-
Die Erfindung betrifft einen Querlenker für ein Kraftfahrzeug gemäß den Merkmalen im Oberbegriff von Patentanspruch 1.
-
Querlenker sind Fahrwerkskomponenten der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs und dienen zur Führung und Lenkung der Räder. Der Querlenker stellt auf der einen Seite die Verbindung mit der Lageranordnung des Rades und auf der anderen Seite die Verbindung mit dem Chassis des Fahrzeugs her. Die kinematische Kopplung des Querlenkers erfolgt über Lager bzw. Lageranordnungen. Hierbei kommen unter anderem Kugelgelenke zum Einsatz, welche die Kopplung des Querlenkers mit anderen Bauteilen mit mehreren Drehfreiheitsgraden ermöglichen. Ein Kugelgelenk für einen Blechlenker ist in der
DE 10 2008 043 694 B4 beschrieben.
-
Der aus der
DE 102 12 791 B4 bekannte Querlenker weist einen schalenförmig konfigurierten Grundkörper aus Metallblech auf mit zwei Längsabschnitten und einem zwischen den Längsabschnitten befindlichen Verbindungsabschnitt. Im Endbereich der Längsabschnitte sind Lageraufnahmen in Form von Durchzügen für ein Kugelgelenk oder ein Gummi-Metall-Lager ausgebildet. In diese Lageraufnahmen werden das Kugelgelenk bzw. das Lager eingepresst. Eingepresste Kugelgelenke werden jedoch durch den Presssitz hinsichtlich der Gelenkeigenschaften unter Umständen nachteilig beeinflusst. Zum Stand der Technik zählen auch Querlenker mit Kugelgelenken, bei denen das Kugelgelenk über einen Flansch angeschraubt bzw. vernietet ist. Flanschgelenke haben den Nachteil eines hohen Gewichts.
-
Durch die
DE 10 2010 007 944 A1 zählt ein Querlenker zur Anordnung an einer Achse eines Kraftfahrzeugs zum Stand der Technik. Der Querlenker ist als einstückiges Blechbauteil aus einer Blechplatine hergestellt und weist einen Grundkörperbereich mit drei daran ausgebildeten Lagerbereichen auf. Der Grundkörperbereich besitzt zwei Arme und eine Grundkörperebene die durch die Arme aufgespannt ist.
-
Des Weiteren offenbart die
DE 10 2006 052 254 A1 ein Kugelgelenk für ein Kraftfahrzeug mit einem Kugelzapfen, der in einer ein- oder mehrteiligen, durch einen Verschlussring in einem Gehäuse festgelegten Lagerschale dreh- und schwenkbar aufgenommen ist, wobei sich zwischen dem Verschlussring und dem Gehäuse im Zusammenbauzustand des Kugelgelenks ein eine Dichtfunktion ausübendes metallisches Verformungselement befindet.
-
Der Erfindung liegt, ausgehend vom Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, einen herstellungstechnisch verbesserten, leichtbauenden Querlenker mit integriertem Kugelgelenk zu schaffen.
-
Die Lösung dieser Aufgabe besteht in einem Querlenker gemäß den Merkmalen von Anspruch 1.
-
Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen des erfindungsgemäßen Querlenkers sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 18.
-
Der erfindungsgemäße Querlenker weist einen aus einer Blechplatine geformten Grundkörper auf. Die Blechplatine besteht aus einem Stahlwerkstoff, insbesondere aus hochfesten Stählen, vorzugsweise hochfesten Mehrphasenstählen, mit einer Zugfestigkeit von 800 MPa und einer Streckgrenze von 680 MPa und höher. Der Grundkörper des Querlenkers besitzt zwei Längsabschnitte und einen zwischen den Längsabschnitten befindlichen Verbindungsabschnitt. Im Endbereich eines Längsabschnitts ist ein Kugelgelenk angeordnet. Das Kugelgelenk umfasst einen Kugelzapfen mit einer Gelenkkugel und einem Zapfenkörper. Die Gelenkkugel des Kugelzapfens ist unter Eingliederung einer Lageschale in einer Kugelpfanne aufgenommen. Die Lageorientierung bzw. Fixierung der Gelenkkugel in der Kugelpfanne erfolgt durch einen Schließring. Der Schließring besitzt eine Durchbrechung, durch welche der Zapfenkörper des Kugelzapfens geführt ist. Der am Grundkörper fixierte Schließring bildet den oberen Gehäuseabschluss des Kugelgelenks.
