DE102011106830A1 - Ball-and-socket joint for use in automobile engineering, has sealing bellows comprising part accommodated in duct of race ring that is firmly attached on pivot pin, where projection of bellows projects over flange turned toward lever lug - Google Patents

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Abstract

The joint has a joint ball lying in a universal joint housing in a rotationally movable manner. Sealing bellows (3) are attached at the housing, and with a portion (3') formed at an end turned away from the housing and accommodated in an annular duct (4') of a race ring (4). The race ring is limited by annular flanges (7, 8) that are respectively turned toward the housing and a lever lug. The race ring is firmly attached on a pivot pin, and the bellows with a projection (9) limited at the portion and projecting over the flange turned toward the lever lug in an axial direction. The projection is formed as sealing lips.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk mit einem Dichtungsbalg, einem Laufring und einem Hebelauge.The invention relates to a ball joint with a sealing bellows, a race and a lever eye.

Kugelgelenke finden vielfach Anwendung im Kraftfahrzeugbau. Im Allgemeinen ist der Aufbau eines Kugelgelenks derart, dass dieses eine Gelenkkugel aufweist, die in einen Gelenkzapfen mündet. Die Gelenkkugel liegt drehbeweglich in einem Gelenkgehäuse, das mit einem Dichtungsbalg aus elastischem Material verbunden ist, der an seinem von dem Gelenkgehäuse weg weisenden Ende an einem Laufring befestigt ist. Auch die Gestaltung von Kugelgelenken mit Hebelauge ist bekannt, das dann auf dem Gelenkzapfen in Verjüngungsrichtung desselben hinter dem Dichtungsbalg befestigt ist und das dazu dient, die Kraft in das Kugelgelenk einzuleiten. Bekanntermaßen muss der Laufring gegen das Hebelauge abgedichtet werden, was üblicher Weise mittels einer Dichtmasse geschieht, die auf den Laufring aufgespritzt oder aufvulkanisiert werden kann. Bei der Verwendung von Edelstahl wird bis dato weder durch das Aufspritzen noch das Aufvulkanisieren ein hinreichendes Ergebnis erreicht, um die gewünschte Abdichtung über die Lebensdauer des Kugelgelenks zu erhalten.Ball joints are widely used in automotive engineering. In general, the construction of a ball joint is such that it has a ball joint that opens into a pivot pin. The ball joint is rotatably mounted in a joint housing, which is connected to a sealing bellows made of elastic material, which is fixed at its end facing away from the joint housing end to a raceway. The design of ball joints with lever eye is known, which is then mounted on the pivot pin in the direction of taper behind the sealing bellows and which serves to initiate the force in the ball joint. As is known, the race must be sealed against the lever eye, which is usually done by means of a sealant that can be sprayed or vulcanized onto the race. With the use of stainless steel, to date, neither by the spraying nor the vulcanization achieved a sufficient result in order to obtain the desired seal over the life of the ball joint.

Ein Kugelgelenk mit dem vorgenannten Aufbau ist in der DE 10 2008 005 295 A1 offenbart: Dort wird ebenfalls das Abdichtproblem des Laufrings adressiert. Um die Abdichtung des Kugelgelenks zu optimieren, wird dort vorgeschlagen, den Laufring als einen aus Metall gefertigten Strukturring zu gestalten, der an seiner Innenseite mit einer Dichtschicht aus einem gummiartigen Material beschichtet ist.A ball joint with the aforementioned construction is in DE 10 2008 005 295 A1 discloses: There is also addressed the sealing problem of the race. In order to optimize the sealing of the ball joint, there is proposed to make the race as a structural ring made of metal, which is coated on its inside with a sealing layer of a rubber-like material.

Auch die DE 10 2008 014 695 A1 bezieht sich auf einen gattungsgemäßen Lauf- bzw. Haltering, der eine Ringachse und einen radialen Ringflansch mit einer Flanschoberseite und einer entgegen gesetzten Flanschunterseite aufweist. Der Haltering ist mit einem Dichtelement einer Dichtungsbaugruppe zugehörig. Das Dichtelement liegt sowohl an der Flanschoberseite als auch an der Flanschunterseite des Halterings an und ist mit diesem ausschließlich formschlüssig verbunden, wobei die Formschlussverbindung so ausgebildet ist, dass der Haltering und das Dichtelement in axialer und radialer Richtung spielfrei aneinander fixiert sind, und wobei die Flanschoberseite eine freiliegende Kontaktfläche für einen Dichtungsbalg aufweist.Also the DE 10 2008 014 695 A1 refers to a generic running or retaining ring having a ring axis and a radial annular flange with a flange top and an opposite flange bottom. The retaining ring is associated with a sealing element of a seal assembly. The sealing element abuts both the flange top and on the flange underside of the retaining ring and is connected exclusively with this form-fitting, wherein the positive connection is formed so that the retaining ring and the sealing element in the axial and radial directions are fixed to each other without play, and wherein the flange top has an exposed contact surface for a sealing bellows.

