DE102006024478B4

DE102006024478B4 - Gelenklager und Verbindung des Gelenklagers mit einem Bauteil

Info

Publication number: DE102006024478B4
Application number: DE102006024478A
Authority: DE
Inventors: Stefan Dipl.-Ing. Liebe
Original assignee: ASK KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEY; ASK-KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEYFERT GmbH
Current assignee: ASK KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEY; ASK-KUGELLAGERFABRIK ARTUR SEYFERT GmbH
Priority date: 2005-05-24
Filing date: 2006-05-23
Publication date: 2008-04-10
Anticipated expiration: 2026-05-24
Also published as: DE102006024478A1

Abstract

Gelenklager mit einem, eine kugelförmige Oberfläche (2) (sphärisch gekrümmte Oberfläche) aufweisenden, Innenring (1) (Innenkörper) und einem diesen umringenden Außenring (4), dessen Innenfläche der Oberfläche (2) des Innenrings angepasst ist, so dass Innenring (1) und Außenring (4) zueinander schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) mindestens ein von einer Kreisform mit einem ersten Durchmesser (D) abweisendes erstes Profilelement (5) in Form eines Drehkeilprofils aufweist und die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) eine reibwertsteigernde verbundstabile Beschichtung (S1) aufweist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenklager und dessen Verbindung mit einem Bauteil nach dem Oberbegriff des 1. und 6. Patentanspruchs.
Ein Gelenklager weist einen Innenkörper mit einer kugelförmigen Oberfläche und einen Außenkörper mit einer Ausnehmung auf, wobei die Krümmung der Ausnehmung der kugelförmigen Oberfläche des Innenkörpers angepasst ist, so dass Innenkörper und Außenkörper zueinander schwenkbar sind. Üblicher Weise werden Gelenklager durch Umformen des Außenrings hergestellt. Wenn eine Gleitschicht erforderlich ist, wird diese meist vor dem Umformen an der Innenseite des Außenrings befestigt. Ein Gelenklager mit Gleitschicht zwischen der kugelförmigen Oberfläche des Innenkörpers und der Ausnehmung des Außenkörpers zeigt DE 42 22 803 C2 . In WO 89/02542 A1 wird ein Gelenklager mit einem sphärischen Innenkörper und einem Außenkörper aus zwei ineinander gesteckten Blechtöpfen mit zylindrischer Wand beschrieben, wobei der Innenraum zwischen den Blechtöpfen und dem Innenkörper mit einer Kunststoff-Masse ausgefüllt ist. Die Verbindung der Blechtöpfe erfolgt durch Einpressen oder Verschweißen. Die Blechtöpfe weisen eine zylindrische Außenkontur auf und werden am Bauteil befestigt.
Es sind weiterhin Lösungen bekannt, bei welchen der Außenring in eine Bohrung des Bauteils eingepresst wird. Zur Erhöhung der Übertragungsfähigkeit der Verbindung ist es bekannt, in die Stirnseiten des Außenrings der in die Stirnseiten des Bauteils in der Nähe der Bohrung eine Nut einzuformen. Dadurch wird Werkstoff in die Bohrung gepresst, wodurch eine Art formschlüssige Verbindung zwischen Außenring und Bauteil entsteht. Durch Presspassungen und das einformen der Nut können jedoch Verspannungen auftreten. Weiterhin sind diese Verbindungen meist zerstörungsfrei lösbar.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Gelenklager zu entwickeln, welches eine zuverlässige Verbindung mit dem Bauteil ohne zusätzliche Verbindungselemente gewährleistet.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des 1. und 6. Patentanspruchs gelöst.
Das Gelenklager weist einen, eine kugelförmige Oberfläche (sphärisch gekrümmte Oberfläche) aufweisenden, Innenring (Innenkörper) und einem diesen umringenden Außenring auf, dessen Innenfläche der Oberfläche des Innenrings angepasst ist, so dass Innenring und Außenring zueinander schwenkbar sind. Erfindungsgemäß weist die Umfangsfläche des Außenrings mindestens ein von einer Kreisform mit einem ersten Durchmesser abweisendes erstes Profilelement in Form eines Drehkeilprofils auf und die Umfangsfläche des Außenrings ist mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Beschichtung versehen.
Vorteilhafter Weise werden mehrere erste Profilelemente an der Umfangsfläche des Außenrings angeordnet. Bevorzugt sind drei erste Profilelemente in gleichen Abständen an der Umfangsfläche des Außenrings vorgesehen, die z.B. keilförmig ausgebildet sind.
Die Beschichtung kann z.B. in Form einer Phosphatschicht ausgebildet sein.
Zur Gewährleistung einer lösbaren Verbindung des Gelenklagers mit einem Bauteil welches eine Ausnehmung aufweist, sind in der Ausnehmung des Bauteils zweite Profilelemente in Form von Ausbuchtungen angeordnet, deren Anzahl und Ausbildung den ersten Profilelementen des Außenrings in etwa entsprechen, so dass durch gegenseitige Verdrehung von Außenring und Bauteil das erste Profilelement des Außenrings gegen das zweite Profilelement des Bauteils gepresst wird, so dass diese in einer kraftschlüssigen Wirkverbindung stehen, wobei die kraftschlüssige Wirkverbindung durch entgegen gesetzte gegenseitige Verdrehung von Außenring und Bauteil lösbar ist.
