DE102020207844A1 - Kugelgelenk mit mehrteiligem kugelzapfen - Google Patents

Kugelgelenk mit mehrteiligem kugelzapfen Download PDF

Info

Publication number
DE102020207844A1
DE102020207844A1 DE102020207844.0A DE102020207844A DE102020207844A1 DE 102020207844 A1 DE102020207844 A1 DE 102020207844A1 DE 102020207844 A DE102020207844 A DE 102020207844A DE 102020207844 A1 DE102020207844 A1 DE 102020207844A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
ball
housing
joints
stud
bearing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
DE102020207844.0A
Other languages
English (en)
Inventor
Seth Englebright
Sean Smith
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Federal Mogul Motorparts LLC
Original Assignee
Federal Mogul Motorparts LLC
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Federal Mogul Motorparts LLC filed Critical Federal Mogul Motorparts LLC
Publication of DE102020207844A1 publication Critical patent/DE102020207844A1/de
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0604Construction of the male part
    • F16C11/0609Construction of the male part made from two or more parts
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23PMETAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; COMBINED OPERATIONS; UNIVERSAL MACHINE TOOLS
    • B23P15/00Making specific metal objects by operations not covered by a single other subclass or a group in this subclass
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628Construction or details of the socket member with linings
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0619Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints the female part comprising a blind socket receiving the male part
    • F16C11/0623Construction or details of the socket member
    • F16C11/0628Construction or details of the socket member with linings
    • F16C11/0633Construction or details of the socket member with linings the linings being made of plastics
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0685Manufacture of ball-joints and parts thereof, e.g. assembly of ball-joints
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C11/00Pivots; Pivotal connections
    • F16C11/04Pivotal connections
    • F16C11/06Ball-joints; Other joints having more than one degree of angular freedom, i.e. universal joints
    • F16C11/0695Mounting of ball-joints, e.g. fixing them to a connecting rod
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/20Alloys based on aluminium
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2204/00Metallic materials; Alloys
    • F16C2204/60Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/02Shaping by casting
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/40Shaping by deformation without removing material
    • F16C2220/46Shaping by deformation without removing material by forging
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2220/00Shaping
    • F16C2220/60Shaping by removing material, e.g. machining
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2226/00Joining parts; Fastening; Assembling or mounting parts
    • F16C2226/50Positive connections
    • F16C2226/60Positive connections with threaded parts, e.g. bolt and nut connections
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16CSHAFTS; FLEXIBLE SHAFTS; ELEMENTS OR CRANKSHAFT MECHANISMS; ROTARY BODIES OTHER THAN GEARING ELEMENTS; BEARINGS
    • F16C2326/00Articles relating to transporting
    • F16C2326/01Parts of vehicles in general
    • F16C2326/05Vehicle suspensions, e.g. bearings, pivots or connecting rods used therein
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T403/00Joints and connections
    • Y10T403/32Articulated members
    • Y10T403/32606Pivoted
    • Y10T403/32631Universal ball and socket
    • Y10T403/32681Composite ball
    • Y10T403/32704Stud extends into ball

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Pivots And Pivotal Connections (AREA)

