DE102008040531B4 - ball joint - Google Patents
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Abstract
Kugelgelenk (1) mit einem Gelenkzapfen (2), der unter Zwischenschaltung einer Lagerschale (3) in einer Ausnehmung eines Gelenkgehäuses (4) aufgenommen ist, wobei das Gehäuse (4) eine durch einen Gehäusedeckel (5) verschließbare Montageöffnung (6) zum Einsetzen der Lagerschale (3) aufweist, wobei der Gehäusedeckel (5) im montierten Zustand innerhalb einer durch eine umlaufende Wandung (12) begrenzten zylindrischen Vertiefung (10) des Gelenkgehäuses (4), ein Anschlagelement (11) mit seiner zum Gelenkgehäuseinneren gerichteten Unterseite kontaktierend, angeordnet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Gehäusedeckel (5) an seiner Oberseite durch einen mittels Materialumformung nach Einsetzen des Gehäusedeckels (5) umgeformten Innenbereich (13) der Wandung (12) der zylindrischen Vertiefung (10) im außeren Randbereich überdeckt ist.Ball joint (1) with a pivot pin (2) which is received in a recess of a joint housing (4) with the interposition of a bearing shell (3), the housing (4) having a mounting opening (6) for insertion that can be closed by a housing cover (5) of the bearing shell (3), the housing cover (5) in the assembled state within a cylindrical recess (10) of the joint housing (4) delimited by a circumferential wall (12), contacting a stop element (11) with its underside directed towards the interior of the joint housing, is arranged, characterized in that the top of the housing cover (5) is covered by an inner area (13) of the wall (12) of the cylindrical recess (10) in the outer edge area, which is formed by means of material deformation after the housing cover (5) has been inserted.
Description
Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Gelenkzapfen, der unter Zwischenschaltung einer Lagerschale in einer Ausnehmung eines Gelenkgehäuses aufgenommen ist, wobei das Gehäuse eine durch einen Gehäusedeckel verschließbare Montageöffnung zum Einsetzen der Lagerschale aufweist, wobei der Gehäusedeckel (
Stand der TechnikState of the art
Kugelgelenke der eingangs beschriebenen Art werden in allen Bereichen der Technik und insbesondere auch in der Automobilindustrie bei Personenwagen und Nutzfahrzeugen eingesetzt. Auf Grund der hohen Produktionsstückzahlen ist eine rationelle und somit kastengünstige Fertigung geboten. Möglichkeiten einer rationellen Herstellung ergeben sich durch einfach gestaltete Einzelbauteile sowie insbesondere bei einer rationellen Gestaltung der Montage sowie durch eine gewisse Standardisierung der Bauteile unterschiedlicher Kugelgelenke.Ball joints of the type described above are used in all areas of technology and in particular in the automotive industry in passenger cars and commercial vehicles. Due to the high production quantities, a rational and thus low-cost production is required. Possibilities of a rational production result from simply designed individual components and in particular at a rational design of the assembly and by a certain standardization of the components of different ball joints.
Bislang ist es bei den eingangs geschilderten Kugelgelenken üblich, den die Montageöffnung verschließbaren Gehäusedeckel so auszubilden, dass er durch eine Umformung der Gehauseaußenkante des Gelenkgehäuses im Bereich des Gehäusedeckelumfanges am Gelenkgehäuse fixiert werden kann. Der Umformprozess erzeugt dabei eine so genannte Rollkante, in dem durch einen Roll- oder Taumelprozess die obere Kante der Montageöffnung, auf die der Gehäusedeckel aufgesetzt wird, so umgeformt wird, dass diese den äußeren Umfang des Gehäusedeckels umgreift und so ein Abnehmen des Deckels verhindert.So far, it is customary in the ball joints described at the outset to form the housing cover which can be closed, in such a way that it can be fixed to the joint housing in the area of the housing cover circumference by shaping the housing outer edge of the joint housing. The forming process generates a so-called rolling edge, in which by a rolling or tumbling process, the upper edge of the mounting hole on which the housing cover is placed, so that it surrounds the outer circumference of the housing cover and thus prevents removal of the lid.