-
Der Grundkörper ist als Pressteil aus der Blechplatine geformt. Erfindungsgemäß ist die Kugelpfanne einstückiger Bestandteil des Grundkörpers. Hierdurch kann ein separates Gehäuseunterteil des Kugelgelenks eingespart werden. Öffnungsseitig der Kugelpfanne ist eine Schließringaufnahme ausgebildet. Die Ausbildung der Schließringaufnahme erfolgt bei der Formgebung des Grundkörpers in einem Umformvorgang, beispielsweise einem Tiefziehvorgang bzw. Pressvorgang.
-
Der Schließring weist einen Stutzenabschnitt und einen Flanschabschnitt auf. Der Stutzenabschnitt besitzt einen Außendurchmesser und der Flanschabschnitt besitzt einen Außendurchmesser. Der Außendurchmesser des Flanschabschnitts ist größer als der des Stutzenabschnitts. Auf der zum Grundkörper gerichteten Seite des Flanschabschnitts, also grundkörperseitig am Flanschabschnitt, ist eine Ringschulter ausgebildet.
-
Zur Fixierung des Kugelzapfens in der Kugelpfanne wird der Schließring mit seinem Stutzenabschnitt in die Schließringraufnahme eingesetzt. Der Stutzenabschnitt greift in die Schließringaufnahme ein und drückt hierbei einen oberen, umlaufenden Wandabschnitt der Lagerschale gegen die Gelenkkugel. Hierzu weist der Stutzenabschnitt auf seiner inneren Umfangsfläche eine an die Geometrie der Gelenkkugel angepasste Form auf. Mit der Ringschulter gelangt der Schließring am Grundkörper zur Anlage und ist mit dem Grundkörper gefügt. Die Fügung erfolgt in der Ebene der Kontaktfläche zwischen Ringschulter und Grundkörper.
-
Weiterhin ist zum Schutz des Kugelgelenks ein Dichtungsbalg vorgesehen. Üblicherweise besteht der Dichtungsbalg aus einem gummielastischen Material, insbesondere aus einem Elastomer, beispielsweise einem CR-Elastomer (Chloroprene Rubber-Elastomer). Der Dichtungsbalg ist mittels eines ersten Spannelements an einer durch einen Ringkragen begrenzten Spannfläche außenseitig am Flanschabschnitt fixiert. Des Weiteren ist der Dichtungsbalg mittels eines zweiten Spannelements am Zapfenkörper fixiert. Als Spannelemente kommen insbesondere Spannringe aus Federstahldraht zum Einsatz.
-
Die Erfindung schafft einen herstellungstechnisch rationellen und leichtbauenden Querlenker. Die Kugelpfanne ist einstückiger Bestandteil des Grundkörpers des Querlenkers und ist bei der Formgebung des Grundkörpers aus der Blechplatine ausgeformt. Die Kugelpfanne bildet eine einteilige Gehäuseaufnahme im Grundkörper, in welcher die Gelenkkugel des Zapfenkörpers aufgenommen wird. Durch den mit dem Grundkörper gefügten Schließring wird der Zapfenkörper in der Kugelpfanne dreh- bzw. gleitdrehbeweglich gehalten.