Ausgehend von diesem Stand der Technik ergibt sich die Aufgabe, ein Kugelgelenk mit einem Laufring zu schaffen, der in einer abgedichteten Konstruktion über seine Lebensdauer an dem Hebelauge anliegen kann.Starting from this prior art, the object is to provide a ball joint with a race which can rest in a sealed construction over its life on the lever eye.

Diese Aufgabe wird durch das Kugelgelenk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.This object is achieved by the ball joint with the features of claim 1.

Weiterbildungen der Vorrichtung sind in den Unteransprüchen ausgeführt.Further developments of the device are set forth in the subclaims.

Das erfindungsgemäße Kugelgelenk weist eine in einem Gelenkgehäuse drehbeweglich liegende Gelenkkugel auf. Diese geht in einen sich von der Gelenkkugel weg erstreckenden, konisch verjüngenden Gelenkzapfen über, an dem ein Hebelauge befestigt ist. Ferner ist an dem Gelenkgehäuse ein Dichtungsbalg befestigt, der an einem von dem Gelenkgehäuse abgewandten Ende einen Abschnitt aufweist, der in einem Ringkanal eines Laufrings aufgenommen ist, der auf dem Gelenkzapfen angeordnet ist. Der Ringkanal wird durch einen dem Gelenkgehäuse zugewandten radialen Ringflansch und einen dem Hebelauge zugewandten Ringflansch begrenzt.The ball joint according to the invention has a joint ball rotatably mounted in a joint housing. This merges into a conically tapered pivot pin extending away from the joint ball, to which a lever eye is attached. Further, a sealing bellows is attached to the joint housing, which has at a side remote from the joint housing end a portion which is accommodated in an annular channel of a race which is arranged on the pivot pin. The annular channel is delimited by a radial annular flange facing the joint housing and an annular flange facing the lever eye.

Erfindungsgemäß ist der Laufring fest auf dem Gelenkzapfen aufgebracht und der Dichtungsbalg weist einen Überstand auf, der an den Abschnitt angrenzt, der in dem Ringkanal des Laufrings aufgenommen ist. Dieser Überstand steht über den dem Hebelauge zugewandten Ringflansch in axialer Richtung hinaus. Damit kommt das elastische Material des Dichtungsbalgs unmittelbar an dem Hebelauge zur Anlage und wirkt damit in abdichtender Weise. In dieser Ausführungsform kommt der Nachteil nicht zum Tragen, dass das elastische Material, wenn es auf dem Laufring aus Edelstahl aufgebracht wird, sich lösen könnte. So wird durch Verwendung des Dichtungsbalgs als Dichtmittel an dem Hebelauge die gewünschte Abdichtung laufringunabhängig erreicht.According to the invention, the race is fixedly mounted on the pivot pin and the sealing bellows has a projection adjacent to the portion which is received in the annular channel of the race. This supernatant projects beyond the annular flange facing the lever eye in the axial direction. Thus, the elastic material of the sealing bellows comes directly to the lever eye to the plant and thus acts in a sealing manner. In this embodiment, the disadvantage does not come into play that the elastic material, when applied to the stainless steel race, could become loose. Thus, by using the sealing bellows as the sealing means on the lever eye, the desired sealing is achieved independently of the raceway.

Weiter wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, den Laufring auf den Gelenkzapfen aufzupressen. In einer geeigneten Ausführungsform ist der radiale Ringflansch des Laufrings, der dem Gelenkgehäuse zugewandt ist, mit einer größeren radialen Ausdehnung ausgestattet als der dem Hebelauge zugewandte Ringflansch, so dass quasi ein „kurzer” Laufring ausgebildet wird.Next, the invention proposes to press the race on the pivot pin. In a suitable embodiment, the radial annular flange of the race, which faces the joint housing, is provided with a larger radial extent than the annular flange facing the lever eye, so that a quasi "short" race is formed.

