DE102018215172A1

DE102018215172A1 - Kugelgelenk für ein Fahrzeug sowie Verschlusselement für ein solches Kugelgelenk

Info

Publication number: DE102018215172A1
Application number: DE102018215172.5A
Authority: DE
Inventors: Eike Christian Sonsalla; Jürgen Gräber; Philipp Bronswick; Christian Hoyer
Original assignee: ZF Friedrichshafen AG
Current assignee: ZF Friedrichshafen AG
Priority date: 2018-09-06
Filing date: 2018-09-06
Publication date: 2020-03-12
Anticipated expiration: 2038-09-07
Also published as: DE102018215172B4

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk (1, 19) für ein Fahrzeug mit einem Gelenkgehäuse (3) und einem beweglich in diesem gelagerten Gelenkinnenteil (5), und mit einem Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) zum Sichern des Gelenkinnenteils (5) in dem Gelenkgehäuse (3). Um eine präzise, kostengünstige und/oder funktionsoptimierte Fertigung des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) zu ermöglichen, ist das Kugelgelenk dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) aus einem Kunststoffteil (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) und einem mindestens teilweise mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils (12, 21, 25,32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) umspritzten Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) zum Versteifen des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) gebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Kugelgelenk für ein Fahrzeug mit einem Gelenkgehäuse und einem beweglich in diesem gelagerten Gelenkinnenteil, und mit einem Verschlusselement zum Sichern des Gelenkinnenteils in dem Gelenkgehäuse. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Verschlusselement für ein solches Kugelgelenk.
Ein derartiges Kugelgelenk ist aus der DE 27 57 198 A1 bekannt. Hierbei ist in dem Gelenkgehäuse eine Lagerschale bzw. Kugelschale angeordnet. In der Lagerschale ist ein als Kugelzapfen ausgebildetes Gelenkinnenteil gelagert. Um das Kugelgelenk zu verschließen ist ein als Verschlussring ausgebildetes Verschlusselement mittels einer umbördelten Walzkante an dem Gelenkgehäuse gehalten. Durch den Verschlussring erstreckt sich ein Zapfenabschnitt des Kugelgelenks nach außen. Der Verschlussring ist aus einem Federstahldraht gebildet.
Aus der DE 10 2005 005 667 A1 ist ein Verschlussring bekannt, der aus einem Flachteil und einen an dessen Unterseite abragenden, stutzenförmigen Fortsatz gebildet ist. Der Fortsatz weist innenseitig einen sphärisch ausgebildeten Abschnitt mit einer Lagerfläche für eine Gelenkkugel auf. Die Lagerfläche ist aus einem reibungsarmen Material gebildet.
Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ein Kugelgelenk und/oder ein Verschlusselement der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass eine präzise, kostengünstige und/oder funktionsoptimierte Fertigung des Verschlusselementes ermöglicht ist. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird mit einem Kugelgelenk nach Anspruch 1 und einem Verschlusselement nach Anspruch 16 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
Demnach wird ein Kugelgelenk für ein Fahrzeug, insbesondere Kraftfahrzeug, vorgeschlagen. Vorzugsweise ist das Kugelgelenk ein Bestandteil eines Fahrwerks und/oder einer Fahrwerkkomponente. Im Fahrzeugbau kommen Kugelgelenke auf vielfältige Weise zum Einsatz. Insbesondere im Fahrwerk dienen Kugelgelenke dazu, Fahrwerkkomponenten wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau beziehungsweise einem daran befestigten Achsträger zu verbinden.
Das Kugelgelenk hat ein Gelenkgehäuse und ein in dem Gelenkgehäuse beweglich gelagertes Gelenkinnenteil. Insbesondere besteht das Kugelgelenk aus einem wenigstens einseitig offenen Gelenkgehäuse, vorzugsweise mit einer Gehäuseausnehmung. In der Gehäuseausnehmung kann das Gelenkinnenteil schwenkbeweglich gegenüber dem Gelenkgehäuse gelagert sein. Das Gelenkinnenteil kann als ein Kugelzapfen oder als eine Kugelhülse ausgebildet sein. Ein Zapfenabschnitt des Gelenkinnenteils kann aus dem Gelenkgehäuse und/oder aus der Gehäuseausnehmung herausragen.
Des Weiteren weist das Kugelgelenk ein Verschlusselement zum Sichern des Gelenkinnenteils in dem Gelenkgehäuse auf. Insbesondere verhindert das Verschlusselement ein Herausfallen und/oder ein Ausziehen des Gelenkinnenteils aus dem Gelenkgehäuse bis zu einer vorgegebenen Ausziehkraft.
Das Verschlusselement ist aus einem Einlegeteil und einem Kunststoffteil gebildet. Hierbei ist das Einlegeteil mindestens teilweise mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils umspritzt. Mittels des Einlegeteils ist das Verschlusselement versteift. Somit kann das Einlegeteil als ein Versteifungsteil aufgefasst oder bezeichnet werden. Vorzugsweise weist das Material des Einlegeteils eine höhere Steifigkeit als das Kunststoffmaterial des Kunststoffteils auf. Insbesondere ist das Verschlusselement erst aufgrund der Zusammenwirkung des Einlegeteils und des Kunststoffteils realisiert. Vorzugsweise ist das Verschlusselement aus dem Einlegeteil und dem Kunststoffteil als ein einziges Bauelement zum Herstellen des Kugelgelenks montierbar.
Hierbei ist von Vorteil, dass aufgrund der Ausbildung des Verschlusselementes aus einem Kunststoffteil und einem mindestens teilweise umspritzten Einlegeteil eine präzise, kostengünstige und/oder funktionsoptimierte Fertigung des Verschlusselementes ermöglicht ist. Insbesondere sind die Gestaltungsmöglichkeiten des Verschlusselementes vergrößert und/oder verbessert. Beispielsweise kann eine Balghaltenut für einen Dichtungsbalg und/oder eine Aufnahme für eine elektronische Komponente beim Spritzguss des Kunststoffteils mit ausgebildet werden. Insbesondere können elektronische Komponenten beim Spritzguss des Kunststoffteils in dem Verschlusselement aufgenommen, angeordnet und/oder befestigt werden. Fertigungstoleranzen können aufgrund des Spritzgusses des Kunststoffteils vorwiegend werkzeugbezogen sein. Hierdurch ist eine Reduzierung der Fertigungstoleranzen realisierbar.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist zwischen dem Gelenkgehäuse, insbesondere der Gehäuseausnehmung, und dem Gelenkinnenteil eine Gleitlagerung angeordnet, an der das Gelenkinnenteil gleitbeweglich anliegt. Die Gleitlagerung ist mittels einer Lagerschale und einer Anlagefläche des Verschlusselementes ausgebildet. Vorzugsweise liegt das Gelenkinnenteil in jedweder Stellung des Gelenkinnenteils in dem Gelenkgehäuse sowohl an der Lagerschale als auch an der Anlagefläche an. Insbesondere sind die Lagerschale und das Verschlusselement mit der Anlagefläche zwei separate Bauelemente. Somit ist die Gleitlagerung vorzugsweise zweiteilig ausgebildet. Die Gleitlagerung reduziert die Reibung und somit den Verschleiß des Gelenks trotz der zuweilen hohen betrieblichen Belastungen. Hierdurch sind die Gestaltungsmöglichkeiten der Gleitlagerung vergrößert und/oder verbessert. Insbesondere sind Gleitlagerungen mit optimieren Gleit-, Reib- und/oder Kriecheigenschaften realisierbar.