Alternativ dazu kann die Umformung zur Fixierung des Gehäusedeckels dadurch geschehen, dass Verschlusskanten durch einen Stauchprozess auf den Deckel gedrückt werden, um das Kugelgelenk auf diese Weise zu verschließen.Alternatively, the deformation for fixing the housing cover done by closing edges are pressed by a compression process on the lid to close the ball joint in this way.
Der Unterschied zu den beschriebenen Verschlussmethoden ist, dass die verwendeten Montagewerkzeuge die umzuformende Verschlusskante von außen angreifen. Wird das Kugelgelenk zu diesem Zweck in einer Werkzeugaufnahme fixiert, so sind je nach Höhe des Kugelgelenkes bedingt durch die unterschiedliche Höhe der im Kugelgelenk befindlichen Lagerschale unterschiedliche Lagervarianten notwendig. Es steht außer Frage, dass durch diese bislang gängige Praxis der gesamte Entwicklungs- und Produktionsprozess in Bezug auf Rationalisierungsüberlegungen nachteilig ist, was wiederum die Herstellkosten anhebt.The difference to the described closure methods is that the assembly tools used attack the reshaped closure edge from the outside. If the ball joint is fixed for this purpose in a tool holder, so depending on the height of the ball joint due to the different height of the bearing shell located in the ball joint different bearing variants are necessary. It is beyond dispute that through this hitherto established practice, the entire development and production process is disadvantageous in terms of rationalization considerations, which in turn increases the manufacturing costs.
Aufgabe der ErfindungObject of the invention
Die geschilderten Nachteile des Standes der Technik sollen bei einem Kugelgelenk der eingangs geschilderten gattungsgemäßen Art beseitigt werden. Dabei stehen insbesondere Gesichtspunkte einer rationellen Montage zur Reduzierung der entsprechenden Montagekosten im Vordergrund.The disadvantages of the prior art are to be eliminated in a ball joint of the generic type described above. In particular, aspects of a rational assembly to reduce the corresponding installation costs are in the foreground.
Lösung der AufgabeSolution of the task
Die Lösung der gestellten Aufgabe wird durch die Gesamtmerkmalskombination des Anspruches 1 für ein gattungsgemäßes Kugelgelenk gelöst.The solution of the problem is solved by the combination of features of claim 1 for a generic ball joint.
Erfindungswesentlich dabei ist es, dass der Gehäusedeckel im montierten Zustand in der Montageöffnung innerhalb einer durch eine umlaufende Wandung begrenzten zylindrischen Vertiefung des Gelenkgehäuses, ein Anschlagelement mit seinem zum Gelenkgehäuseinneren gerichteten Unterseite kontaktierend, angeordnet ist und an seiner Oberseite durch einen mittels Materialumformung nach Einsetzen des Gehäusedeckels hergestellten Innenbereich der Wandung der zylindrischen Vertiefung im äußeren Randbereich überdeckt ist.It is essential to the invention that the housing cover in the assembled state in a limited by a peripheral wall cylindrical recess of the joint housing, a stop element with its directed towards the Gelenkgehäuseinneren bottom contacting, arranged and on its upper side by means of material deformation after insertion of the housing cover produced inner region of the wall of the cylindrical recess is covered in the outer edge region.