Durch die Kürze dieses Ringflansches kann er sogar in geeigneter Weise durch den Überstand des Dichtungsbalgs eingefasst und damit die Dichtfläche weiter vergrößert werden. Dies ist vorteilhaft, da die Stärke der Dichtfähigkeit von der Größe des Überstands des Dichtungsbalges abhängt, da dieser durch das Aufbringen des Hebelauges verquetscht wird. Die Verquetschung ist dabei durch den genannten kurzen Ringflansch begrenzt, an dem das Hebelauge, wenn der Überstand den Ringflansch nicht einfasst, sogar anschlägt.Due to the brevity of this annular flange, it can even be enclosed in a suitable manner by the projection of the sealing bellows and thus the sealing surface can be further enlarged. This is advantageous because the strength of the sealability depends on the size of the supernatant of the sealing bellows, since this is squeezed by the application of the lever eye. The squeezing is limited by said short annular flange, on which the lever eye, if the supernatant does not enclose the annular flange, even strikes.

Schließlich kann der Dichtungsbalg mittels eines Spannrings, der um den Abschnitt des von dem Gelenkgehäuse abgewandten Endes des Dichtungsbalgs angeordnet ist, mit dem Laufring verpresst sein.Finally, the sealing bellows by means of a clamping ring, which is around the portion of the of Joint housing facing away from the end of the sealing bellows is arranged to be pressed with the race.

In einer weiteren Ausführungsform kann der Überstand des Dichtungsbalgs als eine oder mehrere Dichtlippen ausgeführt sein.In a further embodiment, the supernatant of the sealing bellows can be designed as one or more sealing lips.

Diese und weitere Vorteile werden durch die nachfolgende Beschreibung unter Bezug auf die begleitenden Figuren dargelegt.These and other advantages are set forth by the following description with reference to the accompanying figures.

Der Bezug auf die Figuren in der Beschreibung dient der Unterstützung der Beschreibung und dem erleichterten Verständnis des Gegenstands. Gegenstände oder Teile von Gegenständen, die im Wesentlichen gleich oder ähnlich sind, können mit denselben Bezugszeichen versehen sein. Die Figuren sind lediglich eine schematische Darstellung einer Ausführungsform der Erfindung.The reference to the figures in the description is to aid in the description and understanding of the subject matter. Articles or parts of objects which are substantially the same or similar may be given the same reference numerals. The figures are merely a schematic representation of an embodiment of the invention.

Dabei zeigen:Showing:

1 eine Seitenschnittansicht des Kugelgelenkbereichs um den Laufring, 1 a side sectional view of the ball joint area around the race,

2 eine Seitenschnittansicht eines erfindungsgemäßen Kugelgelenks. 2 a side sectional view of a ball joint according to the invention.

Wie 2 deutlich macht, weist das erfindungsgemäße Kugelgelenk eine in einem Gelenkgehäuse 10 drehbeweglich liegende Gelenkkugel 1 auf. Diese geht über in einen sich von der Gelenkkugel 1 wegerstreckenden, konisch verjüngenden Gelenkzapfen 2. Die Gelenkkugel 1 ist in einer Lagerschale gehalten und mit dieser in dem Gelenkgehäuse 10 aufgenommen, wobei die Gelenkkugel 1 in dem Gelenkgehäuse 10 durch einen Verschlussring 11, der hier näherungsweise hülsenförmig ausgebildet ist und einen außenumfänglichen Ringbund 11' aufweist, gehalten, indem der Verschlussring 11 mit dem Ringbund 11' unlösbar in einen umlaufend umgebördelten Randabschnitt 10' des Gehäuses 10 eingeklemmt wird. As 2 makes clear, the ball joint according to the invention has a in a joint housing 10 Rotatable joint ball 1 on. This merges into one of the joint ball 1 wegerstreckenden, conically tapered pivot pin 2 , The joint ball 1 is held in a bearing shell and with this in the joint housing 10 taken, with the joint ball 1 in the joint housing 10 through a locking ring 11 , which is approximately sleeve-shaped here and an outer circumference annular collar 11 ' held, held by the locking ring 11 with the ring collar 11 ' insoluble in a circumferentially flanged edge portion 10 ' of the housing 10 is trapped.

