DE102009004517A1 - Ball joint for use in chassis of motor vehicle, has intermediate layer fixed in gap that separates ball cup from bearing receptacle, where layer is made of flexible material and pre-loaded into gap between ball cup and receptacle - Google Patents

Ball joint for use in chassis of motor vehicle, has intermediate layer fixed in gap that separates ball cup from bearing receptacle, where layer is made of flexible material and pre-loaded into gap between ball cup and receptacle Download PDF

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Abstract

The joint (1) has a ball head (2) embedded into a ball cup (4), and a gap (14) that separates the ball cup from a bearing receptacle (8). An intermediate layer (17) is pre-loaded into the gap between the ball cup and the bearing receptacle. The intermediate layer is made of flexible material, elastomer, thermoplastic elastomer, rubber or polyurethane. The intermediate layer is squirted at the ball cup. A closing cover (9) is supported at the bearing receptacle at the ball cup, where the cover contacts a radial collar (6) and flexible tongues (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk gemäß den Merkmalen im Oberbegriff des Anspruchs 1.The The invention relates to a ball joint according to the features in the preamble of claim 1.

Kugelgelenke werden insbesondere in den Fahrwerken von Kraftfahrzeugen dazu eingesetzt, um die Fahrzeugkinematikpunkte präzise zu definieren. Die Anforderungen an die einzelnen Bauteile der Kugelgelenke verlangen, dass bei Bewegungen der Fahrwerke möglichst keine Gegenmomente entstehen. Dazu wird die Güte der Kugelgelenke über die Prüfung der Torsionsmomente definiert. Hinzu kommt, dass die diesbezüglich dimensionierte Funktion über die Laufzeit des Kraftfahrzeugs bestehen bleibt.ball joints are used in particular in the chassis of motor vehicles to to precisely define the vehicle kinematics points. The Require requirements for the individual components of the ball joints, that when movements of the chassis as possible no counter-moments arise. This is the quality of the ball joints over defines the test of torsional moments. Come in addition, that the dimensioned function over the term of the motor vehicle remains.

Bei den bislang bekannten Kugelgelenken werden die Torsionsmomente über eine Presspassung zwischen den Lageraufnahmen, den Kugelpfannen und den Kugelköpfen bestimmt. Hierzu müssen diese drei Bauelemente in einer sehr genauen geometrischen Konstellation zueinander angeordnet sein. Zwecks Reduktion der Bandbreite der Torsionsmomente sind jedoch in der Regel zusätzliche Prozessschritte notwendig, die nach oder während der Montage der Kugelgelenke durchgeführt werden müssen.at The previously known ball joints, the torsional moments over a press fit between the bearing mounts, the ball sockets and the ball heads. For this must this Three components in a very precise geometric constellation be arranged to each other. In order to reduce the bandwidth of However, torsional moments are usually additional process steps necessary after or during assembly of the ball joints must be performed.

Um die bei der Fertigung der Kugelgelenke nicht zu vermeidenden Herstellungstoleranzen auszugleichen, ist im Umfang der WO 99/09328 vorgeschlagen worden, in einen eine Kugelpfanne und eine Lageraufnahme voneinander trennenden Spalt eine Zwischenschicht einzubetten. Diese Zwischenschicht besteht aus einem polymerisierenden Kunststoff, beispielsweise einem Thermoplast. Bei der Montage des Kugelgelenks wird zunächst der in die gegebenenfalls geschlitzte Kugelpfanne eingebettete Kugelkopf zentrisch in der Lageraufnahme fixiert. Anschließend wird der Spalt zwischen der Kugelpfanne und der Lageraufnahme mit dem polymerisierenden Kunststoff über eine oder mehrere Füllöffnungen hinterspritzt. Bei dem eingespritzten Kunststoff handelt es sich somit um ein im Prinzip starres Material, das lediglich die Fertigungsungenauigkeiten ausgleichen soll.To compensate for the unavoidable in manufacturing the ball joints manufacturing tolerances, is within the scope of WO 99/09328 have been proposed to embed an intermediate layer in a gap separating a ball socket and a bearing receptacle. This intermediate layer consists of a polymerizing plastic, for example a thermoplastic. During assembly of the ball joint, the ball head, which is embedded in the optionally slotted ball socket, is first of all fixed centrally in the bearing receptacle. Subsequently, the gap between the ball socket and the bearing receptacle is back-injected with the polymerizing plastic via one or more filling openings. The injected plastic is thus a material which is in principle rigid and which is merely intended to compensate for manufacturing inaccuracies.