Abstract

Das Kugelgelenk schließt ein Gehäuse ein, das eine Innenbohrung aufweist. Ein Kugelzapfen ist teilweise in der Innenbohrung aufgenommen. Der Kugelzapfen weist einen Kugelabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, die voneinander getrennte Teile sind und die in einem Gewindeeingriff miteinander stehen. Mindestens ein Lager ist in der Innenbohrung angeordnet und trägt gleitend den Kugelabschnitt des Kugelzapfens, um zu ermöglichen, dass sich der Kugelzapfen relativ zu dem Gehäuse dreht und gelenkig bewegt. Der Kugelabschnitt wird durch einen Schmiedevorgang geformt, und der Schaftabschnitt wird durch ein Verfahren geformt, das eine maschinelle Bearbeitung einschließt und kein Schmieden einschließt.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich im Allgemeinen auf Kugelgelenke, wie von der Art zur Verwendung in Autoaufhängungssystemen.
  • Stand der Technik
  • Autoaufhängungssysteme schließen in der Regel eine Vielzahl von Kugelgelenken ein, die bestimmte Komponenten miteinander verbinden und es diesen Komponenten ermöglichen, sich relativ zueinander zu drehen und gelenkig zu bewegen. Derartige Kugelgelenke schließen in der Regel ein Gehäuse, einen Kugelzapfen und ein oder mehrere Lager ein. Bei vielen derartigen Kugelgelenken ist der Kugelzapfen als ein einzelnes monolithisches Stück hergestellt, das durch einen Formvorgang geformt wird, der sowohl Schmieden als auch maschinelles Bearbeiten einschließt.
  • KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNG
  • Ein Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Kugelgelenk, das ein Gehäuse einschließt, das eine Innenbohrung aufweist. Ein Kugelzapfen ist teilweise in der Innenbohrung aufgenommen. Der Kugelzapfen weist einen Kugelabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, die voneinander getrennte Teile sind und die in einem Gewindeeingriff miteinander stehen. Mindestens ein Lager ist in der Innenbohrung angeordnet und trägt gleitend den Kugelabschnitt des Kugelzapfens, um zu ermöglichen, dass sich der Kugelzapfen relativ zu dem Gehäuse dreht und gelenkig bewegt. Der Kugelabschnitt wird durch einen Schmiedevorgang geformt, und der Schaftabschnitt wird durch ein Verfahren geformt, das eine maschinelle Bearbeitung einschließt und kein Schmieden einschließt.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt der Kugelabschnitt eine Öffnung mit Innengewinde ein, und der Schaftabschnitt schließt einen Stift mit Außengewinde ein.
  • Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Satz Kugelgelenke, der ein erstes Kugelgelenk und ein zweites Kugelgelenk einschließt. Jedes der ersten und zweiten Kugelgelenke weist ein Gehäuse, mindestens ein Lager und einen Kugelzapfen auf. Jeder Kugelzapfen weist einen Kugelabschnitt und einen Schaftabschnitt auf, die in einem Gewindeeingriff miteinander stehen. Die Kugelabschnitte der ersten und zweiten Kugelgelenke sind miteinander identisch, und die Schaftabschnitte der ersten und zweiten Kugelgelenke sind nicht miteinander identisch.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist der Kugelabschnitt sowohl für den ersten als auch den zweiten Kugelzapfen eine Öffnung mit Innengewinden auf, und der Schaftabschnitt weist einen Stift mit Außengewinden auf.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das erste und zweite Kugelgelenk nicht identische Gehäuse auf.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung weist das erste und zweite Kugelgelenk nicht identische Lager auf.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die Kugelabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks durch Schmiedevorgänge geformt.