Vorzugsweise weist das Kugelgelenk eine Gelenkachse und/oder Axialachse auf, um die das Kugelgelenk und/oder das Gelenkinnenteil bewegbar ist. Insbesondere erstreckt sich die Gelenkachse und/oder Axialachse in axialer Richtung des Gelenkinnenteils. Die Gelenkachse und eine axiale Achse der Gelenkausnehmung können zusammenfallen. Vorzugsweise handelt es sich bei der Gelenkachse und/oder Axialachse um eine Längsmittelachse des Kugelgelenks. Insbesondere ist das Kugelgelenk, die Gelenkausnehmung und/oder das Gelenkinnenteil bezüglich der Gelenkachse, der Axialachse und/oder der Längsmittelachse rotationssymmetrisch oder im Wesentlichen rotationssymmetrisch ausgebildet. Die Gelenkachse, die Axialachse und/oder die Längsmittelachse des Kugelgelenks kann durch einen Mittelpunkt einer, insbesondere kugelartigen oder kugelförmigen, Gelenkkugel des Gelenkinnenteils verlaufen.
Im Rahmen der vorliegenden Anmeldung kann der Ausdruck „radial“ eine oder jedwede Richtung kennzeichnen, die senkrecht zur axialen Richtung des Kugelgelenks, der Gelenkachse, der Axialachse und/oder der Längsmittelachse verläuft. Eine Hülse, eine Außenhülse und/oder eine Innenhülse können das Gelenkgehäuse bilden oder Bestandteil des Gelenkgehäuses sein. Insbesondere ist das Gelenkinnenteil schwenkbar, vorzugsweise drehbar und/oder kippbar, in der Gleitlagerung gelagert. Vorzugsweise liegt das Gelenkinnenteil während jedweder Schwenkbewegung sowohl an der Lagerschale als auch an der Anlagefläche des Verschlusselementes an.
Unter „Kippen“ oder „Verkippen“ des Gelenkinnenteils wird insbesondere eine Bewegung des Gelenkinnenteils relativ zu dem Gelenkgehäuse verstanden, bei welcher eine Veränderung eines zwischen einer Gelenkinnenteillängsachse und einer Gehäuselängsachse eingeschlossenen Winkels eintritt. Hierbei kann die Gehäuselängsachse der Gelenkachse, der Axialachse und/oder der Längsmittelachse entsprechen. Bevorzugt erfolgt das Kippen oder Verkippen um den Mittelpunkt der Gleitlagerung und/oder der Gelenkkugel des Gelenkinnenteils. Ein Kippwinkel des Gelenkinnenteils ist insbesondere der zwischen der Gelenkinnenteillängsachse und der Gehäuselängsachse eingeschlossene Winkel. In der nicht gekippten Lage des Gelenkinnenteils ist der Kippwinkel vorzugsweise Null und/oder die Gelenkinnenteillängsachse fällt mit der Gehäuselängsachse zusammen.
Unter „Drehen“ oder „Verdrehen“ des Gelenkinnenteils wird insbesondere eine Bewegung des Gelenkinnenteils verstanden, bei welcher das Gelenkinnenteil relativ zu dem Gelenkgehäuse um die Gelenkinnenteillängsachse, die Gelenkachse, die Axialachse und/oder die Längsmittelachse gedreht wird.
Vorzugsweise weist das Kunststoffteil die Anlagefläche auf. Somit liegt das Verschlusselement mit seiner aus einem Kunststoffmaterial gebildeten Anlagefläche an dem Gelenkinnenteil an. Aufgrund der Verwendung einer Anlagefläche aus einem Kunststoffmaterial können besonders günstige Reib- und/oder Gleiteigenschaften bezüglich der Lagerung des Gelenkinnenteils in der Gleitlagerung, vorzugsweise an dem Verschlusselement, realisiert werden. Insbesondere ist die Anlagefläche sphärisch, kugelabschnittsförmig und/oder ringartig ausgebildet. Vorzugsweise weist das Gelenkinnenteil eine Gelenkkugel auf. Hierbei kann die Gelenkkugel bereits mittels eines sphärischen Abschnittes oder eines Kugelabschnittes realisiert sein. Die Gleitlagerung, insbesondere die Lagerschale und die Anlagefläche, sind vorzugsweise korrespondierend zu der Gelenkkugel ausgebildet. Während mittels des Kunststoffteils die Reib- und/oder Gleiteigenschaften des Verschlusselementes optimierbar sind, kann mittels des Einlegeteils zugleich eine hinreichende Steifigkeit des Verschlusselementes realisiert werden. Insbesondere ist mittels des Einlegeteils eine hinreichend hohe Auszugskraft vorgebbar, bis zu der ein unerwünschtes Ausziehen des Gelenkinnenteils aus dem Gelenkgehäuse verhindert ist.
Insbesondere ist die Gleitlagerung zweiteilig ausgebildet, wobei die Lagerschale ein erstes Teil der Gleitlagerung und die Anlagefläche und/oder das Kunststoffteil des Verschlusselementes ein zweites Teil der Gleitlagerung bilden. Bei üblichen Kugelgelenken dient oftmals ausschließlich die Lagerschale als Gleitlagerung für das Gelenkinnenteil. Gemäß der hier vorgeschlagenen Lösung kann die an dem Gelenkinnenteil anliegende Fläche der Gleitlagerung jedoch vergrößert werden, indem zusätzlich zu der Lagerschale eine Anlagefläche des Verschlusselementes an dem Gelenkinnenteil anliegt und hierdurch die Fläche der Gleitlagerung vergrößert. Eine weitere Vergrößerung der Fläche der Gleitlagerung kann mittels einer ovalen Ausbildung einer Durchgangsöffnung bzw. Öffnungskontur des Verschlusselementes realisiert werden. Insbesondere bei der Ausbildung des Kugelgelenks als ein Kugelzapfengelenk ist gelenköffnungsseitig bzw. in dem Bereich, in dem sich der Kugelzapfen aus der Gelenkausnehmung heraus erstreckt geometrisch bedingt weniger Fläche zur Übertragung der Kräfte vorhanden. Dies kann zumindest teilweise durch die Verwendung eines erfindungsgemäßen Verschlusselementes mit einer Anlagefläche für das Gelenkinnenteil und zum Ausbilden der Gleitlagerung zusammen mit der Lagerschale ausgeglichen werden. Des Weiteren können für diesen Bereich angepasste Werkstoffe bzw. Materialen eingesetzt werden.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform sind die Lagerschale und die Anlagefläche, insbesondere das Kunststoffteil, aus demselben Kunststoffmaterial gebildet. Alternativ können die Lagerschale und die Anlagefläche, insbesondere der Kunststoffteil, aus verschiedenen Kunststoffmaterialien gebildet sein. Hierdurch können je nach Anforderung und/oder Belastung geeignete Reib- und/oder Gleiteigenschaften des Kugelgelenkes vorgegeben werden. Insbesondere kann bei Verwendung eines geeigneten Kunststoffmaterials ein unerwünschtes Kriechen des Materials und damit eine Performance-Reduzierung vermieden werden. Das Verschlusselement kann als ein einheitlicher Verbund aus dem Einlegeteil und dem Kunststoffteil gebildet sein. Vorzugsweise ist das Einlegeteil starr und/oder formstabil ausgebildet. Hierdurch ergibt sich die Möglichkeit, gute Gleiteigenschaften des Kunststoffteils mit guten Trägereigenschaften und/oder Versteifungseigenschaften des Einlegeteils zu verbinden. Das Kunststoffmaterial kann ein faserverstärktes Kunststoffmaterial sein.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform überlappen oder überlagern sich die Lagerschale und das Kunststoffteil, insbesondere die Anlagefläche, einander teilweise. Insbesondere kann hierdurch ein unerwünschtes Kriechen des Materials der Gleitlagerung, vorzugsweise des Kunststoffmaterials der Lagerschale, verhindert werden. Die Lagerschale kann eine bezüglich ihres Querschnitts gleichmäßige oder konstante Dicke aufweisen. Vorzugsweise liegt in einem Überlappungsbereich von Lagerschale und Kunststoffteil, insbesondere Anlagefläche, die Lagerschale an dem Gelenkinnenteil und ein Abschnitt der Anlagefläche an der Lagerschale an. Somit kann in dem Überlappungsbereich ein Abschnitt des Kunststoffteils des Verschlusselementes zwischen der Lagerschale und dem Gelenkgehäuse angeordnet sein.
