DE102007016172B4 - Ball sleeve joint - Google Patents
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Abstract
Kugelhülsengelenk, bestehend aus einer mit einer sphärischen Lagerfläche (3) versehenen im Wesentlichen zylindrischen Innenhülse (2), einer die Lagerfläche (3) mindestens teilweise umschließenden Lagerschale (4), welche in einer Ausnehmung eines Gelenkgehäuses (12) aufgenommen ist und zwei zwischen Lagerschale (4) und der Außenseite der Innenhülse (2) an gegenüber liegenden Enden angeordneten, den Spalt zwischen Lagerschale (4) und darin aufgenommener Lagerfläche (3) abdichtenden biegsamen Dichtungsmanschetten,
dadurch gekennzeichnet, dass
die beiden Dichtungsmanschetten als einstückiger Dichtungsbalg (5) mit einem Mittelelement (9) und zwei sich an gegenüber liegenden Seiten axial daran anschließenden außerhalb des Gelenkgehäuses (12) angeordneten Dichtungsmanschettenelementen (8, 10) ausgebildet sind, wobei das Mittelelement (9) die Lagerschale (4) an ihrem radialen Außenumfang überdeckt und
dass der Dichtungsbalg (5) an seinem Außenumfang eine umlaufende Aufnahmenut (11) für das Gelenkgehäuse (12) aufweist.Ball sleeve joint consisting of a substantially cylindrical inner sleeve (2) provided with a spherical bearing surface (3), a bearing shell (4) at least partially enclosing the bearing surface (3), which is received in a recess of a joint housing (12) and two between the bearing shell (4) and the outer side of the inner sleeve (2) arranged at opposite ends, the gap between the bearing shell (4) and stored therein bearing surface (3) sealing flexible gaskets,
characterized in that
the two gaskets are designed as a one-piece sealing bellows (5) with a middle element (9) and two sealing sleeve elements (8, 10) arranged axially adjacent thereto on opposite sides of the joint housing (12), the middle element (9) forming the bearing shell (9). 4) covered at its radial outer circumference and
the sealing bellows (5) has on its outer circumference a peripheral receiving groove (11) for the joint housing (12).
Description
Die Erfindung betrifft ein Kugelhülsengelenk, bestehend aus einer an ihrer Außenseite mit einer sphärischen Lagerfläche versehenen, im Wesentlichen zylindrischen Innenhülse, einer die Lagerfläche mindestens teilweise umschließenden Lagerschale, welche in einer Ausnehmung eines Gelenkgehäuses aufgenommen ist, und zwei zwischen Lagerschale und der Außenseite der Innenhülse an gegenüber liegenden Enden angeordneten, den Spalt zwischen Lagerschale und darin aufgenommener Lagerfläche abdichtenden biegsamen Dichtungsmanschetten.The The invention relates to a ball and socket joint consisting from one on its outside with a spherical storage area provided, substantially cylindrical inner sleeve, one bearing surface at least partially enclosing Bearing shell, which received in a recess of a joint housing is, and two between the bearing shell and the outside of the inner sleeve on opposite Ends arranged, the gap between the bearing shell and received therein Storage area sealing flexible gaskets.
Kugelhülsengelenke der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art werden in vielen technischen Bereichen und insbesondere auch in der Kraftfahrzeugindustrie eingesetzt, um Relativbewegungen zwischen Bauteilen wie beispielsweise Lenkungs- oder Radaufhängungselementen sowie benachbarten karosseriefesten Punkten zu ermöglichen. Dabei ist das bewegliche Teil der Lenkung oder der Radaufhängung an der Innenhülse des Kugelhülsengelenkes befestigt, wohingegen das die Kugelhülse umgebende Gehäuse an karosserieseitigen Punkten festgelegt ist oder umgekehrt.Ball sleeve joints the generic type described above are in many technical Areas and in particular also used in the motor vehicle industry, relative movements between components such as steering or suspension elements and adjacent body-to-body points. The moving part of the steering or the suspension is on the inner sleeve of the ball sleeve joint attached, whereas the housing surrounding the ball sleeve at body-side points is fixed or vice versa.
