DE102020200560B4 - Verfahren zum Herstellen eines Gelenks und/oder eines Fahrwerkbauteils für ein Fahrzeug - Google Patents

Verfahren zum Herstellen eines Gelenks und/oder eines Fahrwerkbauteils für ein Fahrzeug Download PDF

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Abstract

Verfahren zum Herstellen eines Gelenks (1, 27) und/oder eines Fahrwerkbauteils (2) für ein Fahrzeug, wobei eine Lagerschale (3, 20) an einer Gelenkkugel (13, 22) eines Gelenkinnenteils (10, 19) angeordnet wird, und anschließend ein Strukturteil (5, 28) um die Lagerschale (3, 20) mit dem gelenkbeweglich darin aufgenommenen Gelenkinnenteil (10, 19) spritzgegossen wird, wobei die Lagerschale (3, 20) positionsfest in Bezug zum Strukturteil (5, 28) an diesem gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Spritzgussschritt zum Herstellen der Lagerschale (3, 20) ein erstes Kunststoffmaterial um die Gelenkkugel (13, 22) spritzgegossen und in einem nachfolgenden weiteren Spritzgussschritt zum Herstellen des Strukturteils (5, 28) ein weiteres Kunststoffmaterial um die Lagerschale (3, 20) spritzgegossen wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Gelenks und/oder eines Fahrwerkbauteils für ein Fahrzeug, wobei eine Lagerschale an einer Gelenkkugel eines Gelenkinnenteils angeordnet wird, und anschließend ein Strukturteil um die Lagerschale mit dem gelenkbeweglich darin aufgenommenen Gelenkinnenteil spritzgegossen wird, wobei die Lagerschale positionsfest im Bezug zum Strukturteil an diesem gehalten ist.
  • Ein derartiges Verfahren ist aus der EP 3 431 787 A1 bekannt. Hierbei wird zunächst die Lagerschale in einem Spritzgussverfahren hergestellt. Anschließend wird die Lagerschale auf die Gelenkkugel eines Gelenkinnenteils aufgeschnappt. Sodann wird das Gelenkinnenteil mit der aufgeschnappten Lagerschale mit einem Kunststoffmaterial zum Ausbilden eines Strukturteils umgossen. Hierbei ist von Nachteil, dass die Lagerschale zunächst unabhängig und als ein eigenständiges Bauteil hergestellt werden muss und in einem separaten Schritt auf der Gelenkkugel des Gelenkinnenteils angeordnet wird.
  • Als Alternative ist der Anmelderin bekannt, die Gelenkkugel unmittelbar mit dem Kunststoffmaterial zum Ausbilden des Strukturteils zu umspritzen. Bei dieser Variante wird somit auf eine Lagerschale verzichtet. Insbesondere bei einem faserverstärkten Kunststoffmaterial zum Ausbilden des Strukturteils besteht jedoch bei einem direkten Kontakt mit der Gelenkkugel die Gefahr eines erhöhten Verschleißes. Insbesondere besteht das Risiko, dass sich einzelne Partikel des faserverstärkten Kunststoffmaterials ablösen und diese abrasiv wirkenden Fasern des faserverstärkten Kunststoffmaterials Material von der, insbesondere metallenen, Gelenkkugel abtragen.
  • Bei Verwendung einer auf der Gelenkkugel aufgeschnappten Lagerschale und einem anschließenden Spritzgießen des Strukturteils besteht zudem die Gefahr, dass die Lagerschale verrutscht bzw. nicht prozesssicher für den Spritzgussprozess des Strukturteils an der Gelenkkugel gehalten wird.
  • Es ist die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe, ein Verfahren der eingangs genannten Art derart weiterzuentwickeln, dass ein Gelenk und/oder ein Fahrwerkbauteil mit einem solchen Gelenk hergestellt werden kann, wobei der Herstellungsprozess verbessert ist. Vorzugsweise soll der Verschleiß des Gelenks und/oder eines Fahrwerkbauteils mit einem solchen Gelenk reduzierbar sein. Insbesondere soll eine alternative Ausführungsform bereitgestellt werden.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird mit einem Verfahren nach Anspruch 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung finden sich in den Unteransprüchen und in der nachfolgenden Beschreibung.