Der Erfindung liegt – ausgehend vom Stand der Technik – die Aufgabe zugrunde, ein Kugelgelenk zu schaffen, das bei längerer Lebensdauer über die Produktlaufzeit geringe Torsionsmomente aufweist, einfacher gefertigt und montiert werden kann, und zudem Schwingungen und Geräusche isolieren kann.Of the Invention is - starting from the prior art - the The task is to create a ball joint that lasts longer Lifespan over the product runtime low torsional moments has, is easier to manufacture and install, and moreover Isolate vibrations and noises.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht nach der Erfindung in den Merkmalen des Anspruchs 1.The Solution to this problem consists according to the invention in the Features of claim 1.

Danach besteht die Zwischenschicht aus einem elastischen Material, das mit Vorspannung in den Spalt zwischen der Kugelpfanne und der Lageraufnahme eingebracht wird. Aufgrund der Elastizität der unter Vorspannung eingebrachten Zwischenschicht kann bei vereinfachter Montage zunächst ein einwandfreier Toleranzausgleich bei Geräuschisolierung/Entkoppelung geschaffen werden. Es wird eine höhere Lebensdauer durch eine homogene Druckverteilung erreicht. Ferner erfolgt eine Kostenreduktion, da gängige Passungstoleranzen angewendet werden können. Die Vorspannung der elastischen Zwischenschicht wird durch die Überdeckung ihrer Kontur mit der Kontur der Lageraufnahme erreicht.After that the intermediate layer consists of an elastic material, the with preload in the gap between the ball socket and the bearing receptacle is introduced. Due to the elasticity of the under bias introduced intermediate layer can at first simplified installation a perfect tolerance compensation for noise isolation / decoupling be created. It is going through a longer life achieved a homogeneous pressure distribution. Furthermore, there is a cost reduction, as common fit tolerances can be applied. The bias of the elastic intermediate layer is due to the overlap reached its contour with the contour of the bearing support.

Entsprechend den Merkmalen des Anspruchs 2 kann die Zwischenschicht aus einem Elastomer bestehen.Corresponding the features of claim 2, the intermediate layer of a Elastomer consist.

Insbesondere kann es sich nach Anspruch 3 um ein thermoplastisches Elastomer handeln.Especially it may be according to claim 3 to a thermoplastic elastomer act.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 4 ist es aber auch denkbar, dass die Zwischenschicht aus Gummi besteht.According to the Characteristics of claim 4, but it is also conceivable that the intermediate layer made of rubber.

Ferner kann entsprechend Anspruch 5 die Zwischenschicht aus Polyurethan gebildet sein.Further may according to claim 5, the intermediate layer of polyurethane be formed.

Nach den Merkmalen des Anspruchs 6 besteht eine Ausführungsform darin, dass die Zwischenschicht direkt an die Kugelpfanne gespritzt ist. Dies erfolgt vor dem Zusammenbau des Kugelgelenks. Die Vorspannung der elastischen Zwischenschicht wird dann bei der Montage des Kugelgelenks vorgenommen.To The features of claim 6 is an embodiment in that the intermediate layer is injected directly onto the ball socket is. This is done before assembling the ball joint. The bias the elastic intermediate layer is then made during assembly of the ball joint.

Denkbar ist es aber auch, dass nach Anspruch 7 die Zwischenschicht als separates Bauteil gefertigt wird, welches im Zuge der Montage des Kugelgelenks in den Spalt zwischen der Kugelpfanne und der Lageraufnahme eingesetzt und anschließend vorgespannt wird.Conceivable but it is also that according to claim 7, the intermediate layer as a separate Component is manufactured, which in the course of assembly of the ball joint inserted into the gap between the ball socket and the bearing seat and then biased.