Derartige Kugelhülsen sind je nach Einbaulage gegebenenfalls erhöhten negativen Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Schmutz und Feuchtigkeit, ausgesetzt. Diese Umwelteinflüsse können, sofern Schmutz- oder Feuchtigkeitspartikel zwischen der sphärischen Lagerfläche der Innenhülse und der die Lagerfläche umgebenden Lagerschale eindringen, zu Schädigungen, erhöhtem Verschleiß bis hin zum Totalausfall des betreffenden Gelenkes führen.such ball Screws Depending on the mounting position, if necessary, increased negative environmental influences, such as For example, dirt and moisture exposed. These environmental influences can, if Dirt or moisture particles between the spherical storage area the inner sleeve and the storage area penetrate surrounding bearing shell, damage, increased wear up to Total failure of the joint in question.
Die Aufgabe, eine Dichtung des Spaltes zwischen Lagerschale und darin aufgenommener Lagerfläche vorzunehmen, wird im Stand der Technik auf unterschiedliche Weise gelöst.The Task, a seal of the gap between the bearing shell and in it recorded storage area make in the art in different ways solved.
Bei Kugelhülsengelenken hat es sich dabei prinzipiell bewährt, die bei einem Kugelhülsengelenk an den gegenüber liegenden Seiten der zentralen Lagerschale angeordneten Dichtungsmanschetten an ihrer Anlagefläche am zylindrischen Teil der Kugelhülse mittels elastischen Federringen oder dergleichen festzulegen. Eine derartige Abdichtung kann darüber hinaus auch für die weitere Verbindung Lagerschale/Dichtungsmanschette gewählt werden.at Ball sleeve joints it has proven itself in principle, the at a ball and socket joint opposite lying sides of the central bearing shell arranged gaskets at their contact surface on the cylindrical part of the ball sleeve set by means of elastic spring rings or the like. A Such sealing can about it also for the further connection bearing shell / gasket be selected.
Darüber hinaus sind aus Bereichen der gattungsfremden Kugellagertechnik Lösungen bekannt geworden, bei denen die Lagerschale aus Kunststoff für ein Kugelgelenk mit einer in einem Kugelhohlraum des Kugelgelenkes beweglich gelagerten Kugel eines Kugelzapfens sowie mit einer zwischen dem Kugelgelenkgehäuse und einem mit der Kugel versehenen Kugelzapfen vorgesehenen Manschette mit dieser Manschette als einteiliges Blas- oder Spritzblasteil ausgebildet ist, welches die verschiedenen Lagerteile, insbesondere die Kugel oder den Kugelzapfen, sack- oder kassettenförmig umgibt.Furthermore have become known from areas of non-generic ball bearing solutions, in which the bearing shell made of plastic for a ball joint with a in a ball cavity of the ball joint movably mounted ball a ball pin and with a between the ball joint housing and a provided with the ball ball stud cuff with this cuff as a one-piece blow or Spritzblasteil is formed, which the various bearing parts, in particular the ball or the ball stud, bag or cassette surrounds.
Für leicht belastete Kugelgelenke mag ein derartiger Aufbau eine ausreichende Lebensdauererwartung besitzen, für die hier in Rede stehenden Kugelhülsengelenke sind jedoch in aller Regel hohe Tragfähigkeiten erforderlich, die bislang eine Zweiteiligkeit der Dichtungsmanschetten, die an den gegenüber liegenden Seiten der Lagerschale angeordnet sind, als zwingend geboten erscheinen ließen. Nur auf diese Weise konnte bislang das Material der Lagerschale den speziellen Tragfähigkeitsanforderungen angepasst werden, wobei gleichzeitig die Dichtungsmanschetten eine entsprechende Materialflexibilität aufweisen konnten, um eventuell bei größeren Auslenkungen der Innenhülse gegenüber dem Gelenkgehäuse auftretende Rückstellkräfte klein zu halten.For easy loaded ball joints like such a structure sufficient Possess life expectancy, for However, the ball sleeve joints in question are in usually high load capacities which until now required a bipartite of the gaskets, to the opposite lying sides of the bearing shell are arranged as mandatory let appear. Only in this way could so far the material of the bearing shell the special load capacity requirements be adjusted, at the same time the gaskets a appropriate material flexibility could have, possibly at larger deflections of the inner sleeve relative to the joint housing occurring restoring forces small to keep.
