DE102017205132A1

DE102017205132A1 - Gelenk für ein Fahrwerksbauteil, Fahrwerksbauteil mit einem solchen Gelenk und Verfahren zum Herstellen eines solchen Gelenks

Info

Publication number: DE102017205132A1
Application number: DE102017205132.9A
Authority: DE
Inventors: Klaus Broeker; Monnic Hoenke; Heinfried Helms
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2017-03-27
Filing date: 2017-03-27
Publication date: 2018-09-27

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Gelenk (22) für ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges mit einer Gelenkhülse (38), wobei die Gelenkhülse (38) in einer Gelenkhülsenaufnahme (37) bewegbar gelagert ist, mit einem sich in Axialrichtung durch die Gelenkhülse (38) erstreckenden Durchgangsloch (40), und mit einer durch das Durchgangsloch (40) geführten Achseinrichtung (25), wobei die Achseinrichtung (25) ein erstes Achselement (26) und ein zweites Achselement (27) aufweist. Um eine verbesserte Konstruktion und/oder eine kostengünstigere Herstellung zu ermöglichen, ist das Gelenk (22) dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) zum Verbinden mit einer das Durchgangsloch (40) begrenzenden Innenwandung (41) der Gelenkhülse (38) teilweise innerhalb des Durchgangsloches (40) angeordnet sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gelenk für ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges mit einer Gelenkhülse, wobei die Gelenkhülse in einer Gelenkhülsenaufnahme bewegbar gelagert ist, mit einem sich in Axialrichtung durch die Gelenkhülse erstreckenden Durchgangsloch, und mit einer durch das Durchgangsloch geführten Achseinrichtung, wobei die Achseinrichtung ein erstes Achselement und ein zweites Achselement aufweist. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Fahrwerksbauteil oder einen Lenker mit mindestens einem solchen Gelenk sowie ein Verfahren zum Herstellen eines solchen Gelenks.
Ein derartiges Gelenk ist aus der DE 10 2009 026 739 A1 bekannt. Um eine freie Drehbarkeit der Achseinrichtung gegenüber der Gelenkhülse zu gewährleisten, ist zwischen der Achseinrichtung und der Gelenkhülse ein freier Spalt vorgesehen. Um ein Verlieren der beiden Achselemente zu verhindern, sind diese unmittelbar miteinander verbunden.
Des Weiteren ist es bekannt, die Achseinrichtung zusammen mit einer Gelenkkugel als ein einstückiges Bauteil auszubilden. Beispielsweise ist 1 eine perspektivische Ansicht eines Gelenks 1 gemäß dem Stand der Technik zu entnehmen. Das Gelenk 1 weist ein Gelenkgehäuse in der Gestalt einer Außenhülse 2 auf. Durch die Außenhülse 2 ist ein Gelenkinnenteil 3 durchgeführt, welches innerhalb der Außenhülse 3 beweglich gelagert ist. 2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkinnenteils 3. Das Gelenkinnenteil 3 ist einstückig ausgebildet und weist zwei voneinander abgewandte Endbereiche 4, 5 sowie ein dazwischen angeordnetes Mittelstück 6 auf. Das Mittelstück 6 hat eine Gelenkkugel 7. Die beiden Endbereiche 4, 5 sind jeweils plattenartig ausgebildet und weisen jeweils ein Befestigungsloch 8 bzw. 9 auf. Das Gelenkinnenteil 3 wird auch als Kugelstück bezeichnet.
Bei einem derartigen Kugelstück ist von Nachteil, dass dieses in der Regel im Vergleich zu einer Kugelhülse eines üblichen Kugelhülsengelenks zu einer aufwändigeren Herstellung führt. Hierdurch ist ein Gelenk mit einem solchen Kugelstück in der Regel teurer als ein übliches Kugelhülsengelenk, das beispielsweise mittels einer durch das Durchgangsloch geführten Schraube zwischen den Schenkeln einer Haltegabel klemmbar ist. Aus Platzgründen wird jedoch zumindest in bestimmten Einbausituationen die Verwendung eines Gelenks mit einem Kugelstück bevorzugt, da ein entsprechendes Gelenk mittels der Befestigungslöcher in den plattenartigen Endbereichen auf einfache Weise an einem geeigneten Träger befestigbar ist.
Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Gelenk, ein Fahrwerksbauteil und/oder ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine verbesserte Konstruktion und/oder eine kostengünstigere Herstellung ermöglicht ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Gelenk nach Anspruch 1, mittels eines Fahrwerksbauteils oder Lenkers nach Anspruch 11 und mittels eines Verfahrens nach Anspruch 12 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Ein entsprechendes Gelenk ist zur Verwendung in einem Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Hierbei weist das Gelenk eine Gelenkhülse auf, wobei die Gelenkhülse in einer Gelenkhülsenaufnahme bewegbar gelagert ist. Des Weiteren weist das Gelenk ein Durchgangsloch auf, das sich in Axialrichtung durch die Gelenkhülse erstreckt. Eine Achseinrichtung des Gelenks ist durch das Durchgangsloch geführt. Hierbei weist die Achseinrichtung ein erstes Achselement und ein zweites Achselement auf. Des Weiteren sind das erste Achselement und das zweite Achselement zum Verbinden mit einer das Durchgangsloch begrenzenden Innenwandung der Gelenkhülse teilweise innerhalb des Durchgangsloches angeordnet.
Hierbei ist von Vorteil, dass auf die Ausbildung eines einstückigen Kugelstückes und eine entsprechende Anpassung des Gelenks und/oder des Herstellverfahrens verzichtet werden kann. Trotzdem kann die gleiche Funktionalität wie bei einem Kugelstück realisiert werden, da die beiden Achselemente mit der Innenwandung der Gelenkhülse verbunden sind. Vorzugsweise sind die beiden Achselemente positionsfest und/oder drehfest in Bezug zu der Gelenkhülse mit dieser verbunden. Insbesondere ist es hierdurch möglich, dass für die Ausbildung eines erfindungsgemäßen Gelenks ein übliches Kugelhülsengelenk verwendet wird. Zusätzlich zu dem üblichen Kugelhülsengelenk muss lediglich eine erfindungsgemäße Achseinrichtung mit der Gelenkhülse, insbesondere einer Kugelhülse, verbunden werden. Hierzu können die beiden Achselemente an der Innenwandung der Gelenkhülse auf eine geeignete Weise befestigt werden.
Vorzugsweise weist das Gelenk eine Gelenkachse, Axialachse und/oder Längsmittelachse auf, um die das Gelenk, ein Gelenkgehäuse und/oder die Gelenkhülse bewegbar ist. Vorzugsweise erstreckt sich eine solche Achse in axialer Richtung der Außenhülse oder bestimmt die Axialrichtung des Gelenks. Die Gelenkachse, die Axialachse und/oder die Längsmittelachse eines Gelenkgehäuses, insbesondere einer Außenhülse, können zusammenfallen. Insbesondere ist das Gelenk bezüglich der Gelenkachse, Axialachse und/oder Längsmittelsachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Gelenkachse, die Axialachse und/oder die Längsmittellachse des Gelenks kann durch einen Mittelpunkt der Gelenkhülse, insbesondere einer Gelenkkugel, verlaufen. Des Weiteren kann sich die Gelenkachse, die Axialachse und/oder die Längsmittellachse durch das Durchgangsloch erstrecken. Insbesondere ist das Durchgangsloch und/oder die Innenwandung rotationssymmetrisch zur Längsmittelachse ausgebildet. Vorzugsweise erstreckt sich eine Quermittelachse des Gelenks, des Gelenkgehäuses und/oder der Gelenkhülse quer oder rechtwinklig zur Längsmittelachse. Hierbei können sich die Längsmittelachse und die Quermittelachse in einem Mittelpunkt des Gelenks, des Gelenkgehäuses und/oder der Gelenkhülse schneiden.
Vorzugsweise ist unter einem Durchgangsloch im Sinne der Erfindung eine im Querschnitt runde oder unrunde, die Gelenkhülse durchdringende Ausnehmung zu verstehen. Vorzugsweise wird das Durchgangsloch vollständig umlaufend, insbesondere koaxial zu einer Längsmittelachse, von der Gelenkhülse umschlossen oder umgeben. Insbesondere bildet die Gelenkhülse eine Innenwandung, die das Durchgangsloch definiert.
Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Achselement und/oder das zweite Achselement formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Innenwandung verbunden. Insbesondere sind das erste Achselement und das zweite Achselement unabhängig voneinander mit der Innenwandung der Gelenkhülse verbunden. Somit sind verschiedene Arten der Verbindung der beiden Achselemente mit der Innenwandung der Gelenkhülse denkbar. Wesentlich ist hierbei, dass das erste Achselement und/oder das zweite Achselement unmittelbar mit der Innenwandung verbunden ist. Insbesondere ist das erste Achselement und/oder das zweite Achselement umlaufend mit der Innenwandung verbunden. Vorzugsweise ist die Verbindung zwischen dem jeweiligen Achselement und der Innenwandung vollflächig ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem jeweiligen Achselement und der Innenwandung kann sich koaxial zur Gelenkachse oder Längsmittelachse erstrecken.
Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Achselement und/oder das zweite Achselement, insbesondere unabhängig voneinander, in das Durchgangsloch zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Innenwandung eingepresst. Mittels eines Einpressens des jeweiligen Achselementes ist auf einfache und schnelle Weise eine hinreichend sichere Verbindung zwischen dem jeweiligen Achselement und der Innenwandung der Gelenkhülse herstellbar. Insbesondere ist eine der Innenwandung zugewandte Außenseite des Achselementes in die Innenwandung eingepresst.
Vorzugsweise ist das Durchgangsloch und/oder ist die Innenwandung zylindrisch ausgebildet. Somit kann eine für ein Kugelhülsengelenk übliche Gelenkhülse verwendet werden. Insbesondere ist das erste Achselement und/oder das zweite Achselement mindestens teilweise korrespondierend zu dem Durchgangsloch und/oder der Gestalt der Innenwandung ausgebildet.
Insbesondere weisen das erste Achselement und/oder das zweite Achselement jeweils einen ersten Endabschnitt und einen zweiten Endabschnitt auf. Der erste Endabschnitt und der zweite Endabschnitt können integral ineinander übergehen oder einstückig miteinander verbunden sein. Vorzugsweise ist das jeweilige Achselement aus dem ersten Endabschnitt und dem zweiten Endabschnitt gebildet. Der erste Endabschnitt kann zum Herstellen der Verbindung mit der Innenwandung ausgebildet sein. Insbesondere weist der erste Endabschnitt eine Kontur, einen Querschnitt und/oder eine Gestalt auf, die zum Herstellen der Verbindung zu dem Querschnitt und/oder der Gestalt des Durchgangsloches und/oder der Innenwandung korrespondiert. Der zweite Endabschnitt kann zum Befestigen des Gelenks an einem Träger ausgebildet sein. Der Träger kann Bestandteil eines Achsträgers und/oder Fahrzeugrahmens sein oder als ein solcher ausgebildet sein. Insbesondere ist der zweite Endabschnitt außerhalb des Gelenks und/oder der Gelenkhülse angeordnet.
Gemäß einer Weiterbildung weist der erste Endabschnitt eine, insbesondere umlaufende, Rändelung auf. Eine Rändelung lässt sich auf einfache Weise, beispielsweise mittels Prägen, in die Oberfläche oder Außenfläche des ersten Endabschnittes einbringen. Insbesondere weist der erste Endabschnitt die Rändelung in einem Bereich auf, der zum Herstellen der Verbindung mit der Gelenkhülse an der Innenwandung anliegt. Mittels einer Rändelung kann die Herstellung einer Verbindung mittels Einpressens erleichtert oder verbessert werden. Die Rändelung kann beispielsweise mittels Stegen und/oder Rinnen realisiert sein. Diese Stege und/oder Rinnen können sich in Axialrichtung und/oder parallel zur Gelenkachse der Längsmittelachse erstrecken. Vorzugsweise ist der erste Endabschnitt als ein Rändelbolzen ausgebildet. Somit weist der erste Endabschnitt eine im Wesentlichen zylindrische Gestalt auf. Hierbei weist eine Zylinderfläche des Rändelbolzens, die zugleich die Außenfläche des Rändelbolzens bildet, die Rändelung auf.
Der zweite Endabschnitt kann ein Befestigungsloch zum Befestigen des Gelenks an einem Träger aufweisen. Hierbei ist das Befestigungsloch als eine Durchgangsöffnung realisiert, die sich durch den zweiten Endabschnitt hindurch erstreckt. Ein Durchmesser des Befestigungsloches ist derart ausgebildet, dass ein Befestigungsmittel durch das Befestigungsloch hindurchgeführt werden kann. Das Befestigungsmittel kann beispielsweise als eine Schraube oder Bundschraube ausgebildet sein. Insbesondere ist der Durchmesser des Befestigungsloches größer als oder gleich groß wie der Durchmesser eines Bolzens oder Gewindebolzens des Befestigungsmittels. Hierbei kann das Befestigungsmittel einen Befestigungsmittelkopf, insbesondere einen Schraubenkopf aufweisen, dessen Durchmesser größer ist als der Durchmesser des Befestigungsloches. Somit kann das Gelenk auf einfache Weise mit separaten Befestigungsmitteln an einem Träger befestigt werden. Hierzu kann der Träger ein Gewindeloch oder eine Sackbohrung mit einem Innengewinde aufweisen, in die das Befestigungsmittel einschraubbar ist. Insbesondere ist der zweite Endabschnitt laschenartig oder plattenartig ausgebildet. Hierdurch kann der zweite Endabschnitt flächig auf einer Fläche des Trägers aufliegen oder anliegen.