-
Die Fügung des Schließrings am Grundkörper kann schweiß- oder klebetechnisch erfolgen. Für die Praxis bietet sich ein Laser- oder Elektronenstrahlschweißen an. Als besonders vorteilhafte Fügetechnik wird das Laserhybridschweißen angesehen, bei dem die Komponenten per Laserstrahl und Schweiß-Zusatzwerkstoff verbunden werden. Hierbei ist die Wärmeeinflusszone so klein, dass kaum Festigkeitsverluste in der Umgebung der Schweißnaht entstehen. Beim Schweißvorgang kann der Schließring von der Oberseite des Schließrings her mittels Laser- oder Elektronenstrahlschweißen mit dem Grundkörper verschweißt werden. Im Kontaktbereich zwischen Schließring und Grundkörper entlang der Ringschulter bzw. über die Fläche der Ringschulter entsteht eine umlaufende Schweißnaht, die sich in der Ebene der Kontaktfläche erstreckt.
-
Die Lagerschale besteht bevorzugt aus einem thermoplastischen Kunststoff. Insbesondere besteht die Lagerschale aus Polyoxymethylen (POM) oder Polyetheretherketon (PEEK).
-
Im Ausgangszustand hat die Lagerschale eine tassenartige Form mit einer zylinderförmigen Öffnung. Beim Zusammenbau wird die Lagerschale einseitig innen befettet und in die Kugelpfanne eingesetzt. Anschließend wird der Kugelzapfen mit seiner Gelenkkugel in der Lagerpfanne positioniert. Darauf wird der Schließring mit seiner Durchbrechung über den Zapfenkörper geführt und mit dem Stutzenabschnitt in die Schließringaufnahme eingesetzt. Hierbei wird der obere, umlaufende Wandabschnitt der Lagerschale durch die Kontur des Schließrings an seinem inneren Umfang gegen die Gelenkkugel gedrückt, so dass sich die Lagerschale der Kugelform anpasst. Der Schließring wird mit dem Grundkörper gefügt. Danach werden das Drehmoment bzw. das Kippmoment geprüft. Nach einem Fetten des Zapfenkörpers in dessen Halsbereich wird der Dichtungsbalg montiert. Hierbei wird der Dichtungsbalg zunächst mittels des oberen zweiten Spannelements am Zapfenkörper befestigt und kann anschließend mittels des unteren ersten Spannelements außenseitig am Schließring fixiert werden.
-
Umlaufend um die Öffnung der Kugelpfanne ist eine Fügefläche geformt, an welcher die Ringschulter anliegt. Die Fügefläche ist bei der Formgebung des Grundkörpers ausgeformt und steht gegenüber der Ebene des benachbarten Bodenbereichs des Grundkörpers in Richtung zur Ringschulter vor. Dies ermöglicht eine rationelle, qualitativ hochwertige Fügung zwischen Schließring und Grundkörper.
-
Die Ausstellung der Fügefläche führt weiterhin zu einer Stabilisierung und Verstärkung der Längs- und Quersteifigkeit des Querlenkers im Bereich der Kugelpfanne. In diesem Zusammenhang wirkt sich weiterhin vorteilhaft aus, dass auf der vom Kugelzapfen abgewandten Unterseite des Grundkörpers umlaufend um die Kugelpfanne eine Ringnut ausgebildet ist. Auch die Ringnut ist durch Materialverschiebung bei der Formgebung des Grundkörpers aus der Blechplatine ausgebildet.
-
Die Gelenkkugel kann eine Ausnehmung aufweisen. Die Ausnehmung ist vorzugsweise auf der dem Zapfenkörper gegenüberliegenden Seite der Gelenkkugel vorgesehen. Die Ausnehmung kann als Schmierstoffreservoir genutzt werden.
-
Die Biege- und Torsionssteifigkeit des Querlenkers wird vorteilhaft unterstützt, wenn der Grundkörper schalenförmig konfiguriert ist und einen Boden mit randseitigen Schenkeln aufweist. Vorzugsweise erstrecken sich die randseitigen Schenkel über die gesamten Längsseiten des Querlenkers.