Gemäß den Merkmalen des Anspruchs 8 ist die Zwischenschicht mittels eines sich an der Lageraufnahme abstützenden und einen Radialbund sowie Federzungen an der Kugelpfanne kontaktierenden Schließdeckels unter Vorspannung gestellt.According to the Features of claim 8, the intermediate layer by means of a supported on the bearing support and a radial collar and spring tongues on the ball socket contacting closure cover put under tension.

Der Spalt zwischen der Kugelpfanne und der Lageraufnahme ist nach den Merkmalen des Anspruchs 9 aus einem zylindrischen Abschnitt und einem kugelabschnittsförmigen Abschnitt gebildet.Of the Gap between the ball socket and the bearing receiver is after the Features of claim 9 from a cylindrical portion and formed a spherical segment-shaped section.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The Invention is illustrated below with reference to an illustrated in the drawing Embodiment explained in more detail.

Das gezeigte Kugelgelenk 1 wird insbesondere in einem nicht näher dargestellten Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs eingesetzt.The ball joint shown 1 is used in particular in a chassis not shown in detail of a motor vehicle.

Es umfasst einen Kugelkopf 2 mit einem sich daran anschließenden Zapfen 3. Der Kugelkopf 2 ist in eine Kugelpfanne 4 eingebettet, die auf dem dem Zapfen 3 abgewandten Umfangsbereich des Kugelkopfes 2 mit Federzungen 5 versehen ist. Im Höhenbereich der Federzungen 5 ist die Kugelpfanne 4 mit einem umfangsseitigen Radialbund 6 ausgerüstet, der von einem sich in einer Nute 7 in einer äußeren Lageraufnahme 8 abstützenden Schließdeckel 9 kontaktiert wird.It includes a ball head 2 with a subsequent pin 3 , The ball head 2 is in a ball socket 4 embedded on the cone 3 facing away from the peripheral region of the ball head 2 with spring tongues 5 is provided. In the height range of the spring tongues 5 is the ball socket 4 with a circumferential radial collar 6 equipped, that of one in a groove 7 in an outer bearing receiver 8th supporting closing lid 9 will be contacted.

Der dem Schließdeckel 9 gegenüberliegende Bereich des Kugelgelenks 1 zwischen der Lageraufnahme 8 und dem Zapfen 3 wird von einem Dichtungsbalg 10 abgedichtet, welcher mittels eines Rundspannrings 11 gegen den Zapfen 3 und mittels eines Flachspannrings 12 in eine Nute 13 der Lageraufnahme 8 gedrückt wird.The closing lid 9 opposite area of the ball joint 1 between the camp admission 8th and the pin 3 is from a sealing bellows 10 sealed, which by means of a round clamping ring 11 against the pin 3 and by means of a flat clamping ring 12 into a groove 13 the camp admission 8th is pressed.

Zwischen der Kugelpfanne 4 und der Lageraufnahme 8 ist ein Spalt 14 vorgesehen, der sich aufgrund einer entsprechenden Formgebung der Kugelpfanne 4 und der Lageraufnahme 8 aus einem zylindrischen Abschnitt 15 und einem kugelabschnittsförmigen Abschnitt 16 zusammensetzt. Der Spalt 14 erstreckt sich von dem Radialbund 6 aus bis zum oberen Ende der Kugelpfanne 4 beziehungsweise der Lageraufnahme 8. In diesen Spalt 14 ist eine Zwischenschicht 17 aus einem elastischen Material, wie beispielsweise ein Elastomer oder Gummi, eingebettet. Die Zwischenschicht 17 kann an die äußere Oberfläche 18 der Kugelpfanne 4 gespritzt sein. Sie kann aber auch als separat gefertigter Bauteil in den Spalt 14 zwischen der Kugelpfanne 4 und der Lageraufnahme 8 eingesetzt werden.Between the ball socket 4 and the camp admission 8th is a gap 14 provided, due to a corresponding shaping of the ball socket 4 and the camp admission 8th from a cylindrical section 15 and a spherical section section 16 composed. The gap 14 extends from the radial collar 6 out to the top of the ball socket 4 or the camp admission 8th , In this gap 14 is an intermediate layer 17 made of an elastic material, such as an elastomer or rubber embedded. The intermediate layer 17 can be attached to the outer surface 18 the ball socket 4 be sprayed. But it can also be used as a separately manufactured component in the gap 14 between the ball socket 4 and the camp admission 8th be used.