Der gummielastische Dichtungsbalg 3 ist einerseits an dem Gelenkgehäuse 10, etwa mit einer Federscheibe 12 wie in 1 und 2 skizziert, und andererseits nicht wie bislang am Gelenkzapfen 2, sondern erfindungsgemäß an dem Laufring 4 befestigt, um das Eindringen von Schmutz oder Feuchtigkeit in das Innere des Kugelgelenks zu verhindern. Dabei ist ein Dichtungsbalg-Abschnitt 3', der an dem von dem Gelenkgehäuse 10 abgewandten Ende des Dichtungsbalgs 3 vorliegt, in dem Ringkanal 4' des Laufrings 4 aufgenommen.The rubber-elastic sealing bellows 3 on the one hand on the joint housing 10 , for example with a spring washer 12 as in 1 and 2 sketched, and on the other hand not as before on the pivot pin 2 but according to the invention on the raceway 4 attached to prevent the ingress of dirt or moisture into the interior of the ball joint. Here is a sealing bellows section 3 ' that on the hinge housing 10 opposite end of the sealing bellows 3 present, in the annular channel 4 ' of the race 4 added.

Wie zu sehen ist, ist vorliegender Dichtungsbalg 3 mittels eines Spannrings 5, der um den Abschnitt 3' des Dichtungsbalgs 3 angeordnet ist, mit dem Laufring 4 verpresst. So ist ein sicherer Halt des Dichtungsbalgs 3 auf dem Laufring 4 gewährt. Wie weiter zu sehen ist, hat der Laufring 4 einen dem Gelenkgehäuse 10 zugewandten radialen Ringflansch 7 und einen dem Hebelauge 6 zugewandten Ringflansch 8, die den Ringkanal 4' begrenzen, in dem der Abschnitt 3' des Dichtungsbalges 3 angeordnet ist.As can be seen, is present bellows 3 by means of a clamping ring 5 who is around the section 3 ' of sealing bellows 3 is arranged with the race 4 pressed. So is a secure hold of the sealing bellows 3 on the race 4 granted. As can be seen further, the raceway has 4 a the joint housing 10 facing radial annular flange 7 and a lever eye 6 facing annular flange 8th that the ring channel 4 ' limit, in which the section 3 ' of the bellows 3 is arranged.

Wie 2 zeigt, sitzt der Laufring 4 fest auf dem Gelenkzapfen 2, so dass ein Verdrehen nur zwischen Dichtungsbalg 3 und Laufring 4 erfolgt. Wie in 1 und 2 zu sehen ist, weist der Dichtungsbalg 3 erfindungsgemäß einen Überstand 9 auf, der an den Abschnitt 3' angrenzt. Er geht über den dem Hebelauge 6 zugewandten Ringflansch 8 in axialer Richtung hinaus und grenzt in abdichtender Weise an das Hebelauge 6 an. So wird unabhängig von einer Verbindung zwischen Laufring 4 und Dichtungsbalg 3 eine abgedichtete Verbindung zwischen Dichtungsbalg 3 und Hebelauge 6 erreicht. Der radiale Ringflansch 7 des Laufrings 4, der dem Gelenkgehäuse 10 zugewandt ist, kann eine größere radiale Ausdehnung haben, als der dem Hebelauge 6 zugewandte Ringflansch 8, was insbesondere dann günstig ist, wenn der Überstand 9 des Dichtungsbalgs 3 den Ringflansch 8 einfassen soll, um die Stärke der Dichtfähigkeit zu vergrößern. Diese hängt von der Große des Überstandes 9 des Dichtungsbalgs 3 ab, da dieser durch das Aufbringen des Hebelauges 6 auf den Zapfen 2 verquetscht wird. Die Verquetschung wird dabei durch den Laufringflansch 8 begrenzt. Insbesondere, wenn der Überstand 9 den Ringflansch 8 nicht einfasst, kann das Hebelauge 6 an den Laufringkragen anschlagen.As 2 shows, sits the race 4 firmly on the pivot pin 2 , allowing a twisting only between bellows 3 and raceway 4 he follows. As in 1 and 2 can be seen, the sealing bellows points 3 according to the invention a supernatant 9 on that to the section 3 ' borders. He goes over the lever eye 6 facing annular flange 8th in the axial direction and abuts in a sealing manner to the lever eye 6 at. So regardless of a connection between raceway 4 and sealing bellows 3 a sealed connection between sealing bellows 3 and lever eye 6 reached. The radial ring flange 7 of the race 4 , the joint housing 10 facing, may have a greater radial extent, as the lever eye 6 facing annular flange 8th which is especially beneficial if the supernatant 9 of sealing bellows 3 the ring flange 8th should be included in order to increase the strength of the sealing ability. This depends on the size of the supernatant 9 of sealing bellows 3 from, as this by the application of the lever eye 6 on the cones 2 is squeezed. The squeezing is done by the raceway flange 8th limited. In particular, if the supernatant 9 the ring flange 8th not framed, can the lever eye 6 attach to the race collar.