  • Gemäß noch einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung werden die Schaftabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks durch entsprechende Verfahren geformt, die eine maschinelle Bearbeitung einschließen und Schmieden nicht einschließen.
  • Noch ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Satzes von Kugelgelenken. Das Verfahren schließt den Schritt des Gewindeverbindens eines ersten Kugelabschnitts mit einem ersten Schaftabschnitt ein, um einen ersten Kugelzapfen zu bilden. Das Verfahren fährt mit dem Schritt des Einsetzens eines ersten Lagers in eine erste Innenbohrung eines ersten Gehäuses fort. Das Verfahren fährt mit den Schritten des Einsetzens des ersten Kugelabschnitts des ersten Kugelzapfens in die erste Innenbohrung des ersten Gehäuses und des Herstellens eines Gleitkontakts mit dem ersten Kugelabschnitt und dem ersten Lager fort, so dass sich der erste Kugelzapfen relativ zu dem ersten Gehäuse drehen und gelenkig bewegen kann. Das Verfahren fährt mit dem Schritt des Gewindeverbindens eines zweiten Kugelabschnitts mit einem zweiten Schaftabschnitt fort, um ein zweites Kugelgelenk zu bilden. Das Verfahren fährt mit dem Schritt des Einsetzens eines zweiten Lagers in eine zweite Innenbohrung eines zweiten Gehäuses fort. Das Verfahren fährt mit dem Schritt des Einsetzens des zweiten Kugelabschnitts des zweiten Kugelzapfens in das zweite Gehäuse und des Herstellens eines Gleitkontakts zwischen dem zweiten Kugelabschnitt und dem zweiten Lager fort, so dass sich der zweite Kugelzapfen relativ zu dem zweiten Gehäuse drehen und gelenkig bewegen kann. Der erste und zweite Kugelabschnitt des ersten und zweiten Kugelzapfens sind jeweils miteinander identisch, und der erste und zweite Schaftabschnitt des ersten und zweiten Kugelzapfens sind jeweils nicht miteinander identisch.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das erste und zweite Gehäuse nicht miteinander identisch.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung ist das erste und zweite Lager nicht miteinander identisch.
  • Gemäß noch einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt das Verfahren ferner den Schritt des Formens des ersten und zweiten Kugelabschnitts durch Schmiedevorgänge ein.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung schließt das Verfahren ferner den Schritt des Formens des ersten und zweiten Schaftabschnitts durch einen Vorgang ein, der eine maschinelle Bearbeitung einschließt und Schmieden nicht einschließt.
  • Figurenliste
  • Andere Vorteile der vorliegenden Erfindung werden leicht verständlich sein, wobei diese besser verstanden werden, wenn man die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen betrachtet, wobei:
    • 1 eine Vorderansicht einer ersten beispielhaften Ausführungsform eines Kugelgelenks ist, das gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
    • 2 eine Querschnittsansicht des Kugelgelenks von 1 ist;
    • 3 eine Explosions- und eine Querschnittsansicht des Kugelgelenks von 1 ist; und
    • 4 eine Querschnittsansicht einer zweiten beispielhaften Ausführungsform des Kugelgelenks ist.
  • BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
  • Unter Bezugnahme auf die Figuren, worin gleiche Bezugszeichen in den verschiedenen Ansichten entsprechende Teile bezeichnen, ist eine erste beispielhafte Ausführungsform eines Kugelgelenks 20, das nach einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist, im Allgemeinen in den 1 bis 3 dargestellt, und eine zweite Ausführungsform des Kugelgelenks 120 ist im Allgemeinen in 4 dargestellt. Das Kugelgelenk 20 ist so aufgebaut, dass es ein Paar von Komponenten betriebsmäßig miteinander verbindet, während es diesen Komponenten ermöglicht wird, sich relativ zueinander sowohl zu drehen als auch gelenkig zu bewegen. Zum Beispiel ist in der ersten beispielhaften Ausführungsform das Kugelgelenk 20 