-
Eine weitere Erhöhung der Steifigkeit des Querträgers wird dadurch erreicht, dass der Boden des Grundkörpers in den Längsabschnitten jeweils eine Einprägung aufweist. Weiterhin besitzt der Boden im Verbindungsabschnitt zwischen den Einprägungen einen in Richtung der Einprägungen ausgestellten Durchzug mit einem umlaufenden Kragen. Der Durchzug dient neben der Steifigkeitserhöhung auch zur Gewichtseinsparung.
-
Im Rahmen der Erfindung sind der Schließring und der Grundkörper besonders vorteilhaft, mittels Kondensatorentladungsschweißen gefügt. Mittels Kondensatorentladungsschweißen entsteht eine hochbelastbare Verbindung bei hervorragender Reproduzierbarkeit und einfacher Handhabung. Es erfolgt nur eine geringe lokale Erwärmung. Nachteilige Gefügeänderungen oder -verzug werden vermieden.
-
Besonders zweckmäßig ist in diesem Zusammenhang ein Aspekt der Erfindung, wonach unterseitig des Flanschabschnitts an der Ringschulter ein vorzugsweise umlaufender Schweißbuckel vorgesehen ist. An dem oder den Schweißbuckeln erfolgt der Fügevorgang. Während des Stromflusses schmilzt der Schweißbuckel auf. Hierbei wird das Material des Schweißbuckels verdrängt und geht teilweise mit dem Material des Grundkörpers eine Verbindung ein. Weiterhin ist vorgesehen, dass neben dem Schweißbuckel eine vorzugsweise umlaufende Nut vorgesehen ist. In der Nut wird das verdrängte Material des Schweißbuckels aufgenommen. Dies gewährleistet eine besonders hochbelastbare, plane Fügung zwischen den Partnern.
-
Zur Begrenzung des Anpressweges des Schließrings beim Fügen mit der Ringschulter ist zweckmäßigerweise benachbart zur Nut eine Anschlagfläche ausgebildet.
-
Nach dem Verschweißen liegen die Kontaktflächen von Grundkörper und Schließring plan aneinander ohne Spalt. Die gewährleistet eine optimale Vorspannung.
-
Die Montage der Lagerschale und das Verbinden der einzelnen Bauteile zum Kugelgelenk kann unterstützt werden, wenn in der Lagerschale Schlitze vorgesehen sind. Diese sind auf dem Umfang der Lagerschale versetzt im oberen Wandabschnitt der Lagerschale angeordnet. Die Schlitze begrenzen Lagerschalenabschnitte. Insgesamt ist die Lagerschale im Bereich des oberen Wandabschnitts durch die Schlitze flexibler und kann besser eingeformt und angedrückt werden. Zweckmäßigerweise sind weiterhin am Außenumfang der Lagerschale Abstützselemente vorgesehen. Diese stellen eine genaue Passung und eine Verdrehsicherung der Lagerschale in der Kugelpfanne sicher.
-
Ein weiterer Aspekt der Erfindung sieht vor, dass das erste und/oder das zweite Spannelement im Material des Dichtungsbalgs eingebettet ist. Der oder die Spannringe sind im Dichtungsbalg vorzugsweise eingegossen. Vorzugsweise drückt ein Schließring sowohl in radialer Richtung als auch in axialer Richtung. Eingebettete Schließringe sind sowohl montagetechnisch als auch betriebstechnisch vorteilhaft. Ein Verrutschen oder Verlieren ist nicht möglich.
-
Eine andere Art der Fügung zwischen Schließring und Grundkörper kann durch eine Verschraubung realisiert werden. Eine schraubtechnische Verbindung von Schließring und Grundkörper ist ohne Wärmeeintrag möglich. Über die Verschraubung kann auch eine zweckdefinierte Vorspannung realisiert werden. Vorzugsweise ist in der Schließringaufnahme des Grundkörpers bzw. der Kugelpfanne ein Innengewinde vorgesehen, wohingegen der Stutzenabschnitt des Schließrings ein Außengewinde aufweist.
