DE102018218266A1 - Inner part for a molecular joint of a suspension arm - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Innenteil (10) für ein Molekulargelenk (11) eines Fahrwerklenkers (12). Das Innenteil (10) weist ein sich in dessen Axialrichtung (a) erstreckendes Kugelstück (13) mit einem, zumindest im Wesentlichen, kugelförmigen Lagerbereich (14) auf, der von einem einstückigen Elastomerkörper (15) ringförmig umschließend eingefasst ist. Das Innenteil (10) zeichnet sich dadurch aus, dass, bei Betrachtung in Axialrichtung (a) des Kugelstücks (13), beidseits des kugelförmigen Lagerbereichs (14) jeweils eine, das Kugelstück (13) zylindermantelförmig umlaufende und zugleich unbearbeitete, Abdichtfläche (18) angeordnet ist. Die beiden Abdichtflächen (18) sind dazu geeignet, bei einer Herstellung des Elastomerkörpers (15) in einem Elastomer-Spritzgießverfahren ein ungewolltes Austreten einer zunächst dünnflüssigen Elastomermasse zu verhindern.Die Erfindung betrifft weiterhin einen Fahrwerklenker (12) mit einem Molekulargelenk (11) sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Innenteils (10) für ein Molekulargelenk (11).The invention relates to an inner part (10) for a molecular joint (11) of a chassis control arm (12). The inner part (10) has a ball piece (13) extending in its axial direction (a) with an, at least essentially, spherical bearing area (14), which is encircled by a one-piece elastomer body (15). The inner part (10) is characterized by the fact that, when viewed in the axial direction (a) of the ball piece (13), on both sides of the spherical bearing area (14) there is one sealing surface (18) that surrounds the ball piece (13) in the shape of a cylinder jacket and is also unprocessed. is arranged. The two sealing surfaces (18) are suitable for preventing the unintentional leakage of an initially thin elastomer mass when the elastomer body (15) is produced in an elastomer injection molding process Method for producing an inner part (10) for a molecular joint (11).
Description
Die Erfindung betrifft ein Innenteil für ein Molekulargelenk eines Fahrwerklenkers und einen Fahrwerklenker mit einem Molekulargelenk, sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Innenteils für ein Molekulargelenk, gemäß den Oberbegriffen der unabhängigen Patentansprüche.The invention relates to an inner part for a molecular joint of a suspension arm and a suspension arm with a molecular joint, and to a method for producing an inner part for a molecular joint, according to the preambles of the independent claims.
Molekulargelenke, die auch als Pratzengelenke bezeichnet werden, sind aus dem Stand der Technik bekannt und weisen ein Gehäuse sowie ein Innenteil auf, wobei das Innenteil im Einbauzustand unter Vorspannung in dem Gehäuse festgelegt ist. Das Gehäuse selbst ist üblicherweise Bestandteil eines Fahrwerklenkers. Das Innenteil beinhaltet ein sich in dessen Axialrichtung erstreckendes Kugelstück, das quasi als eine Achse des Molekulargelenks wirkt. Das Kugelstück weist einen, zumindest im Wesentlichen, kugelförmigen Lagerbereich auf, der von einem einstückigen Elastomerkörper ringförmig umschließend eingefasst ist. Das Kugelstück lässt sich unter Krafteinwirkung relativ zu dem Gehäuse bewegen, wobei das Material des Elastomerkörpers Rückstellungseigenschaften aufweist, die nach Fortfall der Krafteinwirkung eine Rückkehr des Kugelstücks in seine nicht ausgelenkte Nulllage bewirken. Molekulargelenke werden häufig in Kraftfahrzeugen, insbesondere Nutzfahrzeugen zum Transport von Personen und/oder Gütern, verwendet und verbinden dort beispielsweise Fahrwerklenker mit einem Fahrzeugrahmen. Der Elastomerkörper bewirkt im Einbauzustand durch molekulare Verformung einen Ausgleich axialer und/oder radialer und/oder torsionaler und/oder kardanischer Verschwenkungen des Kugelstücks relativ zu dem aufnehmenden Gehäuse. Auf diese Weise kann beispielsweise eine Starrachse über Fahrwerklenker, die mit Molekulargelenken versehen sind, gelenkig an einen Fahrzeugrahmen angebunden sein.Molecular joints, which are also referred to as claw joints, are known from the prior art and have a housing and an inner part, the inner part being fixed in the housing in the installed state under pretension. The housing itself is usually part of a suspension arm. The inner part contains a ball piece extending in its axial direction, which acts as an axis of the molecular joint. The ball piece has an, at least substantially, spherical bearing area, which is encircled by a one-piece elastomer body. The ball piece can be moved relative to the housing under the action of force, the material of the elastomer body having restoring properties which bring about a return of the ball piece to its undeflected zero position after the application of the force. Molecular joints are frequently used in motor vehicles, in particular commercial vehicles for the transport of people and / or goods, and there they connect, for example, chassis control arms to a vehicle frame. In the installed state, the elastomer body compensates for axial and / or radial and / or torsional and / or cardanic pivoting of the ball piece relative to the accommodating housing by molecular deformation. In this way, for example, a rigid axle can be articulatedly connected to a vehicle frame via chassis links which are provided with molecular joints.