  • Das Verfahren ist zum Herstellen eines Gelenks und/oder eines Fahrwerkbauteils für ein Fahrzeug, insbesondere ein Kraftfahrzeug, ausgebildet. Insbesondere ist das Gelenk als ein Kugelgelenk, beispielsweise als ein Kugelzapfengelenk oder als ein Kugelhülsengelenk, ausgebildet. Derartige Gelenke und/oder Fahrwerkbauteile, insbesondere mit einem solchen Gelenk, können im Fahrzeugbau auf vielfältige Weise zum Einsatz kommen. Vorzugsweise dienen Gelenke im Fahrwerk dazu, Fahrwerksbauteile oder Fahrwerkskomponenten, wie beispielsweise Lenkerbauteile, Radträger, Spurstangen oder dergleichen, gelenkig miteinander oder mit dem Fahrzeugaufbau bzw. einem daran befestigten Achsträger zu verbinden.
  • Eine Lagerschale wird an einer Gelenkkugel eines Gelenkinnenteils angeordnet. Das Gelenkinnenteil bzw. die Gelenkkugel des Gelenkinnenteils ist gelenkbeweglich in der Lagerschale aufgenommen. Insbesondere ist unter einer gelenkbeweglichen Lagerung des Gelenkinnenteils bzw. der Gelenkkugel in der Lagerschale eine Schwenkbeweglichkeit, Kippbeweglichkeit und/oder Drehbeweglichkeit zu verstehen. Vorzugsweise ist unter einer gelenkbeweglichen Lagerung zweier Komponenten, hier beispielsweise des Gelenkinnenteils und der Lagerschale, eine derartige Verbindung zu verstehen, bei der die beiden Komponenten um mindestens eine Drehachse relativ zueinander verdreht und/oder zueinander verkippt werden können. Insbesondere lässt eine gelenkbewegliche Verbindung keine translatorische Bewegung der beiden Komponenten relativ zueinander zu.
  • Anschließend an die Anordnung der Lagerschale an der Gelenkkugel wird ein Strukturteil um die Lagerschale mit dem gelenkbeweglich darin aufgenommenen Gelenkinnenteil spritzgegossen. Hierbei bzw. hierdurch ist die Lagerschale positionsfest in Bezug zum Strukturteil an dem Strukturteil gehalten.
  • In einem ersten Spritzgussschritt zum Herstellen der Lagerschale wird ein erstes Kunststoffmaterial um die Gelenkkugel spritzgegossen. In einem nachfolgenden weiteren, insbesondere zweiten, Spritzgussschritt wird zum Herstellen des Strukturteils ein weiteres Kunststoffmaterial um die Lagerschale spritzgegossen.
  • Hierbei ist von Vorteil, dass die Lagerschale nicht zunächst einzelnes Bauteil separat hergestellt und erst anschließend auf die Gelenkkugel aufgeschnappt wird. Stattdessen wird die Lagerschale unmittelbar auf bzw. um die Gelenkkugel spritzgegossen. Hierdurch ist ein separater Montageschritt zum Montieren einer zuvor hergestellten Lagerschale an der Gelenkkugel verzichtbar. Um die unmittelbar an der Gelenkkugel selbst spritzgegossene Lagerschale wird anschließend im weiteren, insbesondere zweiten, Spritzgussschritt das Strukturteil spritzgegossen. Das erste Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale kann hinsichtlich einer reibungsarmen Lagerung der Gelenkkugel optimiert ausgewählt werden. Für das weitere Kunststoffmaterial kann beispielsweise ein faserverstärktes Kunststoffmaterial eingesetzt werden. Hierbei gelangt das faserverstärkte Kunststoffmaterial aufgrund der vorgesehenen Lagerschale nicht in direkten Kontakt mit der Gelenkkugel. Hierdurch kann ein vorzeitiger Verschleiß des Gelenks vermieden werden.
  • Gemäß einer Weiterbildung weist das Gelenkinnenteil und/oder die Gelenkkugel mindestens eine Vertiefung oder genau eine Vertiefung in der Kugeloberfläche des Gelenkinnenteils und/oder der Gelenkkugel auf. Die Vertiefung wird im ersten Spritzgussschritt mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgefüllt. Hierdurch ist die Lagerschale nach dem ersten Spritzgussschritt positionsfest in Bezug zur Gelenkkugel an dieser und/oder an dem Gelenkinnenteil gehalten. Insbesondere ist die Lagerschale für den nachfolgenden weiteren Spritzgussschritt prozesssicher an der Gelenkkugel gehalten. Hierdurch wird ein Verrutschen der Lagerschale beim Spritzgießen des Strukturteils vermieden.