insbesondere für den Einsatz in einem Aufhängungs- oder Lenksystem eines Kraftfahrzeugs angepasst, um einen Querlenker (nicht dargestellt) mit einem Achsschenkel (nicht dargestellt) oder einen Spurstangenkopf (nicht dargestellt) mit dem Achsschenkel zu verbinden. Es versteht sich jedoch, dass das Kugelgelenk 20 in einer Reihe von sowohl fahrzeugtechnischen als auch nicht fahrzeugtechnischen Anwendungen eingesetzt werden könnte, um eine Reihe verschiedener Arten von Komponenten miteinander zu verbinden. Wie nachstehend im Detail beschrieben, ermöglicht die vorliegende Erfindung Kosteneinsparungen durch Größenvorteile, indem ein Kugelzapfen 26 des Kugelgelenks 20 aus mehreren Teilen hergestellt wird, wobei ein Teil mit einer Reihe von unterschiedlich konfigurierten Kugelgelenken 20, 120 identisch oder gemeinsam ist und ein anderes Teil mit verschiedenen Kugelgelenke 20, 120 unterschiedlich ist.
  • Wie in 1 und 2 dargestellt, schließt das Kugelgelenk 20 der ersten beispielhaften Ausführungsform ein Gehäuse 22 ein, das eine kassettenartige Konstruktion aufweist, indem es so geformt wird, dass es in eine Öffnung des Querlenkers eingepresst werden kann. Das Gehäuse 22 weist einen sich radial nach außen erstreckenden Flansch auf, der einen Stopppunkt für den Einpressvorgang zeigt, sowie eine Nut zur Aufnahme einer Klammer, um das Gehäuse 22 mit dem Querlenker zu verriegeln, nachdem das Gehäuse 22 in die Öffnung gepresst wurde. Alternativ zu der kassettenartigen Konstruktion der ersten beispielhaften Ausführungsform könnte das Gehäuse 22 monolithisch mit einer anderen Komponente, z. B. einem Spurstangenkopf, ausgeführt sein. Das Gehäuse 22 ist vorzugsweise aus Metall, wie Stahl, einer Stahllegierung, Aluminium, einer Aluminiumlegierung usw. hergestellt. Das Gehäuse 22 kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren oder eine Kombination von Verfahren hergestellt werden, welches z. B. Gießen, Schmieden, maschinelle Bearbeitung aus einem Rohling usw. einschließt.
  • Unter Bezugnahme auf 2 weist das Gehäuse 22 der ersten beispielhaften Ausführungsform eine Innenbohrung auf, die sich entlang einer Mittelachse A von einer unteren Wand an einem geschlossenen ersten Ende zu einem offenen zweiten Ende erstreckt (alternativ könnte sich die Innenbohrung zwischen zwei offenen Enden erstrecken). Ein Kugelabschnitt 24 eines Kugelzapfens 26 ist in der Innenbohrung aufgenommen und wird von einem Paar von Lagern 28, 30 (insbesondere von einem Stützlager 28 und einem Ausgangslager 30) getragen, die eine reibungsarme Schnittstelle zwischen dem Kugelzapfen 26 und dem Gehäuse 22 bereitstellen, um diesen Komponenten zu ermöglichen, sich während des Betriebs des Fahrzeugs relativ zueinander gelenkig zu bewegen und zu drehen. Insbesondere weist der Kugelabschnitt 24 des Kugelzapfens 26 eine halbkugelförmig gekrümmte Außenoberfläche auf, und die Lager 28, 30 weisen jeweils gekrümmte Lageroberflächen auf, die einen ähnlichen Krümmungsradius aufweisen wie die Außenoberfläche des Kugelabschnitts 24. Die Lageroberflächen stehen in direktem Gleitkontakt mit dem Kugelabschnitt 24 des Kugelzapfens. In der ersten beispielhaften Ausführungsform stützt das Stützlager 28 gleitend eine untere Halbkugel des Kugelabschnitts 24, und das Ausgangslager 30 stützt sowohl eine obere Halbkugel als auch einen Äquator des Kugelabschnitts 24. Die Lager 28, 30 sind vorzugsweise entweder aus Kunststoff (wie einem kohlenstofffaserverstärkten Acetal-Material) oder aus Metall hergestellt und können durch jedes geeignete Verfahren oder Verfahren, wie Spritzguss oder Druckguss, geformt werden.