Aus der
Derartige Elastomerkörper werden in der Serienfertigung allgemein im Elastomer-Spritzgieß-Verfahren hergestellt. Elastomere sind im Fließbereich sehr dünnflüssig und weisen in diesem Zustand eine sehr geringe Viskosität auf. Daher ist es erforderlich, dass kugelstückseitige Abdichtflächen beidseits des kugelförmigen Lagerbereichs eine relativ hohe Formgenauigkeit und zugleich auch eine relativ hohe Oberflächengüte aufweisen, um beim Elastomer-Spritzgießen ein Entweichen der in diesem Zustand sehr dünnflüssigen Elastomermasse zu verhindern. Kugelstücke, die als Schmiedeteile, insbesondere Gesenkschmiedeteile, ausgelegt sind und herstellungsbedingt eine relativ geringe Formgenauigkeit und Oberflächengüte aufweisen, können im Bereich der Abdichtflächen daher nicht im Rohzustand belassen werden. Vielmehr ist eine nachträgliche spanende Bearbeitung, in der Regel eine Drehbearbeitung, der Abdichtflächen erforderlich, um die erforderliche Formgenauigkeit und Oberflächengüte zu erreichen. Diese Bearbeitung stellt allerdings einen zusätzlichen Arbeitsgang dar, der mit einem entsprechenden Aufwand verbunden ist.Such elastomer bodies are generally manufactured in series production using the elastomer injection molding process. Elastomers are very thin in the flow area and have a very low viscosity in this state. It is therefore necessary that sealing surfaces on the ball-piece side on both sides of the spherical bearing area have a relatively high dimensional accuracy and, at the same time, also a relatively high surface quality in order to prevent the elastomer compound, which is very thin in this state, from escaping during the elastomer injection molding. Spherical pieces, which are designed as forged parts, in particular drop-forged parts, and have a relatively low dimensional accuracy and surface quality due to production, can therefore not be left in the raw state in the area of the sealing surfaces. Rather, subsequent machining, usually turning, of the sealing surfaces is required in order to achieve the required dimensional accuracy and surface quality. However, this processing represents an additional work step, which is associated with a corresponding effort.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Innenteil für ein Molekulargelenk eines Fahrwerklenkers bereitzustellen, bei dem durch eine alternative Ausgestaltung des Innenteils auf eine spanende Bearbeitung der Abdichtflächen verzichtet werden kann.The object of the invention is to provide an inner part for a molecular joint of a suspension arm, in which an alternative embodiment of the inner part means that machining of the sealing surfaces can be dispensed with.
Diese Aufgabe wird gemäß der vorliegenden Erfindung gelöst durch ein Innenteil mit den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs 1.This object is achieved according to the present invention by an inner part with the features of independent claim 1.
Bevorzugte Ausführungsformen und Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche. Weitere Merkmale und Details der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung und aus den Zeichnungsfiguren.Preferred embodiments and developments are the subject of the dependent claims. Further features and details of the invention emerge from the description and from the drawing figures.