  • Vorzugsweise wird das in der Vertiefung angeordnete erste Kunststoffmaterial bei einer ersten Kipp- und/oder Schwenkbewegung des Gelenkinnenteils in der Lagerschale von dem die Kugeloberfläche der Gelenkkugel umgebenden ersten Kunststoffmaterial abgetrennt und/oder abgeschert. Nach der ersten Kipp- und/oder Schwenkbewegung verbleibt somit das die Vertiefung ausfüllende erste Kunststoffmaterial in der Vertiefung.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform wird die Vertiefung in der Kugeloberfläche des Gelenkinnenteils und/oder in der Kugeloberfläche der Gelenkkugel als ein Sackloch ausgebildet. Insbesondere kann die Vertiefung oder das Sackloch an oder in einem Pol der Gelenkkugel angeordnet sein. Vorzugsweise ist die Vertiefung oder das Sackloch koaxial zu einer Mittellängsachse des Gelenkinnenteils angeordnet bzw. ausgebildet. Eine derartige Vertiefung lässt sich vergleichsweise einfach und kostengünstig bei der Herstellung des Gelenkinnenteils realisieren. Beispielsweise kann die Vertiefung beim Gießen des Gelenkinnenteils hergestellt werden. Alternativ kann die Vertiefung nach dem Herstellen des Gelenkinnenteils mittels einer spanenden Bearbeitung, beispielsweise mittels Bohren oder Fräsen, hergestellt werden.
  • Alternativ kann die Vertiefung in der Kugeloberfläche des Gelenkinnenteils und/oder in der Kugeloberfläche der Gelenkkugel als eine Nut ausgebildet werden. Insbesondere ist die Vertiefung oder die Nut ringförmig ausgebildet. Die Nut kann koaxial zu einer Mittellängsachse des Gelenkinnenteils angeordnet sein. Die Nut kann bereits beim Herstellen des Gelenkinnenteils, beispielsweise beim Gießen des Gelenkinnenteils, hergestellt werden. Alternativ kann die Nut nach dem Herstellen des Gelenkinnenteils und somit nachträglich mittels einer spanenden Bearbeitung, insbesondere mittels Fräsen, in die Kugeloberfläche eingebracht werden. Alternativ kann sich die Vertiefung oder die Nut aufgrund einer Kombination der Gelenkkugel mit einer kugelsegmentförmigen Kappe ergeben. Bei diesem Ausführungsbeispiel weist die Gelenkkugel eine Polfläche, insbesondere in einem von einem Gelenkzapfen abgewandten Bereich, auf. Hierbei ist die kugelsegmentförmige Kappe im Bereich der Polfläche an der Gelenkkugel zum Vervollständigen einer Kugelform, insbesondere in dem von dem Gelenkzapfen abgewandten Bereich, angeordnet. Vorzugsweise sind eine Außenseite der Kappe und die Kugeloberfläche der Gelenkkugel mit dem gleichen Radius ausgebildet. Insbesondere ist der Radius und somit ein Mittelpunkt der Außenseite der Kappe und ein Mittelpunkt der Kugeloberfläche identisch. Ein derartiges Gelenkinnenteil, insbesondere ein derartiger Kugelzapfen, kann dreiteilig ausgebildet sein. Hierbei ergibt sich das Gelenkinnenteil aus einem Zusammenbau der einzelnen Bauteile: Gelenkzapfen, Gelenkkugel und Kappe. Die mit der Kappe ergänzte Gelenkkugel kann unmittelbar mit dem ersten Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale umspritzt werden. Aufgrund der kugelsegmentförmigen Kappe, die im Bereich der Polfläche an der Gelenkkugel angeordnet ist, und die zum Vervollständigen der Kugelform ausgebildet ist, ist hierbei die gewünschte Gelenkbeweglichkeit des Gelenkinnenteils in der spritzgegossenen Lagerschale gegeben. Mit anderen Worten ist aufgrund der Kappe eine Blockierung des Gelenkinnenteils in einer unmittelbar um die Gelenkkugel gespritzten Lagerschale aufgrund der Polfläche vermeidbar. Die Nut wird im ersten Spritzgussschritt mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgefüllt. Hierdurch ist die Lagerschale nach dem ersten Spritzgussschritt positionsfest in Bezug zur Gelenkkugel an dieser und/oder an dem Gelenkinnenteil gehalten. Vorzugsweise wird das in der Nut angeordnete erste Kunststoffmaterial bei einer ersten Kipp- und/oder Schwenkbewegung des Gelenkinnenteils in der Lagerschale von dem die Kugeloberfläche der Gelenkkugel und die kugelsegmentförmige Kappe umgebenden ersten Kunststoffmaterial abgetrennt und/oder abgeschert.