Das Einlegeteil des Verschlusselementes kann von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils teilweise oder vollständig umgeben, umschlossen und/oder ummantelt sein. Insbesondere ist das Einlegeteil zum Herstellen des Verschlusselementes von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils teilweise oder vollständig umspritzt und/oder umgossen. Entsprechende Spritzgussverfahren sind bewährt und insbesondere für die Massenproduktion vorteilhaft. Das Kunststoffmaterial des Kunststoffteils kann formschlüssig und/oder stoffschlüssig, insbesondere mit Verwendung eines chemischen Haftvermittlers, mit dem Einlegeteil verbunden sein. Vorzugsweise ergibt sich der Formschluss und/oder Stoffschluss beim teilweisen oder vollständigen Umspritzen bzw. Umgießen des Einlegeteils und/oder aufgrund eines Durchspritzen mindestens eines Durchgangsloches des Einlegeteils mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils. Insbesondere ist von Vorteil, dass das Einlegeteil die Leistungsfähigkeit des Verschlusselementes bezüglich der Ausziehsicherung steigern kann, wobei zugleich die Fertigungstoleranzen bei dem Einlegeteil geringer ausfallen können, als bei einem rein metallischen Verschlusselement.
Gemäß einer Weiterbildung ragt das Einlegeteil teilweise aus dem Kunststoffteil heraus. Insbesondere steht das Einlegeteil radial über einen Außenumfang des Kunststoffteils hinaus. Vorzugsweise weist das Einlegeteil einen Halteabschnitt zum Zusammenwirken mit dem Gelenkgehäuse auf. Der Halteabschnitt des Einlegeteils kann im Außenumfangsbereich des Einlegeteils angeordnet sein. Dieser herausragende und/oder hinausstehende Halteabschnitt des Einlegeteils ist somit nicht von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils bedeckt. Der herausragende und/oder hinausstehende Halteabschnitt des Einlegeteils kann in direkten Kontakt mit dem Gelenkgehäuse zum Verbinden des Verschlusselementes mit dem Gelenkgehäuse stehen.
Das Einlegeteil des Verschlusselementes kann mit dem Gelenkgehäuse zum Halten des Verschlusselementes an dem Gelenkgehäuse, vorzugsweise unmittelbar, zusammenwirken. Insbesondere ist das Einlegeteil teilweise und/oder ein Außenumfangsbereich des Einlegeteils in einer Haltenut des Gelenkgehäuses angeordnet und/oder geklemmt. Vorzugsweise ist ein über das Kunststoffteil herausragender und/oder hinausstehender Halteabschnitt des Einlegeteils in einer Haltenut des Gelenkgehäuses angeordnet und/oder geklemmt. Hierbei kann die Haltenut des Gelenkgehäuses mittels einer Umformung hergestellt sein. Des Weiteren kann mindestens der Halteabschnitt des Einlegeteils ringartig ausgebildet sein. Zum Halten des Verschlusselementes an dem Gelenkgehäuse kann das Einlegeteil, insbesondere der Halteabschnitt, direkt an dem Gelenkgehäuse, vorzugsweise in der Haltenut, anliegen. Alternativ kann der Bereich des Einlegeteils, der zum Halten des Verschlusselementes an dem Gelenkgehäuse mit dem Gelenkgehäuse zusammenwirkt, teilweise oder vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils des Verschlusselementes umhüllt und/oder ummantelt sein. Hierdurch kann das Einlegeteil weiterhin mit dem Gelenkgehäuse zum Halten des Verschlusselementes an dem Gelenkgehäuse zusammenwirken, wobei jedoch nicht das Einlegeteil selbst, sondern ein Bereich des Kunststoffteils des Verschlusselementes einerseits das Gelenkgehäuse und andererseits das Einlegeteil kontaktiert.
Das Einlegeteil kann aus einem Metall, einem Kunststoff und/oder einem Faserkunststoffverbund gebildet sein. Insbesondere ist das Einlegeteil mittels eines Zieh-, Strangpress-, Fließpress-, Gussprozesses und/oder als Blechumformteil und/oder aus einem Endlosmaterial hergestellt. Das Einlegeteil des Verschlusselementes kann somit als ein metallischer Einleger, insbesondere als ein Drahteinleger, ausgebildet sein. Das Einlegeteil kann aus einem Strangmaterial, insbesondere einer Endlosware oder Meterware, hergestellt sein. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen Draht oder einen Strangguss handeln. Des Weiteren kann das Einlegeteil als ein Normteil oder als eine Feder ausgebildet sein. Gemäß einer alternativ denkbaren Ausführungsform, kann das Einlegeteil mehrteilig ausgeführt sein. Alternativ kann das Einlegeteil als eine ausgestanzte Scheibe oder Ringscheibe ausgebildet sein. Insbesondere weist das Einlegeteil eine, vorzugsweise im Verbund mit dem Kunststoffteil wirkende, verdrehsichernde Kontur auf. Die Gestalt oder Kontur des Einlegeteils kann strukturiert, perforiert, gewellt, gewinkelt, gezahnt und/oder hinterschnittig ausgebildet sein. Insbesondere weist das Einlegeteil mindestens eine Umformung, beispielsweise in der Gestalt einer Sicke, eines Durchzugs und/oder einer Wellenform, auf. Hierdurch kann die Haftung, insbesondere bezüglich des Kunststoffteils, und/oder eine Aussteifung des Verschlusselementes verbessert werden. Sofern das Einlegeteil Umformungen aufweist, können diese Umformungen gerundet ausgebildet sein. Hierdurch können Beschädigungen des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils, insbesondere unter Belastung, vermieden werden. Das Einlegeteil kann mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils vollständig gekapselt sein oder in vorgegebener Weise teilweise aus dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils hervorstehen.
