils 12 im Bereich ihrer Berührstelle lokal deran, daß die Materialien miteinander verschweißen. Es wird also auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs 18 eine Schweißnaht gebildet, die die Verbindung zwischen dem Gehäuse 16 und dem Trägerteil 12 stoffschlüssig herstellt. Bei den Ausführungsformen nach den 1 bis 4, bei denen der Bund umlaufend ist, ist auch die ringförmige Schweißfläche 20 umlaufend, wohingegen bei der Ausführungsform nach 6 nur abschnittsweise eine kreisringförmige Schweißfläche 20 gebildet ist.
Anschließend wird der Dichtungsbalg 28 mittels der Spannringe 30, 34 an dem Kugelhals 32 befestigt, und die beiden schalenartigen Haltelaschen 22 werden in ihrem Randbereich, der beispielhaft in den 5 und 7 mit dem Bezugszeichen 37 versehen ist, miteinander verschweißt.
In 5 ist ferner eine Hülse 40 und ein Zylinder 42 gezeigt, die an den Haltelaschen 22 angebracht sind. Mittels der Hülse 40 und des Zylinders 42 wird das Trägerteil 12, das hier ein Fahrwerkteil ist, an der Fahrzeugkarosserie befestigt.
Der Kugelbolzen 24 nach den 1 bis 4 kann entweder vor dem Hindurchstecken des Gehäuses 16 durch die Aussparung 14 im Trägerteil 12 in das Gehäuse 16 eingebracht sein oder erst nach dem Verschweißen des Gehäuses 16 und des Trägerteils 12 eingebracht werden.
Ein Korrosionsschutz des Kugelgelenks 10 und des Trägerteils 12 kann gemeinsam nach dem Verschweißen aufgebracht werden.
Im eingebauten Zustand ist die Mittelachse A des Kugelgelenks senkrecht zur Ebene der Haltelaschen 22 (1 bis 3) oder schräg auf der Ebene der Haltelaschen 22 (4 und 6).
Im folgenden wird im Einzelnen auf die in den Figuren gezeigten Ausführungsformen eingegangen, wobei auf die obigen Erläuterungen verwiesen wird.
Die 1 bis 4 zeigen einen Vorsprung 18, der als umlaufender Bund ausgebildet ist, während der in 6 gezeigte Bund nur abschnittsweise vorgesehen ist.
Der in 1 gezeigte Vorsprung 18 hat an seinen entgegengesetzten Seiten Nasen 36, an denen die Schweißflächen 20 angeordnet sind.
In 2 ist eine zweite Ausführungsform des Kugelgelenks 10 gezeigt. Der wesentliche Unterschied zwischen der ersten und der zweiten Ausführungsform besteht darin, daß der Vorsprung 18 bei der zweiten Ausführungsform beidseitig abgeschrägt ist.
In 3 ist eine dritte Ausführungsform des Kugelgelenks 10 gezeigt. Der Dichtungsbalg 28 weist hier einen Klemmabschnitt 38 auf, der als umlaufender, im Querschnitt gesehen dreieckiger Flansch ausgebildet ist. Der Flansch liegt am mit den Nasen 36 versehenen Vorsprung 18 an und ist insbesondere zwischen der unteren Haltelasche 22, dem Vorsprung 18 und dem Gehäuse 16 so geklemmt, daß er dort zuverlässig gehalten wird. Der gezeigte Spannring 30 könnte deshalb in dieser Ausführungsform entfallen.
In 4 ist eine vierte Ausführungsform des Kugelgelenks 10 gezeigt. Der wesentliche Unterschied der vierten Ausführungsform besteht darin, daß der Vorsprung 18 umlaufend einen unterschiedlichen Abstand zur Oberkante des Gehäuses 16 hat, d.h. das Gehäuse 16 nicht rotationssymmetrisch ausgebildet ist. Die Mittelachse A durch die Aufnahme 26 des Gehäuses 16 ist im eingebauten Zustand schräg zur Ebene der Haltelaschen 22. Das Kugelgelenk 10 ist also unter einer bestimmten Neigung an den Haltelaschen 22 angeschweißt, die durch die Ausbildung des Vorsprungs 18 variiert werden kann.
In den 6 und 7 ist eine fünfte Ausführungsform des Kugelgelenks 10 gezeigt. Der wesentliche Unterschied besteht darin, daß der als Bund ausgebildete Vorsprung 18, der beidseitig abgeschrägt ist (vgl. 2), nur abschnittsweise vorgesehen ist. Der in 7 gezeigte Bund verläuft dabei weniger als 180° um das Gehäuse 16.