  • In der ersten beispielhaften Ausführungsform ist ein Vorspannelement 32 in Form einer Tellerfeder in der Innenbohrung des Gehäuses 22 zwischen dem Stützlager 28 und der unteren Wand des Gehäuses 22 angeordnet. Das Vorspannelement 32 wird elastisch zusammengedrückt, um eine Federkraft gegen das Stützlager 28 aufzubringen und dadurch die gekrümmte Lageroberfläche des Stützlagers 28 gegen die Außenoberfläche des Kugelabschnitts 24 vorzuspannen. Das Vorspannen der Lageroberfläche gegen den Kugelabschnitt 24 bewirkt das Aufbringen einer Vorspannkraft, welche die Größe der Kraft erhöht, die notwendig ist, um die Haftreibung zwischen dem Kugelabschnitt 24 und den Lagern 28, 30 zu überwinden und die Drehung des Kugelzapfens 26 und des Gehäuses 22 relativ zueinander zu ermöglichen. In alternativen Ausführungsformen kann das Vorspannelement 32 eine Reihe verschiedener Formen annehmen. Zum Beispiel kann in einigen Ausführungsformen das Vorspannelement 32 die Form eines Elastomerkissens oder einer Schraubenfeder annehmen.
  • Das Kugelgelenk 20 schließt ferner eine Abdeckplatte 34 ein, die in der Innenbohrung des Gehäuses 22 angrenzend an das offene zweite Ende angeordnet ist und die in direktem Kontakt sowohl mit dem Gehäuse 22 als auch mit dem Ausgangslager 30 steht, um das Ausgangslager 30, den Kugelabschnitt 24, das Stützlager 28 und die Tellerfeder in der Innenbohrung zu halten. In der ersten beispielhaften Ausführungsform wird die Abdeckplatte 34 über einen Kaltschmiedevorgang mit dem Gehäuse 22 verriegelt. Es versteht sich jedoch, dass die Abdeckplatte 34 mit dem Gehäuse 22 durch jedes beliebige Mittel, einschließlich z. B. Gewindeschneiden, Schweißen, Kleben usw., verriegelt werden kann.
  • Der Kugelzapfen 26 schließt auch einen Schaftabschnitt 36 ein, der fest mit dem Kugelabschnitt 24 verbunden ist und durch das offene Ende aus der Innenbohrung des Gehäuses 22 zur Befestigung mit dem Achsschenkel herausragt. Der Schaftabschnitt 36 erstreckt sich entlang der Mittelachse A, von wo aus er mit dem Kugelabschnitt 24 zusammenpasst, bis zu einem distalen Ende mit Gewinde zur Aufnahme einer Mutter, um den Schaftabschnitt 36 mit dem Achsschenkel zu sichern. Entlang seiner vollen axialen Länge vom Kugelabschnitt 24 bis zum distalen Ende weist der Schaftabschnitt 36 einen geringeren Durchmesser auf als der Durchmesser des Kugelabschnitts 24. Der Schaftabschnitt 36 könnte eine Reihe verschiedener Formen und Konfigurationen zur Verwendung bei verschiedenen Anwendungen aufweisen.
  • Der Kugelabschnitt 24 und der Schaftabschnitt 36 sind vorzugsweise beide aus Metall, wie Stahl, einem legierten Stahl, Aluminium, einer Aluminiumlegierung usw. hergestellt. Der Kugelabschnitt 24 und der Schaftabschnitt 36 können aus dem gleichen Material oder aus unterschiedlichen Materialien hergestellt sein. In der ersten beispielhaften Ausführungsform wird der Kugelabschnitt 24 durch einen Schmiedevorgang nahezu in seine endgültige Form gebracht und dann durch einen Vorgang der maschinellen Bearbeitung fertig bearbeitet, und der Schaftabschnitt 36 wird durch ein Verfahren, das die maschinelle Bearbeitung einschließt und das Schmieden nicht einschließt, in seine endgültige Form geformt. Noch bevorzugter wird der Schaftabschnitt 36 durch maschinelles Bearbeiten eines Rohlings hergestellt. Alternativ könnte das Verfahren zur Herstellung des Schaftabschnitts 36 sowohl das Schmieden als auch die maschinelle Bearbeitung einschließen.
  • In der ersten beispielhaften Ausführungsform sind der Schaftabschnitt 36 und der Kugelabschnitt 24 durch ein Gewinde miteinander verbunden. Genauer gesagt, der Kugelabschnitt 24 weist eine Öffnung auf, die sich weniger als vollständig durch den Kugelabschnitt 24 erstreckt und die mit Gewinde versehen ist, um Innengewinde aufzuweisen. Ein axiales Ende des Schaftabschnitts 36 weist einen Stift auf, der mit Gewinde versehen ist, um Außengewinde aufzuweisen. Bei dem Zusammenbau des Kugelgelenks 20 wird der Stift des Schaftabschnitts 36 in die Öffnung des Kugelabschnitts 24 eingeführt und darin eingeschraubt, um Kugel und Schaftabschnitt 24, 36 arretierend miteinander zu verbinden. Ein Klebstoff kann verwendet werden, um ein unbeabsichtigtes Lösen der zwei Komponenten des Kugelzapfens 26 zu verhindern.