Die Erfindung sieht demnach ein Innenteil für ein Molekulargelenk eines Fahrwerklenkers vor. Das Innenteil weist ein sich in dessen Axialrichtung erstreckendes Kugelstück mit einem, zumindest im Wesentlichen, kugelförmigen Lagerbereich auf. Der Lagerbereich ist von einem einstückigen Elastomerkörper ringförmig umschließend eingefasst. Erfindungsgemäß ist, bei Betrachtung in Axialrichtung des Kugelstücks, beidseits des kugelförmigen Lagerbereichs jeweils eine, das Kugelstück zylindermantelförmig umlaufende und zugleich unbearbeitete, Abdichtfläche angeordnet, wobei die beiden Abdichtflächen dazu geeignet sind, bei einer Herstellung des Elastomerkörpers in einem Elastomer-Spritzgießverfahren ein ungewolltes Austreten einer zunächst dünnflüssigen Elastomermasse zu verhindern.The invention accordingly provides an inner part for a molecular joint of a suspension arm. The inner part has a ball piece extending in its axial direction with an, at least essentially, spherical bearing area. The storage area is encircled by an integral elastomer body. According to the invention, when viewed in the axial direction of the ball piece, on both sides of the spherical bearing area, one sealing surface is arranged, which is circumferential and at the same time unprocessed, in the form of a cylinder jacket, the two sealing surfaces being suitable for producing an unwanted leakage when the elastomer body is produced in an elastomer injection molding process first to prevent low-viscosity elastomer mass.
Bei den beiden unbearbeiteten Abdichtflächen handelt es sich insbesondere um Flächen, die in ihrem Rohzustand verbleiben, wobei der Rohzustand insbesondere durch Urformen oder Umformen erzeugt ist. Insbesondere sind die Abdichtflächen nicht Oberflächen des eigentlichen Kugelstücks. Bei dem Kugelstück handelt es sich vorzugsweise um ein umgeformtes Kugelstück, insbesondere ein durch eine Massivumformung hergestelltes Kugelstück. Bevorzugt handelt es sich bei dem Kugelstück um ein Schmiedeteil, insbesondere ein Gesenkschmiedeteil. Alternativ ist auch ein Gussteil vorstellbar. Insbesondere verbleibt eine Außenumfangsfläche des Kugelstücks im Bereich der beiden Abdichtflächen in einem unbearbeiteten Rohzustand. Dies hat bei einem geschmiedeten Kugelstück den Vorteil, dass eine Durchtrennung von tragenden Werkstofffasern durch eine Zerspanoperation vermieden wird und somit der Vorteil des Schmiedens, nämlich die unterbrechungsfrei durchgehenden Werkstofffasern, erhalten bleibt. Auch bei gegossenen Kugelstücken ist es vorteilhaft, wenn diese in ihrem Rohzustand verbleiben können und eine sogenannte Gusshaut unversehrt bleiben kann. Für die Belastbarkeit von Kugelstücken im Fahrbetrieb ist es von besonderem Vorteil, wenn gerade die im Bereich der beiden Abdichtflächen liegenden, also jeweils neben dem kugelförmigen Lagerbereich angeordneten, Außenumfangsfläche des Kugelstücks in einem unversehrten Rohzustand verbleiben können, weil gerade hier im Fahrbetrieb erhöhte Beanspruchungen auftreten. Sollte hingegen eine spanende Bearbeitung des Kugelstücks an einem oder zwei axial endseitig angeordneten Befestigungsbereich(en) erforderlich sein, ist dies in Bezug auf die Festigkeitseigenschaften des Kugelstücks als unkritisch anzusehen.The two unprocessed sealing surfaces are, in particular, surfaces which remain in their raw state, the raw state being generated in particular by primary shaping or shaping. In particular, the sealing surfaces are not surfaces of the actual ball piece. The ball piece is preferably a reshaped spherical piece, in particular a spherical piece produced by a solid forming. The ball piece is preferably a forged part, in particular a drop-forged part. Alternatively, a cast part is also conceivable. In particular, an outer peripheral surface of the ball piece remains in an unprocessed raw state in the region of the two sealing surfaces. In the case of a forged ball piece, this has the advantage that a cutting through of the supporting material fibers by a machining operation is avoided, and the advantage of forging, namely the continuous, uninterrupted material fibers, is retained. Even with cast spherical pieces, it is advantageous if they can remain in their raw state and a so-called cast skin can remain intact. For the load-bearing capacity of ball pieces during driving operation, it is particularly advantageous if the outer peripheral surface of the ball piece lying in the area of the two sealing surfaces, i.e. in each case next to the spherical bearing area, can remain in an undamaged raw state, because increased stresses occur here during driving operation. If, on the other hand, machining of the ball piece at one or two fastening areas (s) arranged axially at the end is necessary, this should be regarded as uncritical with regard to the strength properties of the ball piece.