Die Verbindung eines Gelenklagers mit einem Bauteil welches eine Ausnehmung aufweist, kann erfindungsgemäß auch dadurch hergestellt werden, dass die Umfangsfläche des Außenrings und/oder die Ausnehmung des Bauteils eine reibwertsteigernde verbundstabile Beschichtung aufweisen und dass Außenring und Bauteil miteinander kraftschlüssig verbunden sind. Die kraftschlüssige Verbindung ist entweder als eine Längspressverbindung oder eine Querpressverbindung ausgebildet.
Es ist weiterhin möglich, ein oder mehrere erste und/oder ein oder mehrere zweite Profilelement mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Beschichtung zu versehen.
Als reibwertsteigernde Beschichtung wird dabei bevorzugt eine Phosphatschicht eingesetzt.
Insbesondere wenn die ersten und/oder zweiten Profilelemente mit einer reibwertsteigernden Beschichtung versehen sind, kann durch Verdrehung zwischen Außenring und Bauteil zwischen diesen eine feste und sichere Verbindung hergestellt werden. Dabei ist es möglich, diese Verbindung lösbar oder unlösbar zu gestalten.
Durch die reibwertsteigernde Beschichtung wird auf jeden Fall ein unbeabsichtigtes Lösen der Verbindung zwischen Gelenklager und Bauteil vermieden.
Die Erfindung wird nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel und zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
1: Draufsicht eines Gelenklagers G,
2: Draufsicht eines Bauteils 6 mit Ausnehmung 6.1,
3: Längsschnitt eines Gelenklagers G mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Schicht S vor dem Verbinden mit dem Bauteil 6.
In 1 ist die Draufsicht eines Gelenklagers G dargestellt. Das Gelenklager G weist einen Innenring 1 mit einer kugelförmigen Oberfläche 2 (sphärisch gekrümmten Oberfläche) auf. Der Innenring 1 wird von einem Außenring 4 umringt, dessen Innenfläche der Oberfläche 2 des Innenrings 1 angepasst ist, so dass Innenring 1 und Außenring 4 zueinander schwenkbar sind. Die Umfangsfläche 4.1 des Außenrings 4 weist drei von der Kreisform mit einem ersten Durchmesser D abweisende erste Profilelemente 5 geringer Steigung auf. Die Profilelemente 5 sind in gleichen Abständen zueinander angeordnet. Jedes Profilelement 5 weist eine außen liegende Keilfläche 5.1 auf. Die Höhe h jedes Profilelementes 5 in Bezug auf den ersten Durchmesser D beträgt 1 bis 5 mm.
In 2 ist ein Bauteil 6 welches eine Ausnehmung 6.1 mit einem zweiten Durchmesser d aufweist, dargestellt. Die Ausnehmung 6.1 des Bauteils 6 weist drei der Kreisform (Durchmesser d) abweisende zweite Profilelemente 7 in Form von Ausbuchtungen auf. Die Tiefe t jedes zweiten Profilelementes 7 in Bezug auf den zweiten Durchmesser d entspricht n etwa der Höhe h der Profilelemente 5 des Gelenklagers G in 1 und beträgt somit ebenfalls 1 bis 5 mm. Jedes zweite Profilelement 7 weist eine keilförmige Innenfläche 7.1 auf. Zum Herstellen der Verbindung wird das Gelenklager G in die Ausnehmung 6.1 des Bauteils 6 eingesetzt, so dass dessen Profilelemente 5 in die zweiten Profilelemente 7 des Bauteils 6 eingreifen.
Durch gegenseitige Verdrehung von Außenring 4 und Bauteil 6 (hier entgegen der Uhrzeigerrichtung) wird die keilförmige Außenfläche 5.1 der ersten Profilelemente 5 gegen die keilförmige Innenfläche 7.2 des zweiten Profilelementes 7 gepresst (verklemmt), so dass diese in einer kraftschlüssigen Wirkverbindung stehen. Diese kraftschlüssige Wirkverbindung ist durch entgegengesetzte gegenseitige Verdrehung von Außenring 4 und Bauteil 6 wieder lösbar.
Den Längsschnitt eines Gelenklagers G mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Schicht S vor dem Verbinden mit dem Bauteil 6 zeigt 3. Der Außenring 4 weist einen Außendurchmesser D auf und besitzt keine Profilelemente. Dafür wurde der Außenring 4 an seiner Außenfläche mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Schicht S versehen. Das Bauteil 6 weist eine Ausnehmung 6.1 mit einem Innendurchmesser d auf. zwischen dem Außendurchmesser D des Außenrings 4 und dem Innendurchmesser d der Ausnehmung 6.1 des Bauteils 6 besteht ein geringes Übermaß. Mit einer Fügekraft F wird nun das Gelenklager G mit seinem Außendurchmesser D in die Ausnehmung 6.1 des Bauteils 6 gepresst, so dass eine Längspressverbindung zwischen beiden Teilen entsteht.
Alternativ könnte auch eine Schrumpfverbindung (Querpressverbindung) zwischen beiden Teilen hergestellt werden.
Es ist ebenfalls gemäß einer nicht dargestellten Variante möglich, die Keilflächen 5.1 des Außenrings 4 (1) und/oder die keilförmigen Innenflächen 7.2 des Bauteils 6 (2) mit einer entsprechenden reibwerterhöhenden verbundstabilen Schicht (z.B. Phosphatschicht) zu beschichten. Bei der Verdrehung der beiden Teile zueinander wird dann sowohl durch die Keilflächen als auch durch die Schicht eine zuverlässige verdrehsichere Verbindung zwischen dem Außenring und dem Bauteil hergestellt, die bevorzugt unlösbar ist.
Mit der erfindungsgemäßen Lösung wird eine einfache und zuverlässige Befestigung eines Gelenklagers in einem Bauteil geschaffen, die lösbar oder unlösbar sein kann.
Es können neben den in 1 und 2 gezeigten Varianten auch weniger oder mehr erste und zweite Profilelemente vorhanden sein.