  • Unter Bezugnahme auf 4 wird nun eine zweite beispielhafte Ausführungsform des Kugelgelenks 120 im Allgemeinen mit gleichen Bezugszeichen dargestellt, die durch eine vorangestellte „1“ getrennt sind und entsprechende Teile mit der vorstehend beschriebenen ersten beispielhaften Ausführungsform anzeigen. In der zweiten Ausführungsform ist das Kugelgelenk 120 als ein innerer Spurstangenkopf konfiguriert, in dem das Gehäuse 122 einen Gewindestift zur Befestigung mit einer mittleren Spurstange aufweist. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform auch dadurch, dass nur ein einziges Lager 128 eingeschlossen ist, und dass das Lager 128 die Form eines Schnapplagers aufweist, in dem es in Gleitkontakt mit der gesamten oberen Halbkugel, der unteren Halbkugel und dem Äquator des Kugelabschnitts 124 steht. Das Vorspannelement 132 dieser Ausführungsform liegt in Form eines Elastomerkissens vor, das elastisch zusammengedrückt wird, um die Vorspannkraft gegen das Lager zu übertragen, wodurch das Lager gegen den Kugelabschnitt 124 vorgespannt wird.
  • Die Kugelabschnitte 24 und 124 der ersten und zweiten Ausführungsform sind innerhalb angemessener Toleranzen identisch in Form, Material, Abmessungen und Konstruktion. Während die Schaftabschnitte 36, 136 der jeweiligen Kugelzapfen 26, 126 unterschiedliche Formen aufweisen, stehen beide Schaftabschnitte 36,136 in Gewindeeingriff mit ihren jeweiligen Kugelabschnitten 24, 124. Somit kann derselbe Kugelabschnitt 24, 124 in Massenproduktion hergestellt und in Kombination mit verschiedenen Schaftabschnitten 36, 136 für unterschiedliche Anwendungen verwendet werden, indem einfach der für die jeweilige Anwendung geeignete Schaftabschnitt 36, 136 auf einen der Kugelabschnitte 24, 124 aufgeschraubt wird. Dies ermöglicht Kosteneinsparungen durch Größenvorteile, insbesondere in dem Fall, dass bestimmte Schaftabschnitte 36,136 nur ein relativ geringes Volumen aufweisen, da bei diesem relativ geringen Volumen nur der Schaftabschnitt 36, 136 und nicht der volle Kugelzapfen 26, 126 hergestellt werden muss.
  • Ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft einen Satz Kugelgelenke 20, 120, wie die in den 1 bis 3 gezeigte erste beispielhafte Ausführungsform und die in 4 gezeigte zweite beispielhafte Ausführungsform. Die Kugelgelenke 20, 120 in dem Satz weisen Kugelzapfen 26, 126 mit unterschiedlich geformten Schaftabschnitten 36, 136, aber mit identischen Kugelabschnitten 24, 124 auf. Die Kugelgelenke 20, 120 können unter anderem auch unterschiedlich konfigurierte Gehäuse 22, 122, Vorspannelemente 32, 132, Lager 28, 30, 128 und Abdeckplatten 34, 134 aufweisen.
  • Noch ein anderer Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Satzes von Kugelgelenken 20, 120, wie die Kugelgelenke 20, 120 der ersten und zweiten Ausführungsform. Das Verfahren schließt den Schritt des Gewindeschneidens nicht identischer Schaftabschnitte 36, 136 für verschiedene Kugelgelenke 20, 120 in identische Kugelabschnitte 24, 124 ein.
  • Offensichtlich sind viele Modifikationen und Variationen der vorliegenden Erfindung im Lichte der vorstehend beschriebenen Lehren möglich und können innerhalb des Schutzumfangs der beiliegenden Ansprüche anders als ausdrücklich beschrieben ausgeführt werden. Außerdem ist zu verstehen, dass alle Merkmale aller Ansprüche und alle Ausführungsformen miteinander kombiniert werden können, solange sie einander nicht widersprechen.