Vorteilhaft stellen die Abdichtflächen zugleich Außenumfangsflächen von Abdichtvolumina dar, die das Kugelstück jeweils ringförmig umschließen. Insbesondere weist das Innenteil genau zwei Abdichtvolumina auf. Vorzugsweise liegen die Abdichtvolumina jeweils unmittelbar an einer Außenumfangsfläche, insbesondere einer im Rohzustand belassenen Außenumfangsfläche, des Kugelstücks an. Insbesondere sind die Abdichtvolumina formschlüssig und/oder kraftschlüssig und/oder stoffschlüssig mit der unbearbeiteten Außenumfangsfläche des Kugelstücks verbunden. Insbesondere sind die Abdichtvolumina an die unbearbeitete Außenumfangsfläche des Kugelstücks angeformt, insbesondere dichtend angeformt. Insbesondere sind die Abdichtvolumina durch ein Urformverfahren an die unbearbeitete Außenumfangsfläche des Kugelstücks angeformt. Dies hat insbesondere den Vorteil, dass Formabweichungen und/oder Oberflächenbeeinträchtigungen des Kugelstücks im Bereich der Abdichtflächen ausgeglichen werden können. Derartige Formabweichungen können beispielsweise bei einem geschmiedeten Kugelstück in einem Schmiedegrat begründet liegen.The sealing surfaces advantageously also represent outer circumferential surfaces of sealing volumes, each of which surrounds the spherical piece in a ring. In particular, the inner part has exactly two sealing volumes. The sealing volumes preferably each bear directly on an outer peripheral surface, in particular an outer peripheral surface of the ball piece, which is left in its raw state. In particular, the sealing volumes are positively and / or non-positively and / or materially connected to the unprocessed outer peripheral surface of the ball piece. In particular, the sealing volumes are molded onto the unprocessed outer peripheral surface of the ball piece, in particular molded onto it in a sealing manner. In particular, the sealing volumes are molded onto the unprocessed outer circumferential surface of the ball piece by means of a master molding process. This has the particular advantage that shape deviations and / or surface impairments of the ball piece in the area of the sealing surfaces can be compensated for. Such deviations in shape can, for example, be due to a forged ball piece in a forged ridge.
Bevorzugt ist zumindest ein Abdichtvolumen aus einem weicheren Material gebildet als das Material des Kugelstücks. Auf diese Weise kann das Abdichtvolumen gut an die unbearbeitete Außenumfangsfläche des Kugelstücks angeformt werden.At least one sealing volume is preferably formed from a softer material than the material of the ball piece. In this way, the sealing volume can be easily molded onto the unprocessed outer peripheral surface of the ball piece.
Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abdichtvolumen aus einem metallischen Werkstoff gebildet. Beispielsweise kann das Abdichtvolumen aus Magnesium oder Aluminium oder einer Legierung dieser beiden Metalle gebildet sein.According to an advantageous embodiment of the invention, at least one sealing volume is formed from a metallic material. For example, the sealing volume can be formed from magnesium or aluminum or an alloy of these two metals.
Gemäß einer alternativen Ausführungsform der Erfindung ist zumindest ein Abdichtvolumen aus einem nichtmetallischen Werkstoff, insbesondere einem Kunststoff, gebildet. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoff um einen thermoplastischen Kunststoff, der mit Verstärkungsfasern versehen sein kann. Insbesondere handelt es sich bei dem Kunststoff um einen spritzgießbaren Kunststoff. Thermoplastischer Kunststoff, der im Spritzgießverfahren auf die unbearbeitete Außenumfangsfläche des Kugelstücks aufgebracht ist, weist im Verarbeitungszustand eine höhere Viskosität auf als spritzgießbares Elastomermaterial. Daher ist es möglich, Kontaktflächen eines Kunststoff-Spritzgießwerkzeugs gegenüber der unbearbeiteten Außenumfangsfläche des Kugelstücks zumindest soweit abzudichten, dass während des Spritzgießvorgangs keine thermoplastische Spritzgussmasse austritt.According to an alternative embodiment of the invention, at least one sealing volume is formed from a non-metallic material, in particular a plastic. In particular, the plastic is a thermoplastic, which can be provided with reinforcing fibers. In particular, the plastic is an injection-moldable plastic. Thermoplastic plastic, which is applied to the unprocessed outer circumferential surface of the ball piece by injection molding, has a higher viscosity in the processing state than injection-moldable elastomer material. It is therefore possible to seal contact surfaces of a plastic injection mold against the unprocessed outer peripheral surface of the ball piece at least to such an extent that no thermoplastic injection molding compound emerges during the injection molding process.