  • Gemäß einer Weiterbildung wird im ersten Spritzgussschritt an einer von der Gelenkkugel abgewandten Außenseite der Lagerschale mindestens ein erstes Formschlusselement ausgebildet. Es können auch mehrere, insbesondere gleichartig ausgebildete Formschlusselemente ausgebildet werden. Das mindestens eine Formschlusselement kann als ein Vorsprung oder als eine Vertiefung ausgebildet sein. Insbesondere wird das mindestens eine erste Formschlusselement als ein Steg oder als eine Nut in der Außenseite der Lagerschale realisiert.
  • Vorzugsweise wird im weiteren Spritzgussschritt an einer der Außenseite der Lagerschale zugewandten Innenseite des Strukturteils mindestens ein weiteres Formschlusselement ausgebildet. Insbesondere können mehrere, vorzugsweise gleichartig ausgebildete, weitere Formschlusselemente an der Innenseite des Strukturteils ausgebildet werden. Hierbei sind das erste Formschlusselement und das weitere Formschlusselement derart ausgebildet, dass diese zum Verhindern einer Dreh- und/oder Kippbewegung der Lagerschale in dem Strukturbauteil formschlüssig zusammenwirken und/oder ineinandergreifen. Insbesondere ist das weitere Formschlusselement korrespondierend zum ersten Formschlusselement ausgebildet. Entsprechend kann das weitere Formschlusselement als ein Vorsprung oder als eine Vertiefung, insbesondere als ein Steg oder als eine Nut, ausgebildet werden.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform wird das Strukturteil als ein Gelenkgehäuse und/oder als ein Bestandteil eines Fahrwerkbauteils ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil kann als ein Lenker, ein Achsträger oder als ein Radträger ausgebildet sein. Insbesondere ist das Gelenk als ein Axialgelenk, Radialgelenk oder Traggelenk realisiert. Vorzugsweise wird als weiteres Kunststoffmaterial zum Ausbilden des Strukturteils ein faserverstärktes Material bzw. ein faserverstärktes Kunststoffmaterial eingesetzt.
  • Nach einer weiteren Ausführungsform wird als erstes Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale, insbesondere zum Ausgleich von fehlendem Schmiermittel, ein selbstschmierendes Material eingesetzt. Da die Lagerschale unmittelbar um die Gelenkkugel spritzgegossen wird, kann ein Schmiermittel allenfalls mittels des Kapillareffektes zwischen der Lagerschale und der Gelenkkugel eingebracht werden. Insbesondere können keine Schmiermittelnuten in der Lagerschale ausgebildet werden. Zum Ausgleich des somit fehlenden und/oder zu geringen Schmiermittels zwischen der Lagerschale und der Gelenkkugel kann daher ein selbstschmierendes erstes Kunststoffmaterial verwendet. Insbesondere wird ein im Vergleich zum weiteren Kunststoffmaterial reibungsarmes bzw. reibungsärmeres Material eingesetzt. Vorzugsweise wird als erstes Kunststoffmaterial ein Thermoplast, ein POM (Polyoxymethylen), PTFE (Polytetrafluorethylen) oder PEEK (Polyetheretherketon) eingesetzt.