Vorzugsweise hat der zweite Endabschnitt eine Breite, die größer ist als der Innendurchmesser des Durchgangslochs und/oder der Innenwandung. Der zweite Endabschnitt kann an eine Außenseite des Gelenks und/oder der Gelenkhülse anliegen oder anstoßen. Somit kann die maximale Einbringtiefe oder Einpresstiefe des jeweiligen Achselementes in das Durchgangsloch mittels des zweiten Endabschnittes definiert oder begrenzt sein. Hierdurch ist eine reproduzierbare Herstellung realisierbar. Insbesondere ist die Breite des zweiten Endabschnittes größer als ein Durchmesser eines Dichtungsbalgs des Gelenks und/oder größer als ein Außendurchmesser des Gelenks. Aufgrund der zweiteiligen Ausbildung der Achseinrichtung mittels der beiden Achselemente können die außerhalb der Gelenkhülse angeordneten zweiten Endabschnitte größer ausgebildet werden als bei einem Gelenk mit einem einteiligen Kugelstück. Bei einem einteiligen Kugelstück ist die maximale Breite der Endabschnitte des Kugelstückes begrenzt, da ein Dichtungsbalg über die Endbereiche des Kugelstückes für die Montage des Gelenks gestülpt werden muss. Diese Begrenzung entfällt bei dem erfindungsgemäßen Gelenk.
Insbesondere kommt dem Dichtungsbalg die Funktion zu, einen Gelenkbereich des Gelenks gegenüber äußeren Umwelteinflüssen, wie beispielsweise Verunreinigungen, Feuchtigkeit, mechanischen Einflüssen und dergleichen zu schützen. Zur Erfüllung dieser Funktion ist der Dichtungsbalg aus einem flexiblen, insbesondere elastischen, Material, vorzugsweise einem Elastomer, ausgebildet. Insbesondere weist der Dichtungsbalg einen schlauchähnlichen Hohlkörper mit zwei offenen Enden auf. Die Gestalt des Dichtungsbalgs kann prinzipiell unterschiedlich ausgebildet sein, wobei zur Gewährleistung der Gelenkbeweglichkeit eine Kontur gewählt werden kann, die sowohl stauchbar als auch streckbar ist, wie beispielsweise eine bauchige Kontur und/oder eine mit einer oder mehreren Falten versehene Kontur. In diesem Fall spricht man von einem sogenannten Faltenbalg, bei Vorhandensein mehrerer Falten von einem Mehrfaltenbalg.
Nach einer weiteren Ausführungsform sind das erste Achselement und das zweite Achselement innerhalb des Durchgangslochs voneinander beabstandet. Insbesondere ist zwischen einem ersten Endabschnitt des ersten Achselementes und einem ersten Endabschnitt des zweiten Achselementes ein freier Spalt. Somit stehen die beiden Achselemente weder in direktem Kontakt miteinander noch sind die beiden Achselemente direkt miteinander verbunden. Hierdurch ist die Herstellung des Gelenks vereinfacht.
Gemäß einer Weiterbildung sind das erste Achselement und das zweite Achselement identisch ausgebildet. Somit können die beiden Achselemente als Gleichteile hergestellt werden. Hierdurch ist der Herstellungsaufwand reduzierbar und die Montage erleichtert. Insbesondere sind das erste Achselement und das zweite Achselement spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet. Hierdurch kann das Gelenk spiegelsymmetrisch zu einer Gelenkachse, Axialachse und/oder Längsmittelachse ausgebildet sein. Vorzugsweise ist das Gelenk spiegelsymmetrisch zu einer Quermittelachse ausgebildet. Hierbei ist die Quermittelachse rechtwinklig zur Längsmittelachse ausgerichtet.
Von besonderem Vorteil ist die Ausbildung des Gelenks als ein Kugelhülsengelenk. Vorzugsweise weist das Gelenk ein an sich übliches Kugelhülsengelenk auf, das mittels der Achseinrichtung, insbesondere dem ersten Achselement und dem zweiten Achselement, ergänzt ist. Hierbei ist die Gelenkhülse als eine Kugelhülse ausgebildet. Aufgrund der Verwendung an sich bekannter Kugelhülsengelenke kann die Herstellung des erfindungsgemäßen Gelenks erheblich vereinfacht und/oder kostengünstig realisiert werden. Insbesondere weist die Kugelhülse eine Gelenkkugel auf, die bewegbar in der Gelenkhülsenaufnahme gelagert ist. Hierbei kann die Gelenkhülsenaufnahme als eine Kugelschale zum bewegbaren Lagern der Kugelhülse ausgebildet sein. Die Kugelschale kann innerhalb eines Gelenkgehäuses angeordnet sein.