Die Aussparung 14 der Haltelaschen 22, die das Gehäuse 16 aufnimmt, ist kreissegmentförmig. Da die Haltelaschen 22 das Gehäuse 16 nicht vollständig umgeben, kann diese Ausführungsform optimal an enge Platzverhältnisse angepaßt werden.
An den Enden des Vorsprungs 18 wird die eine schalenartige Haltelasche 22 so gebogen, daß sie das jeweilige Ende des Vorsprungs 18 umgreift (7). Anschließend wird das umgebogene Ende mit der zweiten schalenartigen Haltelasche 22 verschweißt (Schweißnaht 44). Die beiden Haltelaschen 22 werden zudem in ihrem Randbereich miteinander verschweißt (Schweißnaht 37).
Im eingebauten Zustand ist die Mittelachse A durch die Aufnahme 26 des Gehäuses schräg zur Ebene der Haltelaschen 22. Genausogut könnte die Mittelachse A jedoch auch senkrecht zur Ebene der Haltelaschen 22 sein (nicht gezeigt).
Die Haltelaschen 22 könnten auch nur bereichsweise auf den entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs 18 vorgesehen sein, so daß eine mehrmals unterbrochene, kreisringförmige Schweißfläche 20 gebildet wäre (nicht gezeigt).
Um das Kugelgelenk 10 unter einer bestimmten Neigung an den Haltelaschen 22 anzubringen, ist es in den Ausführungsformen nach 1 bis 3 notwendig, die Haltelaschen 22 je nach Einsatzseite am Fahrzeug unterschiedlich zu biegen.
Das in 4 und 6 gezeigte Kugelgelenk 10 hingegen kann aufgrund des Vorsprungs 18 unterschiedlich geneigt sowohl am linken als auch rechten Trägerteil 12 des Fahrzeugs angebracht werden. Die Trägerteile 12 sind also für beide Seiten gleich ausgebildet.

Claims

Gehäuse für ein Kugelgelenk, mit einem Vorsprung (18), der auf einer Außenfläche des Gehäuses (16) vorgesehen ist und zum Verschweißen des Gehäuses (16) mit einem Trägerteil (12) dient, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (18) mit zwei Schweißflächen (20) versehen ist, die auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs (18) angeordnet sind.
Gehäuse nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (18) als Bund ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Vorsprung (18) als umlaufender Bund ausgebildet ist.
Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) eine Aufnahme (26) für einen Kugelbolzen (24) aufweist, die eine Mittelachse (A) hat, und daß der Bund eine Ebene definiert, die senkrecht zur Mittelachse (A) ist.
Gehäuse nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse (16) eine Aufnahme (26) für einen Kugelbolzen (24) aufweist, die eine Mittelachse (A) hat, und daß der Bund eine Ebene definiert, die schräg zur Mittelachse (A) ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund einstückig mit dem Gehäuse (16) ausgeführt ist.
Gehäuse nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Bund fließgepreßt ist.
Baugruppe gebildet aus einem Kugelgelenk, das ein Gehäuse (16) nach einem der vorhergehenden Ansprüche aufweist, und einem Trägerteil (12), das zwei Haltelaschen (22) für das Kugelgelenk (10) aufweist, wobei sich die Haltelaschen (22) auf einander entgegengesetzten Seiten des Vorsprungs (18) befinden und mit diesem verschweißt sind.
Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Haltelasche (22) eine kreissegmentförmige Aussparung (14) aufweist und daß das Gehäuse (16) an der Aussparung (14) angreift.
Baugruppe nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß jede Haltelasche (22) eine kreisförmige Aussparung (14) aufweist und daß das Gehäuse (16) des Kugelgelenks (10) innerhalb der jeweiligen Aussparung (14) angeordnet ist.
Baugruppe nach Anspruch 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Haltelaschen (22) mit dem Gehäuse (16) durch Kondensatorentladungsschweißen verbunden sind.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (A) des Kugelgelenks (10) senkrecht zur Ebene der Haltelaschen (22) ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelachse (A) des Kugelgelenks (10) schräg auf der Ebene der Haltelaschen (22) steht.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (12) ein Blechbiegeteil ist.
Baugruppe nach einem der Ansprüche 8 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Trägerteil (12) ein Fahrwerkteil eines Kraftfahrzeugs ist.