  • Gemäß einer Weiterbildung werden das erste Kunststoffmaterial und das weitere Kunststoffmaterial derart ausgewählt und/oder aufeinander abgestimmt, so dass während des weiteren Spritzgussschrittes zugleich ein Temperschritt zum Erwärmen bzw. Tempern der Lagerschale erfolgt. Somit kann während des Spritzgießens des Strukturteils ein Tempereffekt erzielt werden, welcher zusätzlich den Traganteil der Lagerschale erhöht. Insbesondere können unerwünschte Eigenspannungen in der Lagerschale mittels des Tempereffekts abgebaut werden.
  • 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 teiltransparente Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Gelenks bzw. Fahrwerkbauteils mit einer ersten Lagerschale,
    • 2 eine Seitenansicht eines Gelenkinnenteils für ein Gelenk bzw. Fahrwerkbauteil gemäß 1,
    • 3 eine perspektivische Draufsicht auf das Gelenkinnenteil gemäß 2,
    • 4 eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht des Gelenkinnenteils gemäß 2 und 3 mit einer zweiten Lagerschale,
    • 5 eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht eines weiteren Gelenkinnenteils mit einer weiteren Lagerschale, und
    • 6 eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten weiteren Gelenks mit dem weiteren Gelenkinnenteil und der weiteren Lagerschale gemäß 5.
  • 1 zeigt eine teiltransparente Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten Gelenks 1 bzw. Fahrwerkbauteils 2 mit einer ersten Lagerschale 3. Das Gelenk 1 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Kugelzapfengelenk ausgebildet. Das Fahrwerkbauteil 2 ist hier beispielhaft als eine Pendelstütze ausgebildet. Hier ist lediglich ein erstes Ende des Fahrwerkbauteils 2 gezeigt. Ein von dem hier dargestellten ersten Ende abgewandtes zweites Ende des Fahrwerkbauteils 2 kann ebenfalls ein Gelenk 1 wie hier dargestellt aufweisen. Die beiden Gelenke 1 des Fahrwerkbauteils 2 sind mit einem Stangenabschnitt 4 miteinander verbunden.
  • Das Gelenk 1 bzw. das Fahrwerkbauteil 2 weist ein Strukturteil 5 auf. Die Lagerschale 3 ist aus einem ersten Kunststoffmaterial und das Strukturteil 5 aus einem von dem ersten Kunststoffmaterial verschiedenen weiteren Kunststoffmaterial gebildet. Die Lagerschale 3 weist an einer Außenseite 6 ein erstes Formschlusselement 7 auf. Das erste Formschlusselement 7 ist hier beispielhaft als eine ringartige vorspringende Kontur an der Außenseite 6 der Lagerschale 3 ausgebildet. Das erste Formschlusselement 7 wirkt mit einem formkorrespondierend ausgebildeten weiteren Formschlusselement 8 an einer der Außenseite 6 zugewandten Innenseite 9 des Strukturteils 5 zusammen. Das Zusammenwirken des ersten Formschlusselementes 7 und des weiteren Formschlusselementes 8 bewirkt ein Verhindern einer Dreh- und/oder Kippbewegung der Lagerschale 3 in dem Strukturteil 5.
  • In der Lagerschale 3 ist eine hier nicht näher erkennbare Gelenkkugel eines Gelenkinnenteils 10 gelenkbeweglich gelagert. Das Gelenkinnenteil 10 ist bei diesem Ausführungsbeispiel als ein Kugelzapfen ausgebildet. Das Gelenkinnenteil 10 weist einen Gelenkzapfen 11 auf, der sich aus einer Öffnung der Lagerschale 3 und des Strukturteils 5 nach außen heraus erstreckt. Zwischen dem Strukturteil 5 und dem Gelenkzapfen 11 ist ein Dichtungsbalg 12 angeordnet.
  • 2 zeigt eine Seitenansicht eines Gelenkinnenteils 10 für ein Gelenk 1 bzw. Fahrwerkbauteil 2 gemäß 1. Das hier als ein Kugelzapfen ausgebildete Gelenkinnenteil 10 weist neben dem Gelenkzapfen 11 eine Gelenkkugel 13 auf. Bei diesem Ausführungsbeispiel ist das Gelenkinnenteil 10, bestehend aus dem Gelenkzapfen 11 und der Gelenkkugel 13, einstückig ausgebildet. Alternativ kann das Gelenkinnenteil 10, gebildet aus dem Gelenkzapfen 11 und der Gelenkkugel 13, mindestens zweiteilig ausgebildet sein.