Zweckmäßig weisen die beiden Abdichtflächen eine glattere Oberfläche auf als unbearbeitete Außenumfangsflächen des Kugelstücks, die im Bereich der beiden Abdichtflächen angeordnet sind. Unter einer glatteren Oberfläche ist in diesem Zusammenhang eine Oberfläche zu verstehen, die eine geringere Rauhtiefe aufweist als die vorgenannten unbearbeiteten Außenumfangsflächen des Kugelstücks. Insbesondere weisen die beiden Abdichtflächen neben einer glatteren Oberfläche auch eine höhere Formgenauigkeit, insbesondere in Bezug auf eine Zylindermantelform, auf als unbearbeitete Außenumfangsflächen des Kugelstücks, die im Bereich der beiden Abdichtflächen angeordnet sind. Durch die glattere Oberfläche, insbesondere auch durch die höhere Formgenauigkeit, ist es möglich, Kontaktflächen eines Elastomer-Spritzgießwerkzeuges derart unmittelbar gegen die Abdichtflächen abzudichten, dass beim Spritzgießen des Elastomerkörpers, keine flüssige Elastomermasse austritt.The two sealing surfaces expediently have a smoother surface than the unprocessed outer peripheral surfaces of the ball piece, which are arranged in the region of the two sealing surfaces. In this context, a smoother surface is to be understood as a surface that has a lower roughness depth than the aforementioned unprocessed outer peripheral surfaces of the ball piece. In particular, in addition to a smoother surface, the two sealing surfaces also have a higher dimensional accuracy, in particular with respect to a cylindrical jacket shape, than unprocessed outer peripheral surfaces of the ball piece, which are arranged in the region of the two sealing surfaces. Due to the smoother surface, in particular also due to the higher dimensional accuracy, it is possible to seal contact surfaces of an elastomer injection molding tool directly against the sealing surfaces in such a way that no liquid elastomer compound emerges when the elastomer body is injection molded.
Vorteilhaft ist zumindest ein Abdichtvolumen, das das Kugelstück ringförmig umschließt, in Axialrichtung durch das Kugelstück eingefasst. Insbesondere ist das zumindest ein Abdichtvolumen, das das Kugelstück ringförmig umschließt, in Axialrichtung beidseitig durch das Kugelstück eingefasst. Durch die axiale Einfassung wird dem Abdichtvolumen eine relativ hohe Formstabilität verliehen. Dies ist insbesondere von Vorteil, wenn das Abdichtvolumen aus einem weicheren Material gebildet ist als das Material des Kugelstücks. Insbesondere weist das Kugelstück, bei Betrachtung in Axialrichtung, an den dem kugelförmigen Lagerbereich abgewandten Seiten der Abdichtvolumina jeweils einen umlaufenden Bund auf, der bei einer Herstellung der Abdichtvolumina in einem Urformverfahren als eine Art Einschalung wirkt. Insbesondere weist das Kugelstück zwei in Axialrichtung voneinander beabstandete, jeweils neben dem kugelförmigen Lagerbereich angeordnete und zugleich in ihrer Oberfläche unbearbeitete, Ringnuten zur Aufnahme der Abdichtvolumina auf. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung ist die Axialrichtung des Innenteils identisch mit der Axialrichtung des Kugelstücks, weshalb teilweise nur die Bezeichnung „Axialrichtung“ ohne weitere Erläuterungen verwendet wird.At least one sealing volume, which surrounds the ball piece in an annular manner, is advantageously bordered in the axial direction by the ball piece. In particular, the at least one sealing volume, which surrounds the ball piece in a ring, is bordered on both sides in the axial direction by the ball piece. The axial volume gives the sealing volume a relatively high level of dimensional stability. This is particularly advantageous if the sealing volume is formed from a softer material than the material of the ball piece. In particular, the ball piece, when viewed in the axial direction, points to the side facing away from the spherical bearing area On each side of the sealing volume, there is a circumferential collar, which acts as a kind of formwork when the sealing volume is produced in a master molding process. In particular, the ball piece has two annular grooves spaced apart from one another in the axial direction, each arranged next to the spherical bearing area and at the same time unprocessed in their surface, for receiving the sealing volumes. In connection with the present invention, the axial direction of the inner part is identical to the axial direction of the ball piece, which is why sometimes only the term “axial direction” is used without further explanation.