-
Die Erfindung ist nachfolgend anhand eines in den Zeichnungen darstellten Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Es zeigen:
- 1 in perspektivischer Darstellungsweise einen erfindungsgemäßen Querlenker mit integriertem Kugelgelenk;
- 2 einen Vertikalschnitt durch den Querlenker im Bereich des Kugelgelenks mit der Darstellung einer ersten Montagesituation des Kugelgelenks;
- 3 den Schnitt entsprechend der Darstellung 2 mit der Darstellung einer zweiten Montagesituation des Kugelgelenkes;
- 4 den Vertikalschnitt durch das Kugelgelenk nach der Endmontage;
- 5a und 5b zwei alternative Ausführungsformen einer Lagerschale;
- 6 einen Vertikalschnitt durch ein Kugelgelenk in einer Variante des erfindungsgemäßen Querlenkers nach der Endmontage;
- 7 den Ausschnitt A aus der 6 in vergrößerter Darstellung;
- 8 einen Ausschnitt aus dem Fügebereich zwischen dem Grundkörper und dem Schließring in einer weiteren Variante des erfindungsgemäßen Querlenkers vor der Fügung und
- 9 eine Variante eines Dichtungsbalg in einem vertikalen Querschnitt.
-
Die 1 zeigt einen erfindungsgemäßen Querlenker 1 mit integriertem Kugelgelenk 2 in einer perspektivischen Darstellung.
-
Die 2 bis 4 zeigen jeweils einen Vertikalschnitt durch den Querlenker 1 im Bereich des Kugelgelenks 2, wobei jeweils verschiedene Montagesituationen des Kugelgelenks dargestellt sind.
-
Der Querlenker 1 kommt innerhalb der Radführung bzw. der Radaufhängung eines Kraftfahrzeugs zur Anwendung.
-
Der Querlenker 1 weist einen schalenförmig konfigurierten Grundkörper 3 aus Stahl auf. Der Grundkörper 3 besitzt zwei Längsabschnitte 4, 5 und einen zwischen den Längsabschnitten 4, 5 befindlichen Verbindungsabschnitt 6. Der Grundkörper 3 ist aus einer Stahlblechplatine presstechnisch geformt. Am freien Ende 7 des ersten Längenabschnitts 4 ist in dessen Endbereich das Kugelgelenk 2 angeordnet. Am freien Ende 8 des zweiten Längenabschnitts 5 ist in dessen Endbereich eine Lageraufnahme in Form eines Durchzugs 9 für ein Gummilager 10 vorgesehen.
-
Der Grundkörper 3 weist einen Boden 11 mit randseitigen Schenkeln 12, 13 auf. Die Schenkel 12, 13 sind zum Boden 11 rechtwinklig ausgerichtet. Im Boden 11 des Grundkörpers 3 ist in den Längsabschnitten 4 bzw. 5 jeweils eine Einprägung 14, 15 eingeformt. Die Einprägung 14, 15 ist in Richtung der randseitigen Schenkel 12, 13 ausgestellt. Weiterhin weist der Boden 11 im Verbindungsabschnitt 6 zwischen den Einprägungen 14, 15 einen in Richtung der Einprägungen 14, 15 ausgestellten Durchzug 16 auf. Am äußeren Umfang des Verbindungsabschnitts 6 ist ein Fortsatz 17 vorgesehen, der an seinem freien Ende eine Lageranbindung 18 bildet. Hier ist eine Hülse 19 für ein Gummilager 20 gefügt.