Nach einer weiteren Ausführungsform ist das Einlegeteil aus einem Endlosmaterial und/oder Strangmaterial hergestellt ist. Insbesondere ist das Einlegeteil schlüsselringartig geformt. Bei dem Strangmaterial und/oder Endlosmaterial kann es sich um eine Meterware handeln. Insbesondere handelt es sich bei dem Endlosmaterial und/oder Strangmaterial um einen Draht, vorzugsweise aus Metall. Das Endlosmaterial, das Strangmaterial und/oder das Einlegeteil kann zwei freie Enden aufweisen. Hierbei kann das Endlosmaterial und/oder Strangmaterial zum Ausbilden einer Ringstruktur umgeformt sein. Insbesondere weist das Strangmaterial und/oder das Einlegeteil mehrere Wicklungen zum Ausbilden einer, vorzugsweise geschlossenen, Ringstruktur auf. Hierdurch können die freien Enden jeweils mit mindestens einer Wicklung des Strangmaterials überspannt und/oder überbrückt werden. Es kann somit trotz zweier freier und nicht miteinander verbundener Enden eine insgesamt geschlossene Ringstruktur realisiert werden. Insbesondere ist das Strangmaterial schlüsselringartig geformt. Hierbei kann eine Lücke zwischen den zwei freien Enden des ringartig geformten Strangmaterials mittels mindestens einer Lage und/oder Wicklung des Strangmaterials überbrückt sein. Insbesondere ist ein Abschnitt der überbrückenden Lage und/oder Wicklung zwischen den beiden freien Enden angeordnet. Insbesondere sind die beiden freien Enden einander zugewandt angeordnet. Bei mehreren Wicklungen und/oder Lagen können diese, insbesondere mittels Punktschweißens, miteinander gefügt oder verschweißt sein.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Einlegeteil mindestens ein Durchgangsloch auf. Das Durchgangsloch kann als ein Rundlich oder ein Langloch ausgebildet sein. Insbesondere hat das Einlegeteil mehrere Durchgangslöcher. Die mehreren Durchgangslöcher können gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet sein. Vorzugsweise ist das mindestens eine Durchgangsloch von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils durchdrungen und/oder ausgefüllt. Hierdurch kann die Verbindung zwischen dem Kunststoffteil und dem Einlegeteil verbessert werden. Insbesondere erstreckt sich das mindestens eine Durchgangsloch parallel zu einer Gelenkachse und/oder einer Mittellängsachse des Verschlusselementes.
Nach einer weiteren Ausführungsform kann das Kunststoffteil mindestens eine Nut, insbesondere mehrere Nuten, zum Erleichtern eines Entformens aus einem Werkzeug zum Herstellen des Kunststoffteils aufweisen. Das Kunststoffteil kann eine Balghaltenut zum Anordnen eines Randes eines Dichtungsbalgs aufweisen und/oder ausbilden. Insbesondere ist die mindestens eine Nut im Bereich eines Außenrandes der Balghaltenut angeordnet. Hierbei kann sich die mindestens eine Nut radial, vorzugsweise in Bezug zu einer Gelenkachse und/oder einer Mittellängsachse des Verschlusselementes, erstrecken.
Nach einer weiteren Ausführungsform weist das Verschlusselement eine Federfunktion und/oder eine Federeinrichtung zum Realisieren einer auf das Gelenkinnenteil wirkenden Vorspannung auf. Die Federfunktion und/oder die Federeinrichtung kann mittels des Kunststoffteils und/oder mittels des Einlegeteils des Verschlusselementes ausgebildet sein. Mittels der Federeinrichtung kann auch bei einem Verschleiß des Kugelgelenks und/oder der Gleitlagerung eine vorgegebene Gelenkvorspannung aufrechterhalten werden. Insbesondere ist die Federeinrichtung mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils gebildet. Hierdurch kann die Federeinrichtung spritzgusstechnisch hergestellt werden. Dies ermöglicht eine große Gestaltungsvielfalt und/oder die Ausführung in oder mit verschiedenen Wandstärken. Alternativ kann die Federeinrichtung mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils an oder in dem Verschlusselement gehalten sein. Die Federeinrichtung kann somit zunächst als ein separates Element vorliegen, das mit dem Kunststoffmaterial beim Herstellen des Kunststoffteils zugleich in das Verschlusselement eingespritzt wird. Die Federeinrichtung des Verschlusselementes kann direkt über die Anlageflächen auf das Gelenkinnenteil wirken. Alternativ kann die Federeinrichtung bei einer Überlappung von Lagerschale und Anlagefläche indirekt über die Lagerschale auf das Gelenkinnenteil wirken. Die Federeinrichtung kann aus einem Elastomer gebildet sein.
Gemäß einer Weiterbildung weist das Verschlusselement eine elektronische Komponente auf. Insbesondere ist die elektronische Komponente mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils an oder in dem Verschlusselement gehalten. Die elektronische Komponente kann als ein Sensorelement ausgebildet sein. Insbesondere ist die elektronische Komponente eine Steckerverbindung. Beispielsweise kann die elektronische Komponente als ein Chip, RFID-Chip oder als ein Sensor-Schaltkreis ausgebildet sein. Vorzugsweise ist die elektronische Komponente mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils vollständig gekapselt. Hierdurch kann die elektronische Komponente vor Verschmutzungen und/oder Korrosionseinflüssen geschützt werden. Die elektronische Komponente kann mit einer weiteren elektronischen Komponente zum Ausbilden einer Sensoreinrichtung zusammenwirken. Beispielsweise kann die weitere elektronische Komponente dem Gelenkinnenteil zugeordnet sein. Mittels einer solchen Sensoreinrichtung kann beispielsweise die Lage des Gelenkinnenteils in dem Kugelgelenk bestimmt werden. Eine entsprechende Sensoreinrichtung kann als eine Winkelsensoreinrichtung ausgebildet sein.
Das Verschlusselement kann eine Aufnahme zum Anordnen einer elektronischen Komponente aufweisen. Insbesondere ist die Aufnahme mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils an oder in dem Verschlusselement gehalten oder gebildet.
Das Verschlusselement kann als ein Verschlussdeckel oder als ein Verschlussring ausgebildet sein. Insbesondere bei einer Ausbildung des Kugelgelenks als ein Kugelzapfengelenk ist das Verschlusselement als ein Verschlussdeckel realisiert. Hierbei verschließt der Verschlussdeckel die Gelenkausnehmung des Gelenkgehäuses auf einer von dem Kugelzapfen abgewandten Seite. Sofern die Gelenkausnehmung auf der von dem Kugelzapfen abgewandten Seite bereits verschlossen ist, kann zum Sichern des Gelenkinnenteils in der Gelenkausnehmung ein Verschlussring auf der Seite des Gelenkgehäuses angeordnet sein, aus der sich der Kugelzapfen heraus erstreckt. Hierbei erstreckt sich zugleich der Kugelzapfen durch den Verschlussring. Das Gelenkinnenteil, insbesondere eine Gelenkkugel, kann eine Polfläche, vorzugsweise auf einer dem Verschlusselement zugewandten Seite, aufweisen. Bei einer Ausbildung des Kugelgelenks als ein Kugelhülsengelenk kann mindestens ein als Verschlussring ausgebildetes Verschlusselement zum Einsatz kommen. Vorzugsweise werden bei einem Kugelhülsengelenk zwei Verschlussringe zum Halten bzw. Sichern des als Kugelhülse ausgebildeten Gelenkinnenteils verwendet.
Von besonderem Vorteil ist ein Verschlusselement für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk, wobei das Verschlusselement aus einem Kunststoffteil und einem mindestens teilweise mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils umspritzten Einlegeteil zum Versteifen des Verschlusselementes gebildet ist.