Durch diese geschilderte konstruktive Gestaltung, in der der Gehäusedeckel innerhalb der zylindrischen Vertiefung, in der auch die Lagerschale eingesetzt ist, je nach Höhe dieser Lagerschale in unterschiedlicher Tiefe angeordnet sein kann, lassen sich für unterschiedliche Lagerschalengrößen die gleichen Gehäuse verwenden. Darüberhinaus ergibt sich bei Verwendung unterschiedlicher Gehäusevarianten, wie sie aufgrund der Einbau- und Anschlussgegebenheiten zwangsläufig notwendig sein können, die Möglichkeit, eine Lagerschale bei unterschiedlichen Gehäusen zu verwenden.By this described structural design, in which the housing cover within the cylindrical recess, in which the bearing shell is used, depending on the height of the bearing shell can be arranged at different depths, can use the same housing for different bearing shell sizes. Moreover, the use of different housing variants, as they may necessarily be necessary due to the installation and connection conditions, the possibility of using a bearing shell with different housings.
Es ist nunmehr nicht mehr notwendig, den Gehäusedeckel durch einen Umformprozess einer äußeren Randkante des Gelenkgehäuses zu fixieren, vielmehr kann durch die geschilderte konstruktive Gestaltung der Gehäusedeckel in unterschiedlicher Höhe der zylindrischen Vertiefung durch den mittels Materialumformung hergestellten Innenbereich der Wandung der zylindrischen Vertiefung festgelegt werden.It is now no longer necessary, the housing cover by a forming process of a To fix the outer peripheral edge of the joint housing, but can be determined by the described structural design of the housing cover at different heights of the cylindrical recess through the inner region of the wall of the cylindrical recess produced by material deformation.
Besondere konstruktive Gestaltungen des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich zusätzlich aus den auf den Hauptanspruch rückbezogenen Unteransprüchen.Special constructive designs of the subject matter of the invention additionally result from the subclaims referring back to the main claim.
Es hat sich insbesondere als vorteilhaft erwiesen, den für die Fixierung des Gehäusedeckels vorgesehenen Innenbereich der Wandung als umlaufenden Deckwulst auszubilden. Dieser Deckwulst kann durch unterschiedliche Materialumformungen hergestellt werden. Beispielsweise ist es denkbar, den Deckwulst mittels einer spanenden Materialumformung als an der Innenseite der Wandung abgeschältes Stufenelement auszubilden.It has proved to be particularly advantageous to form the interior of the wall intended for fixing the housing cover as a circumferential covering bead. This cover bead can be made by different material transformations. For example, it is conceivable to form the covering bead by means of a cutting material deformation as a stepped element peeled off on the inside of the wall.
Vorgesehen ist dabei, einen geeigneten Stempel axial in die zylindrische Vertiefung des Gelenkgehäuses einzufahren, wobei der Außendurchmesser des Stempels geringfügig größer bemessen ist als der Innendurchmesser der zylindrischen Vertiefung, in der der Gehäusedeckel eingesetzt worden ist. Beim Einfahren wird somit durch eine am Außenumfang des Stempels angeordnete Schnittkante ein umlaufender Randbereich der Wandung der zylindrischen Vertiefung abgeschält, der sich über die Außenkante des in der zylindrischen Vertiefung befindlichen Gehäusedeckels legt.It is envisaged to retract a suitable punch axially in the cylindrical recess of the joint housing, wherein the outer diameter of the punch is dimensioned slightly larger than the inner diameter of the cylindrical recess in which the housing cover has been used. When retracting a peripheral edge region of the wall of the cylindrical recess is thus peeled off by a arranged on the outer circumference of the punch cutting edge, which lays over the outer edge of the located in the cylindrical recess housing cover.
Der verwendete Stempel kann dabei zusätzlich eine Rotationsbewegung um seine Mittelachse ausführen, wobei alternativ natürlich eine Rotation des Gelenkgehäuses denkbar ist. Je nach Höhe der Lagerschale und des darüber befindlichen Gehäusedeckels wird der Stempel dabei in größerem oder kleinerem Höhenmaß in die zylindrische Vertiefung eingefahren, bis der abgeschälte umlaufende Span an der Außenkante des Gehäusedeckels zur Anlage kommt.The stamp used can additionally perform a rotational movement about its central axis, alternatively, of course, a rotation of the joint housing is conceivable. Depending on the height of the bearing shell and the housing cover located above the punch is thereby retracted in greater or smaller height in the cylindrical recess until the peeled circumferential chip comes to rest on the outer edge of the housing cover.