-
Das Kugelgelenk 2 umfasst einen Kugelzapfen 21 mit einer Gelenkkugel 22 und einem Zapfenkörper 23. Die Gelenkkugel 22 des Kugelzapfens 21 ist unter Eingliederung einer Lagerschale 24 in einer Kugelpfanne 25 aufgenommen und durch einen Schließring 26 lageorientiert. Bei dem Schließring 26 handelt es sich um ein Drehteil. Die Lagerschale 24 besteht aus thermoplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polyoxymethylen (POM).
-
Die Kugelpfanne 25 ist einstückiger Bestandteil des Grundkörpers 3 und aus der Blechplatine bei der presstechnischen Herstellung des Grundkörpers 3 geformt. Öffnungsseitig der Kugelpfanne ist eine Schließringaufnahme 27 ausgebildet. Der Schließring 26 weist einen Stutzenabschnitt 28 und einen Flanschabschnitt 29 auf. Weiterhin besitzt der Schließring 26 eine zentrale Durchbrechung 30 für die Durchführung des Zapfenkörpers 23. Der Stutzenabschnitt 28 des Schließrings 26 besitzt einen Außendurchmesser D1. Dieser entspricht dem Innendurchmesser D2 der Schließringaufnahme 27. Der Flanschabschnitt 29 des Schließrings 26 besitzt einen Außendurchmesser D3. Der Außendurchmesser D3 des Flanschabschnitts 29 ist größer bemessen als der Außendurchmesser D1 des Stutzenabschnitts 28. Grundkörperseitig am Flanschabschnitt 29 ist eine Ringschulter 31 ausgebildet.
-
Bei der Montage des Kugelgelenks 2 wird die innen befettete Lagerschale 24 in die Kugelpfanne 25 eingesetzt. Anschließend wird der Kugelzapfen 21 mit seiner Gelenkkugel 22 in der Lagerschale 24 positioniert. Darauf wird der Schließring 26 mit seiner Durchbrechung 30 über den Zapfenkörper 23 geführt und mit dem Stutzenabschnitt 28 in die Schließringaufnahme 27 eingesetzt bzw. gepresst. Hierbei wird der obere umlaufende Wandabschnitt 32 der Lagerschale 24 durch die Innenkontur des Schließrings 26 gegen die Gelenkkugel 22 gedrückt, so dass sich die Lagerschale 24 der Kugelform der Gelenkkugel 22 anpasst. Man erkennt, dass der Schließring 26 an seinem Innenumfang eine kugelabschnittsförmig gestaltete Innenwand 33 aufweist, deren Kontur der Gelenkkugel 22 angepasst ist.
-
2 zeigt den in der Lagerschale 24 angeordneten Kugelzapfen 21 vor der Montage des Schließrings 26. Die 3 zeigt die Situation mit eingepresstem Schließring 26. Der in der Schließringaufnahme 27 positionierte Schließring 26 liegt mit seiner Ringschulter 31 an einer umlaufend um die Öffnung 34 der Kugelpfanne 25 geformten Fügefläche 35 an. Die Fügefläche 35 ist bei der Formgebung des Grundkörpers 3 ausgeformt und steht gegenüber der Ebene des benachbarten Bodenbereichs 36 des Grundkörpers 3 in Richtung zur Ringschulter 31 um ein Maß x geringfügig vor. Die Fügefläche 35 ist durch eine Materialverschiebung beim Pressvorgang des Grundkörpers 3 erzeugt. Auf der vom Kugelzapfen 21 abgewandten Unterseite 37 des Grundkörpers 3 ist umlaufend um die Kugelpfanne 25 eine Ringnut 38 ausgebildet.
-
Der Schließring 26 ist mit dem Grundkörper 3 gefügt, vorzugsweise verschweißt. Hierbei sind der Schließring 26 und der Grundkörper 3 durch eine entlang der Ringschulter 31 umlaufende Schweißnaht verbunden. Möglich ist auch eine klebetechnische Fügung.