Bevorzugt weist das Innenteil beidseits des kugelförmigen Lagerbereichs jeweils ein Abdichtvolumen auf, wobei beide Abdichtvolumina das Kugelstück jeweils ringförmig umschließen und stofflich miteinander verbunden sind. Dadurch sind die beiden Abdichtvolumina zusammen einstückig ausgebildet.The inner part preferably has a sealing volume on each side of the spherical bearing area, the two sealing volumes each enclosing the ball piece in a ring shape and being materially connected to one another. As a result, the two sealing volumes are formed together in one piece.
Zweckmäßig sind die beiden Abdichtvolumina einstückig mit dem kugelförmigen Lagerbereich ausgebildet. Insbesondere, wenn die Abdichtvolumina und der kugelförmige Lagerbereich aus Kunststoff und das Kugelstück aus einem Stahlwerkstoff bestehen, bringt eine derartige Ausgestaltung Gewichtsvorteile.The two sealing volumes are expediently formed in one piece with the spherical bearing area. In particular, if the sealing volumes and the spherical bearing area are made of plastic and the ball piece is made of a steel material, such a configuration brings weight advantages.
Vorzugsweise schließen sich die Abdichtflächen in Axialrichtung des Kugelstücks und zugleich von dem kugelförmigen Lagerbereich weg jeweils unmittelbar unterbrechungsfrei an den Elastomerkörper an. Auf diese Weise ist eine sichere Abdichtung während eines Spritzgießens des Elastomerkörpers gegeben.The sealing surfaces preferably adjoin the elastomer body in the axial direction of the ball piece and, at the same time, away from the spherical bearing area directly and without interruption. In this way, a secure seal is given during an injection molding of the elastomer body.
Bevorzugt erstrecken sich die Abdichtflächen in Axialrichtung des Kugelstücks und zugleich von dem kugelförmigen Lagerbereich weg jeweils über Stützringe, die den Elastomerkörper teilweise axial einfassen, hinaus. Durch eine derartige Ausgestaltung weisen die Abdichtflächen eine relativ große axiale Länge auf, wodurch bei einem Spritzgießen des Elastomerkörpers eine gute Abdichtung zwischen einem Elastomer-Spritzgießwerkzeug und den Abdichtflächen gegeben ist.Preferably, the sealing surfaces extend in the axial direction of the ball piece and at the same time away from the spherical bearing area in each case beyond support rings which partially axially surround the elastomer body. With such a configuration, the sealing surfaces have a relatively large axial length, which means that when the elastomer body is injection molded, a good seal is provided between an elastomer injection molding tool and the sealing surfaces.
Vorteilhaft reichen die Abdichtflächen in Axialrichtung des Kugelstücks bis unter den Elastomerkörper. Auf diese Weise ist auch bei toleranzbedingten geometrischen Schwankungen des Elastomerkörpers und/oder des Kugelstücks eine zuverlässige Abdichtung sichergestellt.The sealing surfaces advantageously extend in the axial direction of the ball piece to below the elastomer body. In this way, a reliable seal is ensured even in the event of tolerance-related geometric fluctuations in the elastomer body and / or the ball piece.