Claims (13)

  1. Kugelgelenk, umfassend: ein Gehäuse mit einer Innenbohrung; einen Kugelzapfen, der teilweise in der Innenbohrung aufgenommen ist; wobei der Kugelzapfen einen Kugelabschnitt und einen Schaftabschnitt aufweist, die voneinander getrennte Teile sind und die in einem Gewindeeingriff miteinander stehen; mindestens ein Lager, das in der Innenbohrung angeordnet ist und den Kugelabschnitt des Kugelzapfens gleitend trägt, um zu ermöglichen, dass sich der Kugelzapfen relativ zu dem Gehäuse dreht und gelenkig bewegt; wobei der Kugelabschnitt durch einen Schmiedevorgang geformt wird; und wobei der Schaftabschnitt durch ein Verfahren geformt wird, das eine maschinelle Bearbeitung einschließt und Schmieden nicht einschließt.
  2. Kugelgelenk nach Anspruch 1, wobei der Kugelabschnitt eine Öffnung mit Innengewinde einschließt und wobei der Schaftabschnitt schließt einen Stift mit Außengewinde einschließt.
  3. Satz von Kugelgelenken, umfassend; ein erstes Kugelgelenk und ein zweites Kugelgelenk; wobei jedes des ersten und zweiten Kugelgelenks ein Gehäuse, mindestens ein Lager und einen Kugelzapfen mit einem Kugelabschnitt und einem Schaftabschnitt aufweist, die in einem Gewindeeingriff miteinander stehen; wobei die Kugelabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks miteinander identisch sind, und wobei die Schaftabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks nicht miteinander identisch sind.
  4. Satz von Kugelgelenken nach Anspruch 1, wobei der Kugelabschnitt für jeden des ersten und zweiten Kugelgelenks eine Öffnung mit Innengewinde aufweist, und der Schaftabschnitt einen Stift mit Außengewinde aufweist.
  5. Satz von Kugelgelenken nach Anspruch 1, wobei das erste und zweite Kugelgelenk nicht identische Gehäuse aufweisen.
  6. Satz von Kugelgelenken nach Anspruch 5, wobei das erste und zweite Kugelgelenk nicht identische Lager aufweisen.
  7. Satz von Kugelgelenken nach Anspruch 3, wobei die Kugelabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks durch Schmiedevorgänge geformt werden.
  8. Satz von Kugelgelenken nach Anspruch 7, wobei die Schaftabschnitte des ersten und zweiten Kugelgelenks durch entsprechende Verfahren geformt werden, die eine maschinelle Bearbeitung einschließen und Schmieden nicht einschließen.
  9. Verfahren zur Herstellung eines Satzes von Kugelgelenken, umfassend die Schritte des: Gewindeverbindens eines ersten Kugelabschnitts mit einem ersten Schaftabschnitt, um einen ersten Kugelzapfen zu bilden; Einsetzens eines ersten Lagers in eine erste Innenbohrung eines ersten Gehäuses; Einsetzens des ersten Kugelabschnitts des ersten Kugelzapfens in die erste Innenbohrung des ersten Gehäuses und des Herstellens eines Gleitkontakts mit dem ersten Kugelabschnitt und dem ersten Lager, so dass sich der erste Kugelzapfen relativ zu dem ersten Gehäuse drehen und gelenkig bewegen kann; Gewindeverbindens eines zweiten Kugelabschnitts mit einem zweiten Schaftabschnitt, um einen zweiten Kugelzapfen zu bilden; Einsetzens eines zweiten Lagers in eine zweiten Innenbohrung eines zweiten Gehäuses; Einsetzens des zweiten Kugelabschnitts des zweiten Kugelzapfens in die zweite Innenbohrung des zweiten Gehäuses und des Herstellens eines Gleitkontakts mit dem zweiten Kugelabschnitt und dem zweiten Lager, so dass sich der zweite Kugelzapfen relativ zu dem zweiten Gehäuse drehen und gelenkig bewegen kann; und wobei der erste und zweite Kugelabschnitt des ersten und zweiten Kugelzapfens miteinander identisch sind, und wobei der erste und zweite Schaftabschnitt des ersten und zweiten Kugelzapfens nicht miteinander identisch sind.
  10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei das erste und das zweite Gehäuse nicht miteinander identisch sind.
  11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das erste und das zweite Lager nicht miteinander identisch sind.
  12. Verfahren nach Anspruch 9, das ferner den Schritt des Formens des ersten und zweiten Kugelabschnitts durch einen Schmiedevorgang einschließt.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, das ferner den Schritt des Formens des ersten und zweiten Schaftabschnitts durch einen Vorgang einschließt, der eine maschinelle Bearbeitung einschließt und Schmieden nicht einschließt.
DE102020207844.0A 2019-06-24 2020-06-24 Kugelgelenk mit mehrteiligem kugelzapfen Pending DE102020207844A1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US16/449,907 US11098752B2 (en) 2019-06-24 2019-06-24 Ball joint with a multi-piece ball stud
US16/449,907 2019-06-24