  • Die Gelenkkugel 13 weist in ihrer Kugeloberfläche 14 eine Vertiefung 15 auf. Die Vertiefung 15 ist bei diesem Ausführungsbeispiel an einem Pol der Gelenkkugel 13 angeordnet. Hierbei befindet sich der Pol der Gelenkkugel 13 an einer von dem Gelenkzapfen 11 abgewandten Seite der Gelenkkugel 13. Des Weiteren ist die Vertiefung 15 bei diesem Ausführungsbeispiel koaxial zu einer Mittellängsachse 16 des Gelenkinnenteils 10 angeordnet.
  • 3 zeigt eine perspektivische Draufsicht auf das Gelenkinnenteil 10 gemäß 2. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist die Vertiefung 15 als ein Sackloch ausgebildet. Eine derartige Vertiefung 15 lässt sich beispielsweise bei der Herstellung des Gelenkinnenteils 10, insbesondere bei einem Gießen des Gelenkinnenteils 10, oder nachträglich mittels einer spanenden Bearbeitung, beispielsweise einem Bohren, herstellen.
  • 4 zeigt eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht des Gelenkinnenteils 10 gemäß 2 und 3 mit einer zweiten Lagerschale 17. Die zweite Lagerschale 17 kann als eine Alternative für die erste Lagerschale 3 gemäß 1 eingesetzt werden. Im Unterschied zu der ersten Lagerschale 3 weist die zweite Lagerschale 17 mehrere erste Formschlusselemente 18 auf. Im Einzelnen weist die zweite Lagerschale 17 vier erste Formschlusselemente 18 auf, die jeweils stegartig an der Außenseite 6 der zweiten Lagerschale 17 ausgebildet sind. Hierbei sind die mehreren ersten Formschlusselemente 18 zum Ausbilden einer ringförmigen bzw. ringartigen Kontur zueinander angeordnet. Zugunsten einer besseren Übersichtlichkeit sind nicht sämtliche erste Formschlusselemente 18 mit einem Bezugszeichen versehen. Die aus den mehreren ersten Formschlusselementen 18 gebildete ringförmige bzw. ringartige Kontur ist des Weiteren bei diesem Ausführungsbeispiel koaxial zur Mittellängsachse 16 des Gelenkinnenteils 10 angeordnet. Bei einem Spritzgießen des Strukturteils 5 gemäß 1 um die zweite Lagerschale 17 bilden sich an der Innenseite 9 des Strukturteils 5 formkorrespondierend ausgebildete weitere Formschlusselemente, die formschlüssig mit den hier dargestellten ersten Formschlusselementen 18 zusammenwirken.
  • Die hier dargestellte zweite Lagerschale 17 ist ebenso wie die erste Lagerschale 3 gemäß 1 unmittelbar auf die Kugeloberfläche 14 der Gelenkkugel 13 spritzgegossen. In diesem ersten Spritzgussschritt wird auch die Vertiefung 15 mit dem ersten Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale 17 bzw. 3 ausgefüllt. Hierdurch ist die Lagerschale 17 bzw. die Lagerschale 3 gemäß 1 nach dem ersten Spritzgussschritt positionsfest in Bezug zur Gelenkkugel 13 an der Gelenkkugel 13 gehalten. Hieran anschließend wird in einem weiteren Spritzgussschritt zum Herstellen des Strukturbauteils 5 gemäß 1 ein weiteres Kunststoffmaterial um die Lagerschale 17 bzw. 3 spritzgegossen.
  • 5 zeigt eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht eines weiteren Gelenkinnenteils 19 mit einer weiteren Lagerschale 20. Das Gelenkinnenteil 19 ist bei diesem Ausführungsbeispiel dreiteilig ausgebildet. Im Einzelnen ist das Gelenkinnenteil 19 aus einem Gelenkzapfen 21, einer Gelenkkugel 22 und einer Kappe 23 gebildet. Die Gelenkkugel 22 weist auf einer von dem Gelenkzapfen 21 abgewandten Seite eine Polfläche 24 auf. Die Kappe 23 ist kugelsegmentförmig ausgebildet und im Bereich der Polfläche 24 an der Gelenkkugel 22 angeordnet bzw. befestigt. Hierbei ist die Kappe 23 zum Vervollständigen der Kugelform kugelsegmentförmig ausgebildet. Somit ist mittels der Kappe 23 die Kugelform der Gelenkkugel 22 im Bereich der Polfläche 24 vervollständigt. Hierbei bilden die Kappe 23 und die Gelenkkugel 22 gemeinsam eine Kugeloberfläche 25 des Gelenkinnenteils 19.
  • Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Vertiefung 26 in Gestalt einer ringförmigen Nut in der Kugeloberfläche 25 ausgebildet bzw. angeordnet. Die Vertiefung 26 ist aufgrund eines Spaltes zwischen der Kappe 23 und der Gelenkkugel 22 bzw. der Polfläche 24 gebildet. Des Weiteren ist die Vertiefung 26 koaxial zur Mittellängsachse 16 des Gelenkinnenteils 19 angeordnet.
  • Im ersten Spritzgussschritt zum Herstellen der Lagerschale 20 wird die Vertiefung 26 mit dem ersten Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale 20 ausgefüllt. Hierdurch ist die Lagerschale 20 nach dem ersten Spritzgussschritt positionsfest in Bezug zur Gelenkkugel 22 an dieser gehalten.
  • Des Weiteren werden in dem ersten Spritzgussschritt an der Außenseite 6 der Lagerschale 20 erste Formschlusselemente 18 im Sinne von 4 ausgebildet. Insoweit wird auch auf die vorangegangene Beschreibung verwiesen.
  • 6 zeigt eine teiltransparente, perspektivische Seitenansicht eines erfindungsgemäß hergestellten weiteren Gelenks 27 mit dem weiteren Gelenkinnenteil 19 und der weiteren Lagerschale 20 gemäß 5.
  • Die Lagerschale 20 ist nach deren Herstellung im ersten Spritzgussschritt in einem weiteren Spritzgussschritt zum Herstellen eines hier lediglich schematisch dargestellten Strukturteils 28 umgossen worden. Das Strukturteil 28 kann alternativ im Wesentlichen gemäß dem Strukturteil 5 gemäß 1 ausgebildet sein. In dem weiteren Spritzgussschritt zum Herstellen des Strukturteils 28 bilden sich an der Innenseite 9 des Strukturteils 28 formkorrespondierend zu den ersten Formschlusselementen 18 der Lagerschale 20 weitere Formschlusselemente 29.
  • Das erste Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale 3, 17 oder 20 und das weitere Kunststoffmaterial zum Ausbilden des Strukturteils 5 oder 28 sind bei diesen Ausführungsbeispielen gemäß den 1, 4, 5 und 6 derart ausgewählt und aufeinander abgestimmt, so dass während des weiteren Spritzgussschrittes zugleich ein Temperschritt zum Erwärmen bzw. Tempern der Lagerschale 3, 17 bzw. 20 erfolgt.
  • Bezugszeichenliste
    • 1
    Gelenk
    2
    Fahrwerkbauteil
    3
    Lagerschale
    4
    Stangenabschnitt
    5
    Strukturteil
    6
    Außenseite
    7
    erstes Formschlusselement
    8
    weiteres Formschlusselement
    9
    Innenseite
    10
    Gelenkinnenteil
    11
    Gelenkzapfen
    12
    Dichtungsbalg
    13
    Gelenkkugel
    14
    Kugeloberfläche
    15
    Vertiefung
    16
    Mittellängsachse
    17
    zweite Lagerschale
    18
    erstes Formschlusselement
    19
    weiteres Gelenkinnenteil
    20
    weitere Lagerschale
    21
    Gelenkzapfen
    22
    Gelenkkugel
    23
    Kappe
    24
    Polfläche
    25
    Kugeloberfläche
    26
    Vertiefung
    27
    weiteres Gelenk
    28
    Strukturteil
    29
    weiteres Formschlusselement

Claims (10)

  1. Verfahren zum Herstellen eines Gelenks (1, 27) und/oder eines Fahrwerkbauteils (2) für ein Fahrzeug, wobei eine Lagerschale (3, 20) an einer Gelenkkugel (13, 22) eines Gelenkinnenteils (10, 19) angeordnet wird, und anschließend ein Strukturteil (5, 28) um die Lagerschale (3, 20) mit dem gelenkbeweglich darin aufgenommenen Gelenkinnenteil (10, 19) spritzgegossen wird, wobei die Lagerschale (3, 20) positionsfest in Bezug zum Strukturteil (5, 28) an diesem gehalten ist, dadurch gekennzeichnet, dass in einem ersten Spritzgussschritt zum Herstellen der Lagerschale (3, 20) ein erstes Kunststoffmaterial um die Gelenkkugel (13, 22) spritzgegossen und in einem