Die
Die
Da auf Grund der speziellen Erfordernisse bei Kugelhülsengelenken eine Übertragung technischer Lehren von Kugelgelenken nicht ohne Weiteres möglich ist, und darüber hinaus entsprechende Lösungen signifikante praktische Mängel aufweisen, besteht die Aufgabe der Erfindung darin, ein Kugelhüllsengelenk der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art so weiter zu entwickeln, dass zum einen die Dichtungswirkung im Anbindungsbereich von Lagerschale und Dichtungsmanschette weiter verbessert wird und darüber hinaus Kosteneinsparungen sowohl bei der Herstellung des Kugelhülsengelenkes als auch bei dessen Montage erzielt werden können.Since due to the special requirements of ball and socket joints a transmission of technical teachings of ball joints is not readily possible, and in addition corresponding solutions have significant practical shortcomings, the object of the invention is a ball hüllsengelenk of the generic type described above to further develop so that on the one hand, the sealing effect in the connection region of the bearing shell and gasket is further improved and beyond cost savings can be achieved both in the production of the ball joint joint and during its assembly.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in Zusammenschau mit den gattungsbildenden Merkmalen des Anspruches 1 durch die im kennzeichnenden Teil offenbarte technische Lehre gelöst.These Task is inventively in synopsis with the generic features of claim 1 by the im characterizing part disclosed technical teaching solved.
Erfindungswesentlich dabei ist es, dass die beiden Dichtungsmanschetten als einstückiger Dichtungsbalg mit einem Mittelelement und zwei sich an gegenüber liegenden Seiten axial daran anschließenden außerhalb des Gelenkgehäuses angeordneten Dichtungsmanschettenelementen ausgebildet sind, wobei das Mittelelement die Lagerschale an ihrem radialen Außenumfang überdeckt.essential to the invention It is that the two gaskets as integral sealing bellows with a central element and two axially opposite sides adjoining it outside of the joint housing arranged sealing sleeve elements are formed, wherein the middle element covers the bearing shell at its radial outer circumference.
Durch diese erfindungsgemäße Gestaltung werden zum einen die zwischen Lagerschale und Dichtungsmanschetten bestehenden Spalten eliminiert, die trotz sorgfältiger konstruktiver Gestaltung ein Eindringen von Verschmutzungen und Feuchtigkeit nicht gänzlich ausschließen konnten.By this inventive design will be on the one hand, the existing between bearing shell and gaskets Columns eliminated, which, despite careful design a Penetration of dirt and moisture could not be completely ruled out.
Darüber hinaus bietet das zwischen Lagerschale und Gelenkgehäuse angeordnete Mittelelement zusätzliche Dämpfungseigenschaften in axialer und radialer Kraftrichtung. Die Kugelschale kann dabei weiterhin als separates Bauteil optimal an bestehende Lastverhältnisse angepasst werden. Zusätzlich vereinfacht die erfindungsgemäße Gestaltung die Gesamtmontage des Kugelhülsengelenkes dahingehend, dass insgesamt weniger Bauteile zusammengefügt werden müssen, wobei zusätzlich von Vorteil ist, dass auch die Vorratshaltung für die nunmehr überzähligen Bauteile entfällt.Furthermore offers the arranged between bearing shell and joint housing middle element additional damping properties in the axial and radial direction of force. The ball socket can do this furthermore as a separate component optimally to existing load conditions be adjusted. additionally simplifies the design of the invention the Overall assembly of the ball sleeve joint to the effect that fewer components are joined together need, where additionally It is advantageous that the stockpiling for the now surplus components eliminated.