Claims

Gelenklager mit einem, eine kugelförmige Oberfläche (2) (sphärisch gekrümmte Oberfläche) aufweisenden, Innenring (1) (Innenkörper) und einem diesen umringenden Außenring (4), dessen Innenfläche der Oberfläche (2) des Innenrings angepasst ist, so dass Innenring (1) und Außenring (4) zueinander schwenkbar sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) mindestens ein von einer Kreisform mit einem ersten Durchmesser (D) abweisendes erstes Profilelement (5) in Form eines Drehkeilprofils aufweist und die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) eine reibwertsteigernde verbundstabile Beschichtung (S1) aufweist.
Gelenklager nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere erste Profilelemente (5) an der Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) angeordnet sind.
Gelenklager nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass drei erste Profilelemente (5) in gleichen Abständen an der Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (1) angeordnet sind.
Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die ersten Profilelemente (5) keilförmig ausgebildet sind.
Gelenklager nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung eine Phosphatschicht ist.
Verbindung eines Gelenklagers nach Anspruch 1 mit einem Bauteil (6) welches eine Ausnehmung (6.1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) mindestens ein von einer Kreisform mit einem ersten Durchmesser (D) abweisendes erstes Profilelement (5) in Form eines Drehkeilprofils aufweist und dass die Ausnehmung (6.1) des Bauteils (6) von einer Kreisform mit einem zweiten Durchmesser (d) abweisende zweite Profilelemente (7) in Form von Ausbuchtungen aufweist, deren Anzahl und Ausbildung den ersten Profilelementen (5) des Außenrings (4) in etwa entspricht, und dass durch gegenseitige Verdrehung von Außenring (4) und Bauteil (6) das erste Profilelement (6) des Außenrings (4) gegen das zweite Profilelement (7) des Bauteils (6) gepresst (verklemmt) wird, so dass diese in einer kraftschlüssigen Wirkverbindung stehen.
Verbindung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass in der Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) drei erste Profilelemente (5) und in der Ausnehmung (6.1) des Bauteils (6) drei zweite Profilelemente (7) angeordnet sind.
Verbindung nach Anspruch 6 oder 7 mit einem Bauteil (6) welches eine Ausnehmung (6.1) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangsfläche (4.1) des Außenrings (4) und die Ausnehmung (6.1) des Bauteils (6) eine reibwertsteigernde verbundstabile Beschichtung aufweisen und dass Außenring (4) und Bauteil (6) miteinander kraftschlüssig verbunden sind.
Verbindung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die kraftschlüssige Verbindung eine Längspressverbindung oder eine Querpressverbindung ist.
Verbindung nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere erste und/oder ein oder mehrere zweite Profilelemente (5, 7) mit einer reibwertsteigernden verbundstabilen Beschichtung versehen ist/sind.
Verbindung nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die reibwertsteigernde Beschichtung eine Phosphatschicht ist.