Des Weiteren ist ein Fahrwerksbauteil oder ein Lenker mit mindestens einem erfindungsgemäßen Gelenk von Vorteil. Insbesondere ist das Fahrwerksbauteil zum Montieren an einem Fahrwerk eines Kraftfahrzeuges vorgesehen. Insbesondere ist das Gelenk als ein Einpressgelenk ausgebildet. Somit kann das Gelenk in eine Gelenkaufnahme oder ein Lagerauge des Fahrwerksbauteils eingepresst werden. Bei dem Fahrwerksbauteil kann es sich um einen Lenker, einen Zweitpunktlenker, einen Dreipunktlenker, einen Vierpunktlenker oder einen Mehrpunktlenker handeln.
Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Gelenks werden das erste Achselement und das zweite Achselement jeweils teilweise in das Durchgangsloch eingeführt und mit der Innenwandung der Gelenkhülse verbunden. Hierbei kann zum Herstellen des erfindungsgemäßen Gelenks ein an sich übliches Kugelhülsengelenk verwendet werden, das mit den beiden Achselementen ergänzt wird. Des Weiteren können aufgrund der zweiteiligen Ausbildung der Achseinrichtung die beiden außerhalb des üblichen Kugelhülsengelenkes angeordneten zweiten Endabschnitte der beiden Achselemente je nach Bedarf unterschiedliche Geometrien aufweisen.
Vorzugsweise werden das erste Achselement und das zweite Achselement jeweils in das Durchgangsloch und/oder in die Innenwandung eingepresst. Insbesondere wird das erste Achselement in eine erste Öffnung des Durchgangslochs und das zweite Achselement in eine von der ersten Öffnung abgewandte zweite Öffnung des Durchgangslochs eingepresst.
Insbesondere handelt es sich bei dem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Gelenk um ein zuvor beschriebenes erfindungsgemäßes Gelenk. Vorzugsweise ist das Verfahren gemäß allen im Zusammenhang mit dem hier beschriebenen erfindungsgemäßen Gelenk erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet. Ferner kann das hier beschriebene Gelenk gemäß allen im Zusammenhang mit dem Verfahren erläuterten Ausgestaltungen weitergebildet sein.
Im Fahrzeugbau kommen derart hergestellte Gelenke auf vielfältige Weise zum Einsatz. Insbesondere im Fahrwerk dienen derartige Gelenke dazu, Fahrwerkskomponenten, wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. einen daran befestigten Träger oder Achsträger zu verbinden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Figuren näher erläutert. Hierbei beziehen sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente. Es zeigen:

1 eine perspektivische Ansicht eines Gelenks gemäß dem Stand der Technik,
2 eine perspektivische Ansicht eines Gelenkinnenteils des Gelenks nach 1 und gemäß dem Stand der Technik,
3 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Gelenks nach 1 und gemäß dem Stand der Technik.
4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gelenks,
5 eine perspektivische Ansicht eines Achselementes für ein erfindungsgemäßes Gelenk nach 4, und
6 eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gelenks nach 4.

1 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Gelenks 1 gemäß dem Stand der Technik. Das Gelenk 1 weist eine Außenhülse 2 auf, durch die sich ein Gelenkinnenteil 3 erstreckt.
2 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gelenkinnenteils 3 des Gelenks 1 nach 1 und gemäß dem Stand der Technik. Das einstückig ausgebildete Gelenkinnenteil 3 weist einen ersten Endbereich 4 und einen hiervon abgewandten zweiten Endbereich 5 auf. Zwischen den beiden Endbereichen 4, 5 und diese miteinander verbindend ist ein Mittelstück 6 vorhanden. Das Mittelstück 6 weist eine Gelenkkugel 7 auf. In den Endbereichen 4, 5 sind Befestigungslöcher 8, 9 angeordnet. Das Gelenkinnenteil 3 ist als ein sogenanntes Kugelstück ausgebildet.
3 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Gelenks 1 nach 1 und gemäß dem Stande der Technik. Das Gelenk 1 weist eine Längsmittelachse 10 und eine Quermittelachse 11 auf. Das Gelenk 1 ist spiegelsymmetrisch sowohl zu der Längsmittelachse 10 als auch zu der Quermittelachse 11 ausgebildet. Gemäß dieser Darstellung ist das Gelenk 1 oberhalb der Längsmittelachse 10 im Längsschnitt und unterhalb der Längsmittelachse 10 in der Draufsicht gezeigt. Innerhalb der Außenhülse 2 ist eine Innenhülse 12 angeordnet. Die Längsmittelachse 10 verläuft in axialer Richtung des Gelenks 1. Des Weiteren schneiden sich die Längsmittelachse 10 und die Quermittelachse 11 in einem Mittelpunkt des Gelenks 1.