So wird durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Kugelgelenks, insbesondere durch die Anordnung des Dichtungsbalgs 3 und des erfindungsgemäß ausgestalteten Laufrings 1 auf einfache Weise ein dauerhaft abgedichtetes Kugelgelenk bereitgestellt.Thus, by the inventive design of the ball joint, in particular by the arrangement of the sealing bellows 3 and the inventively designed raceway 1 provided in a simple manner, a permanently sealed ball joint.

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte PatentliteraturCited patent literature

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  • DE 102008014695 A1 [0004] DE 102008014695 A1 [0004]

Claims (6)

Kugelgelenk, das eine in einem Gelenkgehäuse (10) drehbeweglich liegende Gelenkkugel (1) aufweist, die in einen sich von der Gelenkkugel (1) weg erstreckenden, konisch verjüngenden Gelenkzapfen (2) übergeht, an dem ein Hebelauge (6) befestigt ist, wobei ein Dichtungsbalg (3) an dem Gelenkgehäuse (10) befestigt ist, welcher an einem von dem Gelenkgehäuse (10) abgewandten Ende einen Abschnitt (3') aufweist, der in einem Ringkanal (4') eines auf dem Gelenkzapfen (2) angeordneten Laufrings (4) aufgenommen ist, der durch einen dem Gelenkgehäuse (10) zugewandten radialen Ringflansch (7) und einen dem Hebelauge (6) zugewandten Ringflansch (8) begrenzt ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (4) fest auf dem Gelenkzapfen (2) aufgebracht ist und der Dichtungsbalg (3) zumindest einen Überstand (9) aufweist, der an den Abschnitt (3') angrenzt und der über den dem Hebelauge (6) zugewandten Ringflansch (8) in axialer Richtung hinaussteht.Ball joint, the one in a joint housing ( 10 ) rotatable joint ball ( 1 ), which in one of the joint ball ( 1 ) extending away, conically tapered pivot pin ( 2 ), on which a lever eye ( 6 ), wherein a sealing bellows ( 3 ) on the joint housing ( 10 ) which is attached to one of the joint housing ( 10 ) facing away from a section ( 3 ' ), which in an annular channel ( 4 ' ) one on the pivot pin ( 2 ) arranged raceway ( 4 ) received by a the joint housing ( 10 ) facing radial annular flange ( 7 ) and a lever eye ( 6 ) facing annular flange ( 8th ) is limited, characterized in that the raceway ( 4 ) firmly on the pivot pin ( 2 ) is applied and the sealing bellows ( 3 ) at least one supernatant ( 9 ) connected to the section ( 3 ' ) and above the lever eye ( 6 ) facing annular flange ( 8th ) protrudes in the axial direction. Kugelgelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Laufring (4) auf dem Gelenkzapfen (2) kraftschlüssig angeordnet, insbesondere aufgepresst ist.Ball joint according to claim 1, characterized in that the raceway ( 4 ) on the pivot pin ( 2 ) arranged non-positively, in particular is pressed. Kugelgelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (9) als eine oder mehrere Dichtlippen ausgebildet ist.Ball joint according to claim 1 or 2, characterized in that the supernatant ( 9 ) is formed as one or more sealing lips. Kugelgelenk nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der radiale Ringflansch (7) des Laufrings (4), der dem Gelenkgehäuse (10) zugewandt ist, eine größere radiale Ausdehnung hat als der dem Hebelauge (6) zugewandte Ringflansch (8).Ball joint according to at least one of claims 1 to 3, characterized in that the radial annular flange ( 7 ) of the race ( 4 ), the joint housing ( 10 ), has a greater radial extent than that of the lever eye ( 6 ) facing annular flange ( 8th ). Kugelgelenk nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Überstand (9) den Ringflansch (8) einfasst.Ball joint according to at least one of claims 1 to 4, characterized in that the supernatant ( 9 ) the annular flange ( 8th ). Kugelgelenk nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Dichtungsbalg (3) mittels eines Spannrings (5), der um den Abschnitt (3') des von dem Gelenkgehäuse (10) abgewandten Ende des Dichtungsbalgs (3) angeordnet ist, mit dem Laufring (4) verpresst ist.Ball joint according to at least one of claims 1 to 5, characterized in that the sealing bellows ( 3 ) by means of a clamping ring ( 5 ), which is around the section ( 3 ' ) of the joint housing ( 10 ) facing away from the sealing bellows ( 3 ) is arranged with the raceway ( 4 ) is compressed.
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