Alternativ zu dem oben geschilderten verfahrbaren Stempel ist darüber hinaus die Verwendung eines Werkzeuges mit Schneid- und Rollrädern denkbar, das ebenfalls in axialer Längsrichtung des Kugelgelenkes verfahren wird und dabei eine Rotationsbewegung sowohl um die eigene Achse als auch um die Längsachse des Kugelgelenkes ausführt. An der Außenseite derartiger Schneid- oder Rollräder befindet sich die Schneid- oder Formkante, mit Hilfe derer der Deckwulst an der Innenseite der zylindrischen Vertiefung des Gelenkgehäuses erzeugt wird.As an alternative to the above-described movable punch the use of a tool with cutting and rolling wheels is also conceivable, which is also moved in the axial longitudinal direction of the ball joint and thereby performs a rotational movement both about its own axis and about the longitudinal axis of the ball joint. On the outside of such cutting or rolling wheels is the cutting or forming edge, by means of which the cover bead is produced on the inside of the cylindrical recess of the joint housing.
Weiterhin ist die Verwendung eines Werkzeuges denkbar, welches mittels einer Taumelbewegung um die eigene Achse und einer überlagerten Absenkbewegung den Deckwulst erzeugt.Furthermore, the use of a tool is conceivable, which generates the covering bead by means of a tumbling motion about its own axis and a superimposed lowering movement.
Die unterschiedlichen Werkzeugvarianten können dabei für ein, wie oben bereits geschildert, spanendes Abtragverfahren verwendet werden. Darüber hinaus ist es denkbar, dass der Deckwulst mittels eines Verrollungsprozesses eines an der Innenseite der Wandung ausgebildeten Absatzes hergestellt ist.The different tool variants can be used for a, as already described above, cutting removal method. Moreover, it is conceivable that the covering bead is produced by means of a rolling process of a shoulder formed on the inside of the wall.
Die neuartige Gestaltung des erfindungsgemäßen Kugelgelenkes hat somit den Vorteil, dass für unterschiedliche Lagerschalenhöhen ein und dasselbe Gelenkgehäuse verwendet werden kann. Andererseits lassen sich für verschiedene Gehäusevarianten mit unterschiedlicher Höhe gleiche Lagerschalen verwenden. Beiden Realisierungen ist gemeinsam, dass die Oberkante der Lagerschale an unterschiedlicher Stelle respektive Höhe der zylindrischen Vertiefung angeordnet ist und durch den mittels Materialumformung hergestellten Innenbereich der die zylindrische Vertiefung begrenzenden Wandung fixiert werden kann.The novel design of the ball joint according to the invention thus has the advantage that one and the same joint housing can be used for different bearing shell heights. On the other hand, the same bearing shells can be used for different housing variants with different heights. Both realizations have in common that the upper edge of the bearing shell is arranged at different positions or height of the cylindrical recess and can be fixed by the inner region of the cylindrical depression defining wall by means of material deformation.