-
Zum Schutz des Kugelgelenks 2 bzw. der in der Kugelpfanne 25 drehbeweglich gehaltenen Gelenkkugel 22 vor Umwelteinflüssen etc. ist ein Dichtungsbalg 39 vorgesehen. Der Dichtungsbalg 39 ist mittels eines ersten Spannelements 40 in Form eines Federstahlrings an einer durch einen Ringkragen 41 begrenzten Spannfläche 42 außenseitig am Flanschabschnitt 29 des Schließrings 26 fixiert. Des Weiteren ist der Dichtungsbalg 39 mittels eines zweiten Spannelements 43 in Form eines Federstahlrings am Zapfenkörper 23 festgelegt. Bei der Montage wird der Dichtungsbalg 39 zunächst mittels des oberen zweiten Spannelements 43 am Zapfenkörper 23 befestigt. Anschließend wird das untere, gelenkpfannenseitige Ende 44 des Dichtungsbalgs 39 mittels des unteren, ersten Spannelements 40 außenseitig am Schließring 26 fixiert. Der Ringkragen 41 verhindert ein Abrutschen. Man erkennt des Weiteren, dass am Innenumfang der Öffnung 45 im oberen Ende 46 des Dichtungsbalgs 39 Dichtlippen 47 ausgebildet sind.
-
In den 2 bis 4 erkennt man ferner, dass die Gelenkkugel 22 des Kugelzapfens 21 eine Ausnehmung 48 an ihrer Unterseite aufweist. Die Ausnehmung 48 kann als Schmierstoffreservoir dienen.
-
In den 5a und 5b sind zwei weitere Ausführungsformen einer Lagerschale 49, 50 dargestellt. Die grundsätzliche Ausgestaltung und Montage erfolgt wie zuvor beschrieben. Man erkennt, dass die Lagerschalen 49 bzw. 50 sich in Längsrichtung der Schalen 49, 50 erstreckende Schlitze 51 besitzen. Die Schlitze 51 verlaufen vom oberen Rand 52 der Lagerschalen 49, 50 abwärts und erstrecken sich im oberen Wandabschnitt 53. Im hier dargestellten Ausführungsbeispiel sind jeweils vier Schlitze 51 auf dem Umfang der Lagerschalen 49, 50 versetzt angeordnet.
-
Die Lagerschale 50 weist zusätzlich am Außenumfang in ihrem unteren Bereich 54 noch Abstützelemente 55 auf. Hierbei handelt es sich um rippenartige Vorsprünge, die zur Verdrehsicherung dienen, ebenso wie zur genauen Einpassung der Lagerschale 49, 50 in einer Kugelpfanne.
-
Eine vorteilhafte Fügung von Grundkörper 56 und Schließring 57 erfolgt mittels Kondensatorentladungsschweißen (siehe hierzu 6 bis 8). Hierdurch entsteht eine hochbelastbare Verbindung bei nur geringem lokalem Wärmeeintrag in den Fügebereich.
-
Wie in der 8 zu erkennen, ist unterseitig des Flanschabschnitts 58 an der Ringschulter 59 ein umlaufender Schweißbuckel 60 vorgesehen. Neben dem Schweißbuckel 60 ist eine umlaufende Nut 61 eingebracht. Weiterhin ist an der Ringschulter 59 benachbart zur Nut 61 eine Anschlagfläche 62 ausgebildet. Während des Kondensatorentladungsschweißens wird der Schweißbuckel 60 des Schließrings 57 und der korrespondierende Bereich des Grundkörpers 56 durch einen hohen, kurzzeitigen Strom aufgeschmolzen (Bereich F in 7). Anschließend wird eine Presskraft auf den Schließring 57 aufgebracht und dieser gegen den Grundkörper 56 des Querlenkers verpresst. Dadurch wird das aufgemolzene Material zu den Seiten verdrängt. Die Nut 61 dient als Aufnahmereservoir, in der überschüssige Schmelze verdrängt wird. Die Anschlagfläche 62 wird beim Verpressvorgang in Kontakt mit dem Grundkörper 56 gebracht, so dass immer eine optimale Vorspannung für die Kugelgelenkbauteile eingestellt wird. Der Bereich für die axiale Anschlagfläche ist in der 7 mit a gekennzeichnet.
-
Besonders vorteilhaft ist, dass durch den Fügevorgang kein negativer Temperatureinfluss auf das Kugelgelenk, insbesondere eine Kunststoffkugelschale, erfolgt. Darüber hinaus können konstante Funktionseigenschaften des Kugelgelenks (Drehmoment, Steifigkeit) realisiert werden, da der Schließring 57 exakt auf dem Grundkörper 56 positioniert werden kann durch den Axialanschlag, den die Anschlagfläche 62 bildet.
-
9 zeigt eine Variante eines Dichtungsbalgs 63. Der Dichtungsbalg 63 besteht aus einem Elastomer, insbesondere einem CR-Elastomer. Bei dem Dichtungsbalg 63 sind das erste Spannelement 64 und das zweite Spannelement 65 im Material des Dichtungsbalgs 63 eingebettet, insbesondere eingegossen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1 -
- Querlenker
- 2 -
- Kugelgelenk
- 3 -
- Grundkörper
- 4 -
- Längsabschnitt
- 5 -
- Längsabschnitt
- 6 -
- Verbindungsabschnitt
- 7 -
- Ende v. 4
- 8 -
- Ende v. 5
- 9 -
- Durchzug
- 10-
- Gummilager
- 11 -
- Boden
- 12 -
- Schenkel
- 13 -
- Schenkel
- 14 -
- Einprägung
- 15 -
- Einprägung
- 16 -
- Durchzug
- 17 -
- Fortsatz
- 18 -
- Lageranbindung
- 19 -
- Hülse
- 20 -
- Gummilager
- 21 -
- Kugelzapfen
- 22 -
- Gelenkkugel
- 23 -
- Zapfenkörper
- 24 -
- Lagerschale
- 25 -
- Kugelpfanne
- 26 -
- Schließring
- 27 -
- Schließringaufnahme
- 28 -
- Stutzenabschnitt
- 29 -
- Flanschabschnitt
- 30 -
- Durchbrechung
- 31 -
- Ringschulter
- 32 -
- Wandabschnitt v. 24
- 33 -
- Innenwand
- 34 -
- Öffnung v. 25
- 35 -
- Fügefläche
- 36 -
- Bodenbereich
- 37 -
- Unterseite v. 3
- 38 -
- Ringnut
- 39 -
- Dichtungsbalg
- 40 -
- Spannelement
- 41 -
- Ringkragen
- 42 -
- Spannfläche
- 43 -
- Spannelement
- 44 -
- unteres Ende v. 39
- 45 -
- Öffnung
- 46 -
- oberes Ende v. 39
- 47 -
- Dichtlippen
- 48 -
- Ausnehmung
- 49 -
- Lagerschale
- 50 -
- Lagerschale
- 51 -
- Schlitz
- 52 -
- oberer Rand von 49, 50
- 53 -
- oberer Wandabschnitt von 49, 50
- 54 -
- unterer Bereich von 49, 50
- 55 -
- Abstützelement
- 56 -
- Grundkörper
- 57 -
- Schließring
- 58 -
- Flanschabschnitt
- 59 -
- Ringschulter
- 60 -
- Schweißbuckel
- 61 -
- Nut
- 62 -
- Anschlagfläche
- 63 -
- Dichtungsbalg
- 64 -
- Spannelement
- 65 -
- Spannelement
- a -
- Bereich für axiale Anschlagfläche
- D1 -
- Außendurchmesser v. 28
- D2 -
- Innendurchmesser v. 27
- D3 -
- Außendurchmesser v. 29
- F -
- Bereich
- x -
- Maß