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 geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen ersten Kugelgelenks mit einem ersten Verschlusselement,
2 eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Kugelgelenks mit einem zweiten Verschlusselement,
3 eine geschnittene Seitenansicht eines dritten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
4 eine geschnittene Seitenansicht eines vierten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
5 eine geschnittene Seitenansicht eines fünften Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
6 eine geschnittene Seitenansicht eines sechsten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
7 eine geschnittene Seitenansicht eines siebten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
8 einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht eines achten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
9 eine geschnittene Seitenansicht eines neunten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
10 eine geschnittene Seitenansicht eines zehnten Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
11 eine geschnittene Seitenansicht eines elften Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
12 eine perspektivische Ansicht des elften Verschlusselementes gemäß 11,
13 eine Draufsicht auf ein Einlegeteil für das elfte Verschlusselement gemäß 11 und 12,
14 eine perspektivische Ansicht eines zwölften Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk,
15 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Verschlusselementes für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk, und
16 eine perspektivische Ansicht eines weiteren Einlegeteils.

1 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen ersten Kugelgelenks 1 mit einem ersten Verschlusselement 2. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Kugelgelenk 1 als ein Kugelzapfengelenk ausgebildet. Das Kugelgelenk 1 hat ein Gelenkgehäuse 3. Das Gelenkgehäuse 3 weist eine Gelenkausnehmung 4 auf.
Die Gelenkausnehmung 4 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als eine Durchgangsöffnung ausgebildet. In dem Gelenkgehäuse 3 ist ein Gelenkinnenteil 5 beweglich gelagert. Das Gelenkinnenteil 5 ist hier als ein Kugelzapfen ausgebildet. Hierbei weist das Gelenkinnenteil 5 eine Gelenkkugel 6 und einen Kugelzapfen 7 auf. Der Kugelzapfen 7 erstreckt sich auf einer von dem Verschlusselement 2 abgewandten Seite aus der Gelenkausnehmung 4 heraus. Des Weiteren weist das Kugelgelenk 1 eine Gleitlagerung 8 auf. Das Gelenkinnenteil 5 ist in Bezug zu der Gleitlagerung 8 bzw. an der Gleitlagerung 8 gleitbeweglich gelagert. Hierzu liegt eine Außenumfangsfläche des Gelenkinnenteils 5 an einer Innenumfangsfläche der Gleitlagerung 8 an.
Die Gleitlagerung 8 ist zweiteilig ausgebildet. Im Einzelnen wird die Gleitlagerung 8 mittels einer Lagerschale 9 und einer Anlagefläche 10 des Verschlusselementes 2 gebildet. Das Verschlusselement 2 ist aus einem Einlegeteil 11 und einem Kunststoffteil 12 gebildet, wobei die Anlagefläche 10 ein dem Gelenkinnenteil 5 zugewandter Teil des Kunststoffteils 12 ist. Die Anlagefläche 10 schließt sich an eine dem Gelenkinnenteil 5 zugewandte Gleitfläche der Lagerschale 9 an und setzt diese zum Ausbilden der Gleitlagerung 8 fort.
Das Einlegeteil 11 ist im Wesentlichen ringartig und hier beispielhaft aus einem Metall ausgebildet. In einem Außenumfangsbereich bildet das Einlegeteil 11 einen Halteabschnitt 13. Der Halteabschnitt 13 ist bei diesem Ausführungsbeispiel nur teilweise von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 2 umhüllt bzw. ummantelt. In einer alternativen Ausführungsform kann der Halteabschnitt 13 auch vollständig oder nicht von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 12 umhüllt bzw. eingeschlossen sein.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist in dem Kunststoffteil 12 eine elektronische Komponente 16 angeordnet. Hier ist das elektronische Komponente 16 beispielshaft als ein RFID-Chip ausgebildet.
Der Halteabschnitt 13 wirkt mit einer Haltenut 14 des Gelenkgehäuses 3 zum Halten des Verschlusselementes 2 an dem Gelenkgehäuse 3 zusammen. Hierbei ist die Haltenut 14 nach dem Einsetzen des Verschlusselementes 2 in die Gelenkausnehmung 4 aufgrund einer Umformung eines Randes 15 des Gelenkgehäuses 3 gebildet. Hierdurch ist das Verschlusselement 2 dauerhaft und formschlüssig an dem Gelenkgehäuse 3 gehalten.
Des Weiteren überlappen sich bei diesem Beispiel die Lagerschale 9 und das Kunststoffteil 12 teilweise. Hierdurch ist ein Überlappungsbereich 17 von Lagerschale 9 und Kunststoffteil 12 gebildet. In dem Überlappungsbereich 17 liegt das Gelenkinnenteil 5 an der Lagerschale 9 an, während ein Abschnitt der Anlagefläche 10 bzw. ein Abschnitt des Kunststoffteils 12 zwischen der Lagerschale 9 und dem Gelenkgehäuse 3 angeordnet ist. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Lagerschale 9 eine im Wesentlichen überall gleiche Querschnittsdicke auf.
Das Kugelgelenk 1 weist eine Gelenkachse 18 auf, um die das Gelenkinnenteil 5 drehbar ist. Des Weiteren weist das Kugelgelenk 1 bzw. das Gelenkinnenteil 5 einen Mittelpunkt 19 auf, um den das Gelenkinnenteil 5 kippbar ist.
2 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines erfindungsgemäßen zweiten Kugelgelenks 19 mit einem zweiten Verschlusselement 20. Gleiche Merkmale wie zuvor tragen die gleichen Bezugszeichen. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Verschlusselement 20 ist aus einem Einlegeteil 11 und einem Kunststoffteil 21 gebildet. Das Einlegeteil 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel ringscheibenartig ausgebildet. Im Unterschied zu dem Kugelgelenk 1 gemäß 1 ist bei dem hier gezeigten Kugelgelenk 19 kein Überlappungsbereich von Lagerschale 9 und Kunststoffteil 21 ausgebildet.
Des Weiteren weist bei diesem Ausführungsbeispiel das Verschlusselement 20 eine Federeinrichtung 22 auf. Hier ist die Federeinrichtung 22 mittels des Kunststoffteils 21 gebildet. Die Federeinrichtung 22 ist derart ausgebildet, dass ausgehend von dem Verschlusselement 20 eine Vorspannkraft über die Anlagefläche 10 auf das Gelenkinnenteil 5 wirkt.
Gemäß einer alternativen und hier nicht näher gezeigten Ausführungsform kann bei einem Überlappungsbereich von einer Lagerschale und einem Verschlusselement mit einer Federeinrichtung die Vorspannkraft einer Federeinrichtung auf die Lagerschale wirken, um diese auf das Gelenkinnenteil zu drücken.
3 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines dritten Verschlusselementes 31 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 31 ist aus einem Einlegeteil 11 und einem Kunststoffteil 32 gebildet. Der Halteabschnitt 13 des Einlegeteils 11 ist bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 32 umgeben bzw. in dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 32 gekapselt. Alternativ kann der Halteabschnitt 13 aus dem Kunststoffteil 32 herausragen, so dass der Halteabschnitt 13 nicht von dem Kunststoffmaterial umgeben ist.