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE102020207844A1 true DE102020207844A1 (de) 2020-12-24

Family

ID=73654031

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102020207844.0A Pending DE102020207844A1 (de) 2019-06-24 2020-06-24 Kugelgelenk mit mehrteiligem kugelzapfen

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11098752B2 (de)
CN (1) CN112128223B (de)
DE (1) DE102020207844A1 (de)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113048388B (zh) * 2021-04-28 2023-03-24 中车西安车辆有限公司 大容积低温罐车及其内、外罐体垂向支撑结构和球铰单元
US11662468B1 (en) 2022-01-21 2023-05-30 AGI Suretrack LLC LiDAR scanning system and methods
US11415265B1 (en) * 2022-01-21 2022-08-16 AGI Suretrack LLC Locking system for aligning a device

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB526263A (en) * 1939-03-10 1940-09-13 Automotive Prod Co Ltd Improvements in or relating to ball and socket universal joints
US2999709A (en) * 1960-09-12 1961-09-12 Jamco Inc Ball joint assembly
US3269758A (en) * 1964-01-29 1966-08-30 Lemfoerder Metallwaren Ag Ball joint device
US3401963A (en) * 1966-05-16 1968-09-17 Moog Industries Inc Ball stud and method of making same
US3952390A (en) * 1973-03-01 1976-04-27 Amos James J Method of producing ball joints
DE3718533C1 (en) * 1987-06-03 1988-05-05 Trw Ehrenreich Gmbh Mounting of an A-arm for the rear axles of commercial vehicles
DE3938475A1 (de) * 1989-11-20 1991-05-23 Porsche Ag Radaufhaengung
US5000416A (en) * 1990-01-26 1991-03-19 The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration Alignment positioning mechanism
US5040817A (en) * 1990-06-18 1991-08-20 Dunn Richard P Trailer hitch assembly
DE4403584C2 (de) * 1994-02-05 1997-09-04 Lemfoerder Metallwaren Ag Kugelzapfen eines Kugelgelenks für Kraftfahrzeuge
US6382865B1 (en) * 1999-06-21 2002-05-07 Richard C. Paxman Base-mounted lubricated ball joint
EP1124086A1 (de) * 2000-02-11 2001-08-16 Rexnord Marbett S.p.A. Zapfen für Stützfuss für schwere Lasten und diesen aufweisenden Stützfuss
JP4610721B2 (ja) * 2000-11-22 2011-01-12 株式会社ソミック石川 ボールジョイントおよびそのハウジングの製造方法
DE102004044088B4 (de) * 2004-09-09 2007-02-08 Zf Friedrichshafen Ag Gelenk- und/oder Lageranordnung
US7144182B1 (en) * 2005-05-31 2006-12-05 Qa1 Precision Products, Inc. Ball joint construction
US20080019766A1 (en) * 2006-07-24 2008-01-24 Rayco Manufacturing, Inc. Ball joint assembly
DK176705B1 (da) * 2007-05-03 2009-03-23 Ngi Aps Fremgangsmåde og maskinsko
US9446644B2 (en) * 2009-12-03 2016-09-20 Federal-Mogul Corporation Concentric knurl ball joint
KR101162979B1 (ko) * 2010-03-25 2012-07-09 대림정공 주식회사 플로팅 조인트 및 이의 제조방법
KR101274345B1 (ko) * 2011-07-07 2013-06-13 주식회사 센트랄 링크구조물, 링크구조물의 제조방법 및 제조장치
DE102011081935A1 (de) * 2011-09-01 2013-03-07 Zf Friedrichshafen Ag Kugelgelenk
CA3039333C (en) * 2015-10-29 2023-09-19 D-Box Technologies Inc. Joint assembly for motion simulator
JP6880018B2 (ja) * 2015-11-09 2021-06-02 カルマン バラーズ 光学及び/又は電子装置をスタンダに取り付けるための球形ヘッド組立体
US10820960B2 (en) * 2016-04-15 2020-11-03 Stryker European Holdings I, Llc Cannula lock with a brake that rotates and anchors that deploy into the bone against which the cannula lock is set
CN206072100U (zh) * 2016-08-26 2017-04-05 江苏希西维轴承有限公司 一种双球销轴承
CN107687474A (zh) * 2017-08-08 2018-02-13 襄阳振本传动设备有限公司 带双层密封的精密球铰轴承组元

Also Published As

Publication number Publication date
CN112128223B (zh) 2024-07-23
CN112128223A (zh) 2020-12-25
US11098752B2 (en) 2021-08-24
US20200400187A1 (en) 2020-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE102020207844A1 (de) Kugelgelenk mit mehrteiligem kugelzapfen
DE10060638B4 (de) Radlagereinheit
DE102016216496A1 (de) Gewindetrieb
DE112019003571T5 (de) Kugelpfannenbaugruppe mit gepresster abdeckplatte und verfahren zu ihrer herstellung
DE102015105746A1 (de) Kopplungsanordnung und Verfahren zum Entkoppeln eines ersten Elements und eines zweiten Elements
DE102005053362B4 (de) Zentrieranordnung an einem Doppelkreuzgelenk
WO2019210906A1 (de) Lageranordnung
DE102023106356A1 (de) Buchsengelenk und verfahren zur herstellung
WO2005124169A1 (de) Zentralgelenk für einen dreieckslenker von kraftfahrzeugen
DE102019203271B3 (de) Gelenk für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs, Strukturbauteil für ein Fahrwerk eines Fahrzeugs mit einem solchen Gelenk
DE102009054571A1 (de) Lagerungs- oder Kraftübertragungsbauteil mit Querschnittsübergang
DE112020001119T5 (de) Halterungsbaugruppe und verfahren zur herstellung einer halterungsbaugruppe
DE102004016417B3 (de) Lagerbuchse und Gleitlagerung für eine rotatorische Bewegung
EP1668262A1 (de) Kugelschale
DE102005060490B4 (de) Komfortgummilager für Kraftfahrzeuge
DE102019210184B4 (de) Kugelgelenk für ein Fahrwerk eines Kraftfahrzeugs
DE102022202576A1 (de) Verfahren zur herstellung eines kugelgelenks mit einer mit gewinde versehenen kuppelförmigen abdeckungsplatte
DE112019003614T5 (de) Faserverstärktes lager für eine kugelpfannenbaugruppe, kugelpfannenbaugruppe damit und verfahren zu deren herstellung
DE102018124493B4 (de) Gelenkgehäuse und Verfahren zur Herstellung eines Gelenkgehäuses
DE102010043408A1 (de) Kugelhülsengelenk für ein Kraftfahrzeug
DE112019002410T5 (de) Druckbelastete kugelpfannenanordnung
DE102005055822B4 (de) Hülsenanordnung
DE10253262A1 (de) Gummi-Metall-Lager für eine Radaufhängung
DE102008061511A1 (de) Kugelgelenkanordnung
DE202008003333U1 (de) Kraftfahrzeugnabe