Erfindungsgemäß ist ferner vorgesehen, dass der Dichtungsbalg an seinem Außenumfang eine umlaufende Aufnahmenut für das Gelenkgehäuse aufweist. Die Aufnahmenut ist dabei im Wesentlichen U-förmig ausgeführt und kann insbesondere bei Kugelhülsengelenken, bei denen die Belastungen in axialer Richtung eher niedriger einzustufen sind, eine zusätzliche Reduzierung der zu montierenden Bauelemente bewirken.The invention is further provided that the sealing bellows on its outer circumference a circumferential receiving groove for the joint housing having. The receiving groove is designed essentially U-shaped and especially with ball and socket joints, where the loads in the axial direction tend to be lower are, an additional Reduce the components to be mounted effect.
Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Kugelhülsengelenkes ergeben sich zusätzlich mit der technischen Lehre des Anspruches 1 durch die auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüche.further developments the ball sleeve joint according to the invention arise in addition with the technical teaching of claim 1 by the main claim referred back Dependent claims.
Um den Montageprozess darüber hinaus zusätzlich zu vereinfachen, sieht eine vorteilhafte Weiterbildung der Erfindung zusätzlich vor, dass die Lagerschale an der Innenseite des Dichtungsbalges an diesen angespritzt ist. Dichtungsbalg und Lagerschale bilden damit eine Montageeinheit, so dass weitergehende Befestigungsschritte zwischen Lagerschale und Dichtungsbalg entfallen können.Around the assembly process about it addition in addition simplify, sees an advantageous development of the invention additionally before that the bearing shell on the inside of the sealing bellows is sprayed on this. Form sealing bellows and bearing shell Thus, a mounting unit, so that further mounting steps between bearing shell and sealing bellows can be omitted.
Alternativ dazu kann der Dichtungsbalg an seiner Innenseite eine Aufnahmenut aufweisen, in die die korrespondierend ausgeformte Außenseite der Lagerschale eingesetzt ist. Auf diese Weise ist eine axiale Festlegung der Lagerschale innerhalb des Kugelgelenkgehäuses unter Zwischenschaltung des Dichtungsbalges möglich.alternative For this purpose, the sealing bellows on its inside a receiving groove have, in which the correspondingly shaped outside of the Bearing shell is used. In this way is an axial fixation the bearing shell within the ball joint housing with the interposition of Sealing bellows possible.
Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert. Die Figur zeigt ein erfindungsgemäßes Kugelhülsengelenk in Querschnittsdarstellung.following is an embodiment of the Subject of the invention with reference to the accompanying drawings explained in more detail. The FIG. 1 shows a ball and socket joint according to the invention in cross-section.
Das
in seiner Gesamtheit mit
Der
Dichtungsbalg
Der
Figur ist darüber
hinaus zu entnehmen, dass das Mittelelement
An
der inneren Oberfläche
des Mittelelementes
Aus
der Figur ist darüber
hinaus ersichtlich, dass die jeweiligen Dichtungsmanschettenelemente
- 11
- KugelhülsengelenkBall sleeve joint
- 22
- Innenhülseinner sleeve
- 33
- Lagerflächestorage area
- 44
- Lagerschalebearing shell
- 55
- Dichtungsbalgbellows
- 66
- EndeThe End
- 77
- EndeThe End
- 88th
- DichtungsmanschettenelementGasket element
- 99
- Mittelelementmiddle element
- 1010
- DichtungsmanschettenelementGasket element
- 1111
- Aufnahmenutreceiving groove
- 1212
- Gelenkgehäusejoint housing
- 1313
- Aufnahmenutreceiving groove
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