nachfolgenden weiteren Spritzgussschritt zum Herstellen des Strukturteils (5, 28) ein weiteres Kunststoffmaterial um die Lagerschale (3, 20) spritzgegossen wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Gelenkinnenteil (10, 19) und/oder die Gelenkkugel (13, 22) mindestens oder genau eine Vertiefung (15, 26) in seiner oder in ihrer Kugeloberfläche (14, 25) aufweist und die Vertiefung (15, 26) im ersten Spritzgussschritt mit dem ersten Kunststoffmaterial ausgefüllt wird, wodurch die Lagerschale (3, 20) nach dem ersten Spritzgussschritt positionsfest in Bezug zur Gelenkkugel (13, 22) an dieser und/oder an dem Gelenkinnenteil (10, 19) gehalten ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das in der Vertiefung (15, 26) angeordnete erste Kunststoffmaterial bei einer ersten Kipp- und/oder Schwenkbewegung des Gelenkinnenteils (10, 19) in der Lagerschale (3, 20) von dem die Kugeloberfläche (14, 25) der Gelenkkugel (13, 22) umgebenden ersten Kunststoffmaterial abgetrennt und/oder abgeschert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (15) in der Kugeloberfläche (14) des Gelenkinnenteils (10) und/oder der Gelenkkugel (13) als ein, insbesondere an und/oder in einem Pol der Gelenkkugel (13) und/oder koaxial zu einer Mittellängsachse (16) des Gelenkinnenteils (10) angeordnetes, Sackloch ausgebildet wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Vertiefung (26) in der Kugeloberfläche (25) des Gelenkinnenteils (19) und/oder der Gelenkkugel (22) als eine, insbesondere ringförmige und/oder koaxial zu einer Mittellängsachse (16) des Gelenkinnenteils (19) angeordnete, Nut ausgebildet wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Spritzgussschritt an einer von der Gelenkkugel (13, 22) abgewandten Außenseite der Lagerschale (3, 20) mindestens ein erstes Formschlusselement (7, 18) ausgebildet wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass im weiteren Spritzgussschritt an einer der Außenseite der Lagerschale (3, 20) zugewandten Innenseite des Strukturteils (5, 28) mindestens ein weiteres Formschlusselement (8, 29) ausgebildet wird, wobei das erste Formschlusselement (7, 18) und das weitere Formschlusselement (8, 29) zum Verhindern eine Dreh- und/oder Kippbewegung der Lagerschale (3, 20) in dem Strukturteil (5, 28) formschlüssig zusammenwirken und/oder ineinander greifen.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Strukturteil (5, 28) als ein Gelenkgehäuse und/oder als Bestandteil eines Fahrwerkbauteils, insbesondere eines Lenkers, Achsträgers oder Radträgers, ausgebildet wird, vorzugsweise wird als weiteres Kunststoffmaterial zum Ausbilden des Strukturteils (5, 28) ein faserverstärktes Material eingesetzt.
  9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das als erstes Kunststoffmaterial zum Ausbilden der Lagerschale (3, 20) und zum Ausgleich von fehlendem Schmiermittel ein selbstschmierendes Material eingesetzt wird, insbesondere wird ein im Vergleich zum weiteren Kunststoffmaterial reibungsarmes Material eingesetzt, vorzugsweise wird als erstes Kunststoffmaterial ein Thermoplast, POM (Polyoxymethylen), PTFE (Polytetrafluorethylen) oder PEEK (Polyetheretherketon) eingesetzt.
  10. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das erste Kunststoffmaterial und das weitere Kunststoffmaterial derart ausgewählt und/oder aufeinander abgestimmt sind, so dass während des weiteren Spritzgussschrittes zugleich ein Temperschritt zum Erwärmen bzw. Tempern der Lagerschale (3, 20) erfolgt.
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