Innerhalb der Innenhülse 12 ist eine Gelenkschale 13 angeordnet. In der Gelenkschale 13 ist die Gelenkkugel 7 des Gelenkinnenteils 3 bewegbar gelagert. Insbesondere ist die Gelenkkugel 7 drehbar und/oder schwenkbar in Bezug zu der Gelenkschale 13 gelagert.
In die Außenhülse 2 sind zwei voneinander abgewandte Verschlussringe 14, 15 eingepresst. Die Verschlussringe 14, 15 liegen jeweils axial an der Gelenkschale 13 und der Innenhülse 12 an. Hierbei werden die Verschlussringe 14, 15 jeweils von außen mittels der Außenhülse 2 teilweise umfasst. Die Verschlussringe 14, 15 sind koaxial zur Längsmittelachse 10 angeordnet.
Das Gelenkinnenteil 3 erstreckt sich axial beidseitig aus der Außenhülse 2 heraus und dabei auch axial durch die beiden Verschlussringe 14, 15 und die Innenhülse 12 hindurch. Ein Dichtungsbalg 16 erstreckt sich ausgehend von dem Verschlussring 15 in Richtung einer Haltenut 17 des Gelenkinnenteils 3. Hierbei ist der Dichtungsbalg 16 im Bereich der Haltenut 17 mittels eines Spannringes 18 gehalten. Analog hierzu erstreckt sich ein Dichtungsbalg 19 ausgehend von dem Verschlussring 14 in Richtung einer Haltenut 20 des Gelenkinnenteils 3. Hierbei ist der Dichtungsbalg 19 im Bereich der Haltenut 20 mittels eines Spannrings 21 gehalten. Die Haltenut 17 ist zwischen der Gelenkkugel 7 und dem Endbereich 5 angeordnet. Entsprechend ist die Haltenut 20 zwischen der Gelenkkugel 7 und dem Endbereich 4 angeordnet.
Das Gelenkinnenteil 3 ist als ein sogenanntes Kugelstück ausgebildet. Aufgrund der einstückigen Ausbildung des Gelenkinnenteils 3 ist die Herstellung des Gelenks 1, insbesondere im Vergleich mit einem üblichen Kugelhülsengelenk, aufwändig und teuer.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Gelenks 22. Das Gelenk 22 hat ein Gelenkgehäuse 23. Das Gelenkgehäuse 23 weist eine Außenhülse 24 auf. Des Weiteren hat das Gelenk 22 eine Achseinrichtung 25, die sich in Axialrichtung des Gelenks 23 durch die Außenhülse 24 erstreckt. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Achseinrichtung 25 ein erstes Achselement 26 und ein zweites Achselement 27 auf. Von dem Gelenkgehäuse 23 erstreckt sich ein erster Dichtungsbalg in Richtung des ersten Achselementes 26. Analog hierzu erstreckt sich ein zweiter Dichtungsbalg 29 ausgehend von dem Gelenkgehäuse 23 in Richtung des zweiten Achselementes 27.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Achselementes 26 bzw. 27 für das erfindungsgemäße Gelenk 22 nach 4. Die beiden Achselemente 26, 27 sind somit identisch bzw. als Gleichteile ausgebildet. Das Achselement 26 bzw. 27 weist einen ersten Endabschnitt 30 und einen zweiten Endabschnitt 31 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel sind die beiden Endabschnitte 30, 31 einstückig miteinander verbunden und gehen ineinander über.
Der erste Endabschnitt 30 ist im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildet. Hierbei weist der erste Endabschnitt 30 auf seiner umlaufenden zylindrischen Oberfläche eine Rändelung 32 auf. Demnach ist der erste Endabschnitt 30 bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Rändelbolzen ausgebildet.
Der zweite Endabschnitt 31 ist im Wesentlichen plattenartig oder laschenartig ausgebildet. Der zweite Endabschnitt 31 weist mittig ein Befestigungsloch 33 auf.
6 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht des erfindungsgemäßen Gelenks 22 nach 4. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gelenk 1 als ein Hülsengelenk, nämlich ein Kugelhülsengelenk in Kombination mit der zusätzlichen Achseinrichtung 25 ausgebildet. Das Gelenk 22 ist zu einer Gelenkachse bzw. Längsmittelachse 34 spiegelsymmetrisch ausgebildet. Hierbei verläuft die Längsmittelachse 34 in axialer Richtung des Gelenks 22. Gemäß dieser Darstellung ist oberhalb der Längsmittelachse 34 das Gelenk 22 in einem Längsschnitt dargestellt, wohingegen unterhalb der Längsmittelachse 34 eine Draufsicht gezeigt ist. Eine Quermittelachse 35 ist rechtwinklig zu der Längsmittelachse 34 angeordnet, wobei die Längsmittelachse 34 und die Quermittelachse 35 sich in einem Mittelpunkt des Gelenks 22 schneiden.
In die Außenhülse 24 ist eine Innenhülse 36 eingebracht. Innerhalb der Innenhülse 36 ist eine Gelenkhülsenaufnahme 37 angeordnet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gelenkhülsenaufnahme 37 als eine Kugelschale ausgebildet. In der Gelenkhülsenaufnahme bzw. der Kugelschale 37 ist eine Gelenkhülse 38 bewegbar gelagert. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Gelenkhülse 38 als eine Kugelhülse ausgebildet. Die Kugelhülse 38 hat eine Gelenkkugel 39, die drehbar und/oder schwenkbar in Bezug zu der Kugelschale 37 gelagert ist.
Durch die Kugelhülse 38 erstreckt sich in axialer Richtung bzw. in Richtung der Längsmittelachse 34 ein Durchgangsloch 40. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Durchgangsloch 40 zylindrisch ausgebildet. Hierbei wird das Durchgangsloch 40 mittels einer Innenwandung 41 der Kugelhülse 38 begrenzt bzw. definiert. In die Außenhülse 24 sind zwei voneinander abgewandte Verschlussringe 42, 43 eingepresst. Die Verschlussringe 42, 43 liegen axial an der Kugelschale 37 und der Innenhülse 36 an. Des Weiteren werden die Verschlussringe 42, 43 mindestens teilweise von der Außenhülse 24 umgriffen. Die Verschlussringe 42, 43 sind koaxial zur Längsmittelsachse 34 angeordnet.
Die Kugelhülse 38 erstreckt sich axial bzw. in Richtung der Längsmittelachse 34 beidseitig aus der Außenhülse 24 heraus und dabei auch axial durch die Verschlussringe 42, 43 und die Innenhülse 36 hindurch. Der Dichtungsbalg 28 erstreckt sich von dem Verschlussring 42 in Richtung einer Haltenut 44 der Kugelhülse 38. Hierbei ist der Dichtungsbalg 28 mittels eines Spannrings 45 in der Haltenut 44 gehalten. Analog hierzu erstreckt sich der Dichtungsbalg 29 von dem Verschlussring 43 in Richtung einer Haltenut 46 der Kugelhülse 38. Hierbei ist der Dichtungsbalg 29 mittels eines Spannrings 47 in der Haltenut 46 gehalten.
Die ersten Endabschnitte 30 der beiden Achselemente 26, 27 sind mittels der Rändelung 32 in das Durchgangsloch 40 bzw. die Innenwandung 41 in der Kugelhülse 38 eingepresst. Hierzu sind die beiden Achselemente 26, 27 in zwei voneinander abgewandte Öffnungen des Durchgangslochs 40 eingebracht. Bei diesem Ausführungsbeispiel berühren sich die beiden Achselemente 26, 27 nicht. Stattdessen ist zwischen den beiden Achselementen 26, 27 im Bereich der Quermittelachse 35 ein freier Spalt. Die zweiten Endabschnitte 31 der beiden Achselemente 26, 27 liegen jeweils an voneinander abgewandten Außenseiten der Kugelhülse 38 an. Somit bildet die Außenseite der Kugelhülse 38 einen Anschlag für das jeweilige Achselement 26, 27 beim Einpressen in das Durchgangsloch 40.
Für die Herstellung eines erfindungsgemäßen Gelenks 22 kann somit ein an sich übliches und bekanntes Kugelhülsengelenk mit einer Kugelhülse 38 verwendet werden, das lediglich mittels einer Achseinrichtung 25, nämlich den beiden Achselementen 26, 27, ergänzt wird.
Bezugszeichen

1: Gelenk
2: Außenhülse
3: Gelenkinnenteil (Kugelstück)
4: Endbereich
5: Endbereich
6: Mittelstück
7: Gelenkkugel
8: Befestigungsloch
9: Befestigungsloch
10: Längsmittelachse
11: Quermittelachse
12: Innenhülse
13: Gelenkschale
14: Verschlussring
15: Verschlussring
16: Dichtungsbalg
17: Haltenut
18: Spannring
19: Dichtungsbalg
20: Haltenut
21: Spannring
22: Gelenk
23: Gelenkgehäuse
24: Außenhülse
25: Achseinrichtung
26: erstes Achselement
27: zweites Achselement
28: erster Dichtungsbalg
29: zweiter Dichtungsbalg
30: erster Endabschnitt
31: zweiter Endabschnitt
32: Rändelung
33: Befestigungsloch
34: Längsmittelachse
35: Quermittelachse
36: Innenhülse
37: Gelenkhülsenaufnahme (Kugelschale)
38: Gelenkhülse (Kugelhülse)
39: Gelenkkugel
40: Durchgangsloch
41: Innenwandung
42: Verschlussring
43: Verschlussring
44: Haltenut
45: Spannring
46: Haltenut
47: Spannring

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102009026739 A1 [0002]

Claims

Gelenk für ein Fahrwerksbauteil eines Kraftfahrzeuges mit einer Gelenkhülse (38), wobei die Gelenkhülse (38) in einer Gelenkhülsenaufnahme (37) bewegbar gelagert ist, mit einem sich in Axialrichtung durch die Gelenkhülse (38) erstreckenden Durchgangsloch (40), und mit einer durch das Durchgangsloch (40) geführten Achseinrichtung (25), wobei die Achseinrichtung (25) ein erstes Achselement (26) und ein zweites Achselement (27) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) zum Verbinden mit einer das Durchgangsloch (40) begrenzenden Innenwandung (41) der Gelenkhülse (38) teilweise innerhalb des Durchgangsloches (40) angeordnet sind.
Gelenk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und/oder das zweite Achselement (27), insbesondere unabhängig voneinander, formschlüssig, kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der Innenwandung (41) verbunden sind.
Gelenk nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und/oder das zweite Achselement (27), insbesondere unabhängig voneinander, in das Durchgangsloch (40) zum Herstellen einer formschlüssigen und/oder kraftschlüssigen Verbindung mit der Innenwandung (41) eingepresst sind, vorzugsweise ist das Durchgangsloch (40) und/oder die Innenwandung (41) zylindrisch ausgebildet.
Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und/oder das zweite Achselement (27) jeweils einen ersten Endabschnitt (30) und einen zweiten Endabschnitt (31) aufweisen, vorzugsweise ist der erste Endabschnitt (30) zum Herstellen der Verbindung mit der Innenwandung (41) und/oder der zweite Endabschnitt (31) zum Befestigen des Gelenks an einem Träger ausgebildet.
Gelenk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Endabschnitt (30) eine, insbesondere umlaufende, Rändelung (32) aufweist, vorzugsweise ist der erste Endabschnitt (30) als ein Rändelbolzen ausgebildet.
Gelenk nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (31) ein Befestigungsloch (33) zum Befestigen des Gelenks (22) an einem Träger aufweist, insbesondere ist der zweite Endabschnitt (31) laschenartig oder plattenartig ausgebildet.
Gelenk nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Endabschnitt (31) eine Breite hat, die größer ist als der Innendurchmesser des Durchgangslochs (40) und/oder der Innenwandung (41), insbesondere ist die Breite des zweiten Endabschnittes (31) größer als ein Durchmesser eines Dichtungsbalgs (28, 29) des Gelenks (22) und/oder größer als ein Außendurchmesser des Gelenks (22).
Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) innerhalb des Durchgangslochs (40) voneinander beabstandet sind, insbesondere ist zwischen einem ersten Endabschnitt (30) des ersten Achselementes (26) und einem ersten Endabschnitt (30) des zweiten Achselementes (27) ein freier Spalt.
Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) identisch ausgebildet sind, insbesondere sind das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) spiegelsymmetrisch zueinander angeordnet.
Gelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Ausbildung als ein Kugelhülsengelenk mit einer Kugelhülse als Gelenkhülse (38), insbesondere mit einer Kugelschale als Gelenkhülsenaufnahme (37) zum bewegbaren Lagern der Kugelhülse.
Fahrwerksbauteil oder Lenker mit mindestens einem Gelenk (22) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Verfahren zum Herstellen eines Gelenks (22) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) jeweils teilweise in das Durchgangsloch (40) eingeführt und mit der Innenwandung (41) der Gelenkhülse (38) verbunden werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Achselement (26) und das zweite Achselement (27) jeweils in das Durchgangsloch (40) und/oder in die Innenwandung (41) eingepresst werden, insbesondere wird das erste Achselement (26) in eine erste Öffnung des Durchgangslochs (40) und das zweite Achselement (27) in eine von der ersten Öffnung abgewandte zweite Öffnung des Durchgangslochs (40) eingepresst.