Die elektronische Komponente 16 ist bei diesem Ausführungsbeispiel wieder als ein RFID-Chip ausgebildet. Dieser beschreibbare und auslesbare RFID-Chip ist mittels einer separaten Lese-Einrichtung 33 beschreibbar bzw. auslesbar. Der RFID-Chip kann beispielsweise zur Bereitstellung von fertigungstechnischen Daten, zur Bereitstellung eines Nachahmungsschutzes, zur Bauteilidentifikation und/oder zur Rückverfolgbarkeit des mit dem RFID-Chip verbundenen Produktes verwendet werden.
4 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines vierten Verschlusselementes 34 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 34 entspricht weitgehend dem Verschlusselement 31 gemäß 3. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Hiervon abweichend ist die elektronische Komponente 16 bei diesem Ausführungsbeispiel jedoch per nicht näher dargestellten Kabel verbindbar und beispielhaft als ein Winkelsensor zum Erfassen einer Winkelstellung des Gelenkinnenteils 5 in Bezug zu der Gelenkachse 18 ausgebildet. Hierzu weist das hier nicht näher dargestellte Gelenkinnenteil 5 eine weitere elektronische Komponente auf, die mit der elektronischen Komponente 16 zusammenwirkt. Des Weiteren weist die elektronische Komponente 16 bei diesem Ausführungsbeispiel eine Steckerverbindung 35 auf. Mittels der Steckerverbindung 35 kann das hier nicht näher dargestellte Kabel oder eine Signalleitung mit einer Auswerteeinrichtung verbunden werden.
Die Verschlusselemente 2, 20, 31 und 34 gemäß den vorangegangenen 1 bis 6 sind jeweils als ein Verschlussdeckel ausgebildet. Alternativ kann ein erfindungsgemäßes Verschlusselement gemäß den nachfolgenden Figuren als ein Verschlussring ausgebildet sein.
5 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines fünften Verschlusselementes 36 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 36 ist aus einem Einlegeteil 37 und einem Kunststoffteil 38 gebildet. Das Einlegeteil 37 weist eine ringartige Grundstruktur auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist ein Querschnitt des Einlegeteils 37 im Wesentlichen U-förmig ausgebildet. Hierdurch wird die versteifende Wirkung des Einlegeteils 37 verstärkt. Ein äußerer Schenkel des Einlegeteils 37 bildet einen Halteabschnitt 39. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Halteabschnitt 39 vollständig in dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 38 aufgenommen. Alternativ kann der Halteabschnitt 38 aus dem Kunststoffteil 38 herausragen, so dass der Halteabschnitt 38 nicht von dem Kunststoffmaterial umgeben ist. Das Einlegeteil 37 wird hier somit vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 38 gekapseit.
Das Verschlusselement 36 weist eine Durchgangsöffnung 40 auf, durch die sich ein hier nicht näher dargestelltes Gelenkinnenteil, insbesondere mittels eines Kugelzapfens, hindurch erstrecken kann. Das Verschlusselement 36 realisiert mittels des Kunststoffteils 38 eine Anlagefläche 10 für eine Gelenkkugel des Gelenkinnenteils. Vergleichbar zu den 1 bis 4 ergänzt die Anlagefläche 10 eine Lagerschale 2. Somit ist mittels des Verschlusselementes 36 erneut eine zweiteilige Gleitlagerung realisierbar.
Des Weiteren weist das Verschlusselement 36 eine Anschlagfläche 41 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Anschlagfläche 41 ebenfalls mittels des Kunststoffteils 38 realisiert. Die Anschlagsfläche 41 dient zum Begrenzen eines maximalen Kippwinkels des Gelenkinnenteils. Beim Erreichen des maximalen Kippwinkels gelangt ein hier nicht näher dargestellter Zapfenabschnitt des Gelenkinnenteils mit der Anschlagfläche 41 in Kontakt.
6 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines sechsten Verschlusselementes 42 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 42 ähnelt dem Verschlusselement 36 gemäß 5. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Im Unterschied hierzu weist ein Einlegeteil 43 zum Ausbilden des Verschlusselementes 42 in Zusammenwirkung mit einem Kunststoffteil 44 eine ringscheibenartige Gestalt auf. Hierbei erstreckt sich ein Halteabschnitt 45 des Einlegeteils 44 radial zur Gelenkachse 18 nach außen aus dem Kunststoffteil 44 heraus. Somit kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich der beispielsweise metallische Halteabschnitt 45 in einer hier nicht näher dargestellten Haltenut eines Gelenkgehäuses aufgenommen bzw. gehalten sein.
7 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines siebten Verschlusselementes 46 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 46 entspricht weitgehend den Verschlusselementen 36, 42 gemäß 5 und 6. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Hiervon abweichend ist zur Ausbildung des Verschlusselementes 46 ein Einlegeteil 47 mit einer ringartigen Grundstruktur vorgesehen, wobei ein Querschnitt des Einlegeteils 47 im Wesentlichen V-förmig ausgebildet ist. Hierbei erstreckt sich ein Schenkel des V-förmigen Einlegeteils 47 radial zur Gelenkachse 18 nach außen. Ein freies Ende dieses Schenkels bildet einen Halteabschnitt 48, wobei dieser Halteabschnitt 48 bei diesem Ausführungsbeispiel vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 38 umgeben bzw. umschlossen ist. Alternativ kann der Halteabschnitt 48 aus dem Kunststoffteil 38 herausragen, so dass der Halteabschnitt 48 nicht von dem Kunststoffmaterial umgeben ist. Aufgrund des V-förmigen Querschnitts des Einlegeteils 47 kann ein Formschluss und/oder Kraftschluss des Verschlusselementes 46 in einer Einbausituation und in Bezug zu einem hier nicht näher dargestellten Gelenkgehäuse verbessert werden.
8 zeigt einen Ausschnitt einer geschnittenen Seitenansicht eines achten Verschlusselementes 56 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 56 ist aus einem Einlegeteil 57 und einem Kunststoffteil 58 gebildet. Das Verschlusselement 56 ähnelt den Verschlusselementen 36, 42, 46 gemäß den vorangegangenen 5 bis 7. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Einlegeteil 57 bildet einen sich radial nach außen erstreckenden Halteabschnitt 59. Hier ist der Halteabschnitt 59 beispielhaft vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 58 umgeben bzw. in diesem gekapselt. Alternativ kann der Halteabschnitt 59 aus dem Kunststoffteil 58 herausragen, so dass der Halteabschnitt 59 nicht von dem Kunststoffmaterial umgeben ist.
Des Weiteren ist bei diesem Ausführungsbeispiel der Halteabschnitt 59 durch ein Umschlagen des Materials des Einlegeteils 57 gebildet. Somit ist der Halteabschnitt 59 zweilagig realisiert. Hierdurch ist die Belastbarkeit bzw. Steifigkeit des Halteabschnittes 59 vergrößert. Alternativ kann anstelle eines Umschlagens jedwede anderweitige versteifend wirkende Umformung vorgesehen sein.
9 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines neunten Verschlusselementes 49 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 49 ist aus einem Einlegeteil 50 und einem Kunststoffteil 51 gebildet. Das Verschlusselement 49 ähnelt den Verschlusselementen 36, 42, 46, 56 gemäß den vorangegangenen 5 bis 8. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Einlegeteil 50 ist bei diesem Ausführungsbeispiel bezüglich seines Querschnittes im Wesentlichen L-förmig ausgebildet. Hierbei erstreckt sich ein Schenkel des Einlegeteils 50 in einen radial zur Gelenkachse 18 nach außen vorstehenden Halteabschnitt 52. Das Einlegeteil 50 ist vollständig von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 51 umgeben bzw. in diesem gekapselt. Alternativ kann der Halteabschnitt 52 aus dem Kunststoffteil 51 herausragen, so dass der Halteabschnitt 52 nicht von dem Kunststoffmaterial umgeben ist.