Die Erfindung betrifft weiterhin einen Fahrwerklenker mit einem Molekulargelenk, wobei das Molekulargelenk ein Gehäuse aufweist. Zugleich ist in das Gehäuse ein Innenteil wie zuvor beschrieben eingesetzt. Insbesondere ist ein Elastomerkörper des Innenteils unter axialer Vorspannung in das Gehäuse eingesetzt. Insbesondere weist das Gehäuse eine zylindermantelförmige Innenumfangsfläche auf, die sich in Axialrichtung des Innenteils im Bereich des Elastomerkörpers unterbrechungsfrei durchgehend erstreckt. Insbesondere ist das Molekulargelenk als ein sogenanntes trockenes Gelenk ausgebildet, also als ein Gelenk ohne Dämpfungsflüssigkeit. Die zulässigen Verschwenkungen eines Kugelstücks des Innenteils gegenüber dem aufnehmenden Gehäuse sind begrenzt, beispielsweise auf +/- 15 Grad bei torsionaler Beanspruchung, um Schädigungen des Elastomerkörpers zu vermeiden. Hierdurch und durch werkstoffbedingte Rückstellungseigenschaften des Elastomerkörpers unterscheidet sich das Molekulargelenk grundsätzlich von einem Kugelgelenk, dessen Gelenkkugel in einem Kugelgelenkgehäuse gleitgelagert und uneingeschränkt drehbar ist. An, dem kugelförmigen Lagerbereich in Axialrichtung des Innenteils abgewandten, stirnseitigen Enden des Elastomerkörpers weist dieser jeweils einen anvulkanisierten Stützring auf. Durch die anvulkanisierten Stützringe ist eine in Axialrichtung des Innenteils vorgespannte Festlegung des Elastomerkörpers in dem Gehäuse, das zur Aufnahme des Innenteils vorgesehen ist, möglich. Ohne die Stützringe ist eine solche axial vorgespannte Festlegung des Elastomerkörpers nicht möglich.The invention further relates to a suspension arm with a molecular joint, the molecular joint having a housing. At the same time, an inner part is inserted into the housing as described above. In particular, an elastomer body of the inner part is inserted into the housing under axial prestress. In particular, the housing has a cylindrical circumferential inner circumferential surface which extends continuously in the axial direction of the inner part in the region of the elastomer body without interruption. In particular, the molecular joint is designed as a so-called dry joint, that is, as a joint without damping fluid. The permissible pivoting of a ball piece of the inner part with respect to the receiving housing is limited, for example to +/- 15 degrees in the case of torsional stress, in order to avoid damage to the elastomer body. In this way and due to the material-related restoring properties of the elastomer body, the molecular joint differs fundamentally from a ball joint, the joint ball of which is slidably mounted in a ball joint housing and can be rotated without restriction. On the end faces of the elastomer body facing away from the spherical bearing area in the axial direction of the inner part, the elastomer body in each case has a vulcanized support ring. The vulcanized support rings allow the elastomer body to be pre-tensioned in the axial direction of the inner part in the housing, which is provided for receiving the inner part. Such an axially prestressed fixing of the elastomer body is not possible without the support rings.
Bevorzugt ist der Fahrwerklenker als ein Mehrpunktlenker, insbesondere ein Zweipunktlenker oder ein Dreipunktlenker oder ein Vierpunktlenker, ausgebildet. Der Mehrpunktlenker kann dabei beispielsweise als ein Zweipunktlenker in Form eines Panhardstabs, einer Stabilisatoranbindung oder einer Achsstrebe ausgeführt sein. Alternativ kann der Mehrpunktlenker als ein Dreipunktlenker in Form eines Querlenkers für eine Einzelradaufhängung ausgebildet sein. Der Dreipunktlenker kann auch als ein Achsführungslenker zur Führung einer Starrachse ausgebildet sein. Ein solcher Dreipunktlenker kann an zwei, bezogen auf den Einbauzustand, rahmenseitigen Enden jeweils ein Molekulargelenk, wie zuvor beschrieben, aufweisen. Alternativ oder zusätzlich kann der Dreipunktlenker an einem dritten Ende, über das er an ein Zentralgelenk einer Starrachse anbindbar ist, ein Molekulargelenk, wie zuvor beschrieben, aufweisen. Analog können auch zwei rahmenseitige und/oder zwei achsseitige Enden eines Vierpunktlenkers Molekulargelenke, wie zuvor beschrieben, aufweisen. Der Mehrpunktlenker ist insbesondere Bestandteil eines Fahrwerks eines Nutzfahrzeugs zum Transport von Personen und/oder Gütern.The suspension arm is preferably designed as a multi-point link, in particular a two-point link or a three-point link or a four-point link. The multi-point link can be designed, for example, as a two-point link in the form of a Panhard rod, a stabilizer link or an axle strut. Alternatively, the multi-point link can be designed as a three-point link in the form of a wishbone for an independent wheel suspension. The three-point link can also be designed as an axle guide link for guiding a rigid axle. Such a three-point link can each have a molecular joint, as described above, at two ends on the frame side, based on the installed state. Alternatively or additionally, the three-point link can have a molecular joint, as described above, at a third end, via which it can be connected to a central joint of a rigid axle. Analogously, two frame-side and / or two axle-side ends of a four-point link can also have molecular joints, as described above. The multi-point link is in particular a component of the chassis of a commercial vehicle for the transportation of people and / or goods.
Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Innenteils für ein Molekulargelenk, wie zuvor beschrieben, wobei der Elastomerkörper in einem Elastomer-Spritzgießverfahren hergestellt wird. Bei dem Spritzgießvorgang erfolgt eine Abdichtung eines Elastomer-Spritzgießwerkzeugs gegenüber dem Innenteil über unbearbeitete Abdichtflächen, die, bei Betrachtung in Axialrichtung des Kugelstücks, beidseits des kugelförmigen Lagerbereichs jeweils, das Kugelstück zylindermantelförmig umlaufend, angeordnet sind.In addition, the invention relates to a method for producing an inner part for a molecular joint, as described above, wherein the elastomer body is produced in an elastomer injection molding process. During the injection molding process, an elastomer Injection molding tool with respect to the inner part via unprocessed sealing surfaces, which, when viewed in the axial direction of the ball piece, are arranged on both sides of the spherical bearing area, the ball piece circumferentially in the form of a cylinder jacket.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand lediglich Ausführungsbeispiele darstellender Zeichnungen näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche, ähnliche oder funktional gleiche Bauteile oder Elemente beziehen. Dabei zeigt:
-
1 in einer perspektivischen Darstellung einen Teil eines Fahrwerks gemäß dem Stand der Technik; -
2 in einem Viertelschnitt mit einer Detaillierung, ein Innenteil für ein Molekulargelenk gemäß dem Stand der Technik; -
3 in einem Viertelschnitt mit einer Detaillierung, ein Innenteil für ein Molekulargelenk gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung; -
4 in einem Viertelschnitt ein Innenteil für ein Molekulargelenk gemäß einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; -
5 in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung das Innenteil für ein Molekulargelenk gemäß4 ; -
6 in einer perspektivischen Darstellung einen als Zweipunktlenker ausgebildeten Fahrwerklenker gemäß der Erfindung; -
7 in einer perspektivischen, teilweise geschnittenen Darstellung einen Teil des Zweipunktlenkers gemäß6 ; -
8 in einer perspektivischen Darstellung einen als Dreipunktlenker ausgebildeten Fahrwerklenker gemäß der Erfindung und -
9 in einer perspektivischen Darstellung einen als Vierpunktlenker ausgebildeten Fahrwerklenker gemäß der Erfindung.
-
1 a perspective view of part of a chassis according to the prior art; -
2nd in a quarter section with a detail, an inner part for a molecular joint according to the prior art; -
3rd in a quarter section with a detail, an inner part for a molecular joint according to a first embodiment of the invention; -
4th in a quarter section an inner part for a molecular joint according to a second embodiment of the invention; -
5 in a perspective, partially sectioned representation of the inner part for a molecular joint4th ; -
6 a perspective view of a two-point control arm designed according to the invention; -
7 in a perspective, partially sectioned representation of part of the two-point link according to6 ; -
8th in a perspective view a trained as a three-point control arm according to the invention and -
9 in a perspective view a trained as a four-point control arm according to the invention.
Ein in
Die Abdichtflächen
Ein in
BezugszeichenlisteReference list
- 11
- Fahrwerklanding gear
- 22nd
- NutzfahrzeugCommercial vehicle
- 55
- StarrachseRigid axle
- 66
- FahrzeugrahmenVehicle frame
- 1010th
- Innenteilinner part
- 1111
- MolekulargelenkMolecular joint
- 1212th
- Fahrwerklenker, Mehrpunktlenker, Zweipunktlenker, Achsstrebe, Dreipunktlenker, VierpunktlenkerChassis handlebars, multi-point links, two-point links, axle struts, three-point links, four-point links
- 1313
- KugelstückBall piece
- 1414
- kugelförmiger Lagerbereichspherical storage area
- 1515
- ElastomerkörperElastomer body
- 1616
- Blechring, StützringSheet metal ring, support ring
- 1717th
- RohteiloberflächeBlank surface
- 1818th
- AbdichtflächeSealing surface
- 1919th
- BefestigungsbereichFastening area
- 2020th
- AbdichtvolumenSealing volume
- 2121
- RingnutRing groove
- 2222
- SchmiedegratForge ridge
- 2323
- Außenumfangsfläche des KugelstücksOuter peripheral surface of the ball piece
- 2424th
- Elastomer-SpritzgießwerkzeugElastomer injection mold
- 2525th
- BundFederation
- 2626
- Gehäusecasing
- 2727
- SchaftteilShaft part
- 2828
- Rohrabschnitt Pipe section
- xx
- FahrzeuglängsrichtungVehicle longitudinal direction
- aa
- Axialrichtung des Innenteils, Axialrichtung des KugelstücksAxial direction of the inner part, axial direction of the ball piece
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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