Mittels des Schließdeckels 9, welcher sich in der Nute 7 der Lageraufnahme 8 abstützt, kann in der elastische Zwischenschicht 17 gezielt eine Vorspannung erreicht werden, womit nicht nur ein Toleranzausgleich erzielbar ist, sondern auch eine Geräuschisolierung/Entkoppelung bei homogener Druckverteilung erreicht wird.By means of the closing lid 9 , which is in the groove 7 the camp admission 8th Can be supported in the elastic intermediate layer 17 targeted bias can be achieved, which not only a tolerance compensation can be achieved, but also noise isolation / decoupling is achieved with homogeneous pressure distribution.

11
Kugelgelenkball joint
22
Kugelkopfball head
33
Zapfen an 2 Tang on 2
44
Kugelpfanneball socket
55
Federzungen an 4 Spring tongues on 4
66
Radialbund an 4 Radial collar on 4
77
Nute in 8 Groove in 8th
88th
Lageraufnahmebearing seat
99
Schließdeckelclosing lid
1010
Dichtungsbalgbellows
1111
RundspannringRound tension ring
1212
FlachspannringFlat tension ring
1313
Nute in 8 Groove in 8th
1414
Spalt zw. 4 u. 8 Gap between 4 u. 8th
1515
zyl. Abschnitt v. 14 cyl. Section v. 14
1616
kugelabschnittsförmiger Abschnitt v. 14 spherical segment-shaped section v. 14
1717
Zwischenschichtinterlayer
1818
äußere Oberfläche v. 4 outer surface v. 4

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

  • - WO 99/09328 [0004] WO 99/09328 [0004]

Claims (9)

Kugelgelenk, das einen in eine Kugelpfanne (4) eingebetteten Kugelkopf (2) und eine Zwischenschicht (17) in einem die Kugelpfanne (4) von einer Lageraufnahme (8) trennenden Spalt (14) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) aus einem elastischen Material besteht und mit Vorspannung in den Spalt (14) zwischen der Kugelpfanne (4) und der Lageraufnahme (8) eingebracht ist.Ball joint, the one in a ball socket ( 4 ) embedded ball head ( 2 ) and an intermediate layer ( 17 ) in a ball socket ( 4 ) from a warehouse ( 8th ) separating gap ( 14 ), characterized in that the intermediate layer ( 17 ) consists of an elastic material and with bias in the gap ( 14 ) between the ball socket ( 4 ) and the bearing receiver ( 8th ) is introduced. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) aus einem Elastomer besteht.Ball joint according to claim 1, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) consists of an elastomer. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) aus einem thermoplastischen Elastomer besteht.Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) consists of a thermoplastic elastomer. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) aus Gummi besteht.Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) consists of rubber. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) aus Polyurethan (PU) besteht.Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) consists of polyurethane (PU). Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) an die Kugelpfanne (4) gespritzt ist.Ball joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) to the ball socket ( 4 ) is sprayed. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) als separat gefertigter Bauteil in den Spalt (14) zwischen der Kugelpfanne (4) und der Lageraufnahme (8) eingesetzt ist.Ball joint according to one of claims 1 to 5, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) as a separately manufactured component in the gap ( 14 ) between the ball socket ( 4 ) and the bearing receiver ( 8th ) is used. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (17) mittels einer sich an der Lageraufnahme (8) abstützenden und einen Radialbund (6) sowie Federzungen (5) an der Kugelpfanne (4) kontaktierenden Schließdeckels (9) unter Vorspannung gestellt ist.Ball joint according to one of claims 1 to 7, characterized in that the intermediate layer ( 17 ) by means of a bearing ( 8th ) and a radial collar ( 6 ) and spring tongues ( 5 ) on the ball socket ( 4 ) contacting closure lid ( 9 ) is biased. Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Spalt (14) zwischen der Kugelpfanne (4) und der Lageraufnahme (8) aus einem zylindrischen Abschnitt (15) und einem kugelabschnittsförmigen Abschnitt (16) gebildet ist.Ball joint according to one of claims 1 to 8, characterized in that the gap ( 14 ) between the ball socket ( 4 ) and the bearing receiver ( 8th ) from a cylindrical section ( 15 ) and a spherical portion ( 16 ) is formed.
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