DE102009005056A1

DE102009005056A1 - Press fit assembly for use in circular cylindrical external frame of bearing, particularly ball sleeve articulated joint and in support provided in chassis area of vehicle, has two sections with different diameters

Info

Publication number: DE102009005056A1
Application number: DE200910005056
Authority: DE
Inventors: Martin Waldmann
Original assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Current assignee: Bayerische Motoren Werke AG
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2010-07-22

Abstract

The press fit assembly has two sections (A1,A2) with different diameters (d'1,d'2) over a length of a press fit. A support (10) is provided in a direction of a cylinder axis (20). The sections are arranged to a bearing external frame (21).

Description

Die Erfindung betrifft einen Presssitz-Verband zwischen einer kreiszylindrischen Außenschale eines Lagers, insbesondere eines Kugelhülsengelenks, und einer im Fahrwerksbereich eines Fahrzeugs vorgesehenen Aufnahme hierfür.The The invention relates to an interference fit dressing between a circular cylindrical Outer shell of a Bearing, in particular a Kugelhülsengelenks, and one in the chassis area a vehicle provided for this purpose.

Lager im Fahrwerksbereich von Fahrzeugen, bspw. als sog. Kugelhülsengelenke ausgebildet, werden üblicherweise in sog. Aufnahmen, die bspw. in Lenkern oder dgl. oder in einem Radträger vorgesehen und durch glatte Bohrungen in diesen Bauteilen gebildet sind, eingepresst. Gelegentlich ist in der Außenschale eines Kugelhülsengelenks im Bereich des Äquators der Kugel eines Kugelhülsengelenks ein Freistich oder dgl., d. h. ein Abschnitt mit verringertem Durchmesser, vorgesehen, um diesen dünneren Wandbereich des Kugelhülsengelenks in der Umgebung des Kugel-Äquators nicht (übermäßig) durch einen Presssitz zu belasten. Mit Ausnahme eines solchen Freistichs (oder dgl.) sind in Richtung der Zylinderachse des Lagers bzw. der Aufnahme betrachtet die am kreiszylindrischen Presssitz „beteiligten” Durchmesser an der Aufnahme einerseits bzw. an der Außenschale des Lagers andererseits unverändert.camp in the chassis area of vehicles, for example. As so-called ball sleeve joints trained, usually become in so-called. Recordings, for example. In handlebars or the like. Or in one wheel carrier provided and formed by smooth holes in these components are pressed in. Occasionally, in the outer shell of a ball and socket joint in the area of the equator the ball of a ball and socket joint an underdog or the like, d. H. a section of reduced diameter, provided to this thinner wall area of the ball and socket joint in the vicinity of the ball equator not (overly) through to load a press fit. Except for such an underdog (or the like.) Are in the direction of the cylinder axis of the camp or the Recording considers the diameter of the circular cylindrical interference fit on the one hand and on the outer shell of the bearing on the other hand unchanged.

Grundsätzlich wird der Festsitz der Paarung von Lager-Außenschale und Aufnahme bzw. die Anpresskraft des durch die Lager-Außenschale und die Aufnahme hierfür gebildeten Presssitz-Verbandes von den Durchmessern und von den Oberflächen-Parametern der beiden den Presssitz-Verband bildenden Partner beeinflusst. Dabei können die jeweiligen Oberflächen der Partner bzw. deren Eigenschaften durch den Einpressvorgang der Lager-Außenschale in die Aufnahme eine Veränderung erfahren, so dass der Festsitz nicht unbedingt über der gesamten, in Richtung der genannten Zylinderachse betrachteten Länge des Presssitz-Verbandes gleich intensiv ist. Weiterhin kann durch den Presssitz-Verband die Reibung innerhalb des Kugelhülsengelenks oder die Charakteristik des Lagers grundsätzlich beeinflusst werden, was zumeist unerwünscht ist.Basically the tight fit of the mating of bearing outer shell and receptacle or the contact pressure of the bearing outer shell and the receptacle therefor formed Press Fit Association of diameters and sizes Surface parameters of the two partners forming the press-fit association. It can the respective surfaces the partner or their properties by the pressing of the Bearing outer shell in the recording a change experienced, so the hard seat is not necessarily over the entire, in the direction the said cylinder axis considered length of the press-fit dressing is the same intensity. Furthermore, by the press-fit dressing the friction within the ball sleeve joint or the characteristics of the warehouse are fundamentally influenced, which is mostly undesirable is.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Maßnahme aufzuzeigen, mit Hilfe derer die Eigenschaften des Presssitz-Verbands (gezielt) beeinflussbar sind, insbesondere soll eine Beeinflussung dahingehend möglich sein, dass über der Länge des Presssitzes betrachtet ein unterschiedliches Verhalten bzw. eine unterschiedliche Charakteristik erzielbar ist.task The invention is a measure show, with the help of which the properties of the press-fit association (targeted) can be influenced, in particular, an influence to that effect possible be that over the length of the interference fit considered a different behavior or a different characteristic is achievable.