Bei diesem Ausführungsbeispiel ist die Durchgangsöffnung 40 mindestens im Bereich der Anschlagfläche 41 als ein Langloch und/oder oval ausgebildet. Hierbei erstreckt sich das Langloch der Durchgangsöffnung 40 im Wesentlichen quer bzw. rechtwinklig zu der Gelenkachse 18. Aufgrund der ovalen Kontur der Durchgangsöffnung 40 ist eine vorgegebene volle Kippbewegung eines hier nicht näher dargestellten Gelenkinnenteils hinsichtlich einer vorgegebenen Richtung ermöglicht. Quer und/oder rechtwinklig zu dieser Richtung ist aufgrund der ovalen Kontur der Durchgangsöffnung 40 die Fläche der Gleitlagerung bzw. die Anlagefläche 10 vergrößert.
10 zeigt eine geschnittene Seitenansicht eines zehnten Verschlusselementes 53 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 53 ist aus einem Einlegeteil 54 und einem Kunststoffteil 55 gebildet. Das Verschlusselement 53 ähnelt den Verschlusselementen 36, 42, 46, 49, 56 gemäß den 5 bis 9. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Einlegeteil 54 im Querschnitt eine im Wesentlichen dreieckige Grundform auf. Zum Ausbilden des dreieckigen Querschnittes ist das Einlegeteil 54 zweifach umgeformt. Hierbei ergeben sich aufgrund der Umformungen zwei Ecken des im Wesentlichen dreieckigen Querschnittes. Ein dritter Eckabschnitt des Querschnittes ergibt sich aufgrund eines Zusammenlaufens von zwei freien Enden des Einlegeteils 54. Bei diesem Ausführungsbeispiel ragt ein freies Ende parallel zur Gelenkachse 18 über das andere freie Ende hinaus.
Die Ausbildung eines Halteabschnittes gemäß den 5 bis 9 ist hier zwar nicht dargestellt, kann alternativ aber ebenfalls vorgesehen sein.
11 eine geschnittene Seitenansicht eines elften Verschlusselementes 23 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 23 ist aus einem Einlegeteil 24 und einem Kunststoffteil 25 gebildet. Das Verschlusselement 23 ähnelt den Verschlusselementen 36, 42, 46, 49, 56 gemäß den 5 bis 9. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
Das Einlegeteil 24 weist zum Ausbilden des Verschlusselementes 23 in Zusammenwirkung mit dem Kunststoffteil 25 eine ringscheibenartige Gestalt auf. Hierbei erstreckt sich ein Halteabschnitt 26 des Einlegeteils 24 radial zur Gelenkachse 18 nach außen aus dem Kunststoffteil 25 heraus. Somit kann gemäß diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich der beispielsweise metallische Halteabschnitt 26 in einer hier nicht näher dargestellten Haltenut eines Gelenkgehäuses aufgenommen bzw. gehalten sein.
Das Einlegeteil 24 weist mehrere Durchgangslöcher 27 auf, wobei hier nur ein einzelnes Durchgangsloch 27 erkennbar ist. Das Durchgangsloch 27 ist von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils 25 durchdrungen bzw. ausgefüllt. Hierdurch ist die Verbindung zwischen dem Kunststoffteil 25 und dem Einlegeteil 24 verbessert. Das Durchgangsloch 27 erstreckt sich parallel zu der Gelenkachse 18.
Des Weiteren hat das Kunststoffteil 25 eine Balghaltenut 28 zum Anordnen eines hier nicht näher dargestellten Randes eines Dichtungsbalgs. Im Bereich eines Außenrandes 29 der Balghaltenut 28 sind mehrere Nuten 30 angeordnet, wobei zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit nur eine der Nuten 30 mit einem Bezugszeichen versehen ist.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht des elften Verschlusselementes 23 gemäß 11. Die mehreren Nuten 30 erstrecken sich radial in Bezug zu der Gelenkachse 18 gemäß 11. Die mehreren Nuten 30 sind gleichmäßig in Umfangsrichtung des Außenrandes 29 verteilt angeordnet. Aufgrund der Nuten 30 ist die Flexibilität des Außenrandes 29 erhöht. Somit kann mittels der Nuten 30 ein Entformen des Verschlusselementes 23 aus einem Werkzeug zum Herstellen des Kunststoffteils 25 erleichtert sein.
13 zeigt eine Draufsicht auf das Einlegeteil 24 für das elfte Verschlusselement 23 gemäß 11 und 12. Gut zu erkennen ist, dass das Einlegeteil 24 mehrere Durchgangslöcher 27 aufweist. Hierbei sind die mehreren Durchgangslöcher 27 gleichmäßig in Umfangsrichtung verteilt angeordnet. Des Weiteren sind die Durchgangslöcher 27 bei diesem Ausführungsbeispiel als Langlöcher realisiert.
14 zeigt eine perspektivische Ansicht eines vierzehnten Verschlusselementes 60 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 60 ist aus einem Einlegeteil 61 und einem Kunststoffteil 62 gebildet. Zur besseren Veranschaulichung der Lage zweier einander zugewandten Enden des Einlegeteils 61 ist ein Abschnitt des Kunststoffteils 62 gemäß dieser Darstellung weggelassen worden. Der Kunststoffteil 62 kann eine geschlossene oder offene ringartige Struktur bilden. Das Einlegeteil 61 ist aus einem Strangmaterial bzw. Endlosmaterial oder einer Meterware gebildet. Hier ist das Einlegeteil 61 aus einem Runddraht, beispielsweise einem Federdraht mit Vorspannung, hergestellt.
15 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Verschlusselementes 63 für ein erfindungsgemäßes Kugelgelenk. Das Verschlusselement 63 ist aus einem Einlegeteil 64 und einem Kunststoffteil 65 gebildet. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Einlegeteil 64 als ein Blechstanzteil mit einem Durchzug gebildet. Die ringartige Struktur des Einlegeteils 61 ist geschlossen ausgebildet. Lediglich zur besseren Veranschaulichung des Querschnittsaufbaus ist ein Abschnitt des geschlossenen ringförmigen Einlegeteils 64 sowie des Kunststoffteils 65 weggelassen worden. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist das Einlegeteil 64 einen im Wesentlichen L-förmigen Querschnitt auf.
16 zeigt eine perspektivische Ansicht eines weiteren Einlegeteils 66. Das Einlegeteil kann als Ersatz für eines der vorangegangen beschriebenen Einlegeteile 11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64 verwendet werden.
Das Einlegeteile 66 ist mehrlagig bzw. mit mehreren Wicklungen ausgebildet. Hierdurch ist eine Lücke 67 zwischen zwei freien Enden des Einlegeteils 66überbrückt, so dass sich insgesamt eine geschlossene Ringstruktur oder schlüsselringartige Ausbildung ergibt. Die mehreren Wicklungen können, beispielsweise mittels Punktschweißen, miteinander verschweißt sein.
Im Bereich der Lücke 67 weist das Einlegeteil 66 eine Umformung bzw. Kröpfung 68 auf. Hierdurch ist die Lücke 67 im Wesentlichen ausgefüllt. Zudem ermöglicht die Kröpfung 68 eine Ausbildung des Einlegeteils 66 mit konstanter Höhe bzw. ohne Höhenversatz in Umfangsrichtung.
Die Verschlusselemente 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60 und 63 gemäß den 5 bis 16 sind jeweils als ein Verschlussring realisiert. Derartige Verschlussringe können im Zusammenhang mit einem als Kugelzapfengelenk oder Kugelhülsengelenk realisierten Kugelgelenk zum Einsatz kommen.
Bezugszeichenliste

1: Kugelgelenk
2: Verschlusselement
3: Gelenkgehäuse
4: Gelenkausnehmung
5: Gelenkinnenteil
6: Gelenkkugel
7: Kugelzapfen
8: Gleitlagerung
9: Lagerschale
10: Anlagefläche
11: Einlegeteil
12: Kunststoffteil
13: Halteabschnitt
14: Haltenut
15: Rand
16: Elektronische Komponente
17: Überlappungsbereich
18: Gelenkachse
19: Kugelgelenk
20: Verschlusselement
21: Kunststoffteil
22: Federeinrichtung
23: Verschlusselement
24: Einlegeteil
25: Kunststoffteil
26: Halteabschnitt
27: Durchgangsloch
28: Balghaltenut
29: Außenrand
30: Nut
31: Verschlusselement
32: Kunststoffteil
33: Lese-Einrichtung
34: Verschlusselement
35: Steckerverbindung
36: Verschlusselement
37: Einlegeteil
38: Kunststoffteil
39: Halteabschnitt
40: Durchgangsöffnung
41: Anschlagfläche
42: Verschlusselement
43: Einlegeteil
44: Kunststoffteil
45: Halteabschnitt
46: Verschlusselement
47: Einlegeteil
48: Halteabschnitt
49: Verschlusselement
50: Einlegeteil
51: Kunststoffteil
52: Halteabschnitt
53: Verschlusselement
54: Einlegeteil
55: Kunststoffteil
56: Verschlusselement
57: Einlegeteil
58: Kunststoffteil
59: Halteabschnitt
60: Verschlusselement
61: Einlegeteil
62: Kunststoffteil
63: Verschlusselement
64: Einlegeteil
65: Kunststoffteil

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 2757198 A1 [0002]
DE 102005005667 A1 [0003]

Claims

Kugelgelenk für ein Fahrzeug mit einem Gelenkgehäuse (3) und einem beweglich in diesem gelagerten Gelenkinnenteil (5), und mit einem Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) zum Sichern des Gelenkinnenteils (5) in dem Gelenkgehäuse (3), dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) aus einem Kunststoffteil (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) und einem mindestens teilweise mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils (12, 21, 25,32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) umspritzten Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) zum Versteifen des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) gebildet ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Gleitlagerung (8), an der das Gelenkinnenteil (5) gleitbeweglich anliegt, wobei die Gleitlagerung (8) mittels einer Lagerschale (9) und einer Anlagefläche (10) des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) ausgebildet ist.
Kugelgelenk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) die Anlagefläche (10) aufweist, insbesondere ist die Anlagefläche (10) sphärisch, kugelabschnittsförmig und/oder ringartig ausgebildet, insbesondere ist die Gleitlagerung (8) zweiteilig ausgebildet, wobei die Lagerschale (9) ein erstes Teil der Gleitlagerung (8) und die Anlagefläche (10) des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) ein zweites Teil der Gleitlagerung (8) bilden.
Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (9) und das Kunststoffteil (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) aus demselben Kunststoffmaterial oder aus verschiedenen Kunststoffmaterialen gebildet sind.
Kugelgelenk nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Lagerschale (9) und das Kunststoffteil (12, 26, 30) einander teilweise überlappen, insbesondere liegt in einem Überlappungsbereich (17) von Lagerschale (9) und Kunststoffteil (12) die Lagerschale (9) an dem Gelenkinnenteil (5) an und ein Abschnitt der Anlagefläche (10) an der Lagerschale (9) an.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) teilweise oder vollständig umgeben oder umschlossen ist.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (11, 24, 43) teilweise aus dem Kunststoffteil (12, 25, 44) herausragt, insbesondere steht das Einlegeteil (11, 24, 43) radial über einen Außenumfang des Kunststoffteils (12, 25, 44) hinaus.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) mit dem Gelenkgehäuse (3) zum Halten des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) an dem Gelenkgehäuse (3) zusammenwirkt, insbesondere ist das Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) teilweise und/oder ein Außenumfangsbereich des Einlegeteils (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) in einer, vorzugsweise mittels Umformung hergestellten, Haltenut (14) des Gelenkgehäuses (3) geklemmt.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) aus einem Metall, einem Kunststoff und/oder einem Faserkunststoffverbund gebildet ist, insbesondere ist das Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) mittels eines Zieh-, Strangpress-, Fließpress-, Gussprozesses und/oder als Blechumformteil und/oder aus einem Endlosmaterial hergestellt.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (61, 64, 66) aus einem Endlosmaterial und/oder Strangmaterial hergestellt ist, wobei das Endlosmaterial und/oder Strangmaterial mit zwei freie Enden zum Ausbilden einer Ringstruktur umgeformt ist, insbesondere ist das Einlegeteil (66) schlüsselringartig geformt.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Einlegeteil (66) mindestens ein Durchgangsloch (27), insbesondere mehrere Durchgangslöcher (27), aufweist, wobei das mindestens eine Durchgangsloch (27) von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils (25) durchdrungen und/oder ausgefüllt ist.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoffteil (25) mindestens eine Nut (30), insbesondere mehrere Nuten (30), zum Erleichtern eines Entformens aus einem Werkzeug zum Herstellen des Kunststoffteils (25) aufweist, insbesondere ist die mindestens eine Nut (30) im Bereich eines Außenrandes (29) einer Balghaltenut (28) angeordnet.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (20) eine Federfunktion und/oder Federeinrichtung (22) zum Realisieren einer auf das Gelenkinnenteil (5) wirkenden Vorspannung aufweist, insbesondere ist die Federeinrichtung (22) mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils (21) gebildet oder die Federeinrichtung (22) ist mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils (21) an oder in dem Verschlusselement (20) gehalten.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2, 20, 31, 34) eine elektronische Komponente (16) und/oder eine Aufnahme zum Anordnen einer elektronischen Komponente (16) aufweist, insbesondere ist die elektronische Komponente (16) und/oder die Aufnahme mittels des Kunststoffmaterials des Kunststoffteils (12, 21, 32) an oder in dem Verschlusselement (2, 20, 31, 34) gehalten oder gebildet.
Kugelgelenk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) als ein Verschlussdeckel oder als ein Verschlussring ausgebildet ist.
Verschlusselement für ein Kugelgelenk (1, 19) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlusselement (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) aus einem Kunststoffteil (12, 21, 25, 32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) und einem mindestens teilweise mit dem Kunststoffmaterial des Kunststoffteils (12, 21, 25,32, 38, 44, 51, 55, 58, 62, 65) umspritzten Einlegeteil (11, 24, 37, 43, 47, 50, 54, 57, 61, 64, 66) zum Versteifen des Verschlusselementes (2, 20, 23, 28, 31, 34, 36, 42, 46, 49, 53, 56, 60, 63) gebildet ist.