Störeffekte, wie sie bei den herkömmlichen, aus dem Stand der Technik bekannten Verschlussvarianten mit Umformung einer Rollkante an der Außenseite eines Gelenkgehäuses auftreten, werden somit vermieden. Darüber hinaus ist von Vorteil, dass durch die fehlende Nachbearbeitung der äußeren Rollkante bei Schmiedeteilen von außen ein einfacheres Werkzeug verwendet werden kann. Durch die Verwendung eines Gelenkgehäuses für unterschiedliche Lagerungsvarianten lässt sich somit ein größerer Grad der Standardisierung erzeugen, was wiederum die Wirtschaftlichkeit der Herstellung derartiger Kugelgelenke
Darüber hinaus ist von Vorteil, dass sich die Festlegung der Prozessparameter vereinfachen lässt, da nicht für jede Kugelgelenkvariante diese neu eingestellt und validiert werden müssen. Bei einem einheitlichen Verschlussprozess können derartige Verfahrensparameter viel genauer auf ihren Funktionseinfluss analysiert werden, weil sie auf andere Kugelgelenkvarianten übertragbar sind. Dadurch wird im Rahmen der Herstellung gewährleistet, dass die Funktionswerte genauer als bei einem individuell eingestellten Prozess fixiert werden können.In addition, it is advantageous that the definition of the process parameters can be simplified, since they do not have to be reset and validated for each ball joint variant. In a uniform closure process, such process parameters can be analyzed much more accurately for their functional influence because they can be transferred to other types of ball joints. As a result, it is ensured in the course of production that the functional values can be fixed more precisely than with an individually set process.
Die geschilderten Vorteile bieten darüber hinaus die Möglichkeit, den Verschlussprozess, d. h. die Festlegung des Gehäusedeckels an die übrigen Verfahrensparameter, wie beispielsweise die Festigkeit des Gehäuses, die Eigenschaften der Lagerschale usw. anzupassen und somit punktgenau eingestellte Funktionskennwerte an den Kugelgelenken zu erzeugen.The described advantages also offer the possibility of adjusting the closing process, ie the definition of the housing cover to the other process parameters, such as the strength of the housing, the properties of the bearing shell, etc., and thus pinpoint set function parameters to produce the ball joints.
Figurenbeschreibung:Brief Description:
Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des Gegenstandes der Erfindung anhand dreier möglicher Herstellverfahren näher erläutert.In the following, an embodiment of the subject matter of the invention is explained in more detail with reference to three possible manufacturing methods.
Es zeigt:It shows:
und
and
Das in
Das Gelenkgehäuse
Zur Montage des Gelenkzapfens
Wie aus der
Die Höhe des Anschlagelementes
Gemäß dem Erfindungsgedanken kann bei verschiedenen Kugelgelenkvarianten das Anschlagelement
Erfindungswesentlich ist, dass der Gehäusedeckel
Mach Einsetzen des Gehäusedeckels
Die Materialumformung kann dabei mittels unterschiedlicher Werkzeuge vorgenommen werden.The material conversion can be carried out by means of different tools.
In der Darstellung der
Nach Beendigung des Fixiervorganges wird der Stempel
Der in der
Zur Verdeutlichung ist in der
Nach Beendigung der spanenden Bearbeitung der Innenseite der Wandung
Eine weitere mögliche Werkzeugvariante zur Herstellung des Deckwulstes
An der dem Kugelgelenk
Alternativ zu der mittels der drei Werkzeugvarianten geschilderten spanenden Herstellung des Deckwulstes
Die geschilderte Herstellung des Deckwulstes
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- Kugelgelenkball joint
- 22
- Gelenkzapfenpivot pin
- 33
- Lagerschalebearing shell
- 44
- Gelenkgehäusejoint housing
- 55
- Gehäusedeckelhousing cover
- 66
- Montageöffnungmounting hole
- 77
- ZapfenbereichZapf area
- 88th
- Zapfenöffnungpin opening
- 99
- Lagerbereichstorage area
- 1010
- Vertiefungdeepening
- 1111
- Anschlagelementstop element
- 1212
- Wandungwall
- 1313
- Wandungsbereichwall region
- 1414
- KugelgelenkmittelachseBall joint central axis
- 1515
- Stempelstamp
- 1616
- Deckwulstcovering bead
- 17a17a
- Schneidradcutting wheel
- 17b17b
- Schneidradcutting wheel
- 1818
- Schneidkantecutting edge
- 1919
- WerkzeugTool
- 2020
- Mittelachsecentral axis
Claims (4)
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Date | Code | Title | Description |
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R016 | Response to examination communication | ||
R018 | Grant decision by examination section/examining division | ||
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Effective date: 20120330 |
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