Die Lösung dieser Aufgabe ist für eine Presssitz-Ausbildung zwischen einer kreiszylindrischen Außenschale eines Lagers, insbesondere eines Kugelhülsengelenks, und einer im Fahrwerksbereich eines Fahrzeugs vorgesehenen Aufnahme hierfür dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahme in Richtung der Zylinderachse und somit über der Länge des Presssitzes betrachtet zumindest zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern aufweist, denen Abschnitte der Lager-Außenschale mit entsprechendem jeweils einen Presssitz herstellendem Durchmesser zugeordnet sind. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Inhalt der Unteransprüche.The solution this task is for a press-fit formation between a circular cylindrical outer shell a bearing, in particular a ball and socket joint, and one in the chassis area a vehicle provided for this recording, characterized in that the inclusion in the direction of the cylinder axis and thus over the Length of the press fit considers at least two sections of different diameters having portions of the bearing outer shell with corresponding each associated with a press fit producing diameter. Advantageous developments are content of the dependent claims.

Erfindungsgemäß ist ein quasi gestufter Presssitz-Verband vorgesehen, derart, dass in Richtung der besagten Zylinderachse betrachtet kreiszylindrische Presssitze mit verschiedenen Durchmessern entweder direkt hintereinander angeordnet oder unter Zwischenschaltung eines weiteren Abschnittes, in dem kein Presssitz gebildet ist, voneinander beabstandet, vorgesehen sind. Damit eine übliche Montage des Lagers in der Aufnahme und somit eine übliche Herstellung des Presssitz-Verbands zwischen der Lager-Außenschale und der Aufnahme möglich ist, ist in Einpressrichtung betrachtet zunächst ein Lager-Abschnitt mit kleinerem Durchmesser durch einen Aufnahme-Abschnitt mit größerem Durchmesser hindurchzuführen, wonach der Lager-Abschnitt mit dem kleineren Durchmesser in den zugehörigen Aufnahme-Abschnitt mit dem kleinerem Durchmesser eingepresst wird und vorzugsweise im wesentlichen parallel hierzu der Lager-Abschnitt mit dem größeren Durchmesser in den Aufnahme-Abschnitt mit dem größeren Durchmesser eingeführt und eingepresst wird. Dabei können nun offensichtlich die beiden bzw. verschiedenen Presssitze mit den unterschiedlichen Durchmessern den jeweiligen Anforde rungen entsprechend unterschiedlich gestaltet sein, bspw. eine unterschiedliche Presskraft aufgrund unterschiedlicher Press-Passungen aufweisen, d. h. die jeweilige Überdeckung kann in den verschiedenen Abschnitten unterschiedlich sein. Es ist aber auch möglich, dass die Oberflächen-Qualitäten in zwei verschiedenen Presssitz-Abschnitten unterschiedlich sind, wobei noch ausdrücklich darauf hingewiesen sei, dass die vorliegende Erfindung nicht auf zwei unterschiedliche Presssitz-Passungen beschränkt ist, vielmehr sind mit geeigneter Abstufung auch mehr als zwei Abschnitte mit unterschiedlichen Durchmessern in einer Aufnahme im Fahrwerksbereich eines Fahrzeugs möglich, denen entsprechende Abschnitte der Lager-Außenschale mit entsprechendem jeweils einen Presssitz herstellendem Durchmesser zugeordnet sind.According to the invention is a quasi stepped press fit dressing provided, so that in the direction said cylinder axis considered circular cylindrical press fits arranged with different diameters either directly one behind the other or with the interposition of another section in which no press fit is formed, spaced from each other, provided are. Thus a usual Assembly of the bearing in the receptacle and thus a common production of the interference fit dressing between the bearing outer shell and the receptacle is possible, is considered in the press-in first a bearing section with a smaller To pass diameter through a receiving portion of larger diameter, after which the bearing section with the smaller diameter in the associated receiving section is pressed with the smaller diameter and preferably substantially parallel thereto, the larger diameter bearing section inserted into the receiving section with the larger diameter and is pressed. It can now obviously the two or different press seats with the different diameters the respective requirements be designed differently according to, for example, a different Have pressing force due to different press fits, d. H. the respective coverage can be different in different sections. It is but also possible that the surface qualities in two Different press-fit sections are different, where still express It should be noted that the present invention is not limited to two different press-fit fits is limited, but are with appropriate grading also more than two sections with different Diameters in a receptacle in the chassis area of a vehicle possible, which corresponding sections of the bearing outer shell with appropriate each associated with a press fit producing diameter.

Bereits kurz erwähnt wurde, dass an der Lager-Außenschale zwischen zwei jeweils einen Presssitz mit der Aufnahme bildenden Abschnitten ein Zwischenabschnitt mit verringertem Durchmesser vorgesehen sein kann, der mit der Aufnahme keinen Presssitz bildet, beispielsweise um insbesondere im Äquator-Bereich der Kugel eines Kugelhülsengelenks eine unerwünschte intensive Krafteinwirkung auf diese Kugel zu vermeiden. Ein solcher sog. Freistich sowie weitere Merkmale geht/gehen auch aus der folgenden Beschreibung eines in den beigefügten I, II jeweils in einem einfachen Halb-Schnitt dargestellten Ausführungsbeispiels hervor.It has already been briefly mentioned that an intermediate section with a reduced diameter can be provided on the bearing outer shell between two press-fit portions forming a receptacle which does not form a press fit with the receptacle, for example, in particular in the equatorial region of the ball of a ball and socket joint avoid unwanted intense force on this ball. Such a so-called undercut and other features go / go out too the following description of one in the attached I . II each shown in a simple half-section embodiment.

In der Teil-Figur I ist mit der Bezugsziffer 10 eine kreiszylindrische Aufnahme in einem nicht weiter dargestellten Bauteil 11 im Fahrwerksbereich eines Kraftfahrzeugs, bei welchem es sich beispielsweise um einen Radträger handeln kann, gekennzeichnet. Diese kreiszylindrische Aufnahme 10 ist vorliegend eine das Fahrwerks-Bauteil 11 vollständig durchdringende Bohrung mit in dieser Figurendarstellung horizontal verlaufender Zylinderachse.In the part-figure I is with the reference number 10 a circular cylindrical receptacle in a non-illustrated component 11 in the chassis area of a motor vehicle, which may be, for example, a wheel carrier, characterized. This circular cylindrical recording 10 In the present case, this is the chassis component 11 completely penetrating bore with in this figure representation horizontally extending cylinder axis.

In der Teil-Figur II ist mit der Bezugsziffer 21 die ebenfalls im wesentlichen kreiszylindrische Lager-Außenschale eines nicht weiter dargestellten, dem Fachmann grundsätzlich bekannten Kugelhülsengelenks gekennzeichnet, welche bzw. welches in die genannte Aufnahme 10 gemäß Einpressrichtung P eingepresst werden soll. Die Zylinderachse dieses Kugelhülsengelenks bzw. von dessen Lager-Außenschale 21 ist mit der Bezugsziffer 20 gekennzeichnet und verläuft in dieser Figurendarstellung ebenfalls horizontal.In the part-figure II is with the reference number 21 the likewise substantially circular-cylindrical bearing outer shell of a ball sleeve joint, not shown in detail, which is generally known to the person skilled in the art, which or which is in the aforementioned receptacle 10 to be pressed according to the press-fitting direction P. The cylinder axis of this ball sleeve joint or its outer bearing shell 21 is with the reference number 20 marked and also runs horizontally in this figure representation.

Selbstverständlich fällt im zusammengebauten Zustand dieses durch die Aufnahme 10 und die Lager-Außenschale 21 gebildeten Presssitz-Verbandes, d. h. dann, wenn die Lager-Außenschale 21 in die Aufnahme 10 eingepresst ist, die Zylinderachse 20 der Lager-Außenschale 21 mit der Zylinderachse der Aufnahme 10 zusammen, vorliegend jedoch sind der Übersichtlichkeit halber die Aufnahme 10 und die Lager-Außenschale 21 voneinander getrennt in einzelnen I, II dargestellt, wobei die I, II solchermaßen auf dem Zeichnungsblatt angeordnet sind, dass sich die Aufnahme 10 und die Lager-Außenschale 21 in Richtung der Zylinderachse 20 betrachtet relativ zueinander in der Zusammenbau-Position befinden, d. h. in Richtung der Zylinderachse 20 betrachtet liegen die Aufnahme 10 und die darin eingepresste Lager-Außenschale 21 wie dargestellt zueinander. Senkrecht zur gemeinsamen Zylinderachse 20 hingegen und somit in Richtung der Durchmesser (d) von Lager-Außenschale 21 und Aufnahme 10 sind diese figürlich voneinander beabstandet dargestellt, wenngleich in der Zusammenbau-Position, d. h. bei hergestelltem Presssitz-Verband die Lager-Außenschale 21 mit ihrer Außenseite in verschiedenen Abschnitten A1, A2 unter Bildung eines Presssitzes an der Wand der Aufnahme 10 anliegt.Of course, in the assembled state this falls through the recording 10 and the bearing outer shell 21 formed press fit dressing, that is, when the bearing outer shell 21 in the recording 10 is pressed, the cylinder axis 20 the bearing outer shell 21 with the cylinder axis of the recording 10 together, but in the present case are the sake of clarity recording 10 and the bearing outer shell 21 separated from each other in individual I . II shown, wherein the I . II arranged in such a way on the drawing sheet that the recording 10 and the bearing outer shell 21 in the direction of the cylinder axis 20 considered relative to each other in the assembly position, ie in the direction of the cylinder axis 20 considered are the recording 10 and the bearing outer shell pressed into it 21 as shown to each other. Perpendicular to the common cylinder axis 20 however, and thus in the direction of the diameter (d) of bearing outer shell 21 and recording 10 these are figuratively shown spaced from each other, although in the assembly position, ie produced in press-fit dressing the bearing outer shell 21 with its outside in different sections A1, A2 forming a press fit on the wall of the receptacle 10 is applied.

Die Aufnahme 10 ist in Einpressrichtung P betrachtet gestuft ausgebildet, d. h. an einen sich in Richtung der Zylinderachse 20 über eine gewisse Länge erstreckenden Abschnitt mit dem Durchmesser „d'2” schließt sich ein weiterer sich über eine gewisse Länge erstreckender Abschnitt A1 mit dem Durchmesser „d'1” an. Auch die Lager-Außenschale 21 ist in Einpressrichtung P betrachtet gestuft ausgebildet, wobei sich an einen sog. Bund-Abschnitt 21B mit relativ großem Durchmesser in Richtung der Zylinderachse 20 betrachtet ein sich über eine gewisse Länge erstreckender Abschnitt A2 mit einem Durchmesser „d2” anschließt, wonach ein weiterer sog. Freistich-Abschnitt 21F mit einem geringeren Durchmesser folgt. An diesen schließt sich ein sich im wesentlichen über den bereits genannten Abschnitt 1 erstreckender Abschnitt mit dem Durchmesser „d1” an, welcher größer ist als der Durchmesser im Freistich-Abschnitt F, worauf ein sog. Nut-Abschnitt 21N mit relativ geringem Durchmesser folgt, an den sich ein sog. Stirn-Abschnitt mit dem Durchmesser „d0” anschließt, wobei der Durchmesser „d0” wieder kleiner als der Durchmesser „d1”, jedoch größer als Durchmesser im Nut-Abschnitt 21N ist.The recording 10 is designed stepped in the press-P direction, ie at a in the direction of the cylinder axis 20 over a certain length extending portion with the diameter "d'2" is followed by another over a certain length extending portion A1 with the diameter "d'1". Also the bearing outer shell 21 is considered stepped in the press-in direction P, with a so-called. Bund section 21B with a relatively large diameter in the direction of the cylinder axis 20 considered a portion extending over a certain length A2 with a diameter "d2" followed, after which another so-called "undercut" section 21F with a smaller diameter follows. These are followed essentially by the already mentioned section 1 extending portion with the diameter "d1", which is greater than the diameter in the undercut section F, whereupon a so-called. Nut section 21N followed by a relatively small diameter, followed by a so-called. End section with the diameter "d0" followed, wherein the diameter "d0" again smaller than the diameter "d1", but larger than diameter in the groove portion 21N is.

Die Durchmesser „d1” und „d'1” sowie „d2” und „d'2” sind so bemessen, dass sich beim Einführen bzw. Einpressen der Lager-Außenschale 21 in die Aufnahme 10 gemäß Einpressrichtung P ein Presssitz-Verband sowohl im Abschnitt A1 als auch im Abschnitt A2 bildet, wofür der Durchmesser „d1” der Lager-Außenschale 21 geringfügig größer ist als der zugeordnete Durchmesser „d'1” der Aufnahme 10 und der Durchmesser „d2” der Lager-Außenschale 21 geringfügig größer ist als der zugeordnete Durchmesser „d'2” der Aufnahme 10.The diameters "d1" and "d'1" as well as "d2" and "d'2" are dimensioned so that when inserting or pressing the bearing outer shell 21 in the recording 10 in accordance with the press-in direction P, an interference fit dressing forms both in section A1 and in section A2, for which the diameter "d1" of the bearing outer shell 21 is slightly larger than the assigned diameter "d'1" of the recording 10 and the diameter "d2" of the bearing outer shell 21 slightly larger than the assigned diameter "d'2" of the recording 10 ,

Indem der sog. Presssitz-Verband auf verschiedene Abschnitte, nämlich hier den Abschnitt A1 und den Abschnitt A2 aufgeteilt ist, können diese Abschnitte A1, A2 den individuellen Anforderungen entsprechend unterschiedlich ausgelegt sein. Dies betrifft nicht nur die jeweiligen Durchmesser auch in Relation zueinander, d. h. das Maß der jeweiligen Überdeckung, sondern beispielsweise auch die jeweiligen Oberflächenqualitäten. Ein erfindungsgemäßer sog. „gestufter” Presssitz-Verband mit verschiedenen Presssitz-Abschnitten ermöglicht also eine definierte Oberflächenbeschaffenheit der jeweiligen Anlageflächen zueinander.By doing the so-called press-fit dressing on different sections, namely here divided into section A1 and section A2, these can Sections A1, A2 vary according to individual requirements be designed. This does not only affect the respective diameters also in relation to each other, d. H. the degree of the respective coverage, but also, for example, the respective surface qualities. One Inventive so-called "stepped" interference fit dressing with different press-fit sections thus allows a defined surface finish the respective contact surfaces to each other.

Hingegen hat ein nicht gestufter Presssitz-Verband den Nachteil, dass dieser über der gesamten Einpresslänge dieselbe Überdeckung aufweist. Nachdem jedoch beispielsweise das Lagergehäuse bzw. die Lager-Außenschale eines Kugelhülsengelenks über seiner/ihrer Länge unterschiedliche Steifigkeiten besitzt, kann bei einem nicht gestuften Presssitz-Verband beispielsweise keine gleichmäßige Druckverteilung im Kugelhülsengelenk erreicht werden, welche jedoch Voraussetzung für minimale Reibmomente im Gelenk ist.On the other hand has a non-stepped press fit Association the disadvantage that this over the total insertion length same coverage having. However, after, for example, the bearing housing or the bearing outer shell a ball and socket joint over his / her Length has different stiffnesses, For example, in a non-stepped interference fit dressing no even pressure distribution in the ball sleeve joint be achieved, which, however, a prerequisite for minimal friction moments in the joint is.

Ein erfindungsgemäßer gestufter Einpress-Verband bzw. Presssitz-Verband hingegen ermöglicht in den verschiedenen Abschnitten A1, A2 (und ggf. weiteren Abschnitten) bzw. Einpress-Stufen unterschiedliche Überdeckungen dahingehend, dass unterschiedliche Presspassungen gebildet sind. Damit kann der Presssitz-Verband in seiner Gesamtheit gezielt hinsichtlich der lokalen Steifigkeiten bzw. Steifigkeitsverhältnisse der am Presssitz-Verband beteiligten Bauteile optimiert werden. Dabei ist eindeutig festlegbar, an welcher Stelle bzw. in welchem Abschnitt des Presssitz-Verbandes welche Presspassung vorliegt. Vorteilhafterweise wird – auf das geschilderte Ausführungsbeispiel Bezug nehmend – beim Einpressen der Lager-Außenschale 21 der Abschnitt A2 der Aufnahme 10 zunächst durch den Abschnitt A1 der Lager-Außenschale 21 nicht belastet, sondern erst dann, wenn auch der mit dem Abschnitt A2 der Aufnahme 10 zusammenwirkende Abschnitt A2 der Lager-Außenschale 21 eingepresst wird. Dabei sind in den verschiedenen Abschnitten unterschiedliche Vorspannungen gemäß der jeweiligen Festigkeit oder Geometrie möglich. Die Streuung der Einpresskräfte sowie Auspresskräfte kann dadurch minimal gehalten werden; gleichzeitig ist eine Erhöhung des Festsitzes der Lager-Außenschale 21 in der Aufnahme 10 möglich. Vorteilhafterweise ist ein erfindungsgemäßer Presssitz-Verband schneller herstellbar, da die verschiedenen Stufen bzw. Abschnitte des Presssitz-Verbandes kürzer sind, wobei noch darauf hingewiesen sei, dass durchaus eine Vielzahl von Details abweichend von obigen Erläuterungen gestaltet sein kann, ohne den Inhalt der Patentansprüche zu verlassen. Insbesondere sind die mit 21B und 21N gekennzeichneten Abschnitte der Lagerschale 21 ebenso wenig erforderlich wie der den Durchmesser „d0” aufweisende Abschnitt.In contrast, a stepped press-fit dressing or press fit dressing according to the invention makes it possible in the various sections A1, A2 (and possibly further sections) or press-in steps different overlaps in that different press fits are formed. In this way, the interference fit dressing in its entirety can be optimized specifically with regard to the local stiffness or stiffness conditions of the components involved in the interference fit dressing. It is clearly defined at which point or in which section of the press-fit dressing which press fit is present. Advantageously - reference is made to the described embodiment - when pressing the bearing outer shell 21 Section A2 of the recording 10 first through the section A1 of the bearing outer shell 21 not loaded, but only then, albeit the one with the section A2 of the recording 10 cooperating section A2 of the bearing outer shell 21 is pressed. Different bias voltages according to the respective strength or geometry are possible in the different sections. The dispersion of the pressing forces and Auspresskräfte can be kept minimal; at the same time is an increase in the tightness of the bearing outer shell 21 in the recording 10 possible. Advantageously, an inventive press-fit dressing is faster to produce, since the different stages or sections of the press-fit dressing are shorter, and it should be noted that quite a variety of details may be deviated from the above explanations, without the content of the claims leave. In particular, those with 21B and 21N marked sections of the bearing shell 21 just as little as the diameter "d0" section.

Claims

Press fit dressing between a circular cylindrical outer shell ( 21 ) of a bearing, in particular a ball and socket joint, and a receptacle provided in the chassis region of a vehicle ( 10 ), whereby the recording ( 10 ) in the direction of the cylinder axis ( 20 ) and thus over the length of the press fit considered at least two sections (A1, A2) having different diameters (d'1, d'2), which portions (A1, A2) of the bearing outer shell ( 21 ) are associated with corresponding respectively one press fit producing diameter (d1, d2).

Press fit dressing according to claim 1, characterized in that on the bearing outer shell ( 21 ) between two in each case a press fit with the receptacle ( 10 ) forming sections (A1, A2) an intermediate section ( 21F ) is provided with a reduced diameter, which with the recording ( 10 ) does not form a press fit.

Press fit training according to claim 1 or 2, characterized characterized in that the surface qualities in two Different press-fit